JPH10162987A

JPH10162987A - インバータ装置

Info

Publication number: JPH10162987A
Application number: JP8315327A
Authority: JP
Inventors: Minoru Maehara; 稔前原; Masanori Mishima; 正徳三嶋
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1998-06-19
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JP3806995B2

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷状態によらず平滑直流電圧を簡単の制御で
略一定に保つことができるインバータ装置を提供する。【解決手段】商用交流電源Ｖｓを全波整流器ＤＢで全波
整流して得られた直流電圧を、インダクタＬ₂、チョッ
パ用スイッチング素子たるスイッチング素子Ｑ ₅、ダイ
オードＤ₅及びコンデンサＣ₁より構成される昇圧チョ
ッパ１で昇圧し、コンデンサＣ₁の平滑直流電圧をハー
フブリッジ型のインバータ２に印加する。昇圧型チョッ
パ１のスイッチング素子Ｑ₅，インダクタＬ₂の接続点
と、ハーフブリッジ型のインバータの両スイッチング素
子Ｑ₁，Ｑ₂の接続点との間に第２のインピーダンス要
素たるインダクタＬ₃を接続した。放電灯よりなる負荷
Ｌａの点灯時には、スイッチング素子Ｑ₂とスイッチン
グ素子Ｑ₅とを同期させ、負荷Ｌａの調光時にはスイッ
チング素子Ｑ₅をオフ状態で停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源を整流平
滑して得た直流電圧をインバータにより高周波電圧に変
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】従来より、この種のインバータ装置とし
て図２７に示すようなインバータ装置が知られている。
図２７のインバータ装置は、商用交流電源Ｖｓを全波整
流器ＤＢで全波整流して得られた直流電圧を、インダク
タＬ₂、チョッパ用スイッチング素子たるスイッチング
素子Ｑ₅、ダイオードＤ₅及びコンデンサＣ₁より構成
される昇圧チョッパ１で昇圧し、この昇圧した平滑直流
電圧（コンデンサＣ₁の電圧）をハーフブリッジ型のイ
ンバータ２に印加するようにしたものである。このハー
フブリッジ型のインバータ２は、スイッチング素子
Ｑ₁，Ｑ₂の直列回路をコンデンサＣ₁に並列接続し、
両スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の接続点にコンデンサＣ
₃とインダクタＬ₁よりなる直列共振回路の一端を接続
し、この直列共振回路と負荷Ｌａとの直列回路をスイッ
チング素子Ｑ₂に並列接続した構成を有する。また、負
荷ＬａにはコンデンサＣ₂が並列接続され、各スイッチ
ング素子Ｑ₁，Ｑ₂にはそれぞれダイオードＤ₁，Ｄ₂
が逆並列接続されている。ここで、スイッチング素子Ｑ
₁，Ｑ₂は図示しない制御回路によって交互にオンオフ
されるが、昇圧チョッパ１のスイッチング素子Ｑ₅のオ
ンオフ制御とは独立に制御される。

【０００３】これに対し、図２８に示すインバータ装置
は、ハーフブリッジ型のインバータ２のスイッチング素
子Ｑ₂が図２７における昇圧チョッパ１のスイッチング
素子Ｑ₅を兼用し、ハーフブリッジ型のインバータ２の
ダイオードＤ₁が図２７における昇圧チョッパ１のダイ
オードＤ₅を兼用している。このため、図２８に示すイ
ンバータ装置においては、昇圧チョッパ１とハーフブリ
ッジ型のインバータ２との制御が従属している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図２７の従
来構成においては上述のように、昇圧型チョッパ１のス
イッチング素子Ｑ₅の制御と、ハーフブリッジ型のイン
バータ２のスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の制御とが独立
に行われているが、負荷Ｌａが放電灯である場合、負荷
状態として予熱、始動、全点灯等のモードや、その他に
調光、エミレス、無負荷等の軽負荷モードがあり、負荷
Ｌａの状態によりコンデンサＣ₁の電圧Ｖ _DCが変動して
しまう。

【０００５】回路の耐圧を考慮すると、負荷Ｌａの負荷
状態に応じてスイッチング素子Ｑ₅を制御し、コンデン
サＣ₁の電圧Ｖ_DCを略一定に保つようにするのが望まし
いが、このためにはスイッチング素子Ｑ₅の制御回路
（図示せず）に、コンデンサＣ ₁の電圧Ｖ_DCを検出して
この検出された電圧Ｖ_DCに応じてスイッチング素子Ｑ₅
の駆動周波数やデューティ比等を変化させる機能を設け
る必要があり、制御性が良くないという不具合があっ
た。

【０００６】図２８の従来構成でにおいても負荷Ｌａの
状態に応じてスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の駆動周波数
やデューティ比を変化させるが、昇圧型チョッパ１とハ
ーフブリッジ型のインバータ２とでスイッチング素子を
兼用したことにより、コンデンサＣ₁の電圧Ｖ_DCを一定
に保つための制御が複雑で制御の自由度が小さくなっ
て、軽負荷時に電圧Ｖ_DCのピーク値が上昇してしまうと
いう不具合があった。このため、回路を構成する素子の
耐圧を大きくする必要があり、素子が大型化したりコス
トが高くなるという不具合があった。

【０００７】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、負荷状態によらず平滑直流電圧を簡
単の制御で略一定に保つことができるインバータ装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、交流電源に接続された整流器
と、前記整流器の出力側に接続され第１のインピーダン
ス要素、チョッパ用スイッチング素子、コンデンサを有
し前記チョッパ用スイッチング素子を制御することによ
り前記コンデンサの両端に平滑直流電圧を発生させるチ
ョッパと、前記コンデンサの両端に接続されスイッチン
グ素子を制御することにより前記平滑直流電圧を高周波
電圧に変換して負荷に供給するインバータとを備え、前
記チョッパ用スイッチング素子と前記インバータのスイ
ッチング素子との間に第２のインピーダンス要素を接続
することにより前記整流器の出力側に前記第１のインピ
ーダンス要素、前記第２のインピーダンス要素、前記イ
ンバータのスイッチング素子からなる経路を設け、前記
負荷の負荷状態に応じて前記チョッパ用スイッチング素
子と前記インバータのスイッチング素子とを関連させて
制御することを特徴とするものであり、負荷状態に関わ
らず簡単な制御で平滑直流電圧を略一定に保つことが可
能になる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、負荷状態によらず平滑直流電圧が略一定値になるよ
うにチョッパ用スイッチング素子及びインバータのスイ
ッチング素子を制御するので、負荷の定常時での平滑直
流電圧に合わせて素子耐圧を決めればよいから、素子耐
圧の比較的低い素子を使うことができ、装置全体の小型
化及び低コスト化が可能となる。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の発明において、第２のインピーダンス要素としてイン
ダクタを用いたもので、請求項１又は請求項２の発明の
実施態様である。請求項４の発明は、請求項１乃至請求
項３の発明において、チョッパを昇圧型チョッパとした
もので、請求項１乃至請求項３の発明の実施態様であ
る。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項３
の発明において、チョッパを昇降圧型チョッパとしたも
ので、請求項１乃至請求項３の発明の実施態様である。
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項３の発明におい
て、チョッパを降圧型チョッパとしたもので、請求項１
乃至請求項３の発明の実施態様である。請求項７の発明
は、請求項１乃至請求項３の発明において、チョッパを
共振型チョッパとしたもので、請求項１乃至請求項３の
発明の実施態様である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。（実施形態１）図１に本実施形態の回路構成を示す。本
実施形態の基本回路構成は図２７に示した従来構成と略
同じであって、昇圧型チョッパ１のスイッチング素子Ｑ
₅，インダクタＬ₂の接続点と、ハーフブリッジ型のイ
ンバータの両スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の接続点との
間に第２のインピーダンス要素たるインダクタＬ₃を接
続した点で相違する。ここで、インダクタＬ₂が第１の
インピーダンス要素を構成している。

【００１３】以下、負荷Ｌａとして放電灯を採用した場
合について図２に基づいて説明する。なお、図２におい
てコンデンサＣ₂は共振用コンデンサと予熱用コンデン
サとを兼ねている。本実施形態の基本動作は図２７に示
した従来構成の動作と略同じであって、昇圧型チョッパ
１のコンデンサＣ₁の平滑直流電圧Ｖ_DCを直流電源と
し、ハーフブリッジ型のインバータ２のスイッチング素
子Ｑ₁，Ｑ₂を図示しない制御回路によって交互にオン
オフして、コンデンサＣ₃、インダクタＬ₁、コンデン
サＣ₂、負荷Ｌａからなるハーフブリッジ型のインバー
タ２の負荷回路に高周波電圧を供給している。

【００１４】本実施形態では、放電灯よりなる負荷Ｌａ
の点灯時には、スイッチング素子Ｑ ₂とスイッチング素
子Ｑ₅とを同期させ、負荷Ｌａの調光時にはスイッチン
グ素子Ｑ₅をオフ状態で停止させるようにしている。ま
ず、スイッチング素子Ｑ₂とスイッチング素子Ｑ₅とを
同期させた場合の動作を説明する。スイッチング素子Ｑ
₅がオンすると、全波整流器ＤＢの出力端はインダクタ
Ｌ₂で短絡され、インダクタＬ₂に流れる電流は、交流
電源Ｖｓの瞬時値に比例する傾きで増加する。また、ス
イッチング素子Ｑ₅のオン時にはスイッチング素子Ｑ₂
もオンしているから、インダクタＬ₃の両端は短絡され
る。一方、スイッチング素子Ｑ₅がオフすると、インダ
クタＬ₂に誘導起電圧が発生し、この誘導起電圧が全波
整流器ＤＢの出力電圧に重畳されダイオードＤ₅を介し
てコンデンサＣ₁が充電される。この時（スイッチング
素子Ｑ₅のオフ時）は、スイッチング素子Ｑ₁がオンで
スイッチング素子Ｑ₂がオフであって、ダイオードＤ₅
が導通状態なので、インダクタＬ₃，インダクタＬ₂の
接続点の電位は、コンデンサＣ₁の電位に略等しく、イ
ンダクタＬ₃の他端側の電位もコンデンサＣ₁の電位に
略等しくなる。つまり、スイッチング素子Ｑ₂とスイッ
チング素子Ｑ₅とを同期させた場合は、スイッチング素
子Ｑ₅のオンオフに関わらずインダクタＬ₃には電圧が
印加されず、電流も流れない。

【００１５】次に、スイッチング素子Ｑ₅をオフ状態で
停止させた場合の動作について説明する。スイッチング
素子Ｑ₂がオンの時には、全波整流器ＤＢの出力端間が
インダクタＬ₂とインダクタＬ₃との直列回路を介して
短絡され、インダクタＬ₂，Ｌ₃に流れる電流は、交流
電源Ｖｓの瞬時値に比例する傾きで増加する。その後、
スイッチング素子Ｑ₂がオフすると、インダクタＬ₂，
Ｌ₃に誘導起電圧が発生し、この誘導起電圧が全波整流
器ＤＢの出力電圧に重畳されコンデンサＣ₁が充電され
る。つまり、昇圧型チョッパ１のインダクタンス要素と
してインダクタＬ₂，Ｌ₃の両方が働き、スイッチング
素子Ｑ₅とスイッチング素子Ｑ₂とを同期させている場
合からスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の駆動周波数やデュ
ーティ比を変化させなくても、入力電力が減るのであ
る。

【００１６】このため、本実施形態では、インダクタＬ
₂，Ｌ₃を適当に選定すれば、調光時には、スイッチン
グ素子Ｑ₁，Ｑ₂の駆動周波数を変えるだけの簡単な制
御で、点灯時のコンデンサＣ₁の電圧Ｖ_DCを一定に保ち
つつ調光が可能となるのである。すなわち、本実施形態
では、負荷状態に関わらず簡単な制御で平滑直流電圧Ｖ
_DCを略一定に保つことが可能になり、負荷の定常時での
平滑直流電圧に合わせて素子耐圧を決めることができる
から、素子耐圧の比較的低い素子を使うことができ、装
置全体の小型化及び低コスト化が可能となる。

【００１７】（実施形態２）図３に本実施形態の回路構
成を示す。本実施形態の基本回路構成及びその基本動作
は実施形態１と略同じであって、インダクタＬ₁、コン
デンサＣ₂、負荷Ｌａよりなる共振回路を並列に２組設
けた点で実施形態１と相違する。ところで、図２７に示
した従来のインバータ装置において、インダクタＬ₁、
コンデンサＣ₂、負荷Ｌａよりなる共振回路を並列に２
組設けると、１灯が消えた場合、スイッチング素子
Ｑ₁，Ｑ₂の駆動周波数やデューティ比を制御しないと
消費電力が減少するので、入力電力が過剰になりコンデ
ンサＣ₁の平滑直流電圧Ｖ_DCが上昇してしまうという不
具合がある。

【００１８】これに対し、本実施形態では、２灯点灯時
にはスイッチング素子Ｑ₅とスイッチング素子Ｑ₂とを
同期させ、１灯だけが消えた時にはスイッチング素子Ｑ
₅をオフ状態で停止させるように制御を行うものであ
る。このため、本実施形態では、１灯だけが消えても、
スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の駆動周波数やデューティ
比を変化させずにスイッチング素子Ｑ₅をオフ状態で停
止させるという簡単な制御で入力電力を減少させコンデ
ンサＣ₁の平滑直流電圧Ｖ_DCの上昇を抑えることができ
るのである。

【００１９】（実施形態３）図４に本実施形態の回路構
成を示す。本実施形態の基本回路構成及び基本動作は実
施形態１と略同じであって、負荷Ｌａ，コンデンサＣ₂
の部分をトランスＴにより他の部分から絶縁したもので
ある。ここで、図５に示すようにトランスＴをリーケー
ジトランスにして、トランスＴが図４におけるインダク
タＬ₁を兼ねるようにすれば部品点数を削減することが
できる。

【００２０】（実施形態４）図６に本実施形態の回路構
成を示す。本実施形態の基本回路構成は実施形態１と略
同じであって、インダクタＬ₃に直列にスイッチング素
子Ｑ₆を接続し、インダクタＬ₃をスイッチング素子Ｑ
₁，Ｑ₂の接続点から切り離すことができるようにした
ものである。本実施形態では、スイッチング素子Ｑ₆を
常時オンにした場合は実施形態１と同様の動作が行わ
れ、スイッチング素子Ｑ₆を常時オフにした場合は図２
７に示した従来構成と同様の動作が行われる。

【００２１】また、スイッチング素子Ｑ₆をスイッチン
グ素子Ｑ₁，Ｑ₂とタイミングを合わせつつ、間欠的に
オンオフした場合、実施形態１と図２７に示した従来構
成との中間的な動作が得られるから、入力電力を広範囲
で可変でき、負荷状態の変化に合わせて入力電力の微調
整が可能となる。その特徴となる動作について、以下の
（１）〜（４）で説明する。

【００２２】（１）スイッチング素子Ｑ₅とスイッチン
グ素子Ｑ₂とを同期させている場合、スイッチング素子
Ｑ₆のオンオフにかかわらず昇圧型チョッパ１のインダ
クタンス要素はインダクタＬ₂だけになる。（２）スイッチング素子Ｑ₅がオフでスイッチング素子
Ｑ₆がオンしている場合、昇圧型チョッパ１のインダク
タンス要素はインダクタＬ₂とインダクタＬ₃との直列
回路になる。

【００２３】（３）スイッチング素子Ｑ₅がオフでスイ
ッチング素子Ｑ₆もオフしている場合、昇圧型チョッパ
１のインダクタンス要素はインダクタＬ₂だけになる。（４）スイッチング素子Ｑ₅がオフでスイッチング素子
Ｑ₆が間欠的にオンオフしている場合、昇圧型チョッパ
１のインダクタンス要素はインダクタＬ₂と、インダク
タＬ₂，インダクタＬ₃の直列回路との中間になる。

【００２４】（実施形態５）図７に本実施形態の回路構
成を示す。本実施形態の基本回路構成は実施形態１と略
同じであって、実施形態１においてインダクタＬ₃に、
インダクタＬ₄とスイッチング素子Ｑ₆との直列回路を
並列接続したものである。ここで、インダクタＬ₄はス
イッチング素子Ｑ₆によりインダクタＬ₃から切り離す
ことができるようにしてある。以下、特徴となる動作を
（１）〜（３）に説明する。

【００２５】（１）スイッチング素子Ｑ₅とスイッチン
グ素子Ｑ₂とを同期させている場合、スイッチング素子
Ｑ₆のオンオフにかかわらず昇圧型チョッパ１のインダ
クタンス要素はインダクタＬ₂だけになる。（２）スイッチング素子Ｑ₅がオフでスイッチング素子
Ｑ₆もオフしている場合、昇圧型チョッパ１のインダク
タンス要素はインダクタＬ₂とインダクタＬ₃との直列
回路になる。

【００２６】（３）スイッチング素子Ｑ₅がオフでスイ
ッチング素子Ｑ₆がオンしている場合、昇圧型チョッパ
１のインダクタンス要素は、インダクタＬ₃，インダク
タＬ ₄の並列回路と、インダクタＬ₂との直列回路にな
る。すなわち、本実施形態では、スイッチング素子
Ｑ₅，Ｑ₆のオンオフ制御だけで３通りのチョッパ動作
が可能となるのである。ここで、上述の（１）〜（３）
について負荷回路への入力電力の大小を比較すると、
（１）＞（３）＞（２）となる。したがって、負荷Ｌａ
として放電灯を採用した場合、例えば、予熱時には
（２）のように各スイッチング素子Ｑ₅，Ｑ₆を制御
し、調光時には（３）のように各スイッチング素子
Ｑ₅，Ｑ₆を制御し、また全点灯時には（１）のように
各スイッチング素子Ｑ₅，Ｑ₆を制御すればよい。

【００２７】したがって、本実施形態では、予熱時にス
イッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の駆動周波数を高くしても、
昇圧型チョッパ１のインダクタンス要素のインダクタン
スが大きいので、入力電力が小さく、コンデンサＣ₁の
平滑直流電圧Ｖ_DCは適正な値に保たれる。また、全点灯
時にはスイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の駆動周波数を低く
し、ハーフブリッジ型のインバータ２の出力を大きくし
て、ランプ出力を増加させるが、昇圧型チョッパ１のイ
ンダクタンス要素のインダクタンスが小さくなってお
り、入力電力が増えるので、平滑直流電圧Ｖ_DCは適正な
値に保たれる。また、調光時には全点灯時よりもスイッ
チング素子Ｑ₁，Ｑ₂の駆動周波数を高くし、ハーフブ
リッジ型のインバータ２の出力を絞って負荷Ｌａを調光
状態にするが、昇圧型チョッパ１のインダクタンス要素
のインダクタンスは全点灯時よりも大きく且つ予熱時よ
りも小さくなっており、平滑直流電圧Ｖ_DCは適正な値に
保たれる。

【００２８】したがって、本実施形態では、インダクタ
Ｌ₂，Ｌ₃のインダクタンスを適切に選ぶことにより、
デューティ比をほとんど変えなくても上述の（１）〜
（３）のような簡単な制御の選択で平滑直流電圧Ｖ_DCを
一定に保つことができる。（実施形態６）図８に本実施形態の回路構成を示す。本
実施形態の基本回路構成及び基本動作は実施形態１と略
同じあり、実施形態１におけるインダクタＬ₃を可飽和
型のインダクタに代えたものである。したがって、本実
施形態では、スイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₅のオンオフ関
係で昇圧型チョッパ１の動作を変化させる他に、可飽和
型のインダクタＬ₃のインダクタンスを変化させること
によって、入力電力を自由に可変することができるよう
になる。

【００２９】（実施形態７）図９に本実施形態の回路構
成を示す。本実施形態は、実施形態１におけるスイッチ
ング素子Ｑ₁，Ｑ₂をＭＯＳＦＥＴにより構成するとと
もにダイオードＤ₁，Ｄ₂をＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオ
ード（図示せず）で兼ねるようにし、スイッチング素子
Ｑ₅の代わりにＭＯＳＦＥＴよりなるスイッチング素子
Ｑ₈を用い、ダイオードＤ₅の代わりにＭＯＳＦＥＴよ
りなるスイッチング素子Ｑ₇を用いたものである。

【００３０】本実施形態における各スイッチング素子の
制御例について、以下の（１）〜（３）に説明する。（１）スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を交互にオンオフ
し、スイッチング素子Ｑ ₇，Ｑ₈を停止した場合、昇圧
型チョッパ１のインダクタンス要素はインダクタＬ₂，
Ｌ₃の直列回路となり、ハーフブリッジ型のインバータ
２の共振用のインダクタンス要素はインダクタＬ₁とな
る。ここで、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂がハーフブリ
ッジ型のインバータ２のスイッチング素子として動作
し、スイッチング素子Ｑ₂は昇圧型チョッパ１のスイッ
チング素子としても動作する。

【００３１】（２）スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を停止
させ、スイッチング素子Ｑ₇，Ｑ₈を交互にオンオフし
た場合、昇圧型チョッパ１のインダクタンス要素はイン
ダクタＬ₂となり、ハーフブリッジ型のインバータ２の
共振用のインダクタはインダクタＬ₁，Ｌ₃の直列回路
となる。ここで、スイッチング素子Ｑ₇，Ｑ₈がハーフ
ブリッジ型のインバータ２のスイッチング素子として動
作し、スイッチング素子Ｑ₈は昇圧型チョッパ１のスイ
ッチング素子としても動作する。

【００３２】（３）スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₇を同期
させ且つスイッチング素子Ｑ₂，Ｑ ₈を同期させて、ス
イッチング素子Ｑ₁，Ｑ₇がオンでスイッチング素子Ｑ
₂，Ｑ₈がオフの状態と、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₇
がオフでスイッチング素子Ｑ ₂，Ｑ₈がオンの状態とを
交互に繰り返した場合、昇圧型チョッパ１のインダクタ
ンス要素はインダクタＬ₂となり、ハーフブリッジ型の
インバータ２の共振用のインダクタンス要素はインダク
タＬ₁となる。ここで、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂が
ハーフブリッジ型のインバータ２のスイッチング素子と
して動作し、スイッチング素子Ｑ₈が昇圧型チョッパ１
のスイッチング素子として動作する。なお、スイッチン
グ素子Ｑ₇は動作安定化のため、スイッチング素子Ｑ₈
と反転動作させることが望ましい。

【００３３】（実施形態８）図１０に本実施形態の回路
構成を示す。本実施形態の基本回路構成及び基本動作は
実施形態７と略同じであって、実施形態７の回路に一対
のスイッチング素子の直列回路を複数付加し、各直列回
路におけるスッチング素子同士の接続点を互いにインダ
クタを介して接続しあったものである。

【００３４】本実施形態では、負荷状態に応じて以下の
（１）や（２）に示すようなスイッチング素子の制御を
行う。（１）一対のスイッチング素子Ｑ_i1，Ｑ_i2（１≦ｉ≦
ｎ）のみ動作させ、他のスイッチング素子を全て停止さ
せた場合、昇圧型チョッパ１のインダクタンス要素のイ
ンダクタンスは、Ｌ_i+1＋Ｌ_i+2＋・・・＋Ｌ_n+1とな
り、ハーフブリッジ型のインバータ２の共振用のインダ
クタンス要素のインダクタンスは、Ｌ₁＋Ｌ₂＋・・・
＋Ｌ_iとなり、全てのインダクタが、昇圧型チョッパ１
あるいはハーフブリッジ型のインバータ２のいずれかの
動作に寄与する。

【００３５】（２）一対のスイッチング素子Ｑ_i1，Ｑ_j1
を同期させ且つ他の一対のスイッチング素子Ｑ_i2，Ｑ_j2
を同期させ（ｊ＞ｉ）、その他のスイッチング素子を全
て停止させた場合、昇圧型チョッパ１のインダクタンス
はＬ_j+1＋・・・＋Ｌ_n+1となり、ハーフブリッジ型の
インバータ２の共振用のインダクタンスはＬ₁＋・・・
＋Ｌ_iとなり、インダクタＬ_i+1〜Ｌ_jは回路動作に寄
与しない。

【００３６】したがって、本実施形態では、（１）、
（２）の選択、及び動作させるスイッチング素子を適宜
選択することにより、様々な入力電力、出力電力を制御
することができる。（実施形態９）図１１に本実施形態の回路構成を示す。
本実施形態の基本回路構成は図９に示した実施形態７と
略同じであり、全波整流器ＤＢの高電位側の出力端とコ
ンデンサＣ₁の高電位側との間にダイオードＤ₅を接続
し、インダクタＬ₃に直列にコンデンサＣ₄を接続した
点で相違する。以下、その特徴となる動作について
（１）〜（３）に説明する。

【００３７】（１）スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を交互
にオンオフし、スイッチング素子Ｑ ₇，Ｑ₈を停止した
場合、チョッパ１はインダクタＬ₂，Ｌ₃とコンデンサ
Ｃ₄とを有する直列共振型チョッパになり、ハーフブリ
ッジ型のインバータ２の共振回路はインダクタＬ₁とコ
ンデンサＣ₂により構成される。（２）スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を停止し、スイッチ
ング素子Ｑ₇，Ｑ₈を交互にオンオフした場合、チョッ
パ１はインダクタンス要素としてインダクタＬ ₂をだけ
を有し、ハーフブリッジ型のインバータ２の共振回路は
インダクタＬ₁、インダクタＬ₂の直列回路と、コンデ
ンサＣ₂，コンデンサＣ₄の直列回路とが接続された回
路により構成される。つまり、本実施形態では、ハーフ
ブリッジ型のインバータ２の共振回路の回路構成が大き
く変わり、インダクタンス要素のインダクタンスが大き
くなり且つコンデンサ容量が小さくなるので、全体とし
てのインピーダンスが大きくなり、出力電力が減る。

【００３８】（３）スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₇を同期
させ且つスイッチング素子Ｑ₂，Ｑ ₈を同期させ、スイ
ッチング素子Ｑ₁，Ｑ₇がオンでスイッチング素子
Ｑ₂，Ｑ ₈がオフの状態と、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ
₇がオフでスイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₈がオンの状態と
を交互に繰り返した場合、チョッパ１はインダクタンス
要素としてインダクタＬ₂をだけを有し、ハーフブリッ
ジ型のインバータ２の共振回路はインダクタＬ₁とコン
デンサＣ₂とにより構成され、インダクタＬ₃及びコン
デンサＣ₄には電流は流れない。

【００３９】したがって、本実施形態においても、負荷
Ｌａの状態に応じて上記（１）〜（３）のような制御を
適宜行うことにより、コンデンサＣ₁の平滑直流電圧Ｖ
_DCが必要以上に大きくなるのを簡単な制御で防止するこ
とができるのである。（実施形態１０）図１２に本実施形態の回路構成を示
す。本実施形態は、実施形態１のハーフブリッジ型のイ
ンバータの替わりにフルブリッジ型のインバータ２を設
けたものであって、このフルブリッジ型のインバータ２
は、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₄を同期させ且つスイッ
チング素子Ｑ₂，Ｑ₃を同期させている。

【００４０】以下、特徴となる動作について（１）〜
（３）に説明する。（１）スイッチング素子Ｑ₅をスイッチング素子Ｑ₄と
同期させた場合、昇圧型チョッパ１のインダクタンス要
素はインダクタＬ₂だけとなり、フルブリッジ型のイン
バータ２の共振回路のインダクタンス要素はインダクタ
Ｌ₁だけとなる。

【００４１】（２）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフに
した場合、昇圧型チョッパ１のインダクタンス要素はイ
ンダクタＬ₂とインダクタＬ₃との直列回路で構成さ
れ、フルブリッジ型のインバータ２の共振回路のインダ
クタンス要素はインダクタＬ₁だけとなる。而して、本
実施形態においても実施形態１と同様に、簡単な制御で
負荷状態によらずコンデンサＣ₁の平滑直流電圧Ｖ_DCを
略一定に保つことができるのである。

【００４２】（実施形態１１）図１３に本実施形態の回
路構成を示す。本実施形態の基本回路構成及び基本動作
は実施形態１０と略同じであり、スイッチング素子
Ｑ₅，インダクタＬ₃の接続点と、スイッチング素子Ｑ
₁，Ｑ₂の接続点との間にインダクタＬ₄を接続した点
で相違する。以下、特徴となる動作について（１）〜
（３）に説明する。

【００４３】（１）スイッチング素子Ｑ₅とスイッチン
グ素子Ｑ₂とを同期させた場合、昇圧型チョッパ１のイ
ンダクタンス要素はインダクタＬ₂だけで構成される。
インダクタＬ₃には、コンデンサＣ₁からスイッチング
素子Ｑ₃，Ｑ₅を介して電流が流れるが、この電流は無
効電流でありチョッパ動作には寄与しない。また、イン
ダクタＬ₄には電流は流れない。フルブリッジ型のイン
バータ２の共振回路のインダクタンス要素はインダクタ
Ｌ₁だけとなる。

【００４４】（２）スイッチング素子Ｑ₄とスイッチン
グ素子Ｑ₅とを同期させた場合、昇圧型チョッパ１のイ
ンダクタンス要素はインダクタＬ₂だけで構成される。
インダクタＬ₄には、コンデンサＣ₁からスイッチング
素子Ｑ₁，Ｑ₅を介して電流が流れるが、この電流は無
効電流でありチョッパ動作には寄与しない。また、イン
ダクタＬ₃には電流は流れない。フルブリッジ型のイン
バータ２の共振回路のインダクタンス要素はインダクタ
Ｌ₁だけとなる。

【００４５】（３）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフに
した場合、昇圧型チョッパ１ではインダクタＬ₃とイン
ダクタＬ₄とが交互にインダクタンス要素として動作
し、インダクタＬ₃とインダクタＬ₄とが並列接続され
ているのと同様の動作が行われる。ここで、インダクタ
Ｌ₂はフィルタの役割をもつようになる。フルブリッジ
型のインバータ２の共振回路のインダクタンス要素とし
てはインダクタＬ₁だけとなる。

【００４６】上記（１）と（２）の場合は、回路全体の
動作的には同じであり、昇圧型チョッパ１とフルブリッ
ジ型のインバータ２が独立して制御されている場合と同
様である。これに対し、上記（３）の場合は、インダク
タＬ₂，Ｌ₃，Ｌ₄のインダクタンス値の関係で入力電
力が変わる。このため、例えば各インダクタＬ₂，
Ｌ₃，Ｌ₄のインダクタンス値を同一にすることによ
り、調光時に（１）のような制御を行い、全点灯時に
（３）のような制御を行うようにし、調光時にはスイッ
チング素子Ｑ₁〜Ｑ₄の駆動周波数を高くしてフルブリ
ッジ型のインバータの出力を絞るようにすればよい。

【００４７】（実施形態１２）図１４に本実施形態の回
路構成を示す。本実施形態の基本回路構成は実施形態１
１と略同じであり、インダクタＬ₃に直列にダイオード
Ｄ₆を接続するとともに、インダクタＬ₄にダイオード
Ｄ₇を直列に接続し、さらに、インバータ２の共振回路
に直列に直流カット用のコンデンサＣ₃を接続した点で
相違する。なお、コンデンサＣ₃はインバータ２の共振
に殆ど影響を与えないような容量のものを採用してい
る。

【００４８】以下、特徴となる動作を（１）〜（６）に
説明する。（１）スイッチング素子Ｑ₅とスイッチング素子Ｑ₂と
を同期させた場合、昇圧型チョッパ１のインダクタンス
要素はインダクタＬ₂だけで構成される。インダクタＬ
₃には、コンデンサＣ₁からスイッチング素子Ｑ₃，Ｑ
₅を介して電流が流れるが、この電流は無効電流であり
チョッパ動作には寄与しない。また、インダクタＬ₄に
は電流は流れない。フルブリッジ型のインバータ２の共
振回路のインダクタンス要素はインダクタＬ₁だけとな
る。

【００４９】（２）スイッチング素子Ｑ₄とスイッチン
グ素子Ｑ₅とを同期させた場合、昇圧型チョッパ１のイ
ンダクタンス要素はインダクタＬ₂だけで構成される。
インダクタＬ₄には、コンデンサＣ₁からスイッチング
素子Ｑ₁，Ｑ₅を介して電流が流れるが、この電流は無
効電流でありチョッパ動作には寄与しない。また、イン
ダクタＬ₃には電流は流れない。フルブリッジ型のイン
バータ２の共振回路のインダクタンス要素はインダクタ
Ｌ₁だけとなる。

【００５０】（３）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフに
した場合、昇圧型チョッパ１ではインダクタＬ₃とイン
ダクタＬ₄とが交互にインダクタンス要素として動作
し、インダクタＬ₃とインダクタＬ₄とが並列接続され
ているのと同様の動作が行われる。ここで、インダクタ
Ｌ₂はフィルタの役割をもつようになる。フルブリッジ
型のインバータ２の共振回路のインダクタンス要素とし
てはインダクタＬ₁だけとなる。

【００５１】（４）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフ、
スイッチング素子Ｑ₃を常時オン、スイッチング素子Ｑ
₄を常時オフとした場合、昇圧型チョッパ１のインダク
タンス要素はインダクタＬ₂とインダクタＬ₄との直列
回路で構成され、インバータ２はハーフブリッジ型のイ
ンバータとして動作する。（５）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフ、スイッチング
素子Ｑ₁を常時オン、スイッチング素子Ｑ₂を常時オフ
とした場合は、昇圧型チョッパ１のインダクタンス要素
はインダクタＬ₂とインダクタＬ₃との直列回路で構成
され、インバータ２はハーフブリッジ型のインバータと
して動作する。

【００５２】（６）スイッチング素子Ｑ₃を常時オン、
スイッチング素子Ｑ₄を常時オフとした場合、インバー
タ２の共振回路に直流カット用のコンデンサＣ₃が直列
接続され、スイッチング素子Ｑ₃を介してスイッチング
素子Ｑ₁の両端にこのコンデンサＣ₃接続され、インバ
ータ２はハーフブリッジ型のインバータとして動作す
る。このため、スイッチング素子の駆動周波数を変える
ことなしに、フルブリッジ型のインバータの動作からハ
ーフブリッジ型のインバータの動作へ動作を変えること
ができる。なお、この場合、スイッチング素子Ｑ₄，Ｑ
₅がオフし、ダイオードＤ₆があることによりインダク
タＬ₃へ電流は流れない。

【００５３】而して、本実施形態では、昇圧型チョッパ
１の入力電流を減らすことができるだけでなく、（４）
や（５）のようなスイッチング素子の制御を行うことに
よりインバータ２をハーフブリッジ型のインバータとし
て動作させることができるので、インバータ２の出力電
力も減らすことができる。したがって、例えば全点灯時
に（１）のような制御を行うようにし、調光時に（４）
のような制御を行うようにすれば、調光時の方が入力電
流も出力電流も減るので、インダクタＬ₂，インダクタ
Ｌ₄のインダクダンスを適宜選定することにより、スイ
ッチング素子の駆動周波数を変化させることなしに調光
制御を行うことが可能になり、制御回路の構成が簡単に
なる。なお、全点灯、調光制御の組み合わせは上記の組
み合わせに限定するものではなく、他の組み合わせでも
よい。

【００５４】（実施形態１３）図１５に本実施形態の回
路構成を示す。本実施形態は、インバータ２として実施
形態１のハーフブリッジ型のインバータの替わりに一石
式のインバータを設けたものである。一石式インバータ
の基本回路構成及び基本動作は周知なので説明を省略
し、以下、本実施形態の特徴となる動作について（１）
及び（２）に説明する。

【００５５】（１）スイッチング素子Ｑ₁とスイッチン
グ素子Ｑ₅を同期させた場合、昇圧型チョッパ１のイン
ダクタンス要素はインダクタＬ₂だけとなる。（２）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフにした場合、昇
圧型チョッパ１のインダクタンス要素はインダクタＬ₂
とインダクタＬ₃との直列回路により構成される。

【００５６】したがって、本実施形態においても、負荷
Ｌａの状態に応じて（１）や（２）の制御を使い分ける
ことにより簡単に、コンデンサＣ₁の平滑直流電圧Ｖ_DC
の上昇を抑制することができる。（実施形態１４）図１５に本実施形態の回路構成を示
す。本実施形態は、インバータ２として実施形態１のハ
ーフブリッジ型のインバータの替わりに、プッシュプル
型のインバータを設けたものである。プッシュプル型の
インバータの基本回路構成及び基本動作は周知なので説
明を省略し、以下、本実施形態の特徴となる動作につい
て（１）及び（２）に説明する。

【００５７】（１）スイッチング素子Ｑ₁とスイッチン
グ素子Ｑ₅を同期させた場合、昇圧型チョッパ１のイン
ダクタンス要素はインダクタＬ₂だけとなる。（２）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフにした場合、昇
圧型チョッパ１のインダクタンス要素はインダクタＬ₂
とインダクタＬ₃との直列回路により構成される。

【００５８】したがって、本実施形態においても、負荷
Ｌａの状態に応じて（１）や（２）の制御を使い分ける
ことにより簡単に、コンデンサＣ₁の平滑直流電圧Ｖ_DC
の上昇を抑制することができる。（実施形態１５）図１７は本実施形態の回路構成を示し
ており、チョッパ１として昇降圧型チョッパを用いたも
のである。

【００５９】本実施形態の特徴となる動作を以下（１）
〜（３）に説明する。（１）スイッチング素子Ｑ₂とスイッチング素子Ｑ₅を
同期させた場合、チョッパ１はインダクタンス要素とし
てインダクタＬ₂を有する昇降圧型チョッパとなる。イ
ンバータ２の動作としては、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ
₂がハーフブリッジ型のインバータのスイッチング素子
として交互にオンオフされ、インダクタＬ₁，コンデン
サＣ₂，負荷Ｌａからなる負荷回路に高周波電圧を印加
する。チョッパ動作としては、スイッチング素子Ｑ₅の
オン時、全波整流器ＤＢの出力端間がインダクタＬ₂で
短絡される。このため、インダクタＬ₂には交流電源Ｖ
ｓの瞬時値に比例する傾きで電流が増加する。そして、
スイッチング素子Ｑ₅がオフすると、インダクタＬ₂に
誘導起電圧が発生し、ダイオードＤ₅，Ｄ₆を介してコ
ンデンサＣ₁を充電する。つまり、チョッパ１のインダ
クタンス要素としては上述のようにインダクタＬ₂だけ
が働く。

【００６０】（２）スイッチング素子Ｑ₂とスイッチン
グ素子Ｑ₅を反転動作させた場合、チョッパ１はインダ
クタンス要素としてインダクタＬ₂を有する昇降圧型チ
ョッパとなる。なお、スイッチング素子Ｑ₅のオン時に
スイッチング素子Ｑ₁がオンすると、コンデンサＣ₁か
らスイッチング素子Ｑ₁、インダクタＬ₃、スイッチン
グ素子Ｑ₅、ダイオードＤ₃の経路で、インダクタＬ₃
へ電流が流れる。そして、スイッチング素子Ｑ₅のオフ
時には、インダクタＬ₃に誘導起電圧が発生し、ダイオ
ードＤ₅、ダイオードＤ₂を介してコンデンサＣ₁へ回
生電流を流す。

【００６１】（３）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフに
した場合、チョッパ１はインダクタＬ₂とインダクタＬ
₃との直列回路により昇降圧型チョッパを構成する。し
たがって、本実施形態でも、スイッチング素子Ｑ₅の制
御によって、入力電力を変えることができ、調光制御も
容易になる。（実施形態１６）本実施形態は図１８に示すような回路
構成であって、実施形態１５のハーフブリッジ型のイン
バータの替わりにフルブリッジ型のインバータを設けた
ものであり、特徴となる動作は実施形態１５と略同じで
実施形態１５と同様の効果が得られる。

【００６２】（実施形態１７）本実施形態は図１９に示
すような回路構成であって、実施形態１６の回路におい
て、スイッチング素子Ｑ₅，インダクタＬ₃の接続点
と、スイッチング素子Ｑ ₃，Ｑ₄の接続点との間にイン
ダクタＬ₄を接続したものである。本実施形態の特徴と
なる動作について以下（１）〜（３）に説明する。

【００６３】（１）スイッチング素子Ｑ₅とスイッチン
グ素子Ｑ₂とを同期させた場合、チョッパ１はインダク
タンス要素としてインダクタＬ₂を有する昇降圧型チョ
ッパとなる。（２）スイッチング素子Ｑ₅とスイッチング素子Ｑ₄と
を同期させた場合、チョッパ１はインダクタンス要素と
してインダクタＬ₂を有する昇降圧型チョッパとなる。

【００６４】（３）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフに
した場合、チョッパ１はインダクタＬ₃とインダクタＬ
₄とが交互に昇降圧型チョッパのインダクタンス要素と
して動作しインダクタＬ₃とインダクタＬ₄とが並列に
接続されているのと同じような動作をする。なお、イン
ダクタＬ₂はフィルタの役目をする。（１）と（２）は
動作的には同じであり、どちらもチョッパ１とインバー
タ２とが独立して制御される場合と同様である。これに
対し、（３）は各インダクタＬ₂，Ｌ₃，Ｌ₄のインダ
クタンス値の関係で入力電力が変わる。例えば各インダ
クタＬ₂，Ｌ₃，Ｌ₄が全て同じインダクタンス値であ
れば、調光時に（１）の制御を行い、全点灯時に（３）
の制御を行い、調光時にはインバータ２のスイッチング
素子Ｑ₁〜Ｑ₄の駆動周波数を高くし、インバータ２の
出力を絞るようにする。

【００６５】（実施形態１８）図２０に本実施形態の回
路構成を示す。本実施形態の基本回路構成は実施形態１
７と略同じであって、インダクタＬ₃と、スイッチング
素子Ｑ₁，Ｑ₂の接続点との間にダイオードＤ₁₂を接続
するとともに、インダクタＬ₄と、スイチング素子
Ｑ₃，Ｑ₄の接続点との間にダイオードＤ₁₃を接続した
点で実施形態１７と相違する。

【００６６】本実施形態の特徴となる動作について以下
の（１）〜（７）に説明する。（１）スイッチング素子Ｑ₅とスイッチング素子Ｑ₂と
を同期させた場合、チョッパ１はインダクタンス要素と
してインダクタＬ₂を有する昇降圧型チョッパとなり、
インバータ２はフルブリッジ型のインバータとなる。（２）スイッチング素子Ｑ₅とスイッチング素子Ｑ₄と
を同期させた場合、チョッパ１はインダクタンス要素と
してインダクタＬ₂を有する昇降圧型チョッパとなり、
インバータ２はフルブリッジ型のインバータとなる。

【００６７】（３）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフに
した場合、チョッパ１はインダクタＬ₃とインダクタＬ
₄とが交互に昇降圧型チョッパのインダクタンス要素と
して動作しインダクタＬ₃とインダクタＬ₄とが並列に
接続されているのと同じような動作をする。なお、イン
ダクタＬ₂はフィルタの役目をする。インバータ２はフ
ルブリッジ型のインバータとなる。

【００６８】（４）スイッチング素子Ｑ₁を常時オン、
スイッチング素子Ｑ₂を常時オフ、スイッチング素子Ｑ
₄，Ｑ₅を同期させた場合、チョッパ１はインダクタＬ
₂による昇降圧型チョッパとなり、インバータ２はハー
フブリッジ型のインバータになる。（５）スイッチング素子Ｑ₁を常時オン、スイッチング
素子Ｑ₂を常時オフ、スイッチング素子Ｑ₅を常時オフ
とした場合、チョッパ１はインダクタＬ₂とインダクタ
Ｌ₄が直列接続された昇降圧型チョッパとなり、インバ
ータ２はハーフブリッジ型のインバータとなる。

【００６９】（６）スイッチング素子Ｑ₃を常時オン、
スイッチング素子Ｑ₄を常時オフ、スイッチング素子Ｑ
₂，Ｑ₅を同期させた場合、チョッパ１はインダクタＬ
₂による昇降圧型チョッパとなり、インバータ２はハー
フブリッジ型のインバータになる。（７）スイッチング素子Ｑ₃を常時オン、スイッチング
素子Ｑ₄を常時オフ、スイッチング素子Ｑ₅を常時オフ
した場合、チョッパ１はインダクタＬ₂とインダクタＬ
₃が直列接続された昇降圧型チョッパとなり、インバー
タ２はハーフブリッジ型のインバータとなる。

【００７０】したがって、本実施形態では、負荷Ｌａの
状態に応じて（１）〜（７）の制御を適宜選択すること
によりコンデンサＣ₁の平滑直流電圧Ｖ_DCが必要以上に
上昇するのを防止することができる。（実施形態１９）本実施形態は図２１に示すようにイン
バータ２を一石式のインバータで構成したものであっ
て、（１）スイッチング素子Ｑ₁とスイッチング素子Ｑ
₅とを同期させた場合、チョッパ１はインダクタンス要
素としてインダクタＬ₂を有する昇降圧型チョッパとな
り、（２）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフさせた場
合、チョッパ１はインダクタンス要素としてインダクタ
Ｌ₂とインダクタＬ₃との直列回路を有する昇降圧型チ
ョッパとなる。

【００７１】而して、本実施形態では、（１）の制御と
（２）の制御とを切り替えるだけの簡単な制御で入力電
力を変化させることができる。（実施形態２０）本実施形態は図２２に示すようにチョ
ッパ１を降圧型チョッパで構成したものである。本実施
形態では、（１）スイッチング素子Ｑ₂とスイッチング
素子Ｑ₅とを同期させた場合、チョッパ１はインダクタ
Ｌ₂による降圧型チョッパとなり、（２）スイッチング
素子Ｑ₅を常時オフした場合、チョッパ１はインダクタ
Ｌ ₂とインダクタＬ₃が直列接続された降圧型チョッパ
となる。本実施形態においても、スイッチング素子Ｑ₅
の制御によって入力電力を変えることができ、調光制御
が容易になる。

【００７２】以下、スイッチング素子Ｑ₂とスイッチン
グ素子Ｑ₅とを同期させた場合の動作について簡単に説
明する。インバータ２は、コンデンサＣ₁の平滑直流電
圧Ｖ_DCを電源として、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂をハ
ーフブリッジ型のインバータのスイッチング素子として
交互にオンオフし、インダクタＬ₁、コンデンサＣ₂，
負荷Ｌａからなる負荷回路に高周波電圧を供給する。こ
こで、インダクタＬ₂に流れる電流は、Ｖｓ−Ｖ _DCの瞬
時値に比例する傾きで増加する。そして、スイッチング
素子Ｑ₅がオンすると、インダクタＬ₂に誘導起電圧が
発生し、ダイオードＤ₆を介してコンデンサＣ₁を充電
する。チョッパ１は、インダクタＬ₂のみがチョッパ動
作に関係する。

【００７３】なお、このような動作が得られるのは、ス
イッチング素子Ｑ₂とスイッチング素子Ｑ₅とが同期し
ている場合、スイッチング素子Ｑ₅のオン時はスイッチ
ング素子Ｑ₂もオンしており、インダクタＬ₃とダイオ
ードＤ₇の直列回路の両端が短絡された状態になるから
である。一方、スイッチング素子Ｑ₅のオフ時はインダ
クタＬ₂の誘導起電圧でダイオードＤ₆を介してコンデ
ンサＣ₁を充電するので、インダクタＬ₂，インダクタ
Ｌ₃の接続点の電位がコンデンサＣ₁の電位に略等しく
なる。このときスイッチング素子Ｑ₁がオンすると、ダ
イオードＤ₇のカソード側の電位もコンデンサＣ₁の電
位に略等しくなるので、スイッチング素子Ｑ₅のオンオ
フに関わらず、インダクタＬ₃とダイオードＤ₇の直列
回路の両端には電圧がかからず電流は流れない。

【００７４】（実施形態２１）本実施形態は図２３に示
すようにチョッパ１を降圧型チョッパにより構成したも
のである。本実施形態においても、実施形態２０と同様
に、（１）スイッチング素子Ｑ₂とスイッチング素子Ｑ
₅とを同期させた場合、チョッパ１はインダクタンス要
素としてインダクタＬ₂を有する降圧型チョッパとな
り、（２）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフした場合、
チョッパはインダクタＬ₂とインダクタＬ ₃が直列接続
された降圧型チョッパとなる。

【００７５】而して、本実施形態においても、（１）の
制御と（２）の制御とを切り替えるだけの簡単な制御で
入力電力を変化させることができる。（実施形態２２）本実施形態は図２４に示すようにイン
バータ２をフルブリッジ型のインバータにより構成した
ものであり、スイッチング素子Ｑ₅，インダクタＬ₂の
接続点と、スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂の接続点との間
にインダクタＬ₃，ダイオードＤ ₇の直列回路を接続す
るとともに、スイッチング素子Ｑ₅，インダクタＬ₂の
接続点と、スイッチング素子Ｑ₃，Ｑ₄の接続点との間
にインダクタＬ₄，ダイオードＤ₈の直列回路を接続し
た点に特徴がある。

【００７６】本実施形態では、以下に説明する（１）〜
（７）のような制御が可能である。（１）スイッチング素子Ｑ₂とスイッチング素子Ｑ₅と
を同期させた場合、チョッパ１はインダクタンス要素と
してインダクタＬ₂を有する降圧型チョッパとなり、イ
ンバータ２はフルブリッジ型のインバータとして動作す
る。（２）スイッチング素子Ｑ₄とスイッチング素子Ｑ₅と
を同期させた場合、チョッパ１はインダクタンス要素と
してインダクタＬ₂を有する降圧型チョッパとなり、イ
ンバータ２はフルブリッジ型のインバータとして動作す
る。

【００７７】（３）スイッチング素子Ｑ₅を常時オフし
た場合、チョッパ１はインダクタＬ ₃とインダクタＬ₄
が交互にインダクタンス要素として動作しインダクタＬ
₃とインダクタＬ₄が並列接続されているのと同様に動
作し（なお、インダクタＬ₂はフィルタの役目をす
る）、インバータ２はフルブリッジ型のインバータとし
て動作する。

【００７８】（４）スイッチング素子Ｑ₁を常時オン、
スイッチング素子Ｑ₂を常時オフ、スイッチング素子Ｑ
₄とスイッチング素子Ｑ₅とを同期させた場合、チョッ
パ１はインダクタンス要素としてインダクタＬ₂を有す
る降圧型チョッパとなり、インバータ２はハーフブリッ
ジ型のインバータとして動作する。（５）スイッチング素子Ｑ₁を常時オン、スイッチング
素子Ｑ₂を常時オフ、スイッチング素子Ｑ₅を常時オフ
した場合、チョッパ１はインダクタＬ₂とインダクタＬ
₄とが直列接続された降圧型チョッパとなり、インバー
タ２はハーフブリッジ型のインバータとして動作する。

【００７９】（６）スイッチング素子Ｑ₃を常時オン、
スイッチング素子Ｑ₄を常時オフ、スイッチング素子Ｑ
₂とスイッチング素子Ｑ₅とを同期させた場合、チョッ
パ１はインダクタンス要素としてインダクタＬ₂を有す
る降圧型チョッパとなり、インバータ２はハーフブリッ
ジ型のインバータとして動作する。（７）スイッチング素子Ｑ₃を常時オン、スイッチング
素子Ｑ₄を常時オフ、スイッチング素子Ｑ₅を常時オフ
した場合、チョッパ１はインダクタＬ₂とインダクタＬ
₃とが直列接続された降圧型チョッパとなり、インバー
タ２はハーフブリッジ型のインバータとして動作する。

【００８０】したがって、本実施形態においても、各イ
ンダクタのインダクタンスを適宜設定し、負荷Ｌａの状
態に応じて（１）〜（７）の制御のいずれかを行うこと
により入力電力や出力電力を調整できるので、コンデン
サＣ₁の平滑直流電圧Ｖ_DCが必要以上に上昇するのを防
止することができる。（実施形態２３）本実施形態は図２５に示すようにイン
バータ２を共振型チョッパにより構成したものであり、
以下の述べる（１）〜（３）のような動作が可能とな
る。

【００８１】（１）スイッチング素子Ｑ₁とスイッチン
グ素子Ｑ₅とを同期させ、スイッチング素子Ｑ₂とスイ
ッチング素子Ｑ₆とを同期させた場合、チョッパ１はイ
ンダクタＬ₂とコンデンサＣ₄により共振型チョッパを
構成し、インダクタＬ₃には電流は流れない。（２）スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を停止した場合、チ
ョッパ１はインダクタＬ₂とコンデンサＣ₄により共振
型チョッパを構成し、インバータ２はインダクタＬ₁，
インダクタＬ₃の直列回路とコンデンサＣ₂による共振
回路を有する。

【００８２】（３）スイッチング素子Ｑ₅，Ｑ₆を停止
させた場合、チョッパ１はインダクタＬ₂，インダクタ
Ｌ₃の直列回路とコンデンサＣ₄により共振型チョッパ
を構成し、インバータ２はインダクタＬ₁とコンデンサ
Ｃ₂によるハーフブリッジ型のインバータを構成する。
したがって、本実施形態においても、各インダクタのイ
ンダクタンスを適宜設定し、負荷の状態に応じて（１）
〜（３）のように各スイッチング素子の制御を行うこと
によりコンデンサＣ₁の電圧Ｖ_DCが必要以上に上昇する
のを防止することができる。

【００８３】（実施形態２４）本実施形態は図２６に示
すような回路構成であり、インバータ２をフルブリッジ
型のインバータで構成した点で実施形態３と相違する。
本実施形態では、以下に述べる（１）〜（６）のような
動作が可能となる。（１）スイッチング素子Ｑ₁とスイッチング素子Ｑ₅と
を同期させ、スイッチング素子Ｑ₂とスイッチング素子
Ｑ₆とを同期させた場合、チョッパ１はインダクタＬ₂
とコンデンサＣ₄により共振型チョッパを構成し、イン
ダクタＬ₃に電流は流れない。

【００８４】（２）スイッチング素子Ｑ₁，Ｑ₂を停止
した場合、チョッパ１はインダクタＬ₂とコンデンサＣ
₄により共振型チョッパを構成し、インバータ２はイン
ダクタＬ₁，インダクタＬ₃の直列回路とコンデンサＣ
₂による共振回路を有する。（３）スイッチング素子Ｑ₅，Ｑ₆を停止させた場合、
チョッパ１はインダクタＬ₂，インダクタＬ₃の直列回
路とコンデンサＣ₄により共振型チョッパを構成し、イ
ンバータ２はインダクタＬ₁とコンデンサＣ₂によるハ
ーフブリッジ型のインバータを構成する。（４）スイッチング素子Ｑ₃を常時オン、スイッチング
素子Ｑ₄を常時オフ、スイッチング素子Ｑ₁とスイッチ
ング素子Ｑ₅とを同期させ、スイッチング素子Ｑ ₂とス
イッチング素子Ｑ₆とを同期させた場合、チョッパ１は
インダクタＬ₂とコンデンサＣ₄により共振型チョッパ
を構成し、インダクタＬ₃に電流は流れず、また、イン
バータ２はハーフブリッジ型のインバータとして動作す
る。

【００８５】（５）スイッチング素子Ｑ₃を常時オン、
スイッチング素子Ｑ₄を常時オフ、スイッチング素子Ｑ
₁，Ｑ₂を停止させた場合、チョッパ１はインダクタＬ
₂とコンデンサＣ₄により共振型チョッパを構成し、イ
ンバータ２はインダクタＬ₁とインダクタＬ₃との直列
回路とコンデンサＣ₂によるハーフブリッジ型のインバ
ータを構成する。なお、スイッチング素子Ｑ₃を常時オ
フ、スイッチング素子Ｑ₄を常時オンとした場合でも同
様の動作が可能である。

【００８６】したがって、本実施形態においても、各イ
ンダクタのインダクタンスを適宜設定し、負荷の状態に
応じて（１）〜（５）のようなスイッチング素子の制御
を行うことによりコンデンサＣ₁の電圧Ｖ_DCが必要以上
に上昇するのを防止することができる。

【００８７】

【発明の効果】請求項１の発明は、交流電源に接続され
た整流器と、前記整流器の出力側に接続され第１のイン
ピーダンス要素、チョッパ用スイッチング素子、コンデ
ンサを有し前記チョッパ用スイッチング素子を制御する
ことにより前記コンデンサの両端に平滑直流電圧を発生
させるチョッパと、前記コンデンサの両端に接続されス
イッチング素子を制御することにより前記平滑直流電圧
を高周波電圧に変換して負荷に供給するインバータとを
備え、前記チョッパ用スイッチング素子と前記インバー
タのスイッチング素子との間に第２のインピーダンス要
素を接続することにより前記整流器の出力側に前記第１
のインピーダンス要素、前記第２のインピーダンス要
素、前記インバータのスイッチング素子からなる経路を
設け、前記負荷の負荷状態に応じて前記チョッパ用スイ
ッチング素子と前記インバータのスイッチング素子とを
関連させて制御するので、負荷状態に関わらず簡単な制
御で平滑直流電圧を略一定に保つことが可能になるとい
う効果がある。

【００８８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、負荷状態によらず平滑直流電圧が略一定値になるよ
うにチョッパ用スイッチング素子及びインバータのスイ
ッチング素子を制御するので、負荷の定常時での平滑直
流電圧に合わせて素子耐圧を決めればよいから、素子耐
圧の比較的低い素子を使うことができ、装置全体の小型
化及び低コスト化が可能となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す回路図である。

【図２】同上の負荷を放電灯とした場合の回路図であ
る。

【図３】実施形態２を示す回路図である。

【図４】実施形態３を示す回路図である。

【図５】同上の他の回路図である。

【図６】実施形態４を示す回路図である。

【図７】実施形態５を示す回路図である。

【図８】実施形態６を示す回路図である。

【図９】実施形態７を示す回路図である。

【図１０】実施形態８を示す回路図である。

【図１１】実施形態９を示す回路図である。

【図１２】実施形態１０を示す回路図である。

【図１３】実施形態１１を示す回路図である。

【図１４】実施形態１２を示す回路図である。

【図１５】実施形態１３を示す回路図である。

【図１６】実施形態１４を示す回路図である。

【図１７】実施形態１５を示す回路図である。

【図１８】実施形態１６を示す回路図である。

【図１９】実施形態１７を示す回路図である。

【図２０】実施形態１８を示す回路図である。

【図２１】実施形態１９を示す回路図である。

【図２２】実施形態２０を示す回路図である。

【図２３】実施形態２１を示す回路図である。

【図２４】実施形態２２を示す回路図である。

【図２５】実施形態２３を示す回路図である。

【図２６】実施形態２４を示す回路図である。

【図２７】従来例を示す回路図である。

【図２８】他の従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１昇圧型チョッパ２インバータＶｓ交流電源ＤＢ全波整流器Ｌａ負荷Ｑ₁，Ｑ₂ スイッチング素子Ｑ₅ スイッチング素子Ｃ₁ コンデンサＬ₃ インダクタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源に接続された整流器と、前記整
流器の出力側に接続され第１のインピーダンス要素、チ
ョッパ用スイッチング素子、コンデンサを有し前記チョ
ッパ用スイッチング素子を制御することにより前記コン
デンサの両端に平滑直流電圧を発生させるチョッパと、
前記コンデンサの両端に接続されスイッチング素子を制
御することにより前記平滑直流電圧を高周波電圧に変換
して負荷に供給するインバータとを備え、前記チョッパ
用スイッチング素子と前記インバータのスイッチング素
子との間に第２のインピーダンス要素を接続することに
より前記整流器の出力側に前記第１のインピーダンス要
素、前記第２のインピーダンス要素、前記インバータの
スイッチング素子からなる経路を設け、前記負荷の負荷
状態に応じて前記チョッパ用スイッチング素子と前記イ
ンバータのスイッチング素子とを関連させて制御するこ
とを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】負荷状態によらず平滑直流電圧が略一定
値になるようにチョッパ用スイッチング素子及びインバ
ータのスイッチング素子を制御す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】上記第２のインピーダンス要素は、イン
ダクタであることを特徴とする請求項１又は請求項２記
載のインバータ装置。
【請求項４】チョッパは昇圧型チョッパであることを
特徴とする請求項１乃至請求項３記載のインバータ装
置。
【請求項５】チョッパは昇降圧型チョッパであること
を特徴とする請求項１乃至請求項３記載のインバータ装
置。
【請求項６】チョッパは降圧型チョッパであることを
特徴とする請求項１乃至請求項３記載のインバータ装
置。
【請求項７】チョッパは共振型チョッパであることを
特徴とする請求項１乃至請求項３記載のインバータ装
置。