JPH0386085A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、放電灯点灯装置等に使用されるインバータ装
置に関する。

［従来の技術］ 例えばインバータ装置を使用した放電灯点灯装置として
は第３図に示すものが知られている。

すなわち交流電源１に全波整流ダイオードブリッジ回路
２の入力端子を接続し、そのブリッジ回路２の出力端子
に平滑コンデンサ３を接続して直流電源４を形成してい
る。

前記平滑コンデンサ３の両端には１石の自励式インバー
タ回路５が接続されている。

前記インバータ回路５は、平滑コンデンサ３の両端にイ
ンダクタンス６と共振用コンデンサ７との並列回路を介
してＮＰＮ形のスイッチングトランジスタ８を接続して
いる。前記並列回路とトランジスタ８との接続点をドラ
イブトランス９の１次巻線９ｐの一端に接続している。

前記トランジスタ８゛のベース、エミッタ間にはコンデ
ンサ１０を介して前記ドライブトランス９の２次巻線９
ｓが接続されている。また前記トランジスタ８のベース
、エミッタ間にはそのトランジスタ８をオフする方向に
電流を流すための抵抗１２とダイオード１１との直列回
路が接続されている。前記平滑コンデンサ３の正極端子
と前記スイッチングトランジスタ８のベースとの間には
起動抵抗１３を接続している。

前記インバータ回路５の出力端子、すなわち前記インダ
クタンス６と共振用コンデンサ７との並列回路の前記平
滑コンデンサ３の正極端子接続側と前記ドライブトラン
ス９の１次巻線９ｐの他端との間に、パラストチョーク
１４を介して負荷°としての放電灯１５の各フィラメン
ト電極１５ａ。

１５ｂの一端を接続している。そして前記放電灯１５の
各フィラメント電極１５ａ、１５ｂの他端間にコンデン
サ１６を接続している。

この装置においては電源１を投入すると、起動抵抗１３
を介してトランジスタ８のベースにベース電流が流れ、
トランジスタ８がオンする。これによりインダクタンス
６と共振用コンデンサ７との並列回路に電流が流れる。

また放電灯１５の各フィラメント電極１５ａ、１５ｂ、
コンデンサ１６、パラストチョーク１４、ドライブトラ
ンス９の１次巻線９ｐを介して電流が流れる。この電流
がドライブトランス９を介してトランジスタ８のベース
に正帰還され、コンデンサ１０を充電しつつトランジス
タ８のオン状態を保持する。

その後この振動性のベース電流が逆方向に流れ、トラン
ジスタ８はオフする。こうしてドライブトランス９の２
次巻線９ｓとコンデンサ１０とのＬＣ共振によってトラ
ンジスタ８のオン期間が決定される。

その後はインダクタンス６と共振用コンデンサ７で構成
されるタンク回路に蓄えられた電気エネルギーが共振゛
し、放電灯１５に負荷電流が流れる。

この負荷電流がドライブトランス９を介してコンデンサ
１０．抵抗１２、ダイオード１１に流れ、トランジスタ
８がオフ状態を保持する。

その後負荷電流によって再びドライブトランス９の２次
巻線９ｓにトランジスタ８への正帰還電流が流れるよう
になり、トランジスタ８がターンオンする。以上の動作
が繰り返されることによりインバータ回路５は高周波発
振動作を行うことになる。

このときコンデンサ１６とパラストチョーク１４とを共
振する値に設定しであるので、放電灯１５の各フィラメ
ント電極１５ａ、１５ｂに高Ｍ波の共振電流が流れると
共にコンデンサ１６の両端に高電圧が発生し、この高電
圧によって放電灯１５は点灯するようになる。そして放
電灯１５が点灯した後はコンデンサ１６と並列に放電灯
１５のインピーダンスが接続されることになり、これを
負荷としてインバータ回路５は発振動作を継続し放電灯
１５にはパラストチョーク１４で制限される高周波電流
が流れる。

［発明が解決しようとする課題］ この従来装置では負荷電流によりドライブトランス９の
２次巻線９ｓに電圧が発生し、コンデンサ１０、抵抗１
２、ダイオード１１を通して電流が流れるが、抵抗１２
に電流が流れることによって損失が大きくなる問題があ
った。またコンデンサ１０が比較的高いレベルまで充電
されるため次にトランジスタ８がオンするときにトラン
ジスタ８のコレクタ電流波形に第４図の（ｂ）にイで示
すようなヒゲが発生し、これも損失を増大させる要因と
なり、またトランジスタ８の寿命を低下させる問題があ
った。

なお、第４図の（ａ）はトランジスタ８のコレクタ、エ
ミッタ間電圧波形を示し、第４図の（Ｃ）はトランジス
タ８のベース電流波形を示している。

そこで本発明は、損失を軽減でき、従ってインバータ回
路の発振効率を向上でき、しかもトランジスタの寿命低
下を防止して信頼性を向上できるインバータ装置を提供
しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、直流電源と、この直流電源に接続され、スイ
ッチングトランジスタをスイッチング動作させることに
より高周波電圧を出力する１石の自励式インバータ回路
と、このインバータ回路に接続された負荷とからなり、
インバータ回路は、負荷への通電路に１次巻線を介挿し
、２次巻線をコンデンサを介してスイッチングトランジ
スタのベース、エミッタ間に接続したドライブトランス
と、スイッチングトランジスタのベース、エミッタ間に
接続され、そのトランジスタをオフする方向に電流を流
す複数のダイオードの直列回路と、コンデンサに並列に
接続され、スイッチングトランジスタをオフする方向に
電流を流すダイオードを設けたものである。

［作　用］ このような構成の本発明においては、ドライブトランス
の１次巻線に負荷電流が流れると、そのトランスの２次
巻線に電圧が発生し電流がダイオード及び複数のダイオ
ードの直列回路を介して流れる。このときコンデンサも
充電されるがその充電電圧はダイオードのオン電圧より
高くはならない。従ってドライブトランスに発生する電
圧が低くなってもコンデンサが放電してトランジスタの
ベースに本来は流れて欲しくないベース電流が流れると
いうことはない。

またトランジスタがオンするときにはドライブトランス
のエネルギーがベース電流として流れることになる。

［実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。な
お、本実施例は本発明を放電灯点灯装置に適用したもの
について述べる。

第１図に示すように、交流電源２１に全波整流ダイオー
ドブリッジ回路２２の入力端子を接続し、そのブリッジ
回路２２の出力端子に平滑コンデンサ２３を接続して直
流電源２４を形成している。

前記平滑コンデンサ２３の両端には１石の自励式インバ
ータ回路２５が接続されている。

前記インバータ回路２５は、前記平滑コンデンサ２３の
両端にインダクタンス２６と共振用コンデンサ２７との
並列回路を介してＮＰＮ形のスイッチングトランジスタ
２８を接続している。

前記インダクタンス２６と共振用コンデンサ２７との並
列回路とトランジスタ２８との接続点をドライブトラン
ス２つの１次巻線２９ｐの一端に接続している。

前記トランジスタ２８のベース、エミッタ間にはコンデ
ンサ３０を介して前記ドライブトランス２つの２次巻線
２９ｓが接続されている。また前記トランジスタ２８の
ベース、エミッタ間にはそのトランジスタ２８をオフす
る方向に電流を流すための２個のダイオード３１．３２
の直列回路が接続されている。

前記コンデンサ３０に前記トランジスタ２８をオフする
方向に電流を流すためのダイオード３３が並列に接続さ
れている。

前記平滑コンデンサ２３の正極端子と前記スイッチング
トランジスタ２８のベースとの間には起動抵抗３４を接
続している。

前記インバータ回路２５の出力端子、すなわち前記イン
ダクタンス２６と共振用コンデンサ２７との並列回路の
前記平滑コンデンサ２３の正極端子接続側と前記ドライ
ブトランス２つの１次巻線２９ｐの他端との間に、パラ
ストチョーク３５を介して負荷としての放電灯３６の各
フィラメント電極３６ａ、３６ｂの一端を接続している
。そして前記放電灯３６の各フィラメント電極３６ａ。

３６ｂの他端間にコンデンサ３７を接続している。

このような構成の本実施例においては、電源２１を投入
すると、直流電源２４から起動抵抗３４を介してトラン
ジスタ２８のベースにベース電流が流れ、トランジスタ
２８がオンする。これによりインダクタンス２６と共振
用コンデンサ２７との並列回路に電流が流れる。また放
電灯３６の各フィラメント電極３６ａ、３０１）、コン
デンサ３７、パラストチョーク３５、ドライブトランス
２９の１次巻線２９ｐを介して電流が流れる。この電流
によりドライブトランス２つの２次巻線２９ｓに電圧が
発生しトランジスタ２８のベースに正帰還電流が流れ、
コンデンサ３ｏを充電しつつトランジスタ２８のオン状
態を保持する。

その後この振動性のベース電流が逆方向に流れ、トラン
ジスタ２８はオフする。

トランジスタ２８がオフすると、インダクタンス２６と
共振用コンデンサ２７で構成されるタフ回路に蓄えられ
た電気エネルギーが共振し、ノミ灯３６に負荷電流が流
れる。この負荷電流に５リドライブトランス２つに電流
が発生し、その１流がダイオード３３，３２．３Ｉを介
して流れ、トランジスタ２８のオフ状態を保持する。こ
の。

きコンデンサ３０は同時に充電される。しかしこの充電
はダイオード３３のオン電圧より高くはｔらない。

従って次にトランジスタ２８がオンする前に１ライブト
ランス２つの２次巻線２９ｓに発生すＺ電圧が低くなっ
てもコンデンサ３ｏが放電してトランジスタ２８のベー
スに不要なベース電流が渭れるようなことはない。

その後負荷電流によって再びドライブトランス２９の２
次＠線２９ｓにトランジスタ２８への正帰還電流が流れ
るようになり、トランジスタ２８がターンオンする。以
上の動作が繰り返されることによりインバータ回路２５
は高周波発振動作を行うことになる。

こうして放電灯３６の各フィラメント電極３６ａ、３６
ｂに高周波の共振電流が流れると共にコンデンサ３７の
両端に高電圧が発生し、この高電圧によって放電灯３６
は点灯するようになる。

そして放電灯３６が点灯した後はコンデンサ３７と並列
に放電灯３６のインピーダンスが接続されることになり
、これを負荷としてインバータ回路２５は発振動作を継
続し放電灯３６にはパラストチョーク３５で制限される
高周波電流が流れる。

この一連の動作においてトランジスタ２８のコレクタ、
エミッタ間電圧波形は第２図の（ａ）に示すようになり
、トランジスタ２８のコレクタ電流波形はコンデンサ３
０の放電に゛よる不要なベース電流が流れないので第２
図の（ｂ）に示すようにヒゲのない電流波形となり、こ
れにより損失を軽減できると共トランジスタ２８の寿命
低下を防止して信頼性を向上できる。またダイオード３
３に流れる電流波形は第２図の（ｅ）に示すようになり
、またダイオード３２．３１に流れる電流波形は第２図
の（ｄ）に示すようになる。さらにトランジスタ２８の
ベース、コレクタ間電圧波形は第２図の（ｅ）に示すよ
うになる。

またトランジスタ２８をオフする方向に電流を流す直列
回路を２個のダイオード３１．３２によって構成するこ
とによって抵抗を不要にでき、従って損失を軽減できる
。

このようにヒゲ発生の防止及び抵抗の不要によって損失
の軽減を図ることができるので、インバータ回路２５の
発振効率を向上できる。

さらにトランジスタ２８がオフしているときにもダイオ
ード３２．３１を介して電流が流れるため、トランジス
タ２８のエミッタ、ベース間電圧が高くなることはなく
この点においてもトランジスタ２８の寿命低下を防止し
て信頼性を向上できる。

なお、前記実施例は本発明を放電灯点灯装置に適用した
ものについて述べたが必ずしもこれに限定されるもので
はなく、他のインバータ回路を使用する装置にも適用で
きるものである。

［発明の効果コ 以上詳述したように本発明によれば、損失を軽減でき、
従ってインバータ回路の発振効率を向上でき、しかもト
ランジスタの寿命低下を防止して信頼性を向上できるイ
ンバータ装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は同実施
例におけるトランジスタ、ダイオードの電圧、電流波形
を示す図、第３図は従来例を示す回路図、第４図は同従
来例におけるトランジスタの電圧、電流波形を示す図で
ある。 ２１・・・交流電源、 ２４・・・直流電源、 ２５・・・１石式インバータ回路、 ２８・・・スイッチングトランジスタ、２つ・・・ドラ
イブトランス、 ３０・・・コンデンサ、 ３１．３２．３３・・・ダイオード、 ３ ６・・・放電灯。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流電源と、この直流電源に接続され、スイッチングト
   ランジスタをスイッチング動作させることにより高周波
   電圧を出力する１石の自励式インバータ回路と、このイ
   ンバータ回路に接続された負荷とからなり、 前記インバータ回路は、前記負荷への通電路に１次巻線
   を介挿し、２次巻線をコンデンサを介して前記スイッチ
   ングトランジスタのベース、エミッタ間に接続したドラ
   イブトランスと、前記スイッチングトランジスタのベー
   ス、エミッタ間に接続され、そのトランジスタをオフす
   る方向に電流を流す複数のダイオードの直列回路と、前
   記コンデンサに並列に接続され、前記スイッチングトラ
   ンジスタをオフする方向に電流を流すダイオードを設け
   たことを特徴とするインバータ装置。