JPH03143271A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、一対のスイッチング素子を備え、方のスイッ
チング素子のオン、オフを他励式で制御すると共に、他
方のスイッチング素子を自動式でオン、オフ制御するイ
ンバータ装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のインバータ装置を第６図に示す。この第６図では
、放電灯ｌを負荷とした放電灯点灯装置にインバータ装
置を用いたもので、インバータ装置としては自動式バー
７ブリツジインバータ装置を用いである。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Ｄ　Ｉ　２
　Ｄ　２が逆並列に＃に続されたトランジスタＱ　＋　
ｒ　Ｑ　２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ｃｏを介して放電灯１ｎ、チョ
ークコイルＬ１、及び駆動トランスＴ、の１次巻線を接
続してあり、駆動トランスＴ１の２つの２次巻線に夫々
誘起される電圧をトランジスタＱ　、、Ｑ　２のベース
に印加し、トランジスタＱ、、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
置換して放電灯ｌａに供給するようにしである。なお、
放電灯１ａの非電源側に並列に８ＭされたコンデンサＣ
２は、放電灯１ａのフィラメントの予熱と共に、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る
。また、転流用コンデンサＣ，はコンデンサＣ３に比べ
て容量が大きく、共振には寄与しない。この放電灯点灯
ｉＩｃ置のインバータ装置の起動は、Ｓ　Ｂ　Ｓ　（Ｓ
　１ｌｉｅｏｎ　Ｂ　１ｒａｔｅｒａｌ　５ｗ１ｔｃｈ
）Ｇ３、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ１からなる起動回路２
で行う。つまり、電源投入によりコンデンサＣ３が充電
され、このコンデンサＣ２の充電電荷が５ＢＳＱコのブ
レークオーバ電圧に達すると、ＳＢＳ　Ｑ　３が導通す
る。これにより、トランジスタＱ２のベース電流が供給
されて、トランジスタＱ２がオンすることにより、イン
バータ装置が起動される。このようにして、インバータ
装置が起動されると、以降は駆動トランスＴ、の作用に
よりトランジスタＱ、、Ｑ２を交互にオン、オフしてイ
ンバータ装置は発振動作を開始する。

ここで、このようにしてインバータ装置がら放電灯１ａ
１．：電流が供給されると、放電灯Ｎａのフィラメント
にコンデンサＣ１を介して予熱電流が流れる。この予熱
により熱電子が放出されて放電灯１ａの始動電圧が下が
ると、コンデンサＣＩとチョークコイルＬ、との共振に
よりコンデンサＣ２に発生する電圧で放電灯１ａが点灯
する。なお、第７図に上記放電灯点灯装置のトランジス
タＱ、、Ｑ、のスイッチング状態と、第６図中工で示す
共振電流を示す。

ところが、この放電灯点灯装置ではトランジスタＱ、、
Ｑ２のｈｐｐ（直流増幅率）のばらつきによりトランジ
スタＱ、、Ｑ２の導通期間が変化するため、全体の発振
周波数が大きく変化し、負荷電流が大３− きくばらつく問題がある。また、発振周波数が回路部品
の定数のばらつきの影響を受けるため、発振周波数の制
御がしすらいという問題があった。

そこで、上記問題を解消するために第８図に示す放電灯
点灯装置が提供されている。この放電灯点灯装置の場合
には、トランジスタＱ、のオン、オフを上述の＃６図の
場合と略同様にして自励式で制御すると共に、他方のス
イ・ンチング素子として用いたＦＥＴＱ２’のオン、オ
フを他励式で制御するようにしである。なお、ＦＥＴＱ
２’は無安定マルチバイブレータ３でオン、オフ制御し
ている。

このインバータ装置においても、各スイッチング素子の
オン、オフ制御方式は異なるが、上述の第６図回路と同
様にしてトランジスタＱ、及びＦＥ　Ｔ　Ｑ　２　’が
交互にオン、オフする。

ところで、このインバータ装置には、トランジスタＱ、
及びＦＥＴＱ２’の同時オンを防止するために、抵抗Ｒ
２、Ｒ！、インバータデートＧ５、アンドデートＧ２か
らなる同時オン防止回路４を設けである。つまり、この
同時オン防止回路４では、４− トランジスタＱ、がオンされ直流電源Ｅの電圧がＦＥＴ
Ｑ２’のデート・ソース間に印加されている場合に、抵
抗Ｒ２，Ｒ，の分圧電圧をインバータデ”−）　Ｇ　＋
にて反転することでアンドデー）Ｇ２を閉じ、このトラ
ンジスタＱ、のオン期間に無安定マルチバイブレータ３
からＦ　Ｅ　Ｔ　Ｑ　２をオンする信号の出力を阻止し
、トランジスタＱ　＋、Ｆ　Ｅ　Ｔ　Ｑ２’が同時オン
することを防止しである。なお、このインバータ装置で
はＦＥＴＱ２’がオフすると、それまで駆動トランスＴ
、の１次巻線にＭｆｆｔされたエネルギにより２次巻線
にトランジスタＱ２をオンする電圧が誘起され、これに
よりトランジスタＱ、がオンし、コンデンサＣ６に蓄積
された充電電荷を放電する方向に電流を流する。そして
、共振電流が飽和すると、駆動トランスＴ、の作用によ
りトランジスタＱ、が逆バイアスされ、オフとなり、そ
の後ＦＥＴＱ２’がオンし、以降上記動作を繰り返すこ
とにより、インバータ装置が発振動作する。なお、この
第８図回路の各部の動作波形図を第９図に示す。

このインバータ装置では発振周波数を無安定マルチバイ
ブレーク３の発振周波数と一致されることができ、よっ
てこの無安定マルチバイブレーク３の発振周波数を変え
ることにより、インバータ装置の発振周波数を変えて負
荷電流を制御できる。

しかも、このインバータ１！置では主たるスイッチング
素子であるＦＥＴＱ２°を他励式でスイッチング制御し
であるので、両スイッチング素子を自励式で制御する場
合のように直流増幅率のばらつきの影響を受けない。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記第８図回路では次のような問題がある。

つまり、この放電灯点灯装置において、コンデンサＣ８
？ＣＩの直列回路の両端電圧が直流電源Ｅの電圧まで充
電された状態で、商用電源に瞬時停電あるいは瞬時電圧
降下等が生じ、トランジスタＱ１がオフすると、ＦＥＴ
Ｑ２がオン、オフを繰り返しても、駆動トランスＴ、の
１次巻線には電流が流れないため、トランジスタＱ１が
オフした状態を保持し、このためインバータ装置の発振
動作が停止してしまう。従って、この場合には、電源を
再投入してインバータ装置を再始動しなければならない
。

本発明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、一対のスイッチング素子を備え、一
方のスイッチング素子のオン、オフを他励式で制御する
と共に、他方のスイッチング素子を自励式でオン、オフ
制御するインバータ装置においても、瞬時停電や瞬時電
圧降下によりインバータ装置の動作が停止したままとな
ることがないようにすることにある。

［ｉ１題を解決するための手段１ 上記目的を達成するために、本発明は転流用のコンデン
サ及び共振回路をＶ＃威するコンデンサの充電電荷を放
電するインピーダンス素子を夫々のコンデンサに接続し
、第１のスイッチング素子がオフ状態を保持した状態を
検出する検出回路を上記制御回路に設け、この第１のス
イッチング素子がオフ状態を保持した際に上記両コンデ
ンサの充電電荷が充分に放電される時点まで制御回路が
第７− ２のスイッチング素子をオン、オフする動作を停止する
ようにしである。

［作用１ 本発明は、上述のように構成することにより、瞬時停電
等でインバータの発振が停止した場合、制御回路による
第２のスイッチング素子のオン。

オフを停止して、転流用のコンデンサ及び共振回路のコ
ンデンサの充電電荷が放電するのを待ち、その後制御回
路を動作させることにより、自動的にインバータ装置を
再始動することができるようにしたものである。

［実施例１１ 第１図及Ｖ第２図に本発明の一実施例を示す。

本実施例では、第１図に示すように、Ｆ　Ｅ　Ｔ　Ｑ　
２のオン、オフをタイマＩＣ（５５５）で構成した無安
定マルチバイブレータ３で制御し、トランジスタＱ、と
ＦＥＴＱ２との同時オンを防止する同時オン防止回路４
を備えている。なお、本実施例の場合には、電源投入か
らの一定時ｆｉｌｌ（例えば、約１秒）は確実に放電灯
１ａのフィラメントの予熱が行８− われるように、トランジスタＱ１とＦＥＴＱ２’とのス
イッチング周波数を高くし、放電灯Ｎａへの印加電圧を
引き下げ、上記予熱時間の経過後にスイッチング周波数
を下げて、放電灯ｌａへの印加電圧を上げ、これにより
放電灯ｌａを点灯するようにしである。このために本実
施例では、上記予熱時間を計時するタイマ回路５と、無
安定マルチバイブレータ３の５番端子の電圧を徐々に増
加して、放電灯１ａが始動する周波数まで無安定マルチ
バイブレーク３の出力の周波数を下げる周波数制御回路
６とを設けである。そして、本実施例ではトランジスタ
Ｑ、がオフ状態を保持した状態、つまりはインバータ装
置の発振停止を検出し、発振停止時には一定時間無安定
マルチバイブレータ３によるＦＥＴＱ２’のオン、オフ
制御を停止するようにしてあり、このあためにインバー
タ装置の発振停止状態を同時オン防止回路４の出力から
検出するダイオ−）’Ｄ３、コンデンサＣ３、インバー
タデートＧ３及び抵抗Ｒ４からなる検出回路７と、この
検出回路７でインバータ装置の発振停止が検出された時
点から一定時間、同時オン防止回路４のアンドデートＧ
２により無安定マルチバイブレータ３の出力を阻止する
単安定マルチバイブレーク（ＣＭＯ８ＩＣ４５２８）８
とを設けである。また、本実施例の場合にはトランジス
タＱ、がオンしなくなった場合に、コンデンサＣ８，Ｇ
３の放電を速やかに行うために放電抵抗Ｒ６，Ｒ，をコ
ンデンサＣ８，Ｃに夫々並列接続しである。

以下、検出回路７及び単安定マルチバイブレータ８の動
作を説明する。トランジスタＱ、、ＦＥＴＱ　２１が交
互にオン、オフしている定常発振時には、同時オン防止
回路４の出力がハイレベルとローレベルとを繰り返すの
で、コンデンサＣ３の充電電荷はインバータデー）Ｇ３
のしきい値に達せず、単安定マルチバイブレータ８の出
力はハイレベルとなっている。このため、ＦＥＴＱ２’
は第２図（、）に示す無安定マルチバイブレーク３の出
力により同図（ｂ）に示すようにオン、オフ制御される
。

今、コンデンサＣ，，Ｃ，の充電電荷が直流電源Ｅの電
圧まで充電された状態で、瞬時停電等が生じ、これによ
りトランジスタＱ、がオフした場合、上述したようにト
ランジスタＱ、がオフ状態に保持され、発振動作が停止
する。このときには、同時オン防止回路４の出力はハイ
レベルとなるので、コンデンサＣ８の充電電荷の放電が
停止され、これによりコンデンサＣ３の両端電圧がイン
バータデートＧ３のしきい値を越える（第２図（ｃ）に
インバータデー）Ｃｚ出力を示す〉。このため、第２図
（ｄ）に示すように単安定マルチバイブレータ８の出力
がローレベルとなり、この単安定マルチバイブレータ８
の出力がローレベルである期間、無安定マルチバイブレ
ーク３の出力がアンドデートＧ２により阻止される。よ
って、ＦＥＴＱ２’は単安定マルチバイブレータ８の出
力がローレベルである間オフとなる。ここで、上記単安
定マルチバイブレーク８の出力がローレベルである期間
は、コンデンサＣ９，Ｇ３の充電電荷が充分に放電され
る期間に設定しである。従って、単安定マルチバイブレ
ーク８の出力がハイレベルとなり、無安定マルチバイブ
レーク３の出力でＦＥＴＱ２’がオンさ１１− れた際に、駆動トランスＴ、の１次巻線に電流が流れ、
トランジスタＱ、がオンする。このように本実施例によ
れば電源の再投入等を行うことなく、自動的にインバー
タ装置の発振動作を再開させることができる。

［実施例２１ 第３図及び第４図に本発明の他の実施例を示す。

本実施例では、第１の実施例の単安定マルチバイブレー
ク８の代わりに第４図（ｂ）に示すように無安定マルチ
バイブレーク３よりもオンデユーテイの長い無安定マル
チバイブレーク９を用いたもので、無安定マルチバイブ
レータ３，９の出力制御を検出回路７で行うようにした
もので、検出回路７のインバータデー）Ｇ３の出力と無
安定マルチバイブレータ３の出力とを入力とするアンド
デー）Ｇ４と、検出回路７のインバータデー）Ｇ３を通
さない出力と無安定マルチバイブレータ９の出力とを入
力とするアンドデートＧＳと、夫々のアンドデートＧ　
４　？　Ｇ　９の出力を入力とするオアデートＧ６とを
備えている。

１２− 本実施例ではインバータ装置の発振が停止したときに、
無安定マルチバイブレーク９の出力でＦＥＴＱ２”をオ
ン、オフする。この場合には上記無安定マルチバイブレ
ータ９の出力がローレベルである期間はコンデンサＣ６
ｔｅｌの充電電荷が充分に放電される期間になっている
ので、上述の実施例の場合と同様にしてインバータ装置
の発振動作を自動的に開始させることができる。

［実施例３］ 第５図に本発明のさらに他の実施例を示す。本実施例で
は無安定マルチバイブレーク１０で検出回路７を一体に
構成したもので、インバータ装置の発振停止時にこの無
安定マルチバイブレータ１０の出力でトランジスタＱ、
をオン、オフ制御して、トランジスタＱ、のオン時に無
安定マルチバイブレーク３の出力をローレベルに引き下
げるようにしたものである。なお、上記無安定マルチバ
イブレーク１０のオンデユーテイは無安定マルチバイブ
レーク３よりも長く、出力がローレベルである期間はコ
ンデンサＣ６，Ｇ３の充電電荷が充分に放電する期間に
なっている。従って、本実施例でも自動的にインバータ
装置の発振動作を開始させることができる。

［発明の効果１ 本発明は上述のように、転流用のコンデンサ及び共振回
路を構成するコンデンサの充電電荷を放電するインピー
ダンス素子を夫々のコンデンサに接続し、第１のスイッ
チング素子がオフ状態を保持した状態を検出する検出回
路を上記制御回路に設け、この第１のスイッチング素子
がオフ状態を保持した際に上記両コンデンサの充電電荷
が充分に放電される時点まで制御回路が第２のスイッチ
ング素子をオン、オフする動作を停止させているので、
瞬時停電等で第１のスイッチング素子がオフ状態を保持
してインバータ装置の発振が停止した場合、制御回路に
よる第２のスイッチング素子のオン、オフを停止して、
転流用のコンデンサ及び共振回路のコンデンサの充電電
荷が放電するのを待ち、その後制御回路を動作させるこ
とができ、このため自動的にインバータ装置を再発振さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は同上の動
作説明図、第３図は他の実施例の回路図、第４図は同上
の動作説明図、第５図はさらに他の実施例の回路図、第
６図は従来例の回路図、第７図は同上の動作説明図、＃
８図は他の従来例の回路図、第９図は同上の動作説明図
である。 ３．９．１０は無安定マルチバイブレータ、７は検出回
路、Ｑ、はトランジスタ、Ｑ　２”はＦＥＴ、１ａは放
電灯、Ｅは直流電源、Ｔ、は駆動トランス、ＣＯｔ　Ｃ
Ｉはコンデンサ、Ｒ５ｔＲ，６は抵抗である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源の両端に第１及び第２のスイッチング素
   子を直列接続すると共に、第１のスイッチング素子の両
   端に転流用コンデンサを介して負荷と共振回路とからな
   る負荷回路と駆動トランスの１次巻線との直列回路を接
   続し、第２のスイッチング素子のオン、オフを制御回路
   で制御すると共に、上記駆動トランスの２次巻線に誘起
   される電圧によって第１のスイッチング素子をオン、オ
   フ制御して、第１及び第２のスイッチング素子を交互に
   オン、オフ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するインバータ装置において
   、上記転流用のコンデンサ及び共振回路を構成するコン
   デンサの充電電荷を放電するインピーダンス素子を夫々
   のコンデンサに接続し、第１のスイッチング素子がオフ
   状態を保持した状態を検出する検出回路を上記制御回路
   に設け、この第１のスイッチング素子がオフ状態を保持
   した際に上記両コンデンサの充電電荷が充分に放電され
   る時点まで制御回路が第２のスイッチング素子をオン、
   オフする動作を停止して成るインバータ装置。