JPH0213272A - インバータ装置の起動回路 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば放電ランプに給電するインバータ装
置の起動回路に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の第１のインバータ装置は、第７図に示すように、
直流電源Ｅと負荷回路ＬＣ，との間に設けたトランジス
タ等のスイッチ素子Ｔｒ１をオンオフさせることにより
、負荷回路ＬＣ，に断続的に電力を供給するようになっ
ている。

また、この第１のインバータ装置は、直流電源Ｅから抵
抗Ｒ９を通して電源平滑用コンデンサＣを充電し、この
電源平滑用コンデンサＣ１の電圧をツェナーダイオード
ＺＤＩで定電圧化して制御回路ＣＲに供給するようにな
っている。

そして、上記のスイッチ素子Ｔｒ、のオンオフ制御は、
制御回路ＣＲからオンオフ制御信号を制御極（ヘース）
に供給することによって行う。

また、スイッチ素子Ｔ「１をオンオフ動作させるために
は、制御回路ＣＲからオンオフ制御信号を与えるだけで
なく、スイッチ素子Ｔｒ１に駆ｍＪ＋電流を供給する必
要がある。このインバータ装置では、スイッチＳ１をオ
ンにしたときに、電源平滑用コンデンサＣ，−ｔｇ抗Ｒ
２−スイ・フチＳｌ−スイッチ素子Ｔ　ｒ　＋　の制御
極（ヘース）の経路で起動電流を供給することによりス
イッチ素子Ｔｒ。

のスイッチング動作を起動する。起動後は、スイッチＳ
１をオフにして、電源平滑用コンデンサＣからの電流供
給を停止して負荷回路ＬＣ，からスイッチ素子Ｔｒ、に
駆動電流を供給するようになっている。

前記した負荷回路ＬＣ，は、スイッチ素子Ｔｒをオンオ
フさせることにより、トランスＴ１とコンデンサＣ２に
振動電流が流れ、この振動電流が放電ランプ等の負荷Ｌ
Ｄに供給されることになる。

また、負ｒｆｉＩ−Ｄへ供給される電流の一部をカレン
トトランスＣＴ、および抵抗Ｒ１を通してスイッチ素子
Ｔ　ｒ　＋　の制御極（ベース）へ供給するようになっ
ている。

なお、Ｄ、はカレントトランスＣＴ、の偏磁を防止する
ために設けたダイオード、Ｄ２はフライホイルダイオー
ドである。

従来の第２のインバータ装ａは、第８図に示すように、
第７図のものに、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ４とを追加し
たもので、抵抗Ｒ２の抵抗値を抵抗Ｒ４よりきわめて大
きく設定している。

このインバータ装置では、起動電流はコンデンサＣ３−
抵抗Ｒ４−スイッチＳヨースイッチ素子Ｔ　ｒ　＋の制
御極（ベース）の経路で起動電流を供給するようになっ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第７図に示したインバータ装置において、起動を確実に
行うために抵抗Ｒ２の抵抗値を小さくして起動電流を多
く流すようにすると、電源平滑用コンデンサＣ１の放電
量が多くなって電源平滑用コンデンサＣ１の直流電源側
端子に得られる制御回路電源電圧Ｖｃｃが低下し、制御
回路ＣＲの動作に悪影響を与えるおそれがある。

第８図に示したインバータ装置においては、制御回路Ｃ
Ｒへ給電するための電源平滑用コンデンサＣＩと起動電
流を供給するためのコンデンサＣｊとが抵抗Ｒ２によっ
て分離されることになり、スイッチＳ、のオン時の制御
回路電源電圧Ｖｃｃの低下の問題は解消することができ
るが、部品点数が多く高価になるという問題がある。

この発明の目的は、起動を確実に行うことができ、しか
もＮ？ｊｌ平滑用コンデンサから給電される回路に対す
る悪影響を防止することができるインバータ装置の起動
回路を堤供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の・インバータ装置の起動回路は、直流電源と
負荷回路との間に設けたスイッチ素子をオンオフさせて
負荷回路へ断続的に電力供給するインバータ装Ｗｌにお
いて、スイッチ素子の制御極に起・助電流を供給するも
のである。

このために、このインバータ装置の起動回路は、直流電
源に電源平滑用コンデンサと第１のスイッチとをこの順
で直列接続し、電源平滑用コンデンサと第１のスイッチ
との接続点とスイッチ素子の制御極との間に第１のスイ
ッチのオンに連動してオフとなる第２のスイッチを接続
している。

（作　　　用） この発明の構成においては、直流電源を投入すると、こ
のときは第１のスイッチがオフで第２のスイッチがオフ
であるので、ＴｆｔＢｆｔ用コンデンサおよび第２のス
イッチを通して比較的大きい起動電流がスイッチ素子の
制御極に供給され、インバータが起動することになる。

そして、インバータの起動後に第１のスイッチをオンに
すると、第２のスイッチが連動してオフとなり、スイッ
チ素子への起動電流の供給が停止する。上記の電源平滑
用コンデンサの直流電源側端子の電圧は、第１のスイッ
チがオンとなった瞬間に僅かに低下するが、すぐに回復
する。

〔実　施　例〕

この発明の第１の実施例を第１図および第２図に基づい
て説明する。このインハーク装置の起動回路は、第１図
に示すように、直流型Ｂｒｚと負荷回路ＬＣ，との間に
設けたトランジスタ等のスイッチ素子Ｔｒ、をオンオフ
させて負荷回路ＬＣ２へ断続的に電力供給するインバー
タ装置において、スイッチ素子Ｔｒ、の制御極（ベース
）に起動電流を供給するものである。

このために、このインバータ装置の起動回路は、直流電
源已に抵抗Ｒ１と電源平滑用コンデンサＣと第１のスイ
ッチＳ２とをこの順で直列接続し、電源平滑用コンデン
サＣ３と第１のスイッチＳ２との接続点とスイッチ素子
Ｔ　ｒ　＋　の制御極（ベース）との間に第１のスイッ
チＳ２のオンに連動してオフとなる第２のスイッチＳ、
を接続している。

この場合、第１のスイッチＳ２としては、トランジスタ
、リレー等が利用でき、第２のスイッチＳ。

としては、トランジスタ、ダイオード、ツェナーダイオ
ード、リレー等が使用できる。

このインバータ装置の起動回路においては、直流電源Ｅ
を投入すると、このときは第１のスイッチＳ２がオフで
第２のスイッチＳ、がオンであるので、直流電源Ｅ−抵
抗Ｒ，−電源平滑用コンデンサＣ１→第２のスイッチＳ
、→スイッチ素子Ｔｒ、の制御極の経路で比較的大きい
起９Ｊ電流がスイッチ素子Ｔｒｌ　の制御極（ベース）
に供給され、スイッチ素子Ｔｒ、のスイッチング動作が
起動することになる。このときに、電源平滑用コンデン
サＣ１が充電され、この電源平滑用コンデンサＣ０の直
流電源側端子の電圧すなわち制御回路電源電圧Ｖｃｃが
上昇し、この制御回路電源電圧Ｖｃｃが制御回路ＣＲに
印加されることになる。

そして、スイッチ素子Ｔｒ１のスイッチング動作の起動
後に第１のスイッチＳ２をオンにすると、第２のスイッ
チＳ、が連動してオフとなり、スイッチ素子Ｔｒｌへの
起動電流の供給が停止する。

上記の電源平滑用コンデンサＣ１の直流電源側端子の電
圧、すなわち制御回路電源電圧Ｖｃｃは、第１のスイッ
チＳ２がオンとなった瞬間に僅かに低下するが、すぐに
回復する。

なお、スイッチ素子Ｔｒ１のスイッチング動作の起動後
は、負荷回路ＬＣ，または制御回路ＣＲからスイッチ素
子Ｔｒ、の制？２１１極（ベース）に駆動電流が供給さ
れることになる。スイッチ素子Ｔｒ、をオンオフさせる
ためのオンオフ制御信号は、制御回路からスイッチ素子
Ｔｒ１の制御題（ベース）に供給される。

以上のようにして起動されるインバータ装置は、スイッ
チ素子Ｔｒ、のオンオフに伴って従来例同様に負荷回路
ＬＣ，に断続的に電力供給されることになる。

第２図は第１図の回路の動作を示す各部のタイムチャー
トで、（ｉｌ＋は第２のスイッチＳ３を通してスイッチ
素子Ｔｒ、の制御極に流れる起動ＴＬ流のＩｓｚの変化
を示し、（ｂｌは制御回路電源電圧Ｖｃｃの変化を示し
、ｔｅｌは第１のスイッチＳｔのオンオフ状態を示し、
（ｄｌは第２のスイッチＳ３のオンオフ状態を示し、ｔ
ｅｌはスイッチ素子Ｔｒ１のオンオフ状態を示している
。

このインバータ装置の起動回路によれば、直流電源Ｅか
らスイッチ素子Ｔｒ、の制御極へ電源平滑用コンデンサ
ＣＩおよび第２のスイッチＳ、を通して起動電流＋ｓｚ
を供給しているので、起動電流１ｓｔを多くすることが
でき、スイッチ素子Ｔ「のスイッチング動作ををｉｉ１
！実に起動することができる。

また、直流電源Ｅに抵抗Ｒ１と電源平滑用コンデンサＣ
１と第１のスイッチＳ２とをこの順に直列接続し、電源
平滑用コンデンサＣＩと第１のスイッチＳ２との接続点
から第２のスイッチＳ３を通してスイッチ素子ゴｒ１に
起動電流１■を供給しているので、第１のスイッチＳ２
がオンとなった時に電源平滑用コンデンサＣ１の直流Ｔ
Ｌ源側・端子の電圧すなわち制御回路電源電圧Ｖｃｃが
ほとんど低下せず、電源平滑用コンテンツＣ１の直流電
源側端子から給電される制御回路ＣＲの動作に異常をき
たすことがない。

しかも、スイッチ素子Ｔｒ、のスイッチング・υＪ作を
確実に起動するための構成としては、電源°［滑川コン
デンサＣ５と第１および第２のスイッチＳｔ、Ｓｚだけ
でよく、構成がＢ単で安価である。

第３図は、第１図の回路をより具体した回路図を示して
いる。第３図においては、直流型〃Ｅは、交流電源ＡＣ
と全波整流器ＤＢと平滑コンデンサＣ０と電源スィッチ
ＳＷとで構成されていて、交流電源電圧を直流化する。

負荷回路１．Ｃつは、コンデンサＣ２とインダクタし９
．Ｌ２とカレントトランスＣＴ　＋　と抵抗Ｒ８と負荷
ＬＤとからなり、従来例の負荷回路ＬＣ１と少し回路構
成は異なるが、従来例同様に駆動電流を発生して負荷Ｌ
　Ｄへ供給し、またカレントトランスｃ　”ｒ、の二次
出力が抵抗Ｒ３を通してスイッチ素子Ｔｒ、の制御極へ
供給されることになる。

また、第１のスイッチＳ２は、電界効果トランジスタＦ
ＥＴ、からなり、ｉ′Ｌ荷電流検出回路ＤＴによってオ
ンオフ制御される。すわなち、負荷電流検出回路ＤＴ、
は、カレントトランスＣＴの二次側からスイッチ素子Ｔ
ｒ、のスイッチング動作が起動して負荷電流が流れてい
ることを検出して第１のスイッチＳ２を構成する電界効
果トランジスタＦＥＴ、を電ｔＢ投人時のオフ状態から
オン状態に変化させる。この結果、第２のスイッチＳ３
を構成するダイオードＤ３が遮断してスイッチ素子Ｔｒ
、への起動電流の供給が停止する。

ツェナーダイオードＺＤ、およびダイオードＤ２は従来
例と同様の機能を有する。

また、従来例では設けられていたカレントトランスＣＴ
、の偏磁防止用のダイオードＤ１は省かれている。この
理由は、第１のスイッチＳ８を構成する電界効果トラン
ジスタＦＥＴ、に図示のように寄生ダイオードが存在し
、カレントトランスＣＴ、の電流が電界効果トランジス
タＦＥＴ、−ダイオードＤ、−抵抗Ｒ２−カレントトラ
ンスＣＴｌの経路で流れるからである。

この第３図の回路構成のように、第１のスイッチＳ２を
電界効果トランジスタＦＥＴＩ　で構成し、第２のスイ
ッチＳ１をダイオードＤ３で構成すれば、カレントトラ
ンスＣＴ　＋を介してスイッチ素子Ｔｒ、に駆動電流を
供給している場合において、カレントトランスＣＴ、の
偏磁防止用ダイオードが省略できるので、部品点数を削
減することができ、コストダウンにつながる。

また、この第３図の構成では、第７図のものに比べてコ
ンデンサの追加がないので、制御回路ＣＲをＩＣ化する
場合に外付は部品がなく、この点においても、コスト的
に有利である。

この発明の第２の実施例を第４図に基づいて説明する。

このインバータ装置の起動回路は、第４図に示すように
、第１のスイッチングをバイポーラトランジスタＴｒｙ
と抵抗Ｒ２とダイオードＤ４で構成し、第２のスイッチ
Ｓ、をバイポーラトランジスタＴｒ、、”Ｉ”ｒ、と抵
抗Ｒ−，Ｒｔ　とで構成したものである。なお、上記の
ダイオードＤ４は電源平滑用コンデンサＣＩの放電経路
確保のために設けている。

また、第３図では省いていたダイオードＤ１を接４債し
ている。

その他の構成は第３図のものと同様である。

このインバータ装置の起動回路においても、第３図と同
様の動作を行うことになる。

ただ、第１および第２のスイッチＳｔ、Ｓｚの構成が異
なることから、カレントトランスＣＴ、の逆方向電流の
ｉｌ［ｌ電経路を第１および第２のスイッチＳ！、Ｓｓ
で兼用できないので、カレントトランスＣＴ、の偏磁防
止のためにダイオードＤ１を設けているのである。

この実施例の効果は、カレントトランスＣＴ。

の偏磁防止用のダイオードＤ１が必要なことから部品点
数が増え、第１および第２のスイッチＳ！。

Ｓ３の構成部品が多いという点を除き、第１の実施例と
同様の効果を奏する。

この発明の第３の実施例を第５図に基づいて説明する。

このインバータ装置の起動回路は、第２のスイッチＳ、
をダイオードＤ、とツェナーダイオードＺＤ、の直列回
路で構成したもので、その他の構成は第３図のものと同
様である。

この実施例の構成においても、第３図の回路と同様の動
作を行い、第３図のものと同様の効果を奏する。

なお、第２のスイッチＳ、を複数個のダイオードの直列
回路で構成してもよい。

この発明の第４の実施例を第６図に基づいて説明する。

このインバータ装置の起動回路は、２石ハーフブリッジ
型インバータ装置の起動を行うようにしものであり、第
１および第２のスイッチＳｚ、Ｓｉの構成については第
３図の回路と同様であって、トランジスタからなり交互
にオンオフする２個のスイッチ素子Ｔｒ５．Ｔｒ、、の
うら、スイッチ素子Ｔｒ、に起動電流を供給するように
構成している。

この２石インハーク装置は、周知のとおり、２個のスイ
ッチ素子Ｔｒｓ、Ｔｒａの交互のスイッチング動作によ
って負荷回路ＬＣ’ｌに電力を供給するものである。負
荷回路ＬＣ３は、インダクタＬ３およびコンデンサＣ４
で振動電流を発生し、この振動電流が負荷ＬＤへ供給さ
れることになる。

ＣＴ　ｚはカレントトランス、Ｃ３はコンデンサ、Ｒｅ
、Ｒｑはそれぞれ砥面である。

この実施例における起動回路の動作は、第３図のものと
全く同様で、同じ効果を奏する。

〔発　明　の　効　果〕

この発明のインバータ”２Ｍの起動回路によれば、直流
電源からスイッチ素子の制御極へ電源平滑用コンデンサ
および第２のスイッチを通して起動電流を供給している
ので、起動電流を多（することができ、スイッチ素子の
スイッチング動作を確実に起・助することができる。

また、直ｉ電源に電源平滑用コンデンサと第１のスイッ
チとをこの順に直列接続し、電源平滑用コンデンサと第
１のスイッチとの接続点から第２のスイッチを通してス
イッチ素子に起動電流を供給しているので、第１のスイ
・７チがオンとなった時に電源平滑用コンデンサの直流
電源側端子の電圧がほとんど低下せず、電源平滑用コン
デンサの直流ＴＬ源側端子から給電される回路の動作に
異常をきたすことがない。

しかも、スイッチ素子のスイッチング動作を確実に起動
するための構成としては、電源平滑用コンデンサと第１
および第２のスイッチだけでよく、構成が簡単で安価で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の構成を示す回路図、
第２図は第１図の動作を示すタイムチャート、第３図は
第１図の回路の具体構成を示す回路図、第４図はこの発
明の第２の実施例の構成を示す回路図、第５図はこの発
明の第３の実施例の構成を示す回路図、第６図はこの発
明の第４の実施例の構成を示す回路図、第７図および第
８図はそれぞれ従来例の構成を示す回路図である。 Ｅ・・・直流電源、ＬＣ，・・・負荷回路、Ｔｒ＋・・
・スイッチ素子、 Ｉ ・・・を源平滑川コンデンサ、 ｔ ・・・第１のスイッチ、 ・・・第２のスイッチ Ｅ・直流電源 Ｔ「１・・・スイシテ系子 Ｃ１・・−電源平滑用コンデンサ Ｓ２・・・ネ１のスイ・ンチ Ｓ３・・・第２のスイッチ 第 図 ＬＣｌ 、ｔｃ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流電源と負荷回路との間に設けたスイッチ素子をオン
   オフさせて前記負荷回路へ断続的に電力供給するインバ
   ータ装置において前記スイッチ素子の制御極に起動電流
   を供給するインバータ装置の起動回路であって、 前記直流電源に電源平滑用コンデンサと第１のスイッチ
   とをこの順で直列接続し、前記電源平滑用コンデンサと
   前記第１のスイッチとの接続点と前記スイッチ素子の制
   御極との間に前記第１のスイッチのオンに連動してオフ
   となる第２のスイッチを接続したインバータ装置の起動
   回路。