JP2008220016A - インバータ回路 - Google Patents

Abstract

【課題】回路の電力損失及び熱の発生を防ぐこと。
【解決手段】平滑回路３の出力電圧を抵抗Ｒ９とトランジスタＱを介して制御回路４の電圧入力端子に供給する。トランジスタＱが所定の電圧でオフ状態となるように、平滑回路３の出力電圧を抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２によって分圧し、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点とトランジスタＱのゲート端子を接続し、抵抗Ｒ２と並列にツェナーダイオードＺＤを接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光灯の点灯装置等に用いるインバータ回路に関するものである。

蛍光灯用インバータ回路に用いられるスイッチング回路に対して駆動制御を行う制御回路を備えた蛍光灯用インバータ回路が各種提案されている（例えば特許文献１等）。このような制御回路に対する電圧供給の一般的な方法として図５〜図７の回路が挙げられる。図５は平滑回路３の出力電圧を抵抗Ｒ９を介して制御回路４に供給する方法を用いた回路である。この方法は回路構成は簡単であるが、抵抗Ｒ９における電力損失が大きく、熱が発生しやすい。また直流電圧が変動すると制御回路４に供給される電圧も変動するため、制御回路４の回路設計が困難という欠点がある。

図６はスイッチング回路５の交流発生部における交流電圧をコンデンサＣ９１及びＣ９２、ダイオードＤ９１及びＤ９２で構成された平滑回路にて平滑し、制御回路４に供給する方法を用いた回路である。この方法は電力損失は少ないが、交流電圧がないと動作しないという欠点がある。

図７は、スイッチング回路中のインダクタＬ１に二次巻線を設け、交流電圧をコンデンサＣ９３、ダイオードＤ９４を用いて整流・平滑して電圧を供給する方法を用いた回路である。この方法も電力損失は少ないが、巻線回路が増えるためインダクタＬ１が複雑になる。また交流電圧がないと動作しないという欠点がある。
特開２０００−１８２７９４号公報

通常、制御回路４の起動を確実にするために、図８〜図１０のような回路を用いることが多い。図８は抵抗Ｒ９を用いた図５の回路とチャージポンプ回路を用いた図６の回路を組み合わせたものである。図９は図５の回路と二次巻線を備えたインダクタＬ１を備えた図７の回路を組み合わせたものである。図１０は、図５、図６及び図７の回路を組み合わせたものである。このような回路構成とすることで制御回路４を安定的に起動させることができるが、抵抗Ｒ９による電力損失と熱の発生が問題となっていた。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、電力損失や熱の発生を抑えたインバータ回路を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明におけるインバータ回路は、交流回路と、交流回路の出力側に接続される整流回路と、整流回路の出力側に接続される平滑回路と、平滑回路の出力側に接続されるスイッチング回路と、スイッチング回路の駆動制御を行う制御回路と、平滑回路の出力電圧を制御回路に供給する第１の抵抗と、交流電圧を用いて制御回路に電圧を供給する電圧供給回路と、を備えて構成されるインバータ回路において、第１の抵抗は第１のスイッチング素子を介して制御回路に電圧を供給するものであり、平滑回路の出力電圧が所定の電圧値に達した時、第１のスイッチング素子がオフ状態となり、第１の抵抗から制御回路に対する電圧供給が停止することを特徴としている。

上記第１のスイッチング素子としては、バイポーラトランジスタもしくはＭＯＳ−ＦＥＴを用いることが好ましいが、これ以外にもサイリスタや電子リレー等、スイッチング機能を有するものであればどのようなものを用いてもよい。

また、平滑回路の出力に対して直列に接続された第２の抵抗及び第３の抵抗と、第２の抵抗と第３の抵抗の接続点にカソード端子が接続され、平滑回路の出力端にアノード端子が接続され、第３の抵抗と並列に接続された定電圧生成部と、を更に備え、第１のスイッチング素子のゲート端子は第２の抵抗と第３の抵抗の接続点に接続されていることとしてもよい。

また、定電圧生成部はツェナーダイオードであることが望ましい。

平滑回路の出力電圧が所定の電圧に達したら第１のスイッチング素子がオフ状態となり、第１の抵抗を介して制御回路に対して電圧を供給する経路が遮断され、電圧供給回路からのみ電圧が供給されるようになるため、第１の抵抗による余分な電力損失や熱の発生を抑えることができる。また定電圧生成部を用いて第３の抵抗の抵抗値を適切に設定することにより、交流電源をオフにしてバス電圧が放電して減少していく際に、制御回路への電圧供給を停止することができるため、交流電源のオフ後に制御回路を確実に停止させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明におけるインバータ回路の一例を示した図である。図１の回路は、交流電源１、整流回路２、平滑回路３、制御回路４、スイッチング回路５を備え、制御回路４はスイッチング回路５の駆動制御を行う。平滑回路３の出力側には直列に接続された抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２が接続され、抵抗Ｒ２と並列にツェナーダイオードＺＤが接続される。ツェナーダイオードＺＤはアノードが平滑回路３の出力端に接続され、カソードが抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点に接続される。平滑回路３の出力端には抵抗Ｒ９の一端が接続され、他端にはトランジスタＱの一端が接続される。トランジスタＱの他端は制御回路４の電圧入力端子に接続され、ゲート端子は抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点に接続される。

スイッチング回路５の交流発生部にはコンデンサＣ９１の一端が接続される。コンデンサＣ９１の他端にはダイオードＤ９１のカソードと、ダイオードＤ９２のアノードが接続される。ダイオードＤ９１のアノードは平滑回路３の出力端に接続される。ダイオード９２のカソードは制御回路４の電圧入力端子に接続される。ダイオードＤ９１と並列にコンデンサＣ９２が接続される。このコンデンサＣ９１及びＣ９２とダイオードＤ９１及びＤ９２はチャージポンプ回路を形成している。

ここで制御回路４が起動を開始する電圧をＶ_Ｘ、通常動作に必要な電圧をＶ_Ｙとすると、制御回路４を安定的に動作させるために十分にＶ_Ｘ＜Ｖ_Ｙとなるように設定される。そこで、図１に示したように、平滑回路３の出力電圧を抵抗Ｒ１及びＲ２で分圧し、その分圧値が電圧Ｖ_Ｘを超えるとトランジスタＱがオフとなるようにすることにより、制御回路４を起動させるまでは抵抗Ｒ９を用いて電圧を安定的に供給し、制御回路４の起動電圧であるＶ_Ｘを超えたら、トランジスタＱをオフ状態として抵抗９からの電圧供給を遮断することにより、余分な電力損失、熱の発生を抑えることができる。

図２及び図３は本発明におけるインバータ回路の他の一例を示した図である。図１の回路と同じ構成要素については説明を省略する。図２の回路と図１の回路との違いは、制御回路４に対して電圧供給を行う回路がチャージポンプ回路ではなく二次巻線を備えたインダクタＬ１を備えた回路となっている点である。二次巻線を備えたインダクタＬ１の一端は平滑回路３の出力端に接続され、他端にはダイオードＤ９４のアノードが接続される。ダイオードＤ９４のカソードは制御回路４の電圧入力端子に接続される。また、制御回路４の電圧入力端子と平滑回路３の出力端との間にコンデンサＣ９３が接続される。図２の回路は図１の回路と同様の効果を奏する。

図３の回路と図１の回路との違いは、制御回路４に対して電圧供給を行う回路がチャージポンプ回路と二次巻線を備えたインダクタＬ１を備えた回路の組み合わせになっている点である。スイッチング回路５の交流発生部にはコンデンサＣ９１の一端が接続される。コンデンサＣ９１の他端にはダイオードＤ９１のカソードと、ダイオードＤ９２のアノードが接続される。ダイオードＤ９１のアノードは平滑回路３の出力端に接続される。ダイオード９２のカソードは制御回路４の電圧入力端子に接続される。二次巻線を備えたインダクタＬ１の一端は平滑回路３の出力端に接続され、ダイオードＤ９４のアノードが接続される。ダイオードＤ９４のカソードは制御回路４の電圧入力端子に接続される。また、制御回路４の電圧入力端子と平滑回路３の出力端との間にコンデンサＣ９２が接続される。図３の回路は図１の回路と同様の効果を奏する。

図１〜図３で説明したインバータ回路は単体でも使用可能であるが、他の回路との組み合わせも可能である。図４は図１のインバータ回路と蛍光灯Ｌａを組み合わせて蛍光灯点灯装置としたときの回路図である。スイッチング回路５に対して絶縁トランスを介してインダクタＬ２が接続され、インダクタＬ２に並列に蛍光灯ＬａとコンデンサＣ１が接続されている。蛍光灯Ｌａの一端と抵抗Ｒ１の一端が接続され、抵抗Ｒ１の他端がトランジスタＱのゲート端子に接続される。そして、蛍光灯Ｌａの他端と平滑回路３の出力端とが抵抗Ｒ３を介して接続される。このように回路を構成することにより、蛍光灯Ｌａが正しく接続されていなかったりフィラメントが切れていたりしたときはトランジスタＱがオフ状態となり、交流電源１をオン状態にしても制御回路４に電圧が供給されず、回路の誤動作を防ぐことができる。尚、図４は図１の回路に対して蛍光灯Ｌａの点灯回路を接続した回路であるが、図２又は図３の回路に対して同様に蛍光灯Ｌａの点灯回路を接続しても同様の効果を奏する。

本発明におけるインバータ回路の一例 本発明におけるインバータ回路の一例 本発明におけるインバータ回路の一例 本発明におけるインバータ回路の一例 従来のインバータ回路の一例 従来のインバータ回路の一例 従来のインバータ回路の一例 従来のインバータ回路の一例 従来のインバータ回路の一例 従来のインバータ回路の一例

符号の説明

１ 交流回路
２ 整流回路
３ 平滑回路
４ 制御回路
５ スイッチング回路
Ｒ１〜Ｒ３、Ｒ９ 抵抗
Ｃ１、Ｃ９１〜Ｃ９３ コンデンサ
Ｌ１、Ｌ２ インダクタ
Ｄ９１、９２、９４ ダイオード
ＺＤ ツェナーダイオード
Ｑ トランジスタ
Ｌａ 蛍光灯

Claims (3)

1. 交流回路と、
   前記交流回路の出力側に接続される整流回路と、
   前記整流回路の出力側に接続される平滑回路と、
   前記平滑回路の出力側に接続されるスイッチング回路と、
   前記スイッチング回路の駆動制御を行う制御回路と、
   前記平滑回路の出力電圧を前記制御回路に供給する第１の抵抗と、
   交流電圧を用いて前記制御回路に電圧を供給する電圧供給回路と、
   を備えて構成されるインバータ回路において、
   前記第１の抵抗は第１のスイッチング素子を介して前記制御回路に電圧を供給するものであり、
   前記平滑回路の出力電圧が所定の電圧値に達した時、前記第１のスイッチング素子がオフ状態となり、前記第１の抵抗から前記制御回路に対する電圧供給が停止することを特徴とするインバータ回路。
2. 前記平滑回路の出力に対して直列に接続された第２の抵抗及び第３の抵抗と、
   前記第２の抵抗と前記第３の抵抗の接続点にカソード端子が接続され、前記平滑回路の出力端にアノード端子が接続され、前記第３の抵抗と並列に接続された定電圧生成部と、
   を更に備え、前記第１のスイッチング素子のゲート端子は前記第２の抵抗と前記第３の抵抗の接続点に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のインバータ回路。
3. 前記定電圧生成部はツェナーダイオードであることを特徴とする請求項２に記載のインバータ回路。

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