JPH11308879A - Neutral point type inverter - Google Patents

Neutral point type inverter

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JPH11308879A
JPH11308879A JP10129978A JP12997898A JPH11308879A JP H11308879 A JPH11308879 A JP H11308879A JP 10129978 A JP10129978 A JP 10129978A JP 12997898 A JP12997898 A JP 12997898A JP H11308879 A JPH11308879 A JP H11308879A
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JP
Japan
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voltage
inverter
inductor
capacitor
neutral point
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JP10129978A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Kato
義人 加藤
Kenzo Okutsu
健三 奥津
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NIPPO DENKI KK
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NIPPO DENKI KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a neutral point type inverter from which a constant voltage can be obtained, without changing its circuit constant even when its input voltage is raised. SOLUTION: A neutral point type inverter is constituted, in such a way that commercial power supply is connected to a rectifier DP through a low-pass filter LPF and a serial circuit of a smoothing capacitor Cs and voltage dividing capacitors C1 and C2 and another serial circuit of switching elements Q1 and Q2 which alternately make turning on/off operations are connected in parallel with the output of the rectifier DB. Then diodes D1 and D2 are respectively connected in anti-parallel for the switching elements Q1 and Q2 and a drive circuit DR is connected to the elements Q1 and Q2. In addition, the serial circuit of a capacitor Cx and an inductor Lo is connected between the junctions between the voltage-dividing capacitors C1 and C2 and between the switching elements Q1 and Q2, and a load RL is connected in parallel with an inductor Lo. A constant output voltage is obtained from an inverter, by reducing the boosting effect of the inverter as a boosting inverter through causing the capacitor Cx absorb the voltage the back electromotive force of the inductor Lo.

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、交流電圧を整流し
平滑して一旦直流電圧に変換した後、さらに高周波電圧
に変換して高周波電力を負荷に供給するインバータ装置
に関し、より詳細には、中性点形インバータ装置もしく
は照明機器に好適な中性点形インバータ式安定器(以
下、両者を纏めて単に「中性点形インバータ」という)
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device for rectifying and smoothing an AC voltage, temporarily converting the AC voltage to a DC voltage, and further converting the AC voltage to a high-frequency voltage to supply high-frequency power to a load. Neutral point inverter type ballast suitable for neutral point inverter device or lighting equipment (hereinafter, both are simply referred to as "neutral point type inverter")
It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近の小型化された家電製品やOA機器
においては高性能化・高効率化のため高周波インバータ
装置が搭載されている。
2. Description of the Related Art Recently, small-sized home appliances and office automation equipment are equipped with a high-frequency inverter device for high performance and high efficiency.

【0003】また、家庭用蛍光灯器具や施設用蛍光灯器
具においては、蛍光灯を点灯させる回路方式として、従
来はチョーク限流型・漏洩変圧器型等の銅鉄型安定器と
称されるものが使用されてきたが、形状・重量および効
率の面で限界があることから、今日の蛍光灯器具には高
周波点灯式安定器(インバータ式安定器)といわれるラ
ンプ制御装置が使用されるようになり、水銀灯やメタル
ハライドランプ等のHIDランプ器具、電球型蛍光ラン
プ等にも使用されている。
[0003] Further, in a fluorescent lamp device for home use or a fluorescent lamp device for facilities, a circuit system for lighting a fluorescent lamp is conventionally called a copper-iron type ballast such as a choke current limiting type or a leakage transformer type. However, due to limitations in shape, weight, and efficiency, today's fluorescent lighting fixtures use a high-frequency lighting type ballast (inverter type ballast). It is also used for HID lamp appliances such as mercury lamps and metal halide lamps, and bulb-type fluorescent lamps.

【0004】このインバータ式安定器は、効率がよく省
電力化が図れること、ランプのチラツキや安定器の騒音
を少なくできること、軽量化が図れること等の利点があ
ることから、上記各種蛍光灯器具のインバータ化が急激
に進んでいる。
[0004] The inverter type ballast has the advantages of being efficient and capable of saving power, reducing the flicker of lamps and noise of the ballast, and achieving weight reduction. The use of inverters is rapidly increasing.

【0005】しかしながら、上記高周波インバータ装置
やインバータ式安定器(以下、これらを纏めて単に「イ
ンバータ」という。)は、一般に整流器(ダイオード)
を用い電解コンデンサで平滑して使用する全波整流のコ
ンデンサ平滑回路方式が多く用いられており、ダイオー
ドの非線形性に起因する歪波電流が商用電源に流れ、商
用電源側の入力電流に高調波電流が流れるようになり、
この高調波電流がおよぼす高調波障害の問題が顕著にな
ってきている。
However, the high-frequency inverter device and the inverter type ballast (hereinafter, these are simply referred to as an “inverter”) are generally rectifiers (diodes).
The capacitor smoothing method of full-wave rectification, which uses a smoothing with an electrolytic capacitor, is widely used.Distorted current caused by the nonlinearity of the diode flows to the commercial power supply, and harmonics are added to the input current on the commercial power supply side. The current starts to flow,
The problem of harmonic interference caused by this harmonic current has become significant.

【0006】このため、高調波電流を抑制するための回
路技術の検討がなされ、例えば、交流リアクトル挿入方
式・部分平滑方式・アクティブ平滑フィルタ方式(イン
バータ蛍光灯;電子技術,Vol.32,No3,pp.113-119参照)
・ディザー整流方式(ディザー効果を用いた高力率スイ
ッチングレギュレータ;電気学会全国大会講演論文集,N
o.546,pp.5-137参照)等が提案されている。
For this reason, circuit technologies for suppressing harmonic currents have been studied. For example, an AC reactor insertion system, a partial smoothing system, an active smoothing filter system (inverter fluorescent lamp; electronic technology, Vol. 32, No. 3, (See pp.113-119)
・ Dither rectification method (High power factor switching regulator using dither effect; Proceedings of the National Meeting of the Institute of Electrical Engineers of Japan, N
o.546, pp.5-137).

【0007】さらに、蛍光灯用の電子安定器として、デ
ィザー整流方式と同様に蛍光灯点灯用のインバータのみ
で商用電源側の入力電流の高調波成分の低減が図れる中
性点形電子安定器回路(中性点形インバータ式安定器)
の提案もなされている(簡易高調波低減回路の一方法;
著者:加藤義人氏,電気設備学会誌,Vol.12,No.10,pp.90
2-904参照)。 また、この中性点形インバータ式安定器
の理論解析についての考察もなされている(中性点形イ
ンバータによる入力電流低歪み形電子安定器の開発;著
者:加藤義人氏,照明学会誌,Vol79,No.2,pp.14-20参
照)。
Further, as an electronic ballast for a fluorescent lamp, a neutral point type electronic ballast circuit capable of reducing a harmonic component of an input current on the commercial power supply side only by an inverter for lighting a fluorescent lamp similarly to the dither rectification method. (Neutral point inverter type ballast)
(One method of a simple harmonic reduction circuit;
Author: Yoshito Kato, Journal of the Institute of Electrical Installations, Vol.12, No.10, pp.90
2-904). The theoretical analysis of this neutral point inverter type ballast is also considered (Development of low current distortion type electronic ballast using neutral point inverter; Author: Yoshito Kato, Journal of the Illuminating Engineering Institute, Vol. 79 , No. 2, pp. 14-20).

【0008】図11は中性点形インバータの基本回路図で
ある。このインバータは、商用電源Viをローパスフィル
タLPF を介して直流電圧Edに整流する全波整流器DB(構
成ダイオードは回路図において単に1〜4と記載し、明
細書中はDB1〜DB4という。)と、全波整流器DBの出力を
平滑する平滑コンデンサCsと、平滑コンデンサCsと並列
接続され直流電圧Edを分圧する分圧コンデンサC1および
C2から成る直列回路と、平滑コンデンサCsと並列接続さ
れたスイッチング素子Q1およびQ2から成る直列回路と、
分圧コンデンサC1,C2の接続点(中性点)とスイッチン
グ素子Q1,Q2の接続点(SW点)との間に接続された負荷
RLとからなる。中性点は商用電源Viの一端と接続されて
いる。
FIG. 11 is a basic circuit diagram of a neutral point type inverter. This inverter includes a full-wave rectifier DB (rectifying diodes are simply referred to as 1 to 4 in a circuit diagram, and DB1 to DB4 in the specification) for rectifying a commercial power supply Vi to a DC voltage Ed via a low-pass filter LPF. A smoothing capacitor Cs for smoothing the output of the full-wave rectifier DB, and a voltage dividing capacitor C1 connected in parallel with the smoothing capacitor Cs to divide the DC voltage Ed.
A series circuit consisting of C2, a series circuit consisting of switching elements Q1 and Q2 connected in parallel with the smoothing capacitor Cs,
Load connected between the connection point (neutral point) of voltage dividing capacitors C1 and C2 and the connection point (SW point) of switching elements Q1 and Q2
RL. The neutral point is connected to one end of the commercial power supply Vi.

【0009】このインバータの動作は、全波整流器DBの
出力に含まれるリップル電圧を平滑コンデンサCsを用い
て直流電圧Edに変換した後、スイッチング素子Q1,Q2 を
オンオフ動作させ中性点を基準に閉回路を構成し、平滑
コンデンサCsから分圧コンデンサC1またはC2を充電す
る。この充電電流が負荷RLに流れる負荷電流となり、負
荷電流が流れていない区間に逆方向の電流を確保する。
スイッチング素子Q1,Q2を高周波で交互にオンオフ動作
(インバータ動作)させると、負荷RLには商用周波数に
高周波が重畳された電圧VLが印加される。ダイオードDB
1〜DB4の電流は負荷に比例した休止期間のある高周波の
三角波状となるためローパスフィルタLPFを通すことに
より擬似正弦波状の電流波形を得る。これにより、中性
点形インバータ式装置は商用電源側の入力電流の高調波
成分の低減を可能にしている。
The inverter operates by converting the ripple voltage contained in the output of the full-wave rectifier DB into a DC voltage Ed by using a smoothing capacitor Cs, and then turning on and off the switching elements Q1 and Q2 to make the neutral point a reference. A closed circuit is configured to charge the voltage dividing capacitor C1 or C2 from the smoothing capacitor Cs. This charging current becomes a load current flowing to the load RL, and a current in the reverse direction is secured in a section where no load current flows.
When the switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on and off (inverter operation) at a high frequency, a voltage VL obtained by superimposing a high frequency on a commercial frequency is applied to the load RL. Diode DB
Since the currents 1 to DB4 have a triangular waveform of a high frequency with a pause period proportional to the load, a current waveform of a pseudo sine waveform is obtained by passing through a low-pass filter LPF. As a result, the neutral point inverter device can reduce the harmonic components of the input current on the commercial power supply side.

【0010】このような中性点形インバータは、(1) 商
用電源側にローパスフィルタLPF を挿入することで、ア
クティブ平滑フィルタ方式と同様に入力電流に含まれる
高調波成分の低減が蛍光灯点灯用のインバータのみで可
能であること、(2) ディザー整流方式のように新たな回
路とする必要がなく、既存のハーフブリッジ形安定器の
改良に適用できること、(3) 入力電流の高調波成分はI
EC規格(IEC1000-3-2) 以下にできること、(4) 入力
力率は97%以上の高力率が得られること、(5)回路構成
が簡単で、かつ、蛍光灯を負荷とした場合には、その発
光光率の低下が少ないこと、等の多くの利点を有するこ
とから、インバータ機器の高調波障害を防止する好適な
回路として使用されつつある。
[0010] Such a neutral point inverter has the following features. (1) By inserting a low-pass filter LPF on the commercial power supply side, it is possible to reduce the harmonic component contained in the input current in the same manner as in the active smoothing filter system by turning on the fluorescent lamp. (2) It is not necessary to use a new circuit as in the dither rectification method, and it can be applied to the improvement of existing half-bridge type ballasts. (3) Harmonic components of input current Is I
EC standard (IEC1000-3-2) or less, (4) High power factor of 97% or more in input power factor, (5) Simple circuit configuration and fluorescent lamp as load Has many advantages, such as a small decrease in the luminous efficiency, and is being used as a suitable circuit for preventing harmonic interference of inverter equipment.

【0011】また、本出願人は、図12に示すように、中
性点とSW点の間にインダクタLoを接続し、該インダクタ
Loと並列に負荷RLを接続することにより、一層高出力
で、かつ、安定した出力電圧を得られるようにした中性
点形インバータを提案している(特願平9-104563号参
照)。
Further, as shown in FIG. 12, the present applicant connects an inductor Lo between a neutral point and a SW point, and
By connecting a load RL in parallel with Lo, a neutral point inverter capable of obtaining a higher output and a stable output voltage has been proposed (see Japanese Patent Application No. Hei 9-104563).

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、周知のよう
に商用電源の入力電圧は、例えば日本やアメリカのよう
に100V〜120V(100V系)の場合と、ヨーロ
ッパのように220V〜240V(200V系)の場合
に分別される。したがって、例えば日本やアメリカ向け
に製造された入力電圧が100V系用の中性点形インバ
ータ装置をヨーロッパでそのまま使用すれば出力電圧が
約2倍となってしまい、逆にヨーロッパ向けに製造され
た入力電圧が200V系用の中性点形インバータ装置を
日本やアメリカでそのまま使用すれば出力電圧が約半分
となってしまうので、一定の出力電圧が得られるように
100V系の国と200V系の国に合わせて定数変更等
の設計変更が必要となる。
As is well known, the input voltage of a commercial power supply is, for example, 100 V to 120 V (100 V system) as in Japan and the United States, and 220 V to 240 V (200 V system) as in Europe. )). Therefore, for example, if a neutral point type inverter device for an input voltage of 100 V manufactured in Japan or the United States is used in Europe as it is, the output voltage will be approximately doubled, and conversely, the inverter is manufactured in Europe. If a neutral point type inverter device for 200V system is used in Japan or the United States as it is, the output voltage will be reduced to about half, so that 100V system country and 200V system can be used to obtain a constant output voltage. It is necessary to change the design such as changing the constant according to the country.

【0013】しかしながら、定数変更を行って仕向け地
対応をとるということは、部品管理や装置の仕向け地管
理を必要とし、非常に煩わしい。世界的に同種の中性点
形インバータを供給しようとすれば、定数変更等の設計
変更を要しない世界共通の装置であるのが望ましい。
However, changing the constants to correspond to the destination requires management of the parts and the destination of the apparatus, which is very troublesome. In order to supply the same type of neutral point inverter worldwide, it is desirable that the device be a universal device that does not require a design change such as a constant change.

【0014】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、中性点形インバータにおいて、例えば100V
系と200V系というように入力電圧が切り替わって
も、簡単な切り替え操作で、一定の出力電圧を得ること
を可能ならしめる装置を提供することを目的とするもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances.
It is an object of the present invention to provide a device which can obtain a constant output voltage by a simple switching operation even when an input voltage is switched between a system and a 200V system.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明による中性点形イ
ンバータは、交流電流の基本周波数を通過させ、高調波
信号を遮断する低域通過フィルタと、低域通過フィルタ
を通過した交流電圧を整流する整流器と、この整流器の
出力に並列に接続された第1および第2のコンデンサの
直列回路と、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た第1および第2の
スイッチング素子の直列回路と、この第1および第2の
スイッチング素子に夫々直流的に逆方向に並列接続(こ
のような接続を「逆並列接続」という。)された第1お
よび第2のダイオードと、第1および第2のスイッチン
グ素子を駆動する駆動回路と、整流器の交流入力の一端
と第1および第2のコンデンサの接続点とを接続し、こ
の接続点である中性点と第1および第2のスイッチング
素子の接続点(SW点)との間に接続された、第1および
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
中性点形インバータであって、負荷回路が、インダクタ
および第4のコンデンサから成る直列回路と、このイン
ダクタに発生する電圧により交流電力を供給される負荷
とからなるものであることを特徴とするものである。
A neutral point inverter according to the present invention comprises a low-pass filter for passing a fundamental frequency of an alternating current and blocking a harmonic signal, and an alternating-current voltage passing through the low-pass filter. A rectifier for rectification, a series circuit of first and second capacitors connected in parallel to the output of the rectifier, a third capacitor for smoothing the output of the rectifier, and a first capacitor connected in parallel to the output of the rectifier. And a series circuit of the second switching element, and the first and second switching elements which are connected in parallel in the DC direction in reverse to the first and second switching elements, respectively (such a connection is referred to as “inverse parallel connection”). And a drive circuit for driving the first and second switching elements, and one end of the AC input of the rectifier and a connection point of the first and second capacitors. A load circuit connected between a point and a connection point (SW point) of the first and second switching elements and supplied with AC power by alternately turning on and off the first and second switching elements. Wherein the load circuit comprises a series circuit including an inductor and a fourth capacitor, and a load to which AC power is supplied by a voltage generated in the inductor. It is characterized by the following.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明による中性点形インバータによれ
ば、中性点とSW点の間にインダクタおよびコンデンサの
直列回路を接続してインダクタに負荷を並列接続するよ
うにしたので、中性点とSW点の間にインダクタを接続し
該インダクタに負荷を並列接続して昇圧インバータ動作
をさせて高出力電圧を得ていた従来の中性点形インバー
タとは異なり、インダクタの逆起電力による電圧をコン
デンサにより吸収することができるので、昇圧インバー
タとしての動作が軽減され昇圧効果を低減させることが
できるので、例えば入力電圧を2倍としても、定数変更
を行うことなくコンデンサとインダクタを直列接続する
だけで、従来のコンデンサを接続していない中性点形イ
ンバータの場合とほぼ同じ出力電圧を得ることができる
ようになる。したがって、コンデンサを接続する/しな
いの切替えを行うようにすれば、定数変更を行うまでも
なく、入力電圧の切替えに容易に対応することができる
ようになり、コンデンサ接続の切替え除いて世界共通の
中性点形インバータを提供することができ、極めて効果
的である。
According to the neutral point inverter of the present invention, a series circuit of an inductor and a capacitor is connected between the neutral point and the SW point, and the load is connected in parallel to the inductor. Unlike the conventional neutral point type inverter which connected the inductor between the point and the SW point, connected the load in parallel to the inductor, and operated the boost inverter to obtain a high output voltage, it was based on the back electromotive force of the inductor. Since the voltage can be absorbed by the capacitor, the operation as a boost inverter can be reduced and the boost effect can be reduced. For example, even if the input voltage is doubled, the capacitor and inductor are connected in series without changing the constant. By doing so, it is possible to obtain almost the same output voltage as in the case of the conventional neutral point inverter without connecting a capacitor. Therefore, if switching of connection / non-connection of the capacitor is performed, it is possible to easily cope with the switching of the input voltage without changing the constant. A neutral point type inverter can be provided, which is extremely effective.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。最初に、中性点とSW点の間
にインダクタを接続し、該インダクタと並列に負荷RLを
接続し、且つ、該インダクタにコンデンサ(請求項でい
うところの第4のコンデンサ)を直列接続しない従来の
形態(特願平9-104563号参照)による中性点形インバー
タについて概説し、その後にインダクタに前記第4のコ
ンデンサを直列接続した本発明による中性点形インバー
タについて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, an inductor is connected between the neutral point and the SW point, a load RL is connected in parallel with the inductor, and a capacitor (a fourth capacitor in the claims) is not connected in series to the inductor. A neutral point type inverter according to a conventional form (see Japanese Patent Application No. 9-104563) will be outlined, and then a neutral point type inverter according to the present invention in which the fourth capacitor is connected in series to an inductor will be described.

【0018】図1は従来の形態による中性点形インバー
タ50の回路構成を示すものであり、この中性点形インバ
ータ50は、負荷として蛍光灯LTを使用し、該蛍光灯LTを
点灯させる中性点形インバータ式安定器を構成してい
る。
FIG. 1 shows a circuit configuration of a neutral point inverter 50 according to a conventional embodiment. This neutral point inverter 50 uses a fluorescent lamp LT as a load and turns on the fluorescent lamp LT. It constitutes a neutral point inverter type ballast.

【0019】商用電源が、インダクタLfとコンデンサCf
とから構成されるローパスフィルタLPF を介して全波整
流器DBの交流入力端子と接続されている。なお、図中、
全波整流器DBの各構成ダイオードを1,2,3,4と示
す。全波整流器DBの直流出力端子には小容量の2個のコ
ンデンサC1,C2の直列回路、および駆動(ドライブ)回
路DRにより交互にオンオフされる第1および第2のスイ
ッチング素子(トランジスタ)Q1,Q2の直列回路が、整
流器DBの出力を平滑する平滑コンデンサCsと並列接続さ
れている。スイッチング素子Q1には第1のダイオードD1
が、同じくQ2には第2のダイオードD2が、それぞれ逆並
列接続されている。また、整流器DBの交流入力の一端は
コンデンサC1,C2の接続点(中性点)と接続されてい
る。
A commercial power supply is composed of an inductor Lf and a capacitor Cf.
Are connected to the AC input terminal of the full-wave rectifier DB via a low-pass filter LPF composed of In the figure,
The constituent diodes of the full-wave rectifier DB are indicated as 1, 2, 3, and 4. A DC output terminal of the full-wave rectifier DB has a series circuit of two small-capacity capacitors C1 and C2, and first and second switching elements (transistors) Q1 and Q1 that are alternately turned on and off by a drive circuit DR. A series circuit of Q2 is connected in parallel with a smoothing capacitor Cs for smoothing the output of the rectifier DB. The switching element Q1 has a first diode D1
However, a second diode D2 is also connected in anti-parallel to Q2. One end of the AC input of the rectifier DB is connected to the connection point (neutral point) of the capacitors C1 and C2.

【0020】この中性点形インバータ50においては、ス
イッチング素子Q1,Q2としてトランジスタを使用してい
るが、オンオフを切り換えることのできる手段であれ
ば、これに限るものではなく、例えばFETやIGBT
等であってもよい。これらの素子を用いると、これら素
子に内在するダイオードを用いることができるから、ス
イッチング素子Q1,Q2と逆並列接続されたダイオードD
1,D2を省略することができ、回路がさらに簡易なもの
となる。
In the neutral point inverter 50, transistors are used as the switching elements Q1 and Q2. However, as long as the means can be switched on and off, the present invention is not limited to this. For example, FETs and IGBTs can be used.
And so on. When these elements are used, the diodes included in these elements can be used, so that the diodes D connected in anti-parallel with the switching elements Q1 and Q2 can be used.
1, D2 can be omitted, and the circuit becomes simpler.

【0021】また、駆動回路DRとしては、いわゆる他励
形でもよいし、負荷回路の自己共振周波数を帰還してな
る、いわゆる自励形でもよい。また、周知のインバータ
装置用に提供されているIC(集積回路)、例えば変形ハ
ーフブリッジ回路用のIC等を駆動回路DRに使用すること
も可能であり、装置の小型化を図ることができる。具体
的には”International Rectifier Fareast Co,Ltd”の
IR2151,IR2155,IR51H420等を使用するのが好適であ
る。なお、IR51H420を使用した場合には、第1および第
2のスイッチング素子までIC内部に含んでいるので、一
層小型の装置とすることができる。
The drive circuit DR may be a so-called separately-excited type or a so-called self-excited type obtained by feeding back the self-resonant frequency of the load circuit. Further, an IC (integrated circuit) provided for a well-known inverter device, for example, an IC for a modified half-bridge circuit or the like can be used for the drive circuit DR, so that the device can be downsized. Specifically, “International Rectifier Fareast Co, Ltd”
It is preferable to use IR2151, IR2155, IR51H420 and the like. When the IR51H420 is used, since the first and second switching elements are included in the IC, a smaller device can be obtained.

【0022】負荷回路RはインダクタLoと蛍光灯LTとか
ら構成されている。インダクタLoが中性点とスイッチン
グ素子Q1,Q2の接続点(SW点)との間に接続されてい
る。インダクタLoには蛍光灯LTとチョークコイルとして
機能するインダクタLaの直列回路が並列接続され、さら
に蛍光灯LTには共振コンデンサC4が必要に応じて並列接
続することができるように構成されている。共振コンデ
ンサC4を接続したときは、インダクタLoと共振コンデン
サC4が並列共振回路を構成し、共振コンデンサC4の両端
に発生する共振電圧が蛍光灯LTに印加される。また、負
荷として蛍光灯LT以外のものを使用する場合には、イン
ダクタLaを接続するまでもなく、負荷をインダクタLoと
直接に並列接続することも可能である。
The load circuit R comprises an inductor Lo and a fluorescent lamp LT. An inductor Lo is connected between the neutral point and the connection point (SW point) of the switching elements Q1 and Q2. A series circuit of a fluorescent lamp LT and an inductor La functioning as a choke coil is connected in parallel to the inductor Lo, and a resonance capacitor C4 can be connected in parallel to the fluorescent lamp LT if necessary. When the resonance capacitor C4 is connected, the inductor Lo and the resonance capacitor C4 form a parallel resonance circuit, and a resonance voltage generated at both ends of the resonance capacitor C4 is applied to the fluorescent lamp LT. When a load other than the fluorescent lamp LT is used, the load can be directly connected in parallel with the inductor Lo without connecting the inductor La.

【0023】以下、上記構成の中性点形インバータ50の
動作について説明する。スイッチング素子Q1,Q2のオン
オフ動作により、分圧コンデンサC1,C2および平滑コン
デンサCsに充放電電流が流れる。また、一方のスイッチ
ング素子がオンで他方のスイッチング素子がオフのと
き、インダクタLoに電流が流れエネルギが蓄えられる。
The operation of the neutral point inverter 50 having the above configuration will be described below. The charging / discharging current flows through the voltage dividing capacitors C1 and C2 and the smoothing capacitor Cs by the on / off operation of the switching elements Q1 and Q2. When one switching element is on and the other switching element is off, a current flows through the inductor Lo and energy is stored.

【0024】次に両方のスイッチング素子Q1,Q2がオフ
すると、スイッチング素子Q1,Q2に逆並列接続されたダ
イオードD1,D2を介して、それまでにインダクタLoに蓄
積されたエネルギが平滑コンデンサCsに充電され、平滑
コンデンサCsが約2Vmに昇圧される(Vmは入力正弦波電
圧Viのピーク値)。
Next, when both the switching elements Q1 and Q2 are turned off, the energy accumulated in the inductor Lo up to that point is stored in the smoothing capacitor Cs via the diodes D1 and D2 connected in antiparallel to the switching elements Q1 and Q2. Charged, the smoothing capacitor Cs is boosted to about 2 Vm (Vm is the peak value of the input sine wave voltage Vi).

【0025】これにより、分圧コンデンサC1,C2の電圧
波形は、それぞれ図2,図3に示されるような波形とな
る。但し、インダクタLo、分圧コンデンサC1,C2等の値
により、その波形は若干変わる。
As a result, the voltage waveforms of the voltage dividing capacitors C1 and C2 have waveforms as shown in FIGS. 2 and 3, respectively. However, the waveform slightly changes depending on the values of the inductor Lo, the voltage dividing capacitors C1, C2, and the like.

【0026】上記説明は平滑コンデンサCsの電圧Edが完
全な直流とした場合についてのものである。しかしなが
ら、図4に入力電圧Viと対応させて示すように、実際に
は、平滑コンデンサCsの電圧Edはリップル電圧を有す
る。このため、整流器DBを構成する各ダイオードが全て
オンではなく、入力電圧Viの0Vのそれぞれ1/4 T近傍
の区間だけダイオードDB3,DB4がオンしてダイオードに
電流(Id3,Id4)が流れ、残りはオフとなりダイオード
に電流が流れない区間が存在する。また、図4から明ら
かなように、整流器DBを構成するダイオードDB3,DB4の
オン区間はリップル電圧の大小によっては殆ど変化を生
じない。すなわち、平滑コンデンサCsの容量に拘わらず
リップル電圧のAC成分は同じ時間にクロスする。このと
き、リップル電圧の周波数は入力Viの略2倍の周波数に
なる。
The above description is for the case where the voltage Ed of the smoothing capacitor Cs is a complete direct current. However, as shown in FIG. 4 corresponding to the input voltage Vi, the voltage Ed of the smoothing capacitor Cs actually has a ripple voltage. For this reason, all the diodes constituting the rectifier DB are not turned on, and the diodes DB3 and DB4 are turned on only in a section near 1/4 T of the input voltage Vi of 0 V, and currents (Id3 and Id4) flow through the diodes. The rest is off and there is a section where no current flows through the diode. Further, as is apparent from FIG. 4, the on-period of the diodes DB3 and DB4 constituting the rectifier DB hardly changes depending on the magnitude of the ripple voltage. That is, the AC component of the ripple voltage crosses at the same time regardless of the capacity of the smoothing capacitor Cs. At this time, the frequency of the ripple voltage is approximately twice the frequency of the input Vi.

【0027】なお、このようにDB3,DB4がオンになる区
間があることが中性点形インバータ装置の特徴であり、
単なる倍電圧整流回路と異なるところである。DB3,DB4
がオンの場合は、上記説明と同様であるが、DB3,DB4が
オフの場合はこれを取り除いた構成と等価となり、この
場合は一見倍電圧整流回路が構成される。
The feature of the neutral point inverter device is that there is a section where DB3 and DB4 are turned on.
This is different from a simple voltage doubler rectifier circuit. DB3, DB4
Is on, this is the same as the above description, but when DB3 and DB4 are off, this is equivalent to a configuration in which this is removed. In this case, a voltage doubler rectifier circuit is configured at first glance.

【0028】このとき、分圧コンデンサC1,C2の電圧降
下のため、分圧コンデンサC1,C2の容量によって平滑コ
ンデンサCsの電圧Ed が上下することとなる。このた
め、分圧コンデンサC1,C2の電圧波形VC1,C2は、図
5に示されるような波形となり、負荷回路Rの電圧VRす
なわちインダクタLoの両端は図6に示されるような波形
になる。なお、図5において、電圧VC1,C2は交流ゼ
ロを境に重ね合わせて示している。
At this time, due to the voltage drop of the voltage dividing capacitors C1 and C2, the voltage Ed of the smoothing capacitor Cs rises and falls due to the capacitance of the voltage dividing capacitors C1 and C2. Therefore, the voltage waveform V C1 of the voltage dividing capacitors C1, C2, V C2 becomes a waveform as shown in FIG. 5, both ends of the voltage VR i.e. inductor Lo of the load circuit R is a waveform as shown in FIG. 6 Become. In FIG. 5, the voltages V C1 and V C2 are shown superimposed on the zero AC line.

【0029】平滑コンデンサCsの容量値と分圧コンデン
サC1,C2の容量値の比は1: 1/10000程度が望ましい。
例えば、平滑コンデンサCsの容量値が7〜10〜100μF
のとき分圧コンデンサC1,C2の容量値は0.004〜0.01 μ
F程度である。これは以下の理由と考えられる。仮に分
圧コンデンサC1、C2の容量が大きくなると、入力電圧の
交流ゼロの近傍で入力電流の休止期間が生じるようにな
り、低力率の電流波形(いわゆるコンデンサインプット
形の電流波形)となる。一方、分圧コンデンサC1,C2の
容量が小さいと平滑コンデンサCsには高電圧が得られる
が不安定となる。この点をも考慮すれば、上述のような
比が適当であるからである。
The ratio of the capacitance value of the smoothing capacitor Cs to the capacitance value of the voltage dividing capacitors C1 and C2 is desirably about 1: 1/10000.
For example, when the capacitance value of the smoothing capacitor Cs is 7 to 10 to 100 μF
The capacitance value of the voltage dividing capacitors C1 and C2 is 0.004 to 0.01 μ
It is about F. This is considered as follows. If the capacity of the voltage dividing capacitors C1 and C2 increases, a pause period of the input current occurs near the AC of the input voltage, resulting in a low power factor current waveform (a so-called capacitor input type current waveform). On the other hand, if the capacitances of the voltage dividing capacitors C1 and C2 are small, a high voltage is obtained in the smoothing capacitor Cs, but it becomes unstable. Considering this point, the above ratio is appropriate.

【0030】このように、中性点形インバータ50によれ
ば、入力電圧Viが実効値100V(Vmが約140V)の場合にお
いても、インダクタLoの両端にはおよそ270〜300V 程度
の出力電圧が得られるようになる。
As described above, according to the neutral point inverter 50, even when the input voltage Vi has an effective value of 100 V (Vm is about 140 V), an output voltage of about 270 to 300 V is applied across the inductor Lo. Will be obtained.

【0031】すなわち、上記説明のように、インダクタ
Loに高周波の交流電流が交互に流れることにより、イン
ダクタLoに高周波電圧が発生する。蛍光灯LTと並列に接
続された共振コンデンサC4によりこの電圧が共振して高
電圧を生成し、蛍光灯のフィラメントの予熱と共にこの
共振電圧により蛍光灯LTを点灯する。蛍光灯LTが点灯し
た後は、インダクタLaによるチョークコイルとしての機
能により、蛍光灯電流を一定電流にコントロールし安定
に点灯する。なお、蛍光灯の種類によっては冷陰極状態
で点灯を開始させることもできるから、この場合には共
振コンデンサC4を使用しなくてもよい。
That is, as described above, the inductor
When a high-frequency alternating current flows through Lo alternately, a high-frequency voltage is generated in the inductor Lo. This voltage resonates by the resonance capacitor C4 connected in parallel with the fluorescent lamp LT to generate a high voltage, and the fluorescent lamp LT is turned on by this resonance voltage together with the preheating of the filament of the fluorescent lamp. After the fluorescent lamp LT is turned on, the fluorescent lamp current is controlled to a constant current by the function of the inductor La as a choke coil to stably light. Note that, depending on the type of the fluorescent lamp, lighting can be started in a cold cathode state, and in this case, the resonance capacitor C4 may not be used.

【0032】また、商用電源の高調波電流については、
入力にローパスフィルタLPF を挿入することにより低減
させているので、商用電源の高調波問題に対しても十分
対応できる。むしろ、ピーク電流が流れることがないか
ら良好になる。また、このピーク電流が流れないという
ことから、平滑コンデンサCsの選定に自由度があり、リ
ップル電圧等をも加味して種々の定数を選択することが
できるようになる。これにより、最大ピークVmaxと最小
ピークVminとの差が小さい安定した高周波電圧とするこ
とが可能となる(図6参照)。
Further, regarding the harmonic current of the commercial power supply,
Since this is reduced by inserting a low-pass filter LPF into the input, it can sufficiently cope with the harmonic problem of commercial power. Rather, it is better because no peak current flows. Further, since this peak current does not flow, there is a degree of freedom in selecting the smoothing capacitor Cs, and various constants can be selected in consideration of the ripple voltage and the like. Thus, a stable high-frequency voltage having a small difference between the maximum peak Vmax and the minimum peak Vmin can be obtained (see FIG. 6).

【0033】なお、上記中性点形インバータ装置におい
ては完全平滑方式をとっていないため、小容量の平滑コ
ンデンサCsで所望の特性を得ることができるが、大容量
のコンデンサにするとリップル電圧が減少するのはいう
までもない。前述のようなアクティブ平滑フィルタ方式
やディザー整流方式等においては平滑コンデンサCsとし
て通常数100μFを必要とするのに対して、この中性
点形インバータ装置50においては7〜10μFの平滑コン
デンサCsで所望の特性を得ることができるので、平滑コ
ンデンサCsとして小型のものが使用でき装置の小型化に
好適である。
Since the above neutral point type inverter device does not employ a completely smoothing method, desired characteristics can be obtained with a small-capacity smoothing capacitor Cs. However, a large-capacity capacitor reduces the ripple voltage. Needless to say. In the active smoothing filter system and the dither rectification system as described above, several hundred μF is usually required as the smoothing capacitor Cs, whereas in the neutral point inverter device 50, a smoothing capacitor Cs of 7 to 10 μF is desired. Therefore, a small-sized smoothing capacitor Cs can be used, which is suitable for downsizing the device.

【0034】次にインダクタにコンデンサを直列接続し
た本発明による中性点形インバータ52について、図7を
参照して説明する。
Next, a neutral point type inverter 52 according to the present invention in which a capacitor is connected in series to an inductor will be described with reference to FIG.

【0035】この中性点形インバータ52は、図1に示し
たインバータ50の負荷回路のインダクタLoを、インダク
タLoとコンデンサCxから成る直列回路に置き換えた構成
としたものであり、その他の点は上述のインバータ50と
同様である。
This neutral point type inverter 52 has a configuration in which the inductor Lo of the load circuit of the inverter 50 shown in FIG. 1 is replaced with a series circuit consisting of an inductor Lo and a capacitor Cx. This is the same as the inverter 50 described above.

【0036】このようにコンデンサCxをインダクタLoに
直列接続することにより、インダクタLoの逆起電力によ
る電圧をコンデンサCxにより吸収することができ、中性
点形インバータ50の昇圧インバータとしての動作が軽減
され、上述した昇圧効果を低減させて出力電圧を低く押
さえることができるので、凡そ入力正弦波のピークに相
当する電圧を得ることができるようになり、入力電圧Vi
を2倍すなわち2Viとしても、インダクタLoの両端に
は、インバータ50において、入力電圧をViとしたのとほ
ぼ同じ出力電圧が得られるようになる。
By connecting the capacitor Cx in series with the inductor Lo in this manner, the voltage due to the back electromotive force of the inductor Lo can be absorbed by the capacitor Cx, and the operation of the neutral point inverter 50 as a boost inverter can be reduced. Since the output voltage can be suppressed low by reducing the boosting effect described above, a voltage approximately corresponding to the peak of the input sine wave can be obtained, and the input voltage Vi can be obtained.
Is doubled, that is, 2Vi, it is possible to obtain, at both ends of the inductor Lo, almost the same output voltage as when the input voltage is set to Vi in the inverter 50.

【0037】これにより、例えば入力電圧が100Vの
ときにはインバータ50のようにコンデンサCxを付けない
ものとし、入力電圧が200Vのときにはインバータ52
のようにコンデンサCxを付けたものとすればどちらも同
じ出力電圧が得られるので、コンデンサCfの耐圧変更が
必要となるものの、他の部品の定数等を変えるまでもな
くコンデンサCxの接続の有無を切り替えるだけで、入力
電圧の切替えに容易に対応することができる。これは、
例えば日本やアメリカのように入力電圧が100V〜1
20V圏の国で使用される装置にあっては図1に示した
構成のものとし、ヨーロッパのように入力電圧が220
V〜240V圏の国で使用される装置にあっては図7に
示した構成のものとするだけで同じ出力電圧が得られる
ので、コンデンサCxの接続の有無を除いて世界共通の中
性点形インバータを提供することができ、極めて効果的
である。
Thus, for example, when the input voltage is 100 V, the capacitor Cx is not attached unlike the inverter 50, and when the input voltage is 200 V, the inverter 52 is not connected.
The same output voltage can be obtained in both cases if the capacitor Cx is attached as shown in the figure.Thus, it is necessary to change the withstand voltage of the capacitor Cf. , The input voltage can be easily switched. this is,
For example, as in Japan and the United States, the input voltage is 100V ~ 1
The device used in the country of the 20V zone has the configuration shown in FIG. 1, and the input voltage is 220
The same output voltage can be obtained by using the configuration shown in FIG. 7 in the devices used in the countries of the V-240V area, so that the neutral point common to the world except for the connection of the capacitor Cx is obtained. Type inverter can be provided, which is extremely effective.

【0038】次に図8および図9を参照して、トランス
の1次巻線を上述のインダクタに置き換えた態様の中性
点形インバータについて説明する。なお、この図8およ
び図9において、図1および図7中の要素と同等の要素
には同番号を付し、それらについての説明は特に必要の
ない限り省略する。最初に、コンデンサCxを接続してい
ない場合について、図8を参照して概説する。
Next, a neutral point inverter in which the primary winding of the transformer is replaced with the above-described inductor will be described with reference to FIGS. 8 and 9, the same elements as those in FIGS. 1 and 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted unless otherwise required. First, the case where the capacitor Cx is not connected will be outlined with reference to FIG.

【0039】図8に示すように、この中性点形インバー
タ54は、中性点とSW点の間にトランスT1の1次巻線を接
続し、トランスT1の2次巻線間に蛍光灯LTを並列接続
し、さらに蛍光灯LTと共振コンデンサC4を並列接続した
ものである。トランスT1の2次巻線と共振コンデンサC4
が並列共振回路を構成しており、共振コンデンサC4の両
端に発生する共振電圧が蛍光灯LTに印加され安定に点灯
する。なお、蛍光灯LTの予熱用にトランスT1の2次巻線
の両端にタップを設け、蛍光灯LTのフィラメントの予熱
後点灯させて、蛍光灯LTの急速点灯を緩和させるように
してもよい。
As shown in FIG. 8, the neutral point inverter 54 has a primary winding of a transformer T1 connected between the neutral point and the SW point, and a fluorescent lamp between the secondary winding of the transformer T1. LT is connected in parallel, and fluorescent lamp LT and resonance capacitor C4 are connected in parallel. Secondary winding of transformer T1 and resonance capacitor C4
Constitutes a parallel resonance circuit, and a resonance voltage generated at both ends of the resonance capacitor C4 is applied to the fluorescent lamp LT to stably light. Note that taps may be provided at both ends of the secondary winding of the transformer T1 for preheating the fluorescent lamp LT, and the filament may be turned on after the filament of the fluorescent lamp LT is preheated, thereby alleviating the rapid lighting of the fluorescent lamp LT.

【0040】トランスT1の1次巻線を1次インダクタLe
で置き換えることにより、中性点とSW点の間にはインダ
クタLeが接続されたことと等価となるから、前述の図1
に示したインバータ50と同様の動作をすることがわか
る。また、このインバータ54は、トランスT1を使用して
いるので、トランスT1の1次巻線(1次インダクタ)Le
に供給された電力を効果的に2次側に接続された蛍光灯
LTに伝達することができる。
The primary winding of the transformer T1 is connected to the primary inductor Le.
Is equivalent to the connection of the inductor Le between the neutral point and the SW point.
It can be seen that the same operation as the inverter 50 shown in FIG. Since the inverter 54 uses the transformer T1, the primary winding (primary inductor) Le of the transformer T1 is used.
Lamp that is connected to the secondary side effectively using the power supplied to the
It can be transmitted to LT.

【0041】このインバータ54においては、トランスT1
の2次巻線により蛍光灯LTに高周波電圧を供給するよう
にしたことにより、1次側の設計に左右されることなく
蛍光灯LTの種類に応じて自由に所望の高周波電圧を得る
ことができる。すなわち、トランスT1の1次側に高周波
の交流電流が交互に流れることにより、トランスT1の2
次側に巻線比に応じた高周波電圧が発生する。蛍光灯LT
と並列に接続された共振コンデンサC4により2次側電圧
が共振して、蛍光灯LTのフィラメントの予熱と共にこの
共振電圧(高電圧)により蛍光灯LTを点灯する。トラン
スT1はリーケージタイプの変圧器であり蛍光灯電流を一
定電流にコントロールし安定に点灯する。さらに、トラ
ンスT1を介して蛍光灯LTに電力を供給するので、商用電
源の1次側と絶縁され安全性の面でも優れたものとなっ
ている。なお、上記蛍光灯LTのように、印加電圧に対す
る抵抗値が負特性を示す負荷を使用する場合には、上述
と同様にトランスT1としてリーケージタイプの変圧器を
使用し、正特性を示す負荷を使用する場合には、通常の
変圧器を使用するとよい。
In the inverter 54, the transformer T1
A high frequency voltage is supplied to the fluorescent lamp LT by the secondary winding of the fluorescent lamp LT, so that a desired high frequency voltage can be freely obtained according to the type of the fluorescent lamp LT without depending on the design of the primary side. it can. That is, the high-frequency alternating current alternately flows through the primary side of the transformer T1, and the
A high-frequency voltage corresponding to the winding ratio is generated on the secondary side. Fluorescent lamp LT
The secondary side voltage resonates by the resonance capacitor C4 connected in parallel with the fluorescent lamp LT, and the fluorescent lamp LT is turned on by the resonance voltage (high voltage) together with the preheating of the filament of the fluorescent lamp LT. Transformer T1 is a leakage type transformer that controls the fluorescent lamp current to a constant current and stably lights. Further, since power is supplied to the fluorescent lamp LT via the transformer T1, the fluorescent lamp LT is insulated from the primary side of the commercial power supply, and is excellent in safety. When a load having a negative resistance with respect to an applied voltage is used as in the fluorescent lamp LT, a leakage type transformer is used as the transformer T1 as described above, and a load having a positive characteristic is used. If used, a normal transformer may be used.

【0042】次に、トランスの1次巻線にコンデンサを
直列接続した態様の本発明による中性点形インバータ56
について、図9を参照して説明する。
Next, a neutral point type inverter 56 according to the present invention in which a capacitor is connected in series to the primary winding of the transformer.
Will be described with reference to FIG.

【0043】このインバータ56は、トランスT1の1次巻
線のコンデンサC1,C2の接続点側すなわち中性点側に、
該1次巻線(1次インダクタ)と直列接続されるように
コンデンサCxを追加している。このようにすれば、1次
インダクタに供給された電力を効果的に2次側に伝達し
つつ高周波電圧に応じた巻線比を設定でき、また2次巻
線と1次側とを絶縁して安全性にも優れた構成とするこ
とができるとともに、上述の図7に示したインバータ52
と同様に、コンデンサCxの接続の有無を切り替えること
によって入力電圧の切替えにも容易に対応することがで
きるようになる。
The inverter 56 is connected to the connection point between the capacitors C1 and C2 of the primary winding of the transformer T1, that is, to the neutral point side.
A capacitor Cx is added so as to be connected in series with the primary winding (primary inductor). In this way, it is possible to set the winding ratio according to the high frequency voltage while effectively transmitting the power supplied to the primary inductor to the secondary side, and to insulate the secondary winding from the primary side. In addition to the above-described configuration, the inverter 52 shown in FIG.
Similarly to the above, by switching the connection / non-connection of the capacitor Cx, it is possible to easily cope with the switching of the input voltage.

【0044】なお、上述のように、コンデンサをインダ
クタに直列接続し、インダクタと負荷を並列接続すると
いう本発明の基本的な構成については、図7や図9に示
したものに限らず、図10にその基本回路図を示すよう
に、図12に示したインダクタに負荷を並列接続した従来
の種々の中性点形インバータであれば、どのようなもの
にも適用することができる。
As described above, the basic configuration of the present invention in which a capacitor is connected in series to an inductor and an inductor and a load are connected in parallel is not limited to those shown in FIGS. As shown in the basic circuit diagram of FIG. 10, the present invention can be applied to any conventional neutral point inverter having a load connected in parallel to the inductor shown in FIG.

【0045】例えば、図9に示した構成において、トラ
ンスT1の1次巻線にさらにインダクタを直列接続しても
よい。このインダクタの追加により、トランスT1の1次
巻線間に発生する電圧を該インダクタに発生する電圧分
だけ低下させることができ、トランスT1の巻線比を変更
することなく、トランスT1の2次側に接続される負荷に
合わせて、所定の電圧に降圧することができ、トランス
T1の発熱をも防止することができる。
For example, in the configuration shown in FIG. 9, an inductor may be further connected in series to the primary winding of the transformer T1. By adding this inductor, the voltage generated between the primary windings of the transformer T1 can be reduced by the voltage generated in the inductor, and the secondary winding of the transformer T1 can be changed without changing the turns ratio of the transformer T1. Can be stepped down to a predetermined voltage according to the load connected to the
The heat generation of T1 can also be prevented.

【0046】また、トランスT1をオートトランスに変更
し、このオートトランスの一端とタップ出力との間に蛍
光灯LT等の負荷を接続してもよい。この場合には、上述
のトランスT1の1次巻線にインダクタを直列接続したも
のと同様の動作をする。
Further, the transformer T1 may be changed to an automatic transformer, and a load such as a fluorescent lamp LT may be connected between one end of the automatic transformer and the tap output. In this case, the same operation as that in which the inductor is connected in series to the primary winding of the transformer T1 is performed.

【0047】さらに蛍光灯電流(交流電流)の交流ゼロ
の交差点を検出するゼロクロス検出回路を備え、このゼ
ロクロス検出回路の出力に基づいて駆動回路DRを制御す
るようにしてもよい。一般的には、蛍光灯LTが点灯を開
始する時と点灯継続時とでは、トランスT1の2次巻線,
蛍光灯LTおよび共振コンデンサC4とからなる共振回路の
共振周波数が変動するが、ゼロクロス検出回路により蛍
光灯電流の交流ゼロの交差点を検出してこの周波数変動
を検知すれば、常に最適な状態で蛍光灯LTに高周波電圧
が印加されるように駆動回路を制御することができるよ
うになる。
Further, a zero-cross detection circuit for detecting a crossing point of AC zero of the fluorescent lamp current (AC current) may be provided, and the driving circuit DR may be controlled based on the output of the zero-cross detection circuit. Generally, the secondary winding of the transformer T1 is used when the fluorescent lamp LT starts lighting and when the fluorescent lamp LT continues lighting.
The resonance frequency of the resonance circuit consisting of the fluorescent lamp LT and the resonance capacitor C4 fluctuates.If the zero-crossing detection circuit detects the intersection of the fluorescent lamp current with AC zero and detects this frequency fluctuation, the fluorescent light will always be in the optimum state. The drive circuit can be controlled so that the high frequency voltage is applied to the lamp LT.

【0048】なお、本発明による中性点形インバータに
おいては、負荷回路の異常状態を検知して、異常時には
駆動回路DRの動作を停止させて、該インバータの信頼性
を向上させるのが望ましい。
In the neutral point inverter according to the present invention, it is desirable to detect an abnormal state of the load circuit and stop the operation of the drive circuit DR when an abnormality occurs to improve the reliability of the inverter.

【0049】具体的には、例えば蛍光灯に異常電圧が発
生している,異常電流が流れている,フィラメントが切
れている,蛍光灯がリークしている,不適合サイズの蛍
光灯が接続されている,あるいは蛍光灯が装着されてい
ない等該装置の異常状態を検知し、異常状態にあると判
定したときは、駆動回路の動作を停止させてスイッチン
グ素子のドライブを停止し、スイッチング素子や負荷回
路等の各素子の劣化や破壊を防止するのが望ましい。負
荷回路の異常状態を検知する方法としては、例えばトラ
ンスの2次側に発生する電圧や2次側に流れる電流を検
出するという方法、抵抗とコンデンサとからなるスナバ
回路をスイッチング素子に並列接続して該スナバ回路に
発生する電圧により異常状態を検出するという方法があ
る。
Specifically, for example, an abnormal voltage is generated in the fluorescent lamp, an abnormal current is flowing, the filament is broken, the fluorescent lamp is leaking, and a fluorescent lamp of an inappropriate size is connected. If the device detects an abnormal state, such as the presence of a fluorescent lamp or no fluorescent lamp, and determines that the device is in an abnormal state, the operation of the drive circuit is stopped to stop the drive of the switching element, and the switching element and the load are stopped. It is desirable to prevent deterioration and destruction of each element such as a circuit. As a method of detecting an abnormal state of the load circuit, for example, a method of detecting a voltage generated on the secondary side of the transformer or a current flowing on the secondary side, or connecting a snubber circuit including a resistor and a capacitor in parallel to the switching element. Then, there is a method of detecting an abnormal state by a voltage generated in the snubber circuit.

【0050】また駆動回路の動作を停止させるに際して
は、例えばサイリスタを用いて、異常状態となったらサ
イリスタを動作させて駆動回路への電圧供給を停止する
とよい。あるいは起動回路を設け、中性点形インバータ
への電源投入時には、該起動回路から駆動回路への電源
供給を行い、所定時間経過後は自らの出力電圧から電源
供給を行うようにして、異常時には出力電圧からの電源
供給が行われないようにしてもよい。
When the operation of the drive circuit is stopped, it is preferable to stop the voltage supply to the drive circuit by operating the thyristor when an abnormal state occurs, for example, by using a thyristor. Alternatively, a startup circuit is provided, when power is supplied to the neutral point inverter, power is supplied from the startup circuit to the drive circuit, and after a predetermined time has elapsed, power is supplied from its own output voltage. Power supply from the output voltage may not be performed.

【0051】また、上記説明においては負荷として、特
に蛍光灯を用いたものについて説明したが、これに限ら
ず交流電力を供給されることにより稼働するものである
限り種々のものに適用することができる。その際には負
荷と並列接続されている共振コンデンサは必ずしも必要
ではない。
In the above description, a load using a fluorescent lamp has been described as a load. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to various loads as long as the load is operated by supplying AC power. it can. In that case, the resonance capacitor connected in parallel with the load is not always necessary.

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

【図1】インダクタと蛍光灯(負荷)を並列接続した中
性点形インバータの回路図
FIG. 1 is a circuit diagram of a neutral point inverter in which an inductor and a fluorescent lamp (load) are connected in parallel.

【図2】上記中性点形インバータの第1のコンデンサの
電圧波形図
FIG. 2 is a voltage waveform diagram of a first capacitor of the neutral point inverter.

【図3】上記中性点形インバータの第2のコンデンサの
電圧波形図
FIG. 3 is a voltage waveform diagram of a second capacitor of the neutral point inverter.

【図4】上記中性点形インバータの平滑コンデンサの電
圧波形図
FIG. 4 is a voltage waveform diagram of a smoothing capacitor of the neutral point inverter.

【図5】上記中性点形インバータの第1および第2のコ
ンデンサの電圧波形図(実際のもの)
FIG. 5 is a voltage waveform diagram (actual) of the first and second capacitors of the neutral point inverter.

【図6】上記中性点形インバータの負荷の電圧波形図FIG. 6 is a voltage waveform diagram of a load of the neutral point inverter.

【図7】コンデンサとインダクタを直列接続した本発明
による中性点形インバータの回路図
FIG. 7 is a circuit diagram of a neutral point inverter according to the present invention in which a capacitor and an inductor are connected in series.

【図8】インダクタをトランスの1次巻線に置き換えた
態様の中性点形インバータの回路図
FIG. 8 is a circuit diagram of a neutral point inverter in which an inductor is replaced by a primary winding of a transformer.

【図9】コンデンサとトランスの1次巻線を直列接続し
た本発明による中性点形インバータの回路図
FIG. 9 is a circuit diagram of a neutral point inverter according to the present invention in which a capacitor and a primary winding of a transformer are connected in series.

【図10】本発明による中性点形インバータの基本回路
FIG. 10 is a basic circuit diagram of a neutral point inverter according to the present invention.

【図11】中性点形インバータの基本回路図FIG. 11 is a basic circuit diagram of a neutral point inverter.

【図12】インダクタと負荷を並列接続した中性点形イ
ンバータの基本回路図
FIG. 12 is a basic circuit diagram of a neutral point inverter in which an inductor and a load are connected in parallel;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Vi 交流電源 LPF ローパスフィルタ DB 整流器 Q1,Q2スイッチング素子 D1,D2ダイオード C1,C2 分圧コンデンサ(第1および第2のコンデン
サ) Cs 平滑コンデンサ(第3のコンデンサ) C4 共振コンデンサ DR 駆動回路 Lo インダクタ R 負荷回路 LT 蛍光灯(負荷)
Vi AC power supply LPF Low pass filter DB rectifier Q1, Q2 Switching element D1, D2 diode C1, C2 Voltage dividing capacitor (first and second capacitors) Cs Smoothing capacitor (third capacitor) C4 Resonant capacitor DR drive circuit Lo inductor R Load circuit LT fluorescent lamp (load)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電流の基本周波数を通過させ、高調
波信号を遮断する低域通過フィルタと、 前記低域通過フィルタを通過した交流電圧を整流する整
流器と、 該整流器の出力に接続された第1および第2のコンデン
サの直列回路と、 前記整流器の出力を平滑する第3のコンデンサと、 前記整流器の出力に接続された第1および第2のスイッ
チング素子の直列回路と、 該第1および第2のスイッチング素子に夫々直流的に逆
方向となるように並列接続された第1および第2のダイ
オードと、 前記第1および第2のスイッチング素子を駆動する駆動
回路と、 前記整流器の交流入力の一端と前記第1および第2のコ
ンデンサの接続点とを接続し、該接続点と前記第1およ
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、該第1および第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
とから構成される中性点形インバータにおいて、 前記負荷回路が、インダクタおよび第4のコンデンサか
らなる直列回路と、該インダクタと並列接続され該イン
ダクタに発生する電圧により前記交流電力を供給される
負荷とからなるものであることを特徴とする中性点形イ
ンバータ。
1. A low-pass filter that passes a fundamental frequency of an alternating current and cuts off a harmonic signal, a rectifier that rectifies an AC voltage that has passed through the low-pass filter, and is connected to an output of the rectifier. A series circuit of first and second capacitors; a third capacitor for smoothing the output of the rectifier; a series circuit of first and second switching elements connected to the output of the rectifier; A first and a second diode connected in parallel to the second switching element so as to be in the opposite direction in the DC direction, a drive circuit for driving the first and the second switching element, and an AC input of the rectifier Is connected to a connection point of the first and second capacitors, and the first and second capacitors are connected between the connection point and a connection point of the first and second switching elements. And a load circuit to which AC power is supplied by alternately turning on and off the two switching elements, wherein the load circuit comprises: a series circuit including an inductor and a fourth capacitor; A neutral point inverter comprising a load connected in parallel with the inductor and supplied with the AC power by a voltage generated in the inductor.
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