JPH0365062A - インバータ装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば放電灯等の負荷を高周波点灯するイ
ンバータ装置に関する。

（従来の技術） 従来のこの種のインバータ装置としては、インバータ回
路のスイッチング用のトランジスタのベース回路にコン
デンサを接続し、このコンデンサに対して直列に可変抵
抗を接続し、可変抵抗の抵抗値を変化させて、トランジ
スタのスイッチングを制御し、インバータ回路の出力を
変化させている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の構成で可変範囲を広（設計す
るとトランジスタのスイッチングが悪化する。

特に、高出力のインバータ回路の場合、スイッチングの
悪化は効率等の低下の問題となる。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、インバー
タ回路の出力を大きく変化させても、トランジスタのス
イッチング動作が悪化することのないインバータ装置を
提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明のインバータ装置は、ベース回路の出力に従って
制御を行なうスイッチング用のトランジスタを有し直流
電源に接続されこの直流電源の直流電力を交流電力変換
するインバータ回路と、このインバータ回路の出力によ
り駆動される負荷と、入力巻線および出力巻線を有しこ
の入力巻線が前記負荷に接続されるとともに出力巻線が
前記トランジスタのベース回路に接続された変流器と、
前記ベース回路に複数並列に接続されたコンデンサと、
これらコンデンサのうち少なくとも１以上のコンデンサ
に対して直列に接続された可変抵抗とを具備したもので
ある。

（作用） 本発明の直流電源の直流電力をインバータ回路で交流電
力に変換して、負荷に供給する。そして、負荷に流れた
負荷電流を変流器の入力巻線で検知し、出力巻線からト
ランジスタのベース回路に負荷電流に従った電流を供給
する。また、インバータ回路の出力を変化させる場合に
は、ベース回路のコンデンサに接続された可変抵抗の抵
抗値を変化させてトランジスタのスイッチングのタイミ
ングを変化させる。

（実施例） 以下、本発明のインバータ装置の一実施例を図面を参照
して説明する。

第１図において、１は直流電源で、この直流電源１はイ
ンバータ回路２に接続され、このインバータ回路２は直
流電源ｔに対して、コンデンサ３およびバイポーラトラ
ンジスタ等のトランジスタ４のコレクタ・エミッタが直
列に接続され、コンデンサ３に対して並列にインバータ
トランス５の入力巻線６が接続され、出力巻線７はイン
バータ回路２の出力端を形成している。そして、出力巻
線７の一端は負荷としての放電灯８の一方のフィラメン
トに接続され、他端は、入力巻線９および出力巻線１０
を有する飽和形の変流器１１の入力巻線９を介して放電
灯８の他方のフィラメントに接続されている。また、放
電灯８の両フィラメント間には始動用のコンデンサ１２
が接続されている。

さらに、出力巻線１０の一端はトランジスタ４のベース
に接続され、他端のコンデンサ１３を介してトランジス
タ４のエミッタに接続されている。

そしてコンデンサ１３には、コンデンサ１４および可変
抵抗１５の直列回路と、コンデンサ１６および可変抵抗
１７の直列回路とが並列に接続されている。

次に、上記第１図に示すインバータ装置の動作について
説明する。

まず、直流電源１の直流電力を、インバータ回路２のコ
ンデンサ３、インバータトランス５の入力巻線６および
トランジスタ４等にて共振させて逆変換し、出力巻線７
に交流電力を誘起し、放電灯８に供給する。また、放電
灯８に流れる電流を入力巻線９にて検知し、出力巻線１
０からトランジスタ４のベースに正帰還させて、インバ
ータ回路２を自励発振させる。さらに、可変抵抗１５お
よび可変抵抗１７の抵抗値を同時にあるいは順次に増加
させて、コンデンサ１３、コンデンサ１４およびコンデ
ンサ１６の合成容量を小さくすることにより、変流器１
１の飽和時間を短くして、インバータ回路２の出力を低
下させ、反対に、可変抵抗要素としての可変抵抗１５お
よび可変抵抗要素としての可変抵抗１７の抵抗値を同時
にあるいは順次減少させて、コンデンサ１３、コンデン
サ１４およびコンデンサ１６の合成容量を大きくするこ
とにより、変流器１１の飽和時間を長くして、インバー
タ回路２の出力を増加させる。

また、他の実施例を第２図を参照して説明する。

第２図において、直流電源１は商用交流電源２１に、ヒ
ユーズ２２が接続され、ヒユーズ２２を介した商用交流
電源２１の両端に定電圧素子２３およびコンデンサ２４
が接続され、コンデンサ２４の一端がトランス２５の一
方の巻線２６に接続され、他端が他方の巻線２７に接続
され、そして、それぞれの巻線２６゜２７は、デルタ接
続された３つの雑音防止用のコンデンサ２ｇ、　２９．
３０のコンデンサ２８およびコンデンサス９の接続点と
コンデンサ２８およびコンデンサ３０の接続点とに接続
され、コンデンサ２９およびコンデンサ３０の接続点は
接地されている。また、コンデンサ２８の両端に、ブリ
ッジ接続された４つのダイオード３１．３２．３３．３
４にて形成される整流回路３５の交流入力端が接続され
、この整流回路３５の直流入力端間に、抵抗３６、ダイ
オード３７およびダイオード３８が直列に接続されてい
る。さらに、抵抗３６には、平滑コンデンサ３９、ダイ
オード３７にはダイオード４０、抵抗４１および平滑コ
ンデンサ４３の直列回路が並列に接続され、ダイオード
３８には抵抗４３が並列に接続されている。また、平滑
コンデンサ３９、ダイオード４０および抵抗４１の直列
回路には、ダイオード４４が並列に接続され、平滑コン
デンサ４２には抵抗４５が並列に接続され、抵抗４３に
はサイリスタ４６のアノード・カソードが接続されてい
る。

さらに、抵抗４５およびサイリスタ４６の直列回路には
、抵抗４７および平滑コンデンサ４８の直列回路が接続
され、この平滑コンデンサ４８には抵抗４９および抵抗
５０の直列回路が接続され、抵抗４９および抵抗５０の
接続点にはサイリスタ４６のゲートが接続されている。

また、整流回路３５の交流出力端には、定電圧素子５１
およびコンデンサ５２が並列に接続されている。

そして、直流電源１の出力端には抵抗５５および抵抗５
６の並列回路を介してインバータ回路２のコンデンサ３
およびトランジスタ４のコレクタ・エミッタが接続され
、コンデンサ３の両端間には漏洩形のトランス５の入力
巻線６が接続され、出力巻線７の両端が出力端を形成し
ている。

さらに、出力巻線７の一端は一方の放電灯８の一方のフ
ィラメントに接続され、他端は、直流除去用のコンデン
サ５７および飽和形の変流器１１の入力巻線９を介して
、他方の放電灯８の一方のフィラメントに接続され、コ
ンデンサ５７および入力巻線９の両端には、抵抗５８お
よび抵抗５９の直列回路が接続されている。また、一方
の放電灯８の他方のフィラメントと、他方の放電灯８の
他方のフィラメントとの間はそれぞれ接続されるととも
に、インバータトランス５に接続された予熱用巻線６０
に接続されている。

そして、変流器１１の出力巻線ＩＯの一端は、トランジ
スタ４のベースに、他端はコンデンサ１３と抵抗５５お
よび抵抗５６の並列回路とを介してトランジスタ４のエ
ミッタに接続されている。また、コンデンサ１３には、
コンデンサ１４および可変抵抗要素としてのＦＥＴ６２
のドレイン・ソース間の直列回路と、コンデンサ１６お
よび可変抵抗要素としてのＦＥＴ６３のドレイン・ソー
ス間の直列回路とが並列に接続されている。さらに、変
流器１１の出力巻線１０の両端間にはトランジスタ４の
オン時間設定用の３つのダイオード６４．６５．６６が
接続され、トランジスタ４のベースと、抵抗５５および
抵抗５６の並列回路を介したトランジスタ４のエミッタ
との間には、ダイオード６７および抵抗６８の直列回路
が接続されている。

また、直流電源１の出力端間には、抵抗７１および抵抗
７２および平滑コンデンサ７３の直列回路が並列に接続
され、平滑コンデンサ７３には、ダイオード７４および
抵抗７５の直列回路と、フォトトランジスタ７６のコレ
クタ・エミッタ間と、抵抗７７、トランジスタ７８のエ
ミッタ・コレクタ間、抵抗７９および抵抗８θの直列回
路と、抵抗８１および平滑コンデンサ８２の直列回路と
が並列に接続され、抵抗８１および平滑コンデンサ８２
の接続点は抵抗８３を介してＦＥＴ６２のゲートに、抵
抗７９および抵抗８０の接続点はＦＥＴ６３に接続され
ている。さらに、トランジスタ７８のベースと直流電源
１の負側との間にはコンデンサ８４が接続され、このコ
ンデンサ８４には抵抗８５および可変抵抗８６の直列回
路が接続されている。さらに、トランジスタ４のコレク
タと直流電源１の負側との間には、ダイオード８７が接
続され、このダイオード８７には、ダイオード８８およ
びコンデンサ８９の直列回路が接続され、ダイオード８
８およびコンデンサ８９の接続点は抵抗９０および抵抗
９１を介してトランジスタ７８のベースに接続されてい
る。

次に上記第２図に示すインバータ装置の動作を説明する
。

まず、直流電源１で、交流電力を直流電力に変換する。

この直流電力を、インバータ回路２のコンデンサ、イン
バータトランス５の入力巻線６およびトランジスタ４に
て共振させ、インバータトランス５の出力巻線７および
予熱巻線６０に高周波の交流電力を誘起させる。そして
、放電灯８゜８を予熱する。

放電灯８．８を始動させるに際しては、コンデンサ８２
は充電されていないのでＦＥＴ６２はゲート電圧が与え
られないので、オフ状態を保持している。また、トラン
ジスタ７８はオンされるので、ＦＥＴ６３はゲート電圧
が印加され、オン状態となり、コンデンサ１３およびコ
ンデンサ１６の容量にて、変流器１１を中程度の時間で
飽和させ、トランジスタ４をスイッチングし、ソフトス
タートを行なう。

その後、コンデンサ８２が充電され、ＦＥＴ６２に徐々
にゲート電圧が印加され、ＦＥＴ６２のドレイン、ソー
ス間の抵抗値は徐々に小さくなり、徐々にコンデンサ１
４の容量がコンデンサ１３およびコンデンサ１６に加え
られ、変流器１１の飽和時間が長くなり、コンデンサ１
３、コンデンサ１４およびコンデンサ１６の容量が加え
られることにより、インバータ回路２の出力は増加し、
放電灯８，８は点灯状態となる。

そして、放電灯８，８が点灯状態となるとインバータ回
路２は定電圧制御を行なう。スイッチング素子であるト
ランジスタ４のコレクタ電流をコンデンサ８９で検知し
、トランジスタ７８のベース電流を制御して、トランジ
スタ７８の出力を制御させ、ＦＥＴ６３のゲート電圧を
変化させて、ＦＥＴ６３のドレイン・ソース間の抵抗値
を変化させ、コンデンサ１３、コンデンサ１４およびコ
ンデンサ１６の合成容量を変化させ、すなわちトランジ
スタ４のコレクタ・エミッタ電流に対応させて変流器１
１の飽和時間を変化させてインバータ回路２の出力を一
定に保持する。

また、たとえば放電灯８．８の電圧が寿命末期等により
上昇すると、図示しない放電灯８．８の電圧を検知する
検知装置の発光ダイオード等が点灯し、フォトトランジ
スタ７６をオンする。このフォトトランジスタ７６のオ
ンにより、トランジスタ７８のエミッタ・コレクタ電流
はバイパスされてオフし、ＦＥＴ６３のゲート電圧がオ
フされてＦＥＴ６３がオフするとともに、コンデンサ８
２の電荷が減少しＦＥＴ６２のゲート電圧が低下してＦ
ＥＴ６２が徐々にオフし、トランジスタ４のベース回路
はコンデンサ１３の容量のみに低下し、変流器１１の飽
和が速くなってインバータ回路の出力が低下し、回路を
保護する。

さらに、他の実施例を第３図を参照して説明する。

この第３図に示すインバータ装置は、第２図のインバー
タ装置から抵抗８１、平滑コンデンサ８２および抵抗８
３を取除くとともに、抵抗７９に代えてツェナダイオー
ド９５を接続し、ＦＥＴ６２のゲートをトランジスタ７
８のコレクタおよびツェナダイオード９５の接続点に接
続し、ＦＥＴ６３のゲートをツェナダイオード９５およ
び抵抗８０の接続点に接続したものである。

つぎに上記第３図に示す装置の動作について説明する。

なお、第２図に示す装置と同一の動作については説明を
省略する。

まず、放電灯８，８を始動するに際しては、トランジス
タ７８がオンされることにより、コンデンサ８４の充電
に伴ってＦＥＴ６２のゲートに電圧が印加され、ＦＥＴ
６２が徐々にオンする。そして、放電灯８，８が点灯し
、コンデンサ８４が充電されるとツェナダイオード９５
がツェナ電圧を超えてオンし、ＦＥＴ６３にゲート電圧
が印加されてＦＥＴ６３がオンする。

また、インバータ回路２の定電圧制御の際は、トランジ
スタ４のコレクタ電流をコンデンサ８９で検知し、トラ
ンジスタ７８のベース電流を制御し、ＦＥＴ６２のゲー
ト電圧を変化させてＦＥＴ６２の抵抗値を変化させ、ト
ランジスタ４のコレクタ電流に従ってインバータ回路２
の出力を制御する。

さらに、放電灯８の寿命末期等により放電灯８間の電圧
が上昇すると、第２図に示す装置の場合と同様に、図示
しない検知装置にて、フォトトランジスタ７６をオンし
、トランジスタ７８のコレクタ・エミッタ電流を、フォ
トトランジスタ７６にバイパスさせ、トランジスタ７８
をオフしＦＥＴ６２およびＦＥＴ６３のゲート電圧をな
くし、ＦＥＴ６２およびＦＥＴ６３をオフさせてインバ
ータ回路２の出力を低下させる。

この第３図に示す実施例によれば、Ｆ　Ｅ　Ｔ　６２お
よびＦＥＴ６３の抵抗値をかなり低くまで低下させるこ
とができるので、インバータ回路２の出力を大きくする
ことができ高効率とすることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、インバータ回路のスイッチング用のト
ランジスタのベース回路に、複数のコンデンサの並列回
路を設け、これらコンデンサのうちの１以上に可変抵抗
を接続したので、インバータ回路の出力を大きく変化さ
せても、トランジスタのスイッチング動作が悪化するこ
となくインバータ回路から出力を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインバータ装置の一実施例を示す回路
図、第２図は他の実施例を示す回路図、第３図はさらに
他の実施例を示す回路図である。 １・・直流電源、２・・インバータ回路、４・トランジ
スタ、８・・負荷としての放電灯、９・・入力巻線、１
０・・出力巻線、１１・・変流器、１３、１４．１６・
・コンデンサ、１５．１７・・可変抵抗要素としての可
変抵抗、６２．６３・・可変抵抗要素としてのＦＥ７０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベース回路の出力に従って制御を行なうスイッチ
   ング用のトランジスタを有し直流電源に接続されこの直
   流電源の直流電力を交流電力変換するインバータ回路と
   、 このインバータ回路の出力により駆動される負荷と、 入力巻線および出力巻線を有しこの入力巻線が前記負荷
   に接続されるとともに出力巻線が前記トランジスタのベ
   ース回路に接続された変流器と、前記ベース回路に互い
   に並列的に接続された３個以上のコンデンサと、 これらコンデンサのうち少なくとも２個以上のコンデン
   サに対して直列に接続された可変抵抗要素と を具備したことを特徴とするインバータ装置。