JP2562774Y2 - インバータ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、出力を調整可能なインバータ装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来より出力を調整可能なインバータ装置としては種
々のものが提案されており、例えば第５図に示す放電灯
ｌを負荷として放電灯点灯装置がある。この放電等点灯
装置では、自励式ハーフブリッジインバータ回路を用い
て構成してある。さらに具体的に説明すると、この放電
灯点灯装置では、直流電源Ｅの両端にダイオードＤ₁,D₂
が逆並列に接続されたトランジスタＱ₁,Q₂を直列接続す
ると共に、トランジスタＱ₁の両端に転流用コンデンサ
Ｃ₀を介して放電灯la、チョークコイルＬ₁、及び駆動ト
ランスＴ₁の１次巻線ｌ₁を接続してあり、駆動トランス
Ｔ₁の２次巻線ｌ₂,l₃に夫々誘起される電圧をベース抵
抗Ｒ_B1,R_B2を介してトランジスタＱ₁,Q₂のベースに印加
し、トランジスタＱ₁,Q₂を交互にオン，オフして直流電
源Ｅから供給される直流電力を高周波電力に変換して放
電灯laに供給するようにしてある。なお、放電灯laと並
列に接続されたコンデンサＣ₁はチョークコイルＬ₁と共
に直列共振回路を構成するものであり、転流用コンデン
サＣ₀はこのコンデンサＣ₁に比べて容量を大きくしてあ
り、共振には寄与しないようにしてある。

この放電灯点灯装置による放電灯laの調光制御は、ト
ランジスタＱ₂のベース・エミッタ間に接続されたトラ
ンジスタＱ₃と制御回路１とで行うようにしてあり、外
部から入力される調光信号Vdを制御回路１で直流電圧に
変換し、この変換電圧でトランジスタＱ₃のオン，オフ
を制御して、トランジスタＱ₁,Q₂のオン，オフ比をアン
バランスにすることにより、出力を調整して、放電灯la
を調光点灯するようにしてある。なお、この調光方式は
特願昭60-113716号等で用いられている。

このような調光方式であると、調光点灯時にランプ電
圧が高くなることにより、コンデンサＣ₁に流れる電流
Ｉ_C1が増加して、このためにチョークコイルＬ₁に流れ
る電流Ｉ_L1も大きくなり、よって駆動トランスＴ₁の２
次巻線ｌ₂,l₃に誘起される電流も増加することになる。
ところで、従来では駆動トランスＴ₁として可飽和のト
ロイダルコイルを用いていた。このようなトロイダルコ
イルを用いた放電灯点灯装置では、上述のように駆動ト
ランスＴ₁の１次巻線ｌ₁に流れる電流Ｌ_L1が増加した場
合には飽和が早まり、トランジスタＱ₁,Q₂のスイッチン
グ周波数が高くなることにより、１次巻線ｌ₁に流れる
電流が減少して、２次巻線ｌ₂,l₃に誘起される電流が調
光していない時に比べて大きくならないようになってい
る。

しかしながら、このようなトロイダルコイルを用いた
場合、トロイダルコイルの材質及び大きさのばらつきに
よる飽和点や２次巻線ｌ₂,l₃に誘起される電流のばらつ
きが大きいため、放電灯点灯装置相互間での放電灯laに
流れるランプ電流がばらつくという問題があった。この
問題が生じないようにするためには、調光時でも飽和が
生じないような大きなトロイダルコイルを用いる必要が
ある。

その他のこの種の放電灯点灯装置では、駆動トランス
Ｔ₁としてエアギャップを設けて磁束密度を低くしたト
ランスを用い、電流Ｉ_L1が増加した場合にも飽和が生じ
ないようにしたものがある。この放電灯点灯装置では、
トランジスタＱ₁,Q₂のスイッチング周波数がチョークコ
イルＬ₁とコンデンサＣ₁とで構成された直列共振回路の
固有共振周波数となり、調光した場合のスイッチング周
波数の変化は、上述のトロイダルコイルを用いたものよ
り小さくなる。しかし、反面この駆動トランスＴ₁では
飽和がないため、２次巻線ｌ₂,l₃に誘起される電流が大
きくなる。

上記駆動トランスＴ₁を用いた放電灯点灯装置の電流
Ｉ_L1を第６図に示す。ここで、第６図（ａ）は調光して
いない全点灯時の電流Ｉ_L1、同図（ｂ）は調光時の電流
Ｉ_L1を示し、夫々の図中に記入したＩ_Q1,I_Q2は夫々トラ
ンジスタＱ₁,Q₂に流れるコレクタ電流であり、Ｉ_D1,I_D2
はダイオードＤ₁,D₂に流れる電流である。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、このエアギャップを設けた駆動トランスＴ
₁を用いた放電灯点灯装置では、トランジスタＱ₂のオフ
時の電流は、全点灯時に比べて大きくなり、このため調
光時に駆動トランスＴ₁の２次巻線ｌ₂に誘起される電流
が大きくなる。しかも、調光時にはトランジスタＱ₂の
スイッチング損失が大きくなって、トランジスタＱ₂の
温度が全点灯時に比べて高くなるので、トランスの性質
によりトランジスタＱ₂の直流増幅率ｈ_FEが大きくな
る。このように、調光時に駆動トランスＴ₁の２次巻線
ｌ₂に流れる電流が大きくなり、且つトランジスタＱ₂の
直流増幅率が大きくなるということは、調光時の電流Ｉ
_L1が徐々に増加することになり、所望の調光状態を得に
くいことになる。

本考案は上述の点に鑑みて為されたものであり、その
目的とするところは、ランプ電流のばらつきが少なく、
且つ所望の出力調整状態が安定して得られるインバータ
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案は駆動トランスと
してエアギャップを設けたトランスを用い、駆動トラン
スの２次巻線からスイッチング素子に供給される駆動電
流を出力制限時にバイパスして、スイッチング素子に供
給される駆動電流を減少させるバイパス手段を設けてあ
る。

［作用］ 本考案は、上述のようにエアギャップを設けたトラン
スを駆動トランスとして用いることにより、駆動トラン
スの飽和によるインバータ装置相互間でのランプ電流の
ばらつきが起きることがないようにし、且つ駆動トラン
スの２次巻線からスイッチング素子に供給される駆動電
流を出力減少時にバイパスして、スイッチング素子に供
給される駆動電流を減少させるバイパス手段を設けるこ
とにより、エアギャップを設けたトランスを駆動トラン
スとして用いた場合の問題点である出力制限時の駆動ト
ランスの２次巻線からスイッチング素子に供給される駆
動電流の増加を防止するようにして、所望の出力制限状
態を安定に得ることができるようにしたものである。

［実施例１］ 第１図に本考案の一実施例を示す。本実施例では全点
灯状態と調光状態との２段階に放電灯laの点灯状態が切
り換えられる放電灯点灯装置に本考案を適用したもの
で、駆動トランスＴ₁としてエアギャップを設けたトラ
ンスを用い、このトランスＴ₁の２次巻線ｌ₂に並列にス
イッチＳ₂とコイルＬ₂との直列回路を接続し、上記スイ
ッチＳ₂を調光スイッチＳ₁のオン時に閉じるようにした
ものである。なお、上記スイッチＳ₁はリレーRyの接点
で構成してある。

本実施例では調光時にスイッチＳ₂が閉じて、駆動ト
ランスＴ₁の２次巻線ｌ₂に並列にコイルＬ₂を接続する
ことにより、調光時の２次巻線ｌ₂に誘起される電流の
増加分をこのコイルＬ₂でバイパスし、トランジスタＱ₂
に安定なベース電流を供給するようにしてある。このた
め、調光時のトランジスタＱ₂に流れる電流の増加を防
止することができ、所望の調光状態を安定に得ることが
できる。また、本実施例ではエアギャップを設けたトラ
ンスを駆動トランスＴ₁として用いてあるので、放電灯
点灯装置相互間での駆動トランスＴ₁の飽和のばらつき
によるランプ電流のばらつきが起きることがない。従っ
て、全点灯時にダブルスポットにして高い出力を得る放
電灯点灯装置で調光機能を備えたもののように、広い調
光範囲を有するものでは、特に顕著な効果を期待でき
る。

［実施例２］ 第２図は本考案の他の実施例であり、上述のスイッチ
Ｓ₂とコイルＬ₂との直列回路の代わりに、可飽和チョー
クコイルＬ₃を用いたものである。なお、本実施例の調
光信号Vdは第５図回路と同様に交流信号となっている。

本実施例では駆動トランスＴ₁の２次巻線ｌ₂に誘起さ
れる電流が増加した際に、可飽和リアクトルＬ₃が飽和
を開始し、これにより上述の第１の実施例と同様にして
調光時に２次巻線ｌ₂からトランジスタＱ₂に供給される
電流をバイパスするようにしてある。なお、全点灯時に
は可飽和リアクトルＬ₃は十分なインダクタンスを持
ち、ベース電流には殆ど影響を与えない。

［実施例３］ 第３図は更に他の実施例であり、本実施例では調光す
るにつれてインダクタンス値が小さくなるトランスＴ₂
を用い、調光信号Vdを１次巻線ｌ₄に印加し、調光信号V
dの電圧が上昇した際に駆動トランスＴ₁の２次巻線ｌ₂
に並列に接続された２次巻線ｌ₅を介して駆動トランス
Ｔ₁の２次巻線ｌ₂からトランジスタＱ₂に供給されるベ
ース電流をバイパスするようにしてある。なお、本実施
例では調光信号Vdとして直流電圧を制御回路１に入力す
るようにしてあり、直流電圧は調光度に応じて連続的に
可変される。そして、逆に、調光度が高くなったとき
に、トランスＴ₂の飽和度を小さくなることにより、バ
イパス電流が増加してトランジスタＱ₂に供給されるベ
ース電流が小さくなる。よって、本実施例の場合にも上
述の各実施例と同様の効果が得られる。

［実施例４］ 第４図はさらに他の実施例であり、この実施例では夫
々逆方向に直列接続したツエナダイオードZD₁,ZD₂を駆
動トランスＴ₁の２次巻線ｌ₂に並列接続したもので、２
次巻線ｌ₂に誘起される電流が増加し、２次巻線ｌ₂の両
端電圧が所定電圧（ツエナ電圧）以上に上昇したとき、
２次巻線ｌ₂からトランジスタＱ₂に供給されるベース電
流をバイパスするようにしたものである。

ところで、上述の説明においては２次巻線ｌ₂に並列
にトランジスタＱ₂のベース電流を抑えるバイパス手段
を接続するようにしていたが、駆動トランスＴ₁の各巻
線ｌ₁〜ｌ₃は同一磁気回路であるため、２次巻線ｌ₂に
限らず、他の巻線ｌ₁,l₃によってもベース電流を抑える
ことができる。また、負荷は１灯の放電灯ｌに限らず、
多灯の場合にも本考案を適用でき、さらに負荷は放電灯
に限定されず、インバータ装置の出力を減少させると、
スイッチング素子の駆動電流が増加するものであれば、
同様に本発明を適用することができる。

［考案の効果］ 本考案は上述のように、エアギャップを設けたトラン
スを駆動トランスとして用いてあるので、駆動トランス
の飽和によるインバータ装置相互間でのランプ電流のば
らつきが起きず、また駆動トランスの２次巻線からスイ
ッチング素子に供給される駆動電流を出力減少時にバイ
パスして、スイッチング素子に供給される駆動電流を減
少させるバイパス手段を設けてあるので、エアギャップ
を設けたトランスを駆動トランスとして用いた場合の問
題点である出力制限時の駆動トランスの２次巻線からス
イッチング素子に供給される駆動電流の増加を防止する
ことができ、このため安定した所望の出力制限状態を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例の回路図、第２図は第２
の実施例の回路図、第３図は第３の実施例の回路図、第
４図は第４の実施例の回路図、第５図は従来例の回路
図、第６図（ａ），（ｂ）は他の従来例の全点灯時と調
光時との動作波形図である。 １は制御回路、Ｑ₁,Q₂はトランジスタ、Ｔ₁は駆動トラ
ンス、ｌ₁は１次巻線、ｌ₂,l₃は２次巻線、laは放電
灯、Ｌ₂はコイル、Ｓ₂はスイッチ、Ｌ₃は可飽和リアク
トル、Ｔ₂はトランス、ZD₁,ZD₂はツエナダイオードであ
る。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電源の両端に一対のスイッチング素子
   を直列接続すると共に、一方のスイッチング素子の両端
   に負荷と共振回路とからなる負荷回路を接続し、上記負
   荷回路に１次巻線が直列接続された駆動トランスの２次
   巻線に誘起される電流によって夫々のスイッチング素子
   を交互にオン，オフする駆動電流を供給して、直流電源
   から供給される直流電力を交流電力に変換して負荷に供
   給し、出力調整信号に応じて一方のスイッチング素子の
   スイッチングを制御して出力を調整可能なインバータ装
   置において、上記駆動トランスとしてエアギャップを設
   けたトランスを用い、駆動トランスの２次巻線からスイ
   ッチング素子に供給される駆動電流を出力制限時にバイ
   パスして、スイッチング素子に供給される駆動電流を減
   少させるバイパス手段を設けたインバータ装置。