JP3514603B2 - High power factor high intensity discharge lamp lighting device and driving method thereof - Google Patents

High power factor high intensity discharge lamp lighting device and driving method thereof

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JP3514603B2 JP7907797A JP7907797A JP3514603B2 JP 3514603 B2 JP3514603 B2 JP 3514603B2 JP 7907797 A JP7907797 A JP 7907797A JP 7907797 A JP7907797 A JP 7907797A JP 3514603 B2 JP3514603 B2 JP 3514603B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、商用交流入力電源電圧
を安定な直流出力電圧に変換する高力率のAC/DCコ
ンバータを備えた高力率高輝度放電灯点灯装置及びその
駆動方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high power factor high intensity discharge lamp lighting device provided with a high power factor AC / DC converter for converting a commercial AC input power source voltage into a stable DC output voltage, and a driving method thereof. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来技術】高力率のAC/DCコンバータについて
は、本件出願人は、すでに特願平3−280454号
(特開平5−95681号)を提案している。この回路
は簡素な構成でありながら、高力率と経済化を両立させ
ている。ところが、その回路定数の条件が、入力電圧を
広い変動範囲で対応させることは難しく、事実上不可能
であった。
2. Description of the Related Art Regarding a high power factor AC / DC converter, the present applicant has already proposed Japanese Patent Application No. 3-280454 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-95681). Although this circuit has a simple structure, it achieves both high power factor and economy. However, the condition of the circuit constant makes it difficult to deal with the input voltage in a wide variation range, which is practically impossible.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】 本発明は、高力率の
AC/DCコンバータにおいて、広い範囲の入力電圧に
対応できる高力率で高輝度放電灯用点灯装置、及びその
駆動方法を提供することを課題とする。
The present invention provides a lighting device for a high-intensity discharge lamp with a high power factor that can handle a wide range of input voltage in a high power factor AC / DC converter, and a driving method thereof. This is an issue.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】 本発明の請求項1は、
前記課題を解決するために、商用交流電源に接続される
べき一対の入力端子と;該入力端子に接続される一対の
交流入力端子と一対の直流出力端子とを備える全波整流
回路と;この全波整流回路の直流出力端子に互いに直列
接続されたインダクタとダイオードと;少なくとも1次
巻線と2次巻線とを備え、その1次巻線の一方の端子が
前記ダイオードに直列接続された変圧器と;前記インダ
クタと前記ダイオードとの接続点と前記1次巻線の他方
の端子との間に接続された結合コンデンサと;一対の主
電極と制御端子とを備えたスイッチング素子であって、
その主電極の一端が前記結合コンデンサと前記1次巻線
の他方の端子との間に接続されたスイッチング素子と;
前記商用交流電源の周波数に比較して十分に高い周波数
のオンオフ駆動信号を発生して前記スイッチング素子を
駆動する制御回路と;前記ダイオードと前記変圧器の前
記1次巻線の一方の端子との接続点に接続された平滑回
路であって、充電用ダイードを挟んで直列接続されたほ
ぼ等しい静電容量の2個のコンデンサと;これら2個の
各コンデンサに対して並列関係に接続されてエネルギー
を放出させるためのエネルギー放出用ダイオードとから
なる平滑回路と;前記変圧器の2次巻線に接続された整
流手段と;その整流手段の出力を平滑化するコンデンサ
と;からなる高力率AC/DCコンバータと、該高力率
AC/DCコンバータの直流出力電圧、直流出力電流を
それぞれ検出する電圧検出手段と、電流検出手段と、
記スイッチング素子の主電流端子に直列に接続された電
流検出器と、前記高力率AC/DCコンバータの出力端
子に接続されたインバータ回路と、該インバータ回路の
出力端子に接続されたイグナイタとからなる高力率高輝
度放電灯点灯装置において、前記制御回路は、この装置
により点灯されるランプの点灯前には、前記高力率AC
/DCコンバータの直流出力電圧を検出する電圧検出手
段の検出信号によって前記高力率AC/DCコンバータ
を周波数制御する機能と、前記ランプの点灯直後には、
前記高力率AC/DCコンバータの直流出力電流を検出
する電流検出手段の検出信号によって、前記高力率AC
/DCコンバータをパルス幅制御して前記直流出力電流
を抑制する機能と、前記ランプの常時点灯の期間には、
前記電流検出器からの検出信号によって、前記スイッチ
ング素子の主電 流端子を流れる電流のピーク値が一定
なるように制御して定電力制御する機能とを有すること
を特徴とする高力率高輝度放電灯点灯装置を提案する。
Means for Solving the Problems Claim 1 of the present invention comprises:
In order to solve the above problems, a pair of input terminals to be connected to a commercial AC power supply; a full-wave rectifier circuit including a pair of AC input terminals and a pair of DC output terminals connected to the input terminals; An inductor and a diode connected in series to the DC output terminal of the full-wave rectifier circuit; at least a primary winding and a secondary winding, and one terminal of the primary winding connected in series to the diode A switching element comprising: a transformer; a coupling capacitor connected between a connection point of the inductor and the diode and the other terminal of the primary winding; and a pair of main electrodes and a control terminal. ,
A switching element having one end of its main electrode connected between the coupling capacitor and the other terminal of the primary winding;
A control circuit for generating an on / off drive signal having a frequency sufficiently higher than the frequency of the commercial AC power source to drive the switching element; and a diode and one terminal of the primary winding of the transformer. A smoothing circuit connected to a connection point, and two capacitors having substantially the same capacitance, which are connected in series across a charging diode; and energy connected to each of these two capacitors in parallel. Power factor AC comprising a smoothing circuit including an energy emitting diode for releasing the current; a rectifying means connected to the secondary winding of the transformer; and a capacitor for smoothing the output of the rectifying means. / DC converter, a voltage detector for detecting the high power factor AC / DC converter DC output voltage, the DC output current, respectively, and the current detecting means, before
Note The current connected in series with the main current terminal of the switching element.
A high power factor high brightness discharge lamp lighting device comprising a flow detector, an inverter circuit connected to the output terminal of the high power factor AC / DC converter, and an igniter connected to the output terminal of the inverter circuit, The control circuit, prior to lighting of the lamp lit by this device, controls the high power factor AC
/ DC converter function of frequency control the high power factor AC / DC converter I by the detection signal of the voltage detecting means for detecting a DC output voltage of, immediately after lighting of the lamp,
I by the detection signal of the current detecting means for detecting a DC output current of the high power factor AC / DC converter, said high power factor AC
A function of suppressing the DC output current by controlling the pulse width of the / DC converter, and a period during which the lamp is constantly lit,
According to the detection signal from the current detector, the switch
We propose a high power factor high-intensity discharge lamp lighting device, characterized in that a control and the ability to constant power control so that the peak value becomes a constant current flowing through the main current terminals of the ring element.

【0005】 本発明の請求項2は、前記課題を解決す
るため、請求項1において、前記平滑回路の電圧を検出
し、その検出電圧の変化量により前記スイッチング素子
のスイッチング周波数を変化させる高力率高輝度放電灯
点灯装置を提案するものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a second aspect of the present invention is to detect the voltage of the smoothing circuit according to the first aspect, and change the switching frequency of the switching element according to the variation of the detected voltage. A high-intensity discharge lamp lighting device is proposed.

【0006】 本発明の請求項3は、前記課題を解決す
るために、商用交流電源に接続されるべき一対の入力端
子と;該入力端子に接続される一対の交流入力端子と一
対の直流出力端子とを備える全波整流回路と;この全波
整流回路の直流出力端子に互いに直列接続されたインダ
クタとダイオードと;少なくとも1次巻線と2次巻線と
を備え、その1次巻線の一方の端子が前記ダイオードに
直列接続された変圧器と;前記インダクタと前記ダイオ
ードとの接続点と前記1次巻線の他方の端子との間に接
続された結合コンデンサと;一対の主電極と制御端子と
を備えたスイッチング素子であって、その主電極の一端
が前記結合コンデンサと前記1次巻線の他方の端子との
間に接続されたスイッチング素子と;前記商用交流電源
の周波数に比較して十分に高い周波数のオンオフ駆動信
号を発生して前記スイッチング素子を駆動する制御回路
と;前記ダイオードと前記変圧器の前記1次巻線の一方
の端子との接続点に接続された平滑回路であって、充電
用ダイードを挟んで直列接続されたほぼ等しい静電容量
の2個のコンデンサと;これら2個の各コンデンサに対
して並列関係に接続されてエネルギーを放出させるため
のエネルギー放出用ダイオードとからなる平滑回路と;
前記変圧器の2次巻線に接続された整流手段と;その整
流手段の出力を平滑化するコンデンサと;からなる高力
率AC/DCコンバータと、該高力率AC/DCコンバ
ータの直流出力電圧、直流出力電流をそれぞれ検出する
電圧検出手段と、電流検出手段と、前記スイッチング素
子の主電流端子に直列に接続された電流検出器と、前記
高力率AC/DCコンバータの出力端子に接続されたイ
ンバータ回路と、該インバータ回路の出力端子に接続さ
れたイグナイタとからなる高力率高輝度放電灯点灯装置
の駆動方法において、この装置により点灯されるランプ
の点灯前には、前記高力率AC/DCコンバータを周波
数制御し、前記ランプの点灯直後には、前記高力率AC
/DCコンバータをパルス幅制御し、前記ランプの常時
点灯時には、前記電流検出器からの検出信号によって、
前記スイッチング素子の主電流端子を流れる電流のピー
ク値が一定になるように定電力制御することを特徴とす
る高力率高輝度放電灯点灯装置の駆動方法を提案する。
According to a third aspect of the present invention, in order to solve the problems, a pair of input terminals to be connected to a commercial AC power source; a pair of AC input terminals connected to the input terminals and a pair of DC outputs. A full-wave rectification circuit including a terminal; an inductor and a diode connected in series to a DC output terminal of the full-wave rectification circuit; at least a primary winding and a secondary winding; A transformer having one terminal connected in series with the diode; a coupling capacitor connected between a connection point between the inductor and the diode and the other terminal of the primary winding; a pair of main electrodes; A switching element having a control terminal, one end of a main electrode of which is connected between the coupling capacitor and the other terminal of the primary winding; do it A control circuit for generating an ON / OFF drive signal having a sufficiently high frequency to drive the switching element; and a smoothing circuit connected to a connection point between the diode and one terminal of the primary winding of the transformer. And two capacitors of approximately equal capacitance connected in series with the charging diode in between; and an energy emitting diode connected in parallel to each of these two capacitors for emitting energy. A smoothing circuit consisting of;
A high power factor AC / DC converter comprising rectifying means connected to the secondary winding of the transformer; a capacitor for smoothing the output of the rectifying means; and a DC output of the high power factor AC / DC converter. Voltage detection means for detecting voltage and DC output current, current detection means, and the switching element
A high current detector including a current detector connected in series to the main current terminal of the child, an inverter circuit connected to the output terminal of the high power factor AC / DC converter, and an igniter connected to the output terminal of the inverter circuit. In a method for driving a power factor high-intensity discharge lamp lighting device, the high power factor AC / DC converter is frequency-controlled before lighting of a lamp to be lit by this device, and the high power factor is controlled immediately after lighting of the lamp. Rate AC
/ DC converter pulse width control, when the lamp is always on, by the detection signal from the current detector,
The peak of the current flowing through the main current terminal of the switching element.
Click value proposes a driving method of the high power factor high-intensity discharge lamp lighting apparatus, characterized by constant power control so as to be constant.

【0007】[0007]

【実施例】 図1により、本発明にかかる高力率AC/
DCコンバータを備えた高力率高輝度放電灯点灯装置に
ついて説明する。この高力率高輝度放電灯点灯装置は、
大別して高力率AC/DCコンバータ2と、その直流出
力を受けて、約100Hzの矩形波に変換するインバー
タ回路35とイグナイタ37と高輝度放電灯39と電流
検出器45などから構成される。
EXAMPLE FIG. 1 shows a high power factor AC / according to the present invention.
A high power factor and high brightness discharge lamp lighting device provided with a DC converter will be described. This high power factor high brightness discharge lamp lighting device,
It is roughly divided into a high power factor AC / DC converter 2, an inverter circuit 35 which receives a direct current output thereof and converts it into a rectangular wave of about 100 Hz, an igniter 37, a high-intensity discharge lamp 39, a current detector 45 and the like.

【0008】 まず、高力率AC/DCコンバータ2に
ついて詳細に説明する。構成は図1に示すように、商用
交流電源1を入力端子3、5を介してブリッジ型の整流
回路7に接続する。整流回路7の直流出力端子はインダ
クタ9とダイオード11とを介して平滑用回路14に供
給される。そしてインダクタ9とダイオード11との接
続点にはコンデンサ13を介してFET27のドレイン
電極が接続されると共に、変圧器25の1次巻線の一方
が接続され、FET27のソース電極は平滑回路14の
マイナス側に接続される。FET27のゲート電極は制
御回路29によって、例えば約100kHzの高周波でオンオ
フ駆動される。これらの部分は整流チョッパ回路であ
る。すなわち、入力の商用交流電源1からの交流電圧
(100V〜200V 50Hz)は整流回路7で整流され、インダク
タ9とコンデンサ13を経由してFET27のドレイン
電極に供給される。
First, the high power factor AC / DC converter 2 will be described in detail. As shown in FIG. 1, the commercial AC power supply 1 is connected to a bridge-type rectifier circuit 7 via input terminals 3 and 5, as shown in FIG. The DC output terminal of the rectifier circuit 7 is supplied to the smoothing circuit 14 via the inductor 9 and the diode 11. The drain electrode of the FET 27 is connected to the connection point between the inductor 9 and the diode 11 via the capacitor 13, and one of the primary windings of the transformer 25 is connected, and the source electrode of the FET 27 is connected to the smoothing circuit 14. Connected to the negative side. The gate electrode of the FET 27 is driven on / off by the control circuit 29 at a high frequency of, for example, about 100 kHz. These parts are commutation chopper circuits. That is, the AC voltage (100V to 200V 50Hz) from the input commercial AC power source 1 is rectified by the rectifier circuit 7 and supplied to the drain electrode of the FET 27 via the inductor 9 and the capacitor 13.

【0009】 まず、FET27がオンしているときは
インダクタ9からコンデンサ13を充電する電流が流れ
る。この電流はコンデンサ13の電圧が平滑回路14の
プラス側の電圧に達するまでの期間流れて、これらイン
ダクタ9とコンデンサ13にはエネルギーが蓄積され
る。つぎにFET27がオフしたときには、インダクタ
9に蓄えられた電流エネルギーはダイオード11を通し
て平滑回路14を充電する。平滑回路14の中の静電容
量は十分大きい値であるので、定常状態ではほぼ一定の
直流電圧Ebを保つ。入力交流電流は必ずインダクタ9を
経由するので、電流は連続する。
First, when the FET 27 is on, a current for charging the capacitor 13 flows from the inductor 9. This current flows for a period until the voltage of the capacitor 13 reaches the voltage on the plus side of the smoothing circuit 14, and energy is accumulated in the inductor 9 and the capacitor 13. Next, when the FET 27 is turned off, the current energy stored in the inductor 9 charges the smoothing circuit 14 through the diode 11. Since the electrostatic capacitance in the smoothing circuit 14 has a sufficiently large value, it maintains a substantially constant DC voltage Eb in the steady state. Since the input alternating current always passes through the inductor 9, the current is continuous.

【0010】 つぎに、平滑回路14のプラス側は変圧
器25の1次巻線n1を介してFET27のドレインに接
続される。変圧器25の2次巻線n2は整流用のダイオー
ド31と平滑用のコンデンサ33に接続されるとともに
直流出力端子にも接続される。また、この平滑用のコン
デンサ33には、電圧検出器43が接続され、その検出
出力は制御回路29の検出入力端子に接続される。制御
回路29は、普及しているスイッチング電源用集積回路
と若干の補助部品を追加して構成される回路である。
Next, the positive side of the smoothing circuit 14 is connected to the drain of the FET 27 via the primary winding n1 of the transformer 25. The secondary winding n2 of the transformer 25 is connected to the rectifying diode 31 and the smoothing capacitor 33 and also to the DC output terminal. A voltage detector 43 is connected to the smoothing capacitor 33, and its detection output is connected to the detection input terminal of the control circuit 29. The control circuit 29 is a circuit configured by adding a widely used integrated circuit for switching power supply and some auxiliary components.

【0011】 そして変圧器25については、上記のD
C−DCコンバータ部24の構成要素としての機能に加
えて、コンデンサ13と変圧器25の1次巻線n1との固
有振動によるコンデンサ13のリセット機能がある。F
ET27がオンしているときは、平滑回路14の中のコ
ンデンサの蓄積電荷が変圧器25の1次巻線n1とそれ以
降の回路とを通して出力端子に電力を供給し, FET2
7がオフしているときは変圧器25の1次巻線n1に流れ
ていた電流のエネルギーはコンデンサ13とダイオード
11の経路で流れてコンデンサ13の電圧を反転させ
る。
As for the transformer 25, the above-mentioned D
In addition to the function as a component of the C-DC converter section 24, there is a reset function of the capacitor 13 due to the natural vibration of the capacitor 13 and the primary winding n1 of the transformer 25. F
When the ET 27 is on, the accumulated charge of the capacitor in the smoothing circuit 14 supplies power to the output terminal through the primary winding n1 of the transformer 25 and the circuits thereafter, and FET2
When 7 is off, the energy of the current flowing in the primary winding n1 of the transformer 25 flows in the path of the capacitor 13 and the diode 11 to invert the voltage of the capacitor 13.

【0012】 つぎに動作を詳細に説明する。商用交流
電源1の周波数に対してFET27のスイッチング周波
数は十分高いものと仮定する。したがって、スイッチン
グの1サイクル期間中は入力電圧は一定とみなされ、ま
た、インダクタ9のインダクタンスL1はスイッチング周
波数に対して十分大きいため,ほぼ定電流と見なすこと
ができる。また、変圧器25の1次巻線の励磁インダク
タスL0は、インダクタ9のインダクタンスL1に比べ相当
小さく、巻数比は1:1としさらに、コンデンサ33の
静電容量は十分大きく電圧源として説明する。以下、図
2に示す時刻の区間T0,T1,...,T5に分けて説明する。
Next, the operation will be described in detail. It is assumed that the switching frequency of the FET 27 is sufficiently higher than the frequency of the commercial AC power supply 1. Therefore, the input voltage is considered to be constant during one cycle of switching, and the inductance L1 of the inductor 9 is sufficiently large with respect to the switching frequency, so that it can be regarded as a substantially constant current. Further, the exciting inductor L0 of the primary winding of the transformer 25 is considerably smaller than the inductance L1 of the inductor 9 and has a turns ratio of 1: 1. Further, the capacitance of the capacitor 33 is sufficiently large and will be described as a voltage source. . Hereinafter, description will be given separately for time sections T0, T1, ..., T5 shown in FIG.

【0013】 〔区間T0-T1 〕 時刻T0でFET27を
オンさせると、それまで商用交流電源1→インダクタ9
→ダイオード11→平滑回路14→商用交流電源1の閉
ループに流れていた電流は、コンデンサ13を充電しな
がらFET27を流れる。同時に、変圧器25の1次巻
線n1には平滑回路14の電圧Ebが印加されるが、2次巻
線n2の電圧極性は出力電圧E0に対して負極性の電圧が発
生し、ダイオード31で遮断されるため2次側には電流
が流れない。したがって、変圧器25の1次巻線n1には
励磁電流が時刻T0で、平滑回路14→1次巻線n1→FE
T27→平滑回路14の閉ループに流れはじめ、図2
(a)に示すように、Eb/L0 ( L0:変圧器25の励磁イン
ダクタンス)の傾きで上昇する。
[Section T0-T1] When the FET 27 is turned on at time T0, the commercial AC power supply 1 → inductor 9 until then.
→ Diode 11 → Smoothing circuit 14 → Current flowing in the closed loop of the commercial AC power supply 1 flows through the FET 27 while charging the capacitor 13. At the same time, the voltage Eb of the smoothing circuit 14 is applied to the primary winding n1 of the transformer 25, but the voltage of the secondary winding n2 has a negative polarity with respect to the output voltage E0, and the diode 31 No current flows to the secondary side because it is cut off by. Therefore, the exciting current in the primary winding n1 of the transformer 25 is time T0, and the smoothing circuit 14 → primary winding n1 → FE
T27 → The smoothing circuit 14 starts to flow in the closed loop, as shown in FIG.
As shown in (a), it rises with the inclination of Eb / L0 (L0: exciting inductance of the transformer 25).

【0014】 〔区間T1-T2 〕 時刻T1でコンデンサ1
3の電圧が平滑回路14の電圧Eb となるとその電圧に
クランプされ、インダクタ9の電流はダイオード11を
介して平滑回路14に流れ込む。したがって、FET2
7に流れる電流は平滑回路14に流れる電流により一旦
低下するが、引き続きEb/L0 の傾きで上昇する。図2
(b)(c)にその波形を示す。この動作モードはFET27
がオフするまで続く。FET27の導通期間は負荷およ
び入力電圧の実効値が変わらなければほぼ一定になるた
め、この期間は入力電圧の高い位相のときほど長く、お
およそ0 〜3.0 μs になる。
[Section T1-T2] Capacitor 1 at time T1
When the voltage of 3 becomes the voltage Eb of the smoothing circuit 14, it is clamped to that voltage, and the current of the inductor 9 flows into the smoothing circuit 14 via the diode 11. Therefore, FET2
The current flowing through 7 temporarily drops due to the current flowing through the smoothing circuit 14, but continues to rise with a gradient of Eb / L0. Figure 2
The waveforms are shown in (b) and (c). This operation mode is FET27
Continues until turns off. Since the conduction period of the FET 27 is almost constant unless the effective value of the load and the input voltage is changed, this period is longer when the phase of the input voltage is higher, and is about 0 to 3.0 μs.

【0015】 〔区間T2-T3 〕 時刻T2でFET27を
オフさせると、変圧器25の1次巻線n1に流れていた励
磁電流は、1次巻線n1→コンデンサ13→ダイオード1
1→1次巻線n1の閉ループに流れる。FET27の電圧
は、ゼロからコンデンサ13の電圧にしたがって上昇し
ていく。一方、変圧器25の2次巻線n2の電流はFET
27のオフ後も変圧器25の1次巻線n1のコンデンサ1
3の電圧が印加されるため依然として流れない。そし
て、入力電流であるインダクタ9の電流は引き続き減少
しながら平滑回路14に流れ続ける。
[Section T2-T3] When the FET 27 is turned off at time T2, the exciting current flowing in the primary winding n1 of the transformer 25 is the primary winding n1 → capacitor 13 → diode 1
It flows in the closed loop of the 1 → primary winding n1. The voltage of the FET 27 increases from zero according to the voltage of the capacitor 13. On the other hand, the current of the secondary winding n2 of the transformer 25 is FET
Capacitor 1 of primary winding n1 of transformer 25 even after 27 is turned off
Since the voltage of 3 is applied, it still does not flow. Then, the current of the inductor 9, which is the input current, continues to flow to the smoothing circuit 14 while continuously decreasing.

【0016】 〔区間T3-T4 〕 時刻T3でコンデンサ1
3の電圧が−Voになると、変圧器25の1次巻線n1の電
圧も−Voになり2次巻線n2に電流が流れはじめる。する
と、2次巻線電圧は出力電圧Eoにクランプされ、1次巻
線も電圧Eoに固定される。1次巻線電圧がEo一定となる
と、コンデンサ13への充電がなくなり、したがって、
変圧器25の1次電流In1 は図2(a) に示すように時刻
T3でゼロとなり、蓄積エネルギーは2次巻線n2に転流す
る。2次巻線電流In2 は図2(e) に示すようにEo/Lo の
傾斜で減少する。FET27の電圧はコンデンサ13の
電圧と変圧器25の1次巻線n1の電圧と出力電圧Eoとの
和の電圧となる。時刻T4で2次巻線n2の電流はゼロにな
り、変圧器25の励磁インダクタンスに蓄積されたエネ
ルギーはすべて放出される。インダクタ9の電流は平滑
回路14に流れ続ける。時刻T3からT4までの時間は出力
電流Ioの値で決定され、最大出力電流時で約4μs 程度
である。
[Section T3-T4] Capacitor 1 at time T3
When the voltage of 3 becomes -Vo, the voltage of the primary winding n1 of the transformer 25 also becomes -Vo and the current starts to flow in the secondary winding n2. Then, the secondary winding voltage is clamped to the output voltage Eo, and the primary winding is also fixed to the voltage Eo. When the primary winding voltage becomes constant Eo, the capacitor 13 is no longer charged, therefore
The primary current In1 of the transformer 25 is the time as shown in Fig. 2 (a).
It becomes zero at T3, and the stored energy commutates to the secondary winding n2. The secondary winding current In2 decreases with the slope of Eo / Lo as shown in Fig. 2 (e). The voltage of the FET 27 is the sum of the voltage of the capacitor 13, the voltage of the primary winding n1 of the transformer 25 and the output voltage Eo. At time T4, the current in the secondary winding n2 becomes zero, and all the energy stored in the exciting inductance of the transformer 25 is released. The current of the inductor 9 continues to flow to the smoothing circuit 14. The time from time T3 to T4 is determined by the value of the output current Io, and is about 4 μs at the maximum output current.

【0017】 〔区間T4-T5 〕 この区間は、2次電流
がゼロになった後、次にFET27がオンするまでの期
間である。時刻T5で再びFET27がオンし、時刻T0か
らを繰り返す。インダクタ9に流れる電流Iiの波形を図
2(g) に示す。
[Section T4-T5] This section is a period from when the secondary current becomes zero to when the FET 27 is next turned on. At time T5, the FET 27 is turned on again, and the process from time T0 is repeated. The waveform of the current Ii flowing through the inductor 9 is shown in Fig. 2 (g).

【0018】 以下、交流周波数の一周期についてシミ
ュレーションを行えば、商用交流入力電流Iiは正弦波に
直流分が重畳されたような波形となり、その力率は極め
て1に近い値となる。
When a simulation is performed for one cycle of the AC frequency, the commercial AC input current Ii has a waveform in which a DC component is superimposed on a sine wave, and the power factor thereof is a value extremely close to 1.

【0019】 〔平滑回路の作用〕 次に図3に示す波
形図を参照しながら、平滑回路14の作用を説明する。
この動作説明においては、インダクタ9とダイオード1
1を短絡状態にして考える。また、DC−DCコンバー
タ部24への電流は平滑作用を低下させない範囲の一定
の電流を供給しているものと仮定して考える。
[Operation of Smoothing Circuit] Next, the operation of the smoothing circuit 14 will be described with reference to the waveform diagram shown in FIG.
In this operation description, the inductor 9 and the diode 1
Consider 1 as a short circuit. Further, it is assumed that the current to the DC-DC converter unit 24 supplies a constant current in a range that does not reduce the smoothing effect.

【0020】 ダイオードをブリッジ接続してなる整流
回路7の出力端子には、図3に示すように全波整流電圧
(e1)が現われる。この全波整流電圧(e1)はDC−DCコ
ンバータ部24に印加されると共に、直列接続されたコ
ンデンサ15,17に印加され、充電する。この場合、
コンデンサ15,17は直列であり、かつ各静電容量が
ほぼ等しいため、全波整流電圧(e1)の分圧した整流電圧
(e2)が個々のコンデンサ15,17に半々づつ印加され
ることになる。ここで、全波整流電圧(e1)と整流電圧(e
2)とは、回路を独立にした仮想的な電圧であり、それゆ
え、かっこ表記としたり、図3では破線で示している。
As shown in FIG. 3, a full-wave rectified voltage is applied to the output terminal of the rectifier circuit 7 which is formed by connecting diodes in bridge connection.
(e1) appears. This full-wave rectified voltage (e1) is applied to the DC-DC converter unit 24 and also applied to the capacitors 15 and 17 connected in series to charge them. in this case,
Since the capacitors 15 and 17 are in series and their capacitances are almost equal, the rectified voltage obtained by dividing the full-wave rectified voltage (e1).
(e2) is applied to each of the capacitors 15 and 17 half by half. Here, the full-wave rectified voltage (e1) and the rectified voltage (e
2) is a virtual voltage that makes the circuit independent, and is therefore shown in parentheses or shown by a broken line in FIG.

【0021】 つぎに、各コンデンサ15,17は、全
波整流電圧(e1)の上昇時において、コンデンサ電圧e3が
整流電圧(e2)より低くなる時刻t2からピーク時刻t3まで
の間で、商用交流電源1により全波整流回路7からダイ
オード21を介して充電され、時刻t3でコンデンサ電圧
e3は整流電圧(e2)のピーク電圧まで上昇する。ピーク時
刻t3から整流電圧(e2)が下降するため、各コンデンサ1
5,17へ充電電流が流れなくなり、各コンデンサ電圧
e3はその値を保つ。時刻t4を過ぎると、コンデンサ電圧
e3が全波整流電圧(e1)よりも高くなるため、オフ状態に
あった各ダイオード19,23がオンして、時刻t4から
時刻t1までの間、各コンデンサ15,17からDC−D
Cコンバータ部24にエネルギー供給する。このエネル
ギー供給中は、整流回路7が非導通となり、商用交流電
源1からこの整流回路7を介してDC−DCコンバータ
部24へ電流が流れなくなる。時刻t1になると、コンデ
ンサ電圧e3が全波整流電圧(e1)よりも低くなるため、ダ
イオード19,23がオフして、各コンデンサ15,1
7が放電しなくなり、その後コンデンサ電圧e3はそのと
きの値を保つと共に、全波整流回路7が導通する。時刻
t2でコンデンサ電圧e3が整流電圧(e2)よりも低くなり、
各コンデンサ15,17への充電が開始される。以後同
様の動作がくり返えされる。したがって、この平滑回路
14全体の出力電圧、すなわち、DC−DCコンバータ
部24への入力電圧は波形e4で示すような平滑された直
流電圧となり、その出力電圧e4は0Vまで低下すること
がないので、DC−DCコンバータ部24を安定して動
作させることができる。
Next, each of the capacitors 15 and 17 is connected to the commercial alternating current from the time t2 when the capacitor voltage e3 becomes lower than the rectified voltage (e2) to the peak time t3 when the full-wave rectified voltage (e1) rises. The power supply 1 charges the full-wave rectifier circuit 7 through the diode 21, and at time t3, the capacitor voltage
e3 rises to the peak voltage of the rectified voltage (e2). Since the rectified voltage (e2) drops from the peak time t3, each capacitor 1
Charge current stops flowing to 5 and 17, each capacitor voltage
e3 keeps that value. After time t4, the capacitor voltage
Since e3 becomes higher than the full-wave rectified voltage (e1), the diodes 19 and 23 that were in the off state are turned on, and the capacitors 15 and 17 are connected to the DC-D from time t4 to time t1.
Energy is supplied to the C converter unit 24. During this energy supply, the rectifier circuit 7 becomes non-conductive, and no current flows from the commercial AC power source 1 to the DC-DC converter unit 24 via the rectifier circuit 7. At time t1, the capacitor voltage e3 becomes lower than the full-wave rectified voltage (e1), so that the diodes 19 and 23 are turned off and the capacitors 15 and 1
7 is no longer discharged, and then the capacitor voltage e3 maintains the value at that time, and the full-wave rectifier circuit 7 becomes conductive. Times of Day
At t2, the capacitor voltage e3 becomes lower than the rectified voltage (e2),
Charging of the capacitors 15 and 17 is started. After that, the same operation is repeated. Therefore, the output voltage of the entire smoothing circuit 14, that is, the input voltage to the DC-DC converter unit 24 becomes a smoothed DC voltage as shown by the waveform e4, and the output voltage e4 does not drop to 0V. , DC-DC converter part 24 can be operated stably.

【0022】 また、整流回路7の入力電流は、波形(i
1)で示すような電流となり、直列接続されたコンデンサ
15,17の回路への入力電流は波形i2で示すような電
流となるので、商用交流電源1から回路全体に入力する
電流は波形i3で示すように、単なるコンデンサによる平
滑回路に比較して休止区間が短く、しかもピーク値が低
い電流となり、力率が非常によくなる。
Further, the input current of the rectifier circuit 7 has a waveform (i
Since the current as shown in 1) and the input current to the circuit of the capacitors 15 and 17 connected in series becomes the current as shown by the waveform i2, the current input from the commercial AC power supply 1 to the entire circuit has the waveform i3. As shown in the figure, compared with a smoothing circuit using a simple capacitor, the rest period is shorter and the peak value is lower, resulting in a very good power factor.

【0023】 この平滑回路14の作用において、ダイ
オード19,23がオンするタイミングを決定する要素
は、商用交流電源1の電圧関係によって、自動的に決定
して動作するものである。したがって、商用交流電源1
の電圧が変動して、例えば100V/200Vの広範囲
で変化しても、各電圧と電流の値がほぼ比例するだけ
で、なんら支障なく動作する特性を有している。
In the operation of the smoothing circuit 14, the element that determines the timing at which the diodes 19 and 23 are turned on is automatically determined and operated according to the voltage relationship of the commercial AC power supply 1. Therefore, commercial AC power supply 1
Even if the voltage fluctuates and changes in a wide range of 100 V / 200 V, for example, each voltage and current value are almost proportional to each other, and the characteristic is that they operate without any trouble.

【0024】 以上説明した高力率AC/DCコンバー
タ2と平滑回路14のそれぞれの作用により、力率が向
上すると共に、商用交流電源1の広い変動範囲に対して
も良好に作動するようになる。100V/200Vの双
方に対応可能とするには、結合用のコンデンサ13の静
電容量を小さくして、200V入力時の充電エネルギー
を小さく選定する。一方、100V入力時には、エネル
ギー不足となるが、この不足分については、インダクタ
9の定数の設計で補うことができる。
Due to the respective actions of the high power factor AC / DC converter 2 and the smoothing circuit 14 described above, the power factor is improved and the commercial AC power source 1 operates well even in a wide variation range. . In order to be compatible with both 100V / 200V, the electrostatic capacity of the coupling capacitor 13 is made small and the charging energy at the time of 200V input is selected small. On the other hand, when 100 V is input, energy becomes insufficient, but this shortage can be compensated for by designing the constant of the inductor 9.

【0025】 つぎに、高輝度放電灯点灯装置の説明を
する。図1において、高力率AC/DCコンバータ2の
出力端子30,32に発生する直流出力を受けてインバ
ータ回路35で100Hz程度の矩形波に変換して、イ
グナイタ37を介して高輝度放電灯39に必要な電力が
供給される。この高輝度放電灯39に必要な電力は、第
1に点灯時には十分な高電圧を付与し、第2に点灯直後
にはその点灯状態を維持するに必要な保持電流を一定の
短時間維持し、第3には定常点灯している期間には、所
定のほぼ一定電力を供給することが必要である。
Next, the high-intensity discharge lamp lighting device will be described. In FIG. 1, a DC output generated at the output terminals 30 and 32 of the high power factor AC / DC converter 2 is received and converted into a rectangular wave of about 100 Hz by an inverter circuit 35, and a high-intensity discharge lamp 39 is passed through an igniter 37. Is supplied with the necessary power. The electric power required for the high-intensity discharge lamp 39 is such that first, a sufficiently high voltage is applied at the time of lighting, and secondly, the holding current necessary for maintaining the lighting state is maintained for a certain short time immediately after lighting. Thirdly, it is necessary to supply a predetermined substantially constant electric power during the period of steady lighting.

【0026】 図4は、この高輝度放電灯の電圧と電流
との関係を図解したものである。点灯前はほぼ電流ゼロ
で比較的高い電圧の領域αであり、点灯直後は比較的大
きい電流の領域βであり、定常点灯している期間は一定
電力を示す双曲線上の領域γで表される。
FIG. 4 illustrates the relationship between voltage and current of this high-intensity discharge lamp. Before lighting, it is a region α of almost zero current and a relatively high voltage, and immediately after lighting it is a region β of a relatively large current. During steady lighting, it is represented by a region γ on the hyperbola showing constant power. .

【0027】 この3種類の領域の制御を実現するため
に、図1に示すように、点灯前の領域αについては電圧
検出器43をコンデンサ33、すなわちAC/DCコン
バータ2の出力端子30,32に接続して、その検出信
号を制御回路29に送り、制御回路29はDC−DCコ
ンバータ部24の動作を周波数制御を行って出力電圧を
抑制すると共に、ピーク電流制御(その方法は下記の領
域γで説明する。)を行う。また、点灯直後の領域βに
ついては、AC/DCコンバータ2の出力端子32に直
列接続されて直流出力電流を検出する電流検出器45か
らの検出信号が制御回路29に送られ、制御回路29は
DC−DCコンバータ部24の動作をパルス幅変調をし
て、その出力電流を抑制している。さらに、定常点灯し
ている領域γについては、FET27を流れるドレイン
電流を検出する電流検出器41からの検出信号によっ
て、制御回路29はFET27のドレイン電流のピーク
値を一定値になるように制御することにより、DC−D
Cコンバータ部24の動作を定電力制御としている。
In order to realize the control of these three types of regions, as shown in FIG. 1, in the region α before lighting, the voltage detector 43 is connected to the capacitor 33, that is, the output terminals 30, 32 of the AC / DC converter 2. Connected to the control circuit 29, and sends the detection signal to the control circuit 29. The control circuit 29 controls the frequency of the operation of the DC-DC converter section 24 to suppress the output voltage, and also controls the peak current (the method is in the following areas. γ will be described). In the region β immediately after lighting, the detection signal from the current detector 45 that is connected in series to the output terminal 32 of the AC / DC converter 2 and detects the DC output current is sent to the control circuit 29, and the control circuit 29 The operation of the DC-DC converter unit 24 is pulse width modulated to suppress its output current. Further, in the region γ that is steadily turned on, the control circuit 29 controls the peak value of the drain current of the FET 27 to be a constant value by the detection signal from the current detector 41 that detects the drain current flowing through the FET 27. By this, DC-D
The operation of the C converter unit 24 is constant power control.

【0028】 図5は、この高輝度放電灯39の点灯に
ついて各部の電圧と電流を時間を追って図解したもので
ある。点灯前の領域αではほぼ放電灯電流(m) はゼロ
で、放電灯電圧(k) は高い電圧を示す。そしてイグナイ
タ37が作動して数キロボルトのパルス電圧を発生する
と、点弧して放電灯電流(m) が流れ出す。この点弧直後
の領域βでは放電灯電流(m) の値はやや大きく、放電灯
電圧(k) の値はやや小さい。また、このときのインダク
タ9の電流(j) は輪郭が商用交流電圧(h) に相似の高周
波矩形波の列になる。わずかな時間経過後に、放電灯へ
の供給電力(n) が増加して定常点灯時の領域γとなる。
このとき各部の波形は一定の状態を継続する。なお、こ
の図5に示す波形は、説明用の観念的な波形であり、縦
軸横軸ともに実際の値を示すものではない。
FIG. 5 illustrates the voltage and current of each part with respect to lighting of the high-intensity discharge lamp 39 over time. In the region α before lighting, the discharge lamp current (m) is almost zero, and the discharge lamp voltage (k) shows a high voltage. When the igniter 37 is activated to generate a pulse voltage of several kilovolts, it is ignited and the discharge lamp current (m) starts to flow. In the region β immediately after this ignition, the value of the discharge lamp current (m) is slightly large, and the value of the discharge lamp voltage (k) is slightly small. In addition, the current (j) of the inductor 9 at this time becomes a train of high-frequency rectangular waves whose contour is similar to the commercial AC voltage (h). After a lapse of a short time, the power (n) supplied to the discharge lamp increases and becomes the region γ during steady lighting.
At this time, the waveform of each part continues to be constant. The waveform shown in FIG. 5 is a conceptual waveform for explanation, and the vertical and horizontal axes do not show actual values.

【0029】 図6および図7は、それぞれ本発明にか
かる高力率高輝度放電灯点灯装置の一実施例において、
200V入力時の各部の波形と、同じく100V入力時
の各部の波形を、シミュレーションによって得た波形を
示す。これらの図において、e14は平滑回路14の平滑
出力電圧であって、直流電圧にスイッチング波形が重畳
している波形である。IQはスイッチング素子であるF
ET27の電流波形であり、VQはその電圧波形であ
る。Iiは商用交流電源1からの入力電流に対応した波
形である。そして、商用交流電源1の入力電圧波形であ
るe1は比較して、入力電流Iiの波形はその輪郭線が
e1にほぼ比例した波形となる。さらに、入力電流Ii
の波形をAC100V入力時と、AC200V入力時と
を比較して、同様に輪郭線がe1にほぼ比例した波形と
なる。この入力電流Iiの波形はスイッチングの高周波
に対して有効なフィルタを挿入することより、平均化さ
れて、連続した正弦波状となる。
FIG. 6 and FIG. 7 respectively show an embodiment of a high power factor and high brightness discharge lamp lighting device according to the present invention.
The waveform of each part at the time of 200V input and the waveform of each part at the time of 100V input are shown by the waveform obtained by simulation. In these figures, e14 is a smoothed output voltage of the smoothing circuit 14, which is a waveform in which a switching waveform is superimposed on the DC voltage. IQ is a switching element F
It is a current waveform of ET27 and VQ is its voltage waveform. Ii is a waveform corresponding to the input current from the commercial AC power supply 1. Then, e1 which is the input voltage waveform of the commercial AC power supply 1 is compared, and the waveform of the input current Ii is a waveform whose contour line is substantially proportional to e1. Further, the input current Ii
The waveform of is compared with the input of AC100V and the input of AC200V, and similarly, the contour line becomes a waveform substantially proportional to e1. The waveform of the input current Ii is averaged into a continuous sine wave by inserting an effective filter for a high frequency of switching.

【0030】 図8は、本発明にかかる高力率高輝度放
電灯点灯装置の一実施例において、200V入力時と1
00V入力時の交流入力電流の実測波形を示す。この実
測条件としては、入力回路に上述のスイッチングの高周
波に対して有効なフィルタを挿入されており、いずれも
ほぼ連続した正弦波状となり、高力率であることが示さ
れている。
FIG. 8 shows an example of a high power factor and high intensity discharge lamp lighting device according to the present invention, when 200 V is input and when 1 V is input.
The measured waveform of the AC input current at the time of inputting 00V is shown. As the actual measurement conditions, it is shown that a filter effective for the high frequency of the above-mentioned switching is inserted in the input circuit, and each of them has a substantially continuous sine wave shape and a high power factor.

【0031】 図9は、本発明にかかる高力率AC/D
Cコンバータおよび高力率高輝度放電灯点灯装置の他の
実施例を示す。この実施例は、図1に示す実施例に、平
滑回路14の下段のコンデンサに並列に電圧検出器18
を追加し、この電圧検出器18の信号によりFET27
を周波数制御することにより、出力電力を補正すること
を特徴とする。なお、この実施例において、電圧検出器
18の接続位置は、商用交流電源1の電圧値のほぼ平均
値に比例した検出信号を得ることができれば、他の接続
位置でも同様の作用をするものである。
FIG. 9 shows a high power factor AC / D according to the present invention.
Another embodiment of the C converter and the high power factor high brightness discharge lamp lighting device will be described. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that the voltage detector 18 is connected in parallel to the lower capacitor of the smoothing circuit 14.
FET27 is added by the signal of this voltage detector 18
The output power is corrected by controlling the frequency. In this embodiment, the connection position of the voltage detector 18 can be the same at other connection positions as long as a detection signal proportional to the average value of the voltage value of the commercial AC power supply 1 can be obtained. is there.

【0032】 電流検出手段41によりFET27のピ
ーク電流を一定にするように制御を行うと、変圧器25
の2次側へのエネルギー伝達は商用交流電源1の変動に
は無関係に一定となる。しかし、実際には制御系の遅れ
やスイッチング素子の応答遅れによりAC100V/2
00V切り替え時のような大きな電圧変動時にはエネル
ギー伝達に誤差が生じる。
When the current detector 41 controls the peak current of the FET 27 to be constant, the transformer 25
The energy transfer to the secondary side of is constant regardless of the fluctuation of the commercial AC power supply 1. However, in reality, due to the delay of the control system and the response delay of the switching element, AC100V / 2
An error occurs in energy transmission when there is a large voltage fluctuation such as when switching to 00V.

【0033】 この誤差を補正するため平滑回路14の
下段コンデンサの電圧を電圧検出器18で検出し、電圧
変化量をスイッチング素子のスイッチング周波数を変化
させることで実現している。一例としてAC100V時
にスイッチング周波数100KHzに対してAC200
V時に65KHzで2次側へのエネルギー伝達は一致し
た。
In order to correct this error, the voltage of the lower capacitor of the smoothing circuit 14 is detected by the voltage detector 18, and the amount of voltage change is realized by changing the switching frequency of the switching element. As an example, when the switching frequency is 100 KHz at AC 100 V, AC 200
Energy transfer to the secondary side at 65 KHz at V coincided.

【0034】 なお、この実施例において、電圧検出器
18の接続位置は、商用交流電源1の電圧の平均値に比
例した検出信号を得ることができれば、他の接続位置で
も同様の作用をするものである。
In this embodiment, the connection position of the voltage detector 18 has the same function at other connection positions as long as a detection signal proportional to the average value of the voltage of the commercial AC power supply 1 can be obtained. Is.

【0035】[0035]

【発明の効果】 本発明は以上述べたような特徴を有し
ているので、簡素な構成であって、小型軽量、高力率、
高効率の効果を有するものである。特に100V/20
0Vの共用化により極めて経済的である。
EFFECTS OF THE INVENTION Since the present invention has the features described above, it has a simple structure and is small and lightweight, and has a high power factor,
It has a high efficiency effect. Especially 100V / 20
It is extremely economical due to the shared use of 0V.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる高力率高輝度放電灯点灯装置の
一実施例を示す。
FIG. 1 shows an embodiment of a high power factor and high brightness discharge lamp lighting device according to the present invention.

【図2】コンバータ回路の動作説明用の波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the converter circuit.

【図3】平滑回路の動作説明用の波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the smoothing circuit.

【図4】本発明にかかる高力率高輝度放電灯点灯装置の
特性図を示す。
FIG. 4 is a characteristic diagram of a high power factor high intensity discharge lamp lighting device according to the present invention.

【図5】本発明にかかる高力率高輝度放電灯点灯装置に
おいて、時間を追って各部の電圧と電流とを示す。
FIG. 5 shows the voltage and current of each part over time in the high power factor and high brightness discharge lamp lighting device according to the present invention.

【図6】本発明にかかる高力率高輝度放電灯点灯装置の
一実施例において、200V入力時の各部の波形を示
す。
FIG. 6 shows waveforms of various parts when 200 V is input in an embodiment of the high power factor and high brightness discharge lamp lighting device according to the present invention.

【図7】本発明にかかる高力率高輝度放電灯点灯装置の
一実施例において、100V入力時の各部の波形を示
す。
FIG. 7 shows waveforms of various parts when 100 V is input in an embodiment of the high power factor and high brightness discharge lamp lighting device according to the present invention.

【図8】本発明にかかる高力率高輝度放電灯点灯装置の
一実施例において、200V入力時と100V入力時の
交流入力電流の波形を示す。
FIG. 8 shows waveforms of AC input currents at 200V input and 100V input in an embodiment of the high power factor and high brightness discharge lamp lighting device according to the present invention.

【図9】本発明にかかる高力率高輝度放電灯点灯装置の
他の実施例を示す。
FIG. 9 shows another embodiment of the high power factor and high brightness discharge lamp lighting device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…商用交流電源 24…DC−DCコンバータ 3,
5…入力端子 7…整流回路 9…インダクタ 11…ダイオード
14…平滑回路 15,17…コンデンサ 18…電圧検出器 19,2
1,23…ダイオード 24…DC−DCコンバータ部 25…変圧器 2
7…FET 29…制御回路 31…ダイオード 33…コンデン
サ 35…インバータ回路 37…イグナイタ 39
…高輝度放電灯 41…電流検出器 43…電圧検出器 45…電
流検出器
1 ... Commercial AC power supply 24 ... DC-DC converter 3,
5 ... Input terminal 7 ... Rectifier circuit 9 ... Inductor 11 ... Diode 14 ... Smoothing circuit 15, 17 ... Capacitor 18 ... Voltage detector 19, 2
1, 23 ... Diode 24 ... DC-DC converter section 25 ... Transformer 2
7 ... FET 29 ... Control circuit 31 ... Diode 33 ... Capacitor 35 ... Inverter circuit 37 ... Igniter 39
... High-intensity discharge lamp 41 ... Current detector 43 ... Voltage detector 45 ... Current detector

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−236749(JP,A) 特開 平8−205520(JP,A) 特開 平8−223923(JP,A) 特開 平8−103079(JP,A) 特開 平4−21360(JP,A) 特開 平5−260754(JP,A) 特開 平5−95681(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/00 - 3/44 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-5-236749 (JP, A) JP-A-8-205520 (JP, A) JP-A-8-223923 (JP, A) JP-A-8-103079 (JP , A) JP 4-21360 (JP, A) JP 5-260754 (JP, A) JP 5-95681 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB) Name) H02M 3/00-3/44

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】商用交流電源に接続されるべき一対の入力
端子と;該入力端子に接続される一対の交流入力端子と
一対の直流出力端子とを備える全波整流回路と;この全
波整流回路の直流出力端子に互いに直列接続されたイン
ダクタとダイオードと;少なくとも1次巻線と2次巻線
とを備え、その1次巻線の一方の端子が前記ダイオード
に直列接続された変圧器と;前記インダクタと前記ダイ
オードとの接続点と前記1次巻線の他方の端子との間に
接続された結合コンデンサと;一対の主電極と制御端子
とを備えたスイッチング素子であって、その主電極の一
端が前記結合コンデンサと前記1次巻線の他方の端子と
の間に接続されたスイッチング素子と;前記商用交流電
源の周波数に比較して十分に高い周波数のオンオフ駆動
信号を発生して前記スイッチング素子を駆動する制御回
路と;前記ダイオードと前記変圧器の前記1次巻線の一
方の端子との接続点に接続された平滑回路であって、充
電用ダイードを挟んで直列接続されたほぼ等しい静電容
量の2個のコンデンサと;これら2個の各コンデンサに
対して並列関係に接続されてエネルギーを放出させるた
めのエネルギー放出用ダイオードとからなる平滑回路
と;前記変圧器の2次巻線に接続された整流手段と;そ
の整流手段の出力を平滑化するコンデンサと;からなる
高力率AC/DCコンバータと、 該高力率AC/DCコンバータの直流出力電圧、直流出
力電流をそれぞれ検出する電圧検出手段と、電流検出手
段と、前記スイッチング素子の主電流端子に直列に接続された
電流検出器と、 前記高力率AC/DCコンバータの出力端子に接続され
たインバータ回路と、 該インバータ回路の出力端子に接続されたイグナイタ
と、からなる高力率高輝度放電灯点灯装置において、 前記制御回路は、 この装置により点灯されるランプの点灯前には、前記高
力率AC/DCコンバータの直流出力電圧を検出する電
圧検出手段の検出信号によって前記高力率AC/DCコ
ンバータを周波数制御する機能と、 前記ランプの点灯直後には、前記高力率AC/DCコン
バータの直流出力電流を検出する電流検出手段の検出信
号によって、前記高力率AC/DCコンバータをパルス
幅制御して前記直流出力電流を抑制する機能と、 前記ランプの常時点灯の期間には、前記電流検出器から
の検出信号によって、前記スイッチング素子の主電流端
子を流れる電流のピーク値が一定になるように制御して
定電力制御する機能と、を有することを特徴とする高力
率高輝度放電灯点灯装置。
1. A full-wave rectification circuit comprising a pair of input terminals to be connected to a commercial AC power supply; a pair of AC input terminals connected to the input terminals and a pair of DC output terminals; An inductor and a diode connected in series to the DC output terminal of the circuit; a transformer comprising at least a primary winding and a secondary winding, one terminal of the primary winding being connected in series with the diode A coupling capacitor connected between a connection point between the inductor and the diode and the other terminal of the primary winding; and a switching element having a pair of main electrodes and a control terminal, A switching element having one end of an electrode connected between the coupling capacitor and the other terminal of the primary winding; generating an on / off drive signal having a frequency sufficiently higher than the frequency of the commercial AC power supply; Previous A control circuit for driving a switching element; a smoothing circuit connected to a connection point between the diode and one terminal of the primary winding of the transformer, the smoothing circuit being connected in series with a charging diode interposed therebetween. Smoothing circuit consisting of two capacitors of equal capacitance; an energy emitting diode connected in parallel to each of these two capacitors for emitting energy; secondary winding of said transformer A high power factor AC / DC converter consisting of rectifying means connected to the line; and a capacitor for smoothing the output of the rectifying means, and a DC output voltage and a DC output current of the high power factor AC / DC converter, respectively. A voltage detecting means for detecting, a current detecting means, and a main current terminal of the switching element are connected in series.
A high power factor high intensity discharge lamp lighting device comprising a current detector, an inverter circuit connected to the output terminal of the high power factor AC / DC converter, and an igniter connected to the output terminal of the inverter circuit, wherein the control circuit, the lamp in the prior lighting of being turned on by the device, the high power factor AC / DC I by the detection signal of the voltage detecting means for detecting a DC output voltage of the high power factor AC / DC converter a function of frequency controls converter, immediately after lighting of the lamp, I'm on the detection signal of the current detecting means for detecting a DC output current of the high power factor AC / DC converter, said high power factor AC / DC converter And a function of suppressing the DC output current by controlling the pulse width, and during the constant lighting period of the lamp , from the current detector
According to the detection signal of, the main current end of the switching element
A high power factor high brightness discharge lamp lighting device, which has a function of performing constant power control by controlling a peak value of a current flowing through a child to be constant.
【請求項2】請求項1において、 前記平滑回路の電圧を検出し、その検出電圧の変化量に
より前記スイッチング素子のスイッチング周波数を変化
させることを特徴とする高力率高輝度放電灯点灯装置。
2. The high power factor high intensity discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the voltage of the smoothing circuit is detected, and the switching frequency of the switching element is changed according to the amount of change in the detected voltage.
【請求項3】商用交流電源に接続されるべき一対の入力
端子と;該入力端子に接続される一対の交流入力端子と
一対の直流出力端子とを備える全波整流回路と;この全
波整流回路の直流出力端子に互いに直列接続されたイン
ダクタとダイオードと;少なくとも1次巻線と2次巻線
とを備え、その1次巻線の一方の端子が前記ダイオード
に直列接続された変圧器と;前記インダクタと前記ダイ
オードとの接続点と前記1次巻線の他方の端子との間に
接続された結合コンデンサと;一対の主電極と制御端子
とを備えたスイッチング素子であって、その主電極の一
端が前記結合コンデンサと前記1次巻線の他方の端子と
の間に接続されたスイッチング素子と;前記商用交流電
源の周波数に比較して十分に高い周波数のオンオフ駆動
信号を発生して前記スイッチング素子を駆動する制御回
路と;前記ダイオードと前記変圧器の前記1次巻線の一
方の端子との接続点に接続された平滑回路であって、充
電用ダイードを挟んで直列接続されたほぼ等しい静電容
量の2個のコンデンサと;これら2個の各コンデンサに
対して並列関係に接続されてエネルギーを放出させるた
めのエネルギー放出用ダイオードとからなる平滑回路
と;前記変圧器の2次巻線に接続された整流手段と;そ
の整流手段の出力を平滑化するコンデンサと;からなる
高力率AC/DCコンバータと、 該高力率AC/DCコンバータの直流出力電圧、直流出
力電流をそれぞれ検出する電圧検出手段と、電流検出手
段と、前記スイッチング素子の主電流端子に直列に接続された
電流検出器と、 前記高力率AC/DCコンバータの出力端子に接続され
たインバータ回路と、 該インバータ回路の出力端子に接続されたイグナイタ
と、からなる高力率高輝度放電灯点灯装置の駆動方法に
おいて、 この装置により点灯されるランプの点灯前には、前記高
力率AC/DCコンバータを周波数制御し、 前記ランプの点灯直後には、前記高力率AC/DCコン
バータをパルス幅制御し、 前記ランプの常時点灯時には、前記電流検出器からの検
出信号によって、前記スイッチング素子の主電流端子を
流れる電流のピーク値が一定になるように定電力制御す
る、ことを特徴とする高力率高輝度放電灯点灯装置の駆
動方法。
3. A full-wave rectification circuit comprising a pair of input terminals to be connected to a commercial AC power supply; a pair of AC input terminals connected to the input terminals and a pair of DC output terminals; An inductor and a diode connected in series to the DC output terminal of the circuit; a transformer comprising at least a primary winding and a secondary winding, one terminal of the primary winding being connected in series with the diode A coupling capacitor connected between a connection point between the inductor and the diode and the other terminal of the primary winding; and a switching element having a pair of main electrodes and a control terminal, A switching element having one end of an electrode connected between the coupling capacitor and the other terminal of the primary winding; generating an on / off drive signal having a frequency sufficiently higher than the frequency of the commercial AC power supply; Previous A control circuit for driving a switching element; a smoothing circuit connected to a connection point between the diode and one terminal of the primary winding of the transformer, the smoothing circuit being connected in series with a charging diode interposed therebetween. Smoothing circuit consisting of two capacitors of equal capacitance; an energy emitting diode connected in parallel to each of these two capacitors for emitting energy; secondary winding of said transformer A high power factor AC / DC converter consisting of rectifying means connected to the line; and a capacitor for smoothing the output of the rectifying means, and a DC output voltage and a DC output current of the high power factor AC / DC converter, respectively. A voltage detecting means for detecting, a current detecting means, and a main current terminal of the switching element are connected in series.
Driving a high power factor high intensity discharge lamp lighting device comprising a current detector, an inverter circuit connected to the output terminal of the high power factor AC / DC converter, and an igniter connected to the output terminal of the inverter circuit In the method, the high power factor AC / DC converter is frequency-controlled before the lamp is turned on by this device, and the high power factor AC / DC converter is pulse-width controlled immediately after the lamp is turned on. When the lamp is always on, the current detector detects
Depending on the output signal, the main current terminal of the switching element
A method for driving a high power factor and high brightness discharge lamp lighting device, comprising performing constant power control so that a peak value of a flowing current is constant .
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