JPH0898553A - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JPH0898553A JPH0898553A JP6231915A JP23191594A JPH0898553A JP H0898553 A JPH0898553 A JP H0898553A JP 6231915 A JP6231915 A JP 6231915A JP 23191594 A JP23191594 A JP 23191594A JP H0898553 A JPH0898553 A JP H0898553A
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- Japan
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- capacitor
- switching elements
- inductor
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】平滑用のコンデンサの出力電圧が低くても、交
流電源からの入力電流の力率を改善でき、また、昇圧チ
ョッパー部に用いるインダクタを１個とし、かつ、チョ
ッパー部とインバータ部のスイッチング素子を兼用し
て、回路構成を簡単化したインバータ装置を提供する。 【構成】交流電源Ｖｓを分圧するコンデンサＣ１、Ｃ２
の接続点と、交流電源Ｖｓを整流する整流器ＤＢの出力
に平滑用のコンデンサＣ３と共に接続されるスイッチン
グ素子Ｑ１、Ｑ２の接続点との間に、正負両半周期で共
用される１個のインダクタＬ１を接続し、各スイッチン
グ素子Ｑ１、Ｑ２にそれぞれダイオードＤ５、Ｄ６を逆
並列接続し、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点に負
荷回路の一端を接続した。
流電源からの入力電流の力率を改善でき、また、昇圧チ
ョッパー部に用いるインダクタを１個とし、かつ、チョ
ッパー部とインバータ部のスイッチング素子を兼用し
て、回路構成を簡単化したインバータ装置を提供する。 【構成】交流電源Ｖｓを分圧するコンデンサＣ１、Ｃ２
の接続点と、交流電源Ｖｓを整流する整流器ＤＢの出力
に平滑用のコンデンサＣ３と共に接続されるスイッチン
グ素子Ｑ１、Ｑ２の接続点との間に、正負両半周期で共
用される１個のインダクタＬ１を接続し、各スイッチン
グ素子Ｑ１、Ｑ２にそれぞれダイオードＤ５、Ｄ６を逆
並列接続し、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点に負
荷回路の一端を接続した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電源を整流平滑し
た直流電圧を高周波に変換して負荷に供給するインバー
タ装置に関するものである。
た直流電圧を高周波に変換して負荷に供給するインバー
タ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来のインバータ装置（平成５年
電気学会産業応用部門全国大会９６）の回路図である。
以下、その回路構成について説明する。直列接続された
２個のコンデンサＣ１、Ｃ２が商用交流電源Ｖｓと並列
に接続されており、そのコンデンサＣ１、Ｃ２と交流電
源Ｖｓとのそれぞれの接続点は全波整流器ＤＢの交流入
力端子へと接続されている。全波整流器ＤＢの直流出力
端子にはインダクタＬ３、交互にオン、オフされる第
１、第２のスイッチング素子（トランジスタＱ１、Ｑ
２）、及びインダクタＬ４の直列回路が接続されてい
る。インダクタＬ３とスイッチング素子Ｑ１の接続点
と、インダクタＬ４とスイッチング素子Ｑ２の接続点に
は、平滑コンデンサＣ３が接続されている。コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２の接続点とスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接
続点は接続されている。平滑コンデンサＣ３には負荷Ｒ
が並列的に接続されており、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ
２にはダイオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列接続され
ている。
電気学会産業応用部門全国大会９６）の回路図である。
以下、その回路構成について説明する。直列接続された
２個のコンデンサＣ１、Ｃ２が商用交流電源Ｖｓと並列
に接続されており、そのコンデンサＣ１、Ｃ２と交流電
源Ｖｓとのそれぞれの接続点は全波整流器ＤＢの交流入
力端子へと接続されている。全波整流器ＤＢの直流出力
端子にはインダクタＬ３、交互にオン、オフされる第
１、第２のスイッチング素子（トランジスタＱ１、Ｑ
２）、及びインダクタＬ４の直列回路が接続されてい
る。インダクタＬ３とスイッチング素子Ｑ１の接続点
と、インダクタＬ４とスイッチング素子Ｑ２の接続点に
は、平滑コンデンサＣ３が接続されている。コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２の接続点とスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接
続点は接続されている。平滑コンデンサＣ３には負荷Ｒ
が並列的に接続されており、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ
２にはダイオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列接続され
ている。
【０００３】以下、この従来例の動作について簡単に説
明する。商用交流電源ＶｓはコンデンサＣ１、Ｃ２によ
り分圧されている。交流電源Ｖｓが正の半周期におい
て、スイッチング素子Ｑ１がオンすると、交流電源Ｖｓ
を２分の１に分圧しているコンデンサＣ１より、ダイオ
ードＤ１、インダクタＬ３、スイッチング素子Ｑ１、コ
ンデンサＣ１の経路で電流が流れ、インダクタＬ３にエ
ネルギーが蓄えられる。次に、スイッチング素子Ｑ１が
オフすると、インダクタＬ３に蓄えられていたエネルギ
ーは、インダクタＬ３、コンデンサＣ３、ダイオードＤ
６、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１、インダクタＬ３
の経路で放出されて、コンデンサＣ３を昇圧する。次
に、スイッチング素子Ｑ２がオンすると、コンデンサＣ
１と同じように交流電源Ｖｓを２分の１に分圧している
コンデンサＣ２より、スイッチング素子Ｑ２、インダク
タＬ４、ダイオードＤ４、コンデンサＣ２の経路で電流
が流れ、インダクタＬ４にエネルギーが蓄えられる。次
に、スイッチング素子Ｑ２がオフすると、インダクタＬ
４に蓄えられていたエネルギーは、インダクタＬ４、ダ
イオードＤ４、コンデンサＣ２、ダイオードＤ５、コン
デンサＣ３、インダクタＬ４の経路で放出されて、コン
デンサＣ３を昇圧する。なお、負荷ＲにはコンデンサＣ
３より一定の電流が流れ続ける。以上のような動作の結
果、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフす
る簡単な制御によって、インダクタＬ１、Ｌ２が交互に
昇圧チョッパー動作を行い、入力電流が連続した正弦波
状となる。また、交流電源Ｖｓを２分の１に分圧した電
圧を昇圧チョッパーの電源としているため、コンデンサ
Ｃ３に現れる直流電圧は、交流電源Ｖｓを昇圧する場合
の２分の１と低い電圧に抑えることができる。
明する。商用交流電源ＶｓはコンデンサＣ１、Ｃ２によ
り分圧されている。交流電源Ｖｓが正の半周期におい
て、スイッチング素子Ｑ１がオンすると、交流電源Ｖｓ
を２分の１に分圧しているコンデンサＣ１より、ダイオ
ードＤ１、インダクタＬ３、スイッチング素子Ｑ１、コ
ンデンサＣ１の経路で電流が流れ、インダクタＬ３にエ
ネルギーが蓄えられる。次に、スイッチング素子Ｑ１が
オフすると、インダクタＬ３に蓄えられていたエネルギ
ーは、インダクタＬ３、コンデンサＣ３、ダイオードＤ
６、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１、インダクタＬ３
の経路で放出されて、コンデンサＣ３を昇圧する。次
に、スイッチング素子Ｑ２がオンすると、コンデンサＣ
１と同じように交流電源Ｖｓを２分の１に分圧している
コンデンサＣ２より、スイッチング素子Ｑ２、インダク
タＬ４、ダイオードＤ４、コンデンサＣ２の経路で電流
が流れ、インダクタＬ４にエネルギーが蓄えられる。次
に、スイッチング素子Ｑ２がオフすると、インダクタＬ
４に蓄えられていたエネルギーは、インダクタＬ４、ダ
イオードＤ４、コンデンサＣ２、ダイオードＤ５、コン
デンサＣ３、インダクタＬ４の経路で放出されて、コン
デンサＣ３を昇圧する。なお、負荷ＲにはコンデンサＣ
３より一定の電流が流れ続ける。以上のような動作の結
果、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフす
る簡単な制御によって、インダクタＬ１、Ｌ２が交互に
昇圧チョッパー動作を行い、入力電流が連続した正弦波
状となる。また、交流電源Ｖｓを２分の１に分圧した電
圧を昇圧チョッパーの電源としているため、コンデンサ
Ｃ３に現れる直流電圧は、交流電源Ｖｓを昇圧する場合
の２分の１と低い電圧に抑えることができる。
【０００４】図８は従来の他のインバータ装置（特開平
２−２１１０６５号）の回路図である。以下、その回路
構成について説明する。インダクタＬ０とコンデンサＣ
０の直列回路（低域通過フィルタＬＰＦ）が交流電源Ｖ
ｓと並列に接続されており、インダクタＬ０とコンデン
サＣ０の接続点にはインダクンタＬ１の一端が接続され
ている。インダクタＬ１の他端は、平滑コンデンサＣ３
と並列に接続されたダイオードＤ１、Ｄ２の直列回路の
中点に接続されている。コンデンサＣ０の両端子のう
ち、インダクタＬ０と接続していない方の端子は平滑コ
ンデンサＣ３と並列に接続されたスイッチング素子Ｑ
１、Ｑ２の直列回路の中点に接続されている。平滑コン
デンサＣ３には小容量のコンデンサＣ４、Ｃ５の直列回
路が並列的に接続されており、スイッチング素子Ｑ１、
Ｑ２にはダイオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列接続さ
れている。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点とコン
デンサＣ４、Ｃ５の接続点の間には、インダクタＬ２を
介して放電灯１が接続されている。放電灯１のフィラメ
ントの非電源側端子間には、コンデンサＣ６が並列接続
されている。インダクタＬ２とコンデンサＣ６は直列共
振回路を構成しており、コンデンサＣ６の両端に得られ
る共振電圧が放電灯１に印加される。
２−２１１０６５号）の回路図である。以下、その回路
構成について説明する。インダクタＬ０とコンデンサＣ
０の直列回路（低域通過フィルタＬＰＦ）が交流電源Ｖ
ｓと並列に接続されており、インダクタＬ０とコンデン
サＣ０の接続点にはインダクンタＬ１の一端が接続され
ている。インダクタＬ１の他端は、平滑コンデンサＣ３
と並列に接続されたダイオードＤ１、Ｄ２の直列回路の
中点に接続されている。コンデンサＣ０の両端子のう
ち、インダクタＬ０と接続していない方の端子は平滑コ
ンデンサＣ３と並列に接続されたスイッチング素子Ｑ
１、Ｑ２の直列回路の中点に接続されている。平滑コン
デンサＣ３には小容量のコンデンサＣ４、Ｃ５の直列回
路が並列的に接続されており、スイッチング素子Ｑ１、
Ｑ２にはダイオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列接続さ
れている。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点とコン
デンサＣ４、Ｃ５の接続点の間には、インダクタＬ２を
介して放電灯１が接続されている。放電灯１のフィラメ
ントの非電源側端子間には、コンデンサＣ６が並列接続
されている。インダクタＬ２とコンデンサＣ６は直列共
振回路を構成しており、コンデンサＣ６の両端に得られ
る共振電圧が放電灯１に印加される。
【０００５】以下、この回路の動作について簡単に説明
する。交流電源Ｖｓが正の半周期においてスイッチング
素子Ｑ１がオンすると、交流電源Ｖｓより、低域通過フ
ィルタＬＰＦ、インダクタＬ１、ダイオードＤ１、スイ
ッチング素子Ｑ１、低域通過フィルタＬＰＦ、交流電源
Ｖｓの経路で電流が流れ、インダクタＬ１にエネルギー
を蓄える。このとき、同時にコンデンサＣ３より、スイ
ッチング素子Ｑ１、インダクタＬ２、放電灯１、コンデ
ンサＣ５、コンデンサＣ３の経路で負荷である放電灯１
に電流を流す。次に、スイッチング素子Ｑ１がオフする
と、インダクタＬ１に蓄えられていたエネルギーは、イ
ンダクタＬ１、ダイオードＤ１、コンデンサＣ３、ダイ
オードＤ６、低域通過フィルタＬＰＦ、インダクタＬ１
の経路で放出されて、コンデンサＣ３を昇圧する。ま
た、インダクタＬ２に蓄えられていたエネルギーは、イ
ンダクタＬ２、放電灯１、コンデンサＣ５、ダイオード
Ｄ６、インダクタＬ２の経路で放電される。次に、スイ
ッチング素子Ｑ２がオンすると、コンデンサＣ３より、
コンデンサＣ４、放電灯１、インダクタＬ２、スイッチ
ング素子Ｑ２、コンデンサＣ３の経路で負荷である放電
灯１に電流を流す。次に、スイッチング素子Ｑ２がオフ
すると、インダクタＬ２に蓄えられていたエネルギーは
インダクタＬ２、ダイオードＤ５、コンデンサＣ４、放
電灯１、インダクタＬ２の経路で放電される。次に、交
流電源Ｖｓが負の半周期では、インダクタＬ１、スイッ
チング素子Ｑ２、ダイオードＤ２で構成される昇圧チョ
ッパー部により同様な動作が繰り返される。
する。交流電源Ｖｓが正の半周期においてスイッチング
素子Ｑ１がオンすると、交流電源Ｖｓより、低域通過フ
ィルタＬＰＦ、インダクタＬ１、ダイオードＤ１、スイ
ッチング素子Ｑ１、低域通過フィルタＬＰＦ、交流電源
Ｖｓの経路で電流が流れ、インダクタＬ１にエネルギー
を蓄える。このとき、同時にコンデンサＣ３より、スイ
ッチング素子Ｑ１、インダクタＬ２、放電灯１、コンデ
ンサＣ５、コンデンサＣ３の経路で負荷である放電灯１
に電流を流す。次に、スイッチング素子Ｑ１がオフする
と、インダクタＬ１に蓄えられていたエネルギーは、イ
ンダクタＬ１、ダイオードＤ１、コンデンサＣ３、ダイ
オードＤ６、低域通過フィルタＬＰＦ、インダクタＬ１
の経路で放出されて、コンデンサＣ３を昇圧する。ま
た、インダクタＬ２に蓄えられていたエネルギーは、イ
ンダクタＬ２、放電灯１、コンデンサＣ５、ダイオード
Ｄ６、インダクタＬ２の経路で放電される。次に、スイ
ッチング素子Ｑ２がオンすると、コンデンサＣ３より、
コンデンサＣ４、放電灯１、インダクタＬ２、スイッチ
ング素子Ｑ２、コンデンサＣ３の経路で負荷である放電
灯１に電流を流す。次に、スイッチング素子Ｑ２がオフ
すると、インダクタＬ２に蓄えられていたエネルギーは
インダクタＬ２、ダイオードＤ５、コンデンサＣ４、放
電灯１、インダクタＬ２の経路で放電される。次に、交
流電源Ｖｓが負の半周期では、インダクタＬ１、スイッ
チング素子Ｑ２、ダイオードＤ２で構成される昇圧チョ
ッパー部により同様な動作が繰り返される。
【０００６】以上の動作により交流電源Ｖｓが正の半周
期では、スイッチング素子Ｑ１がチョッパーとインバー
タのスイッチング素子の働きを兼用し、負の半周期で
は、スイッチング素子Ｑ２がチョッパーとインバータの
スイッチング素子の働きを兼用することになる。したが
って、この回路では、インバータ用のスイッチング素子
がチョッパー用のスイッチング素子を兼用し、且つ少な
い素子数で構成されており、回路構成が簡単になるとい
う特徴を有している。
期では、スイッチング素子Ｑ１がチョッパーとインバー
タのスイッチング素子の働きを兼用し、負の半周期で
は、スイッチング素子Ｑ２がチョッパーとインバータの
スイッチング素子の働きを兼用することになる。したが
って、この回路では、インバータ用のスイッチング素子
がチョッパー用のスイッチング素子を兼用し、且つ少な
い素子数で構成されており、回路構成が簡単になるとい
う特徴を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の第１の従来例の
場合、インダクタＬ３、Ｌ４をそれぞれ独立した昇圧チ
ョッパーに使用しているため、チョッパー部だけでイン
ダクタを２個用いることになり、回路構成の簡略化とい
う点で不十分である。また、上述の第２の従来例の場
合、チョッパー部のインダクタとしては、インダクタＬ
１の１個で済み、回路構成の簡単化という点では優れて
いるものの、入力電流を力率１に近づけるためには、コ
ンデンサＣ３の電圧が高くなり、また、スイッチング素
子の電流も大きくなるという問題があった。さらに、こ
の従来例の場合、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のオン時
間を上下で非対称にすると動作が不安定になるという問
題があった。
場合、インダクタＬ３、Ｌ４をそれぞれ独立した昇圧チ
ョッパーに使用しているため、チョッパー部だけでイン
ダクタを２個用いることになり、回路構成の簡略化とい
う点で不十分である。また、上述の第２の従来例の場
合、チョッパー部のインダクタとしては、インダクタＬ
１の１個で済み、回路構成の簡単化という点では優れて
いるものの、入力電流を力率１に近づけるためには、コ
ンデンサＣ３の電圧が高くなり、また、スイッチング素
子の電流も大きくなるという問題があった。さらに、こ
の従来例の場合、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のオン時
間を上下で非対称にすると動作が不安定になるという問
題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、交流電源ＶｓをコンデンサＣ１、Ｃ２に
より分圧して、昇圧チョッパー部に用いるインダクタＬ
１を１個とし、かつ、チョッパー部とインバータ部のス
イッチング素子Ｑ１、Ｑ２を兼用する回路構成としたも
のであり、例えば、図１に示すように、交流電源Ｖｓを
分圧する第１及び第２のコンデンサＣ１、Ｃ２の直列回
路と、交流電源Ｖｓを整流する整流器ＤＢと、この整流
器ＤＢの出力を平滑する第３のコンデンサＣ３と、整流
器ＤＢの出力に並列に接続される第１及び第２のスイッ
チング素子Ｑ１、Ｑ２の直列回路と、第１及び第２のコ
ンデンサＣ１、Ｃ２の接続点と第１及び第２のスイッチ
ング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点の間に接続されるインダク
タＬ１と、第１及び第２のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２
にそれぞれ逆並列接続される第１及び第２のダイオード
Ｄ５、Ｄ６と、第１及び第２のスイッチング素子Ｑ１、
Ｑ２の接続点に一端を接続されて第１及び第２のスイッ
チング素子Ｑ１、Ｑ２が交互にオン・オフ動作すること
により交流電力を供給される負荷回路とから構成される
ことを特徴とするものである。
決するために、交流電源ＶｓをコンデンサＣ１、Ｃ２に
より分圧して、昇圧チョッパー部に用いるインダクタＬ
１を１個とし、かつ、チョッパー部とインバータ部のス
イッチング素子Ｑ１、Ｑ２を兼用する回路構成としたも
のであり、例えば、図１に示すように、交流電源Ｖｓを
分圧する第１及び第２のコンデンサＣ１、Ｃ２の直列回
路と、交流電源Ｖｓを整流する整流器ＤＢと、この整流
器ＤＢの出力を平滑する第３のコンデンサＣ３と、整流
器ＤＢの出力に並列に接続される第１及び第２のスイッ
チング素子Ｑ１、Ｑ２の直列回路と、第１及び第２のコ
ンデンサＣ１、Ｃ２の接続点と第１及び第２のスイッチ
ング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点の間に接続されるインダク
タＬ１と、第１及び第２のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２
にそれぞれ逆並列接続される第１及び第２のダイオード
Ｄ５、Ｄ６と、第１及び第２のスイッチング素子Ｑ１、
Ｑ２の接続点に一端を接続されて第１及び第２のスイッ
チング素子Ｑ１、Ｑ２が交互にオン・オフ動作すること
により交流電力を供給される負荷回路とから構成される
ことを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】本発明によれば、商用交流電源Ｖｓをコンデン
サＣ１、Ｃ２により分圧したので、コンデンサＣ３の電
圧が低くても、入力電流の力率を改善することができ、
また、チョッパー部のインダクタＬ１を１個とすること
ができ、小型・軽量化が可能となる。さらにまた、チョ
ッパー部とインバータ部のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２
を兼用できることにより、回路構成が簡単化されるもの
である。本発明のさらに詳しい構成及び作用について
は、以下に述べる実施例の説明において一層明らかとさ
れる。
サＣ１、Ｃ２により分圧したので、コンデンサＣ３の電
圧が低くても、入力電流の力率を改善することができ、
また、チョッパー部のインダクタＬ１を１個とすること
ができ、小型・軽量化が可能となる。さらにまた、チョ
ッパー部とインバータ部のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２
を兼用できることにより、回路構成が簡単化されるもの
である。本発明のさらに詳しい構成及び作用について
は、以下に述べる実施例の説明において一層明らかとさ
れる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の第１実施例の回路図である。
以下、その回路構成について説明する。直列接続された
２個のコンデンサＣ１、Ｃ２が交流電源Ｖｓと並列に接
続されており、そのコンデンサＣ１、Ｃ２と交流電源Ｖ
ｓとの接続点は全波整流器ＤＢの交流入力端子へと接続
されている。全波整流器ＤＢの直流出力端子には交互に
オン、オフされる第１及び第２のスイッチング素子（ト
ランジスタＱ１、Ｑ２）の直列回路が平滑コンデンサＣ
３と並列に接続されている。コンデンサＣ１、Ｃ２の接
続点とスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点はインダク
タＬ１を介して接続されている。平滑コンデンサＣ３に
は、小容量のコンデンサＣ４、Ｃ５の直列回路が並列的
に接続されており、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２にはダ
イオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列接続されている。
スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点とコンデンサＣ
４、Ｃ５の接続点の間には、インダクタＬ２を介して放
電灯１が接続されている。放電灯１のフィラメントの非
電源側端子間には、コンデンサＣ６が並列接続されてい
る。インダクタＬ２とコンデンサＣ６は直列共振回路を
構成しており、コンデンサＣ６の両端に得られる共振電
圧が放電灯１に印加される。
以下、その回路構成について説明する。直列接続された
２個のコンデンサＣ１、Ｃ２が交流電源Ｖｓと並列に接
続されており、そのコンデンサＣ１、Ｃ２と交流電源Ｖ
ｓとの接続点は全波整流器ＤＢの交流入力端子へと接続
されている。全波整流器ＤＢの直流出力端子には交互に
オン、オフされる第１及び第２のスイッチング素子（ト
ランジスタＱ１、Ｑ２）の直列回路が平滑コンデンサＣ
３と並列に接続されている。コンデンサＣ１、Ｃ２の接
続点とスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点はインダク
タＬ１を介して接続されている。平滑コンデンサＣ３に
は、小容量のコンデンサＣ４、Ｃ５の直列回路が並列的
に接続されており、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２にはダ
イオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列接続されている。
スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点とコンデンサＣ
４、Ｃ５の接続点の間には、インダクタＬ２を介して放
電灯１が接続されている。放電灯１のフィラメントの非
電源側端子間には、コンデンサＣ６が並列接続されてい
る。インダクタＬ２とコンデンサＣ６は直列共振回路を
構成しており、コンデンサＣ６の両端に得られる共振電
圧が放電灯１に印加される。
【００１１】以下、この回路の動作について説明する。
商用交流電源ＶｓはコンデンサＣ１、Ｃ２により分圧さ
れている。交流電源Ｖｓが正の半周期において、スイッ
チング素子Ｑ１がオンすると、図２に示すように、交流
電源Ｖｓを２分の１に分圧しているコンデンサＣ１よ
り、ダイオードＤ１、スイッチング素子Ｑ１、インダク
タＬ１、コンデンサＣ１の経路で電流が流れ、インダク
タＬ１にエネルギーが蓄えられる。このとき、同時にコ
ンデンサＣ３より、スイッチング素子Ｑ１、インダクタ
Ｌ２、放電灯１、コンデンサＣ５、コンデンサＣ３の経
路で負荷である放電灯１に電流を流す。次に、スイッチ
ング素子Ｑ１がオフすると、図３に示すように、インダ
クタＬ１に蓄えられていたエネルギーは、インダクタＬ
１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１、コンデンサＣ
３、ダイオードＤ６、インダクタＬ１の経路で放出され
て、コンデンサＣ３を昇圧する。また、インダクタＬ２
に蓄えられていたエネルギーは、インダクタＬ２、放電
灯１、コンデンサＣ５、ダイオードＤ６、インダクタＬ
２の経路で放電される。次に、スイッチング素子Ｑ２が
オンすると、コンデンサＣ１と同じように、交流電源Ｖ
ｓを２分の１に分圧しているコンデンサＣ２より、図４
に示すように、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｑ
２、ダイオードＤ４、コンデンサＣ２の経路で電流が流
れ、インダクタＬ１にエネルギーを蓄える。このとき、
同時にコンデンサＣ３よりコンデンサＣ４、放電灯１、
インダクタＬ２、スイッチング素子Ｑ２、コンデンサＣ
３の経路で負荷である放電灯１に電流を流す。次に、ス
イッチング素子Ｑ２がオフすると、図５に示すように、
インダクタＬ１に蓄えられていたエネルギーは、インダ
クタＬ１、ダイオードＤ５、コンデンサＣ３、ダイオー
ドＤ４、コンデンサＣ２、インダクタＬ１の経路で放出
されて、コンデンサＣ３を昇圧する。また、インダクタ
Ｌ２に蓄えられていたエネルギーは、インダクタＬ２、
ダイオードＤ５、コンデンサＣ４、放電灯１、インダク
タＬ２の経路で放電される。
商用交流電源ＶｓはコンデンサＣ１、Ｃ２により分圧さ
れている。交流電源Ｖｓが正の半周期において、スイッ
チング素子Ｑ１がオンすると、図２に示すように、交流
電源Ｖｓを２分の１に分圧しているコンデンサＣ１よ
り、ダイオードＤ１、スイッチング素子Ｑ１、インダク
タＬ１、コンデンサＣ１の経路で電流が流れ、インダク
タＬ１にエネルギーが蓄えられる。このとき、同時にコ
ンデンサＣ３より、スイッチング素子Ｑ１、インダクタ
Ｌ２、放電灯１、コンデンサＣ５、コンデンサＣ３の経
路で負荷である放電灯１に電流を流す。次に、スイッチ
ング素子Ｑ１がオフすると、図３に示すように、インダ
クタＬ１に蓄えられていたエネルギーは、インダクタＬ
１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１、コンデンサＣ
３、ダイオードＤ６、インダクタＬ１の経路で放出され
て、コンデンサＣ３を昇圧する。また、インダクタＬ２
に蓄えられていたエネルギーは、インダクタＬ２、放電
灯１、コンデンサＣ５、ダイオードＤ６、インダクタＬ
２の経路で放電される。次に、スイッチング素子Ｑ２が
オンすると、コンデンサＣ１と同じように、交流電源Ｖ
ｓを２分の１に分圧しているコンデンサＣ２より、図４
に示すように、インダクタＬ１、スイッチング素子Ｑ
２、ダイオードＤ４、コンデンサＣ２の経路で電流が流
れ、インダクタＬ１にエネルギーを蓄える。このとき、
同時にコンデンサＣ３よりコンデンサＣ４、放電灯１、
インダクタＬ２、スイッチング素子Ｑ２、コンデンサＣ
３の経路で負荷である放電灯１に電流を流す。次に、ス
イッチング素子Ｑ２がオフすると、図５に示すように、
インダクタＬ１に蓄えられていたエネルギーは、インダ
クタＬ１、ダイオードＤ５、コンデンサＣ３、ダイオー
ドＤ４、コンデンサＣ２、インダクタＬ１の経路で放出
されて、コンデンサＣ３を昇圧する。また、インダクタ
Ｌ２に蓄えられていたエネルギーは、インダクタＬ２、
ダイオードＤ５、コンデンサＣ４、放電灯１、インダク
タＬ２の経路で放電される。
【００１２】以上のような動作の結果、スイッチング素
子Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフする簡単な制御によっ
て、インダクタＬ１が交流的に昇圧チョッパー動作を行
い、入力電流が連続した正弦波状となる。また、交流電
源Ｖｓを２分の１に分圧した値を昇圧チョッパー電源と
しているため、コンデンサＣ３に現れる直流電圧は、交
流電源Ｖｓを一定周波数で昇圧する場合の２分の１と低
い電圧に抑えることができる。これは、例えば、入力の
商用交流電源Ｖｓが１００Ｖのとき、一定周波数で動作
させる昇圧チョッパーの場合は、コンデンサＣ３の電圧
を約２８２Ｖ以上にしないと、入力電流の力率を１にす
ることはできないが、図１に示す本回路の場合であれ
ば、コンデンサＣ３の電圧を最低で約１４１Ｖとしても
入力電流の力率を１とすることができることを示してい
る。また、従来の昇圧チョッパーの場合でも、インダク
タの電流を検出して、インダクタの電流の不連続期間を
作らないように周波数を変化させれば、１００Ｖの入力
時にコンデンサＣ３の電圧が約１４１Ｖでも入力電流の
力率を１にすることはできるが、回路構成や制御の複雑
さを比べると、本回路は、インダクタの電流を検出する
ことなく、一定周波数で動作させるだけで同等の機能を
満たすため有利であると言える。したがって、本回路
は、例えば電源が２００Ｖや２７７Ｖといった高い電圧
において、昇圧チョッパーを一定周波数で動作させた
り、あるいは、昇圧チョッパーとインバータのスイッチ
ング素子を共用させて一定周波数で動作させるときなど
に有効となる。また、図６に示すように、駆動回路によ
り、スイッチング素子Ｑ１とＱ２のオン時間を非対称と
しても、インダクタＬ１に流れる電流の立上がりと立ち
下がりの傾きが変化するのみで、入力電流が上下で非対
称となることはないため、例えば調光のような機能を持
たせることができる。なお、図１ではスイッチング素子
にトランジスタを用いているが、オン・オフを切り替え
ることのできる手段であれば、これに限ったものではな
く、例えばＦＥＴやＩＧＢＴなどであってもよい。これ
らの素子を用いると、逆並列ダイオードＤ５、Ｄ６を省
略でき、回路がさらに簡単になる。
子Ｑ１、Ｑ２を交互にオン・オフする簡単な制御によっ
て、インダクタＬ１が交流的に昇圧チョッパー動作を行
い、入力電流が連続した正弦波状となる。また、交流電
源Ｖｓを２分の１に分圧した値を昇圧チョッパー電源と
しているため、コンデンサＣ３に現れる直流電圧は、交
流電源Ｖｓを一定周波数で昇圧する場合の２分の１と低
い電圧に抑えることができる。これは、例えば、入力の
商用交流電源Ｖｓが１００Ｖのとき、一定周波数で動作
させる昇圧チョッパーの場合は、コンデンサＣ３の電圧
を約２８２Ｖ以上にしないと、入力電流の力率を１にす
ることはできないが、図１に示す本回路の場合であれ
ば、コンデンサＣ３の電圧を最低で約１４１Ｖとしても
入力電流の力率を１とすることができることを示してい
る。また、従来の昇圧チョッパーの場合でも、インダク
タの電流を検出して、インダクタの電流の不連続期間を
作らないように周波数を変化させれば、１００Ｖの入力
時にコンデンサＣ３の電圧が約１４１Ｖでも入力電流の
力率を１にすることはできるが、回路構成や制御の複雑
さを比べると、本回路は、インダクタの電流を検出する
ことなく、一定周波数で動作させるだけで同等の機能を
満たすため有利であると言える。したがって、本回路
は、例えば電源が２００Ｖや２７７Ｖといった高い電圧
において、昇圧チョッパーを一定周波数で動作させた
り、あるいは、昇圧チョッパーとインバータのスイッチ
ング素子を共用させて一定周波数で動作させるときなど
に有効となる。また、図６に示すように、駆動回路によ
り、スイッチング素子Ｑ１とＱ２のオン時間を非対称と
しても、インダクタＬ１に流れる電流の立上がりと立ち
下がりの傾きが変化するのみで、入力電流が上下で非対
称となることはないため、例えば調光のような機能を持
たせることができる。なお、図１ではスイッチング素子
にトランジスタを用いているが、オン・オフを切り替え
ることのできる手段であれば、これに限ったものではな
く、例えばＦＥＴやＩＧＢＴなどであってもよい。これ
らの素子を用いると、逆並列ダイオードＤ５、Ｄ６を省
略でき、回路がさらに簡単になる。
【００１３】図９は本発明の第２の実施例である。図１
の実施例に比べると、コンデンサＣ５を省略してあるた
め、回路を構成する部品点数が少なく済むという利点が
ある。なお、昇圧チョッパー部としての働きは図１の回
路と全く同じであり、インバータ部もほぼ同じ動作によ
り点灯する。
の実施例に比べると、コンデンサＣ５を省略してあるた
め、回路を構成する部品点数が少なく済むという利点が
ある。なお、昇圧チョッパー部としての働きは図１の回
路と全く同じであり、インバータ部もほぼ同じ動作によ
り点灯する。
【００１４】図１０は本発明の第３の実施例である。図
１の実施例に比べると、コンデンサＣ４、Ｃ５がスイッ
チング素子Ｑ３、Ｑ４とこれらに逆並列接続されたダイ
オードＤ７、Ｄ８に置き替わり、インバータ部がフルブ
リッジ構成となっている。昇圧チョッパーとしての働き
は図１の回路と全く同じであり、インバータ部はフルブ
リッジ構成であるため、図１の回路に比べると、スイッ
チング素子の耐圧を減らすことができる。なお、図１の
説明と同様、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４もトランジス
タに限ったものではなく、例えば、ＦＥＴやＩＧＢＴな
どであっても良い。この場合にも、ダイオードＤ７、Ｄ
８を省略することができ、回路がさらに簡単になる。
１の実施例に比べると、コンデンサＣ４、Ｃ５がスイッ
チング素子Ｑ３、Ｑ４とこれらに逆並列接続されたダイ
オードＤ７、Ｄ８に置き替わり、インバータ部がフルブ
リッジ構成となっている。昇圧チョッパーとしての働き
は図１の回路と全く同じであり、インバータ部はフルブ
リッジ構成であるため、図１の回路に比べると、スイッ
チング素子の耐圧を減らすことができる。なお、図１の
説明と同様、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４もトランジス
タに限ったものではなく、例えば、ＦＥＴやＩＧＢＴな
どであっても良い。この場合にも、ダイオードＤ７、Ｄ
８を省略することができ、回路がさらに簡単になる。
【００１５】図１１は本発明の第４の実施例である。図
１の実施例に比べると、負荷の出力がトランスＴｒを用
いた構成となっているため、出力が絶縁されており、よ
り安全な構成となる。回路動作については図１の回路と
同様である。なお、図１１では２次側負荷の放電灯を１
本としているが、この本数に限ったものではなく、２本
以上であっても良い。また、コンデンサＣ４とＣ５のう
ち、一方は省略しても良い。
１の実施例に比べると、負荷の出力がトランスＴｒを用
いた構成となっているため、出力が絶縁されており、よ
り安全な構成となる。回路動作については図１の回路と
同様である。なお、図１１では２次側負荷の放電灯を１
本としているが、この本数に限ったものではなく、２本
以上であっても良い。また、コンデンサＣ４とＣ５のう
ち、一方は省略しても良い。
【００１６】図１２は本発明の第５の実施例である。図
１の実施例に比べると、インダクタＬ２、放電灯１、コ
ンデンサＣ６からなる直列共振回路と、インダクタＬ
５、放電灯３、コンデンサＣ７からなる直列共振回路を
並列配置した構成となっている。これにより、２本目以
降の放電灯３を点灯させる際、インダクタＬ５、コンデ
ンサＣ７とからなる直列共振回路さえ付加すれば良く、
それ以外の素子は共用できるため、回路を構成する部品
点数を減らすことができる。なお、直列共振回路は２つ
に限ったものではなく、３つ以上あっても良い。
１の実施例に比べると、インダクタＬ２、放電灯１、コ
ンデンサＣ６からなる直列共振回路と、インダクタＬ
５、放電灯３、コンデンサＣ７からなる直列共振回路を
並列配置した構成となっている。これにより、２本目以
降の放電灯３を点灯させる際、インダクタＬ５、コンデ
ンサＣ７とからなる直列共振回路さえ付加すれば良く、
それ以外の素子は共用できるため、回路を構成する部品
点数を減らすことができる。なお、直列共振回路は２つ
に限ったものではなく、３つ以上あっても良い。
【００１７】図１３は本発明の第６の実施例である。本
実施例では、インダクタＬ１に流れる電流を検出してス
イッチング素子Ｑ１、Ｑ２の駆動信号を作成するように
してある。その他の動作については、第１の実施例と同
様である。
実施例では、インダクタＬ１に流れる電流を検出してス
イッチング素子Ｑ１、Ｑ２の駆動信号を作成するように
してある。その他の動作については、第１の実施例と同
様である。
【００１８】図１４は本発明の第７の実施例である。電
源側の動作は図１の実施例と同様である。図１の実施例
に比べると、負荷である放電灯１を直流で点灯する点が
異なり、インダクタＬ２、コンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６
が省略でき、回路構成がさらに簡単になるという効果が
ある。
源側の動作は図１の実施例と同様である。図１の実施例
に比べると、負荷である放電灯１を直流で点灯する点が
異なり、インダクタＬ２、コンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６
が省略でき、回路構成がさらに簡単になるという効果が
ある。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、交流電源をコンデンサ
によって分圧し、その分圧した電源を用いて昇圧チョッ
パー動作させるため、電源を直接昇圧した場合に比べる
と、コンデンサに現れる電圧を２分の１にできるという
利点がある。また、２つの昇圧チョッパー回路のインダ
クタを交流的に用いることにより、１個で済ませている
ため、回路構成が簡単になるという効果がある。さら
に、２つのスイッチング素子のオン時間を非対称として
も回路動作が確実に行えるので、調光などの機能を付加
することができるという利点がある。
によって分圧し、その分圧した電源を用いて昇圧チョッ
パー動作させるため、電源を直接昇圧した場合に比べる
と、コンデンサに現れる電圧を２分の１にできるという
利点がある。また、２つの昇圧チョッパー回路のインダ
クタを交流的に用いることにより、１個で済ませている
ため、回路構成が簡単になるという効果がある。さら
に、２つのスイッチング素子のオン時間を非対称として
も回路動作が確実に行えるので、調光などの機能を付加
することができるという利点がある。
【図１】本発明の第１実施例の回路図である。
【図２】本発明の第１実施例の第１の動作説明のための
回路図である。
回路図である。
【図３】本発明の第１実施例の第２の動作説明のための
回路図である。
回路図である。
【図４】本発明の第１実施例の第３の動作説明のための
回路図である。
回路図である。
【図５】本発明の第１実施例の第４の動作説明のための
回路図である。
回路図である。
【図６】本発明の第１実施例の非対称動作を説明するた
めの回路図である。
めの回路図である。
【図７】第１の従来例の回路図である。
【図８】第２の従来例の回路図である。
【図９】本発明の第２実施例の回路図である。
【図１０】本発明の第３実施例の回路図である。
【図１１】本発明の第４実施例の回路図である。
【図１２】本発明の第５実施例の回路図である。
【図１３】本発明の第６実施例の回路図である。
【図１４】本発明の第７実施例の回路図である。
１ 放電灯 Ｃ１ コンデンサ Ｃ２ コンデンサ Ｌ１ インダクタ Ｖｓ 交流電源 Ｑ１ スイッチング素子 Ｑ２ スイッチング素子
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｌ 41/29 Ｃ
Claims (10)
- 【請求項１】 交流電源を分圧する第１及び第２のコ
ンデンサの直列回路と、交流電源を整流する整流器と、
この整流器の出力を平滑する第３のコンデンサと、整流
器の出力に並列に接続される第１及び第２のスイッチン
グ素子の直列回路と、第１及び第２のコンデンサの接続
点と第１及び第２のスイッチング素子の接続点の間に接
続されるインダクタと、第１及び第２のスイッチング素
子にそれぞれ逆並列接続される第１及び第２のダイオー
ドと、第１及び第２のスイッチング素子の接続点に一端
を接続されて第１及び第２のスイッチング素子が交互に
オン・オフ動作することにより交流電力を供給される負
荷回路とから構成されることを特徴とするインバータ装
置。 - 【請求項２】 第３のコンデンサと並列に第４及び第
５のコンデンサの直列回路を接続し、第１及び第２のス
イッチング素子の接続点と第４及び第５のコンデンサの
接続点の間に、第２のインダクタと第６のコンデンサの
直列共振回路を接続し、第６のコンデンサと並列に負荷
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。 - 【請求項３】 第１及び第２のスイッチング素子に与
える駆動信号の幅を非対称とする駆動回路を有すること
を特徴とする請求項２記載のインバータ装置。 - 【請求項４】 第１及び第２のスイッチング素子のい
ずれか一方と並列に、直流カット用のコンデンサを介し
て、インダクタとコンデンサの直列共振回路を接続し、
この直列共振回路を構成するコンデンサと並列に負荷を
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。 - 【請求項５】 第３のコンデンサと並列に第３及び第
４のスイッチング素子の直列回路を接続し、第３及び第
４のスイッチング素子にそれぞれ第３及び第４のダイオ
ードを逆並列接続し、第１及び第２のスイッチング素子
の接続点と第３及び第４のスイッチング素子の接続点の
間に、インダクタとコンデンサの直列共振回路を接続
し、この直列共振用のコンデンサと並列に負荷を接続し
たことを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。 - 【請求項６】 第３のコンデンサと並列に第４及び第
５のコンデンサの直列回路を接続し、第１及び第２のス
イッチング素子の接続点と第４及び第５のコンデンサの
接続点の間に、第２のインダクタを介してトランスの１
次巻線を接続し、前記トランスの２次巻線と並列に負荷
を接続し、前記トランスの１次巻線と２次巻線のうち、
少なくとも一方と並列に第６のコンデンサを接続したこ
とを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。 - 【請求項７】 第１及び第２のスイッチング素子のい
ずれか一方と並列に、第２のインダクタを介してトラン
スの１次巻線を接続し、前記トランスの２次巻線と並列
に負荷を接続し、前記トランスの１次巻線と２次巻線の
うち、少なくとも一方と並列に共振用のコンデンサを接
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。 - 【請求項８】 第３のコンデンサと並列に第３及び第
４のスイッチング素子の直列回路を接続し、第３及び第
４のスイッチング素子にそれぞれ第３及び第４のダイオ
ードを逆並列接続し、第１及び第２のスイッチング素子
の接続点と第３及び第４のスイッチング素子の接続点の
間に、第２のインダクタを介してトランスの１次巻線を
接続し、前記トランスの２次巻線と並列に負荷を接続
し、前記トランスの１次巻線と２次巻線のうち、少なく
とも一方と並列に共振用のコンデンサを接続したことを
特徴とする請求項１記載のインバータ装置。 - 【請求項９】 第３のコンデンサと並列に第４及び第
５のコンデンサの直列回路を接続し、第１及び第２のス
イッチング素子の接続点と第４及び第５のコンデンサの
接続点の間に、コンデンサと負荷の並列回路にインダク
タを直列接続して成る共振回路を複数個接続したことを
特徴とする請求項１記載のインバータ装置。 - 【請求項１０】 交流電源を分圧する第１及び第２の
コンデンサの接続点と、第１及び第２のスイッチング素
子の接続点との間に接続されたインダクタに流れる電流
を検出して、その検出値に応じて第１及び第２のスイッ
チング素子を駆動する駆動回路を有することを特徴とす
る請求項２記載のインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23191594A JP3417078B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23191594A JP3417078B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0898553A true JPH0898553A (ja) | 1996-04-12 |
| JP3417078B2 JP3417078B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=16931059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23191594A Expired - Fee Related JP3417078B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3417078B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1313203A2 (en) * | 2001-10-20 | 2003-05-21 | Postech Foundation | Half-bridge converters |
| KR20110035837A (ko) * | 2009-09-30 | 2011-04-06 | 서울반도체 주식회사 | 발광 장치를 위한 조광 장치 |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP23191594A patent/JP3417078B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1313203A2 (en) * | 2001-10-20 | 2003-05-21 | Postech Foundation | Half-bridge converters |
| EP1313203A3 (en) * | 2001-10-20 | 2004-09-22 | Postech Foundation | Half-bridge converters |
| KR20110035837A (ko) * | 2009-09-30 | 2011-04-06 | 서울반도체 주식회사 | 발광 장치를 위한 조광 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3417078B2 (ja) | 2003-06-16 |
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