JP3042263B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば放電灯点灯装置
等に適用する電力変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電力変換装置としては、図９に示
すものが知られている。これは交流電源１に全波整流ダ
イオードブリッジ回路２の入力端子を接続し、そのダイ
オードブリッジ回路２の出力端子にコンデンサ３，４の
直列回路を接続している。

【０００３】また、ダイオードブリッジ回路２の出力端
子にダイオード５を順方向に介して平滑コンデンサ６を
接続すると共にハーフブリッジ形インバータ回路７を接
続している。

【０００４】ハーフブリッジ形インバータ回路７は、ス
イッチ素子８とダイオード９の並列回路からなる半波ス
イッチ回路とスイッチ素子１０とダイオード１１の並列
回路からなる半波スイッチ回路との直列回路と、１対の
コンデンサ１２，１３の直列回路を並列に接続し、各半
波スイッチ回路の接続点とコンデンサ１２，１３の接続
点との間にインダクタ１４を介して負荷１５を接続して
いる。

【０００５】各スイッチ素子８，１０は、例えばＭＯＳ
ＦＥＴ等からなり、周知の駆動回路により交互に高周波
スイッチング動作するようになっている。

【０００６】そして各半波スイッチ回路の接続点と各コ
ンデンサ３，４の接続点との間にインダクタ１６を接続
している。

【０００７】この従来装置は、各スイッチ素子８，１０
が交互にスイッチング動作すると、その各スイッチ素子
８，１０の接続点に高周波の矩形電圧が発生し、この高
周波電圧をインダクタ１４でリアクトルエネルギーに変
換し負荷１５を駆動する。

【０００８】また、各スイッチ素子８，１０の接続点に
発生する高周波電圧をインダクタ１６でリアクトルエネ
ルギーに変換し、コンデンサ３を介して電流が流れるこ
とによりダイオードブリッジ回路２の出力端子とダイオ
ード５との接続点の電位を変動させる。

【０００９】この電位の変動により、その電位が一時的
に交流電源１からの入力電圧よりも低い電位となり、ダ
イオードブリッジ回路側から入力電流が引き込まれる。
逆に、インダクタ１４の電流の向きが逆転した時にはコ
ンデンサ３の電荷を放出し、ダイオードブリッジ回路２
の出力端子とダイオード５との接続点の電位が平滑コン
デンサ６の電位よりも一時的に高くなる。このときダイ
オード５を介して平滑コンデンサ６に電流が流れる。

【００１０】こうしてコンデンサ３の電荷を介在して入
力電流を連続的に引き込むことができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来装置で
は、電源投入時においては平滑コンデンサ６の電位がゼ
ロとなっているため、電源入力側から見たインピーダン
スは途中にダイオード５が介在するのみであるから極め
て低く、そのため電源投入時にダイオード５を介して平
滑コンデンサ６に極めて大きな突入電流が流れ回路素子
に悪影響を及ぼす問題があった。

【００１２】また、動作時においても平滑コンデンサの
電圧が入力電圧のピーク値よりも低くなると平滑コンデ
ンサに貫通電流が流れ、その結果高調波成分を含む尖頭
電流が入力電流に多く含むことになって電流歪率が大き
くなり、回路素子に悪影響を及ぼす問題があった。

【００１３】そこで本発明は、電源投入時の大きな突入
電流を防止でき、また動作時の尖頭電流の発生を防止で
きる電力変換装置を提供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
第１の交流電源と、この第１の交流電源に接続した全波
整流回路と、この全波整流回路の出力端子の正極端に入
力端子を接続した第１の整流素子と、この第１の整流素
子の出力端子と全波整流回路の出力端子の負極端との間
に接続した負荷と、第２の交流電源と、この第２の交流
電源の一端に一端を接続したインダクタと、このインダ
クタの他端と第１の整流素子の入力端子との間に接続し
た第１のコンデンサと、インダクタの他端に一端を接続
した第２のコンデンサと、この第２のコンデンサの他端
に入力端子を接続した第２の整流素子と、この第２の整
流素子の出力端子と第２の交流電源の他端との間に接続
した平滑コンデンサと、第２のコンデンサの他端に出力
端子を接続するとともに第２の交流電源の他端に入力端
子を接続した第３の整流素子と、第１の整流素子の出力
端子に出力端子を接続するとともに平滑コンデンサの第
２の整流素子との接続点に入力端子を接続した第４の整
流素子とからなり、第２の交流電源の一端、インダク
タ、第２のコンデンサ、第２の整流素子、平滑コンデン
サ及び第２の交流電源の他端の直列回路で平滑コンデン
サの充電路を形成し、第２の交流電源の他端、第３の整
流素子、第２のコンデンサ、インダクタ及び第２の交流
電源の一端の直列回路で第２のコンデンサに対して充電
路とは逆方向の電流を通電させる電荷補充回路を形成
し、第４の整流素子により平滑コンデンサへの第１の整
流素子からの充電電流を阻止することにある。

【００１５】請求項２対応の発明は、第１の交流電源
と、この第１の交流電源に接続した全波整流回路と、こ
の全波整流回路の出力端子の正極端に入力端子を接続し
た第１の整流素子と、この第１の整流素子の出力端子と
全波整流回路の出力端子の負極端との間に接続した負荷
と、第２の交流電源と、この第２の交流電源の一端に一
端を接続したインダクタと、このインダクタの他端と第
１の整流素子の入力端子との間に接続した第１のコンデ
ンサと、インダクタの他端に一端を接続した第２のコン
デンサと、この第２のコンデンサの他端に出力端子を接
続した第２の整流素子と、この第２の整流素子の入力端
子と第１の整流素子の出力端子との間に接続した平滑コ
ンデンサと、第２のコンデンサの他端に入力端子を接続
するとともに第１の整流素子の出力端子に出力端子を接
続した第３の整流素子と、第２の整流素子の入力端子と
平滑コンデンサとの接続点に出力端子を接続するととも
に第２の交流電源の他端に入力端子を接続した第４の整
流素子とからなり、第２の交流電源の他端、負荷、平滑
コンデンサ、第２の整流素子、第２のコンデンサ、イン
ダクタ及び第２の交流電源の一端の直列回路で平滑コン
デンサの充電路を形成し、第２の交流電源の一端、イン
ダクタ、第２のコンデンサ、第３の整流素子、負荷及び
第２の交流電源の他端の直列回路で第２のコンデンサに
対して充電路とは逆方向の電流を通電させる電荷補充回
路を形成し、第４の整流素子により平滑コンデンサへの
第１の整流素子からの充電電流を阻止することにある。
請求項３対応の発明は、第１の交流電源と、この第１の
交流電源に接続した全波整流回路と、この全波整流回路
の出力端子の正極端に入力端子を接続した第１の整流素
子と、この第１の整流素子の出力端子と全波整流回路の
出力端子の負極端との間に入力端子を接続した直流−交
流変換回路と、この直流−交流変換回路の出力端子に接
続した負荷と、直流−交流変換回路の電圧又は電流の変
動エネルギーの出力部と、この出力部の一端に一端を接
続したインダクタと、このインダクタの他端と第１の整
流素子の入力端子との間に接続した第１のコンデンサ
と、インダクタの他端に一端を接続した第２のコンデン
サと、この第２のコンデンサの他端に入力端子を接続し
た第２の整流素子と、この第２の整流素子の出力端子と
直流−交流変換回路の出力部の他端との間に接続した平
滑コンデンサと、直流−交流変換回路の出力部の他端に
入力端子を接続するとともに第２のコンデンサの他端に
出力端子を接続した第３の整流素子と、第１の整流素子
の出力端子に出力端子を接続するとともに平滑コンデン
サの第２の整流素子との接続点に入力端子を接続した第
４の整流素子とからなり、直流−交流変換回路の出力部
の一端、インダクタ、第２のコンデンサ、第２の整流素
子、平滑コンデンサ及び直流−交流変換回路の出力部の
他端の直列回路で平滑コンデンサの充電路を形成し、直
流−交流変換回路の出力部の他端、第３の整流素子、第
２のコンデンサ、インダクタ及び直流−交流変換回路の
出力部の一端の直列回路で第２のコンデンサに対して充
電路とは逆方向の電流を通電させる電荷補充回路を形成
し、第４の整流素子により平滑コンデンサへの第１の整
流素子からの充電電流を阻止することにある。請求項４
対応の発明は、第１の交流電源と、この第１の交流電源
に接続した全波整流回路と、この全波整流回路の出力端
子の正極端に入力端子を接続した第１の整流素子と、こ
の第１の整流素子の出力端子と全波整流回路の出力端子
の負極端との間に入力端子を接続した直流−交流変換回
路と、この直流−交流変換回路の出力端子に接続した負
荷と、直流−交流変換回路の電圧又は電流の変動エネル
ギーの出力部と、第１の整流素子の入力端子に一端を接
続した第１のコンデンサと、この第１のコンデンサの他
端に一端を接続したインダクタと、このインダクタの他
端と直流−交流変換回路の出力部の一端との間に接続し
た第２のコンデンサと、インダクタの一端に入力端子を
接続した第２の整流素子と、この第２の整流素子の出力
端子と直流−交流変換回路の出力部の他端との間に接続
した平滑コンデンサと、直流−交流変換回路の出力部の
他端に入力端子を接続するとともにインダクタの一端に
出力端子を接続した第３の整流素子と、第１の整流素子
の出力端子に出力端子を接続するとともに平滑コンデン
サの第２の整流素子との接続点に入力端子を接続した第
４の整流素子とからなり、直流−交流変換回路の出力部
の一端、第２のコンデンサ、インダクタ、第２の整流素
子、平滑コンデンサ及び直流−交流変換回路の出力部の
他端の直列回路で平滑コンデンサの充電路を形成し、直
流−交流変換回路の出力部の他端、第３の整流素子、イ
ンダクタ、第２のコンデンサ及び直流−交流変換回路の
出力部の一端の直列回路で第２のコンデンサに対して充
電路とは逆方向の電流を通電させる電荷補充回路を形成
し、第４の整流素子により平滑コンデンサへの第１の整
流素子からの充電電流を阻止することにある。

【００１６】

【作用】請求項１及び２対応の発明においては、第２の
交流電源からの振動電圧をインダクタ、第１、第２のコ
ンデンサにより略正弦波の電流振動エネルギーに変換
し、この電流振動エネルギーの一部により平滑コンデン
サの充電を行う。また第２のコンデンサの電荷を第３の
整流素子を介して補充する。そして平滑コンデンサの充
電電荷は第４の整流素子を介して負荷に供給する。

【００１７】電源の投入時には平滑コンデンサの電荷が
ゼロであっても第１の交流電源側からの突入電流は第４
の整流素子によって阻止される。同様に動作時において
平滑コンデンサの電位が入力電圧のピーク値よりも低く
なっても平滑コンデンサへの尖頭電流は第４の整流素子
によって阻止される。

【００１８】請求項３及び４記載の発明においては、直
流−交流変換回路の電圧又は電流の変動エネルギーの出
力部からの振動エネルギーをインダクタ、第１、第２の
コンデンサにより略正弦波の電流振動エネルギーに変換
し、この電流振動エネルギーの一部により平滑コンデン
サの充電を行う。また第２のコンデンサの電荷を第３の
整流素子を介して補充する。そして平滑コンデンサの充
電電荷は第４の整流素子を介して直流−交流変換回路に
供給する。

【００１９】電源の投入時には平滑コンデンサの電荷が
ゼロであっても第１の交流電源側からの突入電流は第４
の整流素子によって阻止される。同様に動作時において
平滑コンデンサの電位が入力電圧のピーク値よりも低く
なっても平滑コンデンサへの尖頭電流は第４の整流素子
によって阻止される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２１】図１は請求項１に対応する一実施例で、周
波数が５０Hzの商用交流電源からなる第１の交流電源２
１に全波整流ダイオードブリッジ回路２２の入力端子を
接続し、そのダイオードブリッジ回路２２の出力端子に
第１の整流素子であるダイオード２３を順方向に介して
負荷２４を接続している。

【００２２】また周波数が例えば４０ＫHzの高周波電源
からなる第２の交流電源２５を設け、その交流電源２５
の一端をインダクタ２６及び第１のコンデンサ２７を直
列に介して前記ダイオードブリッジ回路２２の出力端子
の正極側とダイオード２３との接続点に接続し、他端を
前記ダイオードブリッジ回路２２の出力端子の負極側に
接続している。

【００２３】また、前記第２の交流電源２５にインダク
タ２６及び第２のコンデンサ２８を直列に介し、さらに
第２の整流素子であるダイオード２９を順方向に介して
平滑コンデンサ３０を接続し、平滑コンデンサ３０の充
電路を形成している。

【００２４】さらに、前記第２の交流電源２５にインダ
クタ２６及び第２のコンデンサ２８を直列に介して第３
の整流素子であるダイオード３１をそのカソードを第２
のコンデンサ２８側にして接続し電荷補充回路を形成し
ている。

【００２５】前記平滑コンデンサ３０に第４の整流素子
であるダイオード３２を順方向に介して前記負荷２４を
接続している。そして前記平滑コンデンサ３０とダイオ
ード３２の直列回路に第３のコンデンサ３３を並列に接
続している。

【００２６】このような構成の実施例装置では、第１の
交流電源２１を投入すると、ダイオード２３を介して第
３のコンデンサ３３が充電する。第３のコンデンサ３３
は高周波振動を吸収して負荷２４に直流電圧を印加する
目的で接続したものであり、その容量は小さく、従って
電源の投入時にこの第３のコンデンサ３３に大きな突入
電流が流れることはない。

【００２７】また、平滑コンデンサ３０に対してはダイ
オードブリッジ回路２２の出力端子からの脈流電圧に対
して逆極性となるダイオード３２を直列に接続している
ので、電源投入時の平滑コンデンサ３０への突入電流は
ダイオード３２により阻止される。従って、電源投入時
に大きな突入電流が平滑コンデンサ３０に流れることは
ない。

【００２８】第１の交流電源２１の投入とともに第２の
交流電源２５が動作すると、その電源２５からの高周波
振動電圧はインダクタ２６、第１、第２のコンデンサ２
７，２８によるＬＣ振動により略正弦波の電流振動エネ
ルギーに変換する。そして電流振動エネルギーの一部が
第２のコンデンサ２８及びダイオード２９を介して平滑
コンデンサ３０に流れ充電する。また、この充電により
失われた第２のコンデンサ２８の電荷を第２の交流電源
２５からダイオード３１を介して補充する。

【００２９】この一連の動作は一種の電流ポンプであ
り、電流の汲み上げに要するエネルギーとして電流振動
エネルギーの一部を利用することにより、平滑コンデン
サ３０の電位は徐々に上昇しやがて一定の電位に安定す
る。

【００３０】また、電流振動エネルギーの一部は第１の
コンデンサ２７にも流れ込み、ダイオードブリッジ回路
２２の出力端子とダイオード２３との接続点の電位を変
動させる。

【００３１】この電位変動の振幅が第１の交流電源２１
からの入力電圧よりも低く、第３のコンデンサ３３の電
圧より高いときは電流ポンプとして機能し、第３のコン
デンサ３３の電位を交流電源２１の入力電圧のピーク値
よりも高い電圧に充電できる。

【００３２】そして動作時においても平滑コンデンサ３
０への電流はダイオード３２により阻止されるので、平
滑コンデンサ３０に尖頭電流が流れることはない。

【００３３】平滑コンデンサ３０の充電電荷はダイオー
ド３２を介して負荷２４に供給する。

【００３４】こうして負荷２４に対して供給する電力は
リップルの少ない電力となる。

【００３５】次に本発明の他の実施例を図面を参照して
説明する。なお、前記実施例と同一の部分には同一の符
号を付して詳細な説明は省略する。

【００３６】図２に示すものは請求項２に対応する一実
施例で、これはダイオードブリッジ回路２２の出力端子
に第１のコンデンサ２７と第４のコンデンサ３４との直
列回路を接続している。

【００３７】また、平滑コンデンサ３０とダイオード３
２の接続位置を入れ替え、第２の交流電源２５にダイオ
ード３２を介して第２の整流素子であるダイオード３５
及び第２のコンデンサ３６及びインダクタ２６の直列回
路を接続し平滑コンデンサ３０の充電路を形成してい
る。

【００３８】また、ダイオード３５と第２のコンデンサ
３６との接続点を第３の整流素子であるダイオード３７
を介してダイオード２３のカソードに接続している。

【００３９】また、ダイオードブリッジ回路２２の出力
端子の負極側と第４のコンデンサ３４との接続点とダイ
オード３２のアノードとの間にダイオード３８を順方向
に介挿している。

【００４０】この実施例は、ダイオードブリッジ回路２
２からの電流の汲み上げをダイオード２３と３８の両波
で行う。

【００４１】この実施例では、第２の交流電源２５が動
作すると、その電源からの高周波振動電流の一部が第２
の交流電源２５→負荷２４→平滑コンデンサ３０→ダイ
オード３５→第２のコンデンサ３６→インダクタ２６→
第２の交流電源２５の経路で平滑コンデンサ３０を充電
する。また、この充電により失われた第２のコンデンサ
３６の電荷は第２の交流電源２５→インダクタ２６→第
２のコンデンサ３６→ダイオード３７→第３のコンデン
サ３３及び負荷２４→第２の交流電源２５の経路で流れ
る電流により補充する。

【００４２】こうして一種の電流ポンプ作用により、平
滑コンデンサ３０の電位は徐々に上昇しやがて一定の電
位に安定する。

【００４３】この実施例においても電源投入時の大きな
突入電流や動作時の尖頭電流の平滑コンデンサ３０への
流入はダイオード３２により阻止できる。

【００４４】従って、本実施例においても前記実施例と
同様の効果が得られる。

【００４５】図３に示すものは請求項３に対応する一実
施例で、これはダイオードブリッジ回路２２の出力端子
にダイオード２３を介して直流−交流変換回路３９の入
力端子を接続している。

【００４６】前記直流−交流変換回路３９は２つの出力
端子を備え、一方の出力端子からの出力OUT1を負荷２４
に供給し、他方の出力端子からの出力OUT2をインダクタ
２６を介して第１、第２のコンデンサ２７，２８の接続
点に供給している。前記直流−交流変換回路３９の他方
の出力端子からの出力OUT2は、直流−交流変換回路３９
における電圧又は電流の変動エネルギーの出力部からの
出力となっている。

【００４７】この実施例は、平滑コンデンサ３０を充電
する電源を直流−交流変換回路３９により構成したもの
で、直流−交流変換回路３９が動作すると、直流−交流
変換回路３９の他方の出力端子からの高周波振動電圧を
インダクタ２６、第１、第２のコンデンサ２７，２８に
よるＬＣ振動により略正弦波の電流振動エネルギーに変
換する。そして電流振動エネルギーの一部が第２のコン
デンサ２８及びダイオード２９を介して平滑コンデンサ
３０に流れ充電する。また、この充電により失われた第
２のコンデンサ２８の電荷をダイオード３１を介して補
充する。

【００４８】これも一種の電流ポンプであり、電流の汲
み上げに要するエネルギーとして電流振動エネルギーの
一部を利用することにより、平滑コンデンサ３０の電位
は徐々に上昇しやがて一定の電位に安定する。

【００４９】また、電流振動エネルギーの一部は第１の
コンデンサ２７にも流れ込み、ダイオードブリッジ回路
２２の出力端子とダイオード２３との接続点の電位を変
動させる。

【００５０】この実施例においても電源投入時の大きな
突入電流や動作時の尖頭電流の平滑コンデンサ３０への
流入はダイオード３２により阻止できる。

【００５１】従って、本実施例においても前記実施例と
同様の効果が得られる。

【００５２】図４に示すものは請求項３に対応する他の
実施例で、この実施例は直流−交流変換回路としてハー
フブリッジ形のインバータ回路４０を使用している。こ
のインバータ回路４０は、スイッチ素子４１とダイオー
ド４２との並列回路からなる半波スイッチ回路とスイッ
チ素子４３とダイオード４４との並列回路からなる半波
スイッチ回路との直列回路と、１対のコンデンサ４５，
４６の直列回路を並列に接続し、各半波スイッチ回路の
接続点とコンデンサ４５，４６の接続点との間にインダ
クタ４７を介して負荷２４を接続している。そして、前
記スイッチ素子４３とダイオード４４との並列回路の両
端を電圧又は電流の変動エネルギーの出力部としてい
る。

【００５３】前記各スイッチ素子４１，４３は、例えば
ＭＯＳＦＥＴ等からなり、周知の駆動回路により交互に
高周波スイッチング動作するようになっている。

【００５４】前記各スイッチ素子４１，４３の接続点と
各コンデンサ２７，３４の接続点との間にインダクタ２
６を接続している。

【００５５】このインバータ回路４０は各スイッチ素子
４１，４３を交互に高周波スイッチング動作することに
より負荷２４に高周波電流を流すことができる。負荷２
４に対して正弦波状の電流を流す場合はコンデンサ４
５，４６及びインダクタ４７の共振を利用する。

【００５６】このインバータ回路４０の特徴は、負荷イ
ンピーダンスに対するＬＣ共振エネルギーが適正である
ならば、スイッチ素子４１又は４３がオンする瞬間には
ダイオード４２又は４４に電流が流れている状態、すな
わちスイッチ素子の電位がゼロの状態であり、スイッチ
素子４１又は４３がオンする際に発生するスイッチング
ロスは極めて少ない点にある。

【００５７】インバータ回路４０が発振している時、各
スイッチ素子４１，４３の接続点の電圧は入力電圧、す
なわち第３のコンデンサ３３の電位の振幅で連続パルス
状矩形電圧となる。

【００５８】この矩形高周波電圧をエネルギー源として
インダクタ２６及び第１のコンデンサ２７の経路で電流
の引き込みを行い、その方向性をダイオードブリッジ回
路２２及びダイオード２３で決定する。同時に第２のコ
ンデンサ２８及びダイオード２９の経路で平滑コンデン
サ３０を充電し、またダイオード３１を介して第２のコ
ンデンサ２８への電荷の補充を行う。

【００５９】こうして一種の電流ポンプ作用により、平
滑コンデンサ３０の電位は徐々に上昇しやがて一定の電
位に安定する。

【００６０】この実施例においても電源投入時の大きな
突入電流や動作時の尖頭電流の平滑コンデンサ３０への
流入はダイオード３２により阻止できる。

【００６１】従って、本実施例においても前記実施例と
同様の効果が得られる。

【００６２】なお、インバータ回路４０が動作すると
き、電源側に高周波電流を返すが、この高周波電流は第
３のコンデンサ３３により吸収され電源電圧はフラット
な直流電圧を維持する。

【００６３】この回路の動作における各部の電圧、電流
波形を示すと図５に示すようになる。すなわち、図５の
(a) は交流電源２１からの入力電圧Ｖinの波形であり、
ダイオードブリッジ回路２２の出力端子にはこの入力電
圧Ｖinが全波整流した電圧が印加する。そしてこの電圧
に対して高周波振動が第１のコンデンサ２７を介して伝
達されるので、ダイオードブリッジ回路２２の出力端子
の電圧Ｖ22は図５の(b) に示すようになる。

【００６４】この包絡波形の上側は出力の直流電圧であ
り、高周波振動により直流電圧よりも高い電圧が発生す
ると、ダイオード２３を介して電流が流れる。こうして
電圧Ｖ22の上側包絡波形は略フラットになる。

【００６５】また、包絡波形の下側は入力電圧であり、
高周波振動によりダイオードブリッジ回路２２の出力端
子間の電圧がこの電位より低くなると、ダイオードブリ
ッジ回路２２を介して交流電源２１から電流を引き込
む。

【００６６】このときインダクタ２６に流れる高周波電
流Ｉ26は図５の(c) に示すようになる。すなわち、入力
電圧に応じた振動が発生し、結果として入力電圧に応じ
た入力電流を引き込む。

【００６７】これにより入力電流Ｉinは図５の(e) に示
すように略正弦波となる。

【００６８】一方、負荷側に供給する電流Ｉ47は、図５
の(d) に示すように包絡波形が安定した高周波電流とな
る。これはインバータ回路４０の入力である直流電圧が
安定していること及びインダクタ４７と負荷２４がスイ
ッチ素子４１，４３の接続点の電圧をもとに振動しイン
ダクタ２６の影響を受けないことによる。

【００６９】図６に示すものは請求項４に対応する一実
施例で、これは蛍光灯の点灯装置に適用したものであ
る。

【００７０】この実施例は直流−交流変換回路としてハ
ーフブリッジ形のインバータ回路５０を使用している。
このインバータ回路５０は、スイッチ素子５１とダイオ
ード５２との並列回路からなる半波スイッチ回路とスイ
ッチ素子５３とダイオード５４との並列回路からなる半
波スイッチ回路との直列回路を設け、前記スイッチ素子
５３にインダクタ５５及びコンデンサ５６を介して蛍光
灯５７を接続している。すなわち前記スイッチ素子５３
の前記スイッチ素子５１との接続側である一端を前記イ
ンダクタ５５を介して蛍光灯５７の一方のフィラメンド
電極の一端に接続し、前記スイッチ素子５３の他端を前
記コンデンサ５６を介して前記蛍光灯５７の他方のフィ
ラメンド電極の一端に接続している。

【００７１】そして前記蛍光灯５７の各フィラメンド電
極の他端間にコンデンサ５８を接続している。

【００７２】前記各スイッチ素子５１，５３は、例えば
ＭＯＳＦＥＴ等からなり、周知の駆動回路により交互に
高周波スイッチング動作するようになっている。そし
て、前記スイッチ素子５３とダイオード５４との並列回
路の両端を電圧又は電流の変動エネルギーの出力部とし
ている。

【００７３】前記各半波スイッチ回路の接続点を第２の
コンデンサ５９及びインダクタ２６を直列に介して第１
のコンデンサ２７とダイオード３１のカソードとの接続
点に接続している。前記ダイオード３１のアノードをダ
イオードブリッジ回路２２の出力端子の負極側に接続し
ている。

【００７４】前記ダイオードブリッジ回路２２の出力端
子にはまたコンデンサ６０を接続している。

【００７５】この実施例では、スイッチ素子５１，５３
が交互にスイッチング動作すると、各半波スイッチ回路
の接続点に矩形電圧が発生する。最初は蛍光灯５７は点
灯していないので、この矩形電圧をもとにインダクタ５
５、コンデンサ５８，５６の回路によりＬＣ共振が発生
する。これにより蛍光灯５７の各フィラメント電極を予
熱し蛍光灯を放電しやすい状態にする。

【００７６】スイッチ素子５１，５３のスイッチング周
波数をＬＣ振動の周波数に近付けると共振が急激に大き
くなり、蛍光灯５７の両端間電圧が上昇する。こうして
蛍光灯５７は放電状態に移行する。

【００７７】蛍光灯５７が点灯すると蛍光灯のインピー
ダンスが急激に低下しコンデンサ５８を介しての電流経
路の他に蛍光灯の管内を放電電流として流れる経路がで
きる。そして点灯後は適当な周波数で駆動することで点
灯電流及びフィラメント電流を所定の値にして連続点灯
となる。

【００７８】この実施例では各半波スイッチ回路の接続
点に発生する矩形電圧により第２のコンデンサ５９、イ
ンダクタ２６及びダイオード２９の経路で平滑コンデン
サ３０に充電電流が流れ、また、ダイオード３１、イン
ダクタ２６及び第２のコンデンサ５９の経路で第２のコ
ンデンサ５９への電荷の補充を行う。

【００７９】その他の動作は図４と同様である。

【００８０】従って、本実施例においても前記実施例と
同様の効果が得られる。

【００８１】図７に示すものは請求項３に対応する他の
実施例で、この実施例は直流−交流変換回路として一石
式半波電圧共振を利用したインバータ回路７０を使用し
ている。このインバータ回路７０は、インダクタ７１と
コンデンサ７２の並列回路とスイッチ素子７３とダイオ
ード７４との並列回路との直列回路を設け、スイッチ素
子７３とダイオード７４との並列回路にインダクタ７５
及びコンデンサ７６を直列に介して負荷２４を接続して
いる。そして、前記スイッチ素子７３とダイオード７４
との並列回路の両端を電圧又は電流の変動エネルギーの
出力部としている。

【００８２】そして前記インダクタ７１とコンデンサ７
２の並列回路とスイッチ素子７３とダイオード７４との
並列回路との接続点をインダクタ２６に接続している。

【００８３】その他の構成は図４と同様である。

【００８４】この実施例では、インダクタ７１とコンデ
ンサ７２による共振を基本とし、スイッチ素子７３とダ
イオード７４との並列回路からなる半波スイッチ回路を
適当なデューティと周波数でスイッチング動作すること
によりインバータ回路７０を発振動作させる。

【００８５】インバータ回路７０の発振によりインダク
タ７１とスイッチ素子７３との接続点に半波の正弦波状
電圧が発生する。この電圧振動をエネルギー源としてイ
ンダクタ７５とコンデンサ７６によるＬＣ共振回路で略
正弦波の高周波電流を作り、負荷２４を駆動する。

【００８６】その他の動作は図４の場合と同様である。

【００８７】従って本実施例においても前記実施例と同
様の効果が得られる。

【００８８】なお、インダクタ７１，７５は別々の構成
としたが、例えばこれをリーケージトランスにより１つ
の磁気部品として構成してもよい。

【００８９】図８に示すものは請求項３に対応するさら
に別の他の実施例で、この実施例は直流−交流変換回路
として定電流プッシュプル形インバータ回路８０を使用
している。このインバータ回路８０は、センタタップを
有する磁気トランス８１を設け、その磁気トランス８１
の１次巻線８１ｐのセンタタップをインダクタ８２を介
してダイオード２３のカソードに接続している。前記磁
気トランス８１の１次巻線８１ｐの各端をスイッチ素子
８３，８４をそれぞれ介してダイオードブリッジ回路２
２の出力端子の負極側に接続している。また、前記磁気
トランス８１の１次巻線８１ｐにコンデンサ８５を並列
に接続している。そして、前記磁気トランス８１の１次
巻線８１ｐのセンタタップと前記スイッチ素子８４にお
けるダイオードブリッジ回路２２の出力端子の負極側と
の接続端を電圧又は電流の変動エネルギーの出力部とし
ている。

【００９０】前記磁気トランス８１の２次巻線８１ｓに
負荷２４を接続している。

【００９１】そして前記磁気トランス８１の１次巻線８
１ｐのセンタタップをインダクタ２６に接続している。

【００９２】その他の構成は図４と同様である。

【００９３】この実施例では、コンデンサ３３からイン
バータ回路８０に直流電圧が印加すると、インバータ回
路８０ではインダクタ８２により定電流化し、磁気トラ
ンス８１の１次巻線８１ｐのセンタタップには全波の正
弦波状の共振電圧が発生する。この共振電圧は、インダ
クタ８２の定電流作用と、磁気トランス８１の１次巻線
８１ｐのインダクタンスと、１次巻線８１ｐにリーケー
ジ結合している２次巻線８１ｓのインダクタンスと、コ
ンデンサ８５との共振により発生し、スイッチ素子８
３，８４が交互にスイッチング動作することにより振動
が継続する。

【００９４】この共振エネルギーの一部で負荷２４を駆
動する。

【００９５】その他の動作は図４の場合と同様である。

【００９６】従って本実施例においても前記実施例と同
様の効果が得られる。

【００９７】

【発明の効果】以上、本発明によれば、平滑コンデンサ
への充電を電流振動エネルギーで行うことにより、電源
投入時の平滑コンデンサへの大きな突入電流や動作時の
尖頭電流の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図。

【図２】本発明の他の実施例を示す回路構成図。

【図３】本発明の他の実施例を示す回路構成図。

【図４】本発明の他の実施例を示す回路構成図。

【図５】図４における各部の電圧及び電流波形を示す
図。

【図６】本発明の他の実施例を示す回路構成図。

【図７】本発明の他の実施例を示す回路構成図。

【図８】本発明の他の実施例を示す回路構成図。

【図９】従来例を示す回路構成図。

【符号の説明】

２１…第１の交流電源 ２２…全波整流ダイオードブリッジ回路 ２３…ダイオード（第１の整流素子） ２４…負荷 ２５…第２の交流電源 ２６…インダクタ ２７…第１のコンデンサ ２８…第２のコンデンサ ２９…ダイオード（第２の整流素子） ３０…平滑コンデンサ ３１…ダイオード（第３の整流素子） ３２…ダイオード（第４の整流素子） ３９…直流−交流変換回路

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の交流電源と、この第１の交流電源
   に接続した全波整流回路と、この全波整流回路の出力端
   子の正極端に入力端子を接続した第１の整流素子と、こ
   の第１の整流素子の出力端子と前記全波整流回路の出力
   端子の負極端との間に接続した負荷と、第２の交流電源
   と、この第２の交流電源の一端に一端を接続したインダ
   クタと、このインダクタの他端と前記第１の整流素子の
   入力端子との間に接続した第１のコンデンサと、前記イ
   ンダクタの他端に一端を接続した第２のコンデンサと、
   この第２のコンデンサの他端に入力端子を接続した第２
   の整流素子と、この第２の整流素子の出力端子と前記第
   ２の交流電源の他端との間に接続した平滑コンデンサ
   と、前記第２のコンデンサの他端に出力端子を接続する
   とともに前記第２の交流電源の他端に入力端子を接続し
   た第３の整流素子と、前記第１の整流素子の出力端子に
   出力端子を接続するとともに前記平滑コンデンサの前記
   第２の整流素子との接続点に入力端子を接続した第４の
   整流素子とからなり、前記第２の交流電源の一端、イン
   ダクタ、第２のコンデンサ、第２の整流素子、平滑コン
   デンサ及び第２の交流電源の他端の直列回路で前記平滑
   コンデンサの充電路を形成し、前記第２の交流電源の他
   端、第３の整流素子、第２のコンデンサ、インダクタ及
   び第２の交流電源の一端の直列回路で前記第２のコンデ
   ンサに対して前記充電路とは逆方向の電流を通電させる
   電荷補充回路を形成し、前記第４の整流素子により前記
   平滑コンデンサへの前記第１の整流素子からの充電電流
   を阻止することを特徴とする電力変換装置。
2. 【請求項２】 第１の交流電源と、この第１の交流電源
   に接続した全波整流回路と、この全波整流回路の出力端
   子の正極端に入力端子を接続した第１の整流素子と、こ
   の第１の整流素子の出力端子と前記全波整流回路の出力
   端子の負極端との間に接続した負荷と、第２の交流電源
   と、この第２の交流電源の一端に一端を接続したインダ
   クタと、このインダクタの他端と前記第１の整流素子の
   入力端子との間に接続した第１のコンデンサと、前記イ
   ンダクタの他端に一端を接続した第２のコンデンサと、
   この第２のコンデンサの他端に出力端子を接続した第２
   の整流素子と、この第２の整流素子の入力端子と前記第
   １の整流素子の出力端子との間に接続した平滑コンデン
   サと、前記第２のコンデンサの他端に入力端子を接続す
   るとともに前記第１の整流素子の出力端子に出力端子を
   接続した第３の整流素子と、前記第２の整流素子の入力
   端子と前記平滑コンデンサとの接続点に出力端子を接続
   するとともに前記第２の交流電源の他端に入力端子を接
   続した第４の整流素子とからなり、前記第２の交流電源
   の他端、負荷、平滑コンデンサ、第２の整流素子、第２
   のコンデンサ、インダクタ及び第２の交流電源の一端の
   直列回路で前記平滑コンデンサの充電路を形成し、前記
   第２の交流電源の一端、インダクタ、第２のコンデン
   サ、第３の整流素子、負荷及び第２の交流電源の他端の
   直列回路で前記第２のコンデンサに対して前記充電路と
   は逆方向の電流を通電させる電荷補充回路を形成し、前
   記第４の整流素子により前記平滑コンデンサへの前記第
   １の整流素子からの充電電流を阻止することを特徴とす
   る電力変換装置。
3. 【請求項３】 第１の交流電源と、この第１の交流電源
   に接続した全波整流回路と、この全波整流回路の出力端
   子の正極端に入力端子を接続した第１の整流素子と、こ
   の第１の整流素子の出力端子と前記全波整流回路の出力
   端子の負極端との間に入力端子を接続した直流−交流変
   換回路と、この直流−交流変換回路の出力端子に接続し
   た負荷と、前記直流−交流変換回路の電圧又は電流の変
   動エネルギーの出力部と、この出力部の一端に一端を接
   続したインダクタと、このインダクタの他端と前記第１
   の整流素子の入力端子との間に接続した第１のコンデン
   サと、前記インダクタの他端に一端を接続した第２のコ
   ンデンサと、この第２のコンデンサの他端に入力端子を
   接続した第２の整流素子と、この第２の整流素子の出力
   端子と前記直流−交流変換回路の出力部の他端との間に
   接続した平滑コンデンサと、前記直流−交流変換回路の
   出力部の他端に入力端子を接続するとともに前記第２の
   コンデンサの他端に出力端子を接続した第３の整流素子
   と、前記第１の整流素子の出力端子に出力端子を接続す
   るとともに前記平滑コンデンサの前記第２の整流素子と
   の接続点に入力端子を接続した第４の整流素子とからな
   り、前記直流−交流変換回路の出力部の一端、インダク
   タ、第２のコンデンサ、第２の整流素子、平滑コンデン
   サ及び直流−交流変換回路の出力部の他端の直列回路で
   前記平滑コンデンサの充電路を形成し、前記直流−交流
   変換回路の出力部の他端、第３の整流素子、第２のコン
   デンサ、インダクタ及び直流−交流変換回路の出力部の
   一端の直列回路で前記第２のコンデンサに対して前記充
   電路とは逆方向の電流を通電させる電荷補充回路を形成
   し、前記第４の整流素子により前記平滑コンデンサへの
   前記第１の整流素子からの充電電流を阻止することを特
   徴とする電力変換装置。
4. 【請求項４】 第１の交流電源と、この第１の交流電源
   に接続した全波整流回路と、この全波整流回路の出力端
   子の正極端に入力端子を接続した第１の整流素子と、こ
   の第１の整流素子の出力端子と前記全波整流回路の出力
   端子の負極端との間に入力端子を接続した直流−交流変
   換回路と、この直流−交流変換回路の出力端子に接続し
   た負荷と、前記直流−交流変換回路の電圧又は電流の変
   動エネルギーの出力部と、前記第１の整流素子の入力端
   子に一端を接続した第１のコンデンサと、この第１のコ
   ンデンサの他端に一端を接続したインダクタと、このイ
   ンダクタの他端と前記直流−交流変換回路の出力部の一
   端との間に接続した第２のコンデンサと、前記インダク
   タの一端に入力端子を接続した第２の整流素子と、この
   第２の整流素子の出力端子と前記直流−交流変換回路の
   出力部の他端との間に接続した平滑コンデンサと、前記
   直流−交流変換回路の出力部の他端に入力端子を接続す
   るとともに前記インダクタの一端に出力端子を接続した
   第３の整流素子と、前記第１の整流素子の出力端子に出
   力端子を接続するとともに前記平滑コンデンサの前記第
   ２の整流素子との接続点に入力端子を接続した第４の整
   流素子とからなり、前記直流−交流変換回路の出力部の
   一端、第２のコンデンサ、インダクタ、第２の整流素
   子、平滑コンデンサ及び直流−交流変換回路の出力部の
   他端の直列回路で前記平滑コンデンサの充電路を形成
   し、前記直流−交流変換回路の出力部の他端、第３の整
   流素子、インダクタ、第２のコンデンサ及び直流−交流
   変換回路の出力部の一端の直列回路で前記第２のコンデ
   ンサに対して前記充電路とは逆方向の電流を通電させる
   電荷補充回路を形成し、前記第４の整流素子により前記
   平滑コンデンサへの前記第１の整流素子からの充電電流
   を阻止することを特徴とする電力変換装置。