JPS61240597A - 交流‐直流変換回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、交流電源から負荷に直流電流を流す交流−直
流変換回路に関し、特に放電灯を負荷として点灯する放
電灯点灯回路に関する。

従来の技術 放電灯を交流電源で点灯するための点灯回路としては、
チョークコイルやり一ケージトランスなどの磁気回路部
品を用いた点灯回路が最も一般的に用いられている。し
かし、これらは重く、大形であり、天井に取付けるもの
としては好まし′〈ないものとされていた。さらに、磁
気回路部品を主とした点灯回路は発熱や電力損失が大き
く、効率の点からも好ましくないとされていた。

３ベー。

別のタイプの点灯回路として、電子回路を主に用いて交
流電源から直流電流を放電灯に流すようにしたものが知
られていた。この種の点灯回路は、例えば特開昭５５−
２５９８０号公報に示されているように、第４図のよう
な構成になっていた。

第４図において、１は交流電源、２は整流回路、３は整
流された脈流電圧を平滑するためのコンデンサで、この
コンデンサ３と整流器２とで電源平滑回路を構成してい
る。電源平滑回路の出力端には、トランジスタ４とチョ
ークコイル５とを介して放電灯６を接続している。７は
トランジスタ４をオンオン制御するだめの制御回路であ
る。また８はトランジスタ４がオフしている間にチョー
クコイル５の電磁エネルギを放電灯６を介して流すだめ
のダイオード、９は放電灯６の両端の電圧を平滑するだ
めのコンデンサでアル。

交流電源１の出力は、整流回路２で整流され、さらにコ
ンデンサ３で平滑され、比較的平坦な直流比を得ている
。この整流回路２とコンデンサ３とで構成された電源平
滑回路の出力によシ、トランジスタ４がオンしたときに
チョークコイル６を介して放電灯６に電流が流れる。ま
だこのときにチョークコイル５に蓄えられた電磁エネル
ギーは、トランジスタ４がオフしたときに、ダイオード
８を介して放電灯６に流れる。またトランジスタ４のオ
ンオフ制御は放電灯６を所定の電気条件で点灯するよう
制御回路７で制御している。このオンオフ制御は点灯回
路を軽量・小形にするために、高い周波数でスイッチン
グし、これによってチョークコイル５に小さなインダク
タンスのチョークコイルの使用を可能としている。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の放電灯点灯装置では、整流回路２の出
力端に直接コンデンサを接続して脈流電圧を平滑するよ
うにしているので、トランジスタ４、チョークコイル５
、ダイオード８、制御回路７、コンデンサ９の動作によ
り放電灯６に切れ目なく電流を流し続けられ、放電灯６
の消弧や立消えを生じないようにできる。その反面、交
流電源１から整流回路２を介してコンデンサ３に進相室
５　ページ 流が流れ込むために、■　入力力率が低い、■交流電源
１の投入時に大きなインラッシュ電流が流れ、電源スィ
ッチや整流回路を破損するおそれがあるなどの問題があ
った。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、簡易な構成
で、負荷に切れ目なく電流を流すことを可能としながら
も、高力率でかつ交流電源投入時のインラッシュ電流の
小さい交流−直流交換回路を提供することを目的として
いる。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、交流電源と、前記
交流電源の交流電圧を整流して脈流電圧を出力する整流
回路と、前記整流回路の出力端に接続された負荷とチョ
ークコイルと被制御半導体スイッチとの直列回路と、前
記直列回路のうちチョークコイルと負荷との直列回路に
並列的に接続され前記被制御半導体スイッチに対して逆
方向に接続された第１のダイオードと、前記整流回路に
一端が接続され他端が前記負荷と前記チョークコイルと
の接続点に接続され前記整流回路から前記６へ一ン゛ 負荷を介して充電されるよう接続されたコンデンサと第
２のダイオードの直列回路と、前記コンデンサの蓄積電
荷を前記負荷とチョークコイルと被制御半導体スイッチ
との直列回路に放電するよう接続された前記コンデンサ
と第３のダイオードの直列回路と、負荷に所定の電気条
件で電流を流すように被制御半導体スイッチを制御する
制御回路とを備え、整流回路からコンデンサに直接でな
く・負荷を介して充電し、交流電源電圧の瞬時値がコン
デンサの充電電圧より低いときにはコンデンサから負荷
にチョークコイルと被制御半導体スイッチとを介して電
流を流すよう姉している。

作　　用 本発明は上記した構成により、コンデンサには電源電圧
の最大値から負荷による電圧降下分引いた値の電圧の電
荷が蓄積され、このコンデンサの電圧を越える電圧の領
域では、交流電源から整流回路を介して電流が流れるこ
とになシ、広い交流電圧位相範囲にわたって交流電源か
ら電流が流れる。そのため、高い入力力率を得ることが
できる。

７７、−７ さらて、本発明では、交流電源投入時コンデンサに流れ
る電流は整流回路から直接でなく、負荷を介して流れる
。そのため、インラッシュ電流は負荷のインピーダンス
によって制限され、過大なインラッシュ電流を防止でき
る。

実施例 第１図は本発明の一実施例における交流−直流変換回路
である放電灯点灯回路の構成を示す図である。第１図に
おいて、１は交流電源、２は整流回路、４は被制御半導
体スイッチであるトランジスタ、５はチョークコイル、
６は負荷である放電灯、７は制御回路、８はダイオード
、９はコンデンサであり、以上の構成は第４図に示した
従来例と同じであり、同一の番号を付しである。１０は
コンデンサ、１１はダイオードで、コンデンサ１゜の正
極が整流回路２の正出力端に接続され、コンデンサ１０
の負極にダイオード１１のアノードが接続され、ダイオ
ード１１のカソードはチョークコイル５と放電灯６との
接続点に接続されている。

また、１２はダイオードである。ダイオード１２のカソ
ードはコンデンサ１０とダイオード１１との接続点に接
続され、ダイオード１２のアノードは整流回路２の負出
力に接続されている。なお、この点灯回路は降圧形チョ
ッパ回路とよばれているものである。

以下第１図の実施例の動作について説明する。

交流電源１の出力は、整流回路２で整流され、脈流電圧
となる。脈流電圧となった整流回路の出力により、ダイ
オード１１、放電灯６を介してコンデンサ１ｏを充電す
る。このときコンデンサ１゜の最大充電電圧はほぼ脈流
電圧の最大値すなわち交流電源の瞬時電圧の最大値から
放電灯６の電圧を引いた値になる。さらにコンデンサ１
ｏはダイオード１２によって整流回路２の出力端と並列
的に接続され、コンデンサ１ｏの電荷をトランジスタ４
、チョークコイル５を介して放電灯６に流すことができ
るようになっている。このように、整流回路２の出力端
とコンデンサ１ｏとダイオード１２との直列回路の出力
端とが並列的に接続されているため、出力端での電圧波
形は第２図のよう９　ベージ になる。第２図でＡの区間は交流電圧の瞬時値がコンデ
ンサ１０の充電電圧を上まわっている区間であシ、この
区間では交流電源１から、整流回路２、トランジスタ４
、チョークコイル５を介して放電灯６に電流を流す。ま
たこのＡの区間中にダイオード１１と放電灯６を介して
コンデンサ１０を充電する。さらに第２図でＢの区間は
コンデンサ１０の充電電圧が交流電圧の瞬時値を上まわ
っている区間であり、この区間ではコンデンサ１゜から
、トランジスタ４、チョークコイル５を介して放電灯６
に電流を流す。

以上で述べたようにトランジスタ４がオンしたとき第２
図Ａの区間では交流電源１から、第２図Ｂの区間ではコ
ンデンサ１０からトランジスタ４、チョークコイル５を
介して放電灯６に電流が流れる。このときにチョークコ
イル５に蓄えられた電磁エネルギーは、トランジスタ４
がオフしたときに、ダイオード８を介して放電灯６に流
れる。またトランジスタ４のオンオフ制御は放電灯６を
所定の電気条件で点灯するよう制御回路７で制御し１０
ヘー／′ でいる。

このように、放電灯６を介して交流電源１からコンデン
サ１ｏに充電することにより、電源投入時に発生するイ
ンラッシュ電流を小さな値にすることができる。また、
コンデンサ１０には交流電圧の瞬時電圧の最大値から放
電灯６の電圧を引いた電圧を充電し、コンデンサ１０の
電圧が交流電圧の瞬時電圧を上まわるときだけコンデン
サ１゜から放電し、このコンデンサの電圧を交流電圧の
瞬時値が越えるときには交流電源１から整流回路２を介
して放電灯６に電流を流すことができ、広い交流電圧位
相範囲にわたって交流電源から電流が流れる。そのため
、高い入力力率が得られる。

また、第３図は本発明の他の実施例の放電灯点灯回路を
示す図である。第３図ではトランジスタ４、チョークコ
イル５、放電灯６の直列回路が、第１図の実施例とは逆
の順序に整流回路２に接続され、これにともなって、コ
ンデンサ１０、ダイオード１１．１２の接続位置が異な
っているが、回路動作は第１図の実施例と同様である。

１１ベー、・ なお、実施例では負荷を放電灯としたが、抵抗、電球な
ど他の負荷でもよい。また被制御半導体スイッチをトラ
ンジスタとしたが、Ｓ　ＣＲ、ＴＲＩＡＣなど他の被制
御半導体スイッチでもよいことはいうまでもない。

なお、負荷の電圧の設定値を交流電圧の瞬時電圧最大値
のμ以下としておけばコンデンサ１０の充電電圧を負荷
の電圧よシ常に高くできることはいうまでもない。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、きわめて簡易
な構成で、負荷に切れ目なく電流を流すことを可能とし
ながらも、高力率でかつ交流電源投入時のインラッシュ
電流の小さい交流−直流変換回路が得られ、実用的にき
わめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における交流−直流変換回路
である放電灯点灯回路の構成を示す図、第２図は本発明
の整流回路の出力端での電圧波形を示す図、第３図は本
発明の他の実施例における交流−直流変換回路である放
電灯点灯回路の構成を示す図、第４図は従来の交流−直
流変換回路である放電灯点灯回路の構成を示す図である
。 １・・・・・・交流電源、２・・・・・・整流回路、３
・・・・・・コンデンサ、４・・・・・・トランジスタ
、５・・・・・チョークコイル、６・・・・・・放電灯
、７・・・・・・制御回路、８・・・・・・ダイオード
、９・・・・・・コンデンサ、１０・・・・・・コンデ
ンサ、１１・・・・・・ダイオード、１２・・・・・・
ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電源と、前記交流電源の交流電圧を整流して脈流電
   圧を出力する整流回路と、前記整流回路の出力端に接続
   された負荷とチョークコイルと被制御半導体スイッチと
   の直列回路と、前記直列回路のうちチョークコイルと負
   荷との直列回路に並列的に接続され前記被制御半導体ス
   イッチに対して逆方向に接続された第１のダイオードと
   、前記整流回路に一端が接続され他端が前記負荷と前記
   チョークコイルとの接続点に接続され前記整流回路から
   前記負荷を介して充電されるよう接続されたコンデンサ
   と第２のダイオードの直列回路と、前記コンデンサの蓄
   積電荷を前記負荷とチョークコイルと被制御半導体スイ
   ッチとの直列回路に放電するよう接続された前記コンデ
   ンサと第３のダイオードの直列回路と、負荷に所定の電
   気条件で電流を流すように被制御半導体スイッチを制御
   する制御回路とを備え、整流回路からコンデンサに負荷
   を介して充電し、交流電源電圧の瞬時値がコンデンサの
   充電電圧より低いときにはコンデンサから負荷にチョー
   クコイルと被制御半導体スイッチとを介して電流を流す
   ようにしたことを特徴とする交流−直流変換回路。