JPH078142B2

JPH078142B2 - インバ−タ装置

Info

Publication number: JPH078142B2
Application number: JP60138651A
Authority: JP
Inventors: 雅人大西; 博之西野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1985-06-25
Filing date: 1985-06-25
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPS61295875A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は、放電ランプ等の負荷に給電する１石式のイ
ンバータ装置に関するものである。

〔背景技術〕

従来、１石式のインバータ装置では、スイッチング素子
がオン時に素子電流が直線的に増加し、オフ時にスイッ
チング素子に加わる電圧波形が共振形になる電圧共振型
インバータが知られている。

第21図は電圧共振型のインバータ装置の代表的な回路例
を示している。このインバータ装置は、電源１と並列に
チョークコイル２とスイッチング素子８の直列回路を接
続し、スイッチング素子８と逆並列にダンパー用ダイオ
ード９と共振コンデンサ５が接続されている。さらに、
スイッチング素子８と並列に負荷６を含めたチョークコ
イル３とコンデンサ４の直列共振回路が接続されてい
る。また、スイッチング素子８のドライブ回路10がスイ
ッチング素子８に接続されている。

第22図にこのインバータ装置の動作波形を示す。同図
（ａ）はスイッチング素子のベース電圧V_Bを、同図
（ｂ）はスイッチング素子８のコレクタ電流I_Cを、同図
（ｃ）はスイッチング素子８のコレクタ・エミッタ間電
圧V_CEをそれぞれ示している。

時刻t₀でスイッチング素子８がオンとなると、スイッチ
ング素子８には、チョークコイル２及び直列共振回路
（チョークコイル3,コンデンサ4,負荷６）からの直線的
なコレクタ電流I_Cが流れる。時刻t₁でスイッチング素子
８がオフとなるとチョークコイル２に流れていた電流は
流れ続けようとし共振コンデンサ５を充電していく。時
刻t₂で共振コンデンサ５の電圧は最大となり、共振コン
デンサ５は放電しはじめる。時刻t₃で共振コンデンサ５
の電圧は負になり、ダンパー用ダイオード９を通して電
源へ回生電流I_Dが流れる。時刻t₄で再びスイッチング素
子８がオンとなり、この繰り返しで負荷６へ高周波エネ
ルギを供給するものである。

このインバータ装置の特長はスイッチング素子８のオフ
時に、スイッチング素子８の電圧波形が共振形であるた
め、スイッチング素子８の電圧と電流のクロス部分が少
なく、また、第22図の時刻t₃から時刻t₄にかけて、共振
によりスイッチング素子８の電圧と電流がクロスしない
ため、スイッチングロスが少ないというものである。

しかし、スイッチング素子８が現実的に時間遅れなくオ
フすることはなく、第23図のようにターンオフタイムT
_OFFを持っている。このため、コレクタ電流I_Cとコレク
タ・エミッタ間電圧V_CEにクロス部分CRが生じ、電圧共
振により、スイッチング素子８に加わる電圧を共振形に
してもスイッチングロスがあり、さらに、スイッチング
により回路に流れていた電流を急瞬にゼロにするため、
ノイズが高いという問題があった。

また、他の１石式のインバータ装置では、スイッチング
素子がオン時に素子電流波形が共振型となり、オフ時に
スイッチング素子に加わる電圧波形が矩形波的になる電
流共振型インバータが知られている。

第24図は電流共振型のインバータ装置の代表的な回路例
を示している。このインバータ装置は、電源１と並列に
チョークコイル２とスイッチング素子８の直列回路を接
続し、スイッチング素子８と並列にチョークコイル３と
共振コンデンサ４の直列共振回路を接続し、チョークコ
イル３と並列に負荷６が接続されている。スイッチング
素子８にはダンパー用ダイオード９が逆並列に接続され
ており、スイッチング素子８にはドライブ回路10が接続
されている。

第25図に動作波形を示す。同図（ａ）はスイッチング素
子８のベース電圧V_Bを、同図（ｂ）はスイッチング素子
８のコレクタ電流I_Cおよびダンパー用ダイオード９を通
る回生電流I_Dを、同図（ｃ）はスイッチング素子８のコ
レクタ・エミッタ間電圧V_CEを、同図（ｄ）はチョーク
コイル２に流れる電流I_L2をそれぞれ示している。

第25図において、時刻t₀でスイッチング素子８がオンす
ると、チョークコイル２には直線的な電流I_L2が流れ、
チョークコイル３と共振コンデンサ４の直列共振回路に
は、共振電流が流れ、スイッチング素子８にコレクタ電
流I_Cが流れる。時刻t₁になると直列共振回路の電流は反
転し、ダンパー用ダイオード９を通して電源１へ回生電
流I_Dが流れる。時刻t₂になると直列共振回路のエネルギ
はリセットされ、チョークコイル２に流れていた電流が
流れ続けようとするため、スイッチング素子８に大きな
電圧を発生する。時刻t₃で再びスイッチング素子８がオ
ンとなり、この繰返しによって負荷６に高周波電力を供
給するものである。

この回路の特長は、スイッチング素子８に流れる電流が
共振形であるため、オン時にスイッチング素子８の電圧
と電流のクロス部分が少なく、また、第25図の時刻t₁か
ら時刻t₂にかけて共振によりスイッチング素子８の電圧
と電流がクロスしないため、スイッチングロスが少ない
というものである。

しかし、スイッチング素子８がオンとなる時、素子電圧
が高電圧であるため、リンギングＰが発生しスイッチン
グロスが多くなったり、ノイズが高いという問題があっ
た。

〔発明の目的〕

この発明は、スイッチング素子のスイッチングロスが少
なく、かつノイズを低減できるインバータ装置を提供す
ることである。

〔発明の開示〕

この発明のインバータ装置は、電源と、前記電源を周期
T₁で断続するスイッチング素子と、前記スイッチング素
子のオン時に正弦半波状の電流を流す周期T₂の電流共振
回路と、前記スイッチング素子のオフ時に前記スイッチ
ング素子に正弦半波状の電圧を印加する周期T₃の電圧共
振回路と、前記スイッチング素子を駆動する制御手段と
を備えたインバータ装置において、前記制御手段は、前記スイッチング素子を、 T₂＋1/2T₃≦T₁≦T₂＋T₃ となるように制御することを特徴とする。

このように、スイッチング素子のオン時に正弦半波状の
電流を流す電流共振回路と、スイッチング素子のオフ時
にスイッチング素子に正弦半波状の電圧を印加する電圧
共振回路とを設け、制御手段によりスイッチング素子
を、 T₂＋1/2T₃≦T₁≦T₂＋T₃ となるように制御するので、スイッチング素子のスイッ
チングロスを少なくでき、またリンキングをなくしてノ
イズを低減することができる。

実施例この発明の第１の実施例を第１図ないし第12図に基づい
て説明する。このインバータ装置は、直流電源１と、前
記直流電源１を周期T₁で断続するスイッチング素子８
と、前記スイッチング素子８のオン時に正弦半波状の電
流を流す周期T₂の電流共振回路11と、前記スイッチング
素子８のオフ時に前記スイッチング素子８に正弦半波状
の電圧を印加する周期T₃の電圧共振回路12と、前記スイ
ッチング素子８を駆動する制御手段とを備えたインバー
タ装置において、前記制御手段は、前記スイッチング素子８を、 T₂＋1/2T₃≦T₁≦T₂＋T₃ となるように制御することを特徴とする。

上記の制御手段は、ドライブ回路10によって実現されて
いる。

より詳しく説明すると、このインバータ装置は、第１図
に示すように、電源１と並列にチョークコイル２とスイ
ッチング素子８との直列回路を接続し、スイッチング素
子８と逆並列にダンパー用ダイオード９が、さらに並列
に電圧共振コンデンサ５及びチョークコイル３と電流共
振コンデンサ４との電流共振回路が接続されている。ま
た、チョークコイル３と並列に負荷６が接続され、スイ
ッチング素子８にはドライブ回路10が接続されている。

このインバータ装置は、スイッチング素子８がオンとな
ると、第２図のようにｘ点とｙ点とが短絡され、ｘ−ｙ
点間を流れる電流が共振状態となり、チョークコイル３
と負荷６と共振コンデンサ４とを電流共振回路11とす
る。

また、スイッチング素子８もダンパー用ダイオード９も
オフの時は、第３図のようにｘ点とｙ点との間が開放さ
れ、ｘ−ｙ点間にかかる電圧が共振状態となり、電流共
振回路11と電圧共振コンデンサ５及びスイッチング素子
８やダンパー用ダイオード9,チョークコイル２などの浮
遊容量７を電圧共振回路12とする。

第４図および第５図に各部の動作波形を示す。第４図
（ａ）はスイッチング素子８のベース電圧V_Bを示し、同
図（ｂ）はスイッチング素子８のコレクタ電流I_Cおよび
ダンパー用ダイオード９を通る回生電流I_Dを示し、同図
（ｃ）はスイッチング素子８のコレクタ・エミッタ間電
圧V_CEを示している。同図（ｄ）はチョークコイル２を
流れる電流I_L2を示し、同図（ｅ）は共振コンデンサ５
を流れる電流I_C5を示し、同図（ｆ）は共振コンデンサ
４を流れる電流、同図（ｇ）は負荷６に流れる負荷電流
I₆を示している。第５図（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれ
ぞれスイッチング素子８のベース電圧V_B,コレクタ電流I
_C,コレクタ・エミッタ間電圧V_CEを示している。

電流共振回路11の共振周波数は、チョークコイル３のイ
ンダクタンスL₃と負荷６と共振コンデンサ４のキャパシ
タンスC₄で表わされ、これをf₂、周期をT₂とする。ま
た、電圧共振回路12の共振周波数は、チョークコイル３
のインダクタンスL₃と負荷６と共振コンデンサ4,5と浮
遊容量（C₄,C₅,C₇）で表わされ、これをf₃、周期をT₃と
する。負荷６の抵抗値をR₆とすると電流共振周波数f₂と
電圧共振周波数f₃は次のように表わせる。

C₄,C₅,C₇は共に正のある値であるので、f₂＜f₃、或い
は、T₂＞T₃である。

ここで、スイッチング素子８のドライブ周波数をf₁、周
期をT₁、及びオン時間をT₄とし、スイッチング素子８に
コレクタ・エミッタ間電圧V_CEが発生している時間をT₅
とする。時間T₅を電圧共振周期の1/2にすれば『ドライ
ブ周期T₁＝電流共振周期T₂＋電圧共振周波数T₃×1/2』
となって、電圧，電流ともに共振形となり、時刻T₄にお
いて第４図（ｂ），（ｃ）のようにスイッチング素子８
の電圧V_CEと電流I_Cの傾斜がゆるやかにクロスするの
で、スイッチングロスを非常に少なくでき、ノイズも大
幅に低減できるものである。

また、第５図のように、時間T₅を電圧共振周期と同じに
しても、時刻t₅において第５図（ｂ），（ｃ）のように
スイッチング素子８の電圧と電流がクロスせず非常にロ
スを少なくできるものである。

時刻t₄と時刻t₅の間では、コレクタ・エミッタ間電圧V
_CEがダンパー用ダイオード９の順方向電圧降下分だけ負
になっているので、T₅を1/2T₃とT₃の間にとれば、つま
り、 T₂＋（1/2）T₃≦T₁≦T₂＋T₃ とすれば、スイッチング素子８の電圧波形，電流波形共
に共振形にでき、スイッチングロスが少なく、低ノイズ
の１石式のインバータ装置を実現できるものである。

なお、ドライブのオン信号（第４図（ａ）の電圧V_B）
は、期間T₄における電流共振回路11の共振電流がスイッ
チング素子８に流れている時間よりも長く、期間T₂より
も短く設定しなければならない。また、 T₁＜T₂＋（1/2）T₃ 及び、 T₁＞T₂＋T₃ の範囲においては、第６図及び第７図に示すように、共
振コンデンサ５及び浮遊容量７の電圧、すなわちコレク
タ・エミッタ間電圧V_CEがゼロでない時にスイッチング
素子８がオンすることになり、X₁点,X₂点のように、電
圧，電流が共振形にならず、共振コンデンサ５及び浮遊
容量７からの急瞬な放電電流によりスイッチングロスが
増大するものである。

次に、第４図を用いて各部の動作を説明する。時刻t₀で
スイッチング素子８がオンすると、チョークコイル２に
直線的な電流I_L2が流れる。時刻t₁でスイッチング素子
８はオフし、電流共振回路11の電流は反転してダンパー
用ダイオード９を流れる。この間、電圧V_CEはダンパー
用ダイオード９の順方向電圧降下分だけ負の電圧になる
ので、チョークコイル２には引き続き直線的電流I_L2が
増加し続ける。時刻t₂になると、再び電流共振回路11の
電流は反転しようとし、この時スイッチング素子８はオ
フしているので、電圧共振回路12によって電圧V_CEが共
振形で増加していく。時刻t₃で電圧共振コンデンサ５及
び浮遊容量７の電圧は最大となり、逆向きの電流が流れ
ようとする。この時、電圧波形は共振形となり、時刻t₄
で共振回路のエネルギーはリセットされ、再びスイッチ
ング素子８がオンして、この繰返しによって負荷６へ高
周波エネルギーを供給するものである。

なお、共振回路を構成している各素子の位置としては、
高周波的に第１図と等価な第８図，第９図，第10図のよ
うな構成でもよく、この場合にも、 T₂＋（1/2）T₃＜T₁＜T₂＋T₃ を満足すればよい。

さらに、共振コンデンサ５の位置は、第11図のように、
チョークコイル３と並列であってもよい。ただし、この
場合は、電流共振周期T₂および電圧共振周期T₃は、それ
ぞれとなるが、前記の実施例と同様に T₂＋（1/2）T₃≦T₁≦T₂＋T₃ であれば、スイッチング素子８の電圧，電流共に共振形
となるものである。

さらに、負荷６の位置は、第12図（ａ）のように、チョ
ークコイル３と並列であったが、同図（ｂ）のように共
振コンデンサ４と並列に、同図（ｃ）のようにチョーク
コイル３および共振コンデンサ４の直列回路と並列に、
同図（ｄ）のように１次巻線がチョークコイル３を兼ね
るトランスT₁の２次巻線に、同図（ｅ）のように共振コ
ンデンサ４にトランスT₂を介して並列に、同図（ｆ）の
ようにチョークコイル３および共振コンデンサ４の直列
回路にトランスT₃を介して並列に、同図（ｇ）のように
チョークコイル３および共振コンデンサ４の直列回路に
直列に、同図（ｈ）のようにチョークコイル３および共
振コンデンサ４の直列回路にトランスT₄を介して直列に
接続してもよい。これらの各場合においても、スイッチ
ング素子８のドライブ周期T₁と電流共振周期T₂および電
圧共振周期T₃とが T₂＋（1/2）T₃≦T₁≦T₂＋T₃ を満足すればよい。

この発明の第２の実施例を第13図に基づいて説明する。
このインバータ装置は、放電ランプを負荷とした場合の
実施例を示すものであり、第１図のものに対し、バラス
ト用チョークコイル13と放電灯スタート用のコンデンサ
14を付加している。また、スイッチング素子８のベース
ドライブを行うドライブ回路10については、詳細な回路
図を示している。

第13図においては、16は抵抗、17はコンデンサで、これ
らはドライブ回路10の電源部である。15はタイマ回路
（556）で構成される発振回路で、可変抵抗18,抵抗19,
コンデンサ20によって発振周波数が設定され、可変抵抗
24,コンデンサ25によってスイッチング素子８のオン時
間が設定される。21は抵抗、22,23はコンデンサであ
る。26は抵抗、27はコンデンサ、28はダイオードで、こ
れらはスイッチング素子８のベース駆動回路である。

この実施例も前記実施例と同様に、点灯時にチョークコ
イル3,バラスト用チョークコイル13,負荷６のインダク
タンス回路と共振コンデンサ４の電流共振回路の電流共
振周期T₂,電流共振回路とチョークコイル２やスイッチ
ング素子8,ダンパー用ダイオード９などの浮遊容量C₇と
共振コンデンサ５との電圧共振回路の電圧共振周期T₃,
及びスイッチング素子８のドライブ周期T₁の関係を、 T₂＋（1/2）T₃≦T₁≦T₂＋T₃ としたもので、本発明の動作を満足するものである。こ
こで、上記インダクタンス回路のインダクタンスを0.4m
H、共振コンデンサ４の容量を4.8nF、共振コンデンサ５
と浮遊容量７の合成容量を2.0nF、ドライブ周波数f₁を7
8kHzとしたものの動作波形は第４図のようになるもので
ある。

この実施例でも、第８図ないし第12図に示したような変
形が可能である。

この発明の第３の実施例を第14図に基づいて説明する。
このインバータ装置は、第13図の負荷（放電ランプ）６
に対するチョークコイル２とバラスト用チョークコイル
13に代えて、１個のチョークコイル29を用いたもので、
チョークコイル29が上記の両機能を併用することにな
る。その他は第13図のものと同じである。

この実施例の効果は、第２の実施例と同様である。

この発明の第４の実施例を第15図に基づいて説明する。
このインバータ装置は、第14図におけるチョークコイル
29およびチョークコイル３に代えてリーケージトランス
30を用い、このリーケージトランス30がそのリーケージ
インダクタンスによてチョークコイル29,3の作用を果た
すようにしたもので、その他は第14図と同様である。

この実施例の効果は第３の実施例と同様である。

なお、第3,第４の実施例において、共振コンデンサ５
は、チョークコイル３と並列、あるいはリーケージトラ
ンス30の１次巻線と並列であってもよく、いずれの場合
も周期T₁〜T₃が T₂＋（1/2）T₃≦T₁≦T₂＋T₃ を満足すればよい。

また、上記したいずれの実施例においても共振コンデン
サ５は特別に設けなくてもよく、浮遊容量７のみを用い
て T₂＋（1/2）T₃≦T₁≦T₂＋T₃ の条件を満足させてもよいものである。

ここで、第15図のインバータ装置を第16図ないし第18図
によりもう少し詳しく説明する。ただし、共振コンデン
サ５および浮遊容量７については省いて説明する。

このインバータ装置は第16図に示すように、電源１と並
列に、トランス30の１次巻線30aと共振コンデンサ４の
電流共振回路とスイッチング素子８との直列回路を接続
し、スイッチング素子８と逆並列にダンパー用ダイオー
ド９を接続している。トランス30はリーケージインダク
タンス分を有し、その２次巻線30bの一端は負荷６に、
２次巻線30bの他端は電流共振回路のトランス30の１次
巻線30aと共振コンデンサ４との接続点に接続されてい
る。放電ランプ等の負荷６の他端は、スイッチング素子
８と共振コンデンサ４との接続点に接続されている。10
はドライブ回路、14はスタート回路である。

この動作波形を第17図に示す。同図（ａ）はスイッチン
グ素子８のベース電圧V_Bを、同図（ｂ）はスイッチング
素子８のコレクタ電流I_Cを、同図（ｃ）スイッチング素
子８のコレクタ・エミッタ間電圧V_CEを、同図（ｄ）は
共振コンデンサ４に流れる電流I₄を、同図（ｅ）は負荷
６に流れる電流I₆を示している。

時刻t₀で、スイッチング素子８がオンすると、トランス
30の１次巻線30aと共振コンデンサ４に共振電流が流
れ、負荷６にも比例した電流が流れる。時刻t₁でスイッ
チング素子８がオフすると、電流共振回路の電流は反転
し、ダンパー用ダイオード９を通して電源１へ回生電流
I_Dが流れる。時刻t₂で電流共振回路の電流はリセットさ
れ、この時スイッチング素子８がオフしているので、矩
形波状の電圧V_CEが発生する。時刻t₃で再びスイッチン
グ素子８がオンし、この繰返しによって負荷６へ高周波
エネルギーを供給するものである。第18図に第16図の等
価回路を示す。第16図のリーケージインダクタンス分を
含むトランス30を第18図では励磁インダクタンス30cと
リーケージインダクタンス30dで置き替え、第16図のト
ランス30の１次巻線30aの巻線と２次巻線30bの巻線比を
ｎとすると、第18図のように昇圧比は1:nとして等価的
に表わすことができる。この第18図は第13図において入
力用チョークコイル２とバラスト用チョークコイル13と
を第18図の１つの入力，バラスト兼用チョークコイル30
dで置き替えたものと考えることができる。第13図で
は、共振回路への電流制限及び共振コンデンサ４の電荷
反転のためにチョークコイル２が必要であり、放電ラン
プ点灯のためのバラスト用チョークコイル５が必要であ
ったが、本発明のように１つのチョークコイルに２つの
機能を持たせ、さらに、電流共振回路をも含めて１つの
トランスで構成すれば、３個のチョークコイル2,3,13を
１個のトランス30にすることができ、大幅な小形化を実
現できるものである。さらに、無負荷時は、即、共振コ
ンデンサ４が満充電となり発振が停止するものである。

この発明の第５の実施例を第19図および第20図に基づい
て説明する。このインバータ装置は、第19図に示すよう
に、第16図のトランス30の１次巻線30aと並列に第２の
共振コンデンサ31を接続したものである。先ほどの本発
明の第16図の説明ではスイッチング素子８の電流波形が
共振形となるものであったが、第17図（ｂ）の時刻t₀の
ように、スイッチング素子８がオンする時、スイッチン
グ素子８の電圧V_CEが高電圧であるため、リンギングが
発生し、スイッチングロスが増加する問題があった。そ
こで、第20図（ｃ）のように電圧波形も共振形とし、時
刻t₀でスイッチング素子８がオンする時、電圧と電流の
波形がクロスしないよう動作を決めれば、スイッチング
ロスが少ない構成とすることができる。これは、電圧電
流共振形インバータと称することができ、次の条件によ
る。スイッチング素子８がオンしている間及びダンパー
用ダイオード９がオンしている間の電流波形が共振して
いる時の電流共振周期をT₂とし、スイッチング素子８に
加わる電圧V_CEが共振している時の周期をT₃とし、スイ
ッチング素子８のスイッチングドライブ周期T₁との関係
を T₂＋（1/2）T₃≦T₁≦T₂＋T₃ とすれば、第20図のようにスイッチング素子８の電圧，
電流波形共に共振形にすることができるものである。こ
の場合も同様にトランスを１個で小形に回路を構成しな
がら、電圧，電流波形を共振形にでき、スイッチングロ
スも減少でき、無負荷時には発振停止できるものであ
る。

第20図において（ａ）はスイッチング素子８のベース電
圧V_Bを、（ｂ）はスイッチング素子８のコレクタ電流I_C
を、（ｃ）はスイッチング素子８のコレクタ・エミッタ
間電圧V_CEを、（ｄ）は共振コンデンサ４の電流I₄を、
（ｅ）は負荷６の電流I₆を示している。

時刻t₀において、スイッチング素子８がオンすると、回
路の電流共振周期T₂で電流が流れる。時刻t₁で回路の電
流は反転し、ダンパー用ダイオード９がオンして逆方向
の電流が流れる。時刻t₂では、スイッチング素子８に回
路の電圧共振周期T₃の電圧が加わる。時刻t₃で電圧が最
大となり、回路の電流が反転し、電圧V_CEは低下する。
時刻t₄で共振により電圧V_CEはゼロになり、この時再び
スイッチング素子８がオンし、この繰返しで負荷６に高
周波エネルギーを供給するものである。

なお、第２図のコンデンサ31はトランス30の巻線30aの
浮遊容量でも良く、また第19図のように第２のコンデン
サ31の接続点はＸ点だけでなく、Ｙ点でもよく、 T₂＋（1/2）T₃≦T₁≦T₂＋T₃ を満足すればよいものである。

〔発明の効果〕

この発明のインバータ装置は、スイッチング素子のオン
時に正弦半波状の電流を流す電流共振回路と、スイッチ
ング素子のオフ時にスイッチング素子に正弦半波状の電
圧を印加する電圧共振回路とを設け、制御手段によりス
イッチング素子を、 T₂＋1/2T₃≦T₁≦T₂＋T₃ となるように制御するので、スイッチング素子のスイッ
チングロスを少なくでき、またリンギングをなくしてノ
イズを低減することができる。

ここで、開示技術を第26図，第27図により説明する。

放電ランプを点灯させるインバータ装置では、スイッチ
ング素子がオンの時、素子電流が共振形となり、オフに
加わる電圧波形が矩形波的になる電流共振形インバータ
が知られている。

第26図は電流共振型のインバータ装置の代表的な回路を
示す。このインバータ装置は、電源1,第１のチョークコ
イル2,第２のチョークコイル3,第３のチョークコイル1
3,共振コンデンサ4,負荷6,スタート回路14,スイッチン
グ素子8,ダンパー用ダイオード9,スイッチング素子８の
ドライブ回路10から構成されており、動作波形を第27図
に示す。

第27図（ａ）はスイッチング素子８のベース電圧V_Bを、
同図（ｂ）はスイッチング素子８のコレクタ電流I_Cを、
同図（ｃ）はスイッチング素子８のコレクタ・エミッタ
間電圧V_CEを、同図（ｄ）はチョークコイル２を流れる
電流I_L2を、同図（ｅ）は共振コンデンサ４を流れる電
流I₄を、同図（ｆ）は負荷６を流れる電流I₆を示してい
る。

時刻t₀でスイッチング素子８がオンすると、第１のチョ
ークコイル２に直線的に増加する電流が流れ、負荷回路
（チョークコイル13および負荷６）及び電流共振回路
（チョークコイル3,共振コンデンサ４）には、共振電流
が流れ、それらの電流が合成された電流が第27図（ｂ）
のようにI_Cとなって流れる。時刻t₁になるとスイッチン
グ素子８がオフし、チョークコイル３によって共振コン
デンサ４の電荷が反転しようとし、負荷回路（13,6）と
電流共振回路（3,4）の電流は反転しダンパー用ダイオ
ード９に共振電流I_Dが流れる。この時、電圧V_CEは、ダ
ンパー用ダイオード９の順方向電圧降下分だけ負になっ
ているから、第１のチョークコイル２には直線的な電流
が流れ続ける。時刻t₂になると、電流共振回路（3,4）
のエネルギーはリセットされ、この時、第１のチョーク
コイル２の電流は流れ続けようとし、電圧V_CEとして高
い電圧を発生する。時刻t₃で再びスイッチング素子８が
オンし、この繰返しによって、負荷回路（13,6）へ高周
波電力を供給するものである。ここで、スイッチング素
子８の電圧V_CEと電流I_Cの関係は、第27図（ｂ）及び
（ｃ）から、オンする時（t₀），リンギングを伴っては
いるが、電流が共振波形となり、時刻t₂ではダンパー用
ダイオード９に電流が流れている間、位相がずれて電圧
が上昇することになるので、スイッチングロスを少なく
し、ノイズも低くできるというものである。

しかし、チョークコイルとしては、入力電流を制限し、
共振コンデンサ４の電荷を反転するため、入力用チョー
クコイル2,電流共振用チョークコイル３及びバラスト用
チョークコイル５が必要となり、回路が大形になった
り、無負荷で異常発振するようになり、回路が複雑化し
たりする欠点があった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の回路図、第２図およ
び第３図は第１図の等価回路図、第４図ないし第７図は
第１図の各部の波形図、第８図ないし第11図は変形例の
回路図、第12図は同じく変形例の要部回路図、第13図は
この発明の第２の実施例の回路図、第14図はこの発明の
第３の実施例の回路図、第15図はこの発明の第４の実施
例の回路図、第16図は第15図の回路の詳細な説明のため
の回路図、第17図はその各部の波形図、第18図は第16図
の等価回路図、第19図はこの発明の第５の実施例の回路
図、第20図はその各部の波形図、第21図は従来例の回路
図、第22図および第23図はその各部の波形図、第24図は
別の従来例の回路図、第25図はその各部の波形図，第26
図は開示技術の回路図、第27図はその各部の波形図であ
る。１……直流電源、８……スイッチング素子、６……負
荷、11……電流共振回路、12……電圧共振回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源と、前記電源を周期T₁で断続するスイ
ッチング素子と、前記スイッチング素子のオン時に正弦
半波状の電流を流す周期T₂の電流共振回路と、前記スイ
ッチング素子のオフ時に前記スイッチング素子に正弦半
波状の電圧を印加する周期T₃の電圧共振回路と、前記ス
イッチング素子を駆動する制御手段とを備えたインバー
タ装置において、前記制御手段は、前記スイッチング素子を、 T₂＋1/2T₃≦T₁≦T₂＋T₃ となるように制御することを特徴とするインバータ装
置。
【請求項２】電流供給回路および電圧共振回路を構成す
るインダクタは、一端どうしを接続した一次側巻線およ
び２次側巻線を有するトランスからなり、このトランス
の２次側巻線と前記電流共振回路を構成する電流共振コ
ンデンサの直列回路と並列に放電ランプを接続したこと
を特徴とする請求項（１）記載のインバータ装置。