JPH1080145A - Resonance-type power conversion apparatus - Google Patents

Resonance-type power conversion apparatus

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JPH1080145A
JPH1080145A JP8252499A JP25249996A JPH1080145A JP H1080145 A JPH1080145 A JP H1080145A JP 8252499 A JP8252499 A JP 8252499A JP 25249996 A JP25249996 A JP 25249996A JP H1080145 A JPH1080145 A JP H1080145A
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浩幸 庄司
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To guarantee stable operation which is synchronized with a resonance current and to prevent a leading phase causing a switching loss so as to be operated always at a lagging phase in a resonance-type power conversion apparatus which takes into consideration an operating frequency at several MHz. SOLUTION: A resonance-type power conversion apparatus is provided with an inverter provided with a plurality of voltage drive-type semiconductor elements Q1, Q2 having a function which does not prevent a reverse current and with a resonance means which contains a reactor Lr and a capacitor Cr, and it supplies an AC current. In the resonance-type power conversion apparatus, charging voltage means C1, C2 which charge respective voltage drive-type semiconductor elements according to currents flowing in the semiconductor elements are installed, drive means 5, 6 which apply control voltages to respective control terminals of the voltage drive-type semiconductor elements at respectively arbitrary timings are provided, a comparison means 9 which compares a charging voltage with a reference voltage is provided, the control voltages are applied to the voltage drive-type semiconductor elements on the basis of the output of the comparison means, and the respective elements are turned on and off.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、共振型電力変換装
置に係わり、特に、共振周波数が高い照明用点灯装置或
いは高調波抑制用の共振型アクティブフィルタに採用す
る共振型電力変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resonance type power conversion device, and more particularly to a resonance type power conversion device employed for a lighting device having a high resonance frequency or a resonance type active filter for suppressing harmonics.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、蛍光ランプは負性抵抗を有する
ため、ランプに流れる交流電流を安定化するためには安
定器が必要である。近年、ランプのちらつきを防止する
と共に発光効率を向上させるため、ランプ電流を高周波
化する電子式安定装置として共振型インバータが用いら
れている。この共振型インバータは、逆電流を阻止しな
い機能を備えた2個のパワー半導体スイッチング素子を
直列に接続し、その接続箇所にあたる出力端子に共振用
のリアクトル(チョークコイルと呼ばれる。)とコンデ
ンサ及びランプを直列に接続した構成が一般的である。
共振用のリアクトルを流れる電流はインバータの動作周
波数を変えることによって制御する。2個のパワー半導
体素子を交互にオン、オフさせるスイッチング周波数を
f、上記リアクトルとコンデンサで決まる共振周波数を
foとするとき、foに対してfが一定でなければ、ラ
ンプ電流も変化する。そこで、スイッチング素子の駆動
周波数を安定化させるために、特開平8−9655号公
報に開示されるような制御回路がある。この制御回路
は、パワー半導体スイッチング素子が具備する還流ダイ
オード(逆電流を阻止しない機能を果たす。)の両端電
圧を検知してパワー半導体スイッチング素子をオンさ
せ、パワー半導体スイッチング素子の電流を積分器によ
って積分し、この値が基準値よりも高い場合に素子をオ
フさせるという制御法によって、ランプを流れる共振電
流に同期したスイッチングを行うことに特徴がある。
2. Description of the Related Art Generally, a fluorescent lamp has a negative resistance, so that a ballast is required to stabilize an alternating current flowing through the lamp. 2. Description of the Related Art In recent years, a resonant inverter has been used as an electronic ballast for increasing the frequency of a lamp current in order to prevent flickering of the lamp and improve luminous efficiency. In this resonance type inverter, two power semiconductor switching elements having a function of preventing a reverse current are connected in series, and a resonance reactor (referred to as a choke coil), a capacitor and a lamp are connected to an output terminal corresponding to the connection point. Are generally connected in series.
The current flowing through the resonance reactor is controlled by changing the operating frequency of the inverter. Assuming that a switching frequency at which two power semiconductor elements are turned on and off alternately is f, and a resonance frequency determined by the reactor and the capacitor is fo, if f is not constant with respect to fo, the lamp current also changes. In order to stabilize the driving frequency of the switching element, there is a control circuit as disclosed in JP-A-8-9655. The control circuit detects a voltage between both ends of a freewheel diode (having a function of preventing a reverse current) provided in the power semiconductor switching element, turns on the power semiconductor switching element, and uses a integrator to reduce the current of the power semiconductor switching element. It is characterized in that the switching is performed in synchronization with the resonance current flowing through the lamp by a control method of integrating and turning off the element when this value is higher than a reference value.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一般的な蛍光ランプ点
灯用インバータのスイッチング周波数は、約50kHz
であり、ランプの両端に設けられた電極間に高周波交流
電圧を印加し、ランプ管内に発生する高電界によってプ
ラズマを維持している。近年、周波数を数MHzまで高
くして高周波交流電流により高周波磁界を発生させ、こ
の磁界でランプ管内のプラズマを維持させる無電極ラン
プが報告されている。或いは、一般的な共振型電源にお
いても共振用のリアクトル、コンデンサは、周波数に応
じて体積が小型化できることから、スイッチング周波数
をMHzまで高くすることが検討されている。こうした
数MHzの共振型インバータになると、前述の公知例の
ように電流の積分値を基準値と比較して素子をオフさせ
る方法では動作遅延が懸念される。公知例では、パワー
半導体スイッチング素子を流れる電流の一部を積分器内
のコンデンサに充電し、充電電圧を基準値と比較する。
充電された電圧は次のスイッチング時までに積分器自体
によって放電される。ここで、積分器が充電電圧を放電
する時間は積分器内部の素子の抵抗値で決まるが、素子
特性のばらつき或いは温度上昇による抵抗値変化で放電
時間が変わる。この放電時間のばらつきが例えば0.1
μsとすると、素子のオン期間に対する動作遅延は50
kHzの周波数に対しては1波長の0.5%にすぎない
が、2MHzに対しては1波長の20%にも達する。こ
のように、数MHzの高周波共振型インバータを従来の
方法で制御すると、動作遅延によるスイッチング周波数
のばらつきが相当大きくなる、という問題がある。
The switching frequency of a general inverter for lighting a fluorescent lamp is about 50 kHz.
A high-frequency AC voltage is applied between electrodes provided at both ends of the lamp, and plasma is maintained by a high electric field generated in the lamp tube. In recent years, there has been reported an electrodeless lamp in which the frequency is increased to several MHz, a high-frequency magnetic field is generated by a high-frequency AC current, and the magnetic field maintains the plasma in the lamp tube. Alternatively, even in a general resonance type power supply, since the volume of the resonance reactor and capacitor can be reduced in accordance with the frequency, it has been studied to increase the switching frequency to MHz. In the case of such a resonance type inverter of several MHz, there is a concern about operation delay in a method of turning off the element by comparing the integrated value of the current with the reference value as in the above-mentioned known example. In a known example, a part of the current flowing through the power semiconductor switching element is charged in a capacitor in an integrator, and the charged voltage is compared with a reference value.
The charged voltage is discharged by the integrator itself by the next switching time. Here, the time during which the integrator discharges the charging voltage is determined by the resistance value of the element inside the integrator, but the discharge time changes due to variation in element characteristics or a change in resistance value due to temperature rise. The variation in the discharge time is, for example, 0.1
μs, the operation delay for the ON period of the element is 50
For a frequency of kHz it is only 0.5% of one wavelength, but for 2 MHz it can be as much as 20% of one wavelength. As described above, when the high-frequency resonance type inverter of several MHz is controlled by the conventional method, there is a problem that the variation of the switching frequency due to the operation delay becomes considerably large.

【0004】ランプ点灯装置の場合、インバータのスイ
ッチング周波数fとリアクトルとコンデンサで決まる共
振周波数foの間には図8(a)に示すような関係があ
り、共振点の動作(f=fo)を境にしてf>foを遅
れ位相、f<foを進み位相と呼ぶ。遅れ位相であって
も、進み位相であっても共振回路の電流ILは共振点の
値に比べて減少する。そこで、インバータは共振点付近
で動作させたいが、進み位相の場合は、インバータを貫
通する電流が流れる問題が起きる。以下に、進み位相の
場合の問題点を具体的に述べる。図8(b)に示すよう
に、パワー半導体スイッチング素子をQ1、Q2、それ
ぞれが内蔵する環流ダイオードをQD1、QD2とし、
Q1とQ2の接続位置から取り出す出力電圧をVoとす
れば、進み位相の場合の動作は図8(c)のようにな
る。この図8(c)において、インバータの出力電圧V
oの波形に対して共振電流ILの波形は位相ψだけ進ん
でいる。この進み位相の場合、1サイクルの動作とし
て、Q1のオン期間に共振電流ILが正から負に切り替
わり、電流はQD1を流れる。次に、制御回路がQ1を
オフさせ、逆にQ2をオンさせると、その以前に順方向
電流を流していたQD1には急に逆電圧が印加される。
この結果、QD1内部に蓄積された電子と正孔(以後、
残留キャリアと呼ぶ。)が排出され、QD1にはカソー
ドからアノードの向きに逆電流(以後、逆回復電流と呼
ぶ。)が流れる。この電流はQ2を通って流れ、インバ
ータにとっては貫通電流となる。残留キャリアが排出さ
れる時間はダイオードの逆回復時間として素子の仕様に
記載されており、高速ダイオードと呼ばれる逆回復時間
の短い素子でも0.05〜0.1μsである。数MHz
の共振型インバータを共振点付近で動作させる場合、ス
イッチング周波数のばらつきによって進み位相が生じる
可能性が高く、周波数も高いため、貫通電流による損失
がインバータ装置の熱的な動作限界を決める要因とな
る。
In the case of a lamp lighting device, there is a relationship as shown in FIG. 8A between the switching frequency f of the inverter and the resonance frequency fo determined by the reactor and the capacitor, and the operation at the resonance point (f = fo) is determined. At the boundary, f> fo is called a lag phase, and f <fo is called a lead phase. Regardless of whether the phase is lagging or leading, the current IL of the resonance circuit decreases as compared with the value at the resonance point. Therefore, it is desired to operate the inverter near the resonance point. However, in the case of the advanced phase, a problem occurs in which a current flowing through the inverter flows. Hereinafter, the problem in the case of the advanced phase will be specifically described. As shown in FIG. 8B, the power semiconductor switching elements are Q1 and Q2, and the circulating diodes incorporated therein are QD1 and QD2, respectively.
Assuming that the output voltage taken out from the connection position of Q1 and Q2 is Vo, the operation in the case of the advanced phase is as shown in FIG. In FIG. 8 (c), the output voltage V of the inverter
The waveform of the resonance current IL leads the waveform of o by the phase ψ. In the case of this leading phase, as a one-cycle operation, the resonance current IL switches from positive to negative during the ON period of Q1, and the current flows through QD1. Next, when the control circuit turns off Q1 and turns on Q2, on the contrary, a reverse voltage is suddenly applied to QD1 which had flowed a forward current before that.
As a result, the electrons and holes accumulated inside QD1 (hereinafter, referred to as QD1)
It is called a residual carrier. ) Is discharged, and a reverse current (hereinafter referred to as a reverse recovery current) flows through the QD1 from the cathode to the anode. This current flows through Q2 and becomes a through current for the inverter. The time during which the residual carriers are discharged is described in the specification of the device as the reverse recovery time of the diode, and is 0.05 to 0.1 μs even in a device having a short reverse recovery time called a high-speed diode. Several MHz
When operating the resonance type inverter near the resonance point, there is a high possibility that a leading phase is generated due to a variation in switching frequency, and since the frequency is high, a loss due to a through current becomes a factor which determines a thermal operation limit of the inverter device. .

【0005】本発明の課題は、数MHzの動作周波数を
考慮した共振型電力変換装置において、共振電流に同期
した安定な動作を保証し、スイッチング損失の原因とな
る進み位相を防止することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a resonance type power converter that takes into account an operating frequency of several MHz, guarantees a stable operation synchronized with a resonance current, and prevents a leading phase that causes switching loss. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題は、共振型電力
変換装置において、逆電流を阻止しない機能を有する各
々の電圧駆動型半導体素子を流れる電流に応じて充電す
る充電電圧手段を設け、電圧駆動型半導体素子の各々の
制御端子にそれぞれ任意のタイミングで制御電圧を印加
する駆動手段と、前記充電電圧と基準電圧を比較する比
較手段を具備し、比較手段の出力に基づいて前記制御電
圧を電圧駆動型半導体素子に印加し、該素子をオン、オ
フすることによって、解決される。また、共振型電力変
換装置において、逆電流を阻止しない機能を有する各々
の電圧駆動型半導体素子を流れる電流に応じて充電する
充電電圧手段を設け、電圧駆動型半導体素子の各々の制
御端子にそれぞれ任意のタイミングで制御電圧を印加す
る駆動手段を具備し、前記充電電圧を前記制御電圧に重
畳すると共に、前記充電電圧の大きさに基づいて前記電
圧駆動型半導体素子をオン、オフすることによって、解
決される。
The object of the present invention is to provide, in a resonance type power converter, charging voltage means for charging in accordance with a current flowing through each voltage-driven semiconductor element having a function of not blocking a reverse current. Driving means for applying a control voltage to each control terminal of the driving type semiconductor element at an arbitrary timing, and comparing means for comparing the charging voltage with a reference voltage, wherein the control voltage is controlled based on an output of the comparing means. The problem is solved by applying the voltage to the voltage-driven semiconductor device and turning the device on and off. Further, in the resonance type power converter, charging voltage means for charging according to a current flowing through each voltage driven semiconductor element having a function of not blocking a reverse current is provided, and each control terminal of the voltage driven type semiconductor element is provided at each control terminal. A drive unit for applying a control voltage at an arbitrary timing is provided, and the charge voltage is superimposed on the control voltage, and the voltage-driven semiconductor element is turned on and off based on the magnitude of the charge voltage, Will be resolved.

【0007】本発明は、充電電圧手段によってインバー
タの電圧駆動型半導体素子が共振電流に同期してオン、
オフする。また、高電位側及び低電位側素子のいずれの
素子も、具備される還流ダイオードに電流が流れること
によって、オンし、逆に、素子に電流が流れることによ
って、オフする。これは、低電位側の素子がオンする直
前に高電位側の還流ダイオードに電流が流れているとい
う状態はないことを保証しており、進み位相で動作する
ことはなく、必ず遅れ位相で動作することになる。この
結果、ダイオードの逆回復電流は流れず、スイッチング
損失を低減できると共に、共振電流に同期したインバー
タの安定な動作を保証することができる。また、無電極
ランプおよび蛍光ランプの点灯装置に本発明を適用する
ことによって、新たに調光機能を付加することができる
と共に、アーム短絡時の短絡電流を自動的に絞り込み、
また、ランプ寿命末期の異常を避けるための保護機能と
して、共振型電力変換装置の動作を停止するので、装置
保護を図ることができる。また、高調波抑制用高効率コ
ンバータに本発明を適用することによって、交流電源か
ら入力する電流の高調波を抑制することができ、さら
に、アーム短絡時の保護を図ることができる。
According to the present invention, the voltage-driven semiconductor element of the inverter is turned on in synchronization with the resonance current by the charging voltage means.
Turn off. In addition, both the high-potential side element and the low-potential side element are turned on when a current flows through the provided freewheeling diode, and conversely, turned off when a current flows through the element. This guarantees that there is no current flowing through the high-potential-side freewheeling diode immediately before the low-potential-side element turns on.It does not operate in the leading phase, but always operates in the lagging phase. Will do. As a result, the reverse recovery current of the diode does not flow, the switching loss can be reduced, and the stable operation of the inverter synchronized with the resonance current can be guaranteed. In addition, by applying the present invention to the lighting devices of the electrodeless lamp and the fluorescent lamp, a dimming function can be newly added, and the short-circuit current when the arm is short-circuited is automatically narrowed down.
In addition, as a protection function for avoiding abnormalities at the end of the lamp life, the operation of the resonance type power converter is stopped, so that the device can be protected. In addition, by applying the present invention to a high-efficiency converter for suppressing harmonics, it is possible to suppress harmonics of a current input from an AC power supply, and furthermore, to protect an arm when short-circuited.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図1は、本発明による共振型電力変換
装置の一実施形態を示す構成図である。図1において、
ブリッジ接続されたQ1、Q2は、パワーMOSFET
であり、電流を入力するドレイン端子、電流を出力する
ソース端子及び制御電圧が印加或いは除去されるゲート
端子を備え、ゲート端子に制御電圧を印加或いは除去す
ることにより、ドレイン、ソース間に流れる電流を通流
或いは遮断する。MOSFETは、ソース端子からドレ
イン端子に向かう方向にダイオードを内蔵しており、以
後、Q1が内蔵するダイオードをQD1、Q2が内蔵す
るダイオードをQD2とする。Q1のドレイン端子は電
源15の正極と接続し、Q1のソース端子とQ2のドレ
イン端子間にはコンデンサC1を接続し、C1とQ2の
接続箇所をインバータの出力端子Oとする。Q2のソー
ス端子と電源15の負極の間にはコンデンサC2を接続
し、コンデンサC2と電源15の負極の接続箇所をコモ
ン電位とし、Nと呼ぶ。出力端子Oとコモン電位Nの間
には共振用リアクトルLr、共振用コンデンサCrを直
列に接続し、Crには並列に負荷抵抗Rを備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a resonance type power converter according to the present invention. In FIG.
Bridge-connected Q1 and Q2 are power MOSFETs
A drain terminal for inputting a current, a source terminal for outputting a current, and a gate terminal to which a control voltage is applied or removed, and a current flowing between the drain and the source by applying or removing a control voltage to or from the gate terminal. Flow through or shut off. The MOSFET incorporates a diode in the direction from the source terminal to the drain terminal. Hereinafter, the diode incorporated in Q1 is referred to as QD1, and the diode incorporated in Q2 is referred to as QD2. The drain terminal of Q1 is connected to the positive electrode of the power supply 15, the capacitor C1 is connected between the source terminal of Q1 and the drain terminal of Q2, and the connection between C1 and Q2 is the output terminal O of the inverter. A capacitor C2 is connected between the source terminal of Q2 and the negative electrode of the power supply 15, and a connection point between the capacitor C2 and the negative electrode of the power supply 15 is set to a common potential, which is called N. A resonance reactor Lr and a resonance capacitor Cr are connected in series between the output terminal O and the common potential N, and Cr is provided with a load resistor R in parallel.

【0009】次に、インバータの制御回路16を説明す
る。まず、Q1の駆動回路は、出力点Oを基準電位とし
て駆動用電源13を供え、この駆動用電源13の正極と
負極間には各々の制御端子が共通接続された素子1と2
からなる相補型スイッチ手段を供え、素子1と2の接続
箇所から出力を取り出し、Q1のゲートに接続する。相
補型スイッチ手段は、CMOSインバータ或いはその類
似した手段であり、素子1がオンすると(この時2はオ
フ)、Q1のゲート端子に制御電圧を印加させる電流を
流し、素子2がオンすると(この時1はオフ)、Q1の
ゲート端子に充電された電荷を放電させる電流を流す。
素子1と2からなる相補型スイッチ手段の制御端子には
NAND回路7から信号を与える。NAND回路7は、
比較器9によってC1の電圧と基準電圧11を比較した
信号と、レベルシフト手段5の信号を入力する。比較器
9は、ヒステリシスを持つ特性が望ましく、比較器9の
出力がLowからHighに変化するための基準電圧を
LH、逆にHighからLowに変化するための基準電
圧をVHLとする。ここでは、C1の電圧が基準電圧11
(VLH)より低い場合に、比較器9の出力はHighと
なることにし、VHL>VLHの関係を設定する。レベルシ
フト手段5は、下アームのコモン電位Nを基準とする信
号を上アームの出力Oを基準とする信号に変換する手段
であり、起動時には、所定の周波数でインバータの電圧
駆動型半導体素子をオン、オフさせる信号を発生する。
次に、Q2の駆動回路は、コモンNを基準電位として駆
動用電源14を供え、駆動用電源14の正極と負極間に
は、制御端子が共通接続された素子3と4からなる相補
型スイッチ手段を供え、素子3と4の接続箇所から出力
を取り出し、Q2のゲートに接続する。素子3と4で構
成される相補型スイッチ手段の制御端子にはNAND回
路8から信号を与える。NAND回路8は、比較器10
によってC2の電圧と基準電圧12を比較した信号と、
起動停止手段6の信号を入力する。比較器10は、前述
の比較器9と同様にヒステリシスを持ち、C2の電圧が
基準電圧12(VLH)より低い場合に、比較器10の出
力がHighになることは比較器9と同じであり、VHL
>VLHの関係も同様である。起動停止手段6は、起動停
止時にトリガ信号を発する機能を有する。
Next, the inverter control circuit 16 will be described. First, the driving circuit of Q1 provides a driving power supply 13 with the output point O as a reference potential, and the elements 1 and 2 having their control terminals connected in common between the positive and negative electrodes of the driving power supply 13.
The output is taken out from the connection point of the elements 1 and 2 and connected to the gate of Q1. The complementary switch means is a CMOS inverter or similar means. When the element 1 is turned on (at this time, 2 is off), a current for applying a control voltage is applied to the gate terminal of Q1, and when the element 2 is turned on, (Time 1 is off), and a current for discharging the charged electric charge is applied to the gate terminal of Q1.
A signal is supplied from the NAND circuit 7 to the control terminal of the complementary switch means composed of the elements 1 and 2. The NAND circuit 7
A signal obtained by comparing the voltage of C1 with the reference voltage 11 by the comparator 9 and a signal of the level shift means 5 are input. The comparator 9 preferably has a characteristic having a hysteresis. The reference voltage for changing the output of the comparator 9 from Low to High is V LH , and the reference voltage for changing the output from High to Low is V HL . Here, the voltage of C1 is the reference voltage 11
When the voltage is lower than (V LH ), the output of the comparator 9 is set to be High, and the relation of V HL > V LH is set. The level shift means 5 is a means for converting a signal based on the common potential N of the lower arm into a signal based on the output O of the upper arm, and activates the voltage-driven semiconductor element of the inverter at a predetermined frequency during startup. Generates a signal to turn on and off.
Next, the driving circuit of Q2 provides a driving power supply 14 with the common N as a reference potential, and a complementary switch composed of elements 3 and 4 whose control terminals are commonly connected between the positive and negative electrodes of the driving power supply 14. A means is provided to take out the output from the connection point of the elements 3 and 4 and connect it to the gate of Q2. A signal is supplied from the NAND circuit 8 to the control terminal of the complementary switch means constituted by the elements 3 and 4. The NAND circuit 8 includes a comparator 10
A signal obtained by comparing the voltage of C2 with the reference voltage 12,
A signal from the start / stop means 6 is input. The comparator 10 has hysteresis similarly to the above-described comparator 9, and when the voltage of C2 is lower than the reference voltage 12 (V LH ), the output of the comparator 10 becomes High in the same manner as the comparator 9. Yes , V HL
The same applies to the relationship> V LH . The activation stopping means 6 has a function of issuing a trigger signal when the activation is stopped.

【0010】図2及び図3を用いて、起動停止手段6の
動作及び共振回路全体の動作を説明する。 (1)起動時の動作 起動停止手段6は、信号Sが入力されると、図2に示す
ように、所定の周波数fsの信号を出力する。ここで、
周波数fsは、図1のLrとCrで決まる共振周波数f
oに比べて高く選ぶ。また、Voは出力端子O点の電
圧、ILは共振電流を表わす。起動停止手段6は、同時
に周波数fsの信号のHighとLowを反転した信号
L、Hをレベルシフト手段5に供給する。これらの信号
によって、Q1とQ2からなるインバータは、共振周波
数foに対して遅れ位相ψで起動を開始する。即ち、C
1とC2のコンデンサに充電される電圧をそれぞれVC
1、VC2とすると、まず、レベルシフト手段5のH信
号によって、Q1ゲートに信号が印加され、Q1がオン
し、Q1を流れる電流によってC1が充電され、VC1
は増加する。起動時の周波数fsを定常動作時の周波数
fに比べて高く設定しておけば、Q1のオン期間中にC
1に充電した電圧は比較器9の基準電圧VHLに達せず、
Q1のオン期間は、レベルシフト手段5によって伝えら
れた駆動信号で決まる。次に、レベルシフト手段5のL
信号によってQ1をオフすると共に、起動停止手段6の
H信号によって、Q2ゲートに制御電圧を印加すると、
共振電流ILはQ2に内蔵される還流ダイオードQD2
を流れ、前のサイクルにおいてC2に充電した電圧VC
2を減少させる。共振電流ILの極性が変わると、電流
はQ2を流れ、C2はこの電流を充電して、VC2は増
加するが、前述のように周波数fsを定常動作時の周波
数fに比べて高く設定しているため、Q2のオン期間中
にVC2は比較器10の基準電圧VHLに達しない。Q2
のオン期間は起動停止手段6によって伝えられた駆動信
号で決まり、その後、Q2はオフされ、レベルシフト手
段5を介してQ1に制御電圧が印加される。共振電流I
LはQ1に内蔵される還流ダイオードQD1を流れ、前
のサイクルにおいてC1に充電した電圧VC1を減少さ
せる。共振電流ILの極性が変わると、電流はQ1を流
れる。以上が1サイクルの動作であり、Q1とQ2は起
動停止手段6が供給する周波数fsに応じてスイッチン
グする。 (2)起動から定常動作への移行 定常動作への移行は、周波数fsを徐々に低下させて行
う。起動停止手段6が出力する信号の周波数fsが定常
動作時の周波数fに比べてわずかに低い場合を仮定した
動作を次に述べる。下記の動作モード(a)〜(d)を
図示した説明図が図3である。モード(a) :Q1のオン時に、Q1を流れる電流によ
りC1に充電される電圧VC1が比較器9の基準電圧V
HLに達すると、比較器9の出力はLowに変化し、レベ
ルシフト手段5の出力に関わらず、NAND回路7の出
力はHighになり、素子1、2からなる相補型スイッ
チの出力はLowとなって、Q1のゲート電圧は素子2
によって放電され、Q1はオフする。モード(b) :Q1のオフによって、共振電流ILはQ
2の還流ダイオードQD2を流れ、前のサイクルにおい
てC2に充電した電圧VC2を減少させる。QD2に電
流が流れる期間は起動時に比べて長く、VC2は減少を
続け、VLH以下になると、比較器10の出力はHigh
に変化し、起動停止手段6の信号がHであれば、NAN
D回路8の出力はHighになり、Q2はオンする。な
お、電流がQD2を流れ続ける限り、VC2は減少し、
逆極性に充電されるが、比較器10の出力はHighで
あることに変わりない。モード(c) :共振電流ILの極性が変わると、電流は
Q2を流れ、C2の電圧VC2が比較器10の基準電圧
HLに達すると、比較器10の出力はLowに変わり、
起動停止手段6の出力に関わらず、NAND回路8の出
力はHighになり、Q2はオフする。モード(d) :Q2のオフによって、共振電流ILはQ
1の還流ダイオードQD1を流れ、前のサイクルにおい
てC1に充電した電圧VC1を減少させる。QD1に電
流が流れる期間は長く、VC1は減少を続け、VLH以下
になると、比較器9の出力はHighに変化し、レベル
シフト手段5の信号がHであれば、NAND回路7の出
力はHighになり、Q1はオンする。電流がQD1を
流れ続ける限り、Vc1は減少し、逆極性に充電され
る。ここで、コンデンサC1及びC2の容量は、共振用
コンデンサCrに比べて数十倍以上に大きければ、C
1、C2を合成した値はほぼCrに等しくなるため、共
振電流に与える影響はほとんどない。また、C1及びC
2の容量がQ1、Q2のゲート・ソース間容量Cgsに
対して8倍以上大きければ、駆動用電源13及び14の
電圧をC1とCgs或いはC2とCgsで分圧してもC
gsには十分な制御電圧が印加されるため、問題はな
い。
The operation of the start / stop means 6 and the operation of the entire resonance circuit will be described with reference to FIGS. (1) Operation at Start-Up When the signal S is input, the start-stop unit 6 outputs a signal of a predetermined frequency fs, as shown in FIG. here,
The frequency fs is the resonance frequency f determined by Lr and Cr in FIG.
Choose higher than o. Vo represents the voltage at the output terminal O, and IL represents the resonance current. The start-stop unit 6 supplies the level shift unit 5 with signals L and H obtained by inverting High and Low of the signal of the frequency fs at the same time. With these signals, the inverter including Q1 and Q2 starts to start with a delay phase 遅 れ with respect to the resonance frequency fo. That is, C
The voltages charged in the capacitors 1 and C2 are represented by VC, respectively.
1, VC2, first, a signal is applied to the gate of Q1 by the H signal of the level shift means 5, Q1 is turned on, C1 is charged by the current flowing through Q1, and VC1 is charged.
Increases. If the frequency fs at the time of startup is set higher than the frequency f at the time of steady operation, C
The voltage charged to 1 does not reach the reference voltage V HL of the comparator 9,
The ON period of Q1 is determined by the drive signal transmitted by the level shift means 5. Next, L of the level shift means 5
When the signal Q1 is turned off by the signal and the control signal is applied to the gate Q2 by the H signal of the start / stop means 6,
The resonance current IL is the feedback diode QD2 built in Q2.
And the voltage VC charged to C2 in the previous cycle
Decrease 2 When the polarity of the resonance current IL changes, the current flows through Q2, C2 charges this current, and VC2 increases. However, as described above, the frequency fs is set to be higher than the frequency f at the time of steady operation. because you are, VC2 does not reach the reference voltage V HL of the comparator 10 during Q2 of the on period. Q2
Is determined by the drive signal transmitted by the start / stop means 6, after which Q2 is turned off and a control voltage is applied to Q1 via the level shift means 5. Resonant current I
L flows through the freewheeling diode QD1 built into Q1, and reduces the voltage VC1 charged to C1 in the previous cycle. When the polarity of the resonance current IL changes, the current flows through Q1. The above is the operation of one cycle, and Q1 and Q2 switch according to the frequency fs supplied by the start / stop means 6. (2) Transition from startup to steady operation Transition to steady operation is performed by gradually lowering the frequency fs. The following describes an operation assuming that the frequency fs of the signal output from the start / stop unit 6 is slightly lower than the frequency f during the steady operation. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the following operation modes (a) to (d). Mode (a) : When Q1 is on, the voltage VC1 charged to C1 by the current flowing through Q1 is equal to the reference voltage V of the comparator 9.
When the signal reaches HL , the output of the comparator 9 changes to Low, the output of the NAND circuit 7 becomes High regardless of the output of the level shift means 5, and the output of the complementary switch composed of the elements 1 and 2 becomes Low. And the gate voltage of Q1 is
And Q1 turns off. Mode (b) : By turning off Q1, the resonance current IL becomes Q
2 to reduce the voltage VC2 charged to C2 in the previous cycle. The period during which the current flows through QD2 is longer than at the time of startup, and VC2 continues to decrease. When the current drops below V LH , the output of comparator 10 becomes High.
And if the signal of the start / stop means 6 is H, NAN
The output of the D circuit 8 becomes High, and Q2 turns on. Note that as long as the current continues to flow through QD2, VC2 decreases,
Although the battery is charged to the opposite polarity, the output of the comparator 10 is still High. Mode (c) : When the polarity of the resonance current IL changes, the current flows through Q2, and when the voltage VC2 of C2 reaches the reference voltage VHL of the comparator 10, the output of the comparator 10 changes to Low,
Regardless of the output of the start / stop means 6, the output of the NAND circuit 8 becomes High and Q2 is turned off. Mode (d) : By turning off Q2, the resonance current IL becomes Q
1 through the freewheeling diode QD1 to reduce the voltage VC1 charged to C1 in the previous cycle. The period during which a current flows through QD1 is long, and VC1 continues to decrease. When VC1 falls below V LH , the output of comparator 9 changes to High. If the signal of level shift means 5 is H, the output of NAND circuit 7 is High, Q1 turns on. As long as the current continues to flow through QD1, Vc1 decreases and charges to the opposite polarity. Here, if the capacitances of the capacitors C1 and C2 are several tens times or more larger than the resonance capacitor Cr, C
Since the combined value of 1, C2 is almost equal to Cr, there is almost no influence on the resonance current. Also, C1 and C
2 is 8 times or more larger than the gate-source capacitance Cgs of Q1 and Q2, the voltage of the driving power supplies 13 and 14 is divided by C1 and Cgs or C2 and Cgs even if it is divided.
There is no problem because a sufficient control voltage is applied to gs.

【0011】このように、本実施形態では、C1、C2
を設け、Q1、Q2のいずれの素子も具備する還流ダイ
オードに流れる電流によってC1、C2の充電電圧を減
少させ、この充電電圧が基準値より低くなると、Q1、
Q2をオンし、逆に、素子に電流が流れ、C1、C2の
充電電圧が増加し、この充電電圧が基準値より高くなる
と、Q1、Q2をオフする。この結果、インバータの電
圧駆動型半導体素子Q1、Q2は共振電流ILに同期し
てオン、オフすることになり、また、これは、Q2(ま
たは、Q1)がオンする直前にQ1(または、Q2)の
還流ダイオードに電流が流れているという状態はないこ
とを保証しており、進み位相で動作することはなく、必
ず遅れ位相ψになることを意味する。これにより、本実
施形態においては、ダイオードの逆回復電流は流れず、
スイッチング損失を低減することができる。
As described above, in this embodiment, C1, C2
The charging voltage of C1 and C2 is reduced by the current flowing through the freewheel diode provided in each of the elements Q1 and Q2. When the charging voltage becomes lower than the reference value, Q1 and Q2
Q2 is turned on, and conversely, a current flows through the element, and the charging voltage of C1 and C2 increases. When the charging voltage becomes higher than the reference value, Q1 and Q2 are turned off. As a result, the voltage-driven semiconductor devices Q1 and Q2 of the inverter are turned on and off in synchronization with the resonance current IL. This is because Q1 (or Q2) is turned on immediately before Q2 (or Q1) is turned on. ) Guarantees that there is no current flowing through the freewheeling diode, and does not operate in the leading phase, which means that it always becomes the lagging phase ψ. Thereby, in the present embodiment, the reverse recovery current of the diode does not flow,
Switching loss can be reduced.

【0012】図4は、本発明の他の実施形態を示す。
(a)は本実施形態による共振型電力変換装置の構成
図、(b)はその動作図である。本実施形態は、図1の
実施形態に示すC1及びC2の電圧を基準値VLH或いは
HLと比較する比較器を削除する点、図1の実施形態の
起動停止手段6を制御手段6とした点において相違す
る。制御手段6は、図2で述べた起動時のシーケンスに
限定されることなく、信号Sに応じてランダムな制御指
令をQ1とQ2に伝える機能を有する。他の構成は図1
の実施形態と同じである。MOSFETのような電圧駆
動型素子は、年々、微細化が進み、素子のオン抵抗が低
くなっているため、ゲート・ソース間電圧がしきい値電
圧を少し上回る値になると、素子が飽和することなく、
十分な電流を流すことが可能になった。図4(a)の実
施形態において、駆動用電源13及び14の電圧値をV
ccとすると、Q1のゲート・ソース間電圧には(Vc
c−VC1)のゲート電圧(制御電圧)が印加される。
VC1はQ1に流れる電流に応じて増加することは先に
述べた通りであり、(Vcc−VC1)がQ1のゲート
しきい値電圧Vthに比べて大きいか小さいかによっ
て、Q1はオン、オフする。図4(a)の実施形態は、
(Vcc−VC1)が共振電流ILに応じて増減するこ
とを利用して、特別な比較器を用いずに共振周波数に同
期したインバータ動作を継続させることが特徴である。
Q2のオン、オフについても同様である。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention.
(A) is a configuration diagram of the resonance type power converter according to the present embodiment, and (b) is an operation diagram thereof. This embodiment eliminates the comparator for comparing the voltages of C1 and C2 shown in the embodiment of FIG. 1 with the reference value VLH or VHL, and differs from the control unit 6 in that the start-stop unit 6 of the embodiment of FIG. In that The control means 6 has a function of transmitting a random control command to Q1 and Q2 in accordance with the signal S without being limited to the sequence at the time of startup described in FIG. Other configurations are shown in FIG.
This is the same as the embodiment. Since voltage-driven devices such as MOSFETs have been miniaturized year by year and the on-resistance of the devices has been reduced, when the gate-source voltage slightly exceeds the threshold voltage, the devices become saturated. Not
A sufficient current can be passed. In the embodiment of FIG. 4A, the voltage values of the driving power supplies 13 and 14 are V
cc, the gate-source voltage of Q1 is (Vc
c-VC1) gate voltage (control voltage) is applied.
As described above, VC1 increases in accordance with the current flowing through Q1, and Q1 turns on and off depending on whether (Vcc-VC1) is higher or lower than the gate threshold voltage Vth of Q1. . The embodiment of FIG.
The feature is that the inverter operation synchronized with the resonance frequency is continued without using a special comparator by utilizing the fact that (Vcc-VC1) increases or decreases according to the resonance current IL.
The same applies to turning on and off of Q2.

【0013】図4(b)を用いて動作を説明する。VC
1、VC2は、共振電流ILに応じて正負に変化し、Q
1、Q2のゲート・ソース間に逆極性で印加される。こ
の結果、(Vcc−VC1)がQ1のしきい値電圧Vt
h以下になると、Q1はオフし、電流はQD2を流れ
る。QD2の電流によってVC2が減少することは図1
の実施形態と同じであり、(Vcc−VC2)がQ2の
しきい値電圧Vth以上になると、Q2はオン可能とな
る。1サイクルでは上述の動作を繰り返す。即ち、イン
バータの高電位側の電圧駆動型半導体素子Q1がオン
し、共振回路Lr、Crに流れ込む電流を正の方向とし
て、正方向の電流が素子Q1を流れると、C1にはこの
電流が充電され、Q1のゲート・ソース間電圧には(V
cc−VC1)のゲート(制御)電圧が印加される。こ
の結果、電流が流れると、Q1のゲート電圧は減少して
Q1のオン抵抗が増加し、さらに電流が流れると、Q1
をオフさせるように働く。次に、Q1がオフすると、共
振電流ILは低電位側の電圧駆動型半導体素子Q2の還
流ダイオードQD2を流れる。この電流はQ2対しては
逆方向電流であり、C2が一つ前のサイクルにおいて充
電していた充電電圧をこの逆方向電流によって放電し、
さらには逆極性の電圧を充電する。この電圧はQ2のゲ
ート(制御)電圧に対して正の電圧を重畳させることに
なり、この電圧がQ2のゲートしきい値を越えると、Q
2はオン状態へと向かう。但し、還流ダイオードQD2
に電流が流れる限りにおいてはQ2に順方向の電流は流
れない。次に、共振電流の極性が変わると、電流はQ2
を流れ、C2にはこの電流が充電され、Q2のゲート
(制御)電圧に負の電圧を重畳することになり、Q2の
ゲート(制御)電圧を減少させる。さらにに電流が流
れ、Q2のゲート(制御)電圧がQ2のゲートしきい値
以下になると、Q2はオフする。この結果、共振電流I
LはQ1の還流ダイオードQD1を流れる。逆方向電流
によってC1の前のサイクルに充電した電圧を減少させ
る。その後、充電電圧は逆極性に変わり、Q1のゲート
(制御)電圧に対して正の電圧を重畳させ、この電圧が
Q1のゲートしきい値を越えると、Q1はオン状態へと
向かう。以上が1サイクルの動作であり、C1、C2に
よってインバータの電圧駆動型半導体素子Q1、Q2は
共振電流ILに同期してオン、オフする。また、Q1、
Q2のいずれの素子も、具備される還流ダイオードQD
1、QD2に電流が流れることによって、オンし、逆
に、Q1、Q2に電流が流れることによって、オフす
る。これは、低電位側の素子Q2がオンする直前に高電
位側の還流ダイオードQD1に電流が流れているという
状態はないことを保証しており、進み位相で動作するこ
とはなく、必ず遅れ位相になる。図1の実施形態との大
きな違いとして、本実施形態は、上下アームの相補型ス
イッチ手段の素子1及び3をそれぞれオンに維持して、
VC1とVC2の電圧だけによってQ1とQ2をオン、
オフさせることが特徴である。この動作によれば、比較
器、NAND回路を経由することなく、Q1とQ2をス
イッチングするため、時間遅延が少なく、数MHz以上
の高周波共振型インバータに適する。
The operation will be described with reference to FIG. VC
1, VC2 changes to positive or negative according to the resonance current IL,
1, applied between the gate and source of Q2 with opposite polarity. As a result, (Vcc-VC1) becomes the threshold voltage Vt of Q1.
When it becomes h or less, Q1 turns off and current flows through QD2. FIG. 1 shows that VC2 decreases due to the current of QD2.
When (Vcc-VC2) becomes equal to or higher than the threshold voltage Vth of Q2, Q2 can be turned on. The above operation is repeated in one cycle. That is, when the voltage-driven semiconductor element Q1 on the high potential side of the inverter is turned on and the current flowing into the resonance circuits Lr and Cr is set to the positive direction and the current flows in the positive direction through the element Q1, C1 is charged with this current. And the gate-source voltage of Q1 is (V
cc-VC1) is applied. As a result, when a current flows, the gate voltage of Q1 decreases and the on-resistance of Q1 increases.
Work to turn off. Next, when Q1 is turned off, the resonance current IL flows through the freewheel diode QD2 of the voltage-driven semiconductor element Q2 on the low potential side. This current is a reverse current to Q2, and the charge voltage that C2 was charging in the previous cycle is discharged by this reverse current,
Further, a voltage of the opposite polarity is charged. This voltage superimposes a positive voltage on the gate (control) voltage of Q2, and when this voltage exceeds the gate threshold of Q2, Q
2 goes to the ON state. However, the freewheeling diode QD2
No current flows in Q2 as long as the current flows through Q2. Next, when the polarity of the resonance current changes, the current becomes Q2
This current is charged in C2, and a negative voltage is superimposed on the gate (control) voltage of Q2, thereby reducing the gate (control) voltage of Q2. When a current further flows and the gate (control) voltage of Q2 falls below the gate threshold of Q2, Q2 turns off. As a result, the resonance current I
L flows through the freewheeling diode QD1 of Q1. The reverse current reduces the voltage charged in the previous cycle of C1. Thereafter, the charging voltage changes to the opposite polarity, superimposing a positive voltage on the gate (control) voltage of Q1, and when this voltage exceeds the gate threshold of Q1, Q1 turns on. The above is a one-cycle operation, and the voltage-driven semiconductor elements Q1 and Q2 of the inverter are turned on and off in synchronization with the resonance current IL by C1 and C2. Also, Q1,
Any element of Q2 is provided with a freewheeling diode QD
1. The transistor turns on when a current flows through QD2, and turns off when a current flows through Q1 and Q2. This guarantees that there is no state in which current flows through the high-potential-side freewheeling diode QD1 immediately before the low-potential-side element Q2 is turned on. become. A major difference from the embodiment of FIG. 1 is that the present embodiment keeps elements 1 and 3 of the complementary switch means of the upper and lower arms on, respectively,
Q1 and Q2 are turned on only by the voltage of VC1 and VC2,
The feature is that it is turned off. According to this operation, since Q1 and Q2 are switched without passing through the comparator and the NAND circuit, the time delay is small and the inverter is suitable for a high-frequency resonant inverter of several MHz or more.

【0014】このように、本実施形態では、C1、C2
を設け、Q1、Q2のいずれの素子も具備する還流ダイ
オードに流れる電流によってC1、C2の充電電圧を減
少させ、この充電電圧に基づくQ1、Q2のゲート・ソ
ース間電圧(ゲート(制御)電圧)がそれぞれのゲート
しきい値電圧より低くなると、Q1、Q2をオンし、逆
に、素子に電流が流れ、C1、C2の充電電圧が増加
し、この充電電圧に基づくQ1、Q2のゲート電圧がそ
れぞれのゲートしきい値電圧より高くなると、Q1、Q
2をオフする。この結果、本実施形態においても、図1
の実施形態と同様に、インバータの電圧駆動型半導体素
子Q1、Q2は共振電流ILに同期してオン、オフする
ことになり、また、必ず遅れ位相ψで動作することにな
る。このため、ダイオードの逆回復電流は流れず、スイ
ッチング損失を低減することができる。
As described above, in this embodiment, C1, C2
The charging voltage of C1 and C2 is reduced by the current flowing through the freewheeling diode provided in each of the elements Q1 and Q2, and the gate-source voltage (gate (control) voltage) of Q1 and Q2 based on this charging voltage Is lower than the respective gate threshold voltages, Q1 and Q2 are turned on. Conversely, current flows through the elements, and the charging voltages of C1 and C2 increase, and the gate voltages of Q1 and Q2 based on the charging voltages are reduced. When the voltage becomes higher than each gate threshold voltage, Q1, Q
Turn 2 off. As a result, also in the present embodiment, FIG.
Similarly to the embodiment, the voltage-driven semiconductor elements Q1 and Q2 of the inverter are turned on and off in synchronization with the resonance current IL, and always operate with the delay phase 遅 れ. Therefore, the reverse recovery current of the diode does not flow, and the switching loss can be reduced.

【0015】図5は、本発明を無電極ランプの点灯装置
に適用した実施形態を示す。図5において、Rが無電極
ランプであり、無電極ランプは、水銀もしくはアマルガ
ムと不活性ガスを封入した放電バルブに近接してコイル
を巻き、高周波電流を流すことによって、バルブ内に高
周波磁界を発生させ、ランプを点灯させる。通常の蛍光
ランプに比べてフィラメントがないことが特徴である。
この無電極ランプを駆動するインバータは図1に示した
構成と同様に、それぞれソース側にコンデンサC1、C
2を備えたQ1、Q2であり、Q1とQ2を駆動する制
御手段16は図1と同じ構成である。なお、Q1とQ2
を駆動する制御手段16は図4(a)と同じ構成であっ
てもよい。インバータの出力OとコモンNの間には共振
用のリアクトルLrとコンデンサCrを直列に接続し、
Crの両端に無電極ランプRと補助コンデンサC4を直
列に接続する。また、インバータは、交流電源17から
受電する交流電流をローパスフィルタ18とダイオード
D1〜D4からなる整流回路を通して整流し、この電流
を平滑コンデンサCEに充電すると共に、CEからイン
バータへ電流を供給する。
FIG. 5 shows an embodiment in which the present invention is applied to a lighting device for an electrodeless lamp. In FIG. 5, R is an electrodeless lamp. The electrodeless lamp winds a coil in the vicinity of a discharge bulb filled with mercury or amalgam and an inert gas, and flows a high-frequency current to generate a high-frequency magnetic field in the bulb. Generate and turn on the lamp. The feature is that there is no filament as compared with a normal fluorescent lamp.
The inverter for driving this electrodeless lamp has capacitors C1 and C2 on the source side, respectively, as in the configuration shown in FIG.
The control means 16 for driving Q1 and Q2 has the same configuration as that of FIG. Note that Q1 and Q2
May be configured the same as in FIG. 4A. A reactor Lr for resonance and a capacitor Cr are connected in series between the output O of the inverter and the common N,
An electrodeless lamp R and an auxiliary capacitor C4 are connected in series to both ends of Cr. Further, the inverter rectifies an AC current received from the AC power supply 17 through a rectifier circuit including a low-pass filter 18 and diodes D1 to D4, charges the smoothing capacitor CE, and supplies a current from the CE to the inverter.

【0016】無電極ランプRを効率よく点灯させるに
は、インバータから共振回路Lr、Crに数MHz以上
の交番電圧を印加することが重要である。図5の構成に
よれば、図2の動作説明で述べたように、共振電流IL
に同期してインバータを駆動し、かつ、数MHz以上の
高周波の交番電圧であっても遅れ位相を保証することが
できるので、本実施形態は、スイッチング損失を低減
し、効率よく無電極ランプRを点灯させることができ
る。
To efficiently turn on the electrodeless lamp R, it is important to apply an alternating voltage of several MHz or more from the inverter to the resonance circuits Lr and Cr. According to the configuration of FIG. 5, as described in the operation description of FIG.
In this embodiment, the inverter can be driven in synchronization with the inverter, and the lag phase can be guaranteed even with a high-frequency alternating voltage of several MHz or more. Can be turned on.

【0017】また、現状の無電極ランプ点灯装置におい
て、ランプの調光機能を持つ例はないが、通常のフィラ
メント付き蛍光ランプと同様に、図5の構成によれば、
インバータのスイッチング周波数を変えることにより、
調光させることが可能である。即ち、図8(a)に示し
たように、インバータのスイッチング周波数fを共振周
波数foに対して高くするほど、遅れ位相のまま共振電
流は小さくなる。しかしながら、無電極ランプの場合、
共振点の周波数が数MHzであることから、その何倍も
のスイッチング周波数でインバータを駆動させることは
容易でない。特に、高周波インバータではQ1とQ2が
同時にオン状態となるアーム短絡が予想され、その防止
策が課題であった。ここでは、図5に示す図1の制御回
路16を図4(a)に示す制御回路16に変え、制御手
段6とレベルシフト手段5によって通常点灯時の数倍高
い周波数でインバータを駆動したとして、アーム短絡が
発生した場合の保護処理について説明する。Q1とQ2
が同時にオン状態となると、平滑コンデンサCEからQ
1とQ2を通る電流が流れ、この電流はQ1或いはQ2
の飽和電流で決まる値まで達する。一方、この短絡電流
も必ずC1とC2を通り、C1とC2は点灯時に比べて
大きな電流により充電され、それぞれの電圧増加が速く
なる。電圧駆動型素子の飽和電流はゲート電圧が小さい
ほど低いが、Q1とQ2のゲート電圧は、前述のように
それぞれ(Vcc−VC1)と(Vcc−VC2)で表
わされ、短絡電流に応じてVC1、VC2が大きくなろ
うとするほど、逆にゲート電圧が減少して、飽和電流
(即ち、短絡電流)を減少させる。この現象は負帰還作
用であり、この負帰還作用により、短絡電流は自動的に
絞り込まれることになる。このように、本発明の共振型
インバータでは、アーム短絡による装置の破壊等は発生
しないことが保証され、この結果、アーム短絡時の装置
保護の点からも好適であると言える。
Although there is no example of a current electrodeless lamp lighting device having a lamp dimming function, like the ordinary fluorescent lamp with a filament, according to the configuration of FIG.
By changing the switching frequency of the inverter,
Dimming is possible. That is, as shown in FIG. 8A, as the switching frequency f of the inverter is increased with respect to the resonance frequency fo, the resonance current decreases with the delay phase. However, for electrodeless lamps,
Since the frequency of the resonance point is several MHz, it is not easy to drive the inverter at a switching frequency that is many times the switching frequency. In particular, in a high-frequency inverter, an arm short-circuit in which Q1 and Q2 are simultaneously turned on is expected, and a countermeasure has been a problem. Here, it is assumed that the control circuit 16 shown in FIG. 1 shown in FIG. 5 is changed to the control circuit 16 shown in FIG. 4A, and the inverter is driven by the control means 6 and the level shift means 5 at a frequency several times higher than that in the normal lighting. The protection processing in the case where an arm short circuit occurs will be described. Q1 and Q2
Are turned on at the same time, Q
1 and Q2 flow, and this current is Q1 or Q2
To the value determined by the saturation current of On the other hand, this short-circuit current always passes through C1 and C2, and C1 and C2 are charged with a larger current than at the time of lighting, and the respective voltage increases faster. Although the saturation current of the voltage-driven element is lower as the gate voltage is smaller, the gate voltages of Q1 and Q2 are represented by (Vcc-VC1) and (Vcc-VC2), respectively, as described above. Conversely, as VC1 and VC2 increase, the gate voltage decreases and the saturation current (ie, short-circuit current) decreases. This phenomenon is a negative feedback effect, and the short-circuit current is automatically reduced by the negative feedback effect. As described above, in the resonance type inverter of the present invention, it is guaranteed that the device is not destroyed due to the short circuit of the arm, and as a result, it can be said that the inverter is suitable also from the viewpoint of protection of the device in the case of the short circuit of the arm.

【0018】図6は、本発明を蛍光ランプの点灯装置に
適用した実施形態を示す。図6において、Rはフィラメ
ント付き蛍光ランプであり、フィラメント付き蛍光ラン
プの場合、インバータの出力OとコモンNの間に接続さ
れるランプを含む共振回路の構成が図5の構成と若干異
なるが、その他の構成は図5と同じであり、図5の高周
波用の無電極ランプ点灯装置と同じ効果を有する。な
お、Q1とQ2を駆動する制御手段16は図4(a)と
同じ構成であってもよい。フィラメント付き蛍光ランプ
の場合、寿命末期においては片方或いは両方のフィラメ
ントからのエミッションがなくなる状態が発生する。例
えば図6において、両フィラメントのエミッションが無
くなると、ランプRは高抵抗に等しくなり、出力Oとコ
モンNの間にはLrとCr及び補助コンデンサC4が直
列に接続された構成となる。CrとC4の合成容量によ
って、共振周波数foが高くなるため、従来の点灯装置
ではf<foの進み位相の状態に到る。こうしたランプ
寿命末期の状態においても、本実施形態によれば、進み
位相による損失の発生或いは共振点が変わることによる
過電流を抑制することができる。即ち、CrとC4の合
成容量によって、共振周波数foが高くなり、共振電流
も増加した場合には、Q1或いはQ2を流れる電流によ
ってC1とC2を充電する時間も短くなり、これらの素
子に電流が流れている期間内にC1とC2の電圧を検知
して、Q1或いはQ2をオフする動作が保たれる。即
ち、これは、共振周波数の変化に追従して遅れ位相状態
を維持することになる。ところで、仮に、進み位相に到
ったと仮定すると、片側の還流ダイオードを流れる逆回
復電流はC1とC2を貫通して流れるため、VC1、V
C2はいずれも増加する。図1の実施形態の場合、逆回
復電流が大きい程VC1とVC2の電圧が基準値VHL
越え、比較器9、10によってQ1、Q2をオフさせる
動作が働く。また、図4の実施形態の場合、(Vcc−
VC1)と(Vcc−VC2)がゲートしきい値電圧以
下となり、Q1とQ2はオフする。このように、本実施
形態のインバータは、共振のサイクルに同期せず、動作
を停止するが、ランプ寿命末期の異常を避けるための保
護機能として、この動作停止は効果がある。
FIG. 6 shows an embodiment in which the present invention is applied to a lighting device for a fluorescent lamp. In FIG. 6, R is a fluorescent lamp with a filament. In the case of a fluorescent lamp with a filament, the configuration of a resonance circuit including a lamp connected between the output O of the inverter and the common N is slightly different from the configuration of FIG. Other configurations are the same as those of FIG. 5, and have the same effects as the high-frequency electrodeless lamp lighting device of FIG. The control means 16 for driving Q1 and Q2 may have the same configuration as in FIG. In the case of a fluorescent lamp with a filament, emission from one or both filaments may end at the end of life. For example, in FIG. 6, when the emission of both filaments is eliminated, the lamp R becomes equal to the high resistance, and the configuration is such that Lr, Cr and the auxiliary capacitor C4 are connected in series between the output O and the common N. Since the combined frequency of Cr and C4 increases the resonance frequency fo, the conventional lighting device reaches a leading phase state of f <fo. According to the present embodiment, even in such a state at the end of the lamp life, it is possible to suppress the occurrence of loss due to the advanced phase or the overcurrent due to the change of the resonance point. That is, when the resonance frequency fo increases and the resonance current increases due to the combined capacitance of Cr and C4, the time for charging C1 and C2 by the current flowing through Q1 or Q2 also decreases, and the current flows through these elements. The operation of detecting the voltages of C1 and C2 during the flowing period and turning off Q1 or Q2 is maintained. That is, this follows the change in the resonance frequency and maintains the lag phase state. By the way, if it is assumed that the leading phase has been reached, the reverse recovery current flowing through the freewheeling diode on one side flows through C1 and C2, so that VC1, V2
C2 both increase. In the case of the embodiment of FIG. 1, as the reverse recovery current increases, the voltages of VC1 and VC2 exceed the reference value VHL , and the comparators 9 and 10 operate to turn off Q1 and Q2. In the case of the embodiment of FIG. 4, (Vcc−
(VC1) and (Vcc-VC2) become equal to or lower than the gate threshold voltage, and Q1 and Q2 are turned off. As described above, the inverter of this embodiment stops operating without synchronizing with the cycle of resonance, but this stopping operation is effective as a protection function for avoiding abnormalities at the end of lamp life.

【0019】図7は、本発明を高調波抑制用高効率コン
バータに適用した実施形態を示す。図7(a)にその構
成を示す。近年、電源高調波に関する規制が実施される
にあたり、高調波抑制用高効率コンバータが数多く報告
されている。その一つは電流断続型と呼ばれるコンバー
タであり、交流電源17から受電する交流電流をローパ
スフィルタ18とダイオードD1〜D4を用いた整流回
路を通して整流し、チョークコイルLrに流す。通常の
電流断続型コンバータでは、Lrに流れる電流をパワー
半導体スイッチ素子で高周波にチョッピングし、Lrに
蓄えたエネルギーを電源コンデンサCEに供給する。L
rを流れる電流はその振幅が交流電圧に応じて変化する
ため、この高周波電流をローパスフィルタ18に通した
波形は正弦波に近い形となる。本実施形態では、整流回
路の高電位側とインバータの出力Oの間にダイオードD
5、チョークコイルLr、共振用コンデンサCrを直列
に接続すると共に、D5とLrの接続箇所をアノード
側、電源コンデンサCEの高電位側をカソード側とする
向きにダイオードD6を設け、共振型の高効率コンバー
タとする。インバータの構成及びQ1とQ2を駆動する
制御手段16は図1と同じであり、説明は省略する。ま
た、CEの両端に設けたRは負荷である。なお、Q1と
Q2を駆動する制御手段16は図4(a)と同じ構成で
あってもよい。
FIG. 7 shows an embodiment in which the present invention is applied to a high-efficiency converter for suppressing harmonics. FIG. 7A shows the configuration. In recent years, as regulations on power supply harmonics are enforced, many high-efficiency converters for suppressing harmonics have been reported. One of them is a converter called a current interrupting type, which rectifies an AC current received from an AC power supply 17 through a rectifying circuit using a low-pass filter 18 and diodes D1 to D4, and supplies the rectified current to a choke coil Lr. In a normal current interrupt type converter, the current flowing through Lr is chopped to a high frequency by a power semiconductor switch element, and the energy stored in Lr is supplied to a power supply capacitor CE. L
Since the amplitude of the current flowing through r changes according to the AC voltage, the waveform of the high-frequency current passed through the low-pass filter 18 has a shape close to a sine wave. In this embodiment, a diode D is connected between the high potential side of the rectifier circuit and the output O of the inverter.
5, a choke coil Lr and a resonance capacitor Cr are connected in series, and a diode D6 is provided in such a direction that the connection point of D5 and Lr is on the anode side and the high potential side of the power supply capacitor CE is on the cathode side. Efficiency converter. The configuration of the inverter and the control means 16 for driving Q1 and Q2 are the same as those in FIG. R provided at both ends of the CE is a load. The control means 16 for driving Q1 and Q2 may have the same configuration as in FIG.

【0020】図7(b)と(c)に、本実施形態の動作
モードを示す。図7(b)において、Q2がオンする
と、電流は整流回路からD5、Lr、Cr、Q2、C2
を通り、交流側に帰る経路で流れる。この電流はLrと
Crで共振周波数が決まる共振電流であり、波形は正弦
波状であり、振幅は交流電源17の振幅に比例する。こ
の電流によってC2の電圧VC2は増加し、その値がV
HLを越えると、Q2はオフする。Lrを流れていた電流
は、(b)の破線で示すように、Q1の還流ダイオード
QD1、CEを通って交流側に戻り、CEを充電する。
この電流によって前のサイクルで充電していたC1の電
圧VC1は減少し、その値がVLH以下になると、Q1は
オン可能となる。次に、図7(c)において、共振電流
の極性が変わり、図7(b)でCrに充電された電圧を
放電するため、Cr、Lr、D6、Q1、C1の経路で
電流が流れ、この電流によってC1の電圧は増加し、そ
の値がVHLを越えると、Q1はオフする。そして、
(c)の破線で示すように、電流はCr、Lr、D6、
CE、C2、QD2を通る経路に変わり、C2の電圧V
C2を減少させてQ2をオン可能とする。この動作は、
図1の実施形態と同様であり、違いは共振電流の振幅が
交流電源17の振幅に比例することである。この影響は
Q1とQ2のオン期間に現れる。即ち、交流電源17の
振幅が低い場合には電流も小さいため、VC1とVC2
がVHLに達する時間が長くなり、Q1とQ2のオン期間
が増加する。逆に、交流電源17の振幅が高い場合には
電流も大きく、VC1とVC2がVHLに達する時間が短
くなり、Q1とQ2のオン期間は減少する。この場合、
Q1とQ2は、交流電源17の正弦波に応じて自動的に
パルス幅変調された動作となり、交流電源17から入力
する電流は、通常の電流断続型コンバータによるチッピ
ングされた電流に比べて正弦波に近づき、高調波を低減
する。このように、本実施形態は、C1、C2を設けた
共振型インバータを用いることにより、交流電源17か
ら入力する電流の高調波を抑制することができ、また、
図1の実施形態で述べたように、還流ダイオードQD
1、QD2の逆回復が起きないため、スイッチング損失
は低減し、また、図5の実施形態で述べたように、アー
ム短絡時の保護も合わせ持つことになる。
FIGS. 7B and 7C show operation modes of the present embodiment. In FIG. 7B, when Q2 is turned on, the current is supplied from the rectifier circuit to D5, Lr, Cr, Q2, C2.
Flows through the route that returns to the AC side. This current is a resonance current whose resonance frequency is determined by Lr and Cr, has a sinusoidal waveform, and its amplitude is proportional to the amplitude of the AC power supply 17. This current causes the voltage VC2 of C2 to increase, and its value becomes V2
Q2 turns off when HL is exceeded. The current flowing through Lr returns to the AC side through the freewheeling diodes QD1 and CE of Q1, as shown by the broken line in (b), and charges CE.
This current causes the voltage VC1 of C1 charged in the previous cycle to decrease, and when the value falls below V LH , Q1 can be turned on. Next, in FIG. 7C, the polarity of the resonance current changes, and the voltage charged in Cr in FIG. 7B is discharged, so that current flows through the paths of Cr, Lr, D6, Q1, and C1, This current increases the voltage on C1, and when its value exceeds VHL , Q1 turns off. And
As shown by the broken line in (c), the current is Cr, Lr, D6,
The path changes through CE, C2, and QD2.
By reducing C2, Q2 can be turned on. This behavior is
As in the embodiment of FIG. 1, the difference is that the amplitude of the resonance current is proportional to the amplitude of the AC power supply 17. This effect appears during the ON periods of Q1 and Q2. That is, when the amplitude of the AC power supply 17 is low, the current is small, so that VC1 and VC2
There a longer time to reach V HL, the ON period of Q1 and Q2 is increased. Conversely, larger current when the amplitude of the AC power supply 17 is high, VC1 and VC2 is less time to reach V HL, the ON period of Q1 and Q2 is reduced. in this case,
Q1 and Q2 are automatically pulse width modulated according to the sine wave of the AC power supply 17, and the current input from the AC power supply 17 has a sine wave compared to the current that has been chipped by the normal current interrupt type converter. To reduce harmonics. As described above, in the present embodiment, by using the resonance type inverter provided with C1 and C2, harmonics of the current input from the AC power supply 17 can be suppressed.
As described in the embodiment of FIG.
1. Since the reverse recovery of QD2 does not occur, the switching loss is reduced and, as described in the embodiment of FIG.

【0021】なお、本実施形態では、ダイオードD5、
チョークコイルLr、共振用コンデンサCrを整流回路
の高電位側とインバータの出力Oの間に直列に接続する
こととしたが、整流回路の低電位側とインバータの出力
Oの間に直列に接続してもよい。
In this embodiment, the diode D5,
Although the choke coil Lr and the resonance capacitor Cr are connected in series between the high potential side of the rectifier circuit and the output O of the inverter, they are connected in series between the low potential side of the rectifier circuit and the output O of the inverter. You may.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高周波共振型電力変換装置において、進み位相を防止し
て必ず遅れ位相で動作することになるため、ダイオード
の逆回復電流は流れず、スイッチング損失を低減すると
共に、共振電流に同期したインバータの安定な動作を保
証することができる。また、数MHz以上で動作する無
電極ランプの点灯装置において、新たに調光機能を付加
することができると共に、スイッチング損失を低減し、
効率よく無電極ランプRを点灯させることができ、さら
に、アーム短絡時の短絡電流を自動的に絞り込み、装置
保護を図ることができる。また、通常の蛍光ランプ点灯
装置において、ランプ寿命末期に共振周波数が変化して
も、その共振周波数に追従して遅れ位相状態を維持する
ことができると共に、ランプ寿命末期の異常を避けるた
めの保護機能として、共振型電力変換装置の動作を停止
し、保護を実現することができる。また、高調波抑制用
高効率コンバータにおいて、交流電源から入力する電流
の高調波を抑制することができ、また、スイッチング損
失を低減し、さらに、アーム短絡時の保護を図ることが
できる。
As described above, according to the present invention,
In a high-frequency resonance type power converter, since the lead phase is prevented and the phase is always operated in the lag phase, the reverse recovery current of the diode does not flow, reducing the switching loss and stabilizing the inverter synchronized with the resonance current. Operation can be guaranteed. In addition, in a lighting device for an electrodeless lamp operating at several MHz or more, a new dimming function can be added, and switching loss is reduced.
The electrodeless lamp R can be efficiently turned on, and the short-circuit current at the time of arm short-circuit can be automatically narrowed to protect the device. Further, in a normal fluorescent lamp lighting device, even if the resonance frequency changes at the end of the lamp life, the delay phase can be maintained by following the resonance frequency, and protection for avoiding abnormalities at the end of the lamp life. As a function, the operation of the resonance type power converter can be stopped to realize protection. Moreover, in the high-efficiency converter for suppressing harmonics, it is possible to suppress the harmonics of the current input from the AC power supply, to reduce the switching loss, and to provide protection in the event of an arm short-circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態による共振型電力変換装置
の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a resonance type power converter according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施形態の動作シーケンスFIG. 2 is an operation sequence of the embodiment of FIG. 1;

【図3】図1の実施形態の動作モードFIG. 3 is an operation mode of the embodiment of FIG. 1;

【図4】本発明の他の実施形態による共振型電力変換装
置の構成図
FIG. 4 is a configuration diagram of a resonance type power conversion device according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明を用いた無電極ランプ点灯装置の構成図FIG. 5 is a configuration diagram of an electrodeless lamp lighting device using the present invention.

【図6】本発明を用いた蛍光ランプ点灯装置の構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a fluorescent lamp lighting device using the present invention.

【図7】本発明を用いた高調波抑制用高効率コンバータ
の構成図
FIG. 7 is a configuration diagram of a high-efficiency converter for suppressing harmonics using the present invention.

【図8】共振型電力変換装置の説明図FIG. 8 is an explanatory diagram of a resonance type power converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Q1、Q2……パワーMOSFET D1〜D6……ダイオード C1〜C4、Cr、CE……コンデンサ Lr……共振用リアクトル R……負荷、無電極ランプ或いは蛍光ランプ 1〜4……半導体スイッチ素子 5……レベルシフト手段、 6……起動停止手段(制御
手段) 7、8……NAND回路 9、10……電圧比較器、 11、12……基準電源 13〜15……駆動用電源 16……インバータの制御手段 17……交流電源、 18……ローパスフィルタ
Q1, Q2 Power MOSFETs D1 to D6 Diodes C1 to C4, Cr, CE Capacitor Lr Resonance reactor R Load, electrodeless lamp or fluorescent lamp 1-4 Semiconductor switch element 5 ... Level shift means 6... Start-stop means (control means) 7 and 8... NAND circuits 9 and 10... Voltage comparators 11 and 12. Control means 17: AC power supply 18, Low-pass filter

───────────────────────────────────────────────────── 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 H05B 41/24 M ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H05B 41/24 H05B 41/24 M

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 逆電流を阻止しない機能を有する複数の
電圧駆動型半導体素子を備えたインバータと、該インバ
ータの出力側にリアクトルとコンデンサを含む共振手段
を有し、交流電流を供給する共振型電力変換装置におい
て、前記各々の電圧駆動型半導体素子を流れる電流に応
じて充電する充電電圧手段を設け、前記電圧駆動型半導
体素子の各々の制御端子にそれぞれ任意のタイミングで
制御電圧を印加する駆動手段と、前記充電電圧と基準電
圧を比較する比較手段を具備し、前記比較手段の出力に
基づいて前記制御電圧を前記電圧駆動型半導体素子に印
加し、該素子をオン、オフすることを特徴とする共振型
電力変換装置。
1. An inverter having a plurality of voltage-driven semiconductor elements having a function of not blocking a reverse current, and a resonance type including an inductor and a capacitor on an output side of the inverter, and supplying an alternating current. In the power conversion device, charging voltage means for charging according to a current flowing through each of the voltage-driven semiconductor elements is provided, and a drive voltage for applying a control voltage to each control terminal of the voltage-driven semiconductor element at an arbitrary timing. Means for comparing the charging voltage with a reference voltage, applying the control voltage to the voltage-driven semiconductor element based on the output of the comparing means, and turning the element on and off. Resonance type power converter.
【請求項2】 請求項1において、前記電圧駆動型半導
体素子を逆方向に流れる電流に応じた前記充電電圧が第
1の基準値以下になったとき、前記電圧駆動型半導体素
子をオンさせ、前記電圧駆動型半導体素子を順方向に流
れる電流に応じた前記充電電圧が第2の基準値以上にな
ったとき、前記電圧駆動型半導体素子をオフさせること
を特徴とする共振型電力変換装置。
2. The voltage-driven semiconductor device according to claim 1, wherein the voltage-driven semiconductor device is turned on when the charging voltage according to a current flowing in the reverse direction through the voltage-driven semiconductor device becomes equal to or less than a first reference value. A resonance-type power converter, wherein the voltage-driven semiconductor device is turned off when the charging voltage corresponding to a current flowing in the voltage-driven semiconductor device in a forward direction becomes equal to or higher than a second reference value.
【請求項3】 逆電流を阻止しない機能を有する複数の
電圧駆動型半導体素子を備えたインバータと、該インバ
ータの出力側にリアクトルとコンデンサを含む共振手段
を有し、交流電流を供給する共振型電力変換装置におい
て、前記各々の電圧駆動型半導体素子を流れる電流に応
じて充電する充電電圧手段を設け、前記電圧駆動型半導
体素子の各々の制御端子にそれぞれ任意のタイミングで
制御電圧を印加する駆動手段を具備し、前記充電電圧を
前記制御電圧に重畳すると共に、前記充電電圧の大きさ
に基づいて前記電圧駆動型半導体素子をオン、オフする
ことを特徴とする共振型電力変換装置。
3. A resonant type for supplying an AC current, comprising: an inverter having a plurality of voltage-driven semiconductor elements having a function of not blocking a reverse current; and a resonance means including a reactor and a capacitor on the output side of the inverter. In the power conversion device, charging voltage means for charging according to a current flowing through each of the voltage-driven semiconductor elements is provided, and a drive voltage for applying a control voltage to each control terminal of the voltage-driven semiconductor element at an arbitrary timing. Means for superimposing the charging voltage on the control voltage, and turning on and off the voltage-driven semiconductor element based on the magnitude of the charging voltage.
【請求項4】 請求項3において、前記電圧駆動型半導
体素子を逆方向に流れる電流に応じた前記充電電圧が所
定値以下のとき、前記電圧駆動型半導体素子をオンさ
せ、前記電圧駆動型半導体素子を順方向に流れる電流に
応じた前記充電電圧が所定値以上のとき、前記電圧駆動
型半導体素子をオフさせることを特徴とする共振型電力
変換装置。
4. The voltage-driven semiconductor device according to claim 3, wherein the voltage-driven semiconductor device is turned on when the charging voltage corresponding to a current flowing through the voltage-driven semiconductor device in a reverse direction is equal to or lower than a predetermined value. A resonance-type power converter, wherein the voltage-driven semiconductor element is turned off when the charging voltage according to a current flowing through the element in a forward direction is equal to or higher than a predetermined value.
【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかにおい
て、前記駆動手段は、起動時には前記インバータを予め
設定した周波数でオン、オフさせる制御電圧を前記各電
圧駆動型半導体素子に印加すると共に、前記充電電圧手
段の電圧が所定の電圧に達した定常時には、前記各電圧
駆動型半導体素子に一定の制御電圧を印加することを特
徴とする共振型電力変換装置。
5. The voltage-driven semiconductor device according to claim 1, wherein the drive unit applies a control voltage to turn on and off the inverter at a preset frequency at the time of startup to each of the voltage-driven semiconductor elements. A resonance-type power converter, wherein a constant control voltage is applied to each of the voltage-driven semiconductor elements in a steady state when the voltage of the charging voltage means reaches a predetermined voltage.
【請求項6】 請求項1から請求項5のいずれかにおい
て、前記インバータを貫通する電流が発生したとき、該
電流に応じて増加する前記充電電圧手段の電圧に基づい
て、少なくとも一方の前記電圧駆動型半導体素子をオフ
させることを特徴とする共振型電力変換装置。
6. The method according to claim 1, wherein when a current passing through the inverter is generated, at least one of the voltages is based on a voltage of the charging voltage means that increases according to the current. A resonance type power converter, wherein a drive type semiconductor element is turned off.
【請求項7】 請求項1から請求項5のいずれかにおい
て、前記共振手段に直列にまたはその一方に並列に無電
極ランプまたは蛍光ランプを接続することを特徴とする
共振型電力変換装置。
7. The resonance type power converter according to claim 1, wherein an electrodeless lamp or a fluorescent lamp is connected to the resonance means in series or in parallel with one of the resonance means.
【請求項8】 交流電圧を整流するコンバータと、逆電
流を阻止しない機能を有する電圧駆動型半導体素子を備
えたインバータと、前記インバータの出力と前記コンバ
ータの高圧或いは低圧側の一方の端子間に設けた少なく
ともリアクトルとコンデンサを含む共振手段と、該共振
手段の電流を平滑する平滑コンデンサを備えると共に、
前記電圧駆動型半導体素子の各々の制御端子にそれぞれ
任意のタイミングで制御電圧を印加する駆動手段と、前
記各々の電圧駆動型半導体素子を流れる電流に応じて充
電する充電電圧手段と、前記充電電圧と基準電圧を比較
する比較手段を具備し、前記比較手段の出力に基づいて
前記制御電圧を前記電圧駆動型半導体素子に印加し、該
素子をオン、オフすることを特徴とする共振型電力変換
装置。
8. A converter for rectifying an AC voltage, an inverter including a voltage-driven semiconductor element having a function of preventing a reverse current, and an output between the inverter and one of a high-voltage terminal and a low-voltage terminal of the converter. Resonance means including at least the reactor and the capacitor provided, and a smoothing capacitor for smoothing the current of the resonance means,
Driving means for applying a control voltage to each control terminal of the voltage-driven semiconductor element at an arbitrary timing, charging voltage means for charging in accordance with a current flowing through each of the voltage-driven semiconductor elements, And a comparison unit for comparing the reference voltage with the reference voltage, and applying the control voltage to the voltage-driven semiconductor device based on an output of the comparison unit to turn on and off the device. apparatus.
【請求項9】 交流電圧を整流するコンバータと、逆電
流を阻止しない機能を有する電圧駆動型半導体素子を備
えたインバータと、前記インバータの出力と前記コンバ
ータの高圧或いは低圧側の一方の端子間に設けた少なく
ともリアクトルとコンデンサを含む共振手段と、該共振
手段の電流を平滑する平滑コンデンサを備えると共に、
前記電圧駆動型半導体素子の各々の制御端子にそれぞれ
任意のタイミングで制御電圧を印加する駆動手段と、前
記各々の電圧駆動型半導体素子を流れる電流に応じた充
電電圧を該素子の前記制御電圧に重畳する充電電圧手段
を具備し、前記充電電圧に基づいて前記電圧駆動型半導
体素子をオン、オフすることを特徴とする共振型電力変
換装置。
9. A converter for rectifying an AC voltage, an inverter including a voltage-driven semiconductor element having a function of preventing a reverse current, and an output between the inverter and one of a high-voltage terminal and a low-voltage terminal of the converter. Resonance means including at least the reactor and the capacitor provided, and a smoothing capacitor for smoothing the current of the resonance means,
A driving unit that applies a control voltage to each control terminal of the voltage-driven semiconductor element at an arbitrary timing, and a charging voltage corresponding to a current flowing through each of the voltage-driven semiconductor elements to the control voltage of the element. A resonance-type power converter, comprising: charging voltage means for superimposing, and turning on and off the voltage-driven semiconductor element based on the charging voltage.
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