JPH0330292A - Inverter device - Google Patents

Inverter device

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Publication number
JPH0330292A
JPH0330292A JP16632389A JP16632389A JPH0330292A JP H0330292 A JPH0330292 A JP H0330292A JP 16632389 A JP16632389 A JP 16632389A JP 16632389 A JP16632389 A JP 16632389A JP H0330292 A JPH0330292 A JP H0330292A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
discharge lamp
capacitor
pressure discharge
high pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16632389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Satomi
里見 彰
Haruo Nagase
春男 永瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP16632389A priority Critical patent/JPH0330292A/en
Publication of JPH0330292A publication Critical patent/JPH0330292A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To drive easily a load such as a high pressure discharge lamp which needs the high voltage at the time of starting by applying the high pressure pulse voltage, the high frequency voltage having a small amplitude and the direct current voltage. CONSTITUTION:The high pressure pulse voltage VOP is generated by an igniter IG during an operating period T1a, T2b, and it is applied to the high pressure discharge lamp H to make the high pressure discharge lamp H under the glow discharge condition. Next, transistors Q1, Q2 are mutually turned on/off during the operating period T2a, T2b to generate the high frequency voltage VHF, and it is applied to the high pressure discharge lamp H. The amplitude of this high frequency voltage VHF is smaller than the amplitude of the high pressure pulse voltage VOP, but it is larger than the amplitude of the direct current voltage VDC following thereafter. Next, during the operating period T3a, the positive direct current voltage VDC is generated by turning on/off the transistor Q1 with the high frequency under the condition that the transistor Q2 is turned off, and it is applied to the high pressure discharge lamp H. A load such as a high pressure discharge lamp which needs the high voltage at the time of starting is thereby driven easily.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体スイッチング素子を用いたインバータ
装置に関するものであり、例えば高圧放電灯を始動点灯
させる用途に特に適するものである. [従来の技術] 第7図は従来のインバータ装置(特開昭62−2679
1号公報参照)の回路図である.以下、その回路楕戒に
ついて説明する.直流電源Eには、トランジスタQ,,
Q.の直列回路とトランジスタQ,.Q.の直列回路と
が並列的に接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an inverter device using semiconductor switching elements, and is particularly suitable for, for example, starting and lighting a high-pressure discharge lamp. [Prior art] Figure 7 shows a conventional inverter device (Japanese Patent Laid-Open No. 62-2679
(See Publication No. 1). Below, we will explain the circuit ellipse. The DC power supply E includes transistors Q,...
Q. series circuit and transistor Q, . Q. series circuits are connected in parallel.

トランジスタQ,−44には、ダイオードD,〜D,が
それぞれ逆並列接続されているJトランジスタQ,.Q
.の接続点と、トランジスタQ.,Q4の接続点の間に
は、インダクタし,とパルストランスPTの2次巻線を
介して高圧放電灯Hが接続されている.パルストランス
PTの2次巻線と高圧放電灯Hの直列回路には、コンデ
ンサC,が並列接続されると共に、イグナイタIGが並
列接続されている.各トランジスタQ,〜Q4の制御電
極には、駆動回路K1〜K,を介して制御回路Sがらの
制御信号が供給されている.上記回路では、トランジス
タQ .Q 3は高周波的にスイッチングされ、トラン
ジスタQ2.Q4は低周波的にスイッチングされる. 第8図は上記回路における高圧放電灯Hの始動時におけ
る両端電圧v2の波形を示している.電圧■2が正の動
作期間Taでは、トランジスタQ4をオン、トランジス
タQ2.Q,をオフさせたまま、トランジスタQ,を高
周波でオン・オフさせる.また、電圧■2が負の動作期
間Tbでは、トランジスタQ2をオン、トランジスタQ
,,Q.をオフさせたまま、トランジスタQ3を高周波
でオン・オフさせる.各動作期間T a , T bに
おいて、イグナイタIQにより発生された高圧パルス電
圧Vopは、パルストランスPTを介して高圧放電灯H
に印加される.これによって、高圧放電灯Hはグロー放
電状態となる.そして、高圧パルス電圧Vopに続く直
流電圧VOCのエネルギーによって、高圧放電灯Hはグ
ロー放電状態からアーク放電状態に移行する.このアー
ク放電状態への移行を行うためには、直流電圧VOCは
点灯時の管電圧V1aの2〜3倍程度は必要である. [発明が解決しようとする課題] 上記回路はフルブリッジ構或であるので、高圧放電灯H
に印加される直流電圧VDCは直流電源Eの電圧V1に
ほぼ等しい。このため、高圧放電灯Hの点灯時の管電圧
V1aが高い場合には、直流電源Eの電圧vlを高くし
なければならない。直流電源Eは商用交流電源を整流平
滑して得られるので、通常は約140Vであり、倍電圧
整流した場合でも約280vである.したがって、より
高い電圧が必要な場合には、昇圧チョッパー回路等を用
いて直流電源Eの電圧■1を昇圧する必要があり、電源
回路が大型化するという問題がある。また、直流電源E
の電圧V,を高くすると、定常点灯時におけるインダク
タし,の電圧分担が大きくなり、損失が増大して効率が
低下すると共に、インダクタL.が大型化するという問
題がある.本発明はこのような点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、高圧放電灯のような
始動時に高電圧を必要とする負荷を駆動するのに適した
小型で効率の高い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] 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第1
図及び第2図に示すように、直流電源Eと、負荷(高圧
放電灯H)にコンデンサCIを並列接続しインダクタL
1を直列接続した負荷回路と、直流電源Eをスイッチン
グして負荷回路に電力を供給するスイッチング素子(ト
ランジスタQ,,Q2)とを備えるインバータ装置にお
いて、高圧パルス電圧Vopと、この高圧パルス電圧V
opよりも振幅が小さい高周波電圧vHFと、この高周
波電圧VHFよりも振幅が小さい直流電圧VOCとを負
荷回路の無負荷時に周期的に発生させる制御回路Sを備
え、少なくとも高周波電圧VHFと直流電圧VDCは前
記直流電源Eと負荷回路とスイッチング素子により発生
され、高周波電圧VHFは少なくとも高圧パルス電圧V
opの印加後に発生されることを特徴とするものである
. なお、高周波電圧VHFは少なくとも高圧パルス電圧V
opの印加後に発生すれば良く、高圧パルス電圧Vop
の印加前にも高周波電圧VHFが発生しても構わない. [作用] 本発明にあっては、このように、高圧パルス電圧Vop
の印加後に、高圧パルス電圧Vopよりも振幅が小さく
、直流電圧VOCよりも振幅が大きい高周波電圧VHF
を印加するようにしたから、直流電圧VOCの振幅が小
さくても、高圧パルス電圧Vopによりグロー放電状態
となった高圧放電灯Hを高周波電圧VHFのエネルギー
によりアーク放電状態に移行させることができ、直流電
圧VDCが低くても始動性能を高くすることができる.
また、直流電圧VDCを低くできるので、定常時におけ
るインダクタL+の電圧分担を小さくでき、損失の低減
とインダクタL,の小型化を実現できる.[実施例1] 第1図は本発明の第1実施例の回路図である。
The transistors Q, -44 are connected to J transistors Q, . Q
.. and the connection point of transistor Q. , Q4 are connected to a high pressure discharge lamp H via an inductor and a secondary winding of a pulse transformer PT. A capacitor C is connected in parallel to a series circuit between the secondary winding of the pulse transformer PT and the high pressure discharge lamp H, and an igniter IG is connected in parallel. Control signals from the control circuit S are supplied to the control electrodes of the transistors Q, -Q4 via drive circuits K1 -K. In the above circuit, transistor Q. Q3 is high frequency switched and transistors Q2. Q4 is switched at low frequency. FIG. 8 shows the waveform of the voltage v2 across the high-pressure discharge lamp H in the above circuit at the time of starting. During the operation period Ta in which the voltage ■2 is positive, the transistor Q4 is turned on, and the transistors Q2. Transistor Q is turned on and off at high frequency while Q is kept off. In addition, during the operation period Tb in which the voltage ■2 is negative, the transistor Q2 is turned on, and the transistor Q2 is turned on.
,,Q. Turn transistor Q3 on and off at high frequency while keeping it off. In each operating period Ta, Tb, the high voltage pulse voltage Vop generated by the igniter IQ is transmitted to the high pressure discharge lamp H via the pulse transformer PT.
is applied to. As a result, the high-pressure discharge lamp H enters a glow discharge state. The high-pressure discharge lamp H shifts from the glow discharge state to the arc discharge state due to the energy of the DC voltage VOC following the high-pressure pulse voltage Vop. In order to transition to this arc discharge state, the DC voltage VOC needs to be about 2 to 3 times the tube voltage V1a during lighting. [Problem to be solved by the invention] Since the above circuit has a full bridge structure, the high pressure discharge lamp H
The DC voltage VDC applied to is approximately equal to the voltage V1 of the DC power supply E. Therefore, if the tube voltage V1a when the high-pressure discharge lamp H is turned on is high, the voltage v1 of the DC power supply E must be increased. Since the DC power source E is obtained by rectifying and smoothing a commercial AC power source, it is usually about 140V, and even when voltage doubler is rectified, it is about 280V. Therefore, if a higher voltage is required, it is necessary to step up the voltage (1) of the DC power supply E using a step-up chopper circuit or the like, which poses a problem of increasing the size of the power supply circuit. In addition, the DC power supply E
When the voltage V of the inductor L is increased, the voltage share of the inductor L during steady lighting increases, the loss increases, the efficiency decreases, and the inductor L. The problem is that the size of the The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to provide a compact and highly efficient device suitable for driving loads that require high voltage at startup, such as high-pressure discharge lamps. Our purpose is to provide inverter equipment. [Means for Solving the Problems] In the present invention, in order to solve the above problems, the first
As shown in the figure and Figure 2, a capacitor CI is connected in parallel to the DC power supply E and the load (high pressure discharge lamp H), and an inductor L
1 connected in series, and switching elements (transistors Q, Q2) that switch the DC power supply E and supply power to the load circuit.
The control circuit S includes a control circuit S that periodically generates a high frequency voltage vHF having a smaller amplitude than the high frequency voltage VHF and a DC voltage VOC having a smaller amplitude than the high frequency voltage VHF when the load circuit is not loaded. is generated by the DC power supply E, the load circuit, and the switching element, and the high frequency voltage VHF is at least the high voltage pulse voltage V
This is characterized in that it is generated after the application of op. Note that the high frequency voltage VHF is at least the high voltage pulse voltage V
It only needs to be generated after the application of the high voltage pulse voltage Vop
It does not matter if the high frequency voltage VHF is generated before the application of VHF. [Function] In the present invention, as described above, the high voltage pulse voltage Vop
After the application of the high-frequency voltage VHF, which has a smaller amplitude than the high-voltage pulse voltage Vop and a larger amplitude than the DC voltage VOC.
, even if the amplitude of the DC voltage VOC is small, the high-pressure discharge lamp H that has entered the glow discharge state due to the high-voltage pulse voltage Vop can be transferred to the arc discharge state using the energy of the high-frequency voltage VHF. Starting performance can be improved even if the DC voltage VDC is low.
Furthermore, since the DC voltage VDC can be lowered, the voltage share of the inductor L+ during steady state can be reduced, and loss can be reduced and the size of the inductor L can be reduced. [Embodiment 1] FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

以下、その回路構成について説明する.直流電源Eには
、トランジスタQ,.Q2の直列回路とコンデンサC 
.,C .の直列回路とが並列的に接続されている。各
トランジスタQ..Q2には、ダイオードD,,D2が
それぞれ逆並列接続されている.各コンデンサC ,,
C .には、直流電源Eの約半分の電圧が充電される.
トランジスタQ,,Q2の接続点と、コンデンサC y
 , C 4の接続点の間には、インダクタL1とパル
ストランスPTの2次巻線を介して高圧放電灯Hが接続
されている.パルストランスPTの2次巻線と高圧放電
灯Hの直列回路には、コンデンサCIが並列接続される
と共に、イグナイタIGが並列接続されている.各トラ
ンジスタQI,Q2の制御電極には、駆動回路K,,K
.を介して制御回路Sからの制御信号が供給されている
. 第2図は上記回路における高圧放電灯Hの始動時におけ
る電圧波形を示している.動作期間T.a,T + b
では、イグナイタIGにより高圧パルス電圧Vopが発
生され、高圧放電灯Hに印加される.これにより、高圧
放電灯Hはグロー放電状態となる.次に、動作期間Tz
a,Tzbでは、トランジスタQ I,Q2が交互にオ
ン・オフ動作を行うことにより、高周波電圧VHFが発
生され、高圧放電灯Hに印加される。この高周波電圧V
HFの振幅は、高圧パルス電圧Vopの振幅よりは小さ
いが、その後に続く直流電圧VOCの振幅よりは大きい
.この高周波電圧VHFのエネルギーにより、高圧放電
灯Hはグロー放電状態からアーク放電状態に移行する。
The circuit configuration will be explained below. The DC power supply E includes transistors Q, . Series circuit of Q2 and capacitor C
.. ,C. series circuits are connected in parallel. Each transistor Q. .. Diodes D, D2 are connected in antiparallel to Q2. Each capacitor C,,
C. is charged with approximately half the voltage of DC power supply E.
Connection point of transistors Q,,Q2 and capacitor Cy
, C4, a high pressure discharge lamp H is connected via an inductor L1 and a secondary winding of a pulse transformer PT. A capacitor CI is connected in parallel to a series circuit between the secondary winding of the pulse transformer PT and the high pressure discharge lamp H, and an igniter IG is connected in parallel. The control electrodes of each transistor QI, Q2 are connected to drive circuits K, , K
.. A control signal from the control circuit S is supplied via the control circuit S. Figure 2 shows the voltage waveform at the time of starting the high pressure discharge lamp H in the above circuit. Operating period T. a, T + b
Then, a high-voltage pulse voltage Vop is generated by the igniter IG and applied to the high-pressure discharge lamp H. As a result, the high pressure discharge lamp H enters a glow discharge state. Next, the operating period Tz
In a and Tzb, the transistors QI and Q2 alternately turn on and off to generate a high frequency voltage VHF, which is applied to the high pressure discharge lamp H. This high frequency voltage V
The amplitude of HF is smaller than the amplitude of the high voltage pulse voltage Vop, but larger than the amplitude of the DC voltage VOC that follows. The energy of this high frequency voltage VHF causes the high pressure discharge lamp H to transition from a glow discharge state to an arc discharge state.

次に、動作期間73aでは、トランジスタQ2がオフの
ままトランジスタQ,が高周波でオン・オフすることに
より、正極性の直流電圧VDCが発生され、高圧放電灯
Hに印加される.また、動作期間T.bでは、トランジ
スタQ1がオフのままトランジスター(hが高周波でオ
ン・オフすることにより、負極性の直流電圧が発生され
、高圧放電灯Hに印加される. ここで、動作期間T2a,T2bにおいて、高周波電圧
VHFが発生するときの回路動作について詳しく説明す
る.この期間においては、トランジスタQ,.Q2が所
定のデッドオフタイムを経て交互にオン・オフされる.
まず、トランジスタQ,がオン、トランジスタQ2がオ
フのときには、コンデンサC,からトランジスタQ,、
インダクタL,、コンデンサC,を介して電流が流れて
コンデンサC,が放電されると共に、直流電源Eからト
ランジスタQ1、インダクタL,、コンデンサCI,コ
ンデンサC4を介して電流が流れてコンデンサC,が充
電される。高圧放電灯Hは無負荷状態であるので、ほと
んど電流が流れない.その後、トランジスタQ..Q2
が共にオフすると、インダクタし,の蓄積エネルギーに
より、イン,ダクタし,からコンデンサC.コンデンサ
C4、ダイオードD2を介して電流が流れる.次に、ト
ランジスタQ1がオフ、トランジスタQ2がオンのとき
には、コンデンサC4からコンデンサCI,インダクタ
LトランジスタQ2を介して電流が流れてコンデンサC
,が放電されると共に、直流電源EからコンデンサC,
、コンデンサCI.インダクタL,、トランジスタQ2
を介して電流が流れてコンデンサC,が充電される.そ
の後、トランジスタQ,.Q,が共にオフすると、イン
ダクタL1の蓄積エネルギーにより、インダクタし,か
らダイオードD1、コンデンサCコ、コンデンサC1を
介して電流が流れる.以下、上記の過程を繰り返し、イ
ンダクタL.とコンデンサC,の直列共振回路には、高
周波電流が流れる.この高周波電流の周波数は、トラン
ジスタQ,,Q.のスイッチング周波数により決まる.
したがって、制御回路Sによりスイッチング周波数を直
列共振回路の共振周波数に近い周波数(通常は共振周波
数よりも少し高い周波数)に設定すれば、コンデンサC
1の両端には共振作用により高周波の高電圧が発生し、
高圧放電灯Hに印加される。この高周波電圧VHFの振
幅は、インダクタL.とコンデンサC1よりなる直列共
振回路の共振周波数と、トランジスタQ,.Q2のスイ
ッチング周波数との関係により自由に設定することがで
きるので、使用する高圧放電灯Hに応じてインダクタL
,やコンデンサC1の回路定数、スイッチング周波数の
設計値を変更すれば、所望の始動性能を得ることが可能
となる。
Next, in the operation period 73a, the transistor Q is turned on and off at high frequency while the transistor Q2 is off, so that a positive DC voltage VDC is generated and applied to the high pressure discharge lamp H. In addition, the operating period T. In b, while the transistor Q1 is off, the transistor (h) is turned on and off at high frequency, so that a negative DC voltage is generated and applied to the high-pressure discharge lamp H. Here, in the operating periods T2a and T2b, The circuit operation when the high frequency voltage VHF is generated will be explained in detail.During this period, the transistors Q and Q2 are alternately turned on and off after a predetermined dead-off time.
First, when transistor Q, is on and transistor Q2 is off, from capacitor C, transistor Q, .
Current flows through inductor L, capacitor C, and capacitor C is discharged, and at the same time, current flows from DC power supply E through transistor Q1, inductor L, capacitor CI, and capacitor C4, and capacitor C is discharged. It will be charged. Since the high-pressure discharge lamp H is in a no-load state, almost no current flows. After that, transistor Q. .. Q2
When both are turned off, the inductor C. Current flows through capacitor C4 and diode D2. Next, when transistor Q1 is off and transistor Q2 is on, current flows from capacitor C4 through capacitor CI, inductor L, and transistor Q2.
, is discharged, and the capacitor C,
, capacitor CI. Inductor L, transistor Q2
Current flows through the capacitor C, charging it. Then transistors Q, . When Q and Q are both turned off, the energy stored in inductor L1 causes the inductor to become inductor, and current flows through diode D1, capacitor C, and capacitor C1. Thereafter, the above process is repeated and the inductor L. A high-frequency current flows through the series resonant circuit of capacitor C and capacitor C. The frequency of this high frequency current is determined by the frequency of the transistors Q, ,Q. It is determined by the switching frequency of
Therefore, if the switching frequency is set by the control circuit S to a frequency close to the resonant frequency of the series resonant circuit (usually a frequency slightly higher than the resonant frequency), the capacitor C
A high frequency high voltage is generated at both ends of 1 due to resonance,
The voltage is applied to the high pressure discharge lamp H. The amplitude of this high frequency voltage VHF is determined by the inductor L. and the resonant frequency of the series resonant circuit consisting of capacitor C1 and transistors Q, . Since it can be set freely depending on the relationship with the switching frequency of Q2, the inductor L can be set according to the high pressure discharge lamp H used.
, the circuit constants of the capacitor C1, and the design values of the switching frequency, it is possible to obtain the desired starting performance.

次に、動作期間T3aにおいて、正極性の直流電圧VO
Cが発生するときの回路動作について説明する.この期
間においては、トランジスタQ2がオフのままで、トラ
ンジスタQ1のみが高周波でオン・オフ動作を行う.ま
ず、トランジスタQ1がオンのときには、コンデンサC
,からトランジスタQ,、インダクタL.コンデンサC
1を介して電流が流れてコンデンサC,が放電されると
共に、直流電源EからトランジスタQ1、インダクタL
コンデンサC,、コンデンサC4を介して電流が流れて
コンデンサC,が充電される。高圧放電灯Hは無負荷状
態であるので、ほとんど電流が流れない.次に、トラン
ジスタQ1がオフすると、インダクタL,の蓄積エネル
ギーにより、インダクタL.からコンデンサC1、コン
デンサC,、ダイオードD2を介して電流が流れる.以
下、上記の過程を繰り返し、インダクタL,をエネルギ
ー蓄積要素とし、コンデンサC1を平滑要素とし、ダイ
オードD2を帰還電流路とするチョッパー回路が構或さ
れ、コンデンサC1には直流電圧が充電される. 次に、動作期間T,bにおいて、負極性の直流電圧VO
Cが発生するときの回路動作について説明する.この期
間においては、トランジスタQ1がオフのままで、トラ
ンジスタQ2のみが高周波でオン・オフ動作を行う.ま
ず、トランジスタQ2がオンのときには、コンデンサC
,からコンデンサC1、インダクタL.、トランジスタ
Q2を介して電流が流れてコンデンサC4が放電される
と共に、直流電源EからコンデンサC,、コンデンサC
インダクタL,、トランジスタQ2を介して電流が流れ
てコンデンサC3が充電される.次に、トランジスタQ
2がオフすると、インダクタL1の蓄積エネルギーによ
り、インダクタL1からダイオードD+、コンデンサC
,、コンデンサC1を介して電流が流れる.以下、上記
の過程を繰り返し、インダクタLIをエネルギー蓄積要
素とし、コンデンサC1を平滑要素とし、ダイオードD
,を帰還電流路とするチョッパー回路がIII戒され、
コンデンサCIには動作期間T=aとは逆極性の直流電
圧が充電される. このように、制御回路SによりトランジスタQQ2に供
給する制御信号を変化させることにより、動作期間T.
a,Tabでは高圧放電灯Hに高周波電圧VHFを印加
し、動作期間T3a,T3bでは高圧放電灯Hに交互に
極性が反転する直流電圧VOCを印加することができる
. [実施例2] 第3図は本発明の第2実施例の回路図であり、第4図は
その動作波形図である.本実施例にあっては、動作期間
T + a , T , bにおいて、高圧パルス電圧
Vopを発生させるために、第1図の実施例で用いたイ
グナイタIGとパルストランスPTに代えて、インダク
タLtとコンデンサC1の共振作用を利用している。す
なわち、上述の動作期間72a,T2bにおけるインバ
ータ動作において、スイッチング周波数をインダクタL
1とコンデンサC1の共振周波数に近付けることによっ
て、コンデンサCの両端に高周波の高電圧を発生させる
ようにしている.この場合、動作期間Tla,Tlbに
おけるスイッチング周波数は、動作期間T2a,T2b
におけるスイッチング周波数に比べて、インダクタL,
とコンデンサC,の共振周波数に更に近く設定される.
したがって、動作期間T . a , T . bにお
いて高圧放電灯Hに印加される高圧パルス電圧Vopの
振幅は、動作期間72a,T2bにおいて高圧放電灯H
に印加される高周波電圧VHFの振幅よりも大きくする
ことができる. 本実施例にあっては、イグナイタIGとパルストランス
PTが不要になるので、装置を小型軽量化することが可
能となる.ただし、制御回路Sは動作期間T1a,Tu
bとT2a,T2bにおけるスイッチング周波数を切り
換える機能を必要とする。
Next, during the operation period T3a, the positive polarity DC voltage VO
We will explain the circuit operation when C occurs. During this period, transistor Q2 remains off, and only transistor Q1 performs on/off operations at high frequency. First, when transistor Q1 is on, capacitor C
, to transistor Q, and inductor L. Capacitor C
1, a current flows through the capacitor C, and the capacitor C is discharged. At the same time, the current flows from the DC power supply E to the transistor Q1 and the inductor L.
Current flows through capacitors C and C4 to charge capacitors C and C4. Since the high-pressure discharge lamp H is in a no-load state, almost no current flows. Next, when transistor Q1 turns off, the energy stored in inductor L causes inductor L. A current flows from the capacitor C1, capacitor C, and diode D2. Thereafter, the above process is repeated to construct a chopper circuit in which the inductor L is used as an energy storage element, the capacitor C1 is used as a smoothing element, and the diode D2 is used as a return current path, and the capacitor C1 is charged with DC voltage. Next, during the operation period T, b, the negative polarity DC voltage VO
We will explain the circuit operation when C occurs. During this period, transistor Q1 remains off, and only transistor Q2 performs on/off operations at high frequency. First, when transistor Q2 is on, capacitor C
, to capacitor C1, inductor L. , a current flows through transistor Q2 to discharge capacitor C4, and at the same time, a current flows from DC power supply E to capacitor C, , capacitor C
Current flows through inductor L, transistor Q2, and capacitor C3 is charged. Next, transistor Q
2 is turned off, the stored energy in inductor L1 causes the flow from inductor L1 to diode D+ and capacitor C.
, , a current flows through the capacitor C1. Hereinafter, the above process is repeated, the inductor LI is used as the energy storage element, the capacitor C1 is used as the smoothing element, and the diode D
The chopper circuit with , as the feedback current path is given as the III precept,
The capacitor CI is charged with a DC voltage of opposite polarity to the operating period T=a. In this way, by changing the control signal supplied to the transistor QQ2 by the control circuit S, the operation period T.
In a and Tab, a high frequency voltage VHF is applied to the high pressure discharge lamp H, and in operation periods T3a and T3b, a DC voltage VOC whose polarity is alternately reversed can be applied to the high pressure discharge lamp H. [Embodiment 2] FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an operating waveform diagram thereof. In this embodiment, in order to generate the high-voltage pulse voltage Vop during the operation period T + a, T, b, an inductor Lt is used instead of the igniter IG and pulse transformer PT used in the embodiment of FIG. The resonance effect of the capacitor C1 is utilized. That is, in the inverter operation during the above-mentioned operation periods 72a and T2b, the switching frequency is changed to the inductor L.
1 and the resonant frequency of capacitor C1, a high frequency and high voltage is generated across capacitor C. In this case, the switching frequencies in the operating periods Tla and Tlb are the same as those in the operating periods T2a and T2b.
Compared to the switching frequency of the inductor L,
is set closer to the resonant frequency of capacitor C.
Therefore, the operating period T. a, T. The amplitude of the high-pressure pulse voltage Vop applied to the high-pressure discharge lamp H at time b is the same as the amplitude of the high-pressure pulse voltage Vop applied to the high-pressure discharge lamp H during the operation periods 72a and T2b.
The amplitude can be made larger than the amplitude of the high frequency voltage VHF applied to the In this embodiment, since the igniter IG and pulse transformer PT are not required, the device can be made smaller and lighter. However, the control circuit S operates during the operating period T1a, Tu
It requires a function to switch the switching frequency at T2a, T2b, and T2a.

[実施例3] 第5図は本発明の第3実施例の回路図である。[Example 3] FIG. 5 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention.

本実施例にあっては、第1図の回路において、イグナイ
タIGに代えてLC共振回路を接続したものである.ト
ランジスタQ..Q2の接続点には、コンデンサC2の
一端が接続され、コンデンサC3C,の接続点には、イ
ンダクタL2の一端が接続され、コンデンサC2の他端
とインダクタL2の他端の間には、コンデンサC,が接
続されている。コンデンサC5の両端には、パルストラ
ンスPTの1次巻線が接続されている.コンデンサC,
とインダクタL2は直列共振回路を構成しており、その
共振作用によりコンデンサC5の両端に発生する電圧が
パルストランスPTとコンデンサC,を介して放電灯H
に印加される. [実施例4] 第6図は本発明の第4実施例の回路図である。
In this embodiment, an LC resonant circuit is connected in place of the igniter IG in the circuit shown in FIG. Transistor Q. .. One end of the capacitor C2 is connected to the connection point of Q2, one end of the inductor L2 is connected to the connection point of the capacitor C3C, and a capacitor C2 is connected between the other end of the capacitor C2 and the other end of the inductor L2. , is connected. The primary winding of a pulse transformer PT is connected to both ends of the capacitor C5. capacitor C,
and inductor L2 constitute a series resonant circuit, and due to their resonance, the voltage generated across capacitor C5 is transmitted to discharge lamp H via pulse transformer PT and capacitor C.
is applied to. [Embodiment 4] FIG. 6 is a circuit diagram of a fourth embodiment of the present invention.

本実施例は、第7図の従来例において、イグナイタIG
とパルストランスPTを省略した構成となっている。本
実施例の動作波形は第4図と同じとなる。まず、動作期
間T + a , T + b及びT2a,T2bでは
、トランジスタQ,,Q.がオンでトランジスタQ2,
Q,がオフである第1の状態と、トランジスタQ〜Q,
が全てオフである第2の状態と、トランジスタQ,,Q
.がオフでトランジスタQ 2 , Q−がオンである
第3の状態と、トランジスタQ1〜Q,が全てオフであ
る第4の状態とが同順に繰り返すことにより、高圧放電
灯Hには高周波電圧が印加される。動作期間T + a
 , T + bでは動作期間72a,T2bに比べて
スイッチング周波数が共振周波数に近く設定され、動作
期間T,a,T+b″C′発生する高周波パルス電圧V
opは動作期間T2a,T2bで発生する高周波電圧V
HFよりも振幅が大きくなる。次に、動作期間T3aで
は、トランジスタQ2,Q,がオフのままでトランジス
タQ..Q.が高周波でオン・オフして、高圧放電灯H
には直流電圧が印加される。
In this embodiment, in the conventional example shown in FIG. 7, the igniter IG
The configuration is such that the pulse transformer PT is omitted. The operating waveforms of this embodiment are the same as those shown in FIG. First, during the operating periods T + a, T + b, T2a, T2b, the transistors Q,, Q. is on and transistor Q2,
A first state in which Q, is off, and transistors Q to Q,
a second state in which all are off, and transistors Q,,Q
.. By repeating in the same order a third state in which is off and transistors Q2 and Q- are on, and a fourth state in which all transistors Q1 to Q are off, a high-frequency voltage is applied to the high-pressure discharge lamp H. applied. Operating period T + a
, T+b, the switching frequency is set closer to the resonant frequency than in the operating periods 72a and T2b, and the high-frequency pulse voltage V generated during the operating periods T, a, T+b''C'
op is the high frequency voltage V generated during the operating periods T2a and T2b
The amplitude is larger than that of HF. Next, during the operation period T3a, transistors Q2 and Q remain off and transistor Q. .. Q. turns on and off with high frequency, high pressure discharge lamp H
DC voltage is applied to.

また、動作期間Tsbでは、トランジスタQ,,Q.が
オフのままでトランジスタQ 2 , Q−が高周波で
オン・オフして、高圧放電灯Hには動作期間73aとは
逆極性の直流電圧が印加される. なお、実施例1〜3ではハーフブリッジ構戒であるので
、直流電圧VDCの振幅は直流電源Eの電圧V,の約半
分となるが、本実施例ではフルブリッジ構成であるので
、直流電圧VDCの振幅は直流電源Eの電圧■1とほぼ
同じとなる。したがって、本実施例は、高圧放電灯Hの
点灯時の管電圧V&aが高い場合に特に適している. [発明の効果] 本発明にあっては、負荷にコンデンサを並列接続しイン
ダクタを直列接続した負荷回路に、スイッチング素子に
より直流電源をスイッチングして電力を供給するように
したインバータ装置において、高圧パルス電圧と、この
高圧パルス電圧よりも振幅が小さい高周波電圧と、この
高周波電圧よりも振幅が小さい直流電圧とを負荷回路の
無負荷時に周期的に発生させ、高周波電圧は少なくとも
高圧パルス電圧の印加後に発生させるようにしたので、
高圧パルス電圧に続く高周波電圧により負荷に十分な始
動電圧を与えることができ、直流電圧を低くすることが
でき、電源を小型化できるという効果があり、また、負
荷の始動後において、インダクタの電圧分担を小さくで
きるので、インダクタでの損失を低減し、効率を改善で
きると共に、インダクタを小型化できるという効果があ
る。さらにまた、少なくとも高周波電圧と直流電圧は直
流電源と負荷回路とスイッチング素子により発生させる
ようにしたから、装置の構成を簡単化できるという効果
がある.
Furthermore, during the operation period Tsb, the transistors Q, ,Q. remains off, transistors Q 2 and Q- are turned on and off at high frequency, and a DC voltage of opposite polarity to the operating period 73a is applied to the high-pressure discharge lamp H. In addition, since Examples 1 to 3 have a half-bridge configuration, the amplitude of the DC voltage VDC is approximately half of the voltage V of the DC power supply E, but since the present example has a full-bridge configuration, the DC voltage VDC The amplitude of is almost the same as the voltage ■1 of the DC power supply E. Therefore, this embodiment is particularly suitable when the tube voltage V&a during lighting of the high-pressure discharge lamp H is high. [Effects of the Invention] According to the present invention, in an inverter device in which power is supplied by switching a DC power source using a switching element to a load circuit in which a capacitor is connected in parallel to a load and an inductor is connected in series, a high-voltage pulse voltage, a high-frequency voltage whose amplitude is smaller than this high-voltage pulse voltage, and a DC voltage whose amplitude is smaller than this high-frequency voltage are periodically generated when the load circuit is not loaded, and the high-frequency voltage is generated at least after the application of the high-voltage pulse voltage. I made it to occur, so
The high-frequency voltage that follows the high-voltage pulse voltage can provide sufficient starting voltage to the load, lowering the DC voltage and making the power supply more compact. Since the burden can be reduced, loss in the inductor can be reduced, efficiency can be improved, and the inductor can be made smaller. Furthermore, since at least the high frequency voltage and the DC voltage are generated by the DC power supply, the load circuit, and the switching element, there is an effect that the configuration of the device can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1実施例の回路図、第2図は同上の
動作波形図、第3図は本発明の第2実施例の回路図、第
4図は同上の動作波形図、第5図は本発明の第3実施例
の回路図、第6図は本発明の第4実施例の回路図、第7
図は従来例の回路図、第8図は同上の動作波形図である
. Eは直流電源、Hは高圧放電灯、C,はコンデンサ、L
1はインダクタ、Q,,Q2はトランジスタ、Sは制御
回路である.
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operating waveform diagram of the same as above, FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an operating waveform diagram of the same as above. FIG. 5 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram of a fourth embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a circuit diagram of a conventional example, and Figure 8 is an operating waveform diagram of the same. E is a DC power supply, H is a high pressure discharge lamp, C is a capacitor, L
1 is an inductor, Q, Q2 are transistors, and S is a control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)直流電源と、負荷にコンデンサを並列接続しイン
ダクタを直列接続した負荷回路と、直流電源をスイッチ
ングして負荷回路に電力を供給するスイッチング素子と
を備えるインバータ装置において、高圧パルス電圧と、
この高圧パルス電圧よりも振幅が小さい高周波電圧と、
この高周波電圧よりも振幅が小さい直流電圧とを負荷回
路の無負荷時に周期的に発生させる制御手段を備え、少
なくとも高周波電圧と直流電圧は前記直流電源と負荷回
路とスイッチング素子により発生され、高周波電圧は少
なくとも高圧パルス電圧の印加後に発生されることを特
徴とするインバータ装置。
(1) In an inverter device comprising a DC power supply, a load circuit in which a capacitor is connected in parallel to the load and an inductor is connected in series, and a switching element that switches the DC power supply and supplies power to the load circuit, a high-voltage pulse voltage,
A high frequency voltage whose amplitude is smaller than this high voltage pulse voltage,
A control means is provided to periodically generate a DC voltage having a smaller amplitude than the high frequency voltage when the load circuit is not loaded, and at least the high frequency voltage and the DC voltage are generated by the DC power supply, the load circuit, and the switching element, and the high frequency voltage is generated after application of at least a high-voltage pulse voltage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220043245A (en) * 2017-03-13 2022-04-05 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 Laser processing apparatus

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