JPH11356060A - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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JPH11356060A
JPH11356060A JP10197933A JP19793398A JPH11356060A JP H11356060 A JPH11356060 A JP H11356060A JP 10197933 A JP10197933 A JP 10197933A JP 19793398 A JP19793398 A JP 19793398A JP H11356060 A JPH11356060 A JP H11356060A
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JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
capacity capacitor
auxiliary inductor
power supply
switching element
Prior art date
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Pending
Application number
JP10197933A
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English (en)
Inventor
Ikuo Nakazawa
育男 中澤
Seiji Sakuma
清二 佐久間
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Hitachi Lighting Ltd
Original Assignee
Hitachi Lighting Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11356060A publication Critical patent/JPH11356060A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高力率で動作するハーフブリッジ形のインバー
タ装置を提供する。 【解決手段】ハーフブリッジ形のインバータ装置に次の
構成を足し加える。第一大容量コンデンサ31と直列に
接続する第一補助インダクタ41を備える。第二大容量
コンデンサ42・インバータ負荷50の回路と直列に接
続する第二補助インダクタ42を備える。さらに、第一
補助インダクタ41に蓄積する電磁エネルギを第二フラ
イホイールダイオード72を介して受けて充電し、かつ
第二スイッチング素子62およびインバータ負荷50を
介して放電する小容量コンデンサ20を備える。整流電
源10の電圧瞬時値が低い谷間期であっても、該整流電
源10は第一補助インダクタ41・小容量コンデンサ2
0によって付勢され、断続的な給電作用を営む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はハーフブリッジ形イ
ンバータを主体とするインバータ装置に関するものであ
る。ここにおけるインバータ装置の用語なインバータを
含み、かつその電源回路および負荷回路を含む。
【0002】
【従来の技術】交流電源電圧を整流する整流電源を備
え、前記整流電源両端に接続する第一スイッチング素子
・第二スイッチング素子を含むスイッチング回路を備
え、前記各第一スイッチング素子と逆並列に接続する第
一フライホイールダイオードを備え、前記各第二スイッ
チング素子と逆並列に接続する第二フライホイールダイ
オードを備え、インバータ負荷を備え、前記第一スイッ
チング素子・インバータ負荷を跨ぐ位置に接続する第一
大容量コンデンサを備え、前記第二スイッチング素子・
インバータ負荷を跨ぐ位置に接続する第二大容量コンデ
ンサを備える構成のインバータ装置は公知である。それ
はブリッジ回路を形成する4個のスイッチング素子の2
個を大容量コンデンサに置換するタイプのハーフブリッ
ジ形である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のハーフブリ
ッジ形は基本的に低力率である。それは整流電源両端に
大容量コンデンサが接続されるためである。整流電源電
圧の瞬時値が低い谷間期であっても、大容量コンデンサ
に所要の電圧が保持されるので、安定なインバータ動作
を保持する。しかし、その谷間期に整流電源・交流電源
からの給電が途絶えるため、低力率となる。本発明の目
的は高力率で動作するハーフブリッジ形のインバータ装
置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は前記ハーフブリ
ッジ形のインバータ装置と基本的には同じであるが、そ
れに次のような構成を足し加える。第一大容量コンデン
サと直列に接続する第一補助インダクタを備える。第二
大容量コンデンサ・インバータ負荷の回路と直列に接続
する第二補助インダクタを備える。さらに、前記第一補
助インダクタに蓄積する電磁エネルギを第二フライホイ
ールダイオードを介して受けて充電し、かつ前記第二ス
イッチング素子・インバータ負荷を介して放電する小容
量コンデンサを備える。整流電源の電圧瞬時値が低い谷
間期であっても、該整流電源は前記第一補助インダクタ
・小容量コンデンサによって付勢され、断続的な給電作
用を営む。
【0005】
【発明の実施の形態】図1を使って説明する。図1装置
は交流電源11電圧を整流する整流電源10を備える。
整流電源10両端に接続する第一スイッチング素子61
・第二スイッチング素子62を含むスイッチング回路を
備える。各第一スイッチング素子61と逆並列に接続す
る第一フライホイールダイオード71を備える。各第二
スイッチング素子62と逆並列に接続する第二フライホ
イールダイオード72を備える。インバータ負荷50を
備える。第一スイッチング素子61・インバータ負荷5
0を跨ぐ位置に接続する第一大容量コンデンサ31を備
える。第二スイッチング素子62・インバータ負荷50
を跨ぐ位置に接続する第二大容量コンデンサ32を備え
る。第一大容量コンデンサ31と直列に接続する第一補
助インダクタ41を備える。第二大容量コンデンサ32
・インバータ負荷50の回路と直列に接続する第二補助
インダクタ42を備える。第一補助インダクタ41に蓄
積する電磁エネルギを第二フライホイールダイオード7
2を介して受けて充電し、かつ第二スイッチング素子6
2・インバータ負荷50を介して放電する小容量コンデ
ンサ20を備える。
【0006】図1装置の一般的な事項について補足す
る。整流電源10は交流電源11を含み、かつ整流用ダ
イオード12〜15を含む。第一スイッチング素子61
・第二スイッチング素子62はトランジスタである。そ
れらを交互にオンオフさせる図外のスイッチング制御回
路が付属する。各フライホイールダイオード71・72
は各スイッチング素子61・62に寄生するいわゆる寄
生ダイオードであっても構わない。図1回路の特徴事項
等について更に補足する。インバータ負荷50は放電灯
点灯回路であり、放電灯(蛍光ランプ)51とその非電
源側端子間に接続される予熱用コンデンサ52を含む。
放電灯点灯回路の通常形は放電灯51と直列のバラスト
用インダクタを含むが、図1にはそれがない。それは第
一補助インダクタ41・第二補助インダクタ42をバラ
スト用インダクタとして使えるためである。本発明の好
ましい実施形態は、誘導性のインバータ負荷50であ
り、かつその誘導性の一部または全部を各補助インダク
タ41・42で賄うことである。第一大容量コンデンサ
31・第二大容量コンデンサ32は小容量コンデンサ2
0よりも大容量のものである。第一補助インダクタ41
は第一大容量コンデンサ31と直列でなければならな
い。第二補助インダクタ42は第二大容量コンデンサ3
2と直列でも、インバータ負荷50と直列でも構わな
い。図1は前者の事例である。第一補助インダクタ41
の主要な役割りは小容量コンデンサ20を適宜に充電す
ることである。図1の場合は第二補助インダクタ41も
同様に作用する。小容量コンデンサ20の主要な役割は
整流電源10の給電を促すことである。
【0007】図1回路の第一スイッチング素子61・第
二フライホイールダイオード72・第二スイッチング素
子62・第一フライホイールダイオード71はこの記載
の順(8字筆順)にオンする。それらの各オン期間の動
作は次のようなものである。 (10)第一スイッチング素子61がオンのとき (11)31→61→50→41→31の閉回路に電流
が流れる。第一大容量コンデンサ31が放電し、第一補
助インダクタ41が充電する。 (12)20→61→50→42→32→20の閉回路
に電流が流れる。小容量コンデンサ20が放電し、第二
補助インダクタ42が充電(電磁エネルギの蓄積)し、
第二大容量コンデンサ32が充電する。小容量コンデン
サ20電圧が適度に小さくなると10→61→50→4
2→32→10の閉回路に電流が流れる。それによて整
流電源10からの給電がなされ、第二補助インダクタ4
2が放電(電磁エネルギの放出)し、第二大容量コンデ
ンサ32が充電する。 (20)第二フライホイールダイオード72がオンのと
き (21)41→31→20→72→50→41の閉回路
に電流が流れる。第一補助インダクタ41が放電し、第
一大容量コンデンサ31が放電し、小容量コンデンサ2
0が充電する。小容量コンデンサ20電圧は十分に大き
くなる。
【0008】(22)42→32→72→50→42の
閉回路に電流が流れる。第二補助インダクタ42が放電
し、第二大容量コンデンサ32が充電する。 (30)第二スイッチング素子62がオンのとき (31)20→31→41→50→62→20の閉回路
に電流が流れる。小容量コンデンサ20が放電し、第一
大容量コンデンサ31が充電し、第一補助インダクタ4
1が充電する。小容量コンデンサ20電圧が小さくなる
と10→31→41→50→62→10の閉回路に電流
が流れる。それにより、整流電源10からの給電がなさ
れ、第一大容量コンデンサ31が充電し、第一補助イン
ダクタ41が放電する。 (32)32→42→50→62→32の閉回路に電流
が流れる。第二大容量コンデンサ32が放電し、第二補
助インダクタ42が充電する。 (40)第一フライホイールダイオード71がオンのと
き (41)41→50→71→31→41の閉回路に電流
が流れる。第一補助インダクタ41が放電し、第一大容
量コンデンサ31が充電する。 (42)42→50→71→20→32→42の閉回路
に電流が流れる。第二補助インダクタ42が放電し、第
二大容量コンデンサ32が放電し、小容量コンデンサ2
0が充電する。小容量コンデンサ20電圧は十分に大き
くなる。 (50)第一スイッチング素子61がターンオンする
と、冒頭の前記(10)以降の動作を再び繰り返す。以
上の過程でインバータ負荷50に高周波電流が供給され
る。また、その間に小容量コンデンサ20・第一補助イ
ンダクタ41・第二補助インダクタ42が充放電する
が、それらの電流のほとんどはインバータ負荷50を経
由する。そのため、動作に無駄がなく、高効率となる。
前記インバータ動作がまだ始まらない交流電源11投入
時の動作説明は割愛したが、その直後の各大容量コンデ
ンサ31・32充電(初期充電)は10→31→41→
42→30→10の閉回路を介してなされる。その経路
上に各補助インダクタ41・42が加わるので、過大な
突入電流は流れない。図1の場合のインバータ負荷50
電圧ないしは電流は回路そのものが対称であるために、
正負対称な波形となる。これはインバータ負荷50、例
えば放電灯点灯回路50にとって好ましい波形である。
【0009】図1の第一大容量コンデンサ31・第二大
容量コンデンサ32の直列回路に第一補助インダクタ4
1・第二補助インダクタ42が加わる。もしも、第一補
助インダクタ41・第二補助インダクタ42のない純粋
な大容量コンデンサ31・32回路が整流電源10に直
に接続されるのであれば、前記同様の理由で低力率動作
となる。本発明実施上は第一大容量コンデンサ31・第
二大容量コンデンサ32の直列回路に少なくとも第一補
助インダクタ41は参加しなければならない。本明細書
においては、参加する方を便宜的に第一補助インダクタ
41と定義し、参加しなくてもかまわない方を第二補助
インダクタ42と定義する。第二補助インダクタ42は
直列回路31・32に参加しなくても構わないが、その
場合の第二補助インダクタ42は前記のごとくインバー
タ負荷50と直列である。外見的にはインバータ負荷5
0の誘導インピーダンスの全部ないしは一部となる。図
1の小容量コンデンサ20は整流電源10給電に先立っ
て放電し、それによって整流電源10給電を促す役割を
負う。また、整流電源10電圧の瞬時値が小さい谷間期
に一時的にその電圧不足を補い、安定なインバータ動作
を保持する役割を負う。したがって、小容量コンデンサ
20は必要である。図1の小容量コンデンサ20は整流
10電源端子a・bに直に接続されるが、その点はたと
えば図2のように変更することが可能である。
【0010】図2の小容量コンデンサ20の上端は前記
a端子ではなくc端子に接続される。図2の小容量コン
デンサ20は第一大容量コンデンサ31を介して整流電
源10に並列に接続される。図2の場合の20−31の
直列回路は図1の小容量コンデンサ20単独回路に対応
する。しかし、実質的に等価であり、同効である。図2
の小容量コンデンサ20は端子b・cに接続される。そ
れに加えて端子a・dに別の小容量コンデンサを接続す
ることも可能である。この場合の追加の小容量コンデン
サは図2の小容量コンデンサ20と実質的に並列とな
る。また、図2の小容量コンデンサ20を端子c・dに
繋ぎ変えることも可能である。この場合の端子c・d間
の小容量コンデンサ20は各大容量コンデンサ31・サ
32を介して整流電源10と実質的に並列に接続される
ので、これでも同効である。
【0011】
【発明の効果】本発明は第一大容量コンデンサと直列に
接続する第一補助インダクタを備え、第一補助インダク
タに蓄積する電磁エネルギを第二フライホイールダイオ
ードを介して受けて充電し、かつ第二スイッチング素子
およびインバータ負荷を介して放電する小容量コンデン
サを備えることを主たる特徴事項とするもでである。こ
れによれば、高力率で動作するハーフブリッジ形のイン
バータ装置が得られる。また、それを応用した安価な放
電灯点灯装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の回路図である。
【図2】その変形例を示す回路図である。
【符号の説明】
10:整流電源 11:交流電源 20:小容量コンデンサ 31:第一大容量コンデンサ 32:第二大容量コンデンサ 41:第一補助インダクタ 42:第二補助インダクタ 50:インバータ負荷 61:第一スイッチング素子 62:第二スイッチング素子 71:第一フライホイールダイオード 72:第二フライホイールダイオード

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流電源(11)電圧を整流する整流電源
    (10)を備え、前記整流電源(10)両端に接続する
    第一スイッチング素子(61)・第二スイッチング素子
    (62)を含むスイッチング回路を備え、前記各第一ス
    イッチング素子(61)と逆並列に接続する第一フライ
    ホイールダイオード(71)を備え、前記各第二スイッ
    チング素子(62)と逆並列に接続する第二フライホイ
    ールダイオード(72)を備え、インバータ負荷(5
    0)を備え、 前記第一スイッチング素子(61)・インバータ負荷
    (50)を跨ぐ位置に接続する第一大容量コンデンサ
    (31)を備え、前記第二スイッチング素子(62)・
    インバータ負荷(50)を跨ぐ位置に接続する第二大容
    量コンデンサ(32)を備え、 前記第一大容量コンデンサ(31)と直列に接続する第
    一補助インダクタ(41)を備え、前記第二大容量コン
    デンサ(32)・インバータ負荷(50)の回路と直列
    に接続する第二補助インダクタ(42)を備え、 前記第一補助インダクタ(41)に蓄積する電磁エネル
    ギを前記第二フライホイールダイオード(72)を介し
    て受けて充電し、かつ前記第二スイッチング素子(6
    2)・インバータ負荷(50)を介して放電する小容量
    コンデンサ(20)を備えたことを特徴とするインバー
    タ装置。
JP10197933A 1998-06-09 1998-06-09 インバータ装置 Pending JPH11356060A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100385618B1 (ko) * 2000-12-30 2003-05-28 삼성전기주식회사 저손실 역률보상 스위칭 회로

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