JPH0855689A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハーフブリッジ型自励式インバータ回路の動
作周波数を可変して放電灯の予熱、点灯をする放電灯点
灯用インバータ装置を提供する。 【構成】 ハーフブリッジ型自励式インバータ装置の出
力トランジスタ２４、２５のベース・エミッタ間に接続
された発振トランス２９の帰還巻線である１次コイル２
次コイルと直列に発振周波数を決定する発振周波数設定
用コンデンサ３８、３９とＦＥＴ４６、４７の並列回路
を接続し、前記ＦＥＴ４６、４７をＯＮ／ＯＦＦするこ
とにより発振周波数を可変する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、放電灯を点灯させる
インバータ装置に関する。このようなインバータ装置に
おいては、例えば放電灯を点灯する際に始動時の電極の
予熱を十分に行った後に放電点灯させるために、始動時
の動作周波数を点灯時の周波数より高周波で動作させ一
定時間後に点灯周波数に移行する必要がある。このよう
に、放電灯に用いられるインバータ装置においてはイン
バータの発振周波数を可変する必要があるため、従来の
この種のインバータ装置では、複雑で高価格であるにも
かかわらず他励方式を採用している。

【０００２】一方、本発明は、安価で簡単な回路構成で
発振周波数を可変とすることができるハーフブリッジ型
自励式インバータ装置を提供するものである。

【０００３】

【従来の技術】図７は例えば特開平３−２８３２９７号
公報に示された従来一般に使用されているハーフブリッ
ジ型他励式インバータ装置の構成図であり、可変周波数
発振器と制御ドライブ回路にて出力トランジスタを動作
させている。

【０００４】次に動作について説明する。

【０００５】図において、商用電源１は整流回路２で整
流されている。これによって得られた直流電圧は平滑コ
ンデンサ３で平滑された後、直列接続した出力トランジ
スタ４、５に印加されている。

【０００６】一方、制御ドライブ回路８は、出力トラン
ジスタ４、５を交互にＯＮになるような発振回路を備え
ている。これによって、出力トランジスタ４、５を交互
にＯＮ動作させるのである。そして、出力トランジスタ
４、５の接続点から高周波電力が、カップリングコンデ
ンサ９及び電流制限用インダクタ１０を介して放電灯１
２に供給されている。尚、出力トランジスタ４、５には
それぞれ回生電流を流す目的でダイオード６、７が逆並
列接続されている。放電灯１２の回路側入出力端子側と
反対側端子には、始動コンデンサ１１が並列接続されて
いる。この始動コンデンサ１１は、電流制限用インダク
タ１０及び始動コンデンサ１１とともに共振回路を構成
し、始動コンデンサ１１の両端からは放電に必要な高電
圧が発生される。

【０００７】まず、発振器の発振周波数は、前記始動コ
ンデンサ１１の両端に発生する電圧が放電灯１２を放電
させない程度の低い電圧が発生するように設定される。
この状態で放電灯１２の電極が十分に予熱された後に、
発信器の発振周波数を変化させて、前記始動コンデンサ
１１の両端に放電灯１２が放電開始するのに十分な電圧
を発生させる。このようにして、放電灯１２を点灯する
構成となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のインバータ装置
は以上のように発振回路を備えた他励式インバータで構
成されているので、ハイサイド側の出力トランジスタの
ドライブ回路に高価な高耐圧ＩＣまたは、高耐圧レベル
シフト回路等が必要となり回路構成が複雑になるため部
品点数が多くなりまた、部品価格が高額になっている。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、高価な高耐圧ＩＣや、高耐圧レ
ベルシフト回路を使用せず安価に簡単な回路でバラツキ
が小さく周波数可変できるハーフブリッジ型自励式イン
バータ装置を提供すること、及び、１つのインバータ装
置で２灯の蛍光灯を点灯させる回路にてランプの脱着時
の問題も解決すること、を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる第１の
発明は、交流電源の交流を全波整流する整流回路と、平
滑コンデンサにより直流電圧を出力し、前記平滑コンデ
ンサと並列に１対の出力トランジスタと各々の出力トラ
ンジスタに逆並列接続されたダイオード、前記１対の出
力トランジスタの各々のベースとエミッタ間に抵抗を接
続し、さらに前記抵抗と並列に１次コイルが放電灯と直
列接続された発振トランスの２次３次コイルをそれぞ
れ、例えば２次コイルは、一方の出力トランジスタをＯ
Ｎとする極性に、３次コイルは他方の出力トランジスタ
をＯＦＦとするように２次３次コイルは、お違いに逆極
性の電圧が発生するように接続し、２次３次コイルの一
端は前記出力トランジスタのベースに接続し、それぞれ
の他端は周波数制御用スイッチング素子、ダイオード及
び、周波数設定用コンデンサの並列回路の一端に接続し
他端を前記出力トランジスタのエミッタに接続してい
る。

【００１１】また、前記１対の出力トランジスタの接続
点から発振トランスの１次側、カップリングコンデン
サ、電流制限用インダクタ（以下インダクタと呼ぶ）を
介して放電灯に接続し放電灯の他端は、接地した構成に
なっている。

【００１２】第２の発明は周波数制御用スイッチング素
子をＯＮ／ＯＦＦだけでなく能動領域で動作させること
により前記周波数制御用スイッチング素子のＯＮ／ＯＦ
Ｆ時の動作周波数間の任意の周波数で動作させることを
可能としたものである。

【００１３】第３の発明は並列接続された周波数制御用
スイッチング素子とダイオードとを、それぞれＦＥＴと
このＦＥＴに内蔵されているダイオードとを利用したも
のである。

【００１４】第４の発明は、上記周波数制御用スイッチ
ング素子と直列に抵抗を接続した回路と並列にタイオー
ドと周波数制御用コンデンサを接続した構成としたもの
であるが、周波数制御用スイッチング素子とダイオード
の並列回路と直列に抵抗を接続した回路と並列に周波数
制御用コンデンサを接続した構成としても同様の効果を
得ることが可能である。

【００１５】第５の発明は、各々の周波数制御用スイッ
チング素子の制御電極と基準電極間にコンデンサと抵抗
の並列回路を接続し出力トランジスタのハイサイド側周
波数制御用スイッチング素子とロウサイド側制御用スイ
ッチング素子の各々の制御電極間にダイオードをハイサ
イド側周波数制御用スイッチング素子の制御電極側がカ
ソードとなるように接続しアノード側にインバータの動
作周波数を切り換えるスイッチを接続した構成としたも
のである。

【００１６】第６の発明は、インバータの動作周波数を
切り換えるスイッチと直列にゼナーダイオードのカソー
ド側が前記スイッチ側に接続した以外は、第５の発明と
同じ構成である。

【００１７】第７の発明は、インバータの出力電圧を抵
抗を介してコンデンサ、ゼナーダイオード及び、可変イ
ンピーダンス素子の並列回路で接地し、前記抵抗と、コ
ンデンサ等の並列回路の接続点に第６の発明の説明に記
載するゼナーダイオードのカソード側を接続した構成で
ある。

【００１８】第８の発明は、インバータの出力端子より
発振トランスの１次コイルとカップリングコンデンサの
直列回路を介してインダクタと放電灯の直列回路を２回
路並列接続し、各々の放電灯の回路側入出力端子と反対
側の各々の端子に接続された始動コンデンサの接続を、
第１の放電灯と第２の放電灯にわたって各々の放電灯間
にたすき掛け接続しその結果第１第２の放電灯に並列接
続となるように構成したものである。

【００１９】第９の発明は、第８の発明の回路構成にお
いて二つのインダクタと放電灯の直列回路の接続点間に
バリスタを接続した構成である。

【００２０】

【作用】第１の発明における周波数制御用スイッチング
素子はＯＮすることにより、周波数設定用コンデンサが
短絡される。そのため、周波数制御用スイッチング素子
のＯＮ／ＯＦＦによって、インバータの発信周波数を変
化させることができる。

【００２１】第２の発明における周波数制御用スイッチ
ング素子はＯＮ時とＯＦＦ時と動作周波数間の任意の周
波数で動作可能である。

【００２２】第３の発明における周波数制御用スイッチ
ング素子はダイオードを内蔵したＦＥＴを採用している
ため、部品点数の削減を図ることができる。

【００２３】第４の発明における、周波数制御用スイッ
チング素子と直列に接続されている抵抗は、インバータ
の発信周波数を高める。抵抗値を高くすることにより、
周波数制御用スイッチング素子が開いた状態における発
信周波数まで周波数の値を設定可能である。

【００２４】第５の発明においては、クランプダイオー
ドが２個あるスイッチング素子の制御電極の間に接続さ
れているので、単一の制御信号で２個のスイッチング素
子を双方制御することが可能である。

【００２５】第６の発明におけるゼナーダイオードは、
スイッチング素子の制御電極に印加する信号の逆バイア
スをより確実にすることができる。

【００２６】第７の発明における、分圧平滑する手段
は、インバータ自体の出力電圧を分圧・平滑し、スイッ
チング素子に切換信号として供給する。そのため、イン
バータの出力電圧が一定値を採るまでの期間と、一定値
を採った後の期間においてスイッチング素子のＯＮ／Ｏ
ＦＦを切り換えることができる。

【００２７】第８の発明における第１及び第２の始動コ
ンデンサは、２個の放電灯間でいわゆるたすきがけに接
続されているため、いずれか一方の放電灯の接続がはず
れることにより、始動コンデンサの一方の端子が開放さ
れ、放電灯に印加される電圧が下がる。

【００２８】第９の発明におけるバリスタは、高電圧を
吸収するので、放電灯を取り外したときの高電圧を吸収
する。

【００２９】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示すもので、図
２から図６はこの発明の他の実施例を示すものである。
図中同一記号は同一又は相当するものを示す。

【００３０】実施例１ 図１において、商用電源２１の電圧は、全波整流を行う
整流回路２２において整流された後、平滑コンデンサ２
３に印可される。これによって、この平滑コンデンサ２
３の両端には平滑直流出力が得られる。前記平滑コンデ
ンサ２３と並列に出力トランジスタ２４、２５の直列回
路が接続されている。出力トランジスタ２４、２５のそ
れぞれには、ダイオード２６、２７が逆並列接続されて
いる。

【００３１】さらに、出力トランジスタ２５のベースに
は双方向トリガダイオード２８ｄが接続されている。こ
の双方向トリガダイオード２８ｄは、抵抗２８ａ、コン
デンサ２８ｂ、ダイオード２８ｃとともに起動回路２８
を構成している。そして、出力トランジスタ２５のベー
スとエミッター間には抵抗２５ａが接続され、さらに抵
抗２５ａと並列に、発振トランス２９の３次コイル、周
波数制御用スイッチング素子３５、ダイオード３７、及
び周波数設定用コンデンサ３９から構成される回路が接
続されている。この回路は、周波数制御用スイッチング
素子３５と、ダイオード３７と、及び周波数設定用コン
デンサ３９と、を３個並列に接続した並列回路と、発振
トランス２９の３次コイルとを直列に接続した構成を有
する回路である。

【００３２】また、出力トランジスタ２４のベースとエ
ミッター間にも、出力トランジスタ２５と同じように抵
抗２４ａが接続されている。この抵抗２４ａには並列
に、発振トランス２９の２次コイルと、周波数制御用ス
イッチング素子３４、ダイオード３６、周波数設定用コ
ンデンサ３８から構成される回路が接続されている。こ
の回路は、周波数制御用スイッチング素子３４と、ダイ
オード３６と、周波数設定用コンデンサ３８と、の３個
を並列接続した回路と、前記発振トランス２９の２次コ
イルとを直列に接続した回路である。

【００３３】また、出力トランジスタ２４と２５の接続
点より発振トランス２９の１次コイルを介して直列にカ
ップリングコンデンサ３０、インダクタ３１、放電灯３
３が接続され、放電灯３３の回路入出力端子と反対側の
端子間に始動用コンデンサ３２が接続された構成になっ
ている。

【００３４】次に上記実施例の動作を説明する。

【００３５】商用電源２１を整流回路２２で整流して得
られた直流電圧は、平滑コンデンサ２３に供給される。
この平滑コンデンサ２３によって平滑された直流電圧
は、直列接続された出力トランジスタ２４、２５に印加
されている。この出力トランジスタ２４、２５は、交互
にＯＮになるように発振トランス２９の２次コイルと３
次コイルでそれぞれドライブされている。出力トランジ
スタ２４、２５の接続点からは、高周波電力が発振トラ
ンス２９の１次コイル、カップリングコンデンサ３０、
及びインダクタ３１を介して放電灯３３に供給されてい
る。

【００３６】尚、ダイオード２６、２７は回生電流を流
す目的で出力トランジスタ２４、２５にそれぞれ逆並列
接続されている。また、放電灯３３の回路側入出力端子
側と反対側端子とには、始動コンデンサ３２が並列接続
されている。この始動コンデンサ３２は、インダクタ３
１と始動コンデンサ３２とともに共振回路を構成し、こ
れによって、始動コンデンサ３２の両端からは放電に必
要な高電圧が発生される。

【００３７】出力トランジスタ２５のベースには、起動
回路２８が接続されておりベースとエミッタ間には抵抗
２５ａが接続されさらに抵抗２５ａと並列に発振トラン
ス２９の３次コイルと直列接続された周波数制御用スイ
ッチング素子３５とダイオード３７と周波数設定用コン
デンサ３９の並列回路が接続されている。

【００３８】また同様に、出力トランジスタ２４のベー
スとエミッタ間には抵抗２４ａが接続されており、さら
に抵抗２４ａと並列に発振トランス２９の２次コイルと
周波数制御用スイッチング素子３４とダイオード３６と
周波数設定用コンデンサ３８とから構成される回路が接
続されている。この回路は、周波数制御用スイッチング
素子３４と、ダイオード３６と、周波数設定用コンデン
サ３８とを３個並列接続した回路に、発振トランス２９
の２次コイルを直列に接続した回路である。

【００３９】周波数制御用スイッチング素子３４、３５
がＯＦＦ状態における動作について説明する。

【００４０】まず起動回路２８より出力トランジスタ２
５にベース電流を流すと、コレクタ電流が、放電灯３３
の一方のフィラメントから始まり、始動コンデンサ３
２、放電灯３３の他方のフィラメント，インダクタ３
１、カップリングコンデンサ３０、発振トランス２９の
１次コイルに至る経路において流れる。この時、発振ト
ランス２９の１次コイルに発生する電圧が３次コイルに
ベース電流が増加する方向に発生し周波数設定用コンデ
ンサ３９を介してベース電流が流れトランジスタ２５を
飽和させると同時にトランジスタ２４のベースに接続さ
れている２次コイルに出力トランジスタ２４をＯＦＦさ
せる電圧が発生する。出力トランジスタ２５のベース電
流は周波数設定用コンデンサ３９の充電が完了すると急
速に減少し出力トランジスタ２５のコレクタ電流は急速
に減少する。これに伴い発振トランスの１次コイル電流
が急速に減少し３次コイルに発生する負電圧で出力トラ
ンジスタ２５をＯＦＦさせる。この時出力トランジスタ
２５に十分な逆ベース電流を流し短時間にＯＦＦさせス
トレージタイムを短くして発振周波数のバラツキを少な
くする必要があるがこれはダイオード３７を介して逆ベ
ース電流を流すことにより実現できる。

【００４１】また周波数設定用コンデンサ３９の放電
は、出力トランジスタ２５がＯＦＦ時に抵抗２５ａと発
振トランス２９の３次コイルを介して次のＯＮまでに十
分な放電がなされる。

【００４２】この時出力トランジスタ２４には、発振ト
ランス２９の２次コイルに発生する電圧によりベース電
流が増加する方向に発生している。すなわち、出力トラ
ンジスタ２４には周波数設定用コンデンサ３８を介して
ベース電流が流れ始める。すると出力トランジスタ２４
のコレクタ電流はカップリングコンデンサ３０に蓄えら
れた電荷が、カップリングコンデンサ３０、インダクタ
３１、放電灯３３の一方のフィラメント、始動コンデン
サ３２、放電灯３３の他方のフィラメント、出力トラン
ジスタ２４のコレクタ、エミッタを介して発振トランス
２９の１次コイルの経路で流れる。この発振トランス２
９の１次コイルに流れる電流の方向は先のトランジスタ
２５がＯＮの時とは逆方向で、２次コイルには出力トラ
ンジスタ２４をさらにベース電流を増加させＯＮとする
ように電流が流れる。出力トランジスタ２４のベース電
流は周波数設定用コンデンサ３８の充電が完了すると急
速に減少し出力トランジスタ２４のコレクタ電流は急速
に減少する。これに伴い発振トランスの１次コイル電流
が急速に減少し２次コイルに発生する負電圧で出力トラ
ンジスタ２４がＯＦＦされる。この時先述のトランジス
タ２５の動作説明と同様に、出力トランジスタ２４に十
分な逆ベース電流を流し短時間にＯＦＦさせストレージ
タイムを短くして発振周波数のバラツキを少なくするた
めにダイオード３６が設けられている。このダイオード
３６を介して逆ベース電流を流すことにより出力トラン
ジスタ２４に十分な逆ベース電流を流っすことができる
のである。

【００４３】また周波数設定用コンデンサ３８の放電
も、出力トランジスタ２４がＯＦＦ時に抵抗２４ａと発
振トランス２９の２次コイルを介して次のＯＮまでの期
間内で行われる。この期間内で十分な放電が可能であ
る。

【００４４】この時、出力トランジスタ２５は発振トラ
ンス２９の３次コイルに発生する電圧によりベース電流
が増加する方向に発生し周波数設定用コンデンサ３９を
介してベース電流が流れ始める。これら先述の動作を繰
り返し発振は安全に持続する。

【００４５】周波数制御用スイッチング素子３４、３５
がＯＮ状態すなわちダイオード３６、３７、周波数設定
用コンデンサ３８、３９がショート状態における回路に
ついては一般に周知の回路構成であり動作については省
略する。この時の発振周波数は負荷も含め回路の定数で
決定される。

【００４６】すなわち周波数設定用コンデンサ３８、３
９の容量値により発振周波数を決定することが可能であ
るが、容量値が十分に大きい時発振周波数はほぼインバ
ータ回路の負荷、定数で決まる発振周波数となり、周波
数設定用コンデンサ３８、３９が回路に影響を与える度
合いが小さくなり発振周波数は周波数制御用スイッチ３
４、３５がＯＮ状態の発振周波数に近くなる。

【００４７】逆に周波数設定用コンデンサ３８、３９の
容量を小さくし希望する発振周波数となる値に選ぶこと
により、周波数制御用スイッチ３４、３５がＯＮ状態の
発振周波数に比べ高い周波数で発振させることも可能で
ある。

【００４８】これは、先述の如く周波数設定用コンデン
サ３８、３９の充電が完了した時点で出力トランジスタ
２４、２５のＯＮ／ＯＦＦが反転することによるもので
周波数設定用コンデンサ３８、３９の充電時定数により
ＯＮ時間が短くなるからである。

【００４９】周波数設定用コンデンサ３８、３９の放電
はそれぞれの出力トランジスタ２４、２５がＯＦＦ状態
時に出力トランジスタ２４、２５のベース、エミッタ間
の抵抗２４ａ、２５ａ、発振コイルの２次コイル３次コ
イルを介して放電される。

【００５０】ダイオード３６、３７は、周波数制御スイ
ッチ３４、３５がＯＦＦ時出力トランジスタ２４、２５
に十分な逆ベース電流を流し、ベースに残されたキャリ
アを短時間で消滅させＯＦＦするまでの時間を短くし、
さらに確実に出力トランジスタ２４、２５をＯＦＦする
ように動作する。

【００５１】ダイオード２６、２７は回生電流を流す目
的で出力トランジスタ２４、２５にそれぞれ逆並列接続
されている。

【００５２】上述の如く、周波数制御用スイッチ３４、
３５のＯＮ／ＯＦＦにより動作周波数を変化させること
が可能であり、例えば、周波数制御用スイッチＯＦＦ
時、放電灯３３のフィラメントの予熱を行い、周波数制
御用スイッチＯＮ時動作周波数を低くし放電灯３３を点
灯させる構成とすることを可能とするものである。

【００５３】実施例２ 図２は本発明の第２の実施例に係わるインバータ装置の
回路図である。

【００５４】本実施例は、上記第１の実施例の構成に周
波数設定用抵抗４０、４１を、周波数制御用スイッチ３
４、３５と直列に接続した構成としたものである。

【００５５】このような構成における動作について述べ
る。

【００５６】周波数制御用スイッチ３４、３５がＯＦＦ
時は、上記実施例１と同一の構成であるので説明を省略
する。

【００５７】周波数制御用スイッチ３４、３５がＯＮ時
は、周波数設定用コンデンサ３８、３９と並列に周波数
設定用抵抗４０、４１が並列に接続されることとなる。
これにより出力トランジスタ２４、２５のベース電流は
周波数設定用コンデンサ３８、３９の充電電流と周波数
設定用抵抗４０、４１を通して流れるが、周波数設定用
抵抗４０、４１の値を大きくすることにより周波数設定
用コンデンサ３８、３９の充電電流がほぼ支配的となり
発振周波数は高くなり、逆に周波数設定用抵抗４０、４
１の抵抗値が小さくなると周波数設定用コンデンサ３
８、３９の充電電流で決定される要因が小さくなり発振
周波数は低くなるが周波数設定用抵抗４０、４１がない
時より高い周波数となる。よって発振周波数は、発振周
波数設定用抵抗４０、４１の値を選定することにより発
振周波数制御スイッチ３４、３５がＯＦＦ時の周波数ま
で自由に設定することができる。

【００５８】また上記周波数設定用抵抗４０、４１を周
波数設定用スイッチ３４、３５とダイオード３６、３７
の並列回路と直列に周波数設定用抵抗４０、４１を接続
しこれら回路と並列に、周波数設定用コンデンサ３８、
３９を接続する構成としても同様の効果を得ることが可
能であるが、この回路構成の場合周波数設定用抵抗４
０、４１がそれぞれダイオード３６、３７と直列に接続
されることとなるので前記周波数設定用抵抗４０、４１
の抵抗値を出力トランジスタ２４、２５の動作に悪影響
を与えることがないように設定しなければならない。

【００５９】実施例３ 図３には本発明の実施例３に係わるインバータ装置の回
路図が示されている。

【００６０】本実施例は、上記第１の実施例の構成にお
ける周波数制御用スイッチ３４、３５に変えてＦＥＴ４
６、４７を使用し、ダイオード３６、３７をＦＥＴ４
６、４７の内蔵ダイオードを使用できるようにＦＥＴ４
６、４７のドレインを出力トランジスタ２４、２５のエ
ミッタに接続しＦＥＴ４６のゲートとソース間には抵抗
４２とコンデンサ４４が接続され同様にＦＥＴ４７のゲ
ートとソース間には抵抗４３とコンデンサ４５が接続さ
れている。さらに、ＦＥＴ４６と４７のゲート間にＦＥ
Ｔ４６のゲート側にクランプダイオード４８のカソード
をＦＥＴ４７のゲート側にクランプタイオード４８のア
ノードを接続しクランプタイオード４８のアノード側
は、スイッチ４９により接地または、ＦＥＴ４６、４７
をＯＮするのに必要な電圧を印加できる電源５０の何れ
かに切り換えることができるよう構成されており前記ス
イッチ４９を切り換えることによりＦＥＴ４６、４７を
ＯＮ／ＯＦＦすることができる。

【００６１】このような構成における動作について述べ
る。

【００６２】スイッチ４９が接地側に投入されている状
態では、ＦＥＴ４７のゲートは接地電位となりソース電
位により負電位となりＦＥＴ４７はＯＦＦ状態となる。
また、ＦＥＴ４６のゲートはクランプダイオード４８に
よりＦＥＴ４６のソースに印加されているパルス電圧の
低電位側をコンデンサ４４を介して接地電位にクランプ
するように動作するためＦＥＴ４６のゲートはソースよ
り低電位となりＯＦＦ状態を維持する。

【００６３】スイッチ４９が電源５０側に投入されてい
る状態では、ＦＥＴ４７のゲートには電源５０の電圧が
印加されＦＥＴ４７はＯＮ状態となる。また、ＦＥＴ４
６のゲートにはソースに発生するパルス電圧をコンデン
サ４４を介してクランプダイオード４８により電源５０
の電圧だけ高い電圧にクランプされることによりＦＥＴ
４６もＯＮ状態となる。ＦＥＴ４６、４７がＯＮするこ
とにより周波数設定用コンデンサ３８、３９は、短絡さ
れ発振周波数は先述の説明の通りＦＥＴ４６、４７のＯ
Ｎ／ＯＦＦにより変化する。すべての動作状態におい
て、抵抗４２、４３はコンデンサ４４、４５の放電抵抗
として動作する。

【００６４】実施例４ 図４には本発明の第４の実施例に係わるインバータ装置
の回路図が示されている。本実施例は、上記実施例３の
構成におけるクランプダイオード４８とＦＥＴ４７のゲ
ートの接続点とスイッチ４９間にゼナーダイオード５１
を、クランプダイオード４８側がアノードとなるように
接続した構成としたものである。

【００６５】このような構成に係る動作について説明す
る。

【００６６】スイッチ４９が接地側に投入されている状
態では、ＦＥＴ４７のゲートはソースに印加されている
パルス電圧をゼナーダイオード５１によりゼナー電圧だ
け接地電位より低電位にすなわち負電位にクランプする
ように動作する。また、同様にＦＥＴ４６のゲートはソ
ースに印加されているパルス電圧をゼナーダイオード５
１とクランプタイオード４８によりゼナー電圧だけ接地
電位より低電位にクランプするように動作する。これに
より、ゲート・ソース間の逆バイアスをより確実にする
ことができＦＥＴ４６、４７をより確実にＯＦＦするこ
とが可能となる。

【００６７】スイッチ４９が電源５０側に投入されてい
る状態では、ＦＥＴ４７のゲートは電源５０の電圧より
ゼナーダイオード５１のゼナー電圧だけ低い電源５０の
電圧でソースのパルス電圧をコンデンサ４５を介してク
ランプしＦＥＴ４７はＯＮ状態となる。また、ＦＥＴ４
６のゲートにはソースに発生するパルス電圧をコンデン
サ４４を介してゼナーダイオード５１とクランプダイオ
ード４８により電源５０の電圧からゼナーダイオード５
１のゼナー電圧を差し引いた電圧だけ高い電圧にクラン
プされることによりＦＥＴ４６もＯＮ状態となる。ＦＥ
Ｔ４６、４７がＯＮすることにより周波数設定用コンデ
ンサ３８、３９は、短絡され、発振周波数は先述の説明
の通りＦＥＴ４６、４７のＯＮ／ＯＦＦにより変化す
る。

【００６８】本実施例における電源５０の電圧はＦＥＴ
４６、４７をＯＮさせるに十分な電圧をゲート・ソース
間に印加する役割を担っている。そのため、電源５０の
電圧はゼナーダイオード５１のゼナー電圧を十分に考慮
して決定する必要がある。

【００６９】実施例５ 図５には本発明の実施例５に係わるインバータ装置の回
路図が示されている。本実施例は、上記実施例４の構成
におけるスイッチ４９に変えて出力トランジスタ２４、
２５の接続点であるインバータ出力端子に発生する電圧
を抵抗５３と可変インピーダンス５４により分圧し、分
圧点の電圧を平滑するコンデンサ５５とこの分圧点に発
生する正電圧の上限を制限する安定化ゼナーダイオード
５６と可変インピーダンス５４を可変する制御回路５２
を備え、前記安定化ゼナーダイオード５６のカソードに
上記第４図の実施例のゼナーダイオード５１のカソード
を接続した構成としたもので、商用電源２１が投入され
た後インバータ回路が動作を開始することにより発生す
る出力電圧を検出しインバータ回路の動作が開始後一定
時間をおいてＦＥＴ４６、４７をＯＦＦからＯＮにする
ことにより放電灯３３の予熱状態から点灯状態へ移行す
ることを簡単に可能とする回路に関するものである。

【００７０】このような構成における動作について述べ
る。

【００７１】商用電源２１が投入されると出力トランジ
スタ２４、２５が動作し出力トランジスタ２４、２５の
接続点であるインバータ回路の出力端子にインバータ出
力電圧が発生する。このインバータ出力電圧を抵抗５３
と可変インピーダンス５４での分圧電圧により制御回路
５２でインバータの動作開始を検出し、さらに制御回路
５２の出力信号により一定時間をかけて可変インピーダ
ンス５４のインピーダンスを大きくし発生する可変イン
ピーダンス５４の両端に印加される電圧を徐々に上昇さ
せこの電圧をゼナーダイオード５１に印加しＦＥＴ４
６、４７をＯＮさせるように動作する。ＦＥＴ４６、４
７がＯＮする動作については前記実施例４で説明した通
りであるので省略する。このように簡単な回路構成で放
電灯３３の予熱状態から点灯状態への移行時間を制御回
路５２により自由に設定することができる。このような
回路構成とすることによりインバータが動作以前の時間
のバラツキを考慮する必要がないので予熱時間の設定の
バラツキを減少させることができ蛍光灯の長寿命化を図
ることができる。

【００７２】コンデンサ５５とゼナーダイオード５６は
インバータ出力電圧の高周波電圧を平滑し発生電圧を安
定化すると同時にＦＥＴ４６、４７のゲート・ソース間
耐電圧を超えないようにするものである。以上の説明は
出力トランジスタ２４、２５の接続点であるインバータ
出力端子に発生する電圧を利用した回路構成で行った
が、インバータが動作した時に発生する全ての電圧を利
用できることは言うまでもない。

【００７３】実施例６ 図６には本発明の実施例６に係わるインバータ装置の回
路図が示されている。出力トランジスタ２４、２５の接
続点であるインバータ出力端子より発振トランス２９の
１次コイルを介してカップリングコンデンサ３０の一端
が接続された構成は、前記実施例１と同様である。

【００７４】カップリングコンデンサ３０の他端には、
インダクタ３１と放電灯３３、インダクタ５７と放電灯
５９の直列回路が２回路並列接続し、放電灯３３、５９
の回路側入出力端子と反対側の各々の端子に接続された
始動コンデンサ３２、５８の接続を、放電灯３３と放電
灯５９間にわたって各々の放電灯３３、５９間にたすき
掛け接続とし、その結果放電灯３３、５９に電気的には
並列接続となるように構成し、さらに、インダクタ３
１、５７の放電灯３３、５９との接続端子側間にバリス
タ６０を接続した構成とし放電灯３３、５９の何れか一
方を取り外した時、浮遊容量との共振による発生電圧を
吸収し、また残った放電灯も消灯するように構成したも
のである。

【００７５】このような構成における動作について述べ
る。

【００７６】インバータ回路の動作については前記実施
例１と同様であるので省略する。

【００７７】本実施例６において放電灯３３、５９の２
灯を１つのインバータ回路で点灯させる回路構成とし電
気的に並列接続された始動コンデンサ３２、５８が接続
されている。放電灯３３、５９はそれぞれインダクタ３
１、５７と直列接続された始動コンデンサ５８、３２で
構成される共振回路により始動コンデンサ５８、３２の
両端に発生する共振電圧により放電灯３３、５９が点灯
を維持している。よって、例えば放電灯５９が取り外さ
れると他方の放電灯３３と並列に接続されていた始動コ
ンデンサ５８の放電灯５９の端子を介して電源側に接続
されていた端子が開放されるためインダクタ３１と始動
コンデンサ５８で構成していた共振回路がなくなり放電
灯３３の両端に印加される電圧がやがて放電灯３３の放
電維持電圧以下となり消灯する。これにより、負荷電流
が流れなくなり発振トランス２９の１次コイルに電流が
流れなくなることにより２次コイル及び３次コイルに電
圧の発生がなくなりインバータ回路の動作は停止する。

【００７８】同様に、もう一方の放電灯３３が取り外さ
れると他方の放電灯５９と並列に接続されていた始動コ
ンデンサ３２の放電灯３３の端子を介して電源側に接続
されていた端子が開放されるためインダクタ５７と始動
コンデンサ３２で構成していた共振回路がなくなり放電
灯５９の両端に印加される電圧がやがて放電灯５９の放
電維持電圧以下となり消灯する。これにより、負荷電流
が流れなくなり発振トランス２９の１次コイルに電流が
流れなくなることにより２次コイル及び３次コイルに電
圧の発生がなくなりインバータ回路の動作は停止する。

【００７９】このようにいずれの放電灯３３、５９を取
り外したときも同様であるが、例えば放電灯５９が取り
外されるとインダクタ５７に流れていた電流が急激にＯ
ＦＦされるためインダクタ５７の放電灯５９が接続され
ていた側にインダクタ５７と浮遊容量による共振で高電
圧が発生するが反対側の放電灯３３はまだその瞬間は点
灯しているのでインダクタ５７側に発生した高電圧はバ
リスタ６０を介して放電灯３３に流れ込みインダクタ５
７の端子側に高電圧が発生することがなくなる。

【００８０】正常点灯時においてはインダクタ３１と放
電灯３３に流れる電流と、インダクタ５７と放電灯５９
に流れる電流の差は非常に小さいのでバリスタ６０の両
端に発生する電圧は小さい。よってバリスタ６０のイン
ピーダンスが非常に大きい動作点で使用するためバリス
タ６０に流れる電流は非常に小さく消費電力は無視でき
る程度となる。

【００８１】同様に放電灯３３の取外し時についての動
作も同様である。

【００８２】以上の説明は、一つのインバータで２灯の
放電灯を点灯する構成について説明したがインバータ
が、各々独立した二つのインバータで２灯の放電灯を点
灯する構成としても同様であることは言うまでもない。

【００８３】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば簡単な回
路構成で安価に発振周波数のバラツキの小さい周波数可
変型自励式ハーフブリッジ型インバータ回路が構成で
き、また放電灯２灯ドライブ時における脱着時のサージ
電圧吸収、１灯除去時の回路動作の停止を簡単な回路構
成できる。

【００８４】第１の発明においては、各々の出力トラン
ジスタのベース・エミッタ間に並列に抵抗を接続し、前
記抵抗と並列に発振トランスの２次及び３次コイルと直
列に接続された周波数制御用のスイッチ、ダイオード、
コンデンサの並列回路を備えたもので上記スイッチのＯ
Ｎ／ＯＦＦにより発振周波数を変えることを可能として
いるものでＯＦＦ時の発振周波数はコンデンサの容量に
より設定できる。

【００８５】このようにスイッチＯＮ時の発振周波数に
比較してＯＦＦ時の発振周波数は、前記コンデンサの容
量を設定するだけでよく、スイッチのＯＦＦ／ＯＮで放
電灯の予熱状態、点灯状態の動作周波数の設定を簡単な
回路構成で実現できる効果がある。

【００８６】第２の発明においては、前記第１の発明の
実施例のスイッチをＯＮ／ＯＦＦだけでなくＯＮからＯ
ＦＦの間におけるスイッチのインピーダンスを変化させ
回路に与えるコンデンサの影響度合いを制御することに
よりスイッチがＯＮ時とＯＦＦ時の間の発振周波数を簡
単に制御することを可能とすることができるので例えば
放電灯を予熱状態から点灯状態に移行する時発振周波数
の急変による回路の不安定動作を防止する効果がある。

【００８７】第３の発明においては、前記第１の発明の
実施例のスイッチ、ダイオード、コンデンサをＦＥＴで
代用することを可能とし部品数の削減および回路構成を
簡単にする効果がある。

【００８８】第４の発明においては、前記第１の発明に
おける回路構成のスイッチと直列に抵抗を接続すること
によりスイッチをＯＮした時コンデンサの影響により発
振周波数が抵抗のない時に比べ高く設定することが可能
となる。抵抗値を大きくすることにより発振周波数は、
スイッチがＯＦＦ状態まで高くすることが可能である。
このように抵抗を追加するのみで発振周波数の設定が可
能とする効果がある。

【００８９】第５の発明においては、出力トランジスタ
のハイサイド側とロウサイド側の周波数制御用スイッチ
ング素子の制御端子間にハイサイド側がカソードとなる
ようにクランプダイオードを接続しアノードの電位を接
地または、周波数制御用スイッチング素子をＯＮするこ
とが可能な電源とをスイッチで切り換えることにより簡
単にインバータの発振周波数を可変できる効果がある。

【００９０】第６の発明においては、前記第５の発明に
おけるクランプタイオードとスイッチ間にアノードがク
ランプタイオート側となるようにゼナーダイオードを接
続したもので、ハイサイド側、ロウサイド側の周波数制
御用スイッチング素子のＯＦＦ状態をより確実に保つ効
果がある。

【００９１】第７の発明においては、前記第５第６の発
明における回路の発振周波数を切り換えるスイッチを動
作させる制御信号としてインバータ回路の出力電圧を検
出してインバータ回路が動作したことを確認して放電灯
の予熱時間の設定が可能となるのでインバータが動作以
前の時間のバラツキを減少することができる効果があ
る。

【００９２】第８の発明においては、２灯の放電灯に各
々接続される始動コンデンサを各々の放電灯に対してた
すき掛け接続することにより何れか一方の放電灯を取り
外したとき残りの放電灯に対して始動コンデンサが接続
されない構成としてその結果放電灯２灯共消灯させるこ
とによりインバータ回路の動作を停止させることができ
るので放電灯の取替時に放電灯の電極を挿入する端子部
に電圧が印加されることがないので取換作業時の感電等
の危険を回避する効果がある。

【００９３】第９の発明においては、インバータ出力端
子より発振トランスの１次コイルを介してインダクタと
放電灯の直列回路が２回路並列接続した構成である。こ
のような２灯の放電灯を点灯させる構成において各々の
インダクタと放電灯の接続点間にバリスタを接続したも
ので何れか一方の放電灯を取り外したときに取り外した
側のインダクタの端子に前記インダクタと浮遊容量で発
生する高電圧をバリスタで吸収することにより前記端子
に発生する高電圧を吸収し発生電圧を抑制できるのでイ
ンダクタの巻線間耐圧を定常動作時の耐圧を保証するよ
うに設計すれば良いのでインダクタの小型化が可能であ
りまた、例えばプリント配線基盤で回路配線をする場合
パターン間距離等についても定常動作時の印加電圧で設
計することができるので低コストでより小型化を可能に
する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係わるインバータ装置
の回路図である。

【図２】 この発明の第２の実施例に係わるインバータ
装置の回路図である。

【図３】 この発明の第３の実施例に係わるインバータ
装置の回路図である。

【図４】 この発明の第４の実施例に係わるインバータ
装置の回路図である。

【図５】 この発明の第５の実施例に係わるインバータ
装置の回路図である。

【図６】 この発明の第６の実施例に係わるインバータ
装置の回路図である。

【図７】 従来のインバータ装置の回路図である。

【符号の説明】

１ 商用電源、２ 整流回路、３ 平滑コンデンサ、４
出力トランジスタ、５ 出力トランジスタ、６ ダイ
オード、７ ダイオード、８ 制御ドライブ回路、９
カップリングコンデンサ、１０ インダクタ、１１ 始
動コンデンサ、１２ 放電灯、２１ 商用電源、２２
整流回路、２３ 平滑コンデンサ、２４出力トランジス
タ、２４ａ 抵抗、２５ 出力トランジスタ、２５ａ
抵抗、２６ ダイオード、２７ ダイオード、２８ 起
動回路、２８ａ 抵抗、２８ｂコンデンサ、２８ｃ ダ
イオード、２８ｄ 双方向トリガダイオード、２９発振
トランス、３０ カップリングコンデンサ、３１ イン
ダクタ、３２ 始動コンデンサ、３３ 放電灯、３４
周波数制御用スイッチング素子、５ 周波数制御用スイ
ッチング素子、３６ ダイオード、３７ ダイオード、
３８ 周波数設定用コンデンサ、３９ 周波数設定用コ
ンデンサ、４０ 周波数設定用抵抗、４１ 周波数設定
用抵抗、４２ 抵抗、４３ 抵抗、４４ コンデンサ、
４５コンデンサ、４６ ＦＥＴ、４７ ＦＥＴ、４８
クランプダイオード、４９スイッチ、５０ 電源、５１
ゼナーダイオード、５２ 制御回路、５３ 抵抗、５
４ 可変インピーダンス、５５ コンデンサ、５６ ゼ
ナーダイオード、５７ インダクタ、５８ 始動コンデ
ンサ、５９ 放電灯、６０ バリスタ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに直列接続された１対の出力トラン
   ジスタを有するハーフブリッジ型自励式インバータ回路
   と、 前記自励式インバータ回路の１対の出力トランジスタの
   各々のベース電極と、エミッタ電極との間に接続された
   抵抗と、 前記抵抗と並列に、発振帰還用巻線に直列に接続された
   回路であって、周波数設定用コンデンサと周波数制御用
   スイッチング素子とダイオードとから成る並列回路と、 を含み、前記ダイオードのカソード側がエミッタ電極側
   となるように接続され、前記周波数制御用スイッチング
   素子をＯＮ／ＯＦＦすることによりインバータ回路の発
   振周波数が変化することを特徴とするインバータ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインバータ装置におい
   て、 各々の前記周波数制御用スイッチング素子は、能動領域
   で動作し、 前記スイッチング素子のＯＦＦ時とＯＮ時とにおけるイ
   ンピーダンス値を制御することによって、ＯＦＦ時とＯ
   Ｎ時のインピーダンスの最大値から最小値までの設定可
   能な動作周波数の任意の周波数で動作させるように構成
   したことを特徴とするインバータ装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のインバータ装置におい
   て、 各々の前記周波数制御用スイッチング素子は、ＦＥＴを
   備え、 前記スイッチング素子と並列接続されたダイオードは、
   ＦＥＴ内蔵ダイオードを備え、 前記ＦＥＴのドレインを出力トランジスタのエミッタ電
   極側に接続するように構成したことを特徴とするインバ
   ータ装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のインバータ装置におい
   て、 各々の前記周波数制御用スイッチング素子に直列に接続
   された抵抗、 を含み、前記周波数制御用スイッチング素子がＯＮ時の
   インバータの発振周波数を前記抵抗がない時よりも高い
   周波数にするように構成したことを特徴とするインバー
   タ装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のインバータ装置におい
   て、 各々の前記周波数制御用スイッチング素子の制御電極と
   基準電極との間に接続されているコンデンサとインピー
   ダンス素子の並列回路と、 ハイサイド側の周波数制御用スイッチング素子の制御電
   極とロウサイド側の周波数制御用スイッチング素子の制
   御電極との間にハイサイド側がカソードとなるように接
   続されたクランプダイオードと、 を含み、前記クランプダイオードのアノード側の電位を
   変化して前記各々の周波数制御用スイッチング素子を制
   御することによって、インバータの発振周波数を変える
   ように構成したことを特徴とするインバータ装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のインバータ装置におい
   て、 前記周波数制御用スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦする
   ためのクランプダイオードのアノード側を接地電位以下
   とする手段として、 ゼナーダイオードを含み、前記クランプダイオードのア
   ノード側の接続点に前記ゼナーダイオードのアノード側
   が接続され、カソード側の電位を変化するように構成し
   たことを特徴とするインバータ装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載のインバータ装置におい
   て、 各々の前記周波数制御用スイッチング素子をＯＮ／ＯＦ
   Ｆすることにより発振周波数を変える構成において、 インバータの出力電圧を分圧平滑する手段、 を含み、前記分圧平滑された電圧が前記周波数制御用ス
   イッチング素子において発振周波数の切替信号として使
   用され、電源投入後一定時間経過後に前記周波数制御用
   スイッチング素子がＯＦＦからＯＮに切換動作するよう
   に構成したことを特徴とするインバータ装置。
8. 【請求項８】 自励式インバータで第１の放電灯と第２
   の放電灯とを点灯させる回路構成を採用するインバータ
   装置において、 第１の蛍光灯の回路側入出力端子群の反対側の端子群の
   一方の端子と、第２の蛍光灯の回路側入出力端子群の反
   対側の端子群の一方の端子と、の間に接続された始動コ
   ンデンサであって、前記第１及び第２の放電灯と並列に
   接続されている第１の始動コンデンサと、 第１の蛍光灯の回路側入出力端子群の反対側の端子群の
   他方の端子と、第２の蛍光灯の回路側入出力端子群の反
   対側の端子群の他方の端子と、の間に接続された始動コ
   ンデンサであって、前記第１及び第２の放電灯と並列に
   接続されている第２の始動コンデンサと、 を含み、何れか一方の放電灯の接続を外した場合に、前
   記第１及び第２の両方の始動コンデンサともいずれか一
   方の端子が開放状態となることによって、残った放電灯
   に印加される電圧が放電維持電圧以下となり消灯するよ
   うに構成されたことを特徴とするインバータ装置。
9. 【請求項９】 自励式インバータで第１及び第２の放電
   灯を点灯させる回路構成を採用するインバータ装置にお
   いて、 第１の放電灯と直列に接続されている第１のインダクタ
   と、 第２の放電灯と直列に接続されている第２のインダクタ
   と、 前記第１の放電灯と前記第１のインダクタとの接続点
   と、前記第２の放電灯と前記第２のインダクタとの接続
   点と、の間に接続されているバリスタと、 を含み、前記第１又は第２の放電灯を取外した場合に発
   生する高電圧を抑制するように構成されたインバータ装
   置。