JPH09322551A - Power supply device - Google Patents
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- JPH09322551A JPH09322551A JP8132446A JP13244696A JPH09322551A JP H09322551 A JPH09322551 A JP H09322551A JP 8132446 A JP8132446 A JP 8132446A JP 13244696 A JP13244696 A JP 13244696A JP H09322551 A JPH09322551 A JP H09322551A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する利用分野】本発明は電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply.
【0002】[0002]
【従来の技術】交流電源Vsを高周波電力に変換して負
荷に供給する電源装置において、簡単な回路構成で、入
力電流高調波歪みを改善し、力率を向上可能であるもの
として、特開平5ー38161号公報があり、その回路
図を図1に示す。(第1従来例) 本回路方式は、整流器DBと平滑コンデンサC1との間
に接続されたコンデンサC4の両端電圧Vc4、平滑コ
ンデンサC1の両端電圧Vdc、フィルター回路Fを介
し交流電源Vsを整流器DBで全波整流して得られた脈
流直流電圧Vinの3つの電圧間の関係と、スイッチン
グ素子Q1,Q2及びスイッチング素子Q1,Q2の各
々の両端に逆並列接続されたダイオードD1,D2から
なるインバータ回路の高周波動作とにより、整流器DB
から高周波的にパルスの電流Idを流すようにした方式
である。本回路方式では、コンデンサC4との充放電が
入力電流高潮波歪みを改善するのに大きく関与する。な
お、コンデンサC4と並列にダイオードD3が接続さ
れ、整流器DBの正の出力端子及びスイッチング素子Q
1,Q2の接点間にはインバータ負荷Z1が接続されて
おり、インバータ負荷Z1を介して整流器DBの出力端
に前記インバータ回路の高周波出力の一部が帰還され
る。また、スイッチング素子Q1,Q2を制御する制御
手段1が設けられ、インバータ負荷Z1は、カップリン
グコンデンサC3、放電灯La、チョークL1からなる
直列回路と、放電灯Laの非電源端子間に並列接続され
たコンデンサC2とから構成され、コンデンサC4はイ
ンピーダンス要素Z2を構成する。2. Description of the Related Art In a power supply device for converting an AC power supply Vs into a high frequency power and supplying it to a load, an input current harmonic distortion can be improved and a power factor can be improved with a simple circuit configuration. There is Japanese Patent Publication No. 5-38161, and a circuit diagram thereof is shown in FIG. (First Conventional Example) In this circuit system, the voltage Vc4 across the capacitor C4, which is connected between the rectifier DB and the smoothing capacitor C1, the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1, the AC power supply Vs through the filter circuit F, the rectifier DB. The relationship between the three voltages of the pulsating current direct-current voltage Vin obtained by full-wave rectification with the switching elements Q1 and Q2 and the diodes D1 and D2 connected in antiparallel to both ends of each of the switching elements Q1 and Q2. Rectifier DB by the high frequency operation of the inverter circuit
Is a method in which a pulse current Id is caused to flow in a high frequency. In this circuit system, charging / discharging with the capacitor C4 greatly contributes to improving input current high tide distortion. Note that a diode D3 is connected in parallel with the capacitor C4, and the positive output terminal of the rectifier DB and the switching element Q
An inverter load Z1 is connected between the contacts 1 and Q2, and a part of the high-frequency output of the inverter circuit is fed back to the output terminal of the rectifier DB via the inverter load Z1. Further, a control means 1 for controlling the switching elements Q1 and Q2 is provided, and the inverter load Z1 is connected in parallel between a series circuit including the coupling capacitor C3, the discharge lamp La and the choke L1, and a non-power supply terminal of the discharge lamp La. The capacitor C4 forms the impedance element Z2.
【0003】次に、本回路の回路動作について簡単に説
明する。まず脈流直流電圧Vinがゼロ近傍つまり谷部
に於ける動作を説明する。Next, the circuit operation of this circuit will be briefly described. First, the operation when the pulsating DC voltage Vin is near zero, that is, in the valley will be described.
【0004】スイッチング素子Q2がオンの時、平滑コ
ンデンサC1を電源として、共振電流が平滑コンデンサ
C1→コンデンサC4→カップリングコンデンサC3→
放電灯La,コンデンサC2→チョークL1→スイッチ
ング素子Q2→平滑コンデンサC1の経路で流れ、コン
デンサコンデンサC4が充電されると共に、チョークL
1にエネルギーが蓄積される。コンデンサC4の充電電
圧Vc4が平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcと略等
しくなると、コンデンサC4に流れていた共振電流I1
は停止し、整流器DBから電流Idが流れ込みインバー
タ動作を継続しようとする。スイッチング素子Q2がオ
フ、スイッチング素子Q1がオンした瞬間は、チョーク
L1に蓄積されたエネルギーによる回生電流がダイオー
ドD1を介して流れて平滑コンデンサC1を充電する。
この時流れる電流Idが整流器DBからの平滑コンデン
サC1への充電電流となって平滑コンデンサC1を充電
する。やがてチョークL1に蓄積されたエネルギーがな
くなると、共振動作が反転して、カップリングコンデン
サC3を電源とするインバータ動作により、カップリン
グコンデンサC3→コンデンサC4→スイッチング素子
Q1→チョークL1→放電灯La,コンデンサC2→カ
ップリングコンデンサC3の経路で共振電流が流れ、コ
ンデンサC4に充電されていた電荷を放電する。そし
て、コンデンサC4に充電されていた電荷がなくなると
共振電流はダイオードD3を介して流れるようになる。When the switching element Q2 is turned on, the resonance current is supplied from the smoothing capacitor C1 as a power source, and the resonance current is changed from the smoothing capacitor C1, the capacitor C4, the coupling capacitor C3,
The discharge lamp La, the capacitor C2, the choke L1, the switching element Q2, and the smoothing capacitor C1 flow through the path to charge the capacitor C4 and the choke L.
Energy is stored in 1. When the charging voltage Vc4 of the capacitor C4 becomes substantially equal to the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1, the resonance current I1 flowing in the capacitor C4.
Stops and the current Id flows from the rectifier DB to try to continue the inverter operation. At the moment when the switching element Q2 is turned off and the switching element Q1 is turned on, a regenerative current due to the energy stored in the choke L1 flows through the diode D1 to charge the smoothing capacitor C1.
The current Id flowing at this time becomes a charging current from the rectifier DB to the smoothing capacitor C1 to charge the smoothing capacitor C1. When the energy stored in the choke L1 disappears, the resonance operation is inverted and the inverter operation using the coupling capacitor C3 as a power supply causes the coupling capacitor C3 → the capacitor C4 → the switching element Q1 → the choke L1 → the discharge lamp La, A resonance current flows through the path from the capacitor C2 to the coupling capacitor C3, and the charge stored in the capacitor C4 is discharged. When the charge stored in the capacitor C4 is exhausted, the resonance current flows through the diode D3.
【0005】以上は脈流直流電圧Vinが谷部での説明
であるが、脈流直流電圧Vinがゼロ近傍でなくとも、
平滑コンデンサC1の両端電圧VdcがVin+Vc4
とほぼ等しくなると、上述の様に平滑コンデンサC1を
電源として動作するインバータ動作はなくなり、整流器
DBから電流Idが流れ込みインバータ動作を継続しよ
うとする。この様にしてインバータ回路は共振動作を繰
り返し、またコンデンサC4は充放電を燥り返す。入力
電流Iinが流れこむ期間は、スイッチング素子Q2が
オンして平滑コンデンサC1がVc4+Vinに充電さ
れた後、整流器DBから電流Idが流れ込む期間であ
る。この様に、本回路方式においては、コンデンサC4
の充放電が入力電流Iinを供給するのに大きく関与す
ることがわかる。なお、入力電流Iinが脈流直流電圧
Vinの全区間において流れるには、Vin+Vc4>
Vdcの条件が必要であり、Vin=0ではVc4>V
dcの条件が必要である。In the above description, the pulsating DC voltage Vin is at the valley, but even if the pulsating DC voltage Vin is not near zero,
The voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 is Vin + Vc4
Is substantially equal to the above, the inverter operation using the smoothing capacitor C1 as a power supply as described above is not performed, and the current Id flows from the rectifier DB to continue the inverter operation. In this way, the inverter circuit repeats the resonance operation, and the capacitor C4 repeatedly charges and discharges. The period during which the input current Iin flows is a period during which the current Id flows from the rectifier DB after the switching element Q2 is turned on and the smoothing capacitor C1 is charged to Vc4 + Vin. Thus, in this circuit system, the capacitor C4
It can be understood that charging / discharging greatly contributes to supplying the input current Iin. In order for the input current Iin to flow in the entire section of the pulsating direct current voltage Vin, Vin + Vc4>
The condition of Vdc is necessary, and when Vin = 0, Vc4> V
The condition of dc is required.
【0006】しかし、上記第1従来例には以下に示す様
な第1の問題点が生じる。ここで、例えば放電灯Laの
光出力を低下させる様な調光制御を行う場合、インバー
タ回路を構成するスイッチング素子の発振周波数をアッ
プさせてインバータ回路の出力を低下させている方式は
良く知られている。そこで、本回路方式において、スイ
ッチング素子Q1,Q2の発振周波数をアップさせて調
光点灯を行おうとすると、発振周波数が高くなるために
インバータ回路の共振動作によるコンデンサC4の充電
時間が短くなり、コンデンサC4の充電電圧Vc4が低
下する。Vc4くVdcとなると、脈流直流電圧Vin
の谷部近傍において、電流Idが流れない区間が存在す
ることになる。つまり、発振周波数f=f1の場合に、
入力電流Iinは脈流直流電圧Vinの全区間において
流れていたのが、発振周波数fをf1からf2にアップ
することにより、入力電流Iinは休止区間のある波形
となる。However, the first conventional example has the following first problem. Here, for example, in the case of performing dimming control for reducing the light output of the discharge lamp La, a method of increasing the oscillation frequency of the switching element forming the inverter circuit to reduce the output of the inverter circuit is well known. ing. Therefore, in the present circuit method, if the oscillation frequency of the switching elements Q1 and Q2 is increased to perform dimming lighting, the charging frequency of the capacitor C4 due to the resonant operation of the inverter circuit becomes short because the oscillation frequency becomes high, and The charging voltage Vc4 of C4 decreases. When Vc4 becomes Vdc, pulsating current DC voltage Vin
In the vicinity of the valley portion of, there is a section where the current Id does not flow. That is, when the oscillation frequency f = f1,
Although the input current Iin was flowing in all the sections of the pulsating direct current voltage Vin, the input current Iin becomes a waveform with a pause section by increasing the oscillation frequency f from f1 to f2.
【0007】上記第1の問題点を解決する手段として、
本発明出願人出願の特願平7ー254212号に示した
ものがあり、その回路図を図14に示す。(第2従来
例)本従来例は、簡単な回路構成にて入力電流歪を改善
可能であると共に、出力制御が容易に可能で、特に負荷
が放電灯の場合に放電灯の調光制御可能な電源装置であ
る。As a means for solving the above-mentioned first problem,
There is one shown in Japanese Patent Application No. 7-254212 filed by the present applicant, and its circuit diagram is shown in FIG. (Second conventional example) In this conventional example, the input current distortion can be improved with a simple circuit configuration, and the output control can be easily performed. Especially, when the load is the discharge lamp, the dimming control of the discharge lamp can be performed. Power supply device.
【0008】図1に示した第1従来例と異なる点は、入
力電流波形歪に大きく関与するコンデンサC4を、コン
デンサC41とコンデンサC42とに分割すると共に、
コンデンサC42にSWを直列接続したことであり、そ
の他の第1従来例と同一構成には同一符号を付すことに
より説明を省略する。なお、C4=C41+C42とす
る。The difference from the first conventional example shown in FIG. 1 is that the capacitor C4, which is greatly involved in the input current waveform distortion, is divided into a capacitor C41 and a capacitor C42, and
This is because SW is connected in series to the capacitor C42, and the same configurations as those of the other first conventional example are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Note that C4 = C41 + C42.
【0009】次に、図15に示すタイムチャートを参照
して、スイッチSWの動作を簡単に説明する。Next, the operation of the switch SW will be briefly described with reference to the time chart shown in FIG.
【0010】インバータ回路の発振周波数がf1の場合
には、図15(a)に示す様にスイッチSWをオンして
インピーダンス要素Z2の容量をコンデンサC41とコ
ンデンサC42との合成容量C4とし、インピーダンス
要素Z2の両端電圧Vz2(=C4の両端電圧Vc4)
がVc4>Vdcの関係を満たすことにより、休止区間
のない入力電流波形を得ることができ、入力電流歪を改
善できる。When the oscillation frequency of the inverter circuit is f1, as shown in FIG. 15A, the switch SW is turned on to set the capacitance of the impedance element Z2 to the combined capacitance C4 of the capacitors C41 and C42, and the impedance element Z2 voltage Vz2 (= C4 voltage Vc4)
By satisfying the relationship of Vc4> Vdc, it is possible to obtain an input current waveform without a pause section and improve the input current distortion.
【0011】また、発振周波数をf1からf2へとアッ
プさせた場合、図15に示す様にスイッチSWをオフし
て、インピーダンス要素Z2の容量値をC4からC41
へと小さくすることにより共振周波数を上昇させ、その
共振周波数をf2へと近付けることにより、脈流直流電
圧の谷部近傍においてインピーダンス要素Z2の両端電
圧Vz2(=C41の両端電圧Vc41)がVc41>
Vdcの関係を満たすことができ、脈流直流電圧の谷部
でも入力電流Iinが流れ、休止区間のない入力電流波
形を得ることができ、入力電流歪を改善できる。When the oscillation frequency is increased from f1 to f2, the switch SW is turned off as shown in FIG. 15, and the capacitance value of the impedance element Z2 is changed from C4 to C41.
By increasing the resonance frequency to f2 by decreasing the resonance frequency to f2, the voltage Vz2 across the impedance element Z2 (the voltage Vc41 across C41) becomes Vc41> near the valley of the pulsating current DC voltage.
The relationship of Vdc can be satisfied, the input current Iin flows even in the valley portion of the pulsating direct current voltage, an input current waveform without a pause section can be obtained, and the input current distortion can be improved.
【0012】この様に構成したことにより、インピーダ
ンス要素Z2の容量値を変化するだけで他の回路定数は
変更せずに、簡単に調光点灯時などでも休止区間のない
入力電流波形を得ることができ、入力電流高潮波歪みを
改善することができる。With such a configuration, it is possible to easily obtain an input current waveform having no pause section even during dimming lighting, etc., without changing other circuit constants only by changing the capacitance value of the impedance element Z2. It is possible to improve the input current high power wave distortion.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記第2従来
例には以下に示す様な第2の問題点が生じる。However, the second conventional example has the following second problem.
【0014】調光点灯時などでも、インピーダンス要素
Z2のインピーダンス値を可変させて休止区間のない入
力電流波形を得ている。よって、インバータ回路の発振
周波数をアップさせた場合、例えば調光点灯時には、放
電灯Laへの出力電力Woutを減少させることになる
ので、入力電力Win>出力電力Woutとなり、イン
バータ回路の発振周波数をダウンさせた場合、例えば定
格点灯時には、放電灯Laへの負荷出力を増加させるこ
とになるので、入力電力Win<出力電力Woutとな
る。つまり、インバータ回路の発振周波数をアップさせ
た場合は、インバータ回路の発振周波数をダウンさせた
場合と比べて、平滑コンデンサC1から放電灯Laへの
供給電力が減少するので平滑コンデンサC1の両端電圧
Vdcの異常上昇を招いてしまう。Even during dimming lighting, the impedance value of the impedance element Z2 is varied to obtain an input current waveform having no pause section. Therefore, when the oscillation frequency of the inverter circuit is increased, for example, during dimming lighting, the output power Wout to the discharge lamp La is reduced, so that the input power Win> the output power Wout, and the oscillation frequency of the inverter circuit is changed. When it is lowered, for example, at the time of rated lighting, the load output to the discharge lamp La is increased, so that the input power Win <output power Wout. That is, when the oscillation frequency of the inverter circuit is increased, the power supplied from the smoothing capacitor C1 to the discharge lamp La is reduced as compared with the case where the oscillation frequency of the inverter circuit is decreased, so the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 is reduced. Will cause an abnormal rise in.
【0015】本発明は上記全ての問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、簡単な回路構成に
て入力電流歪を改善可能であると共に、インバータ回路
の発振周波数をアップさせた場合、例えば調光点灯時に
おいて、平滑コンデンサの両端電圧が異常上昇すること
を防止可能な電源装置を提供することである。The present invention has been made in view of all the above problems, and an object of the present invention is to improve the input current distortion with a simple circuit configuration and to increase the oscillation frequency of the inverter circuit. In this case, it is an object of the present invention to provide a power supply device capable of preventing the voltage across the smoothing capacitor from abnormally increasing during dimming lighting.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1記載の発明によれば、交流電源を整流す
る整流器と、整流器の出力端子間にダイオードを介して
接続される平滑コンデンサと、平滑コンデンサの両端電
圧を高周波電圧に変換して負荷に供給するインバータ回
路と、整流器の出力端子及びダイオードの接点にインバ
ータ回路から出力される高周波電圧の一部を帰還する高
周波出力帰還手段と、ダイオードの両端に並列接続され
たインピーダンス要素とを備え、インバータ回路の発振
周波数の可変範囲の中心値近傍で、交流電源からの入力
電流波形が略正弦波状になる方向に、インピーダンス要
素のインピーダンス値を設定することを特徴とする。In order to solve the above problems, according to the present invention, a rectifier for rectifying an AC power supply and a smoothing connected between the output terminals of the rectifier via a diode. A capacitor, an inverter circuit that converts the voltage across the smoothing capacitor into a high-frequency voltage and supplies it to the load, and a high-frequency output feedback means that returns a part of the high-frequency voltage output from the inverter circuit to the output terminal of the rectifier and the contact of the diode. And an impedance element connected in parallel to both ends of the diode, and in the vicinity of the center value of the variable range of the oscillation frequency of the inverter circuit, the impedance of the impedance element in the direction in which the input current waveform from the AC power supply has a substantially sinusoidal shape. It is characterized by setting a value.
【0017】請求項2記載の発明によれば、インバータ
回路の発振周波数の可変範囲の中心値近傍で、交流電源
からの入力電力と負荷へ供給される出力電力とが略等し
くなる方向に、インピーダンス要素のインピーダンス値
を設定することを特徴とする。According to the second aspect of the present invention, in the vicinity of the center value of the variable range of the oscillation frequency of the inverter circuit, the impedance is increased in the direction in which the input power from the AC power supply and the output power supplied to the load become substantially equal. It is characterized by setting the impedance value of the element.
【0018】請求項3記載の発明によれば、インピーダ
ンス要素は、インバータ回路の発振周波数の可変範囲内
でインピーダンス値を変化するものであることを特徴と
する。According to a third aspect of the invention, the impedance element changes its impedance value within a variable range of the oscillation frequency of the inverter circuit.
【0019】請求項4記載の発明によれば、インバータ
回路の発振周波数の可変範囲内でのインピーダンス要素
の平均インピーダンス値が、可変範囲の中心値近傍で、
交流電源からの入力電流波形が略正弦波状になる値であ
り、交流電源からの入力電力と負荷へ供給される出力電
力とが略等しくなる方向に、インピーダンス要素のイン
ピーダンス値を変化することを特徴とする。According to the fourth aspect of the invention, the average impedance value of the impedance elements within the variable range of the oscillation frequency of the inverter circuit is near the center value of the variable range,
The input current waveform from the AC power supply is a value that is substantially sinusoidal, and the impedance value of the impedance element is changed in a direction in which the input power from the AC power supply and the output power supplied to the load are substantially equal. And
【0020】請求項5記載の発明によれば、平滑コンデ
ンサを充電する充電回路とインピーダンス要素とからな
る直列回路を、負荷の両端に並列接続することを特徴と
する。According to a fifth aspect of the invention, a series circuit including a charging circuit for charging the smoothing capacitor and an impedance element is connected in parallel to both ends of the load.
【0021】請求項6記載の発明によれば、インピーダ
ンス要素は、複数のコンデンサと複数のスイッチとから
構成されると共に、スイッチを制御することにより複数
のコンデンサの接続を切り替えて、インピーダンス要素
のインピーダンス値を可変することを特徴とする。According to the sixth aspect of the present invention, the impedance element is composed of a plurality of capacitors and a plurality of switches, and the connection of the plurality of capacitors is switched by controlling the switches, whereby the impedance of the impedance element is changed. It is characterized by changing the value.
【0022】請求項7記載の発明によれば、インピーダ
ンス要素は、複数のインダクタンス素子と複数のスイッ
チとから構成されると共に、スイッチを制御することに
より複数のインダクタンス素子の接続を切り替えて、イ
ンピーダンス要素のインピーダンス値を可変することを
特徴とする。According to the seventh aspect of the present invention, the impedance element is composed of a plurality of inductance elements and a plurality of switches, and by controlling the switches, the connection of the plurality of inductance elements is switched to make the impedance element. The impedance value of is variable.
【0023】請求項8記載の発明によれば、インピーダ
ンス要素は、複数のコンデンサと複数のインダクタンス
素子と複数のスイッチとから構成されると共に、スイッ
チを制御することにより複数のコンデンサと複数のイン
ダクタンス素子との接続を切り替えて、インピーダンス
要素のインピーダンス値を可変することを特徴とする。According to the eighth aspect of the present invention, the impedance element includes a plurality of capacitors, a plurality of inductance elements, and a plurality of switches, and the switches are controlled to control the plurality of capacitors and the plurality of inductance elements. It is characterized in that the impedance value of the impedance element is changed by switching the connection with and.
【0024】請求項9記載の発明によれば、負荷は、放
電灯を含み構成されるものであることを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, the load includes a discharge lamp.
【0025】請求項10記載の発明によれば、負荷は、
2次巻線を有するトランスと、トランスの2次巻線に並
列接続された放電灯と含み構成されるものであることを
特徴とする。According to the invention of claim 10, the load is:
It is characterized in that it is configured to include a transformer having a secondary winding and a discharge lamp connected in parallel to the secondary winding of the transformer.
【0026】請求項11記載の発明によれば、充電回路
は、コンデンサを含み構成されるものであることを特徴
とする。According to the invention described in claim 11, the charging circuit is configured to include a capacitor.
【0027】請求項12記載の発明によれば、充電回路
は、インダクタンス素子を含み構成されるものであるこ
とを特徴とする。According to a twelfth aspect of the present invention, the charging circuit is configured to include an inductance element.
【0028】請求項13記載の発明によれば、充電回路
は、コンデンサとインダクタンス素子とを含み構成され
るものであることを特徴とする。According to a thirteenth aspect of the present invention, the charging circuit is configured to include a capacitor and an inductance element.
【0029】[0029]
(実施の形態1)本発明に係る第1の実施の形態の回路
構成は、図1の回路図に示す第1従来例と同一構成で、
その動作のみが異なるだけであるので、図2〜図5を用
いて本実施の形態の動作を簡単に説明する。(First Embodiment) The circuit configuration of the first embodiment according to the present invention is the same as that of the first conventional example shown in the circuit diagram of FIG.
Since only the operation is different, the operation of the present embodiment will be briefly described with reference to FIGS.
【0030】図14に示す回路において、コンデンサC
4の両端電圧Vc4の振幅が小さいと、Vin<Vdc
+Vc4となるので、図2(c)に示す様に、入力電流
Iinの電流波形には入力電流Iinの値が零になる休
止区間が生じる。以下、これを入力電流波形に休止が生
じると呼ぶ。また、コンデンサC4の両端電圧Vc4の
振幅が大きいと、Vin>Vdc+Vc4となるので、
図2(a)に示す様に、入力電流Iinの電流波形には
入力電流Iinの値が零に達する前に反転する。以下、
これを入力電流波形にジャンプが生じると呼ぶ。図2
(b)には、略正弦波状の入力電流Iinの電流波形を
示す。In the circuit shown in FIG. 14, the capacitor C
When the amplitude of the voltage Vc4 between both ends of 4 is small, Vin <Vdc
Since it is + Vc4, as shown in FIG. 2C, a pause section in which the value of the input current Iin becomes zero occurs in the current waveform of the input current Iin. Hereinafter, this is called a pause in the input current waveform. Further, when the amplitude of the voltage Vc4 across the capacitor C4 is large, Vin> Vdc + Vc4.
As shown in FIG. 2A, the current waveform of the input current Iin is inverted before the value of the input current Iin reaches zero. Less than,
This is called a jump in the input current waveform. FIG.
In (b), a current waveform of the substantially sine wave-shaped input current Iin is shown.
【0031】ここで、コンデンサC4の値を一定にして
例えば調光制御を行う場合、インバータ回路の発振周波
数を高くするにつれて、入力電流Iinの電流波形は、
図2(a)→図2(b)→図2(c)の順で変化する。
この点を解消して、図2(b)に示す様な略正弦波状の
入力電流Iinの電流波形を常に得る為には、図3の実
線に示す様に、インバータ回路の発振周波数fが上昇す
るにつれてコンデンサC4の容量値を減少させていく必
要があるが、他の電源機器などに影響を及ぼさない範囲
であれば、入力電流Iinの電流波形は常に略正弦波状
ではなくてもよく、本発明はこの点を利用し、上述の様
に、入力電力Winと出力電力Woutとの不均衡によ
る平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcの異常昇圧を防
ぐものである。なお、図3において、実線よりも上側の
斜線部は入力電流波形に休止が生じる領域を示し、実線
よりも下側は入力電流波形にジャンプが生じる領域を示
す。Here, for example, when the dimming control is performed with the value of the capacitor C4 kept constant, the current waveform of the input current Iin increases as the oscillation frequency of the inverter circuit increases.
2 (a)-> FIG. 2 (b)-> FIG. 2 (c).
In order to eliminate this point and always obtain the current waveform of the substantially sinusoidal input current Iin as shown in FIG. 2B, the oscillation frequency f of the inverter circuit increases as shown by the solid line in FIG. However, the current waveform of the input current Iin may not always be substantially sinusoidal as long as it does not affect other power supply devices. The present invention utilizes this point to prevent abnormal boosting of the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 due to the imbalance between the input power Win and the output power Wout as described above. In FIG. 3, the shaded area above the solid line shows a region where the input current waveform has a pause, and the below the solid line shows a region where a jump occurs in the input current waveform.
【0032】インバータ回路の発振周波数を高くして調
光制御などを行う場合は、出力電力Woutが小さいの
で、入力電力Winが小さくなる方向へ、言い換えると
入力電流波形に休止が生じる方向へ制御し、インバータ
回路の発振周波数を低くして全点灯制御などを行う場合
は、出力電力Woutが大きいので、入力電力Winが
大きくなる方向へ、言い換えると入力電流波形にジャン
プが生じる方向へ制御すると平滑コンデンサC1の両端
電圧Vdcの上昇を低減することができる。When the oscillation frequency of the inverter circuit is increased to perform dimming control or the like, the output power Wout is small, so that the input power Win is decreased, that is, the input current waveform is stopped. When the oscillation frequency of the inverter circuit is lowered to perform full lighting control or the like, the output power Wout is large. Therefore, when the control is performed in the direction in which the input power Win increases, in other words, in the direction in which the input current waveform jumps, the smoothing capacitor is controlled. The rise of the voltage Vdc across C1 can be reduced.
【0033】また、発振周波数を一定で動作させた場
合、図4に示すように、コンデンサC4の容量値が大き
くなるに従って入力電力Win、出力電力Woutとも
減少し、その変化率は入力電力Winの方が出力電力W
outよりも大きく、コンデンサC4の容量値が小さい
場合はWin>Woutとなり、入力電流Iinの電流
波形にジャンプが生じ、平滑コンデンサC1の両端電圧
Vdcが上昇する。コンデンサC4の容量値が大きい場
合はWin<Woutとなり、入力電流Iinの電流波
形に休止が生じ、平滑コンデンサC1の両端電圧Vdc
が低下する。When the oscillation frequency is kept constant, both the input power Win and the output power Wout decrease as the capacitance value of the capacitor C4 increases, as shown in FIG. 4, and the rate of change is the input power Win. Output power W
When it is larger than out and the capacitance value of the capacitor C4 is small, Win> Wout, a jump occurs in the current waveform of the input current Iin, and the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 rises. When the capacitance value of the capacitor C4 is large, Win <Wout, the current waveform of the input current Iin is paused, and the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 is reached.
Is reduced.
【0034】以上より、インバータ回路の発振周波数を
一定の範囲内で変化させる場合、変化幅の略中心の発振
周波数で、図2(b)に示す様な略正弦波状の入力電流
Iinの電流波形を得ることができる様にコンデンサC
4の値を設定すればよい。From the above, when the oscillation frequency of the inverter circuit is changed within a certain range, the current waveform of the input current Iin having a substantially sine wave shape as shown in FIG. To obtain the capacitor C
A value of 4 may be set.
【0035】更に、発振周波数の変化の範囲内におい
て、平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcが異常昇圧し
ない方向にコンデンサC4の容量値を可変すると共に、
発振周波数の変化の範囲内におけるコンデンサC4の平
均値を、変化幅の略中心の発振周波数で図2(b)に示
す様な略正弦波状の入力電流Iinの電流波形を得るこ
とができる値になる様に設定すれば、更に入力電流高潮
波歪を改善することもできる。Further, within the range of change of the oscillation frequency, the capacitance value of the capacitor C4 is varied so that the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 does not rise abnormally.
The average value of the capacitor C4 within the change range of the oscillation frequency is set to a value that can obtain the current waveform of the substantially sinusoidal input current Iin as shown in FIG. 2B at the oscillation frequency at the center of the change width. If it is set so that the input current surge current distortion can be further improved.
【0036】図5は、入力電流高潮波歪みと入力電力W
in及び出力電力Woutとにおける、インバータ回路
の発振周波数に対するコンデンサC4の容量値の関係を
示した特性図である。FIG. 5 shows the input current high power wave distortion and the input power W.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the capacitance value of a capacitor C4 and the oscillation frequency of the inverter circuit in in and output power Wout.
【0037】(1)インバータ回路の発振周波数fとコ
ンデンサC4の容量値とを、図5に示す実線(b)上で
変化する様に制御すると、図2(b)に示す様な略正弦
波状の入力電流Iinの電流波形を得ることができ、入
力電流高潮波歪を最適に改善することができる。なお、
図5において、実線(b)よりも上側は、入力電流波形
に休止が生じる領域(c)を示し、実線(b)よりも下
側は、入力電流波形にジャンプが生じる領域(a)を示
す。(1) When the oscillation frequency f of the inverter circuit and the capacitance value of the capacitor C4 are controlled so as to change on the solid line (b) shown in FIG. 5, a substantially sinusoidal waveform as shown in FIG. 2 (b) is obtained. The current waveform of the input current Iin can be obtained, and the input current storm surge can be optimally improved. In addition,
In FIG. 5, the upper side of the solid line (b) shows a region (c) where the input current waveform is paused, and the lower side of the solid line (b) shows a region (a) where the input current waveform jumps. .
【0038】(2)インバータ回路の発振周波数fとコ
ンデンサC4の容量値とを、図5に示す実線(d)上で
変化する様に制御すると、Win=Woutの関係が維
持され、平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcは略一定
となり、平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcの上昇を
防止することができる。(2) When the oscillation frequency f of the inverter circuit and the capacitance value of the capacitor C4 are controlled so as to change along the solid line (d) shown in FIG. 5, the relationship of Win = Wout is maintained, and the smoothing capacitor C1 is maintained. The voltage Vdc between both ends of the capacitor is substantially constant, and the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 can be prevented from rising.
【0039】(3)コンデンサC4の容量値を略一定と
し、インバータ回路の発振周波数fを、図5に示す実線
(b)と実線(d)との交点Aを含む実線(e)上で変
化する様に、且つインバータ回路の発振周波数fの変化
幅(調光範囲)の略中心の発振周波数で、図2(b)に
示す様な略正弦波状の入力電流Iinの電流波形を得る
ことができる様に制御すると、簡単な構成で入力電流高
調波歪みを改善できる。(3) The capacitance value of the capacitor C4 is kept substantially constant, and the oscillation frequency f of the inverter circuit is changed on the solid line (e) including the intersection A between the solid line (b) and the solid line (d) shown in FIG. In addition, the current waveform of the input current Iin having a substantially sinusoidal waveform as shown in FIG. 2B can be obtained at the oscillation frequency approximately at the center of the variation width (dimming range) of the oscillation frequency f of the inverter circuit. By controlling as much as possible, the input current harmonic distortion can be improved with a simple configuration.
【0040】(4)更に、コンデンサC4の容量値を可
変とし、インバータ回路の発振周波数fとコンデンサC
4の平均容量値とを、図5に示す実線(b)と実線
(d)との交点Aを含む実線(f)上で変化する様に、
且つインバータ回路の発振周波数fの変化幅(調光範
囲)の略中心の発振周波数で、図2(b)に示す様な略
正弦波状の入力電流Iinの電流波形を得ることができ
る様に制御すると、Win=Woutの方向に近づき、
簡単な構成で入力電流高調波歪みを改善できると共に、
調光制御時などの平滑コンデンサC1の両端電圧Vdc
の異常上昇を低減できる。(4) Furthermore, the capacitance value of the capacitor C4 is made variable so that the oscillation frequency f of the inverter circuit and the capacitor C
4 so that the average capacitance value of 4 changes on the solid line (f) including the intersection A of the solid line (b) and the solid line (d) shown in FIG.
In addition, the control is performed so that the current waveform of the substantially sine wave-shaped input current Iin as shown in FIG. 2B can be obtained at the oscillation frequency approximately at the center of the variation width (dimming range) of the oscillation frequency f of the inverter circuit. Then, it approaches the direction of Win = Wout,
While improving the input current harmonic distortion with a simple configuration,
Voltage Vdc across smoothing capacitor C1 during dimming control
The abnormal rise of can be reduced.
【0041】図5の特性図より、交点Aを通ると共に傾
きが実線(b)に近づく様にコンデンサC4の容量値を
設定すれば、入力電流高潮波歪を改善することができ、
一方、交点Aを通ると共に傾きが実線(d)に近づく様
にコンデンサC4の容量値を設定すれば、平滑コンデン
サC1の両端電圧Vdcの異常上昇を低減できる。図5
に示す斜線部が、入力電流高潮波歪みの改善と平滑コン
デンサC1の両端電圧Vdcの異常上昇の低減との両方
の許容範囲を示す。つまり、この許容範囲内で回路動作
する様にコンデンサC4を変化させても、その平均値
を、インバータ回路の発振周波数fの変化幅(調光範
囲)の略中心の発振周波数で、図2(b)に示す様な略
正弦波状の入力電流Iinの電流波形を得ることができ
る様に制御すればよい。From the characteristic diagram of FIG. 5, if the capacitance value of the capacitor C4 is set so that it passes through the intersection point A and the slope approaches the solid line (b), the input current storm surge distortion can be improved,
On the other hand, if the capacitance value of the capacitor C4 is set so as to pass the intersection point A and the slope approaches the solid line (d), it is possible to reduce the abnormal increase in the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1. FIG.
The shaded area in FIG. 2 indicates the allowable range for both the improvement of the input current high-tide wave distortion and the reduction of the abnormal increase in the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1. That is, even if the capacitor C4 is changed so as to operate the circuit within this allowable range, the average value thereof is set to the oscillation frequency approximately at the center of the change width (dimming range) of the oscillation frequency f of the inverter circuit as shown in FIG. It may be controlled so as to obtain a substantially sinusoidal current waveform of the input current Iin as shown in b).
【0042】なお、本実施の形態は、図14に示す第2
従来例に用いてもよい。 (実施の形態2)本発明に係る第2の実施の形態の回路
図を図6に示す。The present embodiment is the second embodiment shown in FIG.
You may use for a conventional example. (Embodiment 2) FIG. 6 shows a circuit diagram of a second embodiment according to the present invention.
【0043】図1に示した第1従来例と異なる点は、コ
ンデンサC4の代わりに、コンデンサC5n、スイッチ
SW5n(nは正の整数)からなる直列回路の各々を、
ダイオードD3と並列接続したことであり、その他の第
1従来例と同一構成には同一符号を付すことにより説明
を省略する。なお、図6では、n=3とし、スイッチン
グ素子Q1、Q2として電解効果トランジスタ(以下、
スイッチング素子と呼ぶ。)を用いている。The difference from the first conventional example shown in FIG. 1 is that instead of the capacitor C4, a series circuit including a capacitor C5n and a switch SW5n (n is a positive integer) is used.
Since the diode D3 is connected in parallel, the same configurations as those of the other first conventional example are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 6, n = 3, and the field effect transistors (hereinafter, referred to as switching elements Q1 and Q2).
It is called a switching element. ) Is used.
【0044】次に動作を簡単に説明する。図7(a)に
示す様に、平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcは、交
流電源Vsを整流器DBで整流した脈流電圧Vinと整
流器DBの正の出力端子及びダイオードD3のアノード
端子の接点電圧Va(以下、接点電圧Vaと呼ぶ。)と
の総和となる。ここで、コンデンサC51,C52,C
53の各々の容量値の関係をC51<C52<C53と
すると、同一発振周波数fにおいて、各コンデンサに対
する平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcは、図7
(a)に示す様にコンデンサC5nの容量の増加に伴い
減少していく。また、各コンデンサに対する入力電流I
inの電流波形は、図7(b)に示す様に、コンデンサ
C51の場合はジャンプのある入力電流波形となり、コ
ンデンサC52の場合は入力電流波形が略正弦波上にな
り、コンデンサC53の場合は休止のある電入力流波形
となる。よって、コンデンサC51,C52,C53の
各々の場合における入力電力をWin1,Win2,W
in3とすると、Win1<Win2<Win3とな
る。Next, the operation will be briefly described. As shown in FIG. 7A, the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 is the pulsating current voltage Vin obtained by rectifying the AC power supply Vs by the rectifier DB, and the contact voltage Va at the positive output terminal of the rectifier DB and the anode terminal of the diode D3. (Hereinafter, referred to as contact voltage Va). Here, capacitors C51, C52, C
Assuming that the relationship of the respective capacitance values of 53 is C51 <C52 <C53, the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 for each capacitor at the same oscillation frequency f is as shown in FIG.
As shown in (a), it decreases as the capacitance of the capacitor C5n increases. In addition, the input current I to each capacitor
As shown in FIG. 7B, the current waveform of in is an input current waveform with a jump in the case of the capacitor C51, the input current waveform is a substantially sine wave in the case of the capacitor C52, and is in the case of the capacitor C53. It has a current waveform with a pause. Therefore, the input power in each case of the capacitors C51, C52, C53 is Win1, Win2, W
If in3, Win1 <Win2 <Win3.
【0045】放電灯Laを徐々に光速が低下する方向へ
調光制御していく場合、C51→C52→C53と容量
値が上昇する方向へ切り替えていくと、放電灯Laでの
ランプ電力(=出力電力)WLaは徐々に減少してい
き、ランプ電力WLaは入力電力Winへと徐々に近づ
いていき、ランプ電力WLaと入力電力Winとは略一
定になると平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcの異常
上昇を防止することができる。When the discharge lamp La is subjected to dimming control in a direction in which the speed of light gradually decreases, the lamp power (=) in the discharge lamp La is changed by switching in the direction in which the capacity value increases in the order of C51 → C52 → C53. (Output power) WLa gradually decreases, the lamp power WLa gradually approaches the input power Win, and when the lamp power WLa and the input power Win become substantially constant, the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 increases abnormally. Can be prevented.
【0046】なお、放電灯Laの調光制御時は、インバ
ータ回路を流れる共振電流は減少するので、この場合
に、ダイオードD3に並列接続されるコンデンサの容量
を大きくしていくと入力電流Iinの電流波形の休止区
間は長くなるが、コンデンサC51,C52,C53の
平均値Cavと、インバータ回路の発振周波数fの変化
幅の略中心の発振周波数とにおいて、入力電流高潮波歪
みが最も改善される様に、コンデンサC51,C52,
C5の各容量値を選択すれば、図2(b)に示す様な略
正弦波状の入力電流Iinの電流波形を得ることがで
き、インバータ回路の発振周波数fの変化幅の全域にわ
たって入力電流高潮波歪みを緩和できると共に、調光制
御時の平滑コンデンサC1の両端電圧Vdcの異常上昇
を低減できる。During the dimming control of the discharge lamp La, the resonance current flowing through the inverter circuit decreases, so in this case, if the capacitance of the capacitor connected in parallel with the diode D3 is increased, the input current Iin Although the quiescent section of the current waveform becomes longer, the input current high-tide distortion is most improved at the average value Cav of the capacitors C51, C52, and C53 and the oscillation frequency approximately at the center of the variation width of the oscillation frequency f of the inverter circuit. Similarly, capacitors C51, C52,
When each capacitance value of C5 is selected, a current waveform of the input current Iin having a substantially sinusoidal shape as shown in FIG. 2B can be obtained, and the input current high tide over the entire variation range of the oscillation frequency f of the inverter circuit. The wave distortion can be alleviated, and an abnormal rise in the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 during dimming control can be reduced.
【0047】(実施の形態3)本発明に係る第3の実施
の形態の回路図を図8に示す。(Third Embodiment) FIG. 8 shows a circuit diagram of a third embodiment according to the present invention.
【0048】図6に示した第2の実施の形態と異なる点
は、コンデンサC5n、スイッチSW5nと直列にイン
ダクタンス素子L5n(nは正の整数)を設けたことで
あり、その他の第2の実施の形態と同一構成には同一符
号を付すことにより説明を省略する。なお、図6では、
n=3としている。The difference from the second embodiment shown in FIG. 6 is that an inductance element L5n (n is a positive integer) is provided in series with the capacitor C5n and the switch SW5n, and the other second embodiment. The same configurations as those in Embodiment 1 are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted. In addition, in FIG.
n = 3.
【0049】図6に示した第1の実施の形態では、ダイ
オードD3に並列接続されたコンデンサC5nの電圧振
幅によって入力電流波形の休止区間を制御したが、本実
施の形態は、コンデンサC5nとインダクタンス素子L
5nとの直列回路のインピーダンスを変化させることに
より、調光制御時における、コンデンサC5nとインダ
クタンス素子L5nとの直列回路の電圧振幅を変化させ
て、入力電流波形の休止区間を制御し、調光制御時にお
ける入力電力Winを制御するものである。In the first embodiment shown in FIG. 6, the idle section of the input current waveform is controlled by the voltage amplitude of the capacitor C5n connected in parallel with the diode D3, but in the present embodiment, the capacitor C5n and the inductance are controlled. Element L
By changing the impedance of the series circuit with 5n, the voltage amplitude of the series circuit of the capacitor C5n and the inductance element L5n at the time of dimming control is changed to control the idle section of the input current waveform, thereby performing dimming control. The input power Win at the time is controlled.
【0050】そして、コンデンサC5nとインダクタン
ス素子L5nとからなる直列回路のインピーダンス値の
平均値Zavと、インバータ回路の発振周波数fの変化
幅の略中心の発振周波数とにおいて、入力電流高潮波歪
が最も改善される様に、コンデンサC5nとインダクタ
ンス素子L5nとからなる直列回路の各々のインピーダ
ンス値を選択すれば、図2(b)に示す様な略正弦波状
の入力電流Iinの電流波形を得ることができ、インバ
ータ回路の発振周波数fの変化幅の全域にわたって入力
電流高潮波歪みを緩和できると共に、調光制御時の平滑
コンデンサC1の両端電圧Vdcの異常上昇を低減でき
る。Then, at the average value Zav of the impedance values of the series circuit composed of the capacitor C5n and the inductance element L5n and the oscillation frequency approximately at the center of the variation width of the oscillation frequency f of the inverter circuit, the input current high-tide distortion is the highest. If the impedance value of each of the series circuits including the capacitor C5n and the inductance element L5n is selected so as to be improved, a current waveform of the input current Iin having a substantially sine wave shape as shown in FIG. 2B can be obtained. Therefore, it is possible to reduce the input current surge wave distortion over the entire range of variation of the oscillation frequency f of the inverter circuit, and reduce the abnormal rise in the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 during dimming control.
【0051】(実施の形態4)本発明に係る第4の実施
の形態の回路図を図9に示す。(Fourth Embodiment) FIG. 9 shows a circuit diagram of a fourth embodiment according to the present invention.
【0052】図6に示した第2の実施の形態と異なる点
は、コンデンサC5n、スイッチSW5nからなる直列
回路とダイオードD3との並列回路を、整流器DBの正
の出力端子と放電灯Laの一端との間に接続し、整流器
DBの正の出力端子とスイッチング素子Q1,Q2の接
点との間に、インダクタンス素子L2とコンデンサC6
とからなる平滑コンデンサC1の充電回路を設けたこと
であり、その他の第2の実施の形態と同一構成には同一
符号を付すことにより説明を省略する。なお、図9で
は、n=3としている。The difference from the second embodiment shown in FIG. 6 is that a parallel circuit of a diode D3 and a series circuit composed of a capacitor C5n and a switch SW5n is connected to the positive output terminal of the rectifier DB and one end of the discharge lamp La. Connected between the positive output terminal of the rectifier DB and the contacts of the switching elements Q1 and Q2, and the inductance element L2 and the capacitor C6.
The charging circuit for the smoothing capacitor C1 consisting of the above is provided, and the same configurations as those of the other second embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 9, n = 3.
【0053】ここで、図1及び図14に示す第1及び第
2従来例の回路では、図13(c)に示す様な、低周波
リップルを含む負荷電流が発生し、輻射ノイズや、特に
負荷が放電灯Laである場合は放電灯Laのちらつきな
どが発生する、という第3の問題点が生じるが、本実施
の形態では、この第3の問題点も解決することができ
る。以下、この点について簡単に説明する。Here, in the circuits of the first and second conventional examples shown in FIGS. 1 and 14, a load current including a low-frequency ripple as shown in FIG. When the load is the discharge lamp La, the third problem that flicker of the discharge lamp La occurs and the like occurs, but in the present embodiment, this third problem can also be solved. Hereinafter, this point will be briefly described.
【0054】スイッチング素子Q1がオフ、スイッチン
グ素子Q2がオンすると、Vin+Vz2<Vdcの場
合、平滑コンデンサC1→インピーダンス要素Z2→カ
ップリングコンデンサC3→放電灯La,コンデンサC
2→チョークL1→スイッチング素子Q2→平滑コンデ
ンサC1の経路でインピーダンス要素Z2の充電電流が
流れ、Vin+Vz2>Vdcとなると、交流電源Vs
→整流器DB→カップリングコンデンサC3→放電灯L
a,コンデンサC2→チョークL1→スイッチング素子
Q2→整流器DB→交流電源Vsの経路で入力電流Ii
nが流れる。次に、スイッチング素子Q1がオン、スイ
ッチング素子Q2がオフすると、回生電流と共にインピ
ーダンス要素Z2の放電電流が、インピーダンス要素Z
2→スイッチング素子Q1→チョークL1→放電灯L
a,コンデンサC2→カップリングコンデンサC3→イ
ンピーダンス要素Z2の経路で流れる。この様に、放電
灯Laには、交流電源Vsより放電灯Laへと流れる電
流と平滑コンデンサC1によるインピーダンス要素Z2
の充放電電流との、総和の電流とが流れる。When Vin + Vz2 <Vdc when switching element Q1 is off and switching element Q2 is on, smoothing capacitor C1 → impedance element Z2 → coupling capacitor C3 → discharge lamp La, capacitor C
2 → choke L1 → switching element Q2 → smoothing capacitor C1. A charging current of impedance element Z2 flows, and when Vin + Vz2> Vdc, AC power supply Vs
→ Rectifier DB → Coupling capacitor C3 → Discharge lamp L
a, capacitor C2 → choke L1 → switching element Q2 → rectifier DB → alternating current power supply Vs input current Ii
n flows. Next, when the switching element Q1 is turned on and the switching element Q2 is turned off, the discharge current of the impedance element Z2 is generated along with the regenerative current and the impedance element Z2.
2 → switching element Q1 → choke L1 → discharge lamp L
a, capacitor C2 → coupling capacitor C3 → impedance element Z2. As described above, the discharge lamp La includes the current flowing from the AC power supply Vs to the discharge lamp La and the impedance element Z2 due to the smoothing capacitor C1.
And the total charging and discharging current flows.
【0055】ここで、平滑コンデンサC1によるインピ
ーダンス要素Z2の充放電電流に対しては、カップリン
グコンデンサC3は、インピーダンス要素Z2を構成す
るコンデンサC4,C41,C42などに対して充分大
きな容量を有し、且つインピーダンス要素Z2と直列接
続されているため、カップリングコンデンサC3とイン
ピーダンス要素Z2との合成容量は、ほぼインピーダン
ス要素Z2の容量に等しくなってしまい、つまりカップ
リングコンデンサC3に比べて充分小さな値になってし
まい、カップリングコンデンサC3はカップリングコン
デンサの働きをしなくなる。このときのカップリングコ
ンデンサC3の両端電圧Vc3は無視できる程度であ
る。また、交流電源Vsより放電灯Laへと流れる電流
の経路上にはインピーダンス要素Z2を含まないので、
カップリングコンデンサC3は十分にカップリングコン
デンサとして働き、その時のカップリングコンデンサC
3の両端電圧Vc3の電圧波形は、スイッチング素子Q
2のオンデューティを50%とすると、図11に示す様
に、脈流直流電圧Vinの振幅の略半分の振幅を持つも
のとなる。この為、交流電源Vsより放電灯Laへと流
れる負荷電流波形は、図13(a)に示す様に、正負の
両方に略等しく振幅し、且つ略正弦波状の包絡線を有す
るものとなる。また、インピーダンス要素Z2の両端電
圧Vz2は、図12に示す様に、略一定の平滑コンデン
サC1の両端電圧Vdcと略正弦波状に変化する脈流直
流電圧Vinとの差に略等しい電圧波形を有するものと
なる。このときのインピーダンス要素Z2の充放電電流
波形は、図13(b)に示す包絡線を有するものとな
り、放電灯Laには、図13(a)に示す電流と図13
(b)に示す電流との和、つまり図13(c)に示す様
な低周波リップルを含む電流が流れる。なお、この低周
波リップルは、放電灯La及びインピーダンス要素Z2
のインピーダンスなどの条件により変化する。Here, with respect to the charging / discharging current of the impedance element Z2 by the smoothing capacitor C1, the coupling capacitor C3 has a sufficiently large capacity with respect to the capacitors C4, C41, C42 and the like which constitute the impedance element Z2. Further, since the impedance element Z2 is connected in series, the combined capacitance of the coupling capacitor C3 and the impedance element Z2 becomes substantially equal to the capacitance of the impedance element Z2, that is, a value that is sufficiently smaller than the coupling capacitor C3. Therefore, the coupling capacitor C3 does not function as a coupling capacitor. At this time, the voltage Vc3 across the coupling capacitor C3 is negligible. Moreover, since the impedance element Z2 is not included in the path of the current flowing from the AC power supply Vs to the discharge lamp La,
The coupling capacitor C3 sufficiently functions as a coupling capacitor, and the coupling capacitor C at that time is used.
The voltage waveform of the voltage Vc3 at both ends of 3 is the switching element Q
When the on-duty of No. 2 is 50%, as shown in FIG. 11, the amplitude of the pulsating current DC voltage Vin is about half the amplitude. Therefore, as shown in FIG. 13A, the load current waveform flowing from the AC power source Vs to the discharge lamp La has substantially positive and negative amplitudes and a substantially sinusoidal envelope. Further, as shown in FIG. 12, the voltage Vz2 across the impedance element Z2 has a voltage waveform substantially equal to the difference between the voltage Vdc across the smoothing capacitor C1 and the pulsating current DC voltage Vin that changes in a substantially sinusoidal manner. Will be things. The charging / discharging current waveform of the impedance element Z2 at this time has the envelope shown in FIG. 13B, and the discharge lamp La has the current shown in FIG.
A sum including the current shown in FIG. 13B, that is, a current including a low-frequency ripple as shown in FIG. 13C flows. The low frequency ripple is caused by the discharge lamp La and the impedance element Z2.
It changes depending on the impedance and other conditions.
【0056】図9に示す本実施の形態では、交流電源V
sからの入力電流Iinは、インダクタンス素子L2と
コンデンサC6とからなる平滑コンデンサC1の充電回
路を介して流れ、コンデンサC51〜C53及びダイオ
ードD3を介して放電灯Laに流れることはないので、
交流電源Vsからの入力電流Iinの低周波リップルが
放電灯Laを流れる負荷電流波形に影響を及ぼすことは
ない。一方、平滑コンデンサC1を電源として、スイッ
チング素子Q1,Q2、放電灯La、コンデンサC2、
チョークL1,カップリングコンデンサC3により所謂
ハーフブリッジインバータ回路を構成し、カップリング
コンデンサC3は前記ハーフブリッジインバータ回路の
カップリングコンデンサの働きをするので、放電灯La
を流れる負荷電流の低周波リップルは大きく低減され
る。以上より、放電灯Laには、図10に示す様な低周
波リップルの低減された負荷電流を流すことができ、輻
射ノイズや、特に負荷が放電灯Laである場合の放電灯
Laのちらつきなどを低減することができる。In the present embodiment shown in FIG. 9, an AC power source V
The input current Iin from s flows through the charging circuit of the smoothing capacitor C1 including the inductance element L2 and the capacitor C6, and does not flow into the discharge lamp La through the capacitors C51 to C53 and the diode D3.
The low frequency ripple of the input current Iin from the AC power supply Vs does not affect the load current waveform flowing through the discharge lamp La. On the other hand, using the smoothing capacitor C1 as a power source, the switching elements Q1 and Q2, the discharge lamp La, the capacitor C2,
The choke L1 and the coupling capacitor C3 form a so-called half-bridge inverter circuit. Since the coupling capacitor C3 functions as the coupling capacitor of the half-bridge inverter circuit, the discharge lamp La
The low frequency ripple of the load current flowing through is greatly reduced. As described above, a load current with a low-frequency ripple reduced as shown in FIG. 10 can be passed through the discharge lamp La, and radiation noise, flicker of the discharge lamp La particularly when the load is the discharge lamp La, and the like. Can be reduced.
【0057】なお、インダクタンス素子L2とコンデン
サC6とからなる平滑コンデンサC1の充電回路の一端
は、スイッチング素子Q1,Q2の接点に接続されてい
るが、チョークL1及びカップリングコンデンサC3の
接点に接続してもよく、また、前記充電回路は、インダ
クタのみ、あるいはコンデンサのみにて構成されてもよ
い。Although one end of the charging circuit of the smoothing capacitor C1 including the inductance element L2 and the capacitor C6 is connected to the contacts of the switching elements Q1 and Q2, it is connected to the contacts of the choke L1 and the coupling capacitor C3. Alternatively, the charging circuit may be composed of only an inductor or only a capacitor.
【0058】[0058]
【発明の効果】請求項1から請求項4及び請求項6から
請求項8に記載の発明によれば、簡単な回路構成にて入
力電流歪を改善可能であると共に、インバータ回路の発
振周波数をアップさせた場合、平滑コンデンサの両端電
圧が異常上昇することを防止可能な電源装置を提供でき
る。According to the inventions of claims 1 to 4 and 6 to 8, the input current distortion can be improved with a simple circuit configuration and the oscillation frequency of the inverter circuit can be improved. It is possible to provide a power supply device capable of preventing the voltage across the smoothing capacitor from abnormally rising when the voltage is increased.
【0059】請求項5及び請求項11から請求項13に
記載の発明によれば、単な回路構成にて入力電流歪を改
善可能で、負荷電流の低周波リップルを低減可能である
と共に、インバータ回路の発振周波数をアップさせた場
合、平滑コンデンサの両端電圧が異常上昇することを防
止可能な電源装置を提供できる。According to the fifth and eleventh to thirteenth aspects of the invention, the input current distortion can be improved with a single circuit configuration, the low frequency ripple of the load current can be reduced, and the inverter can be used. It is possible to provide a power supply device capable of preventing the voltage across the smoothing capacitor from abnormally increasing when the oscillation frequency of the circuit is increased.
【0060】請求項9及び請求項10に記載の発明によ
れば、単な回路構成にて入力電流歪を改善可能で、負荷
電流の低周波リップルを低減可能であると共に、インバ
ータ回路の発振周波数をアップして調光点灯する場合に
おいて、平滑コンデンサの両端電圧が異常上昇すること
を防止可能な電源装置を提供できる。According to the ninth and tenth aspects of the present invention, the input current distortion can be improved with a single circuit configuration, the low frequency ripple of the load current can be reduced, and the oscillation frequency of the inverter circuit can be reduced. It is possible to provide a power supply device capable of preventing the voltage across the smoothing capacitor from abnormally increasing when the light is turned on by turning on.
【図1】本発明に係る第1実施の形態、及び第1従来例
を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention and a first conventional example.
【図2】本発明に係る、(a)はジャンプのある入力電
流波形図、(b)は略正弦波状の入力電流波形図、
(c)は休止のある入力電流波形図を示す。2A is a diagram showing an input current waveform with a jump, FIG. 2B is a diagram showing a substantially sinusoidal input current waveform according to the present invention;
(C) shows an input current waveform diagram with a pause.
【図3】本発明に係る、インバータ回路の発振周波数f
とコンデンサC4の容量値との関係を示す特性図であ
る。FIG. 3 is an oscillation frequency f of an inverter circuit according to the present invention.
It is a characteristic view which shows the relationship between the capacitance value of the capacitor C4.
【図4】本発明に係る、コンデンサC4の容量値と入力
電力Win及び出力電力Woutとの関係を示す特性図
である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a capacitance value of a capacitor C4 and input power Win and output power Wout according to the present invention.
【図5】本発明に係る、インバータ回路の発振周波数f
とコンデンサの容量値C4との関係を示す別の特性図で
ある。FIG. 5 is an oscillation frequency f of an inverter circuit according to the present invention.
It is another characteristic view showing the relationship between the capacitance value C4 of the capacitor and.
【図6】本発明に係る第2実施の形態を示す回路図であ
る。FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment according to the present invention.
【図7】上記実施の形態に係る、(a)は平滑コンデン
サC1の両端電圧波形、(b)は入力電流波形の波形図
を示す。FIG. 7A is a waveform diagram of a voltage across a smoothing capacitor C1, and FIG. 7B is a waveform diagram of an input current waveform according to the embodiment.
【図8】本発明に係る第3実施の形態を示す回路図であ
る。FIG. 8 is a circuit diagram showing a third embodiment according to the present invention.
【図9】本発明に係る第4実施の形態を示す回路図であ
る。FIG. 9 is a circuit diagram showing a fourth embodiment according to the present invention.
【図10】上記実施の形態に係る負荷電流波形の波形図
を示す。FIG. 10 shows a waveform diagram of a load current waveform according to the above embodiment.
【図11】第1及び第2従来例に係る、カップリングコ
ンデンサC3の両端電圧波形の波形図を示す。FIG. 11 is a waveform diagram of a voltage waveform across a coupling capacitor C3 according to the first and second conventional examples.
【図12】第1及び第2従来例に係る、インピーダンス
要素Z2の両端電圧波形の波形図を示す。FIG. 12 shows waveform diagrams of voltage waveforms across the impedance element Z2 according to the first and second conventional examples.
【図13】第1及び第2従来例に係る、(a)は交流電
源より負荷へと流れる負荷電流波形の波形図、(b)は
インピーダンス要素Z2の充放電電流波形の波形図、
(c)負荷電流波形の波形図を示す。13A is a waveform diagram of a load current waveform flowing from an AC power source to a load according to the first and second conventional examples, and FIG. 13B is a waveform diagram of a charging / discharging current waveform of an impedance element Z2;
(C) shows a waveform diagram of a load current waveform.
【図14】本発明に係る第2従来例を示す回路図であ
る。FIG. 14 is a circuit diagram showing a second conventional example according to the present invention.
【図15】本発明に係る第2従来例の動作波形図を示
す。FIG. 15 shows an operation waveform diagram of a second conventional example according to the present invention.
C コンデンサ DB 整流器 f 発振周波数 Iin 入力電流 L インダクタンス素子 La 放電灯 Q スイッチング素子 SW スイッチ T トランス Vac 交流電源 Win 入力電力 Wout 出力電力 WLa ランプ電力 Z2 インピーダンス要素 C capacitor DB rectifier f oscillation frequency Iin input current L inductance element La discharge lamp Q switching element SW switch T transformer Vac AC power supply Win input power Wout output power WLa lamp power Z2 impedance element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05B 41/392 H05B 41/392 G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H05B 41/392 H05B 41/392 G
Claims (13)
器の出力端子間にダイオードを介して接続される平滑コ
ンデンサと、前記平滑コンデンサの両端電圧を高周波電
圧に変換して負荷に供給するインバータ回路と、前記整
流器の出力端子及び前記ダイオードの接点に前記インバ
ータ回路から出力される高周波電圧の一部を帰還する高
周波出力帰還手段と、前記ダイオードの両端に並列接続
されたインピーダンス要素とを備える電源装置に於て、 前記インバータ回路の発振周波数の可変範囲の中心値近
傍で、前記交流電源からの入力電流波形が略正弦波状に
なる方向に、前記インピーダンス要素のインピーダンス
値を設定することを特徴とする電源装置。1. A rectifier for rectifying an AC power supply, a smoothing capacitor connected between output terminals of the rectifier via a diode, and an inverter circuit for converting a voltage across the smoothing capacitor into a high frequency voltage and supplying the high frequency voltage to a load. And a high-frequency output feedback means for returning a part of the high-frequency voltage output from the inverter circuit to the output terminal of the rectifier and the contact of the diode, and an impedance element connected in parallel to both ends of the diode. In the above, in the vicinity of the center value of the variable range of the oscillation frequency of the inverter circuit, the impedance value of the impedance element is set in a direction in which the waveform of the input current from the AC power source becomes substantially sinusoidal. Power supply.
範囲の中心値近傍で、前記交流電源からの入力電力と前
記負荷へ供給される出力電力とが略等しくなる方向に、
前記インピーダンス要素のインピーダンス値を設定する
ことを特徴とする請求項1記載の電源装置。2. In the vicinity of the center value of the variable range of the oscillation frequency of the inverter circuit, the input power from the AC power supply and the output power supplied to the load are substantially equal to each other,
The power supply device according to claim 1, wherein an impedance value of the impedance element is set.
ータ回路の発振周波数の可変範囲内で、インピーダンス
値を変化するものであることを特徴とする請求項1また
は請求項2記載の電源装置。3. The power supply device according to claim 1, wherein the impedance element changes an impedance value within a variable range of an oscillation frequency of the inverter circuit.
範囲内での前記インピーダンス要素の平均インピーダン
ス値が、前記可変範囲の中心値近傍で、前記交流電源か
らの入力電流波形が略正弦波状になる値であると共に、
前記交流電源からの入力電力と前記負荷へ供給される出
力電力とが略等しくなる方向に、前記インピーダンス要
素のインピーダンス値を変化することを特徴とする請求
項1から請求項3のいずれかに記載の電源装置。4. A value in which an average current impedance value of the impedance element within a variable range of an oscillation frequency of the inverter circuit is near a center value of the variable range and an input current waveform from the AC power supply has a substantially sinusoidal shape. And
4. The impedance value of the impedance element is changed in a direction in which the input power from the AC power supply and the output power supplied to the load are substantially equal to each other. Power supply.
と前記インピーダンス要素とからなる直列回路を、前記
負荷の両端に並列接続することを特徴とする請求項1か
ら請求項4のいずれかに記載の電源装置。5. A series circuit comprising a charging circuit for charging the smoothing capacitor and the impedance element is connected in parallel to both ends of the load. Power supply.
デンサと複数のスイッチとから構成されると共に、前記
スイッチを制御することにより複数の前記コンデンサの
接続を切り替えて、インピーダンス値を可変するもので
あることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか
に記載の電源装置。6. The impedance element comprises a plurality of capacitors and a plurality of switches, and controls the switches to switch the connection between the plurality of capacitors to change the impedance value. The power supply device according to any one of claims 1 to 5.
ダクタンス素子と複数のスイッチとから構成されると共
に、前記スイッチを制御することにより複数の前記イン
ダクタンス素子の接続を切り替えて、インピーダンス値
を可変するものであることを請求項1から請求項5のい
ずれかに記載の電源装置。7. The impedance element is composed of a plurality of inductance elements and a plurality of switches, and controls the switch to switch the connection between the plurality of inductance elements to change the impedance value. The power supply device according to any one of claims 1 to 5.
デンサと複数のインダクタンス素子と複数のスイッチと
から構成されると共に、前記スイッチを制御することに
より複数の前記コンデンサと複数の前記インダクタンス
素子との接続を切り替えて、インピーダンス値を可変す
るものであることを特徴とする請求項1から請求項5の
いずれかに記載の電源装置。8. The impedance element includes a plurality of capacitors, a plurality of inductance elements, and a plurality of switches, and controls the switches to connect the plurality of capacitors to the plurality of inductance elements. The power supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein the power supply device is switched to change the impedance value.
のであることを特徴とする請求項1から請求項5のいず
れかに記載の電源装置。9. The power supply device according to claim 1, wherein the load includes a discharge lamp.
スと、前記トランスの2次巻線に並列接続された放電灯
と含み構成されるものであることを特徴とする請求項1
から請求項5のいずれかに記載の電源装置。10. The load is configured to include a transformer having a secondary winding and a discharge lamp connected in parallel to the secondary winding of the transformer.
6. The power supply device according to claim 5.
成されるものであることを特徴とする請求項5記載の電
源装置。11. The power supply device according to claim 5, wherein the charging circuit includes a capacitor.
を含み構成されるものであることを特徴とする請求項5
記載の電源装置。12. The charging circuit is configured to include an inductance element.
The power supply as described.
クタンス素子とを含み構成されるものであることを特徴
とする請求項5記載の電源装置。13. The power supply device according to claim 5, wherein the charging circuit includes a capacitor and an inductance element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8132446A JPH09322551A (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8132446A JPH09322551A (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Power supply device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09322551A true JPH09322551A (en) | 1997-12-12 |
Family
ID=15081559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8132446A Pending JPH09322551A (en) | 1996-05-27 | 1996-05-27 | Power supply device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH09322551A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08103072A (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Toshiba Lighting & Technol Corp | Power supply device, lighting device for discharge lamp, and lighting device |
JPH08107682A (en) * | 1994-10-05 | 1996-04-23 | Mitsubishi Denki Shomei Kk | Ac-ac converter |
JPH09284748A (en) * | 1996-04-19 | 1997-10-31 | Sony Corp | System and method for two-way information transmission |
-
1996
- 1996-05-27 JP JP8132446A patent/JPH09322551A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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