JP2005020979A - インバータ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高周波電力の供給を受ける誘導性負荷７０の無効電力を軽減し、回路損失を緩和する。
【解決手段】直流電源１０を備える。前記直流電源１０の両端に接続される順直列一対の第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２を備え、前記第一スイッチング素子５１と逆並列に接続される第一フライホイールダイオード４１を備え、前記第二スイッチング素子５２と逆並列に接続される第二フライホイールダイオード４２を備え、前記第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２の交点に一端が接続される誘導性負荷７０を備える。これは、前記直流電源１０から給電を受け前記誘導性負荷７０へ高周波電力を供給するインバータ装置である。
前記誘導性負荷７０を順方向および逆方向に短絡可能な第三スイッチング素子６０を備え、前記各スイッチング素子５１・５２・６０を第一スイッチング素子５１・第三スイッチング素子６０・第二スイッチング素子５２・第三スイッチング素子６０の順に導通させる制御を繰り返しかつ複数の前記スイッチング素子を同時には導通させない制御回路３０を備える。
【選択図】 図１
【解決手段】直流電源１０を備える。前記直流電源１０の両端に接続される順直列一対の第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２を備え、前記第一スイッチング素子５１と逆並列に接続される第一フライホイールダイオード４１を備え、前記第二スイッチング素子５２と逆並列に接続される第二フライホイールダイオード４２を備え、前記第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２の交点に一端が接続される誘導性負荷７０を備える。これは、前記直流電源１０から給電を受け前記誘導性負荷７０へ高周波電力を供給するインバータ装置である。
前記誘導性負荷７０を順方向および逆方向に短絡可能な第三スイッチング素子６０を備え、前記各スイッチング素子５１・５２・６０を第一スイッチング素子５１・第三スイッチング素子６０・第二スイッチング素子５２・第三スイッチング素子６０の順に導通させる制御を繰り返しかつ複数の前記スイッチング素子を同時には導通させない制御回路３０を備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は直流電源から給電を受け、誘導性負荷へ高周波電力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２はごく普通のハーフブリッジ形のインバータ装置である。図２のインバータ装置は直流電源１０を備え、前記直流電源１０の両端に接続される順直列一対の第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２を備え、前記第一スイッチング素子５１と逆並列に接続される第一フライホイールダイオード４１を備え、前記第二スイッチング素子５２と逆並列に接続される第二フライホイールダイオード４２を備え、前記第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２の交点に一端が接続される誘導性負荷７０を備え、前記直流電源１０から給電を受け前記誘導性負荷７０へ高周波電力を供給する。
図２装置は、前記各スイッチング素子５１・５２を第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２の順に導通させる制御を繰り返しかつ複数の前記スイッチング素子５１・５２を同時には導通させない制御回路３０を備える。
【０００３】
図２の１９は直流電源１０に付属する平滑用のコンデンサである。８１・８２はブリッジ構成の二辺を形成するアーム用のコンデンサである。コンデンサ１９・８１・８２のうちのいずれかひとつは省略可能である。図２のその他の細かな説明は割愛するが、それらの部品符号は後に説明する図１のそれと同等・同効である。
前記誘導性負荷７０は誘導性無効電力を取る。直流電源１０から供給された電力の一部（無効電力相当分）は誘導性負荷７０内で消費されず、その後に直流電源１０へ帰還し、無効電力となる。電力相当分を余分に受取り、その後にその一部を無効電力として帰還する。無効電力といえども回路損失の原因になるので、この意味では有害である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高周波電力の供給を受ける誘導性負荷の無効電力を軽減し、回路損失を緩和することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、誘導性負荷を順方向および逆方向に短絡可能な第三スイッチング素子を備える。記各スイッチング素子を第一スイッチング素子・第三スイッチング素子・第二スイッチング素子・第三スイッチング素子の順に導通させる制御を繰り返しかつ複数の前記スイッチング素子を同時には導通させない制御回路を備える。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１を用いて説明する。図１の本発明に係るインバータ装置は直流電源１０を備える。前記直流電源１０の両端に接続される順直列一対の第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２を備え、前記第一スイッチング素子５１と逆並列に接続される第一フライホイールダイオード４１を備え、前記第二スイッチング素子５２と逆並列に接続される第二フライホイールダイオード４２を備え、前記第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２の交点に一端が接続される誘導性負荷７０を備える。これは、前記直流電源１０から給電を受け前記誘導性負荷７０へ高周波電力を供給するインバータ装置である。
前記誘導性負荷７０を順方向および逆方向に短絡可能な第三スイッチング素子６０を備え、前記各スイッチング素子５１・５２・６０を第一スイッチング素子５１・第三スイッチング素子６０・第二スイッチング素子５２・第三スイッチング素子６０の順に導通させる制御を繰り返しかつ複数の前記スイッチング素子を同時には導通させない制御回路３０を備える。
【０００７】
説明を補足する。直流電源１０は交流電源１１、整流用ダイオード１２〜１５、整流出力を平滑するコンデンサ１９を備える。第一・第二スイッチング素子５１・５２はトランジスタである。フライホイールダイオード４１・４２はトランジスタ（ＦＥＴ）に付属する寄生ダイオードでもよい。誘導性負荷７０は蛍光ランプ７１と該蛍光ランプ７１に直列のバラスト用インダクタ７２と該蛍光ランプ７１に並列の予熱用コンデンサ７３を含む放電灯点灯回路であり、全体特性は誘導性インピーダンスである。第三スイッチング素子６０は交流動作形である。第三スイッチング素子６０は直流動作形のスイッチング素子本体６１とその動作を交流形に変える全波整流回路を構成する整流ダイオード６２〜６５を含む。８１・８２はブリッジの二辺を形成するアーム用のコンデンサである。コンデンサ１９・８１・８２のうちのいずれかひとつは省略可能である。
【０００８】
前記各スイッチング素子５１・５２・６０は▲１▼〜▲４▼の順に導通する。▲１▼の導通を終えた後に▲２▼が導通し、▲２▼の導通を終えた後に▲３▼が導通し、▲３▼の導通を終えた後に▲４▼が導通し、▲４▼の導通を終えた後に▲１▼が導通する。▲１▼〜▲４▼の導通サイクルを繰り返す。▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼の各期間がラップしてはならない。制御回路をタイマ機能を持ったタイミング回路であり、各スイッチング素子５１・５２・６０に信号を与え、以上のごとくに制御する。前記各スイッチング素子５１・５２・６０の複数が同時に導通してはならない。前記各スイッチング素子５１・５２・６０の全てが全く導通しない期間を含んでも構わない。そのような完全非導通期間には前記第一フライホイールダイオード４１または第二フライホイールダイオード４２が導通する。誘導性負荷電流１７０が左向きであれば、第一フライホイールダイオード４１が導通し、右向きであれば第二フライホイールダイオード４２が導通する。その際に無効電力を形成するが、本発明のそれは軽微である。以下、本発明による無効電力軽減の動作について説明する。
【０００９】
▲１▼の次は本発明の図１では▲２▼である。▲１▼の期間に誘導性負荷７０（より正確にはそのインダクタ７２）に蓄積された電磁エネルギは▲２▼の期間に誘導性負荷７０それ自身によって消費され、無効電力を形成しない。▲１▼の次は従来の図２では▲３▼である。図２の場合の▲２▼相当の動作は第二フライホイールダイオード４２の導通であり、電磁エネルギの一部は誘導性負荷７０で消費され、残りは無効電力として帰還する。その無効電力の分だけ予め余分に電磁エネルギを蓄える。図１の場合は少ない電磁エネルギを蓄積し、その殆どを誘導性負荷７０で消費する。
【００１０】
▲３▼の次は本発明の図１では▲４▼である。▲３▼の期間に誘導性負荷７０（より正確にはそのインダクタ７２）に蓄積された電磁エネルギは▲４▼の期間に誘導性負荷７０それ自身によって消費され、無効電力を形成しない。▲３▼の次は従来の図２では▲１▼である。図２の場合の▲４▼相当の動作は第一フライホイールダイオード４１の導通であり、電磁エネルギの一部は誘導性負荷７０で消費され、残りは無効電力として帰還する。その無効電力の分だけ予め余分に電磁エネルギを蓄える。図１の場合は少ない電磁エネルギを蓄積し、その殆どを誘導性負荷７０で消費する。
【００１１】
【発明の効果】
本発明は誘導性負荷を順方向および逆方向に短絡可能な第三スイッチング素子を備え、各スイッチング素子を第一スイッチング素子・第三スイッチング素子・第二スイッチング素子・第三スイッチング素子の順に導通させる制御を繰り返しかつ複数の前記スイッチング素子を同時には導通させない制御回路を備えたことを特徴とする。これによれば、高周波電力の供給を受ける誘導性負荷の無効電力を軽減し、回路損失を緩和することができる。また、誘導性負荷を順方向および逆方向に短絡可能な第三スイッチング素子を用いるので、構成も簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発装置の回路図である。
【図２】従来装置の回路図である。
【符号の説明】
１０：直流電源
３０：制御回路
４１・４２：第一第二のフライホイールダイオード
５１・５２：第一第二のスイッチング素子
６０：第三のスイッチング素子
７０：誘導性負荷
【発明の属する技術分野】
本発明は直流電源から給電を受け、誘導性負荷へ高周波電力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２はごく普通のハーフブリッジ形のインバータ装置である。図２のインバータ装置は直流電源１０を備え、前記直流電源１０の両端に接続される順直列一対の第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２を備え、前記第一スイッチング素子５１と逆並列に接続される第一フライホイールダイオード４１を備え、前記第二スイッチング素子５２と逆並列に接続される第二フライホイールダイオード４２を備え、前記第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２の交点に一端が接続される誘導性負荷７０を備え、前記直流電源１０から給電を受け前記誘導性負荷７０へ高周波電力を供給する。
図２装置は、前記各スイッチング素子５１・５２を第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２の順に導通させる制御を繰り返しかつ複数の前記スイッチング素子５１・５２を同時には導通させない制御回路３０を備える。
【０００３】
図２の１９は直流電源１０に付属する平滑用のコンデンサである。８１・８２はブリッジ構成の二辺を形成するアーム用のコンデンサである。コンデンサ１９・８１・８２のうちのいずれかひとつは省略可能である。図２のその他の細かな説明は割愛するが、それらの部品符号は後に説明する図１のそれと同等・同効である。
前記誘導性負荷７０は誘導性無効電力を取る。直流電源１０から供給された電力の一部（無効電力相当分）は誘導性負荷７０内で消費されず、その後に直流電源１０へ帰還し、無効電力となる。電力相当分を余分に受取り、その後にその一部を無効電力として帰還する。無効電力といえども回路損失の原因になるので、この意味では有害である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高周波電力の供給を受ける誘導性負荷の無効電力を軽減し、回路損失を緩和することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、誘導性負荷を順方向および逆方向に短絡可能な第三スイッチング素子を備える。記各スイッチング素子を第一スイッチング素子・第三スイッチング素子・第二スイッチング素子・第三スイッチング素子の順に導通させる制御を繰り返しかつ複数の前記スイッチング素子を同時には導通させない制御回路を備える。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１を用いて説明する。図１の本発明に係るインバータ装置は直流電源１０を備える。前記直流電源１０の両端に接続される順直列一対の第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２を備え、前記第一スイッチング素子５１と逆並列に接続される第一フライホイールダイオード４１を備え、前記第二スイッチング素子５２と逆並列に接続される第二フライホイールダイオード４２を備え、前記第一スイッチング素子５１・第二スイッチング素子５２の交点に一端が接続される誘導性負荷７０を備える。これは、前記直流電源１０から給電を受け前記誘導性負荷７０へ高周波電力を供給するインバータ装置である。
前記誘導性負荷７０を順方向および逆方向に短絡可能な第三スイッチング素子６０を備え、前記各スイッチング素子５１・５２・６０を第一スイッチング素子５１・第三スイッチング素子６０・第二スイッチング素子５２・第三スイッチング素子６０の順に導通させる制御を繰り返しかつ複数の前記スイッチング素子を同時には導通させない制御回路３０を備える。
【０００７】
説明を補足する。直流電源１０は交流電源１１、整流用ダイオード１２〜１５、整流出力を平滑するコンデンサ１９を備える。第一・第二スイッチング素子５１・５２はトランジスタである。フライホイールダイオード４１・４２はトランジスタ（ＦＥＴ）に付属する寄生ダイオードでもよい。誘導性負荷７０は蛍光ランプ７１と該蛍光ランプ７１に直列のバラスト用インダクタ７２と該蛍光ランプ７１に並列の予熱用コンデンサ７３を含む放電灯点灯回路であり、全体特性は誘導性インピーダンスである。第三スイッチング素子６０は交流動作形である。第三スイッチング素子６０は直流動作形のスイッチング素子本体６１とその動作を交流形に変える全波整流回路を構成する整流ダイオード６２〜６５を含む。８１・８２はブリッジの二辺を形成するアーム用のコンデンサである。コンデンサ１９・８１・８２のうちのいずれかひとつは省略可能である。
【０００８】
前記各スイッチング素子５１・５２・６０は▲１▼〜▲４▼の順に導通する。▲１▼の導通を終えた後に▲２▼が導通し、▲２▼の導通を終えた後に▲３▼が導通し、▲３▼の導通を終えた後に▲４▼が導通し、▲４▼の導通を終えた後に▲１▼が導通する。▲１▼〜▲４▼の導通サイクルを繰り返す。▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼の各期間がラップしてはならない。制御回路をタイマ機能を持ったタイミング回路であり、各スイッチング素子５１・５２・６０に信号を与え、以上のごとくに制御する。前記各スイッチング素子５１・５２・６０の複数が同時に導通してはならない。前記各スイッチング素子５１・５２・６０の全てが全く導通しない期間を含んでも構わない。そのような完全非導通期間には前記第一フライホイールダイオード４１または第二フライホイールダイオード４２が導通する。誘導性負荷電流１７０が左向きであれば、第一フライホイールダイオード４１が導通し、右向きであれば第二フライホイールダイオード４２が導通する。その際に無効電力を形成するが、本発明のそれは軽微である。以下、本発明による無効電力軽減の動作について説明する。
【０００９】
▲１▼の次は本発明の図１では▲２▼である。▲１▼の期間に誘導性負荷７０（より正確にはそのインダクタ７２）に蓄積された電磁エネルギは▲２▼の期間に誘導性負荷７０それ自身によって消費され、無効電力を形成しない。▲１▼の次は従来の図２では▲３▼である。図２の場合の▲２▼相当の動作は第二フライホイールダイオード４２の導通であり、電磁エネルギの一部は誘導性負荷７０で消費され、残りは無効電力として帰還する。その無効電力の分だけ予め余分に電磁エネルギを蓄える。図１の場合は少ない電磁エネルギを蓄積し、その殆どを誘導性負荷７０で消費する。
【００１０】
▲３▼の次は本発明の図１では▲４▼である。▲３▼の期間に誘導性負荷７０（より正確にはそのインダクタ７２）に蓄積された電磁エネルギは▲４▼の期間に誘導性負荷７０それ自身によって消費され、無効電力を形成しない。▲３▼の次は従来の図２では▲１▼である。図２の場合の▲４▼相当の動作は第一フライホイールダイオード４１の導通であり、電磁エネルギの一部は誘導性負荷７０で消費され、残りは無効電力として帰還する。その無効電力の分だけ予め余分に電磁エネルギを蓄える。図１の場合は少ない電磁エネルギを蓄積し、その殆どを誘導性負荷７０で消費する。
【００１１】
【発明の効果】
本発明は誘導性負荷を順方向および逆方向に短絡可能な第三スイッチング素子を備え、各スイッチング素子を第一スイッチング素子・第三スイッチング素子・第二スイッチング素子・第三スイッチング素子の順に導通させる制御を繰り返しかつ複数の前記スイッチング素子を同時には導通させない制御回路を備えたことを特徴とする。これによれば、高周波電力の供給を受ける誘導性負荷の無効電力を軽減し、回路損失を緩和することができる。また、誘導性負荷を順方向および逆方向に短絡可能な第三スイッチング素子を用いるので、構成も簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発装置の回路図である。
【図２】従来装置の回路図である。
【符号の説明】
１０：直流電源
３０：制御回路
４１・４２：第一第二のフライホイールダイオード
５１・５２：第一第二のスイッチング素子
６０：第三のスイッチング素子
７０：誘導性負荷
Claims (1)
- 直流電源を備え、前記直流電源の両端に接続される順直列一対の第一スイッチング素子・第二スイッチング素子を備え、前記第一スイッチング素子と逆並列に接続される第一フライホイールダイオードを備え、前記第二スイッチング素子と逆並列に接続される第二フライホイールダイオードを備え、前記第一スイッチング素子・第二スイッチング素子の交点に一端が接続される誘導性負荷を備え、前記直流電源から給電を受け前記誘導性負荷へ高周波電力を供給するインバータ装置において、
前記誘導性負荷を順方向および逆方向に短絡可能な第三スイッチング素子を備え、前記各スイッチング素子を第一スイッチング素子・第三スイッチング素子・第二スイッチング素子・第三スイッチング素子の順に導通させる制御を繰り返しかつ複数の前記スイッチング素子を同時には導通させない制御回路を備えたことを特徴とするインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003205574A JP2005020979A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003205574A JP2005020979A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | インバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005020979A true JP2005020979A (ja) | 2005-01-20 |
Family
ID=34189978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003205574A Pending JP2005020979A (ja) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005020979A (ja) |
-
2003
- 2003-06-27 JP JP2003205574A patent/JP2005020979A/ja active Pending
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