JP2004159482A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前記直流成分を含む電流を低下させ損失を緩和する。
【解決手段】交互にオンオフするスイッチング素子１１・１２と、逆並列接続のフライホイールダイオード２１・２２を備える。スイッチング素子１１・１２の交点に誘導性負荷回路３０を備える。スイッチング素子１１・１２を介して順方向電流を形成する誘導性負荷回路３０を接続する。整流電源４０と並列に第一補助コンデンサ６１を備える。第二補助コンデンサ６２をスイッチング素子１１・１２を介して逆方向の電流を形成するように誘導性負荷回路３０と接続する。第二補助コンデンサ６２と並列でかつ整流電源４０と直列に補助ダイオード５０を備える。補助インダクタ７１と平滑用コンデンサ７２の直列回路を備える。直列回路を第二補助コンデンサ６２と並列に接続する。補助ダイオード５０は誘導性負荷回路３０に逆方向直流成分の電流を形成し、直流成分を含む電流が相殺され減少できる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は交流電源電圧を整流する整流電源の下で動作し、誘導性負荷回路に適宜の周波数の交流電流を供給するインバータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は特開平１０−２２５１３６号公報に示されたインバータ装置である。その概略は次の通りである。順直列一対の交互にオンオフするスイッチング素子１１・１２を備える。各スイッチング素子１１・１２と逆並列に接続するフライホイールダイオード２１・２２を備える。両スイッチング素子１１・１２の交点に一端を接続する誘導性負荷回路３０を備える。交流電源４１電圧を整流する整流電源４０を備える。整流電源４０を一方のスイッチング素子１１を介して順方向の電流を形成するように誘導性負荷回路３０を接続する。平滑用コンデンサ７２を備える。平滑用コンデンサ７２を他方のスイッチング素子１２を介して逆方向の電流を形成するように誘導性負荷回路３０を接続する。補助コンデンサ６１を備える。補助コンデンサ６１を整流電源４０に並列に接続する。
フライホイールダイオード２１の電流は補助コンデンサ６１に吸収される。平滑用コンデンサ７２の充電はフライホイールダイオード２２の電流によってなされる。誘導性負荷回路３０は蛍光ランプ３１を真負荷とする放電灯点灯回路である。誘導性負荷回路３０に属する補助インダクタ３９は誘導性負荷回路３０の電流中の直流成分を吸収する役目を兼ねる。補助コンデンサ６１の容量を適度に小さくするとその両端に高周波振動電圧が形成され、それによって整流電源４０の給電が促されるため、高力率である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１０の整流電源４０は直流成分を含む電流を供給する。その直流成分を含む電流はスイッチング素子２１を介して誘導性負荷回路３０へ流れ込む。誘導性負荷回路３０の電流は直流成分を含む電流と交流成分を含む電流の重畳である。図１０では直流成分を含む電流を補助インダクタ３９へバイパスし、蛍光ランプ３１へ流れ難くする工夫がなされている。しかし、誘導性負荷回路３０の補助インダクタ３９に流れる直流成分を含む電流は、損失要因となるので好ましくない。本発明の目的は、前記直流成分を含む電流を低下させることであり、それによって無駄な損失を緩和することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては順直列一対の交互にオンオフするスイッチング素子を備える。前記各スイッチング素子と逆並列に接続するフライホイールダイオードを備える。前記両スイッチング素子の交点の一端に接続する誘導性負荷回路を備える。交流電源電圧を整流する整流電源を備える。前記整流電源を一方の前記スイッチング素子を介して順方向の電流を形成するように前記誘導性負荷回路を接続する。前記整流電源と並列に接続する第一補助コンデンサを備える。第二補助コンデンサを備える。前記第二補助コンデンサを他方の前記スイッチング素子を介して逆方向の電流を形成するように前記誘導性負荷回路を接続する。前記第二補助コンデンサと並列でかつ前記整流電源と月頂直列となる補助ダイオードを備える。補助インダクタと平滑用コンデンサの直列回路を備える。前記直列回路を前記第二補助コンデンサと並列に接続する。
前記補助ダイオードは誘導性負荷回路に逆方向の直流成分を含む電流を形成するように作用する。このため、誘導性負荷回路では、直流成分を含む電流が相殺され、減少できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１を利用して本発明の実施形態について説明する。順直列一対の交互にオンオフするスイッチング素子１１・１２を備える。各スイッチング素子１１・１２と逆並列に接続するフライホイールダイオード２１・２２を備える。フライホイールダイオード２１（２２）は各スイッチング素子１１（１２）の寄生ダイオードでもよい。両スイッチング素子１１・１２の交点の一端に接続する誘導性負荷回路３０を備える。交流電源４１電圧を整流する整流電源４０を備える。整流電源４０を一方のスイッチング素子１１を介して順方向（左向き）の電流を形成するように誘導性負荷回路３０を接続する。整流電源４０と並列に接続する第一補助コンデンサ６１を備える。第二補助コンデンサ６２を備える。第二補助コンデンサ６２を他方のスイッチング素子１２を介して逆方向の（右向き）電流を形成するように誘導性負荷回路３０を接続する。第二補助コンデンサ６２と並列でかつ整流電源４０と川頂直列となる補助ダイオード５０を備える。補助インダクタ７１と主コンデンサ７２の直列回路７０を備える。直列回路７０を第二補助コンデンサ６２と並列に接続する。
【０００６】
図１について補足する。誘導性負荷回路３０は蛍光灯点灯回路であり、蛍光ランプ３１と蛍光ランプ３１に直列接続されたバラスト用インダクタ３２と蛍光ランプ３１に並列接続された予熱用コンデンサ３３を備える誘導性負荷回路３０の入力段に変圧器を配置することも可能である。この場合の変圧器は誘導性負荷回路３０の一部となる。また、その変圧器の漏洩インダクタンスをバラスト用インダクタ３２として転用することも可能である。整流電源４０は整流用ダイオード４２〜４５を含む。第二補助コンデンサ６２は容量が小さなコンデンサであり、そのために振動用コンデンサとして機能する。
【０００７】
図２〜図７を用いて図１装置の動作について説明する。図２のｉ１６１、図３のｉ２４０、図４のｉ３３０、図５のｉ４６２、図６のｉ５３０、図７のｉ６３０の順で電流が流れ、その後は図２からの繰り返しとなる。図３のｉ２４０は整流電源４０の電流であり、整流電源４０からの給電作用をともなう。図４の電流ｉ３３０は誘導性負荷回路３０からの電磁エネルギ放出電流であり、これで第二補助コンデンサ６２を充電する。第二補助コンデンサ６２の容量を小さくすると、第二補助コンデンサ６２には高い電圧を形成し、次の図５の電流ｉ４６２の動作に備える。図６の電流ｉ５３０は第二補助コンデンサ６２の電流ｉ４６２がなくなってから流れる。図７の電流ｉ６３０は誘導性負荷回路３０からの電磁エネルギ放出電流であり、これで第一補助コンデンサ６１を充電し、次の図２の電流ｉ１６１の動作に備える。
【０００８】
動作説明を補足する。整流電源４０の電流ｉ２４０は直流成分を含む電流である。一方の補助ダイオード５０の電流Ｉ５３０も直流成分を含む電流である。整流電源４０の直流成分を含む電流は誘導性負荷回路３０を経由して順方向（左向き）に流れる。一方、補助ダイオード５０の直流成分を含む電流は誘導性負荷回路３０を経由して逆方向（右向き）に流れる。このため、誘導性負荷回路３０の位置では、直流成分を含む電流が相殺され、減少する。この点は整流電源４０の直流成分を含む電流の一部がスイッチング素子１１・１２を介し、さらに補助ダイオード５０を介して流れるために、誘導性負荷回路３０へ回り込む直流成分を含む電流が少なくなると考えることもできる。
【０００９】
次に補助インダクタ７１と平滑用コンデンサ７２の直列回路７０について説明する。上記説明の電流ｉ５３０を流すためには、補助ダイオード５０を導通させなけらばならない。そのために、補助ダイオード５０と並列接続された第二補助コンデンサ６２の容量を小さくしなけらばならない。また、高力率にするためには、第一補助コンデンサ６１の容量も小さくしなけらばならない。しかし、第一補助コンデンサ６１及び第二補助コンデンサ６２の両方の容量が小さくては、誘導性負荷回路３０には安定した電流が供給できなくなる。よって、誘導性負荷回路３０には安定した電流が供給するため、ネ甫助インダクタ７１と平滑用コンデンサ７２の直列回路７０を補っている。
【００１０】
次に図８、図９を用いて、補助インダクタ７１と平滑用コンデンサ７２の直列回路７０の動作を補足説明する。図８に示すように電流ｉ４６２が流れる時、平滑用コンデンサ７２に電流ｉ４６２Ｂが流れ、平滑用コンデンサ７２が充電される。図９に示すように電流ｉ５３０が流れる時、平滑用コンデンサ７２から電流ｉ５３０Ｂが流れ、平滑用コンデンサ７２が放電される。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、誘導性負荷回路を経由する直流成分電流が減少する。このため、高力率であって効率のよいインバータ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインバータ装置の回路図である。
【図２】図１の動作説明図である。
【図３】図１の動作説明図である。
【図４】図１の動作説明図である。
【図５】図１の動作説明図である。
【図６】図１の動作説明図である。
【図７】図１の動作説明図である。
【図８】図１の動作説明図である。
【図９】図１の動作説明図である。
【図１０】従来装置の回路図である。
【符号の説明】
１１・１２：スイッチング素子、２１・２２：フライホイールダイオード、３０：誘導性負荷回路、４０：整流電源、５０：補助ダイオード、６１：第一補助コンデンサ、６２：第二補助コンデンサ、７１：補助インダクタ、７２：平滑用コンデンサ

Claims (1)

1. 順直列一対の交互にオンオフするスイッチング素子（１１・１２）を備え、前記各スイッチング素子（１１・１２）と逆並列に接続するフライホイールダイオード（２１・２２）を備え、前記両スイッチング素子（１１・１２）の交点の一端に接続する誘導性負荷回路（３０）を備え、交流電源（４１）電圧を整流する整流電源（４０）を備え、前記整流電源（４０）を一方の前記スイッチング素子（１１）を介して順万向の電流を形成するように前記誘導性負荷回路（３０）を接続し、前記整流電源（４０）と並列に接続する第一補助コンデンサ（６１）を備え、第二補助コンデンサ（６２）を備え、前記第二補助コンデンサ（６２）を他方の前記スイッチング素子（１２）を介して逆方向の電流を形成するように前記誘導性負荷回路（３０）を接続し、前記第二補助コンデンサ（６２）と並列でかつ前記整流電源（４０）と順直列となる補助ダイオード（５０）を備え、補助インダクタ（７１）と平滑用コンデンサ（７２）の直列回路（７０）を備え、前記直列回路（７０）を前記第二補助コンデンサ（６２）と並列に接続したことを特徴とするインバータ装置。

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