JPH06153514A

JPH06153514A - インバータ装置

Info

Publication number: JPH06153514A
Application number: JP4304118A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yoshida; 和雄吉田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1992-11-13
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1994-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】周波数を変化することなく、負荷に供給する電
力を調整し、且つ負荷が放電灯である場合において、調
光を深くしたときに放電灯を安定点灯させる。【構成】直流電源にスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂及びＳ
₃，Ｓ₄を直列接続し、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂及
びＳ₃，Ｓ₄の接続点間に、インダクタＬ₁、コンデン
サＣ₂及び負荷Ｚを接続する。スイッチング素子Ｓ₁，
Ｓ₂のオン，オフのタイミングに対して、スイッチング
素子Ｓ₃，Ｓ₄のオン，オフのタイミングを同位相から
１８０度ずれた位相までの範囲で可変する。対角位置の
スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ ₄及びＳ₂，Ｓ₃の同時オン
期間を変化させて、スイッチング周波数を変化させず
に、負荷Ｚに供給される電力を調整する。スイッチング
素子Ｓ ₂のスイッチング周波数を他のスイッチング素子
のスイッチング素子と異ならせ、共振回路への正負の供
給電力をアンバランスにして直流分を負荷Ｚに供給し、
例えば負荷Ｚが放電灯である場合に立消えや移動縞によ
るちらつきを起こすことを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流電力を交流電力に
変換するインバータ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のハーフブリッジ構成のインバータ
装置を放電灯点灯装置として用いたものを図１７に示
す。このインバータ装置では、直流電源Ｅの両端にＭＯ
ＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂を直列接
続し、少なくともインダクタＬ₁とコンデンサＣ₂とか
らなる共振回路と、負荷としての放電灯Ｌａとからなる
負荷回路を、直流カット用コンデンサＣ₁を介してスイ
ッチング素子Ｓ₂の両端に接続してある。また、直流カ
ット用コンデンサＣ₁はその容量が通常はコンデンサＣ
₂の容量より相当に大きいため、通常は共振回路には含
まれないが、その容量によっては共振回路に含まれる場
合もある。

【０００３】上記インバータ装置の各スイッチング素子
Ｓ₁，Ｓ₂は、制御回路１の制御の下で図２２（ａ），
（ｂ）に示すように交互にオン，オフされ、直流電源Ｅ
の電圧を交流電圧（この場合には高周波電圧）に変換し
て放電灯Ｌａに供給し、放電灯Ｌａを高周波点灯する。
この動作を以下に詳述する。いま、時刻ｔ₀で、図１８
（ａ）に示すように制御回路１の制御出力Ｖ₁がハイレ
ベル、同図（ｂ）に示すように制御出力Ｖ₂がローレベ
ルになったとすると、スイッチング素子Ｓ₁がオンとな
ると共に、スイッチング素子Ｓ₂がオフとなる。このと
き、直流電源Ｅから、スイッチング素子Ｓ₁、インダク
タＬ₁、直流カット用コンデンサＣ₁、コンデンサＣ₂
及び放電灯Ｌａの経路で、放電灯Ｌａに電流が供給され
る。

【０００４】このとき、直流カット用コンデンサＣ₁が
充電される。また、共振回路にもエネルギが蓄積され
る。なお、インバータ回路の動作周波数を共振回路の共
振周波数よりも高い範囲に設定してある場合について以
下の説明を行う。この場合には、インダクタＬ₁に蓄積
されるエネルギが以下に説明するように回路動作に主に
影響する。

【０００５】そして、時刻ｔ₁になると、図１８（ａ）
に示すように制御回路１の制御出力Ｖ₁がローレベル、
同図（ｂ）に示すように制御出力Ｖ₂がハイレベルにな
り、スイッチング素子Ｓ₁がオフとなると共に、スイッ
チング素子Ｓ₂がオンとなる。但し、上記スイッチング
素子Ｓ₁，Ｓ₂では純然たるスイッチとは異なり、通常
と逆極性の電圧（直流電源Ｅの極性とは逆の極性の電
圧）が印加された場合に、スイッチング素子Ｓ₂に本来
電流Ｉ_S2が流れる方向（図１７中の矢印で示す電流方
向）とは逆の方向に電流を流す働きを持つ寄生ダイオー
ドを有する。このため、スイッチング素子Ｓ₂をオンし
たとき、本来の電流方向にはオンとはならず、インダク
タＬ₂に蓄積されたエネルギでスイッチング素子Ｓ₂の
寄生ダイオードがオンなる。つまり、スイッチング素子
Ｓ₂は逆方向に導通した状態になる。そして、インダク
タＬ₁のそれまでと同じ方向に電流を流す作用により、
インダクタＬ₁に蓄積されたエネルギが、直流カット用
コンデンサＣ₁、コンデンサＣ ₂及び放電灯Ｌａ、スイ
ッチング素子Ｓ₂の寄生ダイオードの経路で放出され
る。即ち、インバータ回路の動作周波数は共振回路の共
振周波数よりも高い範囲に設定してあるので、負荷回路
は上述のような動作を行う。

【０００６】そして、インダクタＬ₁のエネルギが放出
された時点で、スイッチング素子Ｓ ₂が本来のオン状態
となり（図１７中の矢印で示す方向に電流Ｉ_S2が流れる
状態となり）、直流カット用コンデンサＣ₁に蓄積され
た電荷を電源として、直流カット用コンデンサＣ₁、イ
ンダクタＬ₁、スイッチング素子Ｓ₂、コンデンサＣ ₂
及び放電灯Ｌａの経路で、それまでと逆方向の電流が流
れる。

【０００７】その後、時刻ｔ₂で、時刻ｔ₀の場合と同
様に、制御回路１の制御出力Ｖ₁がハイレベル、同図
（ｂ）に示すように制御出力Ｖ₂がローレベルになるた
め、スイッチング素子Ｓ₁がオンとなると共に、スイッ
チング素子Ｓ₂がオフとなる。しかし、この場合にもス
イッチング素子Ｓ₁は本来の電流Ｉ_S1が流れる方向（図
１７中の矢印で示す方向）にはオンとはならず、インダ
クタＬ₁に蓄積されたエネルギでスイッチング素子Ｓ₁
の寄生ダイオードがオンとなる。つまり、スイッチング
素子Ｓ₁は逆方向に導通した状態になる。そして、イン
ダクタＬ₁に蓄積されたエネルギが、スイッチング素子
Ｓ₁の寄生ダイオード、直流電源Ｅ、コンデンサＣ₂及
び放電灯Ｌａ、直流カット用コンデンサＣ₁の経路で放
出される。

【０００８】そして、インダクタＬ₁のエネルギが放出
されると、スイッチング素子Ｓ₁が本来のオン状態とな
り、直流電源Ｅ、スイッチング素子Ｓ₁、インダクタＬ
₁、直流カット用コンデンサＣ₁、コンデンサＣ₂及び
放電灯Ｌａの経路で電流が流れる。以下、上記一連の動
作を繰り返すことにより、直流電源Ｅを高周波電力に変
換して、放電灯Ｌａに高周波電力が供給される。このと
き、インダクタＬ₁に流れる電流Ｉ_L1は、図１８（ｅ）
に示すようになる。

【０００９】なお、上述の説明では、時刻ｔ₀の場合
に、スイッチング素子Ｓ₁が本来の電流方向にオンとな
ると説明したが、それまでスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂
が交互にオン，オフしている定常点灯時には、時刻ｔ₀
においてもスイッチング素子Ｓ ₁の寄生ダイオードのオ
ンによりインダクタＬ₁に蓄積されたエネルギを放出
し、その後に本来のスイッチング素子Ｓ₁の電流Ｉ_S1が
流れる方向にオンとなることは言うまでもない。また、
上述の説明では、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂の寄生ダ
イオードをインダクタＬ₁のエネルギを放出するために
用いたが、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂に夫々逆並列に
ダイオードを接続するようにしてもよい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記インバータ装置に
おいて負荷に供給される電力（つまりは、インバータ装
置の出力）を可変する場合、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ
₂のスイッチング周波数を変化させる。なお、負荷が上
述のように放電灯Ｌａである場合には、放電灯Ｌａを調
光制御することになる。

【００１１】ここで、上述したようにスイッチング素子
Ｓ₁，Ｓ₂のスイッチング周波数を共振回路の共振周波
数より高い範囲に設定してある場合、スイッチング周波
数を低くすれば、スイッチング周波数が共振回路の共振
周波数に近付き、放電灯Ｌａに供給される電力が大きく
なる。また、逆にスイッチング周波数を高くすれば、ス
イッチング周波数が共振回路の共振周波数から遠ざか
り、放電灯Ｌａに供給される電力が小さくなる。

【００１２】ところが、上記直流電源Ｅを交流電源を整
流平滑して作成する場合において、スイッチング素子Ｓ
₁，Ｓ₂のスイッチング周波数を変化させると、交流電
源側に高周波が漏れる問題がある。そこで、交流電源を
整流するダイオードブリッジの入力端などに高周波成分
が交流電源側に漏れることを防止するフィルタが設けら
れる。しかし、上述のようにインバータ装置の動作周波
数が変化すると、高周波成分を除去する上記フィルタの
設計が複雑になるという問題があった。

【００１３】また、負荷が放電灯Ｌａである場合に、イ
ンバータ装置の動作周波数を変化させると、それに伴っ
て放電灯Ｌａから放出される光の周波数も変化し、赤外
線リモコンなどの他の機器に悪影響を及ぼすという問題
もある。さらに、放電灯ＬａがＨＩＤランプである場
合、出力の周波数変化によって音響的共鳴現象を起こす
恐れが高くなり、放電灯Ｌａの破壊などを起こすという
信頼性に関わる問題を生じる。つまり、インバータ装置
の動作周波数が高くなると、ＨＩＤランプが音響的共鳴
現象を起こす周波数と、動作周波数とが一致する可能性
が高くなるからである。

【００１４】そこで、この点を改善した従来例とし
て、”Off-Line Application of Fixed-Frequency Clam
ped Mode Series Resonant Converter”,IEEE Tansacti
on on Power Electronics,Vol.6;No.1,January,1991 な
る文献がある。この従来例では、２つのスイッチング素
子の直列回路を直流電源と並列に２組接続すると共に、
夫々の直列回路のスイッチング素子の接続点間に少なく
ともＬＣ共振回路と負荷からなる負荷回路を接続し、夫
々の直列回路のスイッチング素子を同時にオンしないよ
うに交互にオン，オフさせ、一方の直列回路のスイッチ
ング素子のオン，オフのタイミングに対して、他方の直
列回路のスイッチング素子のオン，オフのタイミングを
ずらすようにしてある。

【００１５】なお、上記従来例の動作説明は本発明の実
施例の項で詳述する。この従来例によれば、動作周波数
を変化させずに、負荷に供給する電力を変化させること
ができる。ところが、上述の従来例を特に放電灯点灯装
置として適用し、低温時に放電灯Ｌａに供給される電力
を小さくしぼった状態で、放電灯Ｌａが立消えを起こす
という問題があった。このため、放電灯Ｌａの調光範囲
に制限を生じるという問題があった。

【００１６】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、周波数を変化させるこ
となく、負荷に供給する電力を調整でき、且つ供給電力
を小さく抑えた場合にも負荷を安定動作させることがで
きるインバータ装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、２つのスイッチング素子の直列回路を
直流電源と並列に２組接続すると共に、夫々の直列回路
のスイッチング素子の接続点間に少なくともＬＣ共振回
路と負荷からなる負荷回路を接続し、一方の直列回路の
夫々のスイッチング素子をスイッチング周期を異ならせ
て交互にオン，オフさせると共に、他方の直列回路の夫
々のスイッチング素子を上記一方の直列回路のいずれか
のスイッチング素子と同じスイッチング周期で交互にオ
ン，オフさせ、一方の直列回路のスイッチング素子のオ
ン，オフのタイミングに対して、他方の直列回路のスイ
ッチング素子のオン，オフのタイミングを同位相から１
８０度ずれた位相までの範囲で可変している。

【００１８】なお、電源電圧変動による負荷への供給電
力の変動を防止するため、電源電圧変動を検出して、一
方の直列回路のスイッチング素子のオン，オフのタイミ
ングに対して、他方の直列回路のスイッチング素子のオ
ン，オフのタイミングを調整して、負荷に供給される電
力を一定に制御してもよい。また、負荷に一定の電力を
供給できるようにするために、負荷電流を検出して、一
方の直列回路のスイッチング素子のオン，オフのタイミ
ングに対して、他方の直列回路のスイッチング素子のオ
ン，オフのタイミングを調整して、負荷電流を一定に制
御するようにしてもよい。

【００１９】さらに、複数の負荷に電力を供給する場
合、他方の２つのスイッチング素子からなる直列回路を
複数設け、一方の直列回路のスイッチング素子の接続点
と夫々の他の直列回路の接続点との間に、少なくともＬ
Ｃ共振回路と負荷からなる複数の負荷回路を夫々接続す
ることができる。なお、この場合において、他方の直列
回路の夫々のスイッチング素子がすべて同時オンしない
ようにすることもできる。

【００２０】負荷が放電灯である場合に、放電灯を始動
するときには、少なくとも放電灯の不点時にＬＣ共振回
路の共振周波数よりも、スイッチング素子のスイッチン
グ周波数を高く設定し、放電灯の始動時にスイッチング
素子のスイッチング周波数をＬＣ共振回路の共振周波数
に近づけるようにすればよい。また、負荷が放電灯であ
る場合に、放電灯を始動するときには、少なくとも放電
灯の不点時にＬＣ共振回路の共振周波数よりも、スイッ
チング素子のスイッチング周波数を高く設定し、放電灯
の始動時に一方の直列回路のスイッチング素子のオン，
オフのタイミングに対して、他方の直列回路のスイッチ
ング素子のオン，オフのタイミングを１８０度ずれた位
相から同位相まで変化させるようにしてもよい。

【００２１】さらに、複数の負荷を設け、夫々の負荷に
交流分と直流分とを別個に供給することも可能である。

【００２２】

【作用】本発明は、上述のように一方の直列回路のスイ
ッチング素子のオン，オフのタイミングに対して、他方
の直列回路のスイッチング素子のオン，オフのタイミン
グを同位相から１８０度ずれた位相までの範囲で可変し
ていることにより、対角位置のスイッチング素子の同時
オン期間を変化させて、スイッチング周波数を変化させ
ずに、負荷に供給される電力を調整することを可能と
し、スイッチング周波数が変化することに伴う種々の問
題点を回避する。また、一方の直列回路の夫々のスイッ
チング素子をスイッチング周期を異ならせて交互にオ
ン，オフさせると共に、他方の直列回路の夫々のスイッ
チング素子を上記一方の直列回路のいずれかのスイッチ
ング素子と同じスイッチング周期で交互にオン，オフさ
せることにより、ＬＣ共振回路への正負の供給電力をア
ンバランスにして、ＬＣ共振回路に蓄積されるエネルギ
を直流分として負荷に供給可能とし、例えば負荷が放電
灯である場合に立消えを起こすことを防止する。

【００２３】

【実施例】

（実施例１）図１に本発明の一実施例を示す。本実施例
のインバータ装置は、交流電源ＡＣをダイオードブリッ
ジＤＢで整流して得られた直流電圧を交流電圧に変換す
るものであり、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂及びスイッ
チング素子Ｓ₃，Ｓ₄をダイオードブリッジＤＢの出力
端間に夫々接続し、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂の接続
点と、スイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄の接続点との間に、
インダクタＬ₁とコンデンサＣ₂からなる直列共振回路
と負荷Ｚとからなる負荷回路を接続してある。なお、負
荷ＺはコンデンサＣ₂と並列に接続してある。つまり、
このインバータ装置はスイッチング素子Ｓ₁〜Ｓ₄をブ
リッジ接続したいわゆるフルブリッジ構成となってい
る。

【００２４】この種の通常のフルブリッジ構成のインバ
ータ装置では、一般に対角位置に設けられたスイッチン
グ素子Ｓ₁，Ｓ₄及びスイッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃を組
として制御回路１で交互にオン，オフして、負荷回路に
交流電流を供給する。まず、本発明の動作を容易に理解
できるように、上述の一般動作をさらに詳述しておく。
いま、時刻ｔ₀で制御回路１の制御出力Ｖ₁，Ｖ₄がハ
イレベルとなり、制御出力Ｖ₂，Ｖ₃がローレベルとな
る。このとき、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄が図２
（ａ），（ｄ）に示すようにオンとなり、スイッチング
素子Ｓ₂，Ｓ₃が同図（ｂ），（ｃ）に示すようにオフ
となり、ダイオードブリッジＤＢから、スイッチング素
子Ｓ₁、インダクタＬ₁、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ、
スイッチング素子Ｓ₄の経路で、負荷Ｚに電流が流され
る。つまり、図１の矢印で示す方向の負荷電流Ｉ_Zが供
給される。

【００２５】時刻ｔ₂では、制御回路１の制御出力
Ｖ₁，Ｖ₄がローレベルとなり、制御出力Ｖ₂，Ｖ₃が
ハイレベルとなる。すると、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ
₄が図２（ａ），（ｄ）に示すようにオフとなり、スイ
ッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃が同図（ｂ），（ｃ）に示すよ
うにオンとなる。ここで、上記インバータ装置のスイッ
チング周波数をインダクタＬ₁とコンデンサＣ₂からな
る共振回路の共振周波数よりも高い範囲とした場合に
は、従来技術の項で説明したように、インダクタＬ₁に
蓄積されたエネルギが、インダクタＬ₁、コンデンサＣ
₂及び負荷Ｚ、スイッチング素子Ｓ₃の寄生ダイオー
ド、ダイオードブリッジＤＢ、スイッチング素子Ｓ₂の
寄生ダイオードの経路で放出される。

【００２６】そして、上記インダクタＬ₁のエネルギが
放出されると、スイッチング素子Ｓ ₂，Ｓ₃がオンとな
り、ダイオードブリッジＤＢの出力が、スイッチング素
子Ｓ ₃，コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ、インダクタＬ₁、
スイッチング素子Ｓ₂の経路で、負荷電流Ｉ_Zがそれま
でと逆方向（図１の矢印と逆方向）で流される。時刻ｔ
₄では、時刻ｔ₀の場合と同様に、制御回路１の制御出
力Ｖ₁，Ｖ₄がハイレベルとなると共に、制御出力
Ｖ₂，Ｖ₃がローレベルとなり、スイッチング素子
Ｓ₁，Ｓ₄がオンとなると共に、スイッチング素子
Ｓ₂，Ｓ₃がオフとなる。このときにも、インダクタＬ
₁に蓄積されたエネルギが、インダクタＬ₁、スイッチ
ング素子Ｓ₁の寄生ダイオード、ダイオードブリッジＤ
Ｂ、スイッチング素子Ｓ₄の寄生ダイオード、コンデン
サＣ₂及び負荷Ｚの経路で放出される。

【００２７】そして、インダクタＬ₁のエネルギの放出
後に、ダイオードブリッジＤＢから、スイッチング素子
Ｓ₁、インダクタＬ₁、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ、ス
イッチング素子Ｓ₄の経路で、負荷Ｚに電流が流され
る。なお、インバータ装置が定常動作している場合に
は、上記時刻ｔ₀の時点でも、インダクタＬ₁の蓄積エ
ネルギをスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄の寄生ダイオード
を介して放出した後に、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄を
介して負荷電流Ｉ_Zが供給される。また、スイッチング
素子Ｓ₁〜Ｓ₄に夫々逆並列にダイオードを接続して、
インダクタＬ₁のエネルギを放出するものもある。

【００２８】ところで、従来技術の項で説明した後者の
従来例としてのインバータ装置の場合、負荷Ｚに供給す
る電力を変化させるとき、図３（ａ），（ｂ）に示す直
列接続されたスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂のオン，オフ
のタイミングを、同図（ｃ），（ｄ）に示すスイッチン
グ素子Ｓ₃，Ｓ₄のオン，オフのタイミングとずらすよ
うにしてある。なお、直流電源Ｅの出力端間に、直列接
続されたスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂及びスイッチング
素子Ｓ₃，Ｓ₄は交互にオン，オフするようにしてあ
る。

【００２９】さらに、この従来のインバータ装置の動作
を詳述する。なお、以下の説明は上述の場合と同様に、
インバータ装置のスイッチング周波数が共振回路の共振
周波数よりも高く設定してある場合を例として説明す
る。時刻ｔ₀では、図３（ｂ）に示すようにスイッチン
グ素子Ｓ₂のみがオンとなり、その他のスイッチング素
子Ｓ₁，Ｓ₃，Ｓ₄は同図（ａ），（ｃ），（ｄ）に示
すように共にオフである。従って、負荷回路には電流が
供給されない。

【００３０】時刻ｔ₁では、同図（ｃ）に示すようにス
イッチング素子Ｓ₃がオンし、これによりダイオードブ
リッジＤＢ、スイッチング素子Ｓ₃、コンデンサＣ₂及
び負荷Ｚ、インダクタＬ₁、スイッチング素子Ｓ₂の経
路で、負荷電流Ｉ_Zが供給される。時刻ｔ₂では、図３
（ｂ）に示すようにスイッチング素子Ｓ₂がオフとなる
ことにより、上記負荷電流Ｉ_Zの供給が停止される。ま
た、スイッチングＳ₂のオフと同時に、スイッチング素
子Ｓ₁を図３（ａ）に示すようにオンとするように制御
回路１から制御出力Ｖ₁が印加される。この場合には、
インダクタＬ₁に蓄積されたエネルギで、インダクタＬ
₁、スイッチング素子Ｓ₁の寄生ダイオード、スイッチ
ング素子Ｓ₃、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚの経路で、そ
れまでと同一方向に負荷電流Ｉ_Zが流され、インダクタ
Ｌ₁に蓄積されたエネルギの放出が行われる。

【００３１】時刻ｔ₃では、図３（ｃ）に示すように、
スイッチング素子Ｓ₃がオフとなるので、上記経路での
インダクタＬ₁に蓄積されたエネルギの放出が停止され
る。但し、このときにはスイッチング素子Ｓ₄を図３
（ｄ）に示すようにオンとするように制御回路１から制
御出力Ｖ₄が印加される。このため、インダクタＬ₁の
エネルギが残っている場合には、インダクタＬ₁、スイ
ッチング素子Ｓ₁の寄生ダイオード、ダイオードブリッ
ジＤＢ、スイッチング素子Ｓ₄の寄生ダイオード、コン
デンサＣ₂及び負荷Ｚの経路で、上述したエネルギの放
出が継続される。

【００３２】そして、インダクタＬ₁のエネルギが放出
されると、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄が共にオンとな
り、ダイオードブリッジＤＢ、スイッチング素子Ｓ₁、
インダクタＬ₁、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ、スイッチ
ング素子Ｓ₄の経路で、それまでとは逆方向の負荷電流
Ｉ_Zが流される。但し、上記時刻ｔ₃の時点にインダク
タＬ₁のエネルギが放出されてしまっている場合には、
制御回路１の制御出力Ｖ₄がハイレベルとなると同時
に、スイッチング素子Ｓ₄がオンとなる。この場合に
は、この時刻ｔ₃で既にスイッチング素子Ｓ₁がオンで
あるので、時刻ｔ₃において、ダイオードブリッジＤ
Ｂ、スイッチング素子Ｓ₁、インダクタＬ₁、コンデン
サＣ₂及び負荷Ｚ、スイッチング素子Ｓ₄の経路で、負
荷電流Ｉ_Zが流される。

【００３３】時刻ｔ₄では、スイッチング素子Ｓ₁がオ
フとなり、上記経路での負荷電流の供給が停止される。
このとき、同時にスイッチング素子Ｓ₂に制御回路１か
らオンとする制御信号Ｖ₂が印加され、インダクタＬ₁
に蓄積されたエネルギが、インダクタＬ₁、コンデンサ
Ｃ₂及び負荷Ｚ、スイッチング素子Ｓ₄、スイッチング
素子Ｓ₂の寄生ダイオードの経路で放出される。

【００３４】時刻ｔ₅では、スイッチング素子Ｓ₄がオ
フとなると共に、図３（ｃ）に示すようにスイッチング
素子Ｓ₃をオンとする制御回路１のハイレベルの制御出
力Ｖ ₃が与えられる。このとき、インダクタＬ₁のエネ
ルギが残っている場合には、インダクタＬ₁、コンデン
サＣ₂及び負荷Ｚ、スイッチング素子Ｓ₃の寄生ダイオ
ード、ダイオードブリッジＤＢ、スイッチング素子Ｓ₂
の寄生ダイオードの経路で、インダクタＬ₁のエネルギ
の放出が行われる。そして、そのエネルギが放出された
時点で、ダイオードブリッジＤＢ、スイッチング素子Ｓ
₃、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ、インダクタＬ₁、スイ
ッチング素子Ｓ₂の経路で、負荷電流Ｉ _Zが流される。

【００３５】この場合にも、時刻ｔ₅で、インダクタＬ
₁のエネルギが放出されていると、時刻ｔ₅の時点で、
ダイオードブリッジＤＢ、スイッチング素子Ｓ₃、コン
デンサＣ₂及び負荷Ｚ、インダクタＬ₁、スイッチング
素子Ｓ₂の経路で、負荷電流Ｉ_Zが流される。上記一連
の動作を繰り返すことにより、ダイオードブリッジＤＢ
の出力である出力である直流電圧を交流電圧に変換し
て、交流電圧が負荷回路に供給される。このインバータ
装置では、対角位置のスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄及び
スイッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃の同時オン期間が、図２に
示すように一致している場合よりも短くなり、従って負
荷Ｚに供給される電力が低減される。なお、インバータ
素子Ｓ₁〜Ｓ₄のスイッチング周波数を共振回路の共振
周波数よりも高く設定してある場合に、インバータ素子
Ｓ₁〜Ｓ₄のスイッチング周波数を最も低く設定してお
く。

【００３６】つまり、このインバータ装置では、スイッ
チング素子Ｓ₁，Ｓ₂のオン，オフのタイミングに対し
て、スイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄のオン，オフのオン，
オフのタイミングを変化させることにより、スイッチン
グ素子Ｓ₁，Ｓ₄及びスイッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃が同
時オンする時間を変化させ、スイッチング素子Ｓ₁〜Ｓ
₄のスイッチング周波数を変化させずに、負荷回路に供
給される電力を変化させることができるのである。この
ため、交流電源ＡＣへの高周波出力の漏れを防止するフ
ィルタ（図示せず）の設計が容易となる。また、負荷Ｚ
が放電灯である場合に、放電灯の発する光の周波数が変
化し、赤外線リモコンなどの他の機器に悪影響を及ぼす
ということがない。さらに、放電灯がＨＩＤランプであ
る場合、出力の周波数変化によって音響的共鳴現象を起
こす恐れも少なくできる。

【００３７】なお、上述の説明はスイッチング素子
Ｓ₁，Ｓ₃のスイッチング位相に対してスイッチング素
子Ｓ₂，Ｓ₄のスイッチング位相を遅らせた場合につい
て説明したが、逆に進ませても、同様に負荷回路に供給
される電力を変化させることができる。しかし、上記イ
ンバータ装置で負荷Ｚが放電灯である場合、低温時に放
電灯への供給電力を小さくしぼった場合に、放電灯が立
消えを起こし、放電灯の調光制御範囲が狭くなるという
問題がある。

【００３８】そこで、本実施例ではこの点を改善するた
めに、図４に示すように、スイッチング素子Ｓ₂のスイ
ッチング周波数をその他のスイッチング素子Ｓ₁，
Ｓ₃，Ｓ ₄のスイッチング周波数と異ならせてある。つ
まり、図４に示すように、対角位置のスイッチング素子
Ｓ₁，Ｓ₄の組をオンとし、次にスイッチング素子
Ｓ₂，Ｓ₃の組をオンとし、さらにスイッチング素子Ｓ
₁，Ｓ₄の組をオンとし、その次はスイッチング素子Ｓ
₃のみオンとし、スイッチング素子Ｓ₂はオンさせず、
以下上記動作を繰り返すようになっている。

【００３９】さらにこの動作を詳述する。なお、時刻ｔ
₀〜ｔ₃の動作は図２で説明した動作と同じであるの
で、説明は省略する。また、この説明もインバータ装置
のスイッチング周波数が共振回路の共振周波数よりも高
い場合について行う。時刻ｔ₃では、スイッチング素子
Ｓ₃はオンとなるが、スイッチング素子Ｓ₂がオンとな
らない。このため、インダクタＬ₁に蓄積されたエネル
ギが放出されることなく、そのままインダクタＬ₁に蓄
えられる。

【００４０】時刻ｔ₄では、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ
₄のオンにより、ダイオードブリッジＤＢ、スイッチン
グ素子Ｓ₁、インダクタＬ₁、コンデンサＣ₂及び負荷
Ｚ、スイッチング素子Ｓ₄の経路で、負荷電流Ｉ_Zが流
される。なお、このときには、インダクタＬ₁に蓄積さ
れたエネルギが、ダイオードブリッジＤＢの出力に加算
された形で、負荷電流Ｉ_Zが流され、インダクタＬ₁に
蓄積されるエネルギはさらに大きくなる。

【００４１】時刻ｔ₅では、スイッチング素子Ｓ₂，Ｓ
₃をオンとする制御信号Ｖ₂，Ｖ₃が与えられた時点
で、インダクタＬ₁に蓄積されたエネルギが、インダク
タＬ₁、負荷Ｚ及びコンデンサＣ₂、スイッチング素子
Ｓ₃の寄生ダイオード、ダイオードブリッジＤＢ、スイ
ッチング素子Ｓ₂の寄生ダイオードを介して放出され、
そのエネルギの放出後はスイッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃の
オンにより、ダイオードブリッジＤＢ、スイッチング素
子Ｓ₃、負荷Ｚ及びコンデンサＣ₂、インダクタＬ₁、
スイッチング素子Ｓ₂の経路で、負荷電流Ｉ_Zが供給さ
れる。なお、スイッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃はオン可能期
間内にオンとなるようにしてある。

【００４２】このようにすれば、共振回路に印加される
正負の電圧がアンバランスとなり、インダクタＬ₁に蓄
積されたエネルギが負荷Ｚに直流成分として印加され
る。図５は、上述した図３のように、スイッチング素子
Ｓ₁，Ｓ₃のオン，オフのタイミングとスイッチング素
子Ｓ₂，Ｓ₄のオン，オフのタイミングをずらし、対角
位置のスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄及びスイッチング素
子Ｓ₂，Ｓ₃の同時オンの期間を短くし、負荷Ｚに供給
される電力を低減した場合を示す。

【００４３】このようにすれば、図３で説明したと同様
に、スイッチング周波数を変化させずに、負荷Ｚに供給
される電力を変化させることができる。しかも、スイッ
チング素子Ｓ₂のスイッチング周波数が他のスイッチン
グ素子Ｓ₁，Ｓ₃，Ｓ₄と異なるため、共振回路に印加
される正負の電圧がアンバランスとなり、負荷Ｚに直流
電圧が印加される。従って、負荷Ｚが放電灯である場合
に、低温時に調光状態を深くした場合にも放電灯を安定
点灯させることができ、調光可能範囲が狭くなることが
ない。

【００４４】図６に上記インバータ装置における制御回
路１の具体回路を示す。この制御回路１は、基本周波数
の矩形波信号を発生する発振回路２と、この発振回路２
の出力に応じてスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂を駆動する
駆動回路３，４と、発振回路２の出力を一定時間遅延さ
せた信号を作成する遅延回路５と、この遅延回路５の出
力に応じてスイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄を駆動する駆動
回路６，７とで構成してある。

【００４５】発振回路２は、タイマＩＣ２ａと、このタ
イマＩＣ２ａの外付け抵抗Ｒ₁₁、可変抵抗ＶＲ₁₁，ＶＲ
₁₂、ダイオードＤ₁₁，Ｄ₁₂及びコンデンサＣ₁₁で構成さ
れ、図７（ａ）の矩形波信号を発生する。ここで、可変
抵抗ＶＲ₁₁，ＶＲ₁₂の調整により、矩形波信号のハイレ
ベル期間とローレベル期間との比率を可変できるように
なっている。

【００４６】スイッチング素子Ｓ₁を駆動する駆動回路
３は、スイッチング素子Ｓ₂と同時オンしてダイオード
ブリッジＤＢ間を短絡することを防止するデッドオフ期
間を発振回路２の出力Ｖａに設定するデッドオフ回路３
１と、このデッド回路３１の出力をレベルシフトしてス
イッチング素子Ｓ₁に与えるレベルシフト回路３２とで
構成してある。

【００４７】ところで、上述の場合には説明しなかった
が、ダイオードブリッジＤＢに対して直列に接続された
スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂及びスイッチング素子
Ｓ₃，Ｓ ₄が同時にオンすると、電源短絡状態になるた
め、それを防止するためにスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂
あるいはスイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄がオン，オフに切
り換わる時点には、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂あるい
はスイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄が共にオフとなるいわゆ
るデットオフ期間が設けられる。

【００４８】デッドオフ回路３１は、可変抵抗ＶＲ₁₃〜
ＶＲ₁₅、ダイオードＤ₁₃，Ｄ₁₄、コンデンサＣ₁₂及びバ
ッファアンプＢ₁で構成してある。つまり、可変抵抗Ｖ
Ｒ₁₃，ＶＲ₁₄とコンデンサＣ₁₂の時定数で決まる時間
（図７におけるｔ₀−ｔ₁の期間）だけ、発振回路２の
出力Ｖａの立上りを遅らせた図７（ｃ）の信号を作成す
る。

【００４９】レベルシフト回路３２は、トランジスタＱ
₁₁〜Ｑ₁₄からなるカレントミラー回路ＣＭ₃と、バッフ
ァアンプＢ₂と、直流電源Ｅの電圧を定電圧化するツェ
ナダイオードＺＤ₁及びコンデンサＣ₁₈からなる定電圧
回路３３とで構成してある。このレベルシフト回路３２
では、カレントミラー回路ＣＭ₃でデッドオフ回路３１
の出力を電流に代えて、異なる電位で動作するバッファ
アンプＢ₂に信号を伝達し、バッファアンプＢ₂の出力
を制御信号Ｖ₁としてスイッチング素子Ｓ₁に与える。

【００５０】スイッチング素子Ｓ₂の駆動回路４は、ス
イッチング素子Ｓ₂と同時オンしてダイオードブリッジ
ＤＢ間を短絡することを防止するデッドオフ期間を発振
回路２の出力Ｖａに設定するデッドオフ回路４１と、こ
のデッドオフ回路４１の出力からスイッチング素子Ｓ₁
が２回オフとなる時点に同期してスイッチング素子Ｓ ₂
をオンとする制御信号Ｖ₂を作成する周波数変換回路４
２とで構成してある。なお、スイッチング素子Ｓ₂の基
準電位は制御回路１の基準電位と一致しているので、レ
ベルシフト回路は必要ない。上記デッドオフ回路４１
は、インバータゲートＩ₁、可変抵抗ＶＲ₁₆〜ＶＲ₁₈、
ダイオードＤ₁₅，Ｄ₁₆、コンデンサＣ₁₃及びバッファア
ンプＢ₃で構成してある。このデッドオフ回路４１で
は、インバータゲートＩ₁で発振回路２の出力Ｖａを反
転し（その反転出力Ｖｂを図７（ｂ）に示す）、可変抵
抗ＶＲ₁₆，ＶＲ₁₇とコンデンサＣ₁₃の時定数で決まる時
間（図７のｔ₄−ｔ₅で示す期間）だけ、発振回路２の
出力Ｖａの立上りを遅らせた図７（ｄ）の信号を作成す
る。

【００５１】周波数変換回路４２は、デッドオフ回路４
１の出力Ｖｎの立上りをクロックとして２分周した出力
を生じる分周用ＩＣ（例えば、４５１６Ｂ）４２ａと、
この分周用ＩＣ４２ａの出力Ｏ₀とデッドオフ回路４１
の出力ＶｎとのアンドをとるアンドゲートＡＮＤ₄とで
構成してある。分周用ＩＣ４２ａの出力としては図７
（ｒ）に示すものが得られ、その出力Ｖｏとデッドオフ
回路４１の出力Ｖｎとのアンドをとると、同図（ｓ）に
示すように、スイッチング素子Ｓ₁が２回オフとなる時
点に同期してスイッチング素子Ｓ₂をオンとする制御信
号Ｖ₂が作成される。

【００５２】遅延回路５は、発振回路２の出力Ｖａを遅
延する時間を設定する遅延時間設定部５１と、この遅延
時間設定回路５１の遅延時間に応じて発振回路２の出力
Ｖａを全体的に遅延させた信号を作成する遅延信号作成
部５２とで構成してある。遅延時間設定部５１は、可変
抵抗ＶＲ₁₉，ＶＲ₂₀、ダイオードＤ₁₇、コンデンサ
Ｃ₁₄、インバータゲートＩ₃，Ｉ₄とで構成し、可変抵
抗ＶＲ₁₉とコンデンサＣ₁₄の時定数で決まる時間（例え
ば、図７のｔ₀−ｔ₂で示す期間）が、発振回路２の出
力Ｖａを遅延する時間となる。さらに詳しくは、発振回
路２の出力Ｖａの立上りから図７（ｅ）に示すようにコ
ンデンサＣ₁₄の充電が開始され、コンデンサＣ₁₄の両端
電圧がインバータゲートＩ₃のスレッショルド電圧に達
したとき、インバータゲートＩ₃の出力Ｖｄは図７
（ｆ）のようになる。

【００５３】遅延信号作成部５２は、遅延時間設定部５
１のインバータゲートＩ₃の出力Ｖｄと発振回路２の出
力ＶａとのアンドをとるアンドゲートＡＮＤ₁と、遅延
時間を得るためのコンデンサＣ₁₅と、アンドゲートＡＮ
Ｄ₁の出力ＶｇでコンデンサＣ₁₅を充電するカレントミ
ラー回路ＣＭ₁と、コンデンサＣ₁₅の両端電圧を所定電
圧と比較するコンパレータＣＰ₁と、発振回路２の出力
Ｖａを反転するインバータゲートＩ₂と、インバータゲ
ートＩ₂の出力ＶｆとコンパレータＣＰ₁の出力Ｖｉと
のアンドをとるアンドゲートＡＮＤ₂と、アンドゲート
ＡＮＤ₂の出力Ｖｊと遅延時間設定部５１の出力Ｖｅと
のオアをとるオアゲートＯＲ₁と、オアゲートＯＲ₁の
出力ＶｋとインバータゲートＩ₂の出力Ｖｆとのアンド
をとるアンドゲートＡＮＤ₃と、アンドゲートＡＮＤ₃
の出力Ｖｌに応じてコンデンサＣ ₁₅の放電を行うカレン
トミラー回路ＣＭ₂とで構成してある。

【００５４】以下、この遅延信号作成部５２の動作を説
明する。アンドゲートＡＮＤ₁で、図７（ｆ）に示す遅
延時間設定部５１のインバータゲートＩ₃の出力Ｖｄ
と、発振回路２の出力Ｖａとのアンドをとると、このア
ンドゲートＡＮＤ₁の出力Ｖｇは、図７（ｉ）に示すよ
うに、遅延時間設定部５１で設定した遅延時間に相当す
る期間ハイレベルとなる。このアンドゲートＡＮＤ₁の
出力Ｖｇがハイレベルである期間、図７（ｊ）に示すよ
うにコンデンサＣ₁₅がカレントミラー回路ＣＭ₁で充電
される。ここで、コンパレータＣＰ₁の基準電圧はほぼ
０Ｖに設定してあるので、その出力Ｖｉは図７（ｋ）に
示すようにハイレベルに保たれる。

【００５５】上述の動作時点では、図７（ｈ）に示すよ
うにインバータゲートＩ₂の出力Ｖｆはローレベルであ
るので、同図（ｌ）に示すようにアンドゲートＡＮＤ₂
の出力Ｖｊはローレベルとなっている。そして、上記コ
ンパレータＣＰ₁の出力はコンデンサＣ₁₅が充電されて
いる期間ハイレベルに保たれる。いま、図７（ａ）に示
すように発振回路２の出力Ｖａがローレベルとなると、
同図（ｈ）に示すようにインバータゲートＩ₂の出力Ｖ
ｆがハイレベルとなる。このため、同図（ｌ）に示すよ
うにアンドゲートＡＮＤ₂の出力Ｖｊがハイレベルとな
る。これにより、遅延時間設定部５１のインバータゲー
トＩ₄の出力Ｖｅがローレベルに立ち下がった後も、オ
アゲートＯＲ₁の出力Ｖｋは図７（ｍ）に示すようにハ
イレベルに保たれる。

【００５６】このとき、アンドゲートＡＮＤ₃の出力Ｖ
ｌが図０（ｎ）に示すようにハイレベルになることによ
り、カレントミラー回路ＣＭ₂が動作し、コンデンサＣ
₁₅の放電が開始される。ここで、カレントミラー回路Ｃ
Ｍ₂と上記カレントミラー回路ＣＭ₁はミラー比が１：
１に設定してあるので、図７（ｊ）に示すように、遅延
時間設定部５１で設定した遅延時間と同じ時間後に、コ
ンデンサＣ₁₅が完全に放電される。

【００５７】そして、コンデンサＣ₁₅が完全に放電され
ると、コンパレータＣＰ₁の出力Ｖｉは図７（ｋ）に示
すようにローレベルとなる。これにより、アンドゲート
ＡＮＤ₂の出力Ｖｊが図７（ｌ）に示すようにローレベ
ルとなり、オアゲートＯＲ₁の出力Ｖｋも同図（ｍ）に
示すようにローレベルとなる。そして、そのオアゲート
ＯＲ₁の出力ＶｋによりアンドゲートＡＮＤ₃の出力Ｖ
ｌが図７（ｎ）に示すようにローレベルになり、カレン
トミラー回路ＣＭ₂の動作が停止される。

【００５８】つまり、上記遅延信号作成部５２は、遅延
時間設定部５１で設定された時間と同じだけの時間、オ
アゲートＯＲ₁の出力Ｖｋの立下りを遅らせるために設
けてあり、遅延時間設定回路５１の遅延時間に応じて発
振回路２の出力Ｖａを全体的に遅延させた信号を作成し
ている。そして、この信号Ｖｋを基にして駆動回路６，
７がスイッチング素子Ｓ₃，Ｓ ₄を駆動する。スイッチ
ング素子Ｓ₃の駆動回路６は、デッドオフ回路６１とレ
ベルシフト回路６２とで構成し、スイッチング素子Ｓ₄
の駆動回路７は、デッドオフ回路７１で構成してある。

【００５９】デッドオフ回路６１は、インバータゲート
Ｉ₅、可変抵抗ＶＲ₂₄〜ＶＲ₂₆、ダイオードＤ₂₀，
Ｄ₂₁、コンデンサＣ₁₇及びバッファアンプＢ₅で構成し
てあり、オアゲートＯＲ₁の出力Ｖｋの立上りを図１５
のｔ₂−ｔ₃で示す期間遅延させて、デッドオフ期間を
設定する。また、レベルシフト回路６２は、トランジス
タＱ₁₅〜Ｑ₁₈からなるカレントミラー回路ＣＭ₄と、バ
ッファアンプＢ₆と、直流電源Ｅの電圧を定電圧化する
ツェナダイオードＺＤ₂及びコンデンサＣ₁₉からなる定
電圧回路６３とで構成してある。

【００６０】デッドオフ回路７１は、可変抵抗ＶＲ₂₁〜
ＶＲ₂₃、ダイオードＤ₁₈，Ｄ₁₉、コンデンサＣ₁₆及びバ
ッファアンプＢ₄で構成してあり、オアゲートＯＲ₁の
出力Ｖｋを反転した出力の立上りを図１５のｔ₆−ｔ₇
で示す期間遅延させて、デッドオフ期間を設定する。こ
のようにすれば、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂及びスイ
ッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄のオン，オフタイミングの位相
差θとしては、図７における時刻ｔ₁−ｔ₃として与え
られる。そして、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂のオン期
間の比率を可変する場合には、例えば図６における可変
抵抗ＶＲ₁₅の抵抗値を大きくして、制御信号Ｖ₁の立下
り時点を遅らせると共に、可変抵抗ＶＲ₁₇の抵抗値を大
きくして、制御信号Ｖ₂の立上り時点を遅らせるように
すればよい。

【００６１】（実施例２）図８に本発明の他の実施例を
示す。本実施例は基本的には上記実施例の場合と同様に
して動作するもので、本実施例の特徴とするところは、
負荷Ｚが放電灯Ｌａであり、上記実施例の動作を適用し
て、この放電灯Ｌａを良好に予熱して始動点灯させる点
にある。

【００６２】放電灯Ｌａは不点時には、そのインピーダ
ンスが非常高くなり、共振回路の共振に影響しなくな
り、共振周波数が最も高くなる。そこで、スイッチング
素子Ｓ ₁〜Ｓ₄の中で一番スイッチング周波数の低いも
の（上記実施例の場合にはスイッチング素子Ｓ₂）のス
イッチング周波数を、共振回路の共振周波数よりも僅か
に設定する。そして、スイッチング素子Ｓ₁〜Ｓ₄の中
で一番スイッチング周波数の高いもの（上記実施例の場
合にはスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₃，Ｓ₄のいずれかで
あればよい）の制御信号を基準として、スイッチング素
子Ｓ₁〜Ｓ₂のスイッチング位相を１８０度ずれた状態
から同位相となるまで変化させる。このようにすれば、
スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄及びスイッチング素子
Ｓ₂，Ｓ₃の同時オンする期間が短い状態から長い状態
へと変化し、放電灯Ｌａを不点の状態としてフィラメン
トを予熱し、その後に放電灯Ｌａに放電開始電圧を印加
して始動点灯させることができる。

【００６３】ところで、上記放電灯Ｌａの予熱後の始動
方法としては、通常のこの種のインバータ装置を用いた
放電灯点灯装置の場合と同様に、インバータ装置のスイ
ッチング周波数を共振回路の共振周波数に近づけること
により、始動点灯させる方法を採用してもよいことは言
うまでもない。但し、定常点灯時にはスイッチング素子
Ｓ₁，Ｓ₄及びスイッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃の同時オン
期間を変化させて、調光制御を行うことは言うまでもな
い。

【００６４】（実施例３）図９に本発明の他の実施例を
示す。本実施例も基本的には上述した実施例１と同じも
ので、本実施例の場合には電源電圧変動に応じて負荷Ｚ
に供給される電力が変動することを防止する構成とした
点に特徴がある。本実施例の場合には、電源変動により
負荷Ｚに供給される電力が変動することを防止する電力
変動防止回路８を、ダイオードブリッジＤＢの出力変動
に応じて導通状態が変化するトランジスタＱ₃₀と、この
トランジスタＱ₃₀の導通状態に応じて入力電流が変化す
るフォトカプラＰＣ₁とで構成してある。

【００６５】つまり、ダイオードブリッジＤＢの出力電
圧が変化すると、制御回路１の電源端子ａ，ｂ間の電圧
が変化し、トランジスタＱ₃₀の導通状態が変化する。従
って、フォトカプラＰＣ₁の出力トランジスタに流れる
電流が変化し、コンデンサＣ ₁₄の充電電流が変化し、遅
延時間設定部５１の遅延時間の設定状態が変化する。い
ま、電源電圧が高くなると、トランジスタＱ₃₀でバイパ
スされる電流が増加し、フォトカプラＰＣ₁に入力され
る電流が減少する。このため、フォトカプラＰＣ₁の出
力電流が減少し、コンデンサＣ₁₄の充電時間が長くな
る。従って、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄及びスイッチ
ング素子Ｓ₂，Ｓ₃の同時オンの期間が短くなり、負荷
Ｚに供給される電力が減少する。これにより、電源電圧
変動に応じて負荷Ｚに流れる電流を抑制できる。

【００６６】なお、逆に電源電圧が低くなると、負荷Ｚ
に供給される電力を増加させるように機能する。このよ
うに、電力変動防止回路８はフィードフォワードをかけ
ることにより、負荷Ｚに供給される電力を安定させるこ
とができ、例えば負荷Ｚが放電灯の場合には安定点灯さ
せることができる。（実施例４）上述の実施例では負荷Ｚを１つとしていた
が、図１０に示すように、複数の負荷Ｚ，Ｚ’に同一の
インバータ装置から電力を供給するようにしてもよい。
図１０の場合には、コンデンサＣ₄と負荷Ｚとの直列回
路と、インダクタＬ₂と負荷Ｚ’の直列回路とを、コン
デンサＣ₂の両端に接続してある。このようにすれば、
負荷Ｚには共振による交流分の電流のみを流すことがで
き、負荷Ｚ’には直流分を主に流すことができる。な
お、負荷Ｚ’を放電灯とし、上記インダクタＬ₂を放電
灯のフィラメントの非電源側の両端に接続すると、イン
ダクタＬ₂に発生する直流分でフィラメントに予熱電流
を流し、放電灯を低い調光レベルまで安定点灯させるこ
とが可能となる。

【００６７】（実施例５）図１１に本発明の他の実施例
を示す。本実施例では放電灯Ｌａに流れるランプ電流を
検出して、そのランプ電流に応じて放電灯Ｌａに供給さ
れる電力を自動調節するものである。本実施例では、ス
イッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄の直列回路と並列に、スイッ
チング素子Ｓ₅，Ｓ₆を接続し、インダクタＬ₁と放電
灯Ｌａとの直列回路をスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂の接
続点とスイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄の接続点との間に接
続し、インダクタＬ₁と放電灯Ｌａとの接続点とスイッ
チング素子Ｓ₅，Ｓ₆の接続点との間にコンデンサＣ₂
を接続してある。そして、スイッチング素子Ｓ ₄のソー
ス側にはランプ電流を検出する電流検出抵抗Ｒ₀を接続
してある。なお、スイッチング素子Ｓ₅，Ｓ₆はスイッ
チング素子Ｓ₃，Ｓ₄の夫々と同期してオン，オフさ
れ、インバータ装置の動作は上述した実施例と何等変わ
りなく動作する。

【００６８】つまり、上述のように構成してあるのは、
放電灯Ｌａの電流を確実に検出できるように、ランプ電
流の流路と、共振電流の流路とを分離したものである。
そして、検出抵抗Ｒ₀の検出出力に応じて、ランプ電流
が減少すれば、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄及びスイッ
チング素子Ｓ₂，Ｓ₃の同時オン期間を長くして、ラン
プ電流を増加させ、逆にランプ電流が増加すれば、スイ
ッチング素子Ｓ₁，Ｓ ₄及びスイッチング素子Ｓ₂，Ｓ
₃の同時オン期間を短くして、ランプ電流を減少させる
ようにフィードバック制御をかけるようにすればよい。

【００６９】（実施例６）図１２は複数の放電灯Ｌａを
点灯するインバータ装置を用いた放電灯点灯装置を示
す。つまり、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂は夫々の放電
灯Ｌａの放電灯点灯装置として兼用し、スイッチング素
子Ｓ₃，Ｓ₄側に新たにスイッチング素子Ｓ ₅，Ｓ₆を
並列に接続し、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂の接続点と
スイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄の接続点との間に第１の負
荷回路を接続し、スイッチング素子Ｓ ₁，Ｓ₂の接続点
とスイッチング素子Ｓ₅，Ｓ₆の接続点との間に第２の
負荷回路を接続したものである。そして、スイッチング
素子Ｓ₅，Ｓ₆はスイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄の夫々と
同期してオン，オフさせている。ここで、本実施例の場
合には、図１３に示すように、実施例１の場合のスイッ
チング素子Ｓ₂の代わりに、スイッチング素子Ｓ₄，Ｓ
₆のスイッチング周期を長くしてある。従って、本実施
例も実施例１の場合とほぼ同じように動作する。

【００７０】このような構成とすれば、１組のスイッチ
ング素子の直列回路を追加することにより、多灯の放電
灯点灯装置を構成することができる。しかも、この場合
にはいずれかの放電灯Ｌａが不点状態になっても、他の
放電灯Ｌａの点灯状態に影響を与えないという利点があ
る。なお、上述の場合には２灯の場合について説明した
が、３灯以上の場合にも適用できる。

【００７１】（実施例７）実施例６と同様に複数の放電
灯Ｌａを点灯するインバータ装置を用いた放電灯点灯装
置において、図１４に示すように制御回路１でスイッチ
ング素子Ｓ₃〜Ｓ ₆を夫々個別に制御するようにしたも
のである。図１５がその動作状態を示すもので、時刻ｔ
₀〜ｔ₁ではスイッチング素子Ｓ ₁，Ｓ₄をオンとし、
時刻ｔ₁〜ｔ₂ではスイッチング素子Ｓ₂，Ｓ₅をオン
とし、時刻ｔ₃〜ｔ₄でスイッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃を
オンとし、時刻ｔ₄〜ｔ₅ではスイッチング素子Ｓ₁，
Ｓ₆をオンとし、時刻ｔ₅〜ｔ₆でスイッチング素子Ｓ
₂，Ｓ₅をオンとし、時刻ｔ₇〜ｔ₈ではスイッチング
素子Ｓ₂，Ｓ₃をオンとするという一連の動作を繰り返
すものである。このようにすれば、複数の放電灯Ｌａを
点灯制御することができる。

【００７２】図１６は他の動作方法を示すもので、スイ
ッチング素子Ｓ₁をオンとする期間の前半部でスイッチ
ング素子Ｓ₄をオンとし、後半部でスイッチング素子Ｓ
₆を動作させ、スイッチング素子Ｓ₂のオンとする期間
の前半部でスイッチング素子Ｓ₃をオンとし、後半部で
スイッチング素子Ｓ₅をオンするようにしたものであ
る。

【００７３】ところで、上述の説明では、スイッチング
素子がＦＥＴである場合について説明したが、バイポー
ラトランジスタやサイリスタにダイオードを逆並列に接
続したものを用いてもよい。また、直流電源は、純粋な
直流電源や、交流電源を整流平滑して作成されるものな
ども含まれることは言うまでもない。

【００７４】

【発明の効果】本発明は上述のように、一方の直列回路
のスイッチング素子のオン，オフのタイミングに対し
て、他方の直列回路のスイッチング素子のオン，オフの
タイミングを同位相から１８０度ずれた位相までの範囲
で可変しているので、対角位置のスイッチング素子の同
時オン期間を変化させて、スイッチング周波数を変化さ
せずに、負荷に供給される電力を調整することができ、
スイッチング周波数が変化することに伴う種々の問題点
を回避することができる。また、一方の直列回路の夫々
のスイッチング素子をスイッチング周期を異ならせて交
互にオン，オフさせると共に、他方の直列回路の夫々の
スイッチング素子を上記一方の直列回路のいずれかのス
イッチング素子と同じスイッチング周期で交互にオン，
オフさせているので、ＬＣ共振回路への正負の供給電力
をアンバランスにして、ＬＣ共振回路に蓄積されるエネ
ルギを直流分として負荷に供給でき、例えば負荷が放電
灯である場合に立消えを起こすことを防止できる。

【００７５】また、電源電圧変動を検出して、一方の直
列回路のスイッチング素子のオン，オフのタイミングに
対して、他方の直列回路のスイッチング素子のオン，オ
フのタイミングを調整して、負荷に供給される電力を一
定に制御すると、電源電圧変動による負荷への供給電力
の変動を防止することができる。さらに負荷電流を検出
して、一方の直列回路のスイッチング素子のオン，オフ
のタイミングに対して、他方の直列回路のスイッチング
素子のオン，オフのタイミングを調整して、負荷電流を
一定に制御すると、負荷に一定の電力を供給できる。

【００７６】さらにまた、他方の２つのスイッチング素
子からなる直列回路を複数設け、一方の直列回路のスイ
ッチング素子の接続点と夫々の他の直列回路の接続点と
の間に、少なくともＬＣ共振回路と負荷からなる複数の
負荷回路を夫々接続することにより、複数の負荷を同時
に駆動でき、しかも負荷に応じて他方の２つのスイッチ
ング素子からなる直列回路を追加するだけで済むため、
回路構成が簡単になる。

【００７７】また、負荷が放電灯であり、少なくとも放
電灯の不点時にＬＣ共振回路の共振周波数よりも、スイ
ッチング素子のスイッチング周波数を高く設定し、放電
灯の始動時に一方の直列回路のスイッチング素子のオ
ン，オフのタイミングに対して、他方の直列回路のスイ
ッチング素子のオン，オフのタイミングを１８０度ずれ
た位相から同位相まで変化させて、放電灯を良好に予熱
して始動点灯させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路図である。

【図２】同上の負荷への供給電力最大時の動作説明図で
ある。

【図３】スイッチング周波数を変えることなく、負荷へ
の供給電力を可変する方法を示す動作説明図である。

【図４】負荷に直流成分を印加する方法を示す動作説明
図である。

【図５】負荷に直流成分を印加し、且つスイッチング周
波数を変えることなく、負荷への供給電力を変化させる
場合の動作説明図である。

【図６】同上の制御回路の具体回路図である。

【図７】同上の制御回路の動作説明図である。

【図８】他の実施例の回路図である。

【図９】電力変動防止回路を備えた制御回路の具体回路
図である。

【図１０】交流及び直流駆動される複数の負荷を駆動す
る実施例の回路図である。

【図１１】負荷電流を一定制御する機能を備える実施例
の回路図である。

【図１２】複数の負荷を駆動する実施例の回路図であ
る。

【図１３】同上の動作説明図である。

【図１４】複数の負荷を駆動する他の実施例の回路図で
ある。

【図１５】同上の動作説明図である。

【図１６】同上を異なる状態で動作させた場合の動作説
明図である。

【図１７】従来のハーフブリッジ構成のインバータ装置
の回路図である。

【図１８】同上の動作説明図である。

【符号の説明】

ＡＣ交流電源ＤＢダイオードブリッジＳ₁〜Ｓ₄スイッチング素子Ｌ₁インダクタＣ₂コンデンサＺ負荷１制御回路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】そして、時刻ｔ₁になると、図１８（ａ）
に示すように制御回路１の制御出力Ｖ₁がローレベル、
同図（ｂ）に示すように制御出力Ｖ₂がハイレベルにな
り、スイッチング素子Ｓ₁がオフとなると共に、スイッ
チング素子Ｓ₂がオンとなる。但し、上記スイッチング
素子Ｓ₁，Ｓ₂では純然たるスイッチとは異なり、通常
と逆極性の電圧（直流電源Ｅの極性とは逆の極性の電
圧）が印加された場合に、スイッチング素子Ｓ₂ に本来
の電流Ｉ_S2が流れる方向（図１７中の矢印で示す電流方
向）とは逆の方向に電流を流す働きを持つ寄生ダイオー
ドを有する。このため、スイッチング素子Ｓ₂をオンし
たとき、本来の電流方向にはオンとはならず、インダク
タＬ₂に蓄積されたエネルギでスイッチング素子Ｓ₂の
寄生ダイオードを介して電流が流れる。つまり、スイッ
チング素子Ｓ₂は逆方向に導通した状態になる。そし
て、インダクタＬ₁のそれまでと同じ方向に電流を流す
作用により、共振回路に蓄積されたエネルギによって、
インダクタＬ₁ 、直流カット用コンデンサＣ₁、コンデ
ンサＣ₂及び放電灯Ｌａ、スイッチング素子Ｓ₂の寄生
ダイオードの経路で電流が流れる。即ち、インバータ回
路の動作周波数は共振回路の共振周波数よりも高い範囲
に設定してあるので、負荷回路は上述のような動作を行
う。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】そして、共振回路の電流がゼロとなった時
点から、スイッチング素子Ｓ₂が本来のオン状態となり
（図１７中の矢印で示す方向に電流Ｉ_S2が流れる状態と
なり）、直流カット用コンデンサＣ ₁と共振回路用コン
デンサＣ₂とに蓄積された電荷を電源として、直流カッ
ト用コンデンサＣ₁、インダクタＬ₁、スイッチング素
子Ｓ₂、コンデンサＣ₂及び放電灯Ｌａの経路で、それ
までと逆方向の電流が流れる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】その後、時刻ｔ₂で、時刻ｔ₀の場合と同
様に、制御回路１の制御出力Ｖ₁がハイレベル、同図
（ｂ）に示すように制御出力Ｖ₂がローレベルになるた
め、スイッチング素子Ｓ₁がオンとなると共に、スイッ
チング素子Ｓ₂がオフとなる。しかし、この場合にもス
イッチング素子Ｓ₁は本来の電流Ｉ_S1が流れる方向（図
１７中の矢印で示す方向）にはオンとはならず、共振回
路に蓄積されたエネルギでスイッチング素子Ｓ₁の寄生
ダイオードがオンとなる。つまり、スイッチング素子Ｓ
₁は逆方向に導通した状態になる。そして、共振回路に
蓄積されたエネルギによって、スイッチング素子Ｓ₁の
寄生ダイオード、直流電源Ｅ、コンデンサＣ₂及び放電
灯Ｌａ、直流カット用コンデンサＣ₁の経路で電流が流
れる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】そして、共振回路の電流がゼロとなった時
点から、スイッチング素子Ｓ₁が本来のオン状態とな
り、直流電源Ｅ、スイッチング素子Ｓ₁、インダクタＬ
₁、直流カット用コンデンサＣ₁、コンデンサＣ₂及び
放電灯Ｌａの経路で電流が流れる。以下、上記一連の動
作を繰り返すことにより、直流電源Ｅを高周波電力に変
換して、放電灯Ｌａに高周波電力が供給される。このと
き、インダクタＬ₁に流れる電流Ｉ_L1は、図１８（ｅ）
に示すようになる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】なお、上述の説明では、時刻ｔ₀の場合
に、スイッチング素子Ｓ₁が本来の電流方向にオンとな
ると説明したが、それまでスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂
が交互にオン，オフしている定常点灯時には、時刻ｔ₀
においてもスイッチング素子Ｓ ₁の寄生ダイオードのオ
ンにより電流が流れ、その後に本来のスイッチング素子
Ｓ₁の電流Ｉ_S1が流れる方向にオンとなることは言うま
でもない。また、上述の説明では、スイッチング素子Ｓ
₁，Ｓ₂の寄生ダイオードをインダクタＬ₁のエネルギ
を放出するために用いたが、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ
₂に夫々逆並列にダイオードを接続するようにしてもよ
い。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】ところが、上記直流電源Ｅを交流電源を整
流平滑して得る場合において、スイッチング素子Ｓ₁，
Ｓ₂のスイッチング周波数を変化させると、交流電源側
に高周波が漏れる問題がある。そこで、交流電源を整流
するダイオードブリッジの入力端などに高周波成分が交
流電源側に漏れることを防止するフィルタが設けられ
る。しかし、上述のようにインバータ装置の動作周波数
が変化すると、高周波成分を除去する上記フィルタの設
計が複雑になるという問題があった。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】そこで、この点を改善できる従来例とし
て、”Off-Line Application of Fixed-Frequency Clam
ped Mode Series Resonant Converter”,IEEE Tansacti
on onPower Electronics,Vol.6;No.1,January,1991 な
る文献がある。この従来例では、２つのスイッチング素
子の直列回路を直流電源と並列に２組接続すると共に、
夫々の直列回路のスイッチング素子の接続点間に少なく
ともＬＣ共振回路と負荷からなる負荷回路を接続し、夫
々の直列回路のスイッチング素子を同時にオンしないよ
うに交互にオン，オフさせ、一方の直列回路のスイッチ
ング素子のオン，オフのタイミングに対して、他方の直
列回路のスイッチング素子のオン，オフの位相を変化す
るようにしてある。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】なお、上記従来例の動作説明は本発明の実
施例の項で詳述する。この従来例によれば、動作周波数
を変化させずに、負荷に供給する電力を変化させること
ができる。ところが、上述の従来例を特に放電灯点灯装
置として適用し、低温時に放電灯Ｌａに供給される電力
を小さくしぼった状態で、放電灯Ｌａが立消えを起こし
たり、移動縞によるちらつきを発生するという問題があ
った。このため、放電灯Ｌａの調光範囲に制限を生じる
という問題があった。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】

【作用】本発明は、上述のように一方の直列回路のスイ
ッチング素子のオン，オフのタイミングに対して、他方
の直列回路のスイッチング素子のオン，オフのタイミン
グを同位相から１８０度ずれた位相までの範囲で可変し
ていることにより、対角位置のスイッチング素子の同時
オン期間を変化させて、スイッチング周波数を変化させ
ずに、負荷に供給される電力を調整することを可能と
し、スイッチング周波数が変化することに伴う種々の問
題点を回避する。また、一方の直列回路の夫々のスイッ
チング素子をスイッチング周期を異ならせて交互にオ
ン，オフさせると共に、他方の直列回路の夫々のスイッ
チング素子を上記一方の直列回路のいずれかのスイッチ
ング素子と同じスイッチング周期で交互にオン，オフさ
せることにより、ＬＣ共振回路への正負の供給電力をア
ンバランスにして、ＬＣ共振回路に蓄積されるエネルギ
を直流分として負荷に供給可能とし、例えば負荷が放電
灯である場合に立消えや移動縞によるちらつきを起こす
ことを防止する。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】この種の通常のフルブリッジ構成のインバ
ータ装置では、一般に対角位置に設けられたスイッチン
グ素子Ｓ₁，Ｓ₄及びスイッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃を組
として制御回路１で交互にオン，オフして、負荷回路に
交流電流を供給する。まず、本発明の動作を容易に理解
できるように、上述の一般動作をさらに詳述しておく。
いま、時刻ｔ₀で制御回路１の制御出力Ｖ₁，Ｖ₄がハ
イレベルとなり、制御出力Ｖ₂，Ｖ₃がローレベルとな
る。このとき、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄が図２
（ａ），（ｄ）に示すようにオンとなり、スイッチング
素子Ｓ₂，Ｓ₃が同図（ｂ），（ｃ）に示すようにオフ
となり、ダイオードブリッジＤＢから、スイッチング素
子Ｓ₁、インダクタＬ₁、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ、
スイッチング素子Ｓ ₄、ダイオードブリッジＤＢの経路
で、負荷Ｚに電流が流される。つまり、図１の矢印で示
す方向の負荷電流Ｉ_Zが供給される。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】時刻ｔ₂では、制御回路１の制御出力
Ｖ₁，Ｖ₄がローレベルとなり、制御出力Ｖ₂，Ｖ₃が
ハイレベルとなる。すると、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ
₄が図２（ａ），（ｄ）に示すようにオフとなり、スイ
ッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃が同図（ｂ），（ｃ）に示すよ
うにオンとなる。ここで、上記インバータ装置のスイッ
チング周波数をインダクタＬ₁とコンデンサＣ₂からな
る共振回路の共振周波数よりも高い範囲とした場合に
は、従来技術の項で説明したように、共振回路に蓄積さ
れたエネルギによって、インダクタＬ₁、コンデンサＣ
₂及び負荷Ｚ、スイッチング素子Ｓ₃の寄生ダイオー
ド、ダイオードブリッジＤＢ、交流電源ＡＣ、スイッチ
ング素子Ｓ₂の寄生ダイオードの経路で電流が流れる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】そして、上記共振回路に流れる電流がゼロ
になった時点から、スイッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃がオン
となり、ダイオードブリッジＤＢの出力が、スイッチン
グ素子Ｓ₃，コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ、インダクタＬ
₁、スイッチング素子Ｓ ₂、ダイオードブリッジＤＢの
経路で、負荷電流Ｉ_Zがそれまでと逆方向（図１の矢印
と逆方向）で流される。時刻ｔ₄では、時刻ｔ₀の場合
と同様に、制御回路１の制御出力Ｖ₁，Ｖ₄がハイレベ
ルとなると共に、制御出力Ｖ₂，Ｖ₃がローレベルとな
り、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄がオンとなると共に、
スイッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃がオフとなる。このときに
も、共振回路に蓄積されたエネルギによって、インダク
タＬ₁、スイッチング素子Ｓ₁ の寄生ダイオード、ダイ
オードブリッジＤＢ、交流電源ＡＣ、スイッチング素子
Ｓ₄の寄生ダイオード、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚの経
路で電流が流れる。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】そして、共振回路の電流がゼロになった時
点から、ダイオードブリッジＤＢから、スイッチング素
子Ｓ₁、インダクタＬ₁、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ、
スイッチング素子Ｓ₄の経路で、負荷Ｚに電流が流され
る。なお、インバータ装置が定常動作している場合に
は、上記時刻ｔ₀の時点でも、スイッチング素子Ｓ₁，
Ｓ₄ の寄生ダイオードを介して電流が流れた後に、スイ
ッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄ を介して正方向への負荷電流Ｉ
_Zが供給される。また、スイッチング素子Ｓ₁〜Ｓ₄に
夫々逆並列にダイオードを接続して、共振回路の電流を
流すものもある。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】ところで、従来技術の項で説明した後者の
従来例としてのインバータ装置の場合、負荷Ｚに供給す
る電力を変化させるとき、図３（ａ），（ｂ）に示す直
列接続されたスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂のオン，オフ
のタイミングを、同図（ｃ），（ｄ）に示すスイッチン
グ素子Ｓ₃，Ｓ₄のオン，オフのタイミングとずらすよ
うにしてある。なお、ダイオードブリッジＤＢの出力端
間に、直列接続されたスイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂及び
スイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄は交互にオン，オフするよ
うにしてある。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】さらに、この従来のインバータ装置の動作
を詳述する。なお、以下の説明は上述の場合と同様に、
インバータ装置のスイッチング周波数が共振回路の共振
周波数よりも高く設定してある場合を例として説明す
る。時刻ｔ₀では、図３（ｂ）に示すようにスイッチン
グ素子Ｓ ₂，Ｓ₄ がオンとなり、その他のスイッチング
素子Ｓ₁，Ｓ ₃は同図（ａ），（ｃ）に示すように共に
オフである。従って、負荷回路には電圧が印加されな
い。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】時刻ｔ₁では、同図（ｃ）に示すようにス
イッチング素子Ｓ₃がオン、スイッチング素子Ｓ₄がオ
フし、これによりダイオードブリッジＤＢ、スイッチン
グ素子Ｓ₃、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ、インダクタＬ
₁、スイッチング素子Ｓ ₂、ダイオードブリッジＤＢの
経路で、負荷電流Ｉ_Zが供給される。時刻ｔ₂では、図
３（ｂ）に示すようにスイッチング素子Ｓ₂がオフとな
ることにより、上記負荷への電圧の印加がなくなる。ま
た、スイッチング素子Ｓ₂のオフと同時に、スイッチン
グ素子Ｓ₁を図３（ａ）に示すようにオンとするように
制御回路１から制御出力Ｖ₁が印加される。この場合に
は、共振回路に蓄積されたエネルギで、インダクタ
Ｌ₁、スイッチング素子Ｓ₁の寄生ダイオード、スイッ
チング素子Ｓ₃、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚの経路で、
それまでと同一方向に負荷電流Ｉ_Zが流れる。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】時刻ｔ₃では、図３（ｃ）に示すように、
スイッチング素子Ｓ₃がオフとなる。このときにはスイ
ッチング素子Ｓ₄を図３（ｄ）に示すようにオンとする
ように制御回路１から制御出力Ｖ₄が印加される。この
ため、共振回路のエネルギが残っている場合には、イン
ダクタＬ₁、スイッチング素子Ｓ₁の寄生ダイオード、
ダイオードブリッジＤＢ、交流電源ＡＣ、スイッチング
素子Ｓ₄の寄生ダイオード、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ
の経路で、電流が流れる。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】そして、共振回路の電流がゼロになった時
点から、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ ₄が共にオンとな
り、ダイオードブリッジＤＢから、スイッチング素子Ｓ
₁、インダクタＬ₁、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ、スイ
ッチング素子Ｓ₄、ダイオードブリッジＤＢの経路で、
それまでとは逆方向の負荷電流Ｉ_Zが流される。但し、
上記時刻ｔ₃の時点に共振回路の電流がゼロとなった場
合には、制御回路１の制御出力Ｖ₄がハイレベルとなる
と同時に、スイッチング素子Ｓ₄がオンとなる。この場
合には、この時刻ｔ₃で既にスイッチング素子Ｓ₁がオ
ンであるので、時刻ｔ₃において、ダイオードブリッジ
ＤＢ、スイッチング素子Ｓ₁、インダクタＬ₁、コンデ
ンサＣ₂及び負荷Ｚ、スイッチング素子Ｓ ₄、ダイオー
ドブリッジＤＢの経路で、負荷電流Ｉ_Zが流れる。

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】時刻ｔ₄では、スイッチング素子Ｓ₁がオ
フとなり、上記経路での負荷電流Ｉ _Z の供給が停止され
る。このとき、同時にスイッチング素子Ｓ₂に制御回路
１からオンとする制御信号Ｖ₂が印加され、共振回路に
蓄積されたエネルギによって、インダクタＬ₁、コンデ
ンサＣ₂及び負荷Ｚ、スイッチング素子Ｓ₄、スイッチ
ング素子Ｓ₂の寄生ダイオードの経路で電流が流れる。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】時刻ｔ₅では、スイッチング素子Ｓ₄がオ
フとなると共に、図３（ｃ）に示すようにスイッチング
素子Ｓ₃をオンとする制御回路１のハイレベルの制御出
力Ｖ ₃が与えられる。このとき、共振回路にエネルギが
残っている場合には、インダクタＬ₁、コンデンサＣ₂
及び負荷Ｚ、スイッチング素子Ｓ₃の寄生ダイオード、
ダイオードブリッジＤＢ、交流電源ＡＣ、スイッチング
素子Ｓ₂の寄生ダイオードの経路で、電流が流れる。そ
して、共振回路の電流がゼロとなった後、ダイオードブ
リッジＤＢ、スイッチング素子Ｓ₃、コンデンサＣ₂及
び負荷Ｚ、インダクタＬ₁、スイッチング素子Ｓ₂の経
路で、負荷電流Ｉ_Zが流される。

【手続補正２０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】この場合にも、時刻ｔ₅で、インダクタＬ
₁のエネルギが放出されていると、時刻ｔ₅の時点で、
ダイオードブリッジＤＢから、スイッチング素子Ｓ₃、
コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ、インダクタＬ₁、スイッチ
ング素子Ｓ ₂、ダイオードブリッジＤＢの経路で、負荷
電流Ｉ_Zが流される。上記一連の動作を繰り返すことに
より、ダイオードブリッジＤＢの出力である直流電圧を
交流電圧に変換して、交流電圧が負荷回路に供給され
る。このインバータ装置では、対角位置のスイッチング
素子Ｓ₁，Ｓ₄及びスイッチング素子Ｓ ₂，Ｓ₃の同時
オン期間が、図２に示すように一致している場合よりも
短くなり、従って負荷Ｚに供給される電力が低減され
る。なお、インバータ装置のスイッチング周波数を共振
回路の共振周波数よりも高い範囲で最も低く設定してお
く。

【手続補正２１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】つまり、このインバータ装置では、スイッ
チング素子Ｓ₁，Ｓ₂のオン，オフのタイミングに対し
て、スイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄のオン，オフの位相を
変化させることにより、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄及
びスイッチング素子Ｓ₂，Ｓ ₃が同時にオンする時間を
変化させ、スイッチング素子Ｓ₁〜Ｓ₄のスイッチング
周波数を変化させずに、負荷回路に供給される電力を変
化させることができるのである。このため、交流電源Ａ
Ｃへの高周波出力の漏れを防止するフィルタ（図示せ
ず）の設計が容易となる。また、負荷Ｚが放電灯である
場合に、放電灯の発する光の周波数が変化し、赤外線リ
モコンなどの他の機器に悪影響を及ぼすということがな
い。さらに、放電灯がＨＩＤランプである場合、出力の
周波数変化によって音響的共鳴現象を起こす恐れも少な
くできる。

【手続補正２２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】さらにこの動作を詳述する。なお、時刻ｔ
₀〜ｔ₃の動作は図２で説明した動作と同じであるの
で、説明は省略する。また、この説明もインバータ装置
のスイッチング周波数が共振回路の共振周波数よりも高
い場合について行う。時刻ｔ₃では、スイッチング素子
Ｓ₃はオンとなるが、スイッチング素子Ｓ₂がオンとな
らない。このため、共振回路に蓄積されたエネルギによ
って、インダクタＬ₁、コンデンサＣ₂及び負荷Ｚ、ス
イッチング素子Ｓ₃の寄生ダイオード、ダイオードブリ
ッジＤＢ、交流電源ＡＣ、スイッチング素子Ｓ₂の寄生
ダイオードの経路で電流が流れる。

【手続補正２３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】時刻ｔ₄では、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ
₄のオンにより、ダイオードブリッジＤＢ、スイッチン
グ素子Ｓ₁、インダクタＬ₁、コンデンサＣ₂及び負荷
Ｚ、スイッチング素子Ｓ₄の経路で、負荷電流Ｉ_Zが流
される。なお、このときには、共振回路に蓄積されたエ
ネルギが残っていれば、ダイオードブリッジＤＢの出力
に加算された形で、負荷電流Ｉ_Zが流され、共振回路に
蓄積されるエネルギはさらに大きくなる。

【手続補正２４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４１】時刻ｔ₅では、スイッチング素子Ｓ₂，Ｓ
₃をオンとする制御信号Ｖ₂，Ｖ₃が与えられた時点
で、共振回路に蓄積されたエネルギによって、インダク
タＬ₁、負荷Ｚ及びコンデンサＣ₂、スイッチング素子
Ｓ₃の寄生ダイオード、ダイオードブリッジＤＢ、交流
電源ＡＣ、スイッチング素子Ｓ₂の寄生ダイオードを介
して電流が流れ、その電流がゼロとなった後のスイッチ
ング素子Ｓ₂，Ｓ₃のオンにより、ダイオードブリッジ
ＤＢから、スイッチング素子Ｓ₃、負荷Ｚ及びコンデン
サＣ₂、インダクタＬ₁、スイッチング素子Ｓ₂、ダイ
オードブリッジＤＢの経路で、負荷電流Ｉ_Zが供給され
る。なお、スイッチング素子Ｓ₂，Ｓ₃はオン可能期間
内にオンとなるようにしてある。

【手続補正２５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５０】スイッチング素子Ｓ₂の駆動回路４は、ス
イッチング素子Ｓ₂と同時オンしてダイオードブリッジ
ＤＢ間を短絡することを防止するデッドオフ期間を発振
回路２の出力Ｖａから設定するデッドオフ回路４１と、
このデッドオフ回路４１の出力からスイッチング素子Ｓ
₁が２回オフとなる時点に同期してスイッチング素子Ｓ
₂をオンとする制御信号Ｖ₂を作成する周波数変換回路
４２とで構成してある。なお、スイッチング素子Ｓ₂の
動作基準電位は制御回路１の基準電位と一致しているの
で、レベルシフト回路は必要ない。上記デッドオフ回路
４１は、インバータゲートＩ₁、可変抵抗ＶＲ₁₆〜ＶＲ
₁₈、ダイオードＤ₁₅，Ｄ₁₆、コンデンサＣ₁₃及びバッフ
ァアンプＢ₃で構成してある。このデッドオフ回路４１
では、インバータゲートＩ₁で発振回路２の出力Ｖａを
反転し（その反転出力Ｖｂを図７（ｂ）に示す）、可変
抵抗ＶＲ₁₆，ＶＲ₁₇とコンデンサＣ₁₃の時定数で決まる
時間（図７のｔ₄−ｔ₅で示す期間）だけ、発振回路２
の出力Ｖａの立上りを遅らせた図７（ｄ）の信号を作成
する。

【手続補正２６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５６】このとき、アンドゲートＡＮＤ₃の出力Ｖ
ｌが図７（ｎ）に示すようにハイレベルになることによ
り、カレントミラー回路ＣＭ₂が動作し、コンデンサＣ
₁₅の放電が開始される。ここで、カレントミラー回路Ｃ
Ｍ₂と上記カレントミラー回路ＣＭ₁はミラー比が１：
１に設定してあるので、図７（ｊ）に示すように、遅延
時間設定部５１で設定した遅延時間と同じ時間後に、コ
ンデンサＣ₁₅が完全に放電される。

【手続補正２７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５９】デッドオフ回路６１は、インバータゲート
Ｉ₅、可変抵抗ＶＲ₂₄〜ＶＲ₂₆、ダイオードＤ₂₀，
Ｄ₂₁、コンデンサＣ₁₇及びバッファアンプＢ₅で構成し
てあり、オアゲートＯＲ₁の出力の反転出力Ｖｍの立上
りを図７のｔ₆−ｔ₇ で示す期間遅延させて、デッドオ
フ期間を設定する。また、レベルシフト回路６２は、ト
ランジスタＱ₁₅〜Ｑ₁₈からなるカレントミラー回路ＣＭ
₄と、バッファアンプＢ₆と、直流電源Ｅの電圧を定電
圧化するツェナダイオードＺＤ₂及びコンデンサＣ ₁₉か
らなる定電圧回路６３とで構成してある。

【手続補正２８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６０】デッドオフ回路７１は、可変抵抗ＶＲ₂₁〜
ＶＲ₂₃、ダイオードＤ₁₈，Ｄ₁₉、コンデンサＣ₁₆及びバ
ッファアンプＢ₄で構成してあり、オアゲートＯＲ₁の
出力Ｖｋを反転した出力の立上りを図７のｔ₂−ｔ₃ で
示す期間遅延させて、デッドオフ期間を設定する。この
ようにすれば、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂及びスイッ
チング素子Ｓ₃，Ｓ₄のオン，オフタイミングの位相差
θとしては、図７における時刻ｔ₁−ｔ₃として与えら
れる。そして、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂のオン期間
の比率を可変する場合には、例えば図６における可変抵
抗ＶＲ₁₅の抵抗値を大きくして、制御信号Ｖ₁の立下り
時点を遅らせると共に、可変抵抗ＶＲ₁₇の抵抗値を大き
くして、制御信号Ｖ₂の立上り時点を遅らせるようにす
ればよい。

【手続補正２９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６８】つまり、上述のように構成してあるのは、
放電灯Ｌａの電流を確実に検出できるように、ランプ電
流の流路と、共振電流の流路とを分離したものである。
そして、検出抵抗Ｒ₀の検出出力に応じて、ランプ電流
が減少すれば、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₄及びスイッ
チング素子Ｓ₂，Ｓ₃の同時オン期間を長くして、ラン
プ電流を増加させ、逆にランプ電流が増加すれば、スイ
ッチング素子Ｓ₁，Ｓ ₄及びスイッチング素子Ｓ₂，Ｓ
₃の同時オン期間を短くして、ランプ電流を減少させる
ようにフィードバック制御をかけるようにすればよい。
なお、電源を確実に分離するため、ダイオードＤ_A〜Ｄ
_Dを設け、各々の電流が順方向電圧により分離できるよ
うにしている。また、その代わりに抵抗を接続してもよ
い。

【手続補正３０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６９】（実施例６）図１２は複数の放電灯Ｌａを
点灯するインバータ装置を用いた放電灯点灯装置を示
す。つまり、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂は夫々の放電
灯Ｌａの放電灯点灯装置として兼用し、スイッチング素
子Ｓ₃，Ｓ₄側に新たにスイッチング素子Ｓ ₅，Ｓ₆を
並列に接続し、スイッチング素子Ｓ₁，Ｓ₂の接続点と
スイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄の接続点との間に第１の負
荷回路を接続し、スイッチング素子Ｓ ₁，Ｓ₂の接続点
とスイッチング素子Ｓ₅，Ｓ₆の接続点との間に第２の
負荷回路を接続したものである。そして、スイッチング
素子Ｓ₅，Ｓ₆はスイッチング素子Ｓ₃，Ｓ₄の夫々と
同期してオン，オフさせている。ここで、本実施例の場
合には、図１３に示すように、実施例１の場合のスイッ
チング素子Ｓ₂の代わりに、スイッチング素子Ｓ₄，Ｓ
₆のスイッチング周期を長くしてある。従って、本実施
例も実施例１の場合とほぼ同じように動作する。なお、
ダイオードＤ_A〜Ｄ_Dは実施例５と同様の働きをするも
のである。

【手続補正３１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７４】

【発明の効果】本発明は上述のように、一方の直列回路
のスイッチング素子のオン，オフのタイミングに対し
て、他方の直列回路のスイッチング素子のオン，オフの
タイミングを同位相から１８０度ずれた位相までの範囲
で可変しているので、対角位置のスイッチング素子の同
時オン期間を変化させて、スイッチング周波数を変化さ
せずに、負荷に供給される電力を調整することができ、
スイッチング周波数が変化することに伴う種々の問題点
を回避することができる。また、一方の直列回路の夫々
のスイッチング素子をスイッチング周期を異ならせて交
互にオン，オフさせると共に、他方の直列回路の夫々の
スイッチング素子を上記一方の直列回路のいずれかのス
イッチング素子と同じスイッチング周期で交互にオン，
オフさせているので、ＬＣ共振回路への正負の供給電力
をアンバランスにして、ＬＣ共振回路に蓄積されるエネ
ルギを直流分として負荷に供給でき、例えば負荷が放電
灯である場合に立消えや移動縞によるちらつきを起こす
ことを防止できる。

【手続補正３２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正３３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１１】

【手続補正３４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つのスイッチング素子の直列回路を直
流電源と並列に２組接続すると共に、夫々の直列回路の
スイッチング素子の接続点間に少なくともＬＣ共振回路
と負荷からなる負荷回路を接続し、一方の直列回路の夫
々のスイッチング素子をスイッチング周期を異ならせて
交互にオン，オフさせると共に、他方の直列回路の夫々
のスイッチング素子を上記一方の直列回路のいずれかの
スイッチング素子と同じスイッチング周期で交互にオ
ン，オフさせ、一方の直列回路のスイッチング素子のオ
ン，オフのタイミングに対して、他方の直列回路のスイ
ッチング素子のオン，オフのタイミングを同位相から１
８０度ずれた位相までの範囲で可変して成ることを特徴
とするインバータ装置。
【請求項２】電源電圧変動を検出して、一方の直列回
路のスイッチング素子のオン，オフのタイミングに対し
て、他方の直列回路のスイッチング素子のオン，オフの
タイミングを調整して、負荷に供給される電力を一定に
制御して成ることを特徴とする請求項１記載のインバー
タ装置。
【請求項３】負荷電流を検出して、一方の直列回路の
スイッチング素子のオン，オフのタイミングに対して、
他方の直列回路のスイッチング素子のオン，オフのタイ
ミングを調整して、負荷電流を一定に制御して成ること
を特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
【請求項４】他方の２つのスイッチング素子からなる
直列回路を複数設け、一方の直列回路のスイッチング素
子の接続点と夫々の他の直列回路の接続点との間に、少
なくともＬＣ共振回路と負荷からなる複数の負荷回路を
夫々接続して成ることを特徴とする請求項１記載のイン
バータ装置。
【請求項５】他方の直列回路の夫々のスイッチング素
子がすべて同時オンしないことを特徴とする請求項４記
載のインバータ装置。
【請求項６】上記負荷が放電灯であり、少なくとも放
電灯の不点時にＬＣ共振回路の共振周波数よりも、スイ
ッチング素子のスイッチング周波数を高く設定し、放電
灯の始動時にスイッチング素子のスイッチング周波数を
ＬＣ共振回路の共振周波数に近づけて成ることを特徴と
する請求項１記載のインバータ装置。
【請求項７】上記負荷が放電灯であり、少なくとも放
電灯の不点時にＬＣ共振回路の共振周波数よりも、スイ
ッチング素子のスイッチング周波数を高く設定し、放電
灯の始動時に一方の直列回路のスイッチング素子のオ
ン，オフのタイミングに対して、他方の直列回路のスイ
ッチング素子のオン，オフのタイミングを１８０度ずれ
た位相から同位相まで変化させて成ることを特徴とする
請求項１記載のインバータ装置。
【請求項８】複数の負荷を設け、夫々の負荷に交流分
と直流分とを別個に供給して成ることを特徴とする請求
項１記載のインバータ装置。