JPH04368474A - 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】

【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Ｑ１　
，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Ｃ１　，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Ｃ
３　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
Ｑ２　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Ｃ４　、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　の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Ｑ２　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　，Ｑ２　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Ｌ１　、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Ｌ１　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Ｃ３　、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Ｑ２　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Ｄ
３　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Ｑ２　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Ｑ
３　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Ｌ１　、放電灯Ｌ、コンデンサＣ３　、ダ
イオードＤ１　，Ｄ２　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Ｑ２　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Ｑ
２　が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Ｄ１　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Ｑ４　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Ｄ
１　の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Ｑ
２　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　
，Ｑ２　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Ｃ
Ｔ、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　
にコンデンサ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Ｃ
２　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

Claims (1)

【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。