JP2831034B2 - インバータ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はインバータ装置に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は従来例を示しており、商用電源Vs、整流ブリ
ッジREC、平滑コンデンサC₁により主なる直流電源を構
成し、インバータ回路１に内蔵したスイッチング素子の
スイッチング動作により前記直流電源を高周波に変換し
て負荷２に高周波電力を供給する。

インバータ回路１のスイッチング素子は発振回路３の
発振信号出力によって動作するドライブ回路４により駆
動され、所望の条件にてオンオフ動作する。発振回路３
はインバータ回路１或は負荷２の状態及び商用電源Vsの
状態（有、無）によって論理動作する論理回路５からの
信号により、発振周波数、オンデューティ等を時系列的
に切り替えて動作する。

定電圧電源回路６は発振回路３、論理回路５を駆動す
るための電源回路を構成し、抵抗R₄、コンデンサC₃、ツ
ェナーダイオードZD₂は上述のインバータ回路１のスイ
ッチング素子を駆動するためのドライブ回路４の電源回
路を構成してこれら電源回路で制御電源回路を構成す
る。また抵抗R₁、R₂、R₃、ダイオードD₁、ツェナーダイ
オードZD₁、コンデンサC₂は商用電源Vsが投入された時
に、論理回路５をリセットするためのACリセット信号回
路を構成する。

第６図は発振回路３の一例を示し、コンデンサC₆と抵
抗R₇〜R₁₁で定まるCR時定数回路と、コンパレータCPMと
で三角波発振器を構成し、上述の論理回路５からの信号
によりスイッチ素子Q₁₀〜Q₃₀を切り替えて発振周波数を
制御するものである。

而して第５図回路において電源開閉用のスイッチSWを
閉じて商用電源Vsを投入した場合、抵抗R₄を介してコン
デンサC₃が充電され、ツェナーダイオードZD₂で一定電
圧化された直流電源が形成され、定電圧回路６を介して
論理回路５、発振回路３に駆動電源を供給する。また同
時に抵抗R₁,R₂、ダイオードD₁を介してコンデンサC₂を
充電してツェナーダイオードZD₁で一定電圧化されたリ
セット信号を作り、論理回路５をリセットする。この結
果図示するインバータ装置は電源投入と同時に初期化さ
れ、初期設定状態からインバータ動作状態或は負荷動作
状態に応じて予め設定された動作モードへ移行し、定常
運転される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来例においては商用電源
Vsの開閉時のリセット動作は可能だが、外来ノイズ、負
荷異常等でインバータ保護機能が働き、動作を停止した
場合、外来ノイズが無くなったり、負荷状態が正常に復
帰してもリセットが行なえなかった。

本発明の上述の問題点に鑑みて為されたもので、その
目的とするところは商用電源の開閉のみならず、インバ
ータ保護動作が働いて保護動作モードに入った場合にお
いて保護動作の原因となった条件が除去された後のリセ
ット動作を確実に且つ容易に行えるインバータ装置を提
供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は商用電源を整流或は整流平滑して得られる直
流電源と、この直流電源の両端間に接続されたスイッチ
ング素子を含むインバータ回路と、該インバータ回路の
出力に接続された負荷と、上記インバータ回路のスイッ
チング素子を駆動するドライブ回路と、上記インバータ
回路の動作状態或は負荷の状態を検出する１つ以上の検
出手段と、上記インバータ回路の微弱な発振を検出した
上記検出手段の検出出力によって動作してリセット信号
を出力するリセット回路と、該リセット回路のリセット
信号によりリセットされ、上記インバータ回路動作状態
或は負荷状態に応じて論理動作を行い一つ以上の信号を
出力する論理回路と、該論理回路からの出力信号によっ
て発振周波数或はデューティを切り替える機能を有し、
上記ドライブ回路に発振信号を与える発振回路と、少な
くとも上記論理回路、発振回路、ドライバ回路に動作電
圧を供給する制御電源回路と、上記リセット回路からの
リセット信号が無い状態でインバータ回路の出力電力が
微小となる発振状態になるように発振周波数或いはデュ
ーティを初期状態を設定する手段とから成るもので、特
に請求項２記載の発明では制御電源回路の出力電圧があ
る一定レベルまで上昇する間、上記ドライブ回路、論理
回路、発振回路、リセット回路の動作を停止させる低電
圧誤動作防止手段を付設し、また請求項３記載の発明で
は上記ドライブ回路、論理回路、発振回路、リセット回
路及び制御電源回路の総て又は一部が集積回路で構成せ
られたものである。

［作用］ 而して本発明のインバータ装置では、リセット信号が
無い状態においてインバータ回路の出力電力が微小であ
る初期状態を検出回路が検出した時に論理回路にリセッ
ト信号をリセット回路が与えるため、インバータ回路を
安定した状態で起動させることができ、しかもリセット
信号を商用電源から直接得る必要がなく、更に商用電源
の投入毎に確実なリセットが行なえ、しかも外来ノイ
ズ、負荷異常（無負荷など）の原因でインバータ保護動
作などによりインバータ回路を停止、若しくは出力を減
少させた場合でもこれらの条件が除去された時にも自動
的にリセット動作に入り、負荷を再起動させることがで
きるのである。

特に請求項２記載の発明では制御電源回路の電圧が各
回路が動作するのに十分な電圧となってからからリセッ
トを行うことになるため、リセット信号のタイミングと
動作電圧の確保とを配慮する必要が無いのである。

［実施例］ 以下本発明を実施例により説明する。

第１図は本発明の実施例の基本構成を示すブロック図
であって、商用電源Vsは電源開閉のスイッチSWを介して
整流手段を構成する整流器RECで整流（若しくは整流平
滑）されて直流電源に変換され、この直流電源はインバ
ータ回路１及び制御電源回路６′に供給される。

インバータ回路１は直流電源の両端間に接続されたス
イッチング素子を内蔵しており、スイッチング素子のオ
ンオフ動作で直流を高周波に変換し、変換した高周波電
力を負荷２に供給する。

ドライブ回路４は発振回路３からの発振信号によって
インバータ回路１のスイッチング素子を駆動するための
回路である。

検出回路７はインバータ回路１の状態又は負荷２の状
態を検出するための回路で、この検出回路７の出力に基
づいて論理回路５が上記発振回路３を発振周波数或はデ
ューティを可変する信号を出力する 論理回路５は電源が供給されて動作が確実に行えるだ
けの十分な電源が供給されるまでの間ドライブ回路４、
論理回路５、発振回路３、リセット回路８、検出回路７
の動作を停止させる低電圧誤動作防止機能を備えるとと
もに、リセットされるまでの間インバータ回路１が微弱
な発振動作を行うように発振回路３を制御する初期設定
機能を備えている。リセット回路８は検出回路７からの
出力によって論理回路５にリセット信号を与えための回
路である。

制御電源回路６′は上記ドライブ回路４、論理回路
５、発振回路３、リセット回路８、検出回路７からなる
制御部全体に動作電圧を供給するための電源回路であ
る。

次に本発明インバータ装置の基本動作を第１図回路に
基づいて説明する。

今スイッチSWをオンして商用電源Vsを投入すると、商
用電源Vsが整流器RECで整流され、インバータ回路１に
直流電源が供給される。

また同時に制御電源回路６′によって、制御部全体に
電源が供給されるが、各回路動作が確実に行えるだけの
十分な電源電圧が得られるまで、論理回路５の低電圧誤
動作防止機能の働きによりドライブ回路４、論理回路
５、発振回路３、リセット回路８の動作を停止させて、
電源投入時の不安定動作を防止する。

十分な電源電圧が制御電源回路６′から供給される
と、論理回路５は初期状態設定機能の働きによりインバ
ータ回路１が微弱な発振を行うように発振回路３を制御
設定する信号を出力する。この信号を受けた発振回路３
はドライバ回路４を通じてインバータ回路１をその出力
が微小電力となるように駆動し、該微小電力を負荷２に
供給させる。

この状態は検出回路７により検出され、検出回路７は
この検出に基づいてリセット回路８を動作させて論理回
路５にリセット信号を入力させる。

リセット信号によりリセットされた論理回路５は予め
設定してある動作を開始し、検出回路７のインバータ回
路１の動作状態と負荷２の状態の検出に応じて発振回路
３の発振周波数、デューティ等を制御して負荷２の起
動、定常動作モードへと移行する。

このように論理回路５のリセット信号を商用電源Vsか
ら直接得る必要がなく、設計が容易であるばかりでな
く、制御部の電源電圧が十分確保された後に、安定した
リセット信号を与えるため、インバータ回路１の安定し
た起動が得られる。

しかも商用電源Vsの投入毎に確実なリセット動作が得
られるとともに、外来ノイズ、負荷異常などの原因でイ
ンバータ回路１の保護機能の動作によって負荷２への出
力が断たれたり或は減少した場合においても、これらの
条件が除去されてインバータ回路１が微弱な発振状態に
なると自動的に検出回路７とリセット回路８の働きによ
り論理回路５をリセットすることができて、負荷２を容
易に再起動させることができる。

また検出回路７は他のインバータ回路１の状態、負荷
２の状態を検出する検出回路７と兼用（例えば無負荷検
出回路等）でき、特別な回路追加を要しないのである。

第２図は実施例の具体回路を示しており、検出回路７
は負荷電流を変流器CTで検出してその検出出力によりリ
セット回路８のトランジスタQ₂をオン、トランジスタQ₁
をオフすることにより、論理回路５に抵抗R₅を通じてリ
セット信号を与えるとともに、論理回路５に検出出力を
与えてインバータ回路１、負荷２の状態に応じた制御を
行わせるようになっている。また負荷２が接続されてい
なければ検出回路７での負荷電流の検出が行えないか
ら、無負荷状態でのリセット動作が防止でき、無負荷状
態の検出機能も兼ねられる。

制御電源回路６′は抵抗R₄、コンデンサC₃、ツェナー
ダイオードZD₂からなる電源回路でドライブ回路４に電
源を、また定電圧回路６で発振回路３、論理回路５、リ
セット回路８に電源を与えるようになっている。

第３図は第２図実施例回路に於ける論理回路５、発振
回路３、定電圧電源回路６を１チップの集積回路ICに置
き換えた場合の実施例回路を示す。

この実施例の場合リセット回路８を従来例と同様に商
用電源Vs側に設け、リセット信号を論理回路５に入力さ
せるのを上記第２図実施例と同様に検出回路７からの検
出出力で動作するトランジスタQ₁,Q₂で制御するように
したものである。

またこの実施例では定電圧電源回路６を省略してい
る。

第４図実施例は検出回路７を負荷２の負荷電流を検出
するのでなく、インバータ回路１側の１次電流や２次出
力をダイオードD₃、抵抗R₆、コンデンサC₄、ツェナーダ
イオードZD₃により検出してその検出出力によってリセ
ット回路８のトランジスタQ₃を駆動して、集積回路IC内
の論理回路５にリセット信号を与えるようにしたもので
ある。

［発明の効果］ 本発明はリセット信号がない状態ではインバータ回路
の出力電力が微小となる発振状態になるように発振周波
数或いはデューティを初期状態に設定し、このインバー
タ回路の出力が微小な初期状態を検出回路が検出した時
に論理回路にリセット信号をリセット回路から与えるこ
とができ、そのためインバータ回路を安定した状態で起
動させることができ、しかもリセット信号を商用電源か
ら直接得る必要が無いものであって、更に商用電源の投
入毎に確実なリセットが行なえ、しかも外来ノイズ、負
荷異常（無負荷など）の原因でインバータ保護動作が働
いてインバータ回路が停止、若しくは出力を減少させた
場合でもこれらの条件が除去された時には自動的にリセ
ット動作に入って、負荷を容易に再起動させることがで
きるという効果があり、また検出手段を無負荷検出手段
などの兼用が可能なため、回路構成の簡易化、低コスト
化が期待できるという効果がある。また請求項２記載の
発明では制御電源回路の電圧が各回路が動作するのに十
分な電圧となってからからリセットを行うことになるた
め、リセット信号のタイミングと動作電圧の確保とを配
慮する必要がなくなり、そのため回路設計が容易となる
という効果があり、また請求項３記載の発明では実装部
品点数を大幅に削減でき、結果部品コストの低減と組立
工数の低減によりコストダウンが図れるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の基本構成図、第２図は同上
の具体回路構成図、第３図は本発明の別の実施例の具体
回路構成図、第４図は本発明の他の実施例の具体回路構
成図、第５図は従来例の具体回路構成図、第６図は同上
の発振回路の具体回路図である。 １はインバータ回路、２は負荷、３は発振回路、４はド
ライブ回路、５は論理回路、６′は制御電源回路、７は
検出回路、８リセット回路、ICは集積回路である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】商用電源を整流或は整流平滑して得られる
   直流電源と、この直流電源の両端間に接続されたスイッ
   チング素子を含むインバータ回路と、該インバータ回路
   の出力に接続された負荷と、上記インバータ回路のスイ
   ッチング素子を駆動するドライブ回路と、上記インバー
   タ回路の動作状態或は負荷の状態を検出する１つ以上の
   検出手段と、上記インバータ回路の微小な出力電力を検
   出した上記検出手段の検出出力によって動作してリセッ
   ト信号を出力するリセット回路と、該リセット回路のリ
   セット信号によりリセットされ、上記インバータ回路動
   作状態或は負荷状態に応じて論理動作を行い一つ以上の
   信号を出力する論理回路と、該論理回路からの出力信号
   によって発振周波数或はデューティを切り替える機能を
   有し、上記ドライブ回路に発振信号を与える発振回路
   と、少なくとも上記論理回路、発振回路、ドライブ回路
   に動作電圧を供給する制御電源回路と、上記リセット回
   路からのリセット信号が無い状態でインバータ回路の出
   力電力が微小となる発振状態になるように発振周波数或
   いはデューティを初期状態に設定する手段とから成るこ
   とを特徴とするインバータ装置。
2. 【請求項２】上記制御電源回路の出力電圧がある一定レ
   ベルまで上昇する間、上記ドライブ回路、論理回路、発
   振回路、リセット回路の動作を停止させる低電圧誤動作
   防止手段を付設して成ることを特徴とする請求項１記載
   のインバータ装置。
3. 【請求項３】上記ドライブ回路、論理回路、発振回路、
   リセット回路及び上記制御電源回路の総て又は一部を集
   積回路で構成して成ることを特徴とする請求項１又は２
   記載のインバータ装置。