JP3073792B2 - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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JP3073792B2 JP03143661A JP14366191A JP3073792B2 JP 3073792 B2 JP3073792 B2 JP 3073792B2 JP 03143661 A JP03143661 A JP 03143661A JP 14366191 A JP14366191 A JP 14366191A JP 3073792 B2 JP3073792 B2 JP 3073792B2
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得志 山内
博之 西野
章雄 奥出
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Inverter Devices (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蛍光ランプ等の放電灯
の点灯装置におけるインバータ装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】蛍光ランプ等の放電灯の点灯装置とし
て、例えば図5に示すようなものがある。これは、直流
電源或いは直流に平滑された電源Eと、この電源Eから
給電されるトランジスタからなるスイッチング素子
1 ,Q2 と、このスイッチング素子Q1 ,Q2 と並列
に接続される雑音低減用のコンデンサC1 ,C2 と、ス
イッチング素子Q1 ,Q2 を自励で動作させるために接
続されたカレントトランスCTとからなる自励式インバ
ータ回路1と、負荷として放電灯Lを含み、共振用のチ
ョークコイルL1 、コンデンサC4 を直列に接続し、上
記放電灯Lと並列に接続した予熱用コンデンサC3 から
なる負荷回路2とから点灯装置が構成されている。
【0003】この点灯装置のインバータ回路1のスイッ
チング素子Q2 に流れるコレクタ電流ICEと、コレクタ
・エミッタ間電圧VCEは図6に示すような波形となる。
尚、このような回路方式の動作は周知であるので、動作
の説明は省略する。ここで、図6(a)に示すように、
スイッチング素子Q2 の上記コレクタ電流ICEは、スイ
ッチング素子Q2 がオンした直後にヒゲ状の投入電流が
見られる。この投入電流は、雑音低減用のコンデンサC
1 ,C2 による放電電流によるものである。
【0004】これについて更に詳しく説明する。電源投
入後、例えば、コンデンサC4 に電荷を溜めて、スター
ト回路3によりスイッチング素子Q2 をオンさせるとカ
レントトランスCTに共振電流が流れて、その共振電流
が反転すると、スイッチング素子Q1 がオンして起動す
る。この時、スイッチング素子Q1 がオンすると、この
スイッチング素子Q1 からカレントトランスCT、チョ
ークコイルL1 、放電灯LとコンデンサC3 を通じて電
流が流れ、この時、雑音低減用コンデンサC2 にも電荷
が充電される。
【0005】次に、スイッチング素子Q1 がオフし、カ
レントトランスCTによる起電力でスイッチング素子Q
2 がオンすると、チョークコイルL1 、コンデンサC3
の共振によって先程とは逆向きの電流が流れ、スイッチ
ング素子Q2 、コンデンサC 4 、放電灯L及びコンデン
サC3 、チョークコイルL1 、カレントトランスCTと
いう閉回路を通じて流れるが、スイッチング素子Q2
オン時にそれと並列接続されたコンデンサC2 による放
電電流がスイッチング素子Q2 を通じて流れる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この放電電流がスイッ
チング素子Q2 のコレクタ電流ICEのヒゲ状の投入電流
となるのである。この投入電流は、スイッチング素子Q
2 の損失となり、発熱及び破壊にまで至らしめる可能性
がある。また、図7に示すように、上述のインバータ点
灯装置のスイッチング素子Q2 に制御部4を接続し、ス
イッチング素子Q2 のオン区間を短くするように制御し
た場合、スイッチング素子Q1をオンした時に流れる電
流量とスイッチング素子Q2 に流れる負荷回路2の共振
による電流の量がアンバランスになるために、上述の問
題点がますます顕著に現れることになる。
【0007】また、特開昭62−77881号公報に示
されるような本発明と類似した回路方式があるが、これ
は目的が異なっており、また動作・効果も全く異なるも
のである。本発明は上述の点に鑑みて提供したものであ
って、コンデンサの放電電流が流れている間、スイッチ
ング素子がオンしないようにして、スイッチング素子の
発熱及びストレスの低減を目的としたインバータ装置を
提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、一方のスイッ
チング素子がオフした時に他方のスイッチング素子と並
列に接続されているコンデンサの放電電流が流れている
間、他方のスイッチング素子のオフを維持する制御手段
を設けたものである。
【0009】
【作用】而して、制御手段により、一方のスイッチング
素子がオフした時に他方のスイッチング素子と並列に接
続されているコンデンサの放電電流が流れている間、他
方のスイッチング素子のオフを維持し、コンデンサの放
電電流がスイッチング素子に急峻に流れ込むのを防止し
て、スイッチング素子の発熱及びストレスの低減を図る
ようにしている。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1はハーフブリッジ方式回路で、放電灯Lを含
むトランジスタインバータ点灯装置に本発明を適用した
場合の実施例を示す。直流電源或いは商用電源を直流平
滑した電源Eからスイッチング素子Q1 ,Q 2 からなる
シリーズインバータ回路1に電源を供給して高周波電流
に変換し、そこから放電灯Lを含む負荷回路2に給電し
て放電灯Lを点灯させる装置である。また、スイッチン
グ素子Q2 がオンした時に、このスイッチング素子Q2
にコンデンサC2 からの放電電流が流れるのを防止する
ために、制御手段を構成する放電対策回路5を設けてい
る。
【0011】次に、動作を説明する。まず、スイッチン
グ素子Q1 がオンされると電源Eより、スイッチング素
子Q1 を通じてカレントトランスCT、チョークコイル
1 、放電灯L、コンデンサC3 とを電流が流れ、電源
Eと戻る。その時、スイッチング素子Q2 はオフしてお
り、それと並列に接続されたコンデンサC2 は、ダイオ
ードD3 を通じて充電される。
【0012】その後、スイッチング素子Q1 がオフする
と、負荷回路2のチョークコイルL 1 とコンデンサC3
により共振電流が、ダイオードD4 とカレントトランス
CTと負荷回路2のチョークコイルL1 から、放電灯L
とコンデンサC3 というループで流れる。その間にスイ
ッチング素子Q2 がオンして上記共振電流が反転する
と、負荷回路2のチョークコイルL1 からカレントトラ
ンスCT、スイッチング素子Q1 、負荷回路2のコンデ
ンサC3 、放電灯Lを通じて流れる。その後、スイッチ
ング素子Q2 がオフすると、上記共振電流は、ダイオー
ドD5 から電源Eを通じて、負荷回路2のコンデンサC
3 、放電灯L、チョークコイルL1 、カレントトランス
CTというループで流れる。
【0013】その間にスイッチング素子Q1 がオンする
という動作を繰り返して放電灯Lをインバータ点灯させ
ている。ところで、上記の一連の動作の中で、スイッチ
ング素子Q2 がオンした時に、このスイッチング素子Q
2 にコンデンサC2 からの放電電流が流れないように、
放電対策回路5を設けている。以下、この放電対策回路
5の動作について説明する。
【0014】すなわち、スイッチング素子Q1 がオンし
ている時は、コンデンサC2 の充電電流は、スイッチン
グ素子Q1 からコンデンサC2 、ダイオードD3 を通じ
て制御回路6に流れる。制御回路6はスイッチング素子
2 のオンデューテイを制御するためのもので、制御回
路6からの信号によりスイッチング素子Q3 をオンさせ
て、スイッチング素子Q2 のベース電流を引き抜くこと
によりオンデューテイを制御する。
【0015】スイッチング素子Q1 がオフした時には、
負荷回路2のチョークコイルL1 とコンデンサC3 の共
振により共振電流が、まずダイオードD4 を流れずに、
コンデンサC2 に充電された電荷を放電するので、コン
デンサC2 からカレントトランスCT、チョークコイル
1 、放電灯L、コンデンサC3 、ダイオードD1 ,D
2 へと流れる。
【0016】その後、コンデンサC2 の電荷を放電しつ
くすと、ダイオードD1 ,D2 とコンデンサC2 という
ループの代わりに、ダイオードD4 を通じて上記共振電
流が流れる。このような回路動作の時に、共振電流によ
りカレントトランスCTが励起され、スイッチング素子
2 のベース電流が流れるのであるが、コンデンサC2
の放電電流が流れている間にスイッチング素子Q2 がオ
ンしてしまうと、コンデンサC2 の電荷がスイッチング
素子Q2 を通して、一気に放電してしまい、スイッチン
グ素子Q2 に大きなストレスがかかってしまう。
【0017】そこで、放電対策回路5を接続し、コンデ
ンサC2 の放電電流が流れている間は、スイッチング素
子Q2 のベース電流を引抜き、スイッチング素子Q2
オンしないようにしているものである。コンデンサC2
の放電電流が上記ループで流れている時に、ダイオード
1 には電流が流れているので、ダイオードD1 のオン
電圧によりスイッチング素子Q 4 はオンして、上記スイ
ッチング素子Q2 のベース電流は引き抜かれ、コンデン
サC2 へと流れ込む。
【0018】コンデンサC2 の放電が完了すると、ダイ
オードD1 には電流が流れないので、ダイオードD1
両端にオン電圧は発生しない。そのために、スイッチン
グ素子Q4 はオフされて、スイッチング素子Q2 にベー
ス電流が流れ、スイッチング素子Q2がオンする。この
回路動作によりコンデンサC2 が放電を行なっている間
は、スイッチング素子Q2 がオンしないという訳であ
る。
【0019】(実施例2)図2は実施例2を示し、放電
対策回路5をスイッチング素子Q1 側に設けた場合であ
る。この場合の回路動作も上述した通りで、同様の効果
を得ることができる。また、スイッチング素子Q1 ,Q
2 の両方に上述の放電対策回路5を接続した場合も同様
である。
【0020】(実施例3)この実施例3では、上述の図
1に示した放電対策回路5の同様の効果を得るために、
ダイオードD1 ,D2 ,D3 からなる放電対策回路5を
設けたものである。以下、この放電対策回路5の動作を
説明する。すなわち、スイッチング素子Q1 がオフする
と、スイッチング素子Q2 と並列に接続されたコンデン
サC2から放電電流が、カレントトランスCT、チョー
クコイルL1 、放電灯L、コンデンサC4 から、ダイオ
ードD1 ,D2 というループを通じて流れる。その間に
カレントトランスCTによりスイッチング素子Q2 のベ
ースに接続された巻線が励起され、ベース電流が流れよ
うとすると、ダイオードD1 のカソード側は、コンデン
サC2 の放電電流が流れているために、ダイオードD1
のアノード側(グランド側)よりも低い電位となってい
る。
【0021】そこで、上記ベース電流は、スイッチング
素子Q2 のベースには流れずに、ダイオードD2 を通じ
て引き抜かれる。コンデンサC2 の放電が終り、ダイオ
ードD1 ,D2 にかかる電圧がオン電圧以下になると、
カレントトランスCTで励起された上記ベース電流はス
イッチング素子Q2 のベースに流れ込み、スイッチング
素子Q2 がオンする。
【0022】上述の動作によりスイッチング素子Q2
コンデンサC2 の放電電流が流れなくなるので、スイッ
チング素子Q2 の損失は減少し、また、放電電流による
影響を考慮しなくてよくなるので、コンデンサC2 の容
量を更に大きなものとすることができ、雑音低減を更に
改善することができる。(実施例4)実施例4を示す図
4は、図3に示す上述の放電対策回路5をスイッチング
素子Q1 側に接続したものであり、上述と同様の回路動
作を行い、同様の効果を得ることができる。また、スイ
ッチング素子Q1 ,Q2 の両方に上述の放電対策回路5
を設けた場合も同様である。
【0023】
【発明の効果】本発明は上述のように、一方のスイッチ
ング素子がオフした時に他方のスイッチング素子と並列
に接続されているコンデンサの放電電流が流れている
間、他方のスイッチング素子のオフを維持する制御手段
を設けたものであるから、制御手段により、一方のスイ
ッチング素子がオフした時に他方のスイッチング素子と
並列に接続されているコンデンサの放電電流が流れてい
る間、他方のスイッチング素子のオフを維持し、コンデ
ンサの放電電流がスイッチング素子に急峻に流れ込むの
を防止して、スイッチング素子の発熱及びストレスの低
減を図ることができるものであり、また、コンデンサの
放電電流はスイッチング素子に流れ込まないため、コン
デンサの容量を大きくすることができ、より雑音を低減
させることができる効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の回路図である。
【図2】実施例2の回路図である。
【図3】実施例3の回路図である。
【図4】実施例4の回路図である。
【図5】従来例の回路図である。
【図6】従来例の説明図である。
【図7】他の従来例の回路図である。
【符号の説明】
1 インバータ回路 2 負荷回路 5 放電対策回路 E 電源 Q1 スイッチング素子 Q2 スイッチング素子 CT カレントトランス C1 コンデンサ C2 コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 晃司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−4597(JP,A) 特開 昭62−77881(JP,A) 特開 昭63−59773(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/48 H02M 7/5387 H05B 41/24 H05B 41/392

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源に並列に一対の直列に接続され
    たスイッチング素子を接続し、このスイッチング素子の
    接続点と共振型負荷回路との間に上記スイッチング素子
    を駆動するカレントトランスを接続し、上記スイッチン
    グ素子と並列に雑音低減用のコンデンサを夫々接続し、
    スイッチング素子を交互にオンオフするインバータ装置
    において、一方のスイッチング素子がオフした時に他方
    のスイッチング素子と並列に接続されているコンデンサ
    の放電電流が流れている間、他方のスイッチング素子の
    オフを維持する制御手段を設けたことを特徴とするイン
    バータ装置。
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