JPS59181978A - インバ−タ装置 - Google Patents

インバ−タ装置

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JPS59181978A
JPS59181978A JP58055688A JP5568883A JPS59181978A JP S59181978 A JPS59181978 A JP S59181978A JP 58055688 A JP58055688 A JP 58055688A JP 5568883 A JP5568883 A JP 5568883A JP S59181978 A JPS59181978 A JP S59181978A
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transistor
circuit
voltage
current
inverter
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Futoshi Okamoto
太志 岡本
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明はトラ、17ジスタを用いたインバータ装置に関
するものである。
[背景技術] 従来、この種のインバータ装置として!!1図に示すよ
うなものがあった。すなわち、直流電源(ト)にインタ
フタンス(Lo ) k介してプッシュプル型のインバ
ータ回路(A>を接続したもので、インバータ回路囚′
は1対の発振用のトランジスタ(Ql)’(Q2)′、
バイアス抵抗(R1)’(R2)’、1次巻線(1’l
I )’ (n2)’、2次巻線(n3)、帰還巻線(
n4)ゲ有する発振トラシス< Tl )’、1次巻線
(n + )’(n2)’にそれぞれ並列接続される共
振用コシデシサ(C3)’(C4)’とで@成さnてい
た。図中(R)は2次巻線(n3)に並列接続された負
荷回路である。
いま、直流電源■の直流電圧がインバータ回路ωに与え
られると、バイアス抵抗(R1)’(R2)’を介して
、各トランジスタ(Ql)’(Q2)’にベースバイア
スが与えられる。これにより、トランジスタ(Ql)’
(Q2)’の一方が先にオシするが、仮にトランジスタ
(Ql)’がオシした場合、発振トラシス(Tl)の1
次巻線(n +7(n 2)のインタフタンスと共振用
コシデシtj(Ca) (C4)により振動電圧が生じ
、これが帰還%@ (14)に起電力を発生し、仙方の
トランジスタ(C2)’にオシする。以下同様にして、
トランジスタ(Ql )’(C2)’が交互にオンオフ
して発振が始捷り、発振トラシス(T+)”z介して、
高周波の交流電圧が出力きれ負狗回路(R)に高周波電
圧が供給される。
第2図(a) (b)は、第1図従来例のトランジスタ
(Q +)’ (Q 2 )’に印加される電圧VCE
およびコレクタ電流lcの波形であり、図から(7)ら
刀・なように、トラ、17.;スタ(Q l)’(C2
)’に流れるコレクタ電流1cはインタフタンス(L。
)により定電流化きれてほぼフラットな直流電流となる
ので、スイッチジグ損失が小さくなる特徴を有している
。しかしながら、トラ:7ジスタ(Q + )’(C2
)の印加電圧vcEのピーク値は電源電圧VEの略5倍
になるので、高耐圧のトランジスタが必要となり、コス
トが高くなるという欠点があった。
[発明の目的] 本発明は上記の点VC鑑みて為されたものであり、その
目的とするところは入力力率が改善され、し力・も発振
用のトラ:ジスタに印加される電圧が低減されるととも
に、スイッチジグ損失が低減さt″したイシノヘータ装
釘奮提供することにある。
[発明の開示] (実施例1) 第3図は不発りJ−実施例であり、(DB)は交に電源
(AC)を全波整流するタイオー1zブリツジよりなる
整流回路であり、整流回路(、D B )出力VcVi
第1のイ:/タタタンス(L+)k介して平滑回路いが
並列接続されている。この平滑回路F’)はタイオード
(DI)および第2のインタフタンス(R2)の直列回
路の両端に第1の平滑〕シブ−Jす(C1)、第2の平
滑コシデーJ寸(C2)を夫々直列接続しπものであり
、タイオード(DI)の整流方向と整流回路(DB)の
整流方向とが逆方向となるようにして整流回路(DB)
の出力端間にインタフタンス(L+)k介して並列接続
される。トランジスタ(Ql)にて形成δnる第1のイ
ンバータ発振部(A1)は平滑コンデンサ(C1)・タ
イオード(DI)およびイ:7タクタシス(R2)の直
列回路に並列接続されるとともに、トランジスタ(C2
)にて形成される第2のインバータ発振部(A2)に平
滑コンデンサ(C1)、タイオード(DI)およびイン
タフタンス(R2)の直列回路に並列接続され、両イン
バータ発振都(AI)(A2)のトー5シジス(Ql)
 (C2)のベースエ三ツタ間には、発振トラシス(T
 j)の帰還巻糺:(rz) (R5)がそれぞれ粗絞
されており、トラ:、Iジスタ(Ql)(C2)が交互
にオシオフするようになっている。そしてトランジスタ
(Ql’)(C2)のオーJ時に1次倦・勝(nl) 
(rz)に流れる電油、によって発振トラシス(T1)
の鉄心が交互に逆方向に励磁されており、2次巻糾(R
3)には負荷回路(ト))に供給される高周波電圧■2
が出力されるようになっている。なお抵抗(R1)(R
2)はトラ:7ジスタ(Ql)(02)?起動するため
のバイアス抵抗であり、]′Jデンす(C3>(C4)
は共振用のコンデンサである。
以下、実施例1の動作について説りJする。第4図は第
3図実施例の動作波形図であυ、同図(a)は交流電源
<Ac’)*全波整流した察流電圧VDC1同図(b)
は317−滑コシヂy ’j (CI) (、C2)の
両端電圧VC!l 、VO2、同図(c)#tインバー
タ発振都(AI)(A 2) ヘ(r)供給電圧VAI
、vA2、liJ IA (d) Id 平滑ml y
デy’j (CI) (C2)に流れる電流IC,、、
、IC2、同図(e)はインバータ回路(A)〃・ら出
力きれる高周波電圧■2、同図(f)は交流電源(AC
)〃・らの入力電流Isヶ示している。上図から明ら力
・なように、交流型@(AC)孕全波整流した企流′電
圧■コ−Cが筒い期間(1+〜t2、t3〜t4、t5
〜t6)においては、インバータ発振部(At)’=r
介して平滑コ−)ヂシサ(C2)が充電されるとともに
、インバータ発振部(A2)を介して平滑コシデーJす
(C−が充電きnるようになっており、両平滑コンデシ
寸(CI)(C2)の充電電流ICl5102の合成電
流が交流牢1源(A C)からの入力電流Isとなる。
但し、平f’yt]ンチシリ(CI)(C2)に流れる
高周波充電電流はインタフタンス(Ll)によるフィル
タ効果によつてカットされる。また、両平滑コンデシサ
(C1)(C2)に整流電圧■Dcのピーク値よりも低
い電圧で充電され、各平滑コンデンサ(CI)(C:t
)の両端電圧VCI、VC2が整流電圧VDCよりも高
くなったとき(t2〜t3、t4〜ts ) (VDO
< VC+ + VC2あるいは整流電圧VDCのピー
ク値の略半分以下の電圧になったとき)においては、交
流電源(、A C)〃・ら整流回路(DB)に電流Is
が流れず、平滑コンデンサ(CI)の充電電荷がダイオ
ード(Dl)およびイ:/タクタシス(C2)k介して
インバータ発振部(A1)に数箱5し、平滑コンデンサ
(C2)の充電電荷かタイオート(Dl)およびインタ
フタシス(C2)′(ll−介してインバータ発振部(
A2)に放電するものである。したがって、各インバー
タ発振部(A1)(A2)への供給電圧Vp、+、V 
A 2は’A 4図(e)に示すように0■筐で低下す
ることのない直流電圧となり、リップルは整流電圧VD
cに比べて十分小さいので、負荷回路(R)へ低周波リ
ツづルの小さい安定した高周波電圧V2 k供給できる
ことになる。筐た、交流電飾(A C’)からインバー
タ回路眞)への入力電流ISV′i第Φ図(f)に示す
ように休止区間が短く、しかもピーク値が低い電流とな
り、入力刃車が非常に敗者されることになる。また、平
滑コンデ:7’j (CI)(C3)の充放電、は適尚
なイシピータシスを有するインバータ発振部(A +)
 (A−2)およびインタフタシス(Ll> (C2)
k介して行なわれるため平滑コンデンサCC+)(C2
)への大電流サージを防山することかできる。なお、整
流回路の出力に平滑コンデンサを並列接続してインバー
タ回路に直流電のを供給した従来例(図下せず)VCあ
っては、平滑コンデンサの容量全天きくすると入力カ皐
か悪くなる上人電流サージが流れるという不都合があっ
た。
ところで、第5図実施例のイー、Jタフタシス(L+’
)(C2)はトランジスタ(Ql)(C2)K流nる電
流會はぼ平坦にしてトランジスタ(Ql) (C2)の
スイッチシジ損失全低減させると共に、交流電飾(AC
)の投入時に、整流回路(DB)ヵ・ら、インタフタシ
ス(Ll)、発振トランス(TI)の1次巻線(−rz
)、トランジスタ(Ql)、平滑コンデンサ(C2)に
流71−る突入電、流や、整流回路(DB)からインタ
フタシス(I−+)、平iコンヂシサ(CI)、発振ト
ラシス(T+)の1次巻線(C2)、トランジスタ(C
2) ’ir:介して流れる突入電流全低減させるため
のものであり、以下、インバータ回路(ハ))の高周波
動作を第5図の動作波形ケ用いて説明する。同図(a)
は発振トラシス(T1)の2次巻糺1(C3)から出力
σねる高周波昂、圧v2、同図(b)はインタフタシス
(Ll)あるいは(C2)の両端]、圧VLI 、VT
J2、同図(C)はインタフタシス(Ll)ある′V)
は(C2)に流れる電9流I L l、IL2、同図(
d)はトランジスタ(C2)のコしクタ電圧Vc (Q
 2 ’)、コレクタ電流IC(C2)、同図(e)は
トランジスタ(Ql)のコレクタ電圧Vc (Q + 
)、〕1ノクタ電流Ic(Q 1)、同図(f)はトラ
ンジスタ(Ql)のベースエ三ツタm1に印カロされる
電圧V房(Ql)、同図(g)はトラーJジスタ(C2
)のベース1399間に印加される電圧VP、B、(C
2)である。
まず・整流電圧■1・Cカニ平滑コンデ−)す(CI)
(C2)の両端電圧■c1、VC2の和よりも小さいと
き(t+−t2、t3−t4、t6−t6)の動作を詳
細に説明する。いま、抵抗(R,)を通してトランジス
タ(Ql)および(C2)にベース電流が供給されると
、トランジスタ(Q +) (C2)が同時にオン状態
になり、インタフタシス(Ll)によって安定化された
電流が流れるか、トランジスタ(Ql> (C2)に流
れるN xtのアシバラシスによって発振トランス(T
1)と共振用コンデンサ(C3) (C4)とによる共
振が開始される。この共振電圧が帰還巻+vJ!(C4
)(C5)に生じ、始めにトランジスタ(句])のべ−
スエ三ツタ間に印加される電圧VBE(Ql)が高くな
り、トラーJジスタ(C2)のベース1399間に印加
される電圧VBB; (C2)が低くなった場合には、
トラーJジスタ(Ql)のベースエミッタ間がj−バイ
アスされるとともにトランジスタ(C2)のべ−スエ三
ツタ間が逆バイアスされ、トランジスタ(Ql)がオシ
し、トランジスタ(C2)がオフする。
このとき交流電源(AC)→整流回路(DB)→インタ
フタシス(Ll)→発振トラシス(TI)の1次巻線(
nt)(コンデ:/ 、tj (C3) ) →l−5
ンQ スタ(Ql)→平滑コシデ、1.7す(C2)を
介して電流が流れ、1次巻線(n+)とコンデンサ(C
3)よりなる共振回路とイ、17タクタンス(Ll)に
電磁エネルギーが蓄積される。ここに、インダクタシス
(L+)を適当値に設定することによってインダクタシ
ス(L+)、トランジスタ(Ql)に流れる旬、流IL
I、Ic(Ql)はほぼフラットな電流となる。共振が
進行し共振電圧が反転すると、帰還巻線(n4) (1
15)の誘起電圧も反転してトランジスタ(Ql)−が
オフしトランジスタ(C2)がオンする。なお、インダ
クタシス(L+)に流れる電流ILIけトランジスタ(
、Ql)からトランジスタ(C2)に流れ始め、同筒に
発振トラシス(Tl)に流れる電流は共振用のコンデン
サ(C3) (C4)に流れて発振トランス(T1)の
出力電圧込の極性が反転し、帰還巻線(n4) (ns
)の誘起電圧の極性も反転してトラ、7ジスタ(C2)
のベースエ三ツタ間が順バイアスされ、トラ′J、;ス
タ(Ql)のベースエ三ツタ問が逆バイアスされ、トラ
−、/ジスタ(C2)がオシして、トランジスタ(Ql
)がオフする。このようにしてトラ、17ジスタ(C2
)がオンすると、トラーJジスタ(Ql)がオフする時
にイー)タフタシス(Ll)に蓄積されている電磁エネ
ルギーと交流電源(AC)とが垂畳され、交流電、妹(
AC)→整流回路(DB)→インダクタシス(Ll)→
コンデシリ(CI)→1次巻線(nz) (コンデ:/
す(C4))→トランジスタ(C2)を介して電流が流
れ、発振トラシス(T+)の1次巻線(nz)とコシデ
ーJtI’ (C4)よりなる共振回路と、インダクタ
シス(L+)に電磁エネルギーが蓄積される。この場合
、インダクタシス(L +) VC以上j−白 丁X−− に1連続した電流が流れ、発振トラシス(T1)は共振
コシデー/ ’j (C4)と共に共振を続けることに
なる。ここに、イー、/タフタシス(Ll)にはトラン
ジスタ(Ql)(C2:lがオシオフする毎に電磁エネ
ルギーが蓄積放出されることになり、イ:7タクタシス
(L+)k適当仙に設定することにより、インダクタシ
ス(t、1>およびトランジスタ(Ql)(C2)に流
れる電流11.1、Ic(QlJ、Ic(C2’)k殆
んどリツづルのないフラットな電流とすることができる
ことVrcなる。共振が進み帰還巻線(n4)(ns)
電圧が減少してトランジスタ(C2)のベースエ三ツタ
間順方向しきい値電圧(0,6V )以下になるとトラ
ンジスタ(Ql)のベースエ三ツタ間に印加される電圧
VBF・(Q +)が正(順バイアス)となり、発振ト
ラシス(T1)に流れる電流によってトランジスタ(C
2)はオフ、トランジスタ(Ql)はオンとな る。
以上のこと力・ら明らかなように、トランジスタ(Ql
)(C2)のスイッチ、7タがコレクタ電圧Vc(Ql
)、VC(C2)が低いときに行なわれ、また、コレク
タ電流Ic(Ql)、IC(C2)はイー)タフタンス
(Ll)により制限を受けているため矩形波となるので
、スイッチング損失が少なくなり、電源投入時の突入電
流も少くなる。さらに、イシバータ発振部(A+) (
A2) VC供給される電圧VA+ 、 VA2 Tr
i平滑コシデシサ(CI) (C2)の両端電圧Vc1
、■c2であり、平滑コンデンサ(CI) (C2) 
il″j交流電源(AC)の整流電圧VDCを分圧した
電圧となるので、トラ、17ジスタ(Ql) (C2)
に印加される旬、圧が半減するととKなり、トラーJジ
スタ(Ql)(C2)として低耐圧で高周波特性が良く
、安価なものを使用できる。
−・方、第4図の期間(t2〜t3、t 4〜t s 
) Ic オケるイシバータ回路(4)の高周阪動作に
ついても上述の高周波動作と略同−であり、この場合、
インダクタシス(L2)にてトランジスタ(Ql)(C
2)のコレクタ電流IC(C)+)、Ic(Qz)が平
坦化されるととKなる。
(実施例2) 第6図は他の実施例葡示すもので、帰還巻線(n4)(
n5)の一端をタイオート(D2)(D3)k介してト
ランジスタ(Ql)(Q?)のペースエミッタに接続す
ることにより、過大なベース電流が流れるのを防止し、
トランジスタ(Ql)(C2)のベースでの損失とスイ
ッチ、、7タ損失とが低減できるようになっている。−
!た、負荷回路(R)として放電灯(J!+ )(/!
?)k接続しており、発振トランス(Ti)には放電灯
(−#+) (β2)のフイラメン1−を予熱する予熱
巻線(T、6) (n 7) (r+ s’)が設けら
れている。この場合、インバータ回路図の高周波出力■
2は低周波リッづルが少ないので、ちらつきがなく発光
効率の良い放電灯点灯装置が形成できることになる。タ
イヌード(D4) (D5)はトランジスタ(QI)(
C2)のオシオフ時に発振トラシス(T1)の電圧によ
って第、6図の破線で丁アような閉回路a全通して念、
峻な電流が流nることがないようにしてスイッチ′Jり
損失を低減するとともにトランジスタ(Ql)(C2)
の損傷を防止するものである。すなわち、図における矢
印はトラ−)ジスタ(Ql)がオシからオフへ移行する
場合の電流方向を示しており、平滑コシデンサ(C+ 
) (C2)の両端電圧VCI、VC2が各々打消し合
って発振トラシス(T])の1次@線(rz:1(n2
Jの電圧によって閉回路aに急、峻な電流がびf、れる
。この電流は一方の1−ランジスタ(C2)に対して1
三ツタからコレクタへの逆電流となるので、トランジス
タ(C2)のスイッチシタ損失が犬となるとともに、信
頼1111.が低下する恐れがあるが、タイオート(D
5)によってこの電流が阻止できることVCなる。一方
、トラ、17ジスタ(C2)がオシからオフに移行する
場8には1不矢印とは逆の電流が流れようとするが、タ
イオート(D4)によって阻止されることになる。
[発明の効果] 本発明は上述のように、父流電弥盆整流する整流回路出
力に第1のインタフタシスを介して、第1および第2の
平滑コシデー、/すをタイオート°および第2のインタ
フタシスの直列回路両端に夫々直列接続した平滑回路紮
、タイオードの整流方向が整流回路の整流方向とは逆方
向になるように並列接続し、第1の平滑コシデシぢ、タ
イオードお1び第2′)インタフタシスの直夕1]1圓
j路に第1のインバータ発振部會並列に接続し、第2の
平滑コシデーサ、タイオードおよび第2のインタフタシ
スの直列回路に第2のイシ7S−タ発振都を並夕14に
接続したものであり、平滑コシデー)すがインタフタシ
スおよびインバータ発振部ケ介して充′屯されるように
なっているので、入力力率が改@され、捷た2個の]、
7ヂシサにて分圧さnた電圧かインバータ発振部のトラ
ンジスタに印加されることl/cなるので、耐圧の低い
9仙Jなトランジスタを用いることができ、さらに、イ
′Jタクタンスにより、トランジスタのコレクタ電流が
制限を受けて矩形波となるので、スイッチシタ損失を低
減できるという利点がある。
4  図1ijコの1ツis フコー説9−1第1図は
従来例の回路図、第2図は同上の動作説明図、第3図は
本発明一実施例の回路図、第4図および第5図は同上の
動作説明図、第6図は他の実施例の回路図である。
(AC)  に39−Mしat充0式、  (D B 
) は貌流回槓す、  <L +〕(L 2ンCはイン
タフタシス、CDI)はタイオート、(cl)(C2)
(d平滑コンデン’j −(、AI ) (A 2 )
はインバータ発振部である。
代理人 弁理士  石 1)長 七 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. tl+  交流電源1nLする整流回路出力に第1のイ
    :/タクタシスを介して、第1および第2の平滑コシヂ
    ンtjヲタイオードおよび第2のインタフタシスの直列
    回路の両端に夫々直列接続した平滑回路を、タイオード
    の整流方向が整流回路の整流方向とは逆方向になるよう
    に並列接続し、第1の平滑コシヂンサ、タイオードおよ
    び第2のイ′Jタクタンスの直列回路に第1のインバー
    タ発振部を並列に接続し、第2の平滑コシデーJす、タ
    イオードおよび第2のインタフタシスの直列回路に第2
    のインバータ発振部を並列に接続して成ることケ特徴と
    するインバータ装置。
JP58055688A 1983-03-31 1983-03-31 インバ−タ装置 Granted JPS59181978A (ja)

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JP58055688A JPS59181978A (ja) 1983-03-31 1983-03-31 インバ−タ装置

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