説明

光源用電源装置

【課題】小型で安価に提供できる高圧放電灯の電源装置。
【解決手段】
直流電源手段に平滑コンデンサを接続し、DC−DCコンバータ回路に直列接続される高圧パルストランスの2次コイル、該2次コイルに直列に負荷の放電ランプが接続される出力端子から構成されるランプ給電ユニット,及び該高圧パルストランスの1次コイルとコンデンサの直列接続体にサイリスタ等のトリガ手段が並列接続体で形成されたパルス電力ユニット、の二つのユニットで構成され、該パルス電力ユニットのコンデンサが時定数手段を介して該第1リアクトルと該第1ダイオードの接続点に結ばれ、該パルス電力ユニットの該高圧パルストランスの1次コイルが該平滑コンデンサの他極端子に接続されることを特徴とした光源用電源装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
高圧水銀蒸気放電ランプやメタルハライドランプ等の放電ランプの安定した点灯と、立ち消えなどの異常現象が発生しない小型の経済性に富む電源装置。
【背景技術】
【0002】
従来,放電ランプの電源として定電流特性を持つ電源装置や,点弧時に高電圧の高周波電力を発生させて,点灯した後は直流の電流を安定化させる特性を持たせた電源が提供されてきた。プロジェクタ用の放電ランプの場合には,安定した起動と小型化と経済性が重要で、使用目的に合わせた光源用電源が提供されてきた。光源用電源の開示した文献として下記の特許文献1があり、この文献の(段落0002)に,「スイッチ素子、リアクトル、ダイオード、平滑コンデンサ、を構成要素とする降圧チョッパからなる直流給電回路と、起動時に動作させるスタータと、電力を一定にするランプ制御回路とで構成されている」。
【0003】
同文献の(段落0004)に「起動する場合は高い電圧をランプに印加した状態で、スタータを動作させてグロー放電を開始させる」「グロー放電から初期のアーク放電に移行する。初期のアーク放電電圧は低く10〜50ボルト」「熱アークでなく特殊なアーク放電である場合が多い、この種のアーク放電は再点灯した場合にも発生する」「放電電圧の低いアーク放電から放電電圧の高いグロー放電に移行するため出力電圧を瞬時に上昇させる能力が必要である」。同号(段落0008)に,「電源装置に、急峻な電圧上昇が実現できない為に、放電ランプの立ち消えを生じる事態がしばしば発生する」以上のようにランプの性質に合致する特性を持つ電源装置にするために、特許文献1の図1(この申請明細書の図3に転記した)に示されたスタータ部は、スイッチ素子S1と高電圧トランスT1及びギャップG1と高電圧トランスT2の高価につく高電圧部材を二組必要とした電源装置の小型・軽量化を阻害する構成となっていた。
【0004】
【特許文献1】「特開2002−117990号」公報,「放電ランプ用給電装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
小型・軽量化は光源用電源装置に強く要求されていて、ランプ性質に合致する特性を持つ新規な構成部材による簡素化された回路の電源を構成することが課題であった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために,高価な部材である二組の高電圧部材を必要としていたが、これを一組で同様の特性を持つ回路を創ることに着眼して次のような構成を考究した。
【0007】
請求項1に関しては、交流入力端子に接続された入力側整流回路、入力側整流回路に一方端子が接続される平滑コンデンサを介して接続された第1リアクトルと第1ダイオードの直列接続体を有するDC−DCコンバータ回路と、該DC−DCコンバータ回路に直列接続される高圧パルストランスの2次コイル、該2次コイルに直列に負荷の放電ランプが接続される出力端子、から構成される電源主回路であるランプ給電ユニット,
該高圧パルストランスの1次コイルとコンデンサの直列接続体、該コンデンサ直列接続体とサイリスタ等のトリガー手段との並列接続体で形成されたスタータ機能を持つパルス電力ユニット、との二つのユニットを具備し、該パルス電力ユニットのコンデンサが時定数回路を介して該第1リアクトルと該第1ダイオードの接続点に結ばれ、該パルス電力ユニットの該高圧パルストランスの1次コイルが該平滑コンデンサの他方端子に接続されることを特徴とした光源用電源装置とした。
【0008】
請求項2に関しては、前記DC−DCコンバータ回路は、主回路に直列接続のエネルギー蓄積用の第1リアクトルと、これに直列接続されたダイオードと平滑コンデンサの正端子が接続され、該第1リアクトルと該ダイオード接続点に力率改善回路の一端子が接続され、該平滑コンデンサの他端子に力率改善回路の他端子が接続され、高力率DC−DCコンバータ回路である請求項1記載の光源用電源装置とした。
【0009】
請求項3に関しては、前記DC−DCコンバータ回路は、主回路に直列接続の該第1リアクトルと、これに直列接続されたダイオードを介してスイッチング素子が直列接続され、更に第2リアクトルと直列接続される前記高圧パルストランスの2次コイルの一端が接続されるDC−DCコンバータ回路である請求項1記載の光源用電源装置とした。
【0010】
請求項4に関しては、前記DC−DCコンバータ回路は、主回路に直列接続の該第1リアクトルと、これに直列接続された第1ダイオードを介してスイッチング素子が直列接続され、更に直列に第2リアクトルが接続され、第2リアクトルの入力端子に第2ダイオードのカソードが、第2リアクトルの出力端子に第2平滑コンデンサと第2スイッチング素子直列体を負側主回路との間に接続されるDC−DCコンバータ回路である請求項1記載の光源用電源装置とした。
【発明の効果】
【0011】
以上の記述のように,従来は、二組を必要としていた高電圧部材であるスターターのトランスT1とT2を、新規の発想で一組のパルストランス(高電圧部材)で性能を実現することができたので小型・軽量化可能とし、部材の費用、組み立て工数が削減でき安価に製作できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明による実施の形態を図1のブロック図に示して説明する。入力端子ACに入力側整流回路1が接続され、更に接続された第1リアクトル11と第1ダイオード4の直列接続体を有するDC−DCコンバータ回路6と、DC−DCコンバータ回路6に直列接続される高圧パルストランスの2次コイル7、該2次コイル7に直列に負荷である放電ランプ26が接続される出力端子17、で構成される電源主回路であるランプ給電ユニット,及び高圧パルストランスの1次コイル12と時定数回路15の直列接続体、該時定数回路15とサイリスタ等のトリガー放電回路Dで形成されたパルス電力ユニット16、との二つのユニットを具備し、パルス電力ユニット16の高圧パルストランスの1次コイル12が時定数回路15を介して第1リアクトルと第1ダイオードの接続点Pに結ばれ、該1次コイル12が平滑コンデンサ19の他極端子に接続される。力率改善手段3が第1リアクトル11の第1ダイオード4との接続点と平滑コンデンサ19の他極端子との間に接続されているので装置の力率が改善された。図3に示した従来のスタータに於けるT1、T2の二組の高電圧トランスとS1、G1の二組のトリガー手段が各々一組で同様の作用が達成された。
【0013】
前記のブロック図の作用を、図2の回路図を参照しながら説明する。入力端子ACに入力側整流回路1が接続され、平滑コンデンサ19の接続点を介して接続された第1リアクトル11と第1ダイオード4の直列接続体を有するDC−DCコンバータ回路6と、該DC−DCコンバータ回路6に直列接続される高圧パルストランスの2次コイル7、該2次コイル7に直列に負荷の放電ランプ26が接続される出力端子17、から構成されるランプ給電ユニットである主回路が形成されている。
【0014】
該高圧パルストランスの1次コイル12とコンデンサ25の直列接続体、該コンデンサ25の直列接続体とサイリスタ等のトリガ手段21との並列接続体で形成されたパルス電力ユニット16、との二つのユニットを形成している。該パルス電力ユニット16のコンデンサ25が時定数用抵抗器15を介して該第1リアクトル11と第1ダイオード4の接続点Pに結ばれ、パルス電力ユニット16の該高圧パルストランスの1次コイル12が平滑コンデンサ19の異極端子に接続される。
【0015】
前記DC−DCコンバータ回路6は、主回路に直列接続のエネルギー蓄積用の第1リアクトル11と、これに直列接続されたダイオード4と平滑コンデンサ5の正端子が接続され、該第1リアクトル11と該ダイオード4との接続点Pに力率改善回路の一端子が接続され、該平滑コンデンサの他端子に力率改善回路の他端子が接続され、高力率DC−DCコンバータ回路の一部を形成する。
【0016】
前記DC−DCコンバータ回路6は、第1リアクトルに直列接続された第1ダイオード4を介して第2スイッチング素子9が直列接続され降圧作用をする、更にエネルギー蓄積用の第2リアクトル13と直列接続される前記高圧パルストランスの2次コイル7の入力端が接続される。
【0017】
前記DC−DCコンバータ回路6は、第2リアクトル13の入力端に第2ダイオード10のカソードが、第2リアクトル13の出力端に第2コンデンサ20と第3スイッチング素子14との直列体を主回路負極との間に接続され昇圧作用をするDC−DCコンバータ回路とし、昇圧機能と降圧機能を直列に接続した。前記DC−DCコンバータ回路を有するランプ給電ユニットは、第1リアクトル11と、これに直列接続された第1ダイオード4を介して、第2スイッチング素子9が直列接続され、更に第2リアクトル13と直列接続される前記高圧パルストランスの2次コイル7の一端が接続され、該高圧パルストランスの2次コイルの他端が放電ランプを介して入力側整流回路1の負極の出力端に接続される。
【産業上の利用可能性】
【0018】
以上のように,簡素化された回路の電源を構成することによって、高価な高電圧部材が節減できたので、省資源に寄与し工業的価値が大きい。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明による一実施の形態を示すブロック図である。
【図2】本発明による一実施の形態を示す回路図である。
【図3】従来の装置(特許文献1の第1図)の回路図である。
【符号の説明】
【0020】
1 入力側整流回路
3 力率改善手段
4 第1ダイオード
5 平滑コンデンサ
6 DC−DCコンバータ
7 パルストランスの2次コイル
8 第1スイッチ素子
9 第2スイッチ素子
10 第2ダイオード
11 第1リアクトル
12 パルストランスの1次コイル
13 第2リアクトル
14 第3スイッチ素子
15 時定数回路
16 パルス電力ユニット
17 出力端子
18 ダイオード
19 平滑コンデンサ
20 コンデンサ
21 トリガー手段(サイリスタ)
22 ダイオード
23 ダイオード
24 コンデンサ
25 コンデンサ
26 放電灯
AC 入力端子
P 接続点
D トリガー放電回路
T1、T2 高電圧トランス

【特許請求の範囲】
【請求項1】
交流入力端子に接続された入力側整流回路、入力側整流回路に一方端子が接続される平滑コンデンサの接続点を介して接続された第1リアクトルと第1ダイオードの直列接続体を有するDC−DCコンバータ回路と、該DC−DCコンバータ回路に直列接続される高圧パルストランスの2次コイル、該2次コイルに直列に負荷の放電ランプが接続される出力端子、から構成されるランプ給電ユニット,及び、該高圧パルストランスの1次コイルとコンデンサの直列接続体、該コンデンサ直列接続体とサイリスタ等のトリガ手段との並列接続体で形成されたパルス電力ユニット、との二つのユニットを具備し、該パルス電力ユニットのコンデンサが時定数手段を介して該第1リアクトルと該第1ダイオードの接続点に結ばれ、該パルス電力ユニットの該高圧パルストランスの1次コイルが該平滑コンデンサの他方端子に接続されることを特徴とした光源用電源装置。
【請求項2】
前記DC−DCコンバータ回路は、主回路に直列接続のエネルギー蓄積用の第1リアクトルと、これに直列接続されたダイオードと平滑コンデンサの正端子が接続され、該第1リアクトルと該ダイオード接続点に力率改善回路の一端子が接続され、該平滑コンデンサの他端子に力率改善回路の他端子が接続され、高力率DC−DCコンバータ回路である請求項1記載の光源用電源装置。
【請求項3】
前記DC−DCコンバータ回路は、主回路に直列接続の該第1リアクトルと、これに直列接続されたダイオードを介してスイッチング素子が直列接続され、更に第2リアクトルと直列接続される前記高圧パルストランスの2次コイルの一端が接続されるDC−DCコンバータ回路である請求項1記載の光源用電源装置。
【請求項4】
前記DC−DCコンバータ回路は、主回路に直列接続の該第1リアクトルと、これに直列接続された第1ダイオードを介してスイッチング素子が直列接続され、更に直列に第2リアクトルが接続され、第2リアクトルの入力端子に第2ダイオードのカソードが、第2リアクトルの出力端子に第2平滑コンデンサと第2スイッチング素子直列体を負側主回路との間に接続されるDC−DCコンバータ回路である請求項1記載の光源用電源装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2007−59276(P2007−59276A)
【公開日】平成19年3月8日(2007.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−244916(P2005−244916)
【出願日】平成17年8月25日(2005.8.25)
【出願人】(000144393)株式会社三社電機製作所 (95)
【Fターム(参考)】