JPH06165509A - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JPH06165509A JPH06165509A JP4304121A JP30412192A JPH06165509A JP H06165509 A JPH06165509 A JP H06165509A JP 4304121 A JP4304121 A JP 4304121A JP 30412192 A JP30412192 A JP 30412192A JP H06165509 A JPH06165509 A JP H06165509A
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- switching
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Abstract
(57)【要約】
【目的】周波数を変化することなく、負荷に供給する電
力を調整し、且つ負荷が放電灯である場合において、調
光を深くしたときに放電灯を安定動作させる。 【構成】直流電源にスイッチング素子S1 ,S2 及びS
3 ,S4 を直列接続し、スイッチング素子S1 ,S2 及
びS3 ,S4 の接続点間に、インダクタL1 、コンデン
サC2 及び負荷Zを接続する。スイッチング素子S1 ,
S2 のオン,オフのタイミングに対して、スイッチング
素子S3 ,S4 のオン,オフのタイミングを同位相から
180度ずれた位相までの範囲で可変する。対角位置の
スイッチング素子S1 ,S 4 及びS2 ,S3 の同時オン
期間を変化させて、スイッチング周波数を変化させず
に、負荷Zに供給される電力を調整する。スイッチング
素子S 1 ,S4 のスイッチング周期を一致させ、且つS
2 ,S3 のスイッチング周期を異ならせ、共振回路への
正負の供給電力をアンバランスにして直流分を負荷Zに
供給し、例えば負荷Zが放電灯である場合に立消えや移
動縞によるちらつきを起こすことを防止する。
力を調整し、且つ負荷が放電灯である場合において、調
光を深くしたときに放電灯を安定動作させる。 【構成】直流電源にスイッチング素子S1 ,S2 及びS
3 ,S4 を直列接続し、スイッチング素子S1 ,S2 及
びS3 ,S4 の接続点間に、インダクタL1 、コンデン
サC2 及び負荷Zを接続する。スイッチング素子S1 ,
S2 のオン,オフのタイミングに対して、スイッチング
素子S3 ,S4 のオン,オフのタイミングを同位相から
180度ずれた位相までの範囲で可変する。対角位置の
スイッチング素子S1 ,S 4 及びS2 ,S3 の同時オン
期間を変化させて、スイッチング周波数を変化させず
に、負荷Zに供給される電力を調整する。スイッチング
素子S 1 ,S4 のスイッチング周期を一致させ、且つS
2 ,S3 のスイッチング周期を異ならせ、共振回路への
正負の供給電力をアンバランスにして直流分を負荷Zに
供給し、例えば負荷Zが放電灯である場合に立消えや移
動縞によるちらつきを起こすことを防止する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直流電力を交流電力に
変換するインバータ装置に関するものである。
変換するインバータ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のハーフブリッジ構成のインバータ
装置を放電灯点灯装置として用いたものを図26に示
す。このインバータ装置では、直流電源Eの両端にMO
SFETからなるスイッチング素子S1 ,S2 を直列接
続し、少なくともインダクタL1とコンデンサC2 とか
らなる共振回路と、負荷としての放電灯Laとからなる
負荷回路を、直流カット用コンデンサC1 を介してスイ
ッチング素子S2 の両端に接続してある。また、直流カ
ット用コンデンサC1 はその容量が通常はコンデンサC
2 の容量より相当に大きいため、通常は共振回路には含
まれないが、その容量によっては共振回路に含まれる場
合もある。
装置を放電灯点灯装置として用いたものを図26に示
す。このインバータ装置では、直流電源Eの両端にMO
SFETからなるスイッチング素子S1 ,S2 を直列接
続し、少なくともインダクタL1とコンデンサC2 とか
らなる共振回路と、負荷としての放電灯Laとからなる
負荷回路を、直流カット用コンデンサC1 を介してスイ
ッチング素子S2 の両端に接続してある。また、直流カ
ット用コンデンサC1 はその容量が通常はコンデンサC
2 の容量より相当に大きいため、通常は共振回路には含
まれないが、その容量によっては共振回路に含まれる場
合もある。
【0003】上記インバータ装置の各スイッチング素子
S1 ,S2 は、制御回路1の制御の下で図27(a),
(b)に示すように交互にオン,オフされ、直流電源E
の電圧を交流電圧(この場合には高周波電圧)に変換し
て放電灯Laに供給し、放電灯Laを高周波点灯する。
この動作を以下に詳述する。いま、時刻t0 で、図27
(a)に示すように制御回路1の制御出力V1 がハイレ
ベル、同図(b)に示すように制御出力V2 がローレベ
ルになったとすると、スイッチング素子S1 がオンとな
ると共に、スイッチング素子S2 がオフとなる。このと
き、直流電源Eから、スイッチング素子S1 、インダク
タL1 、直流カット用コンデンサC1 、コンデンサC2
及び放電灯Laの経路で、放電灯Laに電流が供給され
る。
S1 ,S2 は、制御回路1の制御の下で図27(a),
(b)に示すように交互にオン,オフされ、直流電源E
の電圧を交流電圧(この場合には高周波電圧)に変換し
て放電灯Laに供給し、放電灯Laを高周波点灯する。
この動作を以下に詳述する。いま、時刻t0 で、図27
(a)に示すように制御回路1の制御出力V1 がハイレ
ベル、同図(b)に示すように制御出力V2 がローレベ
ルになったとすると、スイッチング素子S1 がオンとな
ると共に、スイッチング素子S2 がオフとなる。このと
き、直流電源Eから、スイッチング素子S1 、インダク
タL1 、直流カット用コンデンサC1 、コンデンサC2
及び放電灯Laの経路で、放電灯Laに電流が供給され
る。
【0004】このとき、直流カット用コンデンサC1 が
充電される。また、共振回路にもエネルギが蓄積され
る。なお、インバータ回路の動作周波数を共振回路の共
振周波数よりも高い範囲に設定してある場合について以
下の説明を行う。この場合には、インダクタL1 に蓄積
されるエネルギが以下に説明するように回路動作に主に
影響する。
充電される。また、共振回路にもエネルギが蓄積され
る。なお、インバータ回路の動作周波数を共振回路の共
振周波数よりも高い範囲に設定してある場合について以
下の説明を行う。この場合には、インダクタL1 に蓄積
されるエネルギが以下に説明するように回路動作に主に
影響する。
【0005】そして、時刻t1 になると、図27(a)
に示すように制御回路1の制御出力V1 がローレベル、
同図(b)に示すように制御出力V2 がハイレベルにな
り、スイッチング素子S1 がオフとなると共に、スイッ
チング素子S2 がオンとなる。但し、上記スイッチング
素子S1 ,S2 では純然たるスイッチとは異なり、通常
と逆極性の電圧(直流電源Eの極性とは逆の極性の電
圧)が印加された場合に、スイッチング素子S2 に本来
電流IS2が流れる方向(図26中の矢印で示す電流方
向)とは逆の方向に電流を流す働きを持つ寄生ダイオー
ドを有する。このため、スイッチング素子S2 をオンし
たとき、本来の電流方向にはオンとはならず、インダク
タL2 に蓄積されたエネルギでスイッチング素子S2 の
寄生ダイオードがオンなる。つまり、スイッチング素子
S2 は逆方向に導通した状態になる。そして、インダク
タL1 のそれまでと同じ方向に電流を流す作用により、
インダクタL1 に蓄積されたエネルギが、直流カット用
コンデンサC1 、コンデンサC 2 及び放電灯La、スイ
ッチング素子S2 の寄生ダイオードの経路で放出され
る。即ち、インバータ回路の動作周波数は共振回路の共
振周波数よりも高い範囲に設定してあるので、負荷回路
は上述のような動作を行う。
に示すように制御回路1の制御出力V1 がローレベル、
同図(b)に示すように制御出力V2 がハイレベルにな
り、スイッチング素子S1 がオフとなると共に、スイッ
チング素子S2 がオンとなる。但し、上記スイッチング
素子S1 ,S2 では純然たるスイッチとは異なり、通常
と逆極性の電圧(直流電源Eの極性とは逆の極性の電
圧)が印加された場合に、スイッチング素子S2 に本来
電流IS2が流れる方向(図26中の矢印で示す電流方
向)とは逆の方向に電流を流す働きを持つ寄生ダイオー
ドを有する。このため、スイッチング素子S2 をオンし
たとき、本来の電流方向にはオンとはならず、インダク
タL2 に蓄積されたエネルギでスイッチング素子S2 の
寄生ダイオードがオンなる。つまり、スイッチング素子
S2 は逆方向に導通した状態になる。そして、インダク
タL1 のそれまでと同じ方向に電流を流す作用により、
インダクタL1 に蓄積されたエネルギが、直流カット用
コンデンサC1 、コンデンサC 2 及び放電灯La、スイ
ッチング素子S2 の寄生ダイオードの経路で放出され
る。即ち、インバータ回路の動作周波数は共振回路の共
振周波数よりも高い範囲に設定してあるので、負荷回路
は上述のような動作を行う。
【0006】そして、インダクタL1 のエネルギが放出
された時点で、スイッチング素子S 2 が本来のオン状態
となり(図26中の矢印で示す方向に電流IS2が流れる
状態となり)、直流カット用コンデンサC1 に蓄積され
た電荷を電源として、直流カット用コンデンサC1 、イ
ンダクタL1 、スイッチング素子S2 、コンデンサC 2
及び放電灯Laの経路で、それまでと逆方向の電流が流
れる。
された時点で、スイッチング素子S 2 が本来のオン状態
となり(図26中の矢印で示す方向に電流IS2が流れる
状態となり)、直流カット用コンデンサC1 に蓄積され
た電荷を電源として、直流カット用コンデンサC1 、イ
ンダクタL1 、スイッチング素子S2 、コンデンサC 2
及び放電灯Laの経路で、それまでと逆方向の電流が流
れる。
【0007】その後、時刻t2 で、時刻t0 の場合と同
様に、制御回路1の制御出力V1 がハイレベル、図27
(b)に示すように制御出力V2 がローレベルになるた
め、スイッチング素子S1 がオンとなると共に、スイッ
チング素子S2 がオフとなる。しかし、この場合にもス
イッチング素子S1 は本来の電流IS1が流れる方向(図
26中の矢印で示す方向)にはオンとはならず、インダ
クタL1 に蓄積されたエネルギでスイッチング素子S1
の寄生ダイオードがオンとなる。つまり、スイッチング
素子S1 は逆方向に導通した状態になる。そして、イン
ダクタL1 に蓄積されたエネルギが、スイッチング素子
S1 の寄生ダイオード、直流電源E、コンデンサC2 及
び放電灯La、直流カット用コンデンサC1 の経路で放
出される。
様に、制御回路1の制御出力V1 がハイレベル、図27
(b)に示すように制御出力V2 がローレベルになるた
め、スイッチング素子S1 がオンとなると共に、スイッ
チング素子S2 がオフとなる。しかし、この場合にもス
イッチング素子S1 は本来の電流IS1が流れる方向(図
26中の矢印で示す方向)にはオンとはならず、インダ
クタL1 に蓄積されたエネルギでスイッチング素子S1
の寄生ダイオードがオンとなる。つまり、スイッチング
素子S1 は逆方向に導通した状態になる。そして、イン
ダクタL1 に蓄積されたエネルギが、スイッチング素子
S1 の寄生ダイオード、直流電源E、コンデンサC2 及
び放電灯La、直流カット用コンデンサC1 の経路で放
出される。
【0008】そして、インダクタL1 のエネルギが放出
されると、スイッチング素子S1 が本来のオン状態とな
り、直流電源E、スイッチング素子S1 、インダクタL
1 、直流カット用コンデンサC1 、コンデンサC2 及び
放電灯Laの経路で電流が流れる。以下、上記一連の動
作を繰り返すことにより、直流電源Eを高周波電力に変
換して、放電灯Laに高周波電力が供給される。このと
き、インダクタL1 に流れる電流IL1は図27(e)に
示すようになる。
されると、スイッチング素子S1 が本来のオン状態とな
り、直流電源E、スイッチング素子S1 、インダクタL
1 、直流カット用コンデンサC1 、コンデンサC2 及び
放電灯Laの経路で電流が流れる。以下、上記一連の動
作を繰り返すことにより、直流電源Eを高周波電力に変
換して、放電灯Laに高周波電力が供給される。このと
き、インダクタL1 に流れる電流IL1は図27(e)に
示すようになる。
【0009】なお、上述の説明では、時刻t0 の場合
に、スイッチング素子S1 が本来の電流方向にオンとな
ると説明したが、それまでスイッチング素子S1 ,S2
が交互にオン,オフしている定常点灯時には、時刻t0
においてもスイッチング素子S 1 の寄生ダイオードのオ
ンによりインダクタL1 に蓄積されたエネルギを放出
し、その後に本来のスイッチング素子S1 の電流IS1が
流れる方向にオンとなることは言うまでもない。また、
上述の説明では、スイッチング素子S1 ,S2 の寄生ダ
イオードをインダクタL1 のエネルギを放出するために
用いたが、スイッチング素子S1 ,S2 に夫々逆並列に
ダイオードを接続するようにしてもよい。
に、スイッチング素子S1 が本来の電流方向にオンとな
ると説明したが、それまでスイッチング素子S1 ,S2
が交互にオン,オフしている定常点灯時には、時刻t0
においてもスイッチング素子S 1 の寄生ダイオードのオ
ンによりインダクタL1 に蓄積されたエネルギを放出
し、その後に本来のスイッチング素子S1 の電流IS1が
流れる方向にオンとなることは言うまでもない。また、
上述の説明では、スイッチング素子S1 ,S2 の寄生ダ
イオードをインダクタL1 のエネルギを放出するために
用いたが、スイッチング素子S1 ,S2 に夫々逆並列に
ダイオードを接続するようにしてもよい。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記インバータ装置に
おいて負荷に供給される電力(つまりは、インバータ装
置の出力)を可変する場合、スイッチング素子S1 ,S
2 のスイッチング周波数を変化させる。なお、負荷が上
述のように放電灯Laである場合には、放電灯Laを調
光制御することになる。
おいて負荷に供給される電力(つまりは、インバータ装
置の出力)を可変する場合、スイッチング素子S1 ,S
2 のスイッチング周波数を変化させる。なお、負荷が上
述のように放電灯Laである場合には、放電灯Laを調
光制御することになる。
【0011】ここで、上述したようにスイッチング素子
S1 ,S2 のスイッチング周波数を共振回路の共振周波
数より高い範囲に設定してある場合、スイッチング周波
数を低くすれば、スイッチング周波数が共振回路の共振
周波数に近付き、放電灯Laに供給される電力が大きく
なる。また、逆にスイッチング周波数を高くすれば、ス
イッチング周波数が共振回路の共振周波数から遠ざか
り、放電灯Laに供給される電力が小さくなる。
S1 ,S2 のスイッチング周波数を共振回路の共振周波
数より高い範囲に設定してある場合、スイッチング周波
数を低くすれば、スイッチング周波数が共振回路の共振
周波数に近付き、放電灯Laに供給される電力が大きく
なる。また、逆にスイッチング周波数を高くすれば、ス
イッチング周波数が共振回路の共振周波数から遠ざか
り、放電灯Laに供給される電力が小さくなる。
【0012】ところが、上記直流電源Eを交流電源を整
流平滑して作成する場合において、スイッチング素子S
1 ,S2 のスイッチング周波数を変化させると、交流電
源側に高周波が漏れる問題がある。そこで、交流電源を
整流するダイオードブリッジの入力端などに高周波成分
が交流電源側に漏れることを防止するフィルタが設けら
れる。しかし、上述のようにインバータ装置の動作周波
数が変化すると、高周波成分を除去する上記フィルタの
設計が複雑になるという問題があった。
流平滑して作成する場合において、スイッチング素子S
1 ,S2 のスイッチング周波数を変化させると、交流電
源側に高周波が漏れる問題がある。そこで、交流電源を
整流するダイオードブリッジの入力端などに高周波成分
が交流電源側に漏れることを防止するフィルタが設けら
れる。しかし、上述のようにインバータ装置の動作周波
数が変化すると、高周波成分を除去する上記フィルタの
設計が複雑になるという問題があった。
【0013】また、負荷が放電灯Laである場合に、イ
ンバータ装置の動作周波数を変化させると、それに伴っ
て放電灯Laから放出される光の周波数も変化し、赤外
線リモコンなどの他の機器に悪影響を及ぼすという問題
もある。さらに、放電灯LaがHIDランプである場
合、出力の周波数変化によって音響的共鳴現象を起こす
恐れが高くなり、放電灯Laの破壊などを起こすという
信頼性に関わる問題を生じる。つまり、インバータ装置
の動作周波数が高くなると、HIDランプが音響的共鳴
現象を起こす周波数と一致する可能性が高くなるからで
ある。
ンバータ装置の動作周波数を変化させると、それに伴っ
て放電灯Laから放出される光の周波数も変化し、赤外
線リモコンなどの他の機器に悪影響を及ぼすという問題
もある。さらに、放電灯LaがHIDランプである場
合、出力の周波数変化によって音響的共鳴現象を起こす
恐れが高くなり、放電灯Laの破壊などを起こすという
信頼性に関わる問題を生じる。つまり、インバータ装置
の動作周波数が高くなると、HIDランプが音響的共鳴
現象を起こす周波数と一致する可能性が高くなるからで
ある。
【0014】そこで、この点を改善した従来例とし
て、”Off-Line Application of Fixed-Frequency Clam
ped Mode Series Resonant Converter”,IEEE Tansacti
on on Power Electronics,Vol.6;No.1,January,1991 な
る文献がある。この従来例では、2つのスイッチング素
子の直列回路を直流電源と並列に2組接続すると共に、
夫々の直列回路のスイッチング素子の接続点間に少なく
ともLC共振回路と負荷からなる負荷回路を接続し、夫
々の直列回路のスイッチング素子を同時にオンしないよ
うに交互にオン,オフさせ、一方の直列回路のスイッチ
ング素子のオン,オフのタイミングに対して、他方の直
列回路のスイッチング素子のオン,オフのタイミングを
ずらすようにしてある。
て、”Off-Line Application of Fixed-Frequency Clam
ped Mode Series Resonant Converter”,IEEE Tansacti
on on Power Electronics,Vol.6;No.1,January,1991 な
る文献がある。この従来例では、2つのスイッチング素
子の直列回路を直流電源と並列に2組接続すると共に、
夫々の直列回路のスイッチング素子の接続点間に少なく
ともLC共振回路と負荷からなる負荷回路を接続し、夫
々の直列回路のスイッチング素子を同時にオンしないよ
うに交互にオン,オフさせ、一方の直列回路のスイッチ
ング素子のオン,オフのタイミングに対して、他方の直
列回路のスイッチング素子のオン,オフのタイミングを
ずらすようにしてある。
【0015】なお、上記従来例の動作説明は本発明の実
施例の項で詳述する。この従来例によれば、動作周波数
を変化させずに、負荷に供給する電力を変化させること
ができる。ところが、上述の従来例を特に放電灯点灯装
置として適用し、低温時に放電灯Laに供給される電力
を小さくしぼった状態で、放電灯Laが立消えを起こす
という問題があった。このため、放電灯Laの調光範囲
に制限を生じるという問題があった。
施例の項で詳述する。この従来例によれば、動作周波数
を変化させずに、負荷に供給する電力を変化させること
ができる。ところが、上述の従来例を特に放電灯点灯装
置として適用し、低温時に放電灯Laに供給される電力
を小さくしぼった状態で、放電灯Laが立消えを起こす
という問題があった。このため、放電灯Laの調光範囲
に制限を生じるという問題があった。
【0016】本発明は上述の点に鑑みて為されたもので
あり、その目的とするところは、スイッチング素子のス
イッチング周波数を変化させることなく、負荷に供給す
る電力を調整でき、且つ供給電力を小さく抑えた場合に
も負荷を安定動作させることができるインバータ装置を
提供することにある。
あり、その目的とするところは、スイッチング素子のス
イッチング周波数を変化させることなく、負荷に供給す
る電力を調整でき、且つ供給電力を小さく抑えた場合に
も負荷を安定動作させることができるインバータ装置を
提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明では、上
記目的を達成するために、2つのスイッチング素子の直
列回路を直流電源と並列に2組接続すると共に、夫々の
直列回路のスイッチング素子の接続点間に少なくともL
C共振回路と負荷からなる負荷回路を接続し、上記スイ
ッチング素子の内のいずれか2つのスイッチング周期を
一致させ、そのスイッチング周期に対して他のスイッチ
ング素子のスイッチング周期を夫々異ならせてオン,オ
フさせ、一方の直列回路のスイッチング素子のオン,オ
フのタイミングに対して、他方の直列回路のスイッチン
グ素子のオン,オフのタイミングを同位相から180度
ずれた位相までの範囲で可変してある。
記目的を達成するために、2つのスイッチング素子の直
列回路を直流電源と並列に2組接続すると共に、夫々の
直列回路のスイッチング素子の接続点間に少なくともL
C共振回路と負荷からなる負荷回路を接続し、上記スイ
ッチング素子の内のいずれか2つのスイッチング周期を
一致させ、そのスイッチング周期に対して他のスイッチ
ング素子のスイッチング周期を夫々異ならせてオン,オ
フさせ、一方の直列回路のスイッチング素子のオン,オ
フのタイミングに対して、他方の直列回路のスイッチン
グ素子のオン,オフのタイミングを同位相から180度
ずれた位相までの範囲で可変してある。
【0018】また、請求項2の発明では、上記目的を達
成するために、2つのスイッチング素子の直列回路を直
流電源と並列に2組接続すると共に、夫々の直列回路の
スイッチング素子の接続点間に少なくともLC共振回路
と負荷からなる負荷回路を接続し、上記スイッチング素
子のスイッチング周期をすべて異ならせてオン,オフさ
せ、一方の直列回路のスイッチング素子のオン,オフの
タイミングに対して、他方の直列回路のスイッチング素
子のオン,オフのタイミングを同位相から180度ずれ
た位相までの範囲で可変してもよい。
成するために、2つのスイッチング素子の直列回路を直
流電源と並列に2組接続すると共に、夫々の直列回路の
スイッチング素子の接続点間に少なくともLC共振回路
と負荷からなる負荷回路を接続し、上記スイッチング素
子のスイッチング周期をすべて異ならせてオン,オフさ
せ、一方の直列回路のスイッチング素子のオン,オフの
タイミングに対して、他方の直列回路のスイッチング素
子のオン,オフのタイミングを同位相から180度ずれ
た位相までの範囲で可変してもよい。
【0019】なお、電源電圧変動による負荷への供給電
力の変動を防止するため、請求項3のように、電源電圧
変動を検出して、一方の直列回路のスイッチング素子の
オン,オフのタイミングに対して、他方の直列回路のス
イッチング素子のオン,オフのタイミングを調整して、
負荷に供給される電力を一定に制御してもよい。また、
負荷に一定の電力を供給できるようにするために、請求
項4に示すように、負荷電流を検出して、一方の直列回
路のスイッチング素子のオン,オフのタイミングに対し
て、他方の直列回路のスイッチング素子のオン,オフの
タイミングを調整して、負荷電流を一定に制御するよう
にしてもよい。
力の変動を防止するため、請求項3のように、電源電圧
変動を検出して、一方の直列回路のスイッチング素子の
オン,オフのタイミングに対して、他方の直列回路のス
イッチング素子のオン,オフのタイミングを調整して、
負荷に供給される電力を一定に制御してもよい。また、
負荷に一定の電力を供給できるようにするために、請求
項4に示すように、負荷電流を検出して、一方の直列回
路のスイッチング素子のオン,オフのタイミングに対し
て、他方の直列回路のスイッチング素子のオン,オフの
タイミングを調整して、負荷電流を一定に制御するよう
にしてもよい。
【0020】さらに、複数の負荷に電力を供給する場
合、請求項5に示すように、他方の2つのスイッチング
素子からなる直列回路を複数設け、一方の直列回路のス
イッチング素子の接続点と夫々の他の直列回路の接続点
との間に、少なくともLC共振回路と負荷からなる複数
の負荷回路を夫々接続することができる。なお、この場
合において、請求項6に示すように、他方の直列回路の
夫々のスイッチング素子がすべて同時オンしないように
してもよい。
合、請求項5に示すように、他方の2つのスイッチング
素子からなる直列回路を複数設け、一方の直列回路のス
イッチング素子の接続点と夫々の他の直列回路の接続点
との間に、少なくともLC共振回路と負荷からなる複数
の負荷回路を夫々接続することができる。なお、この場
合において、請求項6に示すように、他方の直列回路の
夫々のスイッチング素子がすべて同時オンしないように
してもよい。
【0021】請求項7に示すように、負荷が放電灯であ
る場合に、放電灯を始動するときには、少なくとも放電
灯の不点時にLC共振回路の共振周波数よりも、スイッ
チング素子のスイッチング周波数を高く設定し、放電灯
の始動時にスイッチング素子のスイッチング周波数をL
C共振回路の共振周波数に近づけるようにすればよい。
る場合に、放電灯を始動するときには、少なくとも放電
灯の不点時にLC共振回路の共振周波数よりも、スイッ
チング素子のスイッチング周波数を高く設定し、放電灯
の始動時にスイッチング素子のスイッチング周波数をL
C共振回路の共振周波数に近づけるようにすればよい。
【0022】また、請求項8に示すように、負荷が放電
灯である場合に、放電灯を始動するときには、少なくと
も放電灯の不点時にLC共振回路の共振周波数よりも、
スイッチング素子のスイッチング周波数を高く設定し、
放電灯の始動時に一方の直列回路のスイッチング素子の
オン,オフのタイミングに対して、他方の直列回路のス
イッチング素子のオン,オフのタイミングを180度ず
れた位相から同位相まで変化させるようにしてもよい。
灯である場合に、放電灯を始動するときには、少なくと
も放電灯の不点時にLC共振回路の共振周波数よりも、
スイッチング素子のスイッチング周波数を高く設定し、
放電灯の始動時に一方の直列回路のスイッチング素子の
オン,オフのタイミングに対して、他方の直列回路のス
イッチング素子のオン,オフのタイミングを180度ず
れた位相から同位相まで変化させるようにしてもよい。
【0023】さらに、請求項9に示すように、複数の負
荷を設け、夫々の負荷に交流分と直流分とを別個に供給
することも可能である。
荷を設け、夫々の負荷に交流分と直流分とを別個に供給
することも可能である。
【0024】
【作用】請求項1の発明は、上述のように一方の直列回
路のスイッチング素子のオン,オフのタイミングに対し
て、他方の直列回路のスイッチング素子のオン,オフの
タイミングを同位相から180度ずれた位相までの範囲
で可変していることにより、対角位置のスイッチング素
子の同時オン期間を変化させて、スイッチング周波数を
変化させずに、負荷に供給される電力を調整することを
可能とし、スイッチング周波数が変化することに伴う種
々の問題点を回避する。また、スイッチング素子の内の
いずれか2つのスイッチング周期を一致させ、そのスイ
ッチング周期に対して他のスイッチング素子のスイッチ
ング周期を夫々異ならせてオン,オフさせることによ
り、LC共振回路への正負の供給電力をアンバランスに
して、LC共振回路に蓄積されるエネルギを直流分とし
て負荷に供給可能とし、例えば負荷が放電灯である場合
に立消えを起こすことを防止する。
路のスイッチング素子のオン,オフのタイミングに対し
て、他方の直列回路のスイッチング素子のオン,オフの
タイミングを同位相から180度ずれた位相までの範囲
で可変していることにより、対角位置のスイッチング素
子の同時オン期間を変化させて、スイッチング周波数を
変化させずに、負荷に供給される電力を調整することを
可能とし、スイッチング周波数が変化することに伴う種
々の問題点を回避する。また、スイッチング素子の内の
いずれか2つのスイッチング周期を一致させ、そのスイ
ッチング周期に対して他のスイッチング素子のスイッチ
ング周期を夫々異ならせてオン,オフさせることによ
り、LC共振回路への正負の供給電力をアンバランスに
して、LC共振回路に蓄積されるエネルギを直流分とし
て負荷に供給可能とし、例えば負荷が放電灯である場合
に立消えを起こすことを防止する。
【0025】また、請求項2の発明は、スイッチング素
子のスイッチング周期をすべて異ならせてオン,オフさ
せることにより、LC共振回路への正負の供給電力をア
ンバランスにして、LC共振回路に蓄積されるエネルギ
を直流分として負荷に供給可能とし、例えば負荷が放電
灯である場合に立消えを起こすことを防止する。
子のスイッチング周期をすべて異ならせてオン,オフさ
せることにより、LC共振回路への正負の供給電力をア
ンバランスにして、LC共振回路に蓄積されるエネルギ
を直流分として負荷に供給可能とし、例えば負荷が放電
灯である場合に立消えを起こすことを防止する。
【0026】
【実施例】(実施例1)図1に本発明の一実施例を示
す。本実施例のインバータ装置は、交流電源ACをダイ
オードブリッジDBで整流して得られた直流電圧を交流
電圧に変換するものであり、スイッチング素子S1 ,S
2 及びスイッチング素子S3 ,S4 をダイオードブリッ
ジDBの出力端間に夫々接続し、スイッチング素子
S1 ,S2 の接続点と、スイッチング素子S3 ,S4 の
接続点との間に、インダクタL1 とコンデンサC2 から
なる直列共振回路と負荷Zとからなる負荷回路を接続し
てある。なお、負荷ZはコンデンサC2 と並列に接続し
てある。つまり、このインバータ装置はスイッチング素
子S1 〜S4 をブリッジ接続したいわゆるフルブリッジ
構成となっている。
す。本実施例のインバータ装置は、交流電源ACをダイ
オードブリッジDBで整流して得られた直流電圧を交流
電圧に変換するものであり、スイッチング素子S1 ,S
2 及びスイッチング素子S3 ,S4 をダイオードブリッ
ジDBの出力端間に夫々接続し、スイッチング素子
S1 ,S2 の接続点と、スイッチング素子S3 ,S4 の
接続点との間に、インダクタL1 とコンデンサC2 から
なる直列共振回路と負荷Zとからなる負荷回路を接続し
てある。なお、負荷ZはコンデンサC2 と並列に接続し
てある。つまり、このインバータ装置はスイッチング素
子S1 〜S4 をブリッジ接続したいわゆるフルブリッジ
構成となっている。
【0027】この種の通常のフルブリッジ構成のインバ
ータ装置では、一般に対角位置に設けられたスイッチン
グ素子S1 ,S4 及びスイッチング素子S2 ,S3 を組
として制御回路1で交互にオン,オフして、負荷回路に
交流電流を供給する。まず、本発明の動作を容易に理解
できるように、上述の一般動作をさらに詳述しておく。
いま、時刻t0 で制御回路1の制御出力V1 ,V4 がハ
イレベルとなり、制御出力V2 ,V3 がローレベルとな
る。このとき、スイッチング素子S1,S4 が図2
(a),(d)に示すようにオンとなり、スイッチング
素子S2 ,S3 が同図(b),(c)に示すようにオフ
となり、ダイオードブリッジDBから、スイッチング素
子S1 、インダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、
スイッチング素子S4 の経路で、負荷Zに電流が流され
る。つまり、図1の矢印で示す方向の負荷電流IZ が供
給される。
ータ装置では、一般に対角位置に設けられたスイッチン
グ素子S1 ,S4 及びスイッチング素子S2 ,S3 を組
として制御回路1で交互にオン,オフして、負荷回路に
交流電流を供給する。まず、本発明の動作を容易に理解
できるように、上述の一般動作をさらに詳述しておく。
いま、時刻t0 で制御回路1の制御出力V1 ,V4 がハ
イレベルとなり、制御出力V2 ,V3 がローレベルとな
る。このとき、スイッチング素子S1,S4 が図2
(a),(d)に示すようにオンとなり、スイッチング
素子S2 ,S3 が同図(b),(c)に示すようにオフ
となり、ダイオードブリッジDBから、スイッチング素
子S1 、インダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、
スイッチング素子S4 の経路で、負荷Zに電流が流され
る。つまり、図1の矢印で示す方向の負荷電流IZ が供
給される。
【0028】時刻t2 では、制御回路1の制御出力
V1 ,V4 がローレベルとなり、制御出力V2 ,V3 が
ハイレベルとなる。すると、スイッチング素子S1 ,S
4 が図2(a),(d)に示すようにオフとなり、スイ
ッチング素子S2 ,S3 が同図(b),(c)に示すよ
うにオンとなる。ここで、上記インバータ装置のスイッ
チング周波数をインダクタL1 とコンデンサC2 からな
る共振回路の共振周波数よりも高く設定した場合には、
従来技術の項で説明したように、インダクタL1 に蓄積
されたエネルギが、インダクタL 1 、コンデンサC2 及
び負荷Z、スイッチング素子S3 の寄生ダイオード、ダ
イオードブリッジDB、スイッチング素子S2 の寄生ダ
イオードの経路で放出される。
V1 ,V4 がローレベルとなり、制御出力V2 ,V3 が
ハイレベルとなる。すると、スイッチング素子S1 ,S
4 が図2(a),(d)に示すようにオフとなり、スイ
ッチング素子S2 ,S3 が同図(b),(c)に示すよ
うにオンとなる。ここで、上記インバータ装置のスイッ
チング周波数をインダクタL1 とコンデンサC2 からな
る共振回路の共振周波数よりも高く設定した場合には、
従来技術の項で説明したように、インダクタL1 に蓄積
されたエネルギが、インダクタL 1 、コンデンサC2 及
び負荷Z、スイッチング素子S3 の寄生ダイオード、ダ
イオードブリッジDB、スイッチング素子S2 の寄生ダ
イオードの経路で放出される。
【0029】そして、上記インダクタL1 のエネルギが
放出されると、スイッチング素子S 2 ,S3 がオンとな
り、ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S3 ,
コンデンサC2 及び負荷Z、インダクタL1 、スイッチ
ング素子S2 の経路で、負荷電流IZ がそれまでと逆方
向(図1の矢印と逆方向)で流される。時刻t4 では、
時刻t0 の場合と同様に、制御回路1の制御出力V1 ,
V4 がハイレベルとなると共に、制御出力V2 ,V3 が
ローレベルとなり、スイッチング素子S1 ,S4 がオン
となると共に、スイッチング素子S2 ,S3 がオフとな
る。このときにも、インダクタL1 に蓄積されたエネル
ギが、インダクタL1 、スイッチング素子S1 の寄生ダ
イオード、ダイオードブリッジDB、スイッチング素子
S4 の寄生ダイオード、コンデンサC2 及び負荷Zの経
路で放出される。
放出されると、スイッチング素子S 2 ,S3 がオンとな
り、ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S3 ,
コンデンサC2 及び負荷Z、インダクタL1 、スイッチ
ング素子S2 の経路で、負荷電流IZ がそれまでと逆方
向(図1の矢印と逆方向)で流される。時刻t4 では、
時刻t0 の場合と同様に、制御回路1の制御出力V1 ,
V4 がハイレベルとなると共に、制御出力V2 ,V3 が
ローレベルとなり、スイッチング素子S1 ,S4 がオン
となると共に、スイッチング素子S2 ,S3 がオフとな
る。このときにも、インダクタL1 に蓄積されたエネル
ギが、インダクタL1 、スイッチング素子S1 の寄生ダ
イオード、ダイオードブリッジDB、スイッチング素子
S4 の寄生ダイオード、コンデンサC2 及び負荷Zの経
路で放出される。
【0030】そして、インダクタL1 のエネルギの放出
後に、ダイオードブリッジDBから、スイッチング素子
S1 、インダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、ス
イッチング素子S4 の経路で、負荷Zに電流が流され
る。なお、インバータ装置が定常動作している場合に
は、上記時刻t0 の時点でも、インダクタL1 の蓄積エ
ネルギをスイッチング素子S1 ,S4 の寄生ダイオード
を介して放出した後に、スイッチング素子S1 ,S4 を
介して負荷電流IZ が供給される。また、スイッチング
素子S1 〜S4 に夫々逆並列にダイオードを接続して、
インダクタL1 のエネルギを放出するものもある。
後に、ダイオードブリッジDBから、スイッチング素子
S1 、インダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、ス
イッチング素子S4 の経路で、負荷Zに電流が流され
る。なお、インバータ装置が定常動作している場合に
は、上記時刻t0 の時点でも、インダクタL1 の蓄積エ
ネルギをスイッチング素子S1 ,S4 の寄生ダイオード
を介して放出した後に、スイッチング素子S1 ,S4 を
介して負荷電流IZ が供給される。また、スイッチング
素子S1 〜S4 に夫々逆並列にダイオードを接続して、
インダクタL1 のエネルギを放出するものもある。
【0031】ところで、従来技術の項で説明した後者の
従来例としてのインバータ装置の場合、負荷Zに供給す
る電力を変化させるとき、図3(a),(b)に示す直
列接続されたスイッチング素子S1 ,S2 のオン,オフ
のタイミングと、同図(c),(d)に示すスイッチン
グ素子S3 ,S4 のオン,オフのタイミングとをずらす
ようにしてある。なお、ダイオードブリッジDBの出力
端間に直列接続されたスイッチング素子S1 ,S2 及び
スイッチング素子S3 ,S4 は交互にオン,オフするよ
うにしてある。
従来例としてのインバータ装置の場合、負荷Zに供給す
る電力を変化させるとき、図3(a),(b)に示す直
列接続されたスイッチング素子S1 ,S2 のオン,オフ
のタイミングと、同図(c),(d)に示すスイッチン
グ素子S3 ,S4 のオン,オフのタイミングとをずらす
ようにしてある。なお、ダイオードブリッジDBの出力
端間に直列接続されたスイッチング素子S1 ,S2 及び
スイッチング素子S3 ,S4 は交互にオン,オフするよ
うにしてある。
【0032】さらに、この従来のインバータ装置の動作
を詳述する。なお、以下の説明は上述の場合と同様に、
インバータ装置のスイッチング周波数が共振回路の共振
周波数よりも高く設定してある場合を例として行う。時
刻t1 では、同図(c)に示すようにスイッチング素子
S3 がオンし、これによりダイオードブリッジDB、ス
イッチング素子S3 、コンデンサC2 及び負荷Z、イン
ダクタL1 、スイッチング素子S2 の経路で、負荷電流
IZ が供給される。
を詳述する。なお、以下の説明は上述の場合と同様に、
インバータ装置のスイッチング周波数が共振回路の共振
周波数よりも高く設定してある場合を例として行う。時
刻t1 では、同図(c)に示すようにスイッチング素子
S3 がオンし、これによりダイオードブリッジDB、ス
イッチング素子S3 、コンデンサC2 及び負荷Z、イン
ダクタL1 、スイッチング素子S2 の経路で、負荷電流
IZ が供給される。
【0033】時刻t2 では、図3(b)に示すようにス
イッチング素子S2 がオフとなることにより、上記負荷
電流IZ の供給が停止される。また、スイッチングS2
のオフと同時に、スイッチング素子S1 を図3(a)に
示すようにオンとするように制御回路1から制御出力V
1 が印加される。この場合には、インダクタL1 に蓄積
されたエネルギで、インダクタL1 、スイッチング素子
S1 の寄生ダイオード、スイッチング素子S3 、コンデ
ンサC2 及び負荷Zの経路で、それまでと同一方向に負
荷電流IZ が流され、インダクタL1 に蓄積されたエネ
ルギの放出が行われる。
イッチング素子S2 がオフとなることにより、上記負荷
電流IZ の供給が停止される。また、スイッチングS2
のオフと同時に、スイッチング素子S1 を図3(a)に
示すようにオンとするように制御回路1から制御出力V
1 が印加される。この場合には、インダクタL1 に蓄積
されたエネルギで、インダクタL1 、スイッチング素子
S1 の寄生ダイオード、スイッチング素子S3 、コンデ
ンサC2 及び負荷Zの経路で、それまでと同一方向に負
荷電流IZ が流され、インダクタL1 に蓄積されたエネ
ルギの放出が行われる。
【0034】時刻t3 では、図3(c)に示すように、
スイッチング素子S3 がオフとなるので、上記経路での
インダクタL1 に蓄積されたエネルギの放出が停止され
る。但し、このときにはスイッチング素子S4 を図3
(d)に示すようにオンとするように制御回路1から制
御出力V4 が印加される。このため、インダクタL1 の
エネルギが残っている場合には、インダクタL1 、スイ
ッチング素子S1 の寄生ダイオード、ダイオードブリッ
ジDB、スイッチング素子S4 の寄生ダイオード、コン
デンサC2 及び負荷Zの経路で、上述したエネルギの放
出が継続される。
スイッチング素子S3 がオフとなるので、上記経路での
インダクタL1 に蓄積されたエネルギの放出が停止され
る。但し、このときにはスイッチング素子S4 を図3
(d)に示すようにオンとするように制御回路1から制
御出力V4 が印加される。このため、インダクタL1 の
エネルギが残っている場合には、インダクタL1 、スイ
ッチング素子S1 の寄生ダイオード、ダイオードブリッ
ジDB、スイッチング素子S4 の寄生ダイオード、コン
デンサC2 及び負荷Zの経路で、上述したエネルギの放
出が継続される。
【0035】そして、インダクタL1 のエネルギが放出
されると、スイッチング素子S1 ,S4 が共にオンとな
り、ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S1 、
インダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、スイッチ
ング素子S4 の経路で、それまでとは逆方向の負荷電流
IZ が流される。但し、上記時刻t3 の時点にインダク
タL1 のエネルギが放出されてしまっている場合には、
制御回路1の制御出力V4 がハイレベルとなると同時
に、スイッチング素子S4 がオンとなる。この場合に
は、この時刻t3 で既にスイッチング素子S1 がオンで
あるので、時刻t3 において、ダイオードブリッジD
B、スイッチング素子S1 、インダクタL1 、コンデン
サC2 及び負荷Z、スイッチング素子S4 の経路で、負
荷電流IZ が流される。
されると、スイッチング素子S1 ,S4 が共にオンとな
り、ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S1 、
インダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、スイッチ
ング素子S4 の経路で、それまでとは逆方向の負荷電流
IZ が流される。但し、上記時刻t3 の時点にインダク
タL1 のエネルギが放出されてしまっている場合には、
制御回路1の制御出力V4 がハイレベルとなると同時
に、スイッチング素子S4 がオンとなる。この場合に
は、この時刻t3 で既にスイッチング素子S1 がオンで
あるので、時刻t3 において、ダイオードブリッジD
B、スイッチング素子S1 、インダクタL1 、コンデン
サC2 及び負荷Z、スイッチング素子S4 の経路で、負
荷電流IZ が流される。
【0036】時刻t4 では、スイッチング素子S1 がオ
フとなり、上記経路での負荷電流I Z の供給が停止され
る。このとき、同時にスイッチング素子S2 に制御回路
1からオンとする制御信号V2 が印加され、インダクタ
L1 に蓄積されたエネルギが、インダクタL1 、コンデ
ンサC2 及び負荷Z、スイッチング素子S4 、スイッチ
ング素子S2 の寄生ダイオードの経路で放出される。
フとなり、上記経路での負荷電流I Z の供給が停止され
る。このとき、同時にスイッチング素子S2 に制御回路
1からオンとする制御信号V2 が印加され、インダクタ
L1 に蓄積されたエネルギが、インダクタL1 、コンデ
ンサC2 及び負荷Z、スイッチング素子S4 、スイッチ
ング素子S2 の寄生ダイオードの経路で放出される。
【0037】時刻t5 では、スイッチング素子S4 がオ
フとなると共に、図3(c)に示すようにスイッチング
素子S3 をオンとする制御回路1のハイレベルの制御出
力V 3 が与えられる。このとき、インダクタL1 のエネ
ルギが残っている場合には、インダクタL1 、コンデン
サC2 及び負荷Z、スイッチング素子S3 の寄生ダイオ
ード、ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S2
の寄生ダイオードの経路で、インダクタL1 のエネルギ
の放出が行われる。そして、そのエネルギが放出された
時点で、ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S
3 、コンデンサC2 及び負荷Z、インダクタL1 、スイ
ッチング素子S2 の経路で、負荷電流I Z が流される。
フとなると共に、図3(c)に示すようにスイッチング
素子S3 をオンとする制御回路1のハイレベルの制御出
力V 3 が与えられる。このとき、インダクタL1 のエネ
ルギが残っている場合には、インダクタL1 、コンデン
サC2 及び負荷Z、スイッチング素子S3 の寄生ダイオ
ード、ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S2
の寄生ダイオードの経路で、インダクタL1 のエネルギ
の放出が行われる。そして、そのエネルギが放出された
時点で、ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S
3 、コンデンサC2 及び負荷Z、インダクタL1 、スイ
ッチング素子S2 の経路で、負荷電流I Z が流される。
【0038】この場合にも、時刻t5 で、インダクタL
1 のエネルギが放出されていると、時刻t5 の時点で、
ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S3 、コン
デンサC2 及び負荷Z、インダクタL1 、スイッチング
素子S2 の経路で、負荷電流IZ が流される。なお、定
常動作時には、上記時刻t1 でも時刻t5 で説明したと
同様の動作状態となる。そして、上記一連の動作を繰り
返すことにより、ダイオードブリッジDBの出力である
直流電圧を交流電圧に変換して、交流電圧が負荷回路に
供給される。このインバータ装置では、対角位置のスイ
ッチング素子S1 ,S4 及びスイッチング素子S2 ,S
3 の同時オン期間が、図2に示すように一致している場
合よりも短くなり、従って負荷Zに供給される電力が低
減される。なお、スイッチング素子S1 〜S4 のスイッ
チング周波数を共振回路の共振周波数よりも高く設定し
てある場合に、スイッチング素子S1 〜S4 のスイッチ
ング周波数を最も低く設定しておく。
1 のエネルギが放出されていると、時刻t5 の時点で、
ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S3 、コン
デンサC2 及び負荷Z、インダクタL1 、スイッチング
素子S2 の経路で、負荷電流IZ が流される。なお、定
常動作時には、上記時刻t1 でも時刻t5 で説明したと
同様の動作状態となる。そして、上記一連の動作を繰り
返すことにより、ダイオードブリッジDBの出力である
直流電圧を交流電圧に変換して、交流電圧が負荷回路に
供給される。このインバータ装置では、対角位置のスイ
ッチング素子S1 ,S4 及びスイッチング素子S2 ,S
3 の同時オン期間が、図2に示すように一致している場
合よりも短くなり、従って負荷Zに供給される電力が低
減される。なお、スイッチング素子S1 〜S4 のスイッ
チング周波数を共振回路の共振周波数よりも高く設定し
てある場合に、スイッチング素子S1 〜S4 のスイッチ
ング周波数を最も低く設定しておく。
【0039】つまり、このインバータ装置では、スイッ
チング素子S1 ,S2 のオン,オフのタイミングに対し
て、スイッチング素子S3 ,S4 のオン,オフのオン,
オフのタイミングを変化させることにより、スイッチン
グ素子S1 ,S4 及びスイッチング素子S2 ,S3 が同
時オンする時間を変化させ、スイッチング素子S1 〜S
4 のスイッチング周波数を変化させずに、負荷回路に供
給される電力を変化させることができるのである。この
ため、交流電源ACへの高周波出力の漏れを防止するフ
ィルタ(図示せず)の設計が容易となる。また、負荷Z
が放電灯である場合に、放電灯の発する光の周波数が変
化し、赤外線リモコンなどの他の機器に悪影響を及ぼす
ということがない。さらに、放電灯がHIDランプであ
る場合、出力の周波数変化によって音響的共鳴現象を起
こす恐れも少なくできる。
チング素子S1 ,S2 のオン,オフのタイミングに対し
て、スイッチング素子S3 ,S4 のオン,オフのオン,
オフのタイミングを変化させることにより、スイッチン
グ素子S1 ,S4 及びスイッチング素子S2 ,S3 が同
時オンする時間を変化させ、スイッチング素子S1 〜S
4 のスイッチング周波数を変化させずに、負荷回路に供
給される電力を変化させることができるのである。この
ため、交流電源ACへの高周波出力の漏れを防止するフ
ィルタ(図示せず)の設計が容易となる。また、負荷Z
が放電灯である場合に、放電灯の発する光の周波数が変
化し、赤外線リモコンなどの他の機器に悪影響を及ぼす
ということがない。さらに、放電灯がHIDランプであ
る場合、出力の周波数変化によって音響的共鳴現象を起
こす恐れも少なくできる。
【0040】なお、上述の説明はスイッチング素子
S1 ,S2 のスイッチング位相に対してスイッチング素
子S3 ,S4 のスイッチング位相を遅らせた場合につい
て説明したが、逆に進ませても、同様に負荷回路に供給
される電力を変化させることができる。しかし、上記イ
ンバータ装置で負荷Zが放電灯である場合、低温時に放
電灯への供給電力を小さくしぼった場合に、放電灯が立
消えを起こし、放電灯の調光制御範囲が狭くなるという
問題がある。
S1 ,S2 のスイッチング位相に対してスイッチング素
子S3 ,S4 のスイッチング位相を遅らせた場合につい
て説明したが、逆に進ませても、同様に負荷回路に供給
される電力を変化させることができる。しかし、上記イ
ンバータ装置で負荷Zが放電灯である場合、低温時に放
電灯への供給電力を小さくしぼった場合に、放電灯が立
消えを起こし、放電灯の調光制御範囲が狭くなるという
問題がある。
【0041】そこで、本実施例ではこの点を改善するた
めに、図4に示すように、スイッチング素子S1 ,S4
のスイッチング周波数(スイッチング周期)をスイッチ
ング素子S2 ,S3 のスイッチング周波数(スイッチン
グ周期)と異ならせると共に、スイッチング素子S2 ,
S3 のスイッチング周波数を異ならせてある。以下、動
作を図4で説明する。なお、時刻t0 〜t3 の動作は図
2で説明した動作と同じであるので、説明は省略する。
また、この説明もインバータ装置のスイッチング周波数
が共振回路の共振周波数よりも高い場合について行う。
めに、図4に示すように、スイッチング素子S1 ,S4
のスイッチング周波数(スイッチング周期)をスイッチ
ング素子S2 ,S3 のスイッチング周波数(スイッチン
グ周期)と異ならせると共に、スイッチング素子S2 ,
S3 のスイッチング周波数を異ならせてある。以下、動
作を図4で説明する。なお、時刻t0 〜t3 の動作は図
2で説明した動作と同じであるので、説明は省略する。
また、この説明もインバータ装置のスイッチング周波数
が共振回路の共振周波数よりも高い場合について行う。
【0042】時刻t3 では、スイッチング素子S2 ,S
3 がオンとならない。このため、インダクタL1 に蓄積
されたエネルギが放出されることなく、そのままインダ
クタL1 に蓄えられる。時刻t4 では、スイッチング素
子S1 ,S4 のオンにより、ダイオードブリッジDB、
スイッチング素子S1 、インダクタL1 、コンデンサC
2 及び負荷Z、スイッチング素子S4 の経路で、負荷電
流IZ が流される。なお、このときには、インダクタL
1 に蓄積されたエネルギが、ダイオードブリッジDBの
出力に加算された形で、負荷電流IZ が流され、インダ
クタL1 に蓄積されるエネルギはさらに大きくなる。
3 がオンとならない。このため、インダクタL1 に蓄積
されたエネルギが放出されることなく、そのままインダ
クタL1 に蓄えられる。時刻t4 では、スイッチング素
子S1 ,S4 のオンにより、ダイオードブリッジDB、
スイッチング素子S1 、インダクタL1 、コンデンサC
2 及び負荷Z、スイッチング素子S4 の経路で、負荷電
流IZ が流される。なお、このときには、インダクタL
1 に蓄積されたエネルギが、ダイオードブリッジDBの
出力に加算された形で、負荷電流IZ が流され、インダ
クタL1 に蓄積されるエネルギはさらに大きくなる。
【0043】時刻t5 では、スイッチング素子S2 はオ
ンとなるが、スイッチング素子S3がオンとならず、且
つスイッチング素子S1 ,S4 もオフである。このた
め、インダクタL1 に蓄積されたエネルギが放出される
ことなく、そのままインダクタL1 に蓄えられる。時刻
t6 〜t8 では上述した時刻t2 〜t4 までの動作が繰
り返され、インダクタL1 はエネルギを蓄積した状態に
保たれる。
ンとなるが、スイッチング素子S3がオンとならず、且
つスイッチング素子S1 ,S4 もオフである。このた
め、インダクタL1 に蓄積されたエネルギが放出される
ことなく、そのままインダクタL1 に蓄えられる。時刻
t6 〜t8 では上述した時刻t2 〜t4 までの動作が繰
り返され、インダクタL1 はエネルギを蓄積した状態に
保たれる。
【0044】時刻t9 では、スイッチング素子S2 ,S
3 をオンとする制御信号V2 ,V3が与えられた時点
で、インダクタL1 に蓄積されたエネルギが、インダク
タL1、負荷Z及びコンデンサC2 、スイッチング素子
S3 の寄生ダイオード、ダイオードブリッジDB、スイ
ッチング素子S2 の寄生ダイオードを介して放出され、
そのエネルギの放出後はスイッチング素子S2 ,S3 の
オンにより、ダイオードブリッジDB、スイッチング素
子S3 、負荷Z及びコンデンサC2 、インダクタL1 、
スイッチング素子S2 の経路で、負荷電流IZ が供給さ
れる。なお、スイッチング素子S2 ,S3 はオン可能期
間内にオンとなるようにしてある。
3 をオンとする制御信号V2 ,V3が与えられた時点
で、インダクタL1 に蓄積されたエネルギが、インダク
タL1、負荷Z及びコンデンサC2 、スイッチング素子
S3 の寄生ダイオード、ダイオードブリッジDB、スイ
ッチング素子S2 の寄生ダイオードを介して放出され、
そのエネルギの放出後はスイッチング素子S2 ,S3 の
オンにより、ダイオードブリッジDB、スイッチング素
子S3 、負荷Z及びコンデンサC2 、インダクタL1 、
スイッチング素子S2 の経路で、負荷電流IZ が供給さ
れる。なお、スイッチング素子S2 ,S3 はオン可能期
間内にオンとなるようにしてある。
【0045】このようにすれば、共振回路に印加される
正負の電圧がアンバランスとなり、インダクタL1 に蓄
積されたエネルギが負荷Zに直流成分として印加され
る。図5は、上述した図3のように、スイッチング素子
S1 ,S2 のオン,オフのタイミングとスイッチング素
子S3 ,S4 のオン,オフのタイミングをずらし、対角
位置のスイッチング素子S1 ,S4 及びスイッチング素
子S2 ,S3 の同時オンの期間を短くし、負荷Zに供給
される電力を低減した場合を示す。
正負の電圧がアンバランスとなり、インダクタL1 に蓄
積されたエネルギが負荷Zに直流成分として印加され
る。図5は、上述した図3のように、スイッチング素子
S1 ,S2 のオン,オフのタイミングとスイッチング素
子S3 ,S4 のオン,オフのタイミングをずらし、対角
位置のスイッチング素子S1 ,S4 及びスイッチング素
子S2 ,S3 の同時オンの期間を短くし、負荷Zに供給
される電力を低減した場合を示す。
【0046】このようにすれば、図3で説明したと同様
に、スイッチング周波数を変化させずに、負荷Zに供給
される電力を変化させることができる。しかも、スイッ
チング素子S1 ,S4 とスイッチング素子S2 ,S3 と
のスイッチング周波数が異なる(本実施例の場合、スイ
ッチング素子S1 ,S4 のスイッチング周波数がスイッ
チング素子S2 ,S3 のスイッチング周波数よりも高
い)ため、共振回路に印加される正負の電圧がアンバラ
ンスとなり、負荷Zに直流電圧が印加される。従って、
負荷Zが放電灯である場合に、低温時に調光状態を深く
した場合にも放電灯を安定点灯させることができ、調光
可能範囲が狭くなることがない。
に、スイッチング周波数を変化させずに、負荷Zに供給
される電力を変化させることができる。しかも、スイッ
チング素子S1 ,S4 とスイッチング素子S2 ,S3 と
のスイッチング周波数が異なる(本実施例の場合、スイ
ッチング素子S1 ,S4 のスイッチング周波数がスイッ
チング素子S2 ,S3 のスイッチング周波数よりも高
い)ため、共振回路に印加される正負の電圧がアンバラ
ンスとなり、負荷Zに直流電圧が印加される。従って、
負荷Zが放電灯である場合に、低温時に調光状態を深く
した場合にも放電灯を安定点灯させることができ、調光
可能範囲が狭くなることがない。
【0047】図6及び図7に上記インバータ装置におけ
る制御回路1の具体回路を示す。この制御回路1は、基
本周波数の矩形波信号を発生する発振回路2と、この発
振回路2の出力に応じてスイッチング素子S1 ,S2 を
駆動する駆動回路3,4と、発振回路2の出力を一定時
間遅延させた信号を作成する遅延回路5と、この遅延回
路5の出力に応じてスイッチング素子S3 ,S4 を駆動
する駆動回路6,7とで構成してある。
る制御回路1の具体回路を示す。この制御回路1は、基
本周波数の矩形波信号を発生する発振回路2と、この発
振回路2の出力に応じてスイッチング素子S1 ,S2 を
駆動する駆動回路3,4と、発振回路2の出力を一定時
間遅延させた信号を作成する遅延回路5と、この遅延回
路5の出力に応じてスイッチング素子S3 ,S4 を駆動
する駆動回路6,7とで構成してある。
【0048】発振回路2は、タイマIC2aと、このタ
イマIC2aの外付け抵抗R11、可変抵抗VR11,VR
12、ダイオードD11,D12及びコンデンサC11で構成さ
れ、図8(a)の矩形波信号を発生する。ここで、可変
抵抗VR11,VR12の調整により、矩形波信号のハイレ
ベル期間とローレベル期間との比率を可変できるように
なっている。
イマIC2aの外付け抵抗R11、可変抵抗VR11,VR
12、ダイオードD11,D12及びコンデンサC11で構成さ
れ、図8(a)の矩形波信号を発生する。ここで、可変
抵抗VR11,VR12の調整により、矩形波信号のハイレ
ベル期間とローレベル期間との比率を可変できるように
なっている。
【0049】スイッチング素子S1 を駆動する駆動回路
3は、スイッチング素子S2 と同時オンしてダイオード
ブリッジDB間を短絡することを防止するデッドオフ期
間を発振回路2の出力Vaに設定するデッドオフ回路3
1と、このデッド回路31の出力をレベルシフトしてス
イッチング素子S1 に与えるレベルシフト回路32とで
構成してある。
3は、スイッチング素子S2 と同時オンしてダイオード
ブリッジDB間を短絡することを防止するデッドオフ期
間を発振回路2の出力Vaに設定するデッドオフ回路3
1と、このデッド回路31の出力をレベルシフトしてス
イッチング素子S1 に与えるレベルシフト回路32とで
構成してある。
【0050】ところで、上述の場合には説明しなかった
が、ダイオードブリッジDBに対して直列に接続された
スイッチング素子S1 ,S2 及びスイッチング素子
S3 ,S 4 が同時にオンすると、電源短絡状態になるた
め、それを防止するためにスイッチング素子S1 ,S2
あるいはスイッチング素子S3 ,S4 がオン,オフに切
り換わる時点には、スイッチング素子S1 ,S2 あるい
はスイッチング素子S3 ,S4 が共にオフとなるいわゆ
るデットオフ期間が設けられる。
が、ダイオードブリッジDBに対して直列に接続された
スイッチング素子S1 ,S2 及びスイッチング素子
S3 ,S 4 が同時にオンすると、電源短絡状態になるた
め、それを防止するためにスイッチング素子S1 ,S2
あるいはスイッチング素子S3 ,S4 がオン,オフに切
り換わる時点には、スイッチング素子S1 ,S2 あるい
はスイッチング素子S3 ,S4 が共にオフとなるいわゆ
るデットオフ期間が設けられる。
【0051】デッドオフ回路31は、可変抵抗VR13〜
VR15、ダイオードD13,D14、コンデンサC12及びバ
ッファアンプB1 で構成してある。つまり、可変抵抗V
R13,VR14とコンデンサC12の時定数で決まる時間
(図8におけるt0 −t1 の期間)だけ、発振回路2の
出力Vaの立上りを遅らせた図8(c)の信号を作成す
る。レベルシフト回路32は、トランジスタQ11〜Q14
からなるカレントミラー回路CM3 と、バッファアンプ
B2 と、ダイオードブリッジDBの出力電圧を定電圧化
するツェナダイオードZD1 及びコンデンサC18からな
る定電圧回路33とで構成してある。このレベルシフト
回路32では、カレントミラー回路CM3 でデッドオフ
回路31の出力を電流に代えて、異なる電位で動作する
バッファアンプB2 に信号を伝達し、バッファアンプB
2 の出力を制御信号V1 としてスイッチング素子S1 に
与える。
VR15、ダイオードD13,D14、コンデンサC12及びバ
ッファアンプB1 で構成してある。つまり、可変抵抗V
R13,VR14とコンデンサC12の時定数で決まる時間
(図8におけるt0 −t1 の期間)だけ、発振回路2の
出力Vaの立上りを遅らせた図8(c)の信号を作成す
る。レベルシフト回路32は、トランジスタQ11〜Q14
からなるカレントミラー回路CM3 と、バッファアンプ
B2 と、ダイオードブリッジDBの出力電圧を定電圧化
するツェナダイオードZD1 及びコンデンサC18からな
る定電圧回路33とで構成してある。このレベルシフト
回路32では、カレントミラー回路CM3 でデッドオフ
回路31の出力を電流に代えて、異なる電位で動作する
バッファアンプB2 に信号を伝達し、バッファアンプB
2 の出力を制御信号V1 としてスイッチング素子S1 に
与える。
【0052】スイッチング素子S2 の駆動回路4は、ス
イッチング素子S2 と同時オンしてダイオードブリッジ
DB間を短絡することを防止するデッドオフ期間を発振
回路2の出力Vaに設定するデッドオフ回路41と、こ
のデッドオフ回路41の出力からスイッチング素子S1
がオフとなる時点に同期して2倍のスイッチング周期で
スイッチング素子S2 をオンとする制御信号V2 を作成
する周波数変換回路42とで構成してある。なお、スイ
ッチング素子S2 の基準電位は制御回路1の基準電位と
一致しているので、レベルシフト回路は必要ない。
イッチング素子S2 と同時オンしてダイオードブリッジ
DB間を短絡することを防止するデッドオフ期間を発振
回路2の出力Vaに設定するデッドオフ回路41と、こ
のデッドオフ回路41の出力からスイッチング素子S1
がオフとなる時点に同期して2倍のスイッチング周期で
スイッチング素子S2 をオンとする制御信号V2 を作成
する周波数変換回路42とで構成してある。なお、スイ
ッチング素子S2 の基準電位は制御回路1の基準電位と
一致しているので、レベルシフト回路は必要ない。
【0053】上記デッドオフ回路41は、インバータゲ
ートI1 、可変抵抗VR16〜VR18、ダイオードD15,
D16、コンデンサC13及びバッファアンプB3 で構成し
てある。このデッドオフ回路41では、インバータゲー
トI1 で発振回路2の出力Vaを反転し(その反転信号
Vbを図8(b)に示す)、可変抵抗VR16,VR17と
コンデンサC13の時定数で決まる時間(図8のt4 −t
5 で示す期間)だけ、反転信号Vbの立上りを遅らせた
図8(d)の信号を作成する。
ートI1 、可変抵抗VR16〜VR18、ダイオードD15,
D16、コンデンサC13及びバッファアンプB3 で構成し
てある。このデッドオフ回路41では、インバータゲー
トI1 で発振回路2の出力Vaを反転し(その反転信号
Vbを図8(b)に示す)、可変抵抗VR16,VR17と
コンデンサC13の時定数で決まる時間(図8のt4 −t
5 で示す期間)だけ、反転信号Vbの立上りを遅らせた
図8(d)の信号を作成する。
【0054】周波数変換回路42は、デッドオフ回路4
1の出力Vnの立上りをクロックとして2分周した出力
を生じる分周用IC(例えば、4516B)42aと、
この分周用IC42aの出力O0 とデッドオフ回路41
の出力VnとのアンドをとるアンドゲートAND4 とで
構成してある。分周用IC42aの出力としては図8
(r)に示すものが得られ、その出力Voとデッドオフ
回路41の出力Vnとのアンドをとると、同図(s)に
示すように、スイッチング素子S1 がオフとなる時点に
同期して2倍のスイッチング周期でスイッチング素子S
2 をオンとする制御信号V2 が作成される。
1の出力Vnの立上りをクロックとして2分周した出力
を生じる分周用IC(例えば、4516B)42aと、
この分周用IC42aの出力O0 とデッドオフ回路41
の出力VnとのアンドをとるアンドゲートAND4 とで
構成してある。分周用IC42aの出力としては図8
(r)に示すものが得られ、その出力Voとデッドオフ
回路41の出力Vnとのアンドをとると、同図(s)に
示すように、スイッチング素子S1 がオフとなる時点に
同期して2倍のスイッチング周期でスイッチング素子S
2 をオンとする制御信号V2 が作成される。
【0055】遅延回路5は、発振回路2の出力Vaを遅
延する時間を設定する遅延時間設定部51と、この遅延
時間設定部51の遅延時間に応じて発振回路2の出力V
aを全体的に遅延させた信号を作成する遅延信号作成部
52とで構成してある。遅延時間設定部51は、可変抵
抗VR19,VR20、ダイオードD17、コンデンサC14、
インバータゲートI3 ,I4 とで構成し、可変抵抗VR
19とコンデンサC14の時定数で決まる時間(例えば、図
8のt0 −t2 で示す期間)が、発振回路2の出力Va
を遅延する時間となる。さらに詳しくは、発振回路2の
出力Vaの立上りから図8(e)に示すようにコンデン
サC14の充電が開始され、コンデンサC14の両端電圧が
インバータゲートI3 のスレッショルド電圧に達したと
き、インバータゲートI3 の出力Vdは図8(f)のよ
うになる。
延する時間を設定する遅延時間設定部51と、この遅延
時間設定部51の遅延時間に応じて発振回路2の出力V
aを全体的に遅延させた信号を作成する遅延信号作成部
52とで構成してある。遅延時間設定部51は、可変抵
抗VR19,VR20、ダイオードD17、コンデンサC14、
インバータゲートI3 ,I4 とで構成し、可変抵抗VR
19とコンデンサC14の時定数で決まる時間(例えば、図
8のt0 −t2 で示す期間)が、発振回路2の出力Va
を遅延する時間となる。さらに詳しくは、発振回路2の
出力Vaの立上りから図8(e)に示すようにコンデン
サC14の充電が開始され、コンデンサC14の両端電圧が
インバータゲートI3 のスレッショルド電圧に達したと
き、インバータゲートI3 の出力Vdは図8(f)のよ
うになる。
【0056】遅延信号作成部52は、遅延時間設定部5
1のインバータゲートI3 の出力Vdと発振回路2の出
力VaとのアンドをとるアンドゲートAND1 と、遅延
時間を得るためのコンデンサC15と、アンドゲートAN
D1 の出力VgでコンデンサC15を充電するトランジス
タQ20〜Q24からなるカレントミラー回路CM1 と、コ
ンデンサC15の両端電圧を所定電圧と比較するコンパレ
ータCP1 と、発振回路2の出力Vaを反転するインバ
ータゲートI2 と、インバータゲートI2 の出力Vfと
コンパレータCP1 の出力Viとのアンドをとるアンド
ゲートAND2と、アンドゲートAND2 の出力Vjと
遅延時間設定部51の出力Veとのオアをとるオアゲー
トOR1 と、オアゲートOR1 の出力Vkとインバータ
ゲートI 2 の出力VfとのアンドをとるアンドゲートA
ND3 と、アンドゲートAND3の出力Vlに応じてコ
ンデンサC15の放電を行うトランジスタQ25,Q26から
なるカレントミラー回路CM2 とで構成してある。
1のインバータゲートI3 の出力Vdと発振回路2の出
力VaとのアンドをとるアンドゲートAND1 と、遅延
時間を得るためのコンデンサC15と、アンドゲートAN
D1 の出力VgでコンデンサC15を充電するトランジス
タQ20〜Q24からなるカレントミラー回路CM1 と、コ
ンデンサC15の両端電圧を所定電圧と比較するコンパレ
ータCP1 と、発振回路2の出力Vaを反転するインバ
ータゲートI2 と、インバータゲートI2 の出力Vfと
コンパレータCP1 の出力Viとのアンドをとるアンド
ゲートAND2と、アンドゲートAND2 の出力Vjと
遅延時間設定部51の出力Veとのオアをとるオアゲー
トOR1 と、オアゲートOR1 の出力Vkとインバータ
ゲートI 2 の出力VfとのアンドをとるアンドゲートA
ND3 と、アンドゲートAND3の出力Vlに応じてコ
ンデンサC15の放電を行うトランジスタQ25,Q26から
なるカレントミラー回路CM2 とで構成してある。
【0057】以下、この遅延信号作成部52の動作を説
明する。アンドゲートAND1 で、図8(f)に示す遅
延時間設定部51のインバータゲートI3 の出力Vd
と、発振回路2の出力Vaとのアンドをとると、このア
ンドゲートAND1 の出力Vgは、図8(i)に示すよ
うに、遅延時間設定部51で設定した遅延時間に相当す
る期間ハイレベルとなる。このアンドゲートAND1 の
出力Vgがハイレベルである期間、図8(j)に示すよ
うにコンデンサC15がカレントミラー回路CM1で充電
される。ここで、コンパレータCP1 の基準電圧はほぼ
0Vに設定してあるので、その出力Viは図8(k)に
示すようにハイレベルに保たれる。
明する。アンドゲートAND1 で、図8(f)に示す遅
延時間設定部51のインバータゲートI3 の出力Vd
と、発振回路2の出力Vaとのアンドをとると、このア
ンドゲートAND1 の出力Vgは、図8(i)に示すよ
うに、遅延時間設定部51で設定した遅延時間に相当す
る期間ハイレベルとなる。このアンドゲートAND1 の
出力Vgがハイレベルである期間、図8(j)に示すよ
うにコンデンサC15がカレントミラー回路CM1で充電
される。ここで、コンパレータCP1 の基準電圧はほぼ
0Vに設定してあるので、その出力Viは図8(k)に
示すようにハイレベルに保たれる。
【0058】上述の動作時点では、図8(h)に示すよ
うにインバータゲートI2 の出力Vfはローレベルであ
るので、同図(l)に示すようにアンドゲートAND2
の出力Vjはローレベルとなっている。そして、上記コ
ンパレータCP1 の出力ViはコンデンサC15が充電さ
れている期間ハイレベルに保たれる。いま、図8(a)
に示すように発振回路2の出力Vaがローレベルとなる
と、同図(h)に示すようにインバータゲートI2 の出
力Vfがハイレベルとなる。このため、同図(l)に示
すようにアンドゲートAND2 の出力Vjがハイレベル
となる。これにより、遅延時間設定部51のインバータ
ゲートI4 の出力Veがローレベルに立ち下がった後
も、オアゲートOR1 の出力Vkは図8(m)に示すよ
うにハイレベルに保たれる。
うにインバータゲートI2 の出力Vfはローレベルであ
るので、同図(l)に示すようにアンドゲートAND2
の出力Vjはローレベルとなっている。そして、上記コ
ンパレータCP1 の出力ViはコンデンサC15が充電さ
れている期間ハイレベルに保たれる。いま、図8(a)
に示すように発振回路2の出力Vaがローレベルとなる
と、同図(h)に示すようにインバータゲートI2 の出
力Vfがハイレベルとなる。このため、同図(l)に示
すようにアンドゲートAND2 の出力Vjがハイレベル
となる。これにより、遅延時間設定部51のインバータ
ゲートI4 の出力Veがローレベルに立ち下がった後
も、オアゲートOR1 の出力Vkは図8(m)に示すよ
うにハイレベルに保たれる。
【0059】このとき、アンドゲートAND3 の出力V
lが図8(n)に示すようにハイレベルになることによ
り、カレントミラー回路CM2 が動作し、コンデンサC
15の放電が開始される。ここで、カレントミラー回路C
M2 と上記カレントミラー回路CM1 はミラー比が1:
1に設定してあるので、図8(j)に示すように、遅延
時間設定部51で設定した遅延時間と同じ時間後に、コ
ンデンサC15が完全に放電される。
lが図8(n)に示すようにハイレベルになることによ
り、カレントミラー回路CM2 が動作し、コンデンサC
15の放電が開始される。ここで、カレントミラー回路C
M2 と上記カレントミラー回路CM1 はミラー比が1:
1に設定してあるので、図8(j)に示すように、遅延
時間設定部51で設定した遅延時間と同じ時間後に、コ
ンデンサC15が完全に放電される。
【0060】そして、コンデンサC15が完全に放電され
ると、コンパレータCP1 の出力Viは図8(k)に示
すようにローレベルとなる。これにより、アンドゲート
AND2 の出力Vjが図8(l)に示すようにローレベ
ルとなり、オアゲートOR1の出力Vkも同図(m)に
示すようにローレベルとなる。そして、そのオアゲート
OR1 の出力VkによりアンドゲートAND3 の出力V
lが図8(n)に示すようにローレベルになり、カレン
トミラー回路CM2 の動作が停止される。
ると、コンパレータCP1 の出力Viは図8(k)に示
すようにローレベルとなる。これにより、アンドゲート
AND2 の出力Vjが図8(l)に示すようにローレベ
ルとなり、オアゲートOR1の出力Vkも同図(m)に
示すようにローレベルとなる。そして、そのオアゲート
OR1 の出力VkによりアンドゲートAND3 の出力V
lが図8(n)に示すようにローレベルになり、カレン
トミラー回路CM2 の動作が停止される。
【0061】つまり、上記遅延信号作成部52は、遅延
時間設定部51で設定された時間と同じだけの時間、オ
アゲートOR1 の出力Vkの立下りを遅らせるために設
けてあり、遅延時間設定部51の遅延時間に応じて発振
回路2の出力Vaを全体的に遅延させた信号を作成して
いる。そして、この信号Vkを基にして駆動回路6,7
がスイッチング素子S3 ,S 4 を駆動する。スイッチン
グ素子S3 の駆動回路6は、デッドオフ回路61、周波
数変換回路62及びレベルシフト回路63で構成し、ス
イッチング素子S4 の駆動回路7は、デッドオフ回路7
1で構成してある。
時間設定部51で設定された時間と同じだけの時間、オ
アゲートOR1 の出力Vkの立下りを遅らせるために設
けてあり、遅延時間設定部51の遅延時間に応じて発振
回路2の出力Vaを全体的に遅延させた信号を作成して
いる。そして、この信号Vkを基にして駆動回路6,7
がスイッチング素子S3 ,S 4 を駆動する。スイッチン
グ素子S3 の駆動回路6は、デッドオフ回路61、周波
数変換回路62及びレベルシフト回路63で構成し、ス
イッチング素子S4 の駆動回路7は、デッドオフ回路7
1で構成してある。
【0062】デッドオフ回路61は、インバータゲート
I5 、可変抵抗VR24〜VR26、ダイオードD20,
D21、コンデンサC17及びバッファアンプB5 で構成し
てあり、オアゲートOR1 の出力VkをインバータI5
で反転した出力Vm(図8(o)に示す)の立上りを、
可変抵抗VR24,VR26及びコンデンサC17の時定数で
決まる時間(図8のt6 −t7 で示す)期間遅延させて
デッドオフ期間を設定する。この出力Vpは図8(t)
に示すようになる。
I5 、可変抵抗VR24〜VR26、ダイオードD20,
D21、コンデンサC17及びバッファアンプB5 で構成し
てあり、オアゲートOR1 の出力VkをインバータI5
で反転した出力Vm(図8(o)に示す)の立上りを、
可変抵抗VR24,VR26及びコンデンサC17の時定数で
決まる時間(図8のt6 −t7 で示す)期間遅延させて
デッドオフ期間を設定する。この出力Vpは図8(t)
に示すようになる。
【0063】周波数変換回路62は、デッドオフ回路6
1の出力Vpの立上りをクロックとして2分周した出力
Vq及び4分周した出力Vsを生じる分周用IC(例え
ば、4516B)62aと、この分周用IC62aの出
力Vqとデッドオフ回路61の出力Vpとのアンドをと
るアンドゲートAND5 と、このアンドゲートAND 5
の出力Vrと分周用IC62aの出力Vsとのアンドを
とるアンドゲートAND6 とで構成してある。
1の出力Vpの立上りをクロックとして2分周した出力
Vq及び4分周した出力Vsを生じる分周用IC(例え
ば、4516B)62aと、この分周用IC62aの出
力Vqとデッドオフ回路61の出力Vpとのアンドをと
るアンドゲートAND5 と、このアンドゲートAND 5
の出力Vrと分周用IC62aの出力Vsとのアンドを
とるアンドゲートAND6 とで構成してある。
【0064】分周用IC62aの出力Vqとしては図8
(u)に示すものが得られ、その出力Vqとデッドオフ
回路61の出力Vpとのアンドをとると、同図(v)に
示す出力Vrが得られる。そして、この出力Vrと図8
(w)に示す分周用IC62aの出力Vsとのアンドを
とると、スイッチング素子S4 がオフとなる時点に同期
して4倍にスイッチング周期でスイッチング素子S3 を
オンとする制御信号V 3 が作成される。
(u)に示すものが得られ、その出力Vqとデッドオフ
回路61の出力Vpとのアンドをとると、同図(v)に
示す出力Vrが得られる。そして、この出力Vrと図8
(w)に示す分周用IC62aの出力Vsとのアンドを
とると、スイッチング素子S4 がオフとなる時点に同期
して4倍にスイッチング周期でスイッチング素子S3 を
オンとする制御信号V 3 が作成される。
【0065】また、レベルシフト回路63は、トランジ
スタQ15〜Q18からなるカレントミラー回路CM4 と、
バッファアンプB6 と、ダイオードブリッジDBの出力
電圧を定電圧化するツェナダイオードZD2 及びコンデ
ンサC19からなる定電圧回路64とで構成してある。そ
の動作はレベルシフト回路32と同じである。デッドオ
フ回路71は、可変抵抗VR21〜VR23、ダイオードD
18,D19、コンデンサC16及びバッファアンプB4 で構
成してあり、オアゲートOR1 の出力Vkの立上りを可
変抵抗VR21,VR22及びコンデンサC16の時定数で決
まる時間(図8のt2 −t3 で示す期間)遅延させて、
デッドオフ期間を設定する。その出力V4 は図(q)の
ようになる。
スタQ15〜Q18からなるカレントミラー回路CM4 と、
バッファアンプB6 と、ダイオードブリッジDBの出力
電圧を定電圧化するツェナダイオードZD2 及びコンデ
ンサC19からなる定電圧回路64とで構成してある。そ
の動作はレベルシフト回路32と同じである。デッドオ
フ回路71は、可変抵抗VR21〜VR23、ダイオードD
18,D19、コンデンサC16及びバッファアンプB4 で構
成してあり、オアゲートOR1 の出力Vkの立上りを可
変抵抗VR21,VR22及びコンデンサC16の時定数で決
まる時間(図8のt2 −t3 で示す期間)遅延させて、
デッドオフ期間を設定する。その出力V4 は図(q)の
ようになる。
【0066】このようにすれば、スイッチング素子
S1 ,S2 及びスイッチング素子S3 ,S4 のオン,オ
フタイミングの位相差θは、図8における時刻t1 −t
3 で与えられる。 (実施例2)図9に本発明の他の実施例を示す。本実施
例は基本的には上記実施例の場合と同様にして動作する
もので、本実施例の特徴とするところは、負荷Zが放電
灯Laであり、上記実施例の動作を適用して、この放電
灯Laを良好に予熱して始動点灯させる点にある。
S1 ,S2 及びスイッチング素子S3 ,S4 のオン,オ
フタイミングの位相差θは、図8における時刻t1 −t
3 で与えられる。 (実施例2)図9に本発明の他の実施例を示す。本実施
例は基本的には上記実施例の場合と同様にして動作する
もので、本実施例の特徴とするところは、負荷Zが放電
灯Laであり、上記実施例の動作を適用して、この放電
灯Laを良好に予熱して始動点灯させる点にある。
【0067】放電灯Laは不点時には、そのインピーダ
ンスが非常高くなり、共振回路の共振に影響しなくな
り、共振周波数が最も高くなる。そこで、スイッチング
素子S 1 〜S4 の中で一番スイッチング周波数の低いも
の(上記実施例の場合にはスイッチング素子S3 )のス
イッチング周波数を、共振回路の共振周波数よりも僅か
に高く設定する。そして、スイッチング素子S1 〜S4
の中で一番スイッチング周波数の高いもの(上記実施例
の場合にはスイッチング素子S1 ,S4 )の制御信号を
基準として、スイッチング素子S1 ,S2 及びスイッチ
ング素子S3 ,S 4 のスイッチング位相を180度ずれ
た状態から同位相となるまで変化させる。このようにす
れば、スイッチング素子S1 ,S4 及びスイッチング素
子S2 ,S 3 の同時オンする期間が短い状態から長い状
態へと変化し、放電灯Laを不点の状態としてフィラメ
ントを予熱し、その後に放電灯Laに放電開始電圧を印
加して始動点灯させることができる。
ンスが非常高くなり、共振回路の共振に影響しなくな
り、共振周波数が最も高くなる。そこで、スイッチング
素子S 1 〜S4 の中で一番スイッチング周波数の低いも
の(上記実施例の場合にはスイッチング素子S3 )のス
イッチング周波数を、共振回路の共振周波数よりも僅か
に高く設定する。そして、スイッチング素子S1 〜S4
の中で一番スイッチング周波数の高いもの(上記実施例
の場合にはスイッチング素子S1 ,S4 )の制御信号を
基準として、スイッチング素子S1 ,S2 及びスイッチ
ング素子S3 ,S 4 のスイッチング位相を180度ずれ
た状態から同位相となるまで変化させる。このようにす
れば、スイッチング素子S1 ,S4 及びスイッチング素
子S2 ,S 3 の同時オンする期間が短い状態から長い状
態へと変化し、放電灯Laを不点の状態としてフィラメ
ントを予熱し、その後に放電灯Laに放電開始電圧を印
加して始動点灯させることができる。
【0068】ところで、上記放電灯Laの予熱後の始動
方法としては、通常のこの種のインバータ装置を用いた
放電灯点灯装置の場合と同様に、インバータ装置のスイ
ッチング周波数を共振回路の共振周波数に近づけること
により、始動点灯させる方法を採用してもよいことは言
うまでもない。但し、定常点灯時にはスイッチング素子
S1 ,S4 及びスイッチング素子S2 ,S3 の同時オン
期間を変化させて、調光制御を行うことは言うまでもな
い。
方法としては、通常のこの種のインバータ装置を用いた
放電灯点灯装置の場合と同様に、インバータ装置のスイ
ッチング周波数を共振回路の共振周波数に近づけること
により、始動点灯させる方法を採用してもよいことは言
うまでもない。但し、定常点灯時にはスイッチング素子
S1 ,S4 及びスイッチング素子S2 ,S3 の同時オン
期間を変化させて、調光制御を行うことは言うまでもな
い。
【0069】(実施例3)図10に本発明の他の実施例
を示す。本実施例も基本的には上述した実施例1と同じ
もので、本実施例の場合には電源電圧変動に応じて負荷
Zに供給される電力が変動することを防止する構成とし
た点に特徴がある。本実施例の場合には、電源変動によ
り負荷Zに供給される電力が変動することを防止する電
力変動防止回路8を、ダイオードブリッジDBの出力変
動に応じて導通状態が変化するトランジスタQ30と、こ
のトランジスタQ30の導通状態に応じて入力電流が変化
するフォトカプラPC1 とで構成してある。
を示す。本実施例も基本的には上述した実施例1と同じ
もので、本実施例の場合には電源電圧変動に応じて負荷
Zに供給される電力が変動することを防止する構成とし
た点に特徴がある。本実施例の場合には、電源変動によ
り負荷Zに供給される電力が変動することを防止する電
力変動防止回路8を、ダイオードブリッジDBの出力変
動に応じて導通状態が変化するトランジスタQ30と、こ
のトランジスタQ30の導通状態に応じて入力電流が変化
するフォトカプラPC1 とで構成してある。
【0070】つまり、ダイオードブリッジDBの出力電
圧が変化すると、制御回路1のダイオードブリッジDB
の出力に接続される端子a,b間の電圧が変化し、トラ
ンジスタQ30の導通状態が変化する。従って、フォトカ
プラPC1 の出力トランジスタに流れる電流が変化して
コンデンサC14の充電電流が変化し、遅延時間設定部5
1の遅延時間の設定状態が変化する。
圧が変化すると、制御回路1のダイオードブリッジDB
の出力に接続される端子a,b間の電圧が変化し、トラ
ンジスタQ30の導通状態が変化する。従って、フォトカ
プラPC1 の出力トランジスタに流れる電流が変化して
コンデンサC14の充電電流が変化し、遅延時間設定部5
1の遅延時間の設定状態が変化する。
【0071】いま、電源電圧が高くなると、トランジス
タQ30でバイパスされる電流が増加し、フォトカプラP
C1 に入力される電流が減少する。このため、フォトカ
プラPC1 の出力電流が減少し、コンデンサC14の充電
時間が長くなる。従って、スイッチング素子S1 ,S4
及びスイッチング素子S2 ,S3 の同時オンの期間が短
くなり、負荷Zに供給される電力が減少する。これによ
り、電源電圧変動に応じて負荷Zに流れる電流を抑制で
きる。
タQ30でバイパスされる電流が増加し、フォトカプラP
C1 に入力される電流が減少する。このため、フォトカ
プラPC1 の出力電流が減少し、コンデンサC14の充電
時間が長くなる。従って、スイッチング素子S1 ,S4
及びスイッチング素子S2 ,S3 の同時オンの期間が短
くなり、負荷Zに供給される電力が減少する。これによ
り、電源電圧変動に応じて負荷Zに流れる電流を抑制で
きる。
【0072】なお、逆に電源電圧が低くなると、負荷Z
に供給される電力を増加させるように機能する。このよ
うに、電力変動防止回路8はフィードフォワードをかけ
ることにより、負荷Zに供給される電力を安定させるこ
とができ、例えば負荷Zが放電灯の場合には安定点灯さ
せることができる。 (実施例4)上述の実施例では負荷Zを1つとしていた
が、図11に示すように、複数の負荷Z,Z’に同一の
インバータ装置から電力を供給するようにしてもよい。
図11の場合には、コンデンサC4 と負荷Zとの直列回
路と、インダクタL2 と負荷Z’の直列回路とを、コン
デンサC2 の両端に接続してある。このようにすれば、
負荷Zには共振による交流分の電流のみを流すことがで
き、負荷Z’には直流分を主に流すことができる。な
お、負荷Z’を放電灯とし、上記インダクタL2を放電
灯のフィラメントの非電源側の両端に接続すると、イン
ダクタL2 に発生する直流分でフィラメントに予熱電流
を流し、放電灯を低い調光レベルまで安定点灯させるこ
とが可能となる。
に供給される電力を増加させるように機能する。このよ
うに、電力変動防止回路8はフィードフォワードをかけ
ることにより、負荷Zに供給される電力を安定させるこ
とができ、例えば負荷Zが放電灯の場合には安定点灯さ
せることができる。 (実施例4)上述の実施例では負荷Zを1つとしていた
が、図11に示すように、複数の負荷Z,Z’に同一の
インバータ装置から電力を供給するようにしてもよい。
図11の場合には、コンデンサC4 と負荷Zとの直列回
路と、インダクタL2 と負荷Z’の直列回路とを、コン
デンサC2 の両端に接続してある。このようにすれば、
負荷Zには共振による交流分の電流のみを流すことがで
き、負荷Z’には直流分を主に流すことができる。な
お、負荷Z’を放電灯とし、上記インダクタL2を放電
灯のフィラメントの非電源側の両端に接続すると、イン
ダクタL2 に発生する直流分でフィラメントに予熱電流
を流し、放電灯を低い調光レベルまで安定点灯させるこ
とが可能となる。
【0073】(実施例5)図12に本発明の他の実施例
を示す。本実施例では放電灯Laに流れるランプ電流を
検出して、そのランプ電流に応じて放電灯Laに供給さ
れる電力を自動調節するものである。本実施例では、ス
イッチング素子S3 ,S4 の直列回路と並列に、スイッ
チング素子S5 ,S6 を接続し、インダクタL1 と放電
灯Laとの直列回路をスイッチング素子S1 ,S2 の接
続点とスイッチング素子S3 ,S4 の接続点との間に接
続し、インダクタL1 と放電灯Laとの接続点とスイッ
チング素子S5 ,S6の接続点との間にコンデンサC2
を接続してある。そして、スイッチング素子S 4 のソー
ス側にはランプ電流を検出する電流検出抵抗R0 を接続
してある。なお、スイッチング素子S5 ,S6 はスイッ
チング素子S3 ,S4 の夫々と同期してオン,オフさ
れ、インバータ装置の動作は上述した実施例と何等変わ
りなく動作する。
を示す。本実施例では放電灯Laに流れるランプ電流を
検出して、そのランプ電流に応じて放電灯Laに供給さ
れる電力を自動調節するものである。本実施例では、ス
イッチング素子S3 ,S4 の直列回路と並列に、スイッ
チング素子S5 ,S6 を接続し、インダクタL1 と放電
灯Laとの直列回路をスイッチング素子S1 ,S2 の接
続点とスイッチング素子S3 ,S4 の接続点との間に接
続し、インダクタL1 と放電灯Laとの接続点とスイッ
チング素子S5 ,S6の接続点との間にコンデンサC2
を接続してある。そして、スイッチング素子S 4 のソー
ス側にはランプ電流を検出する電流検出抵抗R0 を接続
してある。なお、スイッチング素子S5 ,S6 はスイッ
チング素子S3 ,S4 の夫々と同期してオン,オフさ
れ、インバータ装置の動作は上述した実施例と何等変わ
りなく動作する。
【0074】つまり、上述のように構成してあるのは、
放電灯Laの電流を確実に検出できるように、ランプ電
流の流路と、共振電流の流路とを分離したものである。
そして、検出抵抗R0 の検出出力に応じて、ランプ電流
が減少すれば、スイッチング素子S1 ,S4 及びスイッ
チング素子S2 ,S3 の同時オン期間を長くして、ラン
プ電流を増加させ、逆にランプ電流が増加すれば、スイ
ッチング素子S1 ,S 4 及びスイッチング素子S2 ,S
3 の同時オン期間を短くして、ランプ電流を減少させる
ようにフィードバック制御をかけるようにすればよい。
放電灯Laの電流を確実に検出できるように、ランプ電
流の流路と、共振電流の流路とを分離したものである。
そして、検出抵抗R0 の検出出力に応じて、ランプ電流
が減少すれば、スイッチング素子S1 ,S4 及びスイッ
チング素子S2 ,S3 の同時オン期間を長くして、ラン
プ電流を増加させ、逆にランプ電流が増加すれば、スイ
ッチング素子S1 ,S 4 及びスイッチング素子S2 ,S
3 の同時オン期間を短くして、ランプ電流を減少させる
ようにフィードバック制御をかけるようにすればよい。
【0075】(実施例6)図13は複数の放電灯Laを
点灯するインバータ装置を用いた放電灯点灯装置を示
す。つまり、スイッチング素子S1 ,S2 は夫々の放電
灯Laの放電灯点灯装置として兼用し、スイッチング素
子S3 ,S4 側に新たにスイッチング素子S 5 ,S6 を
並列に接続し、スイッチング素子S1 ,S2 の接続点と
スイッチング素子S3 ,S4 の接続点との間に第1の負
荷回路を接続し、スイッチング素子S 1 ,S2 の接続点
とスイッチング素子S5 ,S6 の接続点との間に第2の
負荷回路を接続したものである。そして、スイッチング
素子S5 ,S6 はスイッチング素子S3 ,S4 の夫々と
同期してオン,オフさせている。
点灯するインバータ装置を用いた放電灯点灯装置を示
す。つまり、スイッチング素子S1 ,S2 は夫々の放電
灯Laの放電灯点灯装置として兼用し、スイッチング素
子S3 ,S4 側に新たにスイッチング素子S 5 ,S6 を
並列に接続し、スイッチング素子S1 ,S2 の接続点と
スイッチング素子S3 ,S4 の接続点との間に第1の負
荷回路を接続し、スイッチング素子S 1 ,S2 の接続点
とスイッチング素子S5 ,S6 の接続点との間に第2の
負荷回路を接続したものである。そして、スイッチング
素子S5 ,S6 はスイッチング素子S3 ,S4 の夫々と
同期してオン,オフさせている。
【0076】本実施例の場合、図4及び図5で説明した
動作状態に応じて動作させてもよいのであるが、本実施
例の場合には図14に示すように、スイッチング素子S
1 ,S2 を交互にオン,オフさせ、スイッチング素子S
3 は上記スイッチング素子S 1 ,S2 の2倍の周期でオ
ンさせ、且つそのオン期間をスイッチング素子S1 ,S
2 の2倍のオン期間とし、さらにスイッチング素子S4
はスイッチング素子S 3 の2倍の周期でオンさせ、且つ
そのオン期間をスイッチング素子S3 と同じオン期間と
してある。
動作状態に応じて動作させてもよいのであるが、本実施
例の場合には図14に示すように、スイッチング素子S
1 ,S2 を交互にオン,オフさせ、スイッチング素子S
3 は上記スイッチング素子S 1 ,S2 の2倍の周期でオ
ンさせ、且つそのオン期間をスイッチング素子S1 ,S
2 の2倍のオン期間とし、さらにスイッチング素子S4
はスイッチング素子S 3 の2倍の周期でオンさせ、且つ
そのオン期間をスイッチング素子S3 と同じオン期間と
してある。
【0077】この場合の詳細な動作説明は省略するが、
同図(e)に示すように負荷回路に印加される電圧を負
方向でバランスを崩し、負の直流成分を負荷回路に印加
することになる。この場合にも、実質的には実施例1の
場合と同様に、負荷、特に放電灯Laが立消えを起こす
ことを防止することができる。なお、放電灯Laに供給
する電力を変える場合には、スイッチング素子S1 ,S
2 とスイッチング素子S3 ,S4 のオン,オフのタイミ
ングをずらし、実施例1の場合と同様に、周波数を変化
させることなく、負荷への供給電力を可変することがで
き、周波数を変化させる場合の問題を回避することがで
きる。
同図(e)に示すように負荷回路に印加される電圧を負
方向でバランスを崩し、負の直流成分を負荷回路に印加
することになる。この場合にも、実質的には実施例1の
場合と同様に、負荷、特に放電灯Laが立消えを起こす
ことを防止することができる。なお、放電灯Laに供給
する電力を変える場合には、スイッチング素子S1 ,S
2 とスイッチング素子S3 ,S4 のオン,オフのタイミ
ングをずらし、実施例1の場合と同様に、周波数を変化
させることなく、負荷への供給電力を可変することがで
き、周波数を変化させる場合の問題を回避することがで
きる。
【0078】また、図13の回路構成とすれば、1組の
スイッチング素子の直列回路を追加することにより、多
灯の放電灯点灯装置を構成することができる。しかも、
いずれかの放電灯Laが不点状態になっても、他の放電
灯Laの点灯状態に影響を与えないという利点がある。
なお、上述の場合には2灯の場合について説明したが、
3灯以上の場合にも適用できる。
スイッチング素子の直列回路を追加することにより、多
灯の放電灯点灯装置を構成することができる。しかも、
いずれかの放電灯Laが不点状態になっても、他の放電
灯Laの点灯状態に影響を与えないという利点がある。
なお、上述の場合には2灯の場合について説明したが、
3灯以上の場合にも適用できる。
【0079】(実施例7)実施例6と同様に複数の放電
灯Laを点灯するインバータ装置を用いた放電灯点灯装
置において、図15に示すように制御回路1でスイッチ
ング素子S3 〜S 6 を夫々個別に制御するようにしたも
のである。図16がその動作状態を示す。本実施例は基
本的には図14の動作と同じであり、本実施例の場合に
はスイッチング素子S3 ,S5 がスイッチング素子
S1 ,S2 の4倍のスイッチング周期でオンするように
してあり、スイッチング素子S 4 ,S6 がさらにスイッ
チング素子S3 ,S5 の2倍の周期でオンするようにし
てある。そして、スイッチング素子S3 〜S4 のオン期
間は同時にオンしないように設定してある。この場合に
も実施例3と同様の効果が得られる。
灯Laを点灯するインバータ装置を用いた放電灯点灯装
置において、図15に示すように制御回路1でスイッチ
ング素子S3 〜S 6 を夫々個別に制御するようにしたも
のである。図16がその動作状態を示す。本実施例は基
本的には図14の動作と同じであり、本実施例の場合に
はスイッチング素子S3 ,S5 がスイッチング素子
S1 ,S2 の4倍のスイッチング周期でオンするように
してあり、スイッチング素子S 4 ,S6 がさらにスイッ
チング素子S3 ,S5 の2倍の周期でオンするようにし
てある。そして、スイッチング素子S3 〜S4 のオン期
間は同時にオンしないように設定してある。この場合に
も実施例3と同様の効果が得られる。
【0080】図17は他の動作方法を示すもので、スイ
ッチング素子S3 ,S5 は同じスイッチング周期で交互
にオン,オフさせ、スイッチング素子S4 ,S6 をスイ
ッチング素子S3 ,S4 の2倍の周期で、且つ直列接続
されたスイッチング素子S3,S4 がオフの期間に同期
してオンするようにしてある。このようにしても実施例
6の場合と略同様の動作で点灯制御することができる。
ッチング素子S3 ,S5 は同じスイッチング周期で交互
にオン,オフさせ、スイッチング素子S4 ,S6 をスイ
ッチング素子S3 ,S4 の2倍の周期で、且つ直列接続
されたスイッチング素子S3,S4 がオフの期間に同期
してオンするようにしてある。このようにしても実施例
6の場合と略同様の動作で点灯制御することができる。
【0081】(実施例8)以上で説明した各実施例では
スイッチング素子の内のいずれか2つのスイッチング周
期を一致させ、そのスイッチング周期に対して他のスイ
ッチング素子のスイッチング周期を夫々異ならせてオ
ン,オフさせるものであったが、以下にすべてのスイッ
チング素子のスイッチング周期を異ならせた場合の実施
例を説明する。
スイッチング素子の内のいずれか2つのスイッチング周
期を一致させ、そのスイッチング周期に対して他のスイ
ッチング素子のスイッチング周期を夫々異ならせてオ
ン,オフさせるものであったが、以下にすべてのスイッ
チング素子のスイッチング周期を異ならせた場合の実施
例を説明する。
【0082】本実施例の回路は図1で示されたものと同
じであり、本実施例ではスイッチング素子S4 のスイッ
チング周期を最も短くしてあり、このスイッチング素子
S4のスイッチング周期に対して、スイッチング素子S
2 を2倍の周期、且つオフ時点に同期してオンとし、ス
イッチング素子S3 をスイッチング素子S4 のスイッチ
ング周期に対して4倍の周期(スイッチング素子S2 の
スイッチング周期に対しては2倍)、且つオフ時点に同
期してオンとし、スイッチング素子S1 を8倍の周期
(スイッチング素子S3 のスイッチング周期に対しては
2倍)、且つオン時点に同期してオンとするようにして
ある。
じであり、本実施例ではスイッチング素子S4 のスイッ
チング周期を最も短くしてあり、このスイッチング素子
S4のスイッチング周期に対して、スイッチング素子S
2 を2倍の周期、且つオフ時点に同期してオンとし、ス
イッチング素子S3 をスイッチング素子S4 のスイッチ
ング周期に対して4倍の周期(スイッチング素子S2 の
スイッチング周期に対しては2倍)、且つオフ時点に同
期してオンとし、スイッチング素子S1 を8倍の周期
(スイッチング素子S3 のスイッチング周期に対しては
2倍)、且つオン時点に同期してオンとするようにして
ある。
【0083】動作を簡単に説明する。時刻t0 〜t1 の
期間には、スイッチング素子S1 ,S4 がオンとなり、
ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S1 、負荷
回路、スイッチング素子S4 の経路で、負荷回路に電流
が流れる。時刻t1 〜t2 では、スイッチング素子
S2 ,S3 がオンとなり、ダイオードブリッジDB、ス
イッチング素子S3 、負荷回路、スイッチング素子S2
の経路で、それまでと逆方向の電流が負荷回路に流れ
る。時刻t2 〜t3 の期間にはスイッチング素子S3,
スイッチング素子S4 がオンとなる期間はあるが、負荷
には電流が供給されない。時刻t3 〜t4 では、再びス
イッチング素子S2 ,S3 がオンとなり、ダイオードブ
リッジDB、スイッチング素子S3 、負荷回路、スイッ
チング素子S2の経路で、負荷回路に電流が流れる。時
刻t4 〜t5 では、スイッチング素子S 3 ,スイッチン
グ素子S4 がオンとなる期間はあるが、負荷には電流が
供給されない。そして、時刻t5 の期間から時刻t0 〜
t5 で示す一連の動作が繰り返される。
期間には、スイッチング素子S1 ,S4 がオンとなり、
ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S1 、負荷
回路、スイッチング素子S4 の経路で、負荷回路に電流
が流れる。時刻t1 〜t2 では、スイッチング素子
S2 ,S3 がオンとなり、ダイオードブリッジDB、ス
イッチング素子S3 、負荷回路、スイッチング素子S2
の経路で、それまでと逆方向の電流が負荷回路に流れ
る。時刻t2 〜t3 の期間にはスイッチング素子S3,
スイッチング素子S4 がオンとなる期間はあるが、負荷
には電流が供給されない。時刻t3 〜t4 では、再びス
イッチング素子S2 ,S3 がオンとなり、ダイオードブ
リッジDB、スイッチング素子S3 、負荷回路、スイッ
チング素子S2の経路で、負荷回路に電流が流れる。時
刻t4 〜t5 では、スイッチング素子S 3 ,スイッチン
グ素子S4 がオンとなる期間はあるが、負荷には電流が
供給されない。そして、時刻t5 の期間から時刻t0 〜
t5 で示す一連の動作が繰り返される。
【0084】本実施例の場合にも、負荷回路に印加され
る正負の電圧をアンバランスにして、共振回路に蓄積さ
れたエネルギを直流分として放電灯Laに供給し、放電
灯Laの立消えを防止することができる。そして、図1
9はスイッチング素子S1 ,S4 のスイッチング位相に
対してスイッチング素子S2 ,S3 のスイッチング位相
をずらして、放電灯Laに供給する電力を減らした場合
を示す。本実施例の場合にもスイッチング素子S1 〜S
4のスイッチング周波数を変化させずに、放電灯Laに
供給する電力を調節でき、スイッチング周波数を変化さ
せる場合の問題は生じない。
る正負の電圧をアンバランスにして、共振回路に蓄積さ
れたエネルギを直流分として放電灯Laに供給し、放電
灯Laの立消えを防止することができる。そして、図1
9はスイッチング素子S1 ,S4 のスイッチング位相に
対してスイッチング素子S2 ,S3 のスイッチング位相
をずらして、放電灯Laに供給する電力を減らした場合
を示す。本実施例の場合にもスイッチング素子S1 〜S
4のスイッチング周波数を変化させずに、放電灯Laに
供給する電力を調節でき、スイッチング周波数を変化さ
せる場合の問題は生じない。
【0085】本実施例の制御回路の具体回路を図20に
示す。なお、この具体回路の大半の部分は図6で説明し
た実施例1のものと同じであるので、概略的な説明を行
うのみにとどめる。なお、本実施例の場合には、図6の
制御回路に対して駆動回路3に新たに周波数変換回路3
4を設けてある点に特徴がある。周波数変換回路34
は、デッドオフ回路31の出力Vtの立上りをクロック
として2分周した出力Vu,4分周した出力Vw及び8
分周した出力Vyを生じる分周用IC(例えば、451
6B)34aと、この分周用IC34aの出力Vuとデ
ッドオフ回路31の出力Vtとのアンドをとるアンドゲ
ートAND7 と、このアンドゲートAND7 の出力Vv
と分周用IC34aの出力Vwとのアンドをとるアンド
ゲートAND8 と、このアンドゲートAND8 の出力V
xと分周用IC34aの出力Vyとのアンドをとるアン
ドゲートAND9 とで構成してある。
示す。なお、この具体回路の大半の部分は図6で説明し
た実施例1のものと同じであるので、概略的な説明を行
うのみにとどめる。なお、本実施例の場合には、図6の
制御回路に対して駆動回路3に新たに周波数変換回路3
4を設けてある点に特徴がある。周波数変換回路34
は、デッドオフ回路31の出力Vtの立上りをクロック
として2分周した出力Vu,4分周した出力Vw及び8
分周した出力Vyを生じる分周用IC(例えば、451
6B)34aと、この分周用IC34aの出力Vuとデ
ッドオフ回路31の出力Vtとのアンドをとるアンドゲ
ートAND7 と、このアンドゲートAND7 の出力Vv
と分周用IC34aの出力Vwとのアンドをとるアンド
ゲートAND8 と、このアンドゲートAND8 の出力V
xと分周用IC34aの出力Vyとのアンドをとるアン
ドゲートAND9 とで構成してある。
【0086】図21(x)にデッドオフ回路31の出力
Vt,同図(y),(A),(C)に夫々分周用IC3
4aの出力Vu,Vw,Vy、アンドゲートAND7 ,
AND8 の夫々の出力Vv,Vxを同図(z),(B)
に示す。そして、アンドゲートAND9 の出力として図
21(c)に示す制御信号V1 が得られる。スイッチン
グ素子S4 を駆動する駆動回路7では、発振回路2の出
力Vaを基準として制御信号V4 を作成するので、その
スイッチング周期は発振回路2の出力Vaと等しい。ス
イッチング素子S2 を駆動する駆動回路4は、概略的に
は発振回路2の出力Vaを2分周して制御信号V2 を作
成するので、そのスイッチング周期はスイッチング素子
S4 の2倍となる。また、スイッチング素子S3 を駆動
する駆動回路7は、発振回路2の出力Vaを4分周して
制御信号V2 を作成するので、そのスイッチング周期は
スイッチング素子S4 の4倍となる。そして、上記スイ
ッチング素子S1 を駆動する駆動回路3では、発振回路
2の出力Vaを8分周して制御信号V2 を作成するの
で、そのスイッチング周期はスイッチング素子S4 の8
倍となる。
Vt,同図(y),(A),(C)に夫々分周用IC3
4aの出力Vu,Vw,Vy、アンドゲートAND7 ,
AND8 の夫々の出力Vv,Vxを同図(z),(B)
に示す。そして、アンドゲートAND9 の出力として図
21(c)に示す制御信号V1 が得られる。スイッチン
グ素子S4 を駆動する駆動回路7では、発振回路2の出
力Vaを基準として制御信号V4 を作成するので、その
スイッチング周期は発振回路2の出力Vaと等しい。ス
イッチング素子S2 を駆動する駆動回路4は、概略的に
は発振回路2の出力Vaを2分周して制御信号V2 を作
成するので、そのスイッチング周期はスイッチング素子
S4 の2倍となる。また、スイッチング素子S3 を駆動
する駆動回路7は、発振回路2の出力Vaを4分周して
制御信号V2 を作成するので、そのスイッチング周期は
スイッチング素子S4 の4倍となる。そして、上記スイ
ッチング素子S1 を駆動する駆動回路3では、発振回路
2の出力Vaを8分周して制御信号V2 を作成するの
で、そのスイッチング周期はスイッチング素子S4 の8
倍となる。
【0087】(実施例9)図22は実施例3で説明した
電源電圧変動に応じて負荷Zに供給される電力が変動す
ることを防止する機能を実施例8に設けたもので、図1
0で示されたと同様の電力変動防止回路8を設けてあ
る。 (実施例10)上記実施例8のインバータ装置を図13
に示す実施例6に適用することも可能である。つまり、
負荷が放電灯Laであり、スイッチング素子S1 ,S2
は夫々の放電灯Laの放電灯点灯装置として兼用し、ス
イッチング素子S3 ,S4 側に新たにスイッチング素子
S5 ,S6 を並列に接続し、スイッチング素子S1 ,S
2 の接続点とスイッチング素子S3 ,S4 の接続点との
間に第1の負荷回路を接続し、スイッチング素子S1 ,
S2 の接続点とスイッチング素子S5 ,S6 の接続点と
の間に第2の負荷回路を接続したものである。そして、
スイッチング素子S5 ,S6 はスイッチング素子S3 ,
S4 の夫々と同期してオン,オフさせている。
電源電圧変動に応じて負荷Zに供給される電力が変動す
ることを防止する機能を実施例8に設けたもので、図1
0で示されたと同様の電力変動防止回路8を設けてあ
る。 (実施例10)上記実施例8のインバータ装置を図13
に示す実施例6に適用することも可能である。つまり、
負荷が放電灯Laであり、スイッチング素子S1 ,S2
は夫々の放電灯Laの放電灯点灯装置として兼用し、ス
イッチング素子S3 ,S4 側に新たにスイッチング素子
S5 ,S6 を並列に接続し、スイッチング素子S1 ,S
2 の接続点とスイッチング素子S3 ,S4 の接続点との
間に第1の負荷回路を接続し、スイッチング素子S1 ,
S2 の接続点とスイッチング素子S5 ,S6 の接続点と
の間に第2の負荷回路を接続したものである。そして、
スイッチング素子S5 ,S6 はスイッチング素子S3 ,
S4 の夫々と同期してオン,オフさせている。
【0088】本実施例では、図23に示すように、スイ
ッチング素子S1 を最も短いスイッチング周期でオン,
オフさせ、スイッチング素子S2 をスイッチング素子S
1 の2倍のスイッチング周期でスイッチング素子S1 の
オフ時点に同期してオンさせ、スイッチング素子S3 を
スイッチング素子S1 の3倍のスイッチング周期でスイ
ッチング素子S1 のオフ時点に同期してオンさせ、スイ
ッチング素子S4 をスイッチング素子S1 の4倍のスイ
ッチング周期でスイッチング素子S1 のオン時点に同期
してオンさせている。
ッチング素子S1 を最も短いスイッチング周期でオン,
オフさせ、スイッチング素子S2 をスイッチング素子S
1 の2倍のスイッチング周期でスイッチング素子S1 の
オフ時点に同期してオンさせ、スイッチング素子S3 を
スイッチング素子S1 の3倍のスイッチング周期でスイ
ッチング素子S1 のオフ時点に同期してオンさせ、スイ
ッチング素子S4 をスイッチング素子S1 の4倍のスイ
ッチング周期でスイッチング素子S1 のオン時点に同期
してオンさせている。
【0089】この場合には、実施例6の場合とは逆に放
電灯Laに正の直流成分を印加して、複数の放電灯La
を点灯することができる。なお、スイッチング素子S1
〜S 4 のスイッチング周期の長さを、S1 >S2 >S3
>S4 と上述の場合と逆にしてもよいことは言うまでも
ない。また、スイッチング素子S1 〜S4 のスイッチン
グ周期の比率を、1:2:4:8としてもよい。要は、
1つの負荷回路に対応する4つのスイッチング素子のス
イッチング周期がすべて異なり、対角位置のスイッチン
グ素子が同時オンし、且つ負荷回路に正負をアンバラン
スとした電圧を印加できる構成であれば、スイッチング
素子のスイッチングの仕方には特に限定はない。
電灯Laに正の直流成分を印加して、複数の放電灯La
を点灯することができる。なお、スイッチング素子S1
〜S 4 のスイッチング周期の長さを、S1 >S2 >S3
>S4 と上述の場合と逆にしてもよいことは言うまでも
ない。また、スイッチング素子S1 〜S4 のスイッチン
グ周期の比率を、1:2:4:8としてもよい。要は、
1つの負荷回路に対応する4つのスイッチング素子のス
イッチング周期がすべて異なり、対角位置のスイッチン
グ素子が同時オンし、且つ負荷回路に正負をアンバラン
スとした電圧を印加できる構成であれば、スイッチング
素子のスイッチングの仕方には特に限定はない。
【0090】(実施例11)上記実施例8のインバータ
装置を図15に示す実施例6に適用することも可能であ
る。つまり、実施例10におけるスイッチング素子S3
〜S6 をすべて同時オンしないように交互にオンするよ
うにするものである。本実施例では、図24に示すよう
にスイッチング素子S1 を最も短い周期でオン,オフさ
せ、スイッチング素子S2 をスイッチング素子S1 のオ
フ時点に同期させて2倍の周期でオンとし、スイッチン
グ素子S3 ,S5 をスイッチング素子S2 をスイッチン
グ素子S1 のオフ時点に同期させて6倍の周期でオンと
し、スイッチング素子S4 ,S6 をスイッチング素子S
1 のオン時点に同期させて8倍の周期でオンとし、スイ
ッチング素子S3 ,S5 及びスイッチング素子S4 ,S
6 のオン時点を夫々ずらし、互いに同時オンしないよう
にしてある。
装置を図15に示す実施例6に適用することも可能であ
る。つまり、実施例10におけるスイッチング素子S3
〜S6 をすべて同時オンしないように交互にオンするよ
うにするものである。本実施例では、図24に示すよう
にスイッチング素子S1 を最も短い周期でオン,オフさ
せ、スイッチング素子S2 をスイッチング素子S1 のオ
フ時点に同期させて2倍の周期でオンとし、スイッチン
グ素子S3 ,S5 をスイッチング素子S2 をスイッチン
グ素子S1 のオフ時点に同期させて6倍の周期でオンと
し、スイッチング素子S4 ,S6 をスイッチング素子S
1 のオン時点に同期させて8倍の周期でオンとし、スイ
ッチング素子S3 ,S5 及びスイッチング素子S4 ,S
6 のオン時点を夫々ずらし、互いに同時オンしないよう
にしてある。
【0091】また、図25で示すように、スイッチング
素子S3 ,S5 をスイッチング素子S2 をスイッチング
素子S1 のオフ時点に同期させて3倍の周期でオンと
し、スイッチング素子S4 ,S6 をスイッチング素子S
1 のオン時点に同期させて4倍の周期でオンとし、スイ
ッチング素子S3 ,S5 及びスイッチング素子S4 ,S
6 のオン時点を夫々ずらし、互いに同時オンしないよう
にしてもよい。
素子S3 ,S5 をスイッチング素子S2 をスイッチング
素子S1 のオフ時点に同期させて3倍の周期でオンと
し、スイッチング素子S4 ,S6 をスイッチング素子S
1 のオン時点に同期させて4倍の周期でオンとし、スイ
ッチング素子S3 ,S5 及びスイッチング素子S4 ,S
6 のオン時点を夫々ずらし、互いに同時オンしないよう
にしてもよい。
【0092】本実施例の場合にも、1つの負荷回路に対
応する4つのスイッチング素子のスイッチング周期がす
べて異なり、且つ夫々の負荷回路の兼用されていない側
の直列接続された夫々のスイッチング素子がすべて同時
オンせず、夫々の1つの負荷回路に対応する4つのスイ
ッチング素子の対角位置のスイッチング素子が同時オン
し、且つ負荷回路に正負をアンバランスとした電圧を印
加できる構成であれば、スイッチング素子のスイッチン
グの仕方には特に限定はない。
応する4つのスイッチング素子のスイッチング周期がす
べて異なり、且つ夫々の負荷回路の兼用されていない側
の直列接続された夫々のスイッチング素子がすべて同時
オンせず、夫々の1つの負荷回路に対応する4つのスイ
ッチング素子の対角位置のスイッチング素子が同時オン
し、且つ負荷回路に正負をアンバランスとした電圧を印
加できる構成であれば、スイッチング素子のスイッチン
グの仕方には特に限定はない。
【0093】なお、上記実施例8で、負荷Zが放電灯で
ある場合には、実施例2のようにスイッチング素子S1
〜S4 の中で一番スイッチング周波数の低いもの(上記
実施例の場合にはスイッチング素子S1 )のスイッチン
グ周波数を、放電灯Laは不点時の共振回路の共振周波
数よりも僅かに高く設定し、スイッチング素子S1 〜S
4 の中で一番スイッチング周波数の高いもの(上記実施
例の場合にはスイッチング素子S4 )の制御信号を基準
として、スイッチング素子S1 ,S2 及びスイッチング
素子S3 ,S4 のスイッチング位相を180度ずれた状
態から同位相となるまで変化させ、放電灯を不点の状態
としてフィラメントを予熱し、その後に放電灯に放電開
始電圧を印加して始動点灯させることもできる。
ある場合には、実施例2のようにスイッチング素子S1
〜S4 の中で一番スイッチング周波数の低いもの(上記
実施例の場合にはスイッチング素子S1 )のスイッチン
グ周波数を、放電灯Laは不点時の共振回路の共振周波
数よりも僅かに高く設定し、スイッチング素子S1 〜S
4 の中で一番スイッチング周波数の高いもの(上記実施
例の場合にはスイッチング素子S4 )の制御信号を基準
として、スイッチング素子S1 ,S2 及びスイッチング
素子S3 ,S4 のスイッチング位相を180度ずれた状
態から同位相となるまで変化させ、放電灯を不点の状態
としてフィラメントを予熱し、その後に放電灯に放電開
始電圧を印加して始動点灯させることもできる。
【0094】また、始動点灯時だけは、インバータ装置
のスイッチング周波数を共振回路の共振周波数に近づけ
ることにより、始動点灯させるようにしてもよい。さら
に、図11に示す実施例4で説明したように、複数の負
荷Z,Z’に同一のインバータ装置から電力を供給する
ようにしてもよく、さらにまた図12で示す実施例5の
ように、放電灯Laに流れるランプ電流を検出して、そ
のランプ電流に応じて放電灯Laに供給される電力を自
動調節するようにしてもよい。
のスイッチング周波数を共振回路の共振周波数に近づけ
ることにより、始動点灯させるようにしてもよい。さら
に、図11に示す実施例4で説明したように、複数の負
荷Z,Z’に同一のインバータ装置から電力を供給する
ようにしてもよく、さらにまた図12で示す実施例5の
ように、放電灯Laに流れるランプ電流を検出して、そ
のランプ電流に応じて放電灯Laに供給される電力を自
動調節するようにしてもよい。
【0095】さらにまた、上述の説明では、スイッチン
グ素子がFETである場合について説明したが、バイポ
ーラトランジスタやサイリスタにダイオードを逆並列に
接続したものを用いてもよい。また、直流電源は、純粋
な直流電源や、交流電源を整流平滑して作成されるもの
なども含まれることは言うまでもない。
グ素子がFETである場合について説明したが、バイポ
ーラトランジスタやサイリスタにダイオードを逆並列に
接続したものを用いてもよい。また、直流電源は、純粋
な直流電源や、交流電源を整流平滑して作成されるもの
なども含まれることは言うまでもない。
【0096】
【発明の効果】請求項1の発明は上述のように、一方の
直列回路のスイッチング素子のオン,オフのタイミング
に対して、他方の直列回路のスイッチング素子のオン,
オフのタイミングを同位相から180度ずれた位相まで
の範囲で可変しているので、対角位置のスイッチング素
子の同時オン期間を変化させて、スイッチング周波数を
変化させずに、負荷に供給される電力を調整することが
でき、スイッチング周波数が変化することに伴う種々の
問題点を回避することができる。また、スイッチング素
子の内のいずれか2つのスイッチング周期を一致させ、
そのスイッチング周期に対して他のスイッチング素子の
スイッチング周期を夫々異ならせてオン,オフさせるこ
とにより、LC共振回路への正負の供給電力をアンバラ
ンスにして、LC共振回路に蓄積されるエネルギを直流
分として負荷に供給することができ、例えば負荷が放電
灯である場合に立消えを起こすことを防止できる。
直列回路のスイッチング素子のオン,オフのタイミング
に対して、他方の直列回路のスイッチング素子のオン,
オフのタイミングを同位相から180度ずれた位相まで
の範囲で可変しているので、対角位置のスイッチング素
子の同時オン期間を変化させて、スイッチング周波数を
変化させずに、負荷に供給される電力を調整することが
でき、スイッチング周波数が変化することに伴う種々の
問題点を回避することができる。また、スイッチング素
子の内のいずれか2つのスイッチング周期を一致させ、
そのスイッチング周期に対して他のスイッチング素子の
スイッチング周期を夫々異ならせてオン,オフさせるこ
とにより、LC共振回路への正負の供給電力をアンバラ
ンスにして、LC共振回路に蓄積されるエネルギを直流
分として負荷に供給することができ、例えば負荷が放電
灯である場合に立消えを起こすことを防止できる。
【0097】また、請求項2の発明は、スイッチング素
子のスイッチング周期をすべて異ならせてオン,オフさ
せることにより、LC共振回路への正負の供給電力をア
ンバランスにして、LC共振回路に蓄積されるエネルギ
を直流分として負荷に供給することができ、例えば負荷
が放電灯である場合に立消えを起こすことを防止するこ
とができる。
子のスイッチング周期をすべて異ならせてオン,オフさ
せることにより、LC共振回路への正負の供給電力をア
ンバランスにして、LC共振回路に蓄積されるエネルギ
を直流分として負荷に供給することができ、例えば負荷
が放電灯である場合に立消えを起こすことを防止するこ
とができる。
【0098】また、請求項3に示すように、電源電圧変
動を検出して、一方の直列回路のスイッチング素子のオ
ン,オフのタイミングに対して、他方の直列回路のスイ
ッチング素子のオン,オフのタイミングを調整して、負
荷に供給される電力を一定に制御すると、電源電圧変動
による負荷への供給電力の変動を防止することができ
る。
動を検出して、一方の直列回路のスイッチング素子のオ
ン,オフのタイミングに対して、他方の直列回路のスイ
ッチング素子のオン,オフのタイミングを調整して、負
荷に供給される電力を一定に制御すると、電源電圧変動
による負荷への供給電力の変動を防止することができ
る。
【0099】さらに、請求項4に示すように、負荷電流
を検出して、一方の直列回路のスイッチング素子のオ
ン,オフのタイミングに対して、他方の直列回路のスイ
ッチング素子のオン,オフのタイミングを調整して、負
荷電流を一定に制御すると、負荷に一定の電力を供給で
きる。さらにまた、請求項5に示すように、他方の2つ
のスイッチング素子からなる直列回路を複数設け、一方
の直列回路のスイッチング素子の接続点と夫々の他の直
列回路の接続点との間に、少なくともLC共振回路と負
荷からなる複数の負荷回路を夫々接続することにより、
複数の負荷を同時に駆動でき、しかも負荷に応じて他方
の2つのスイッチング素子からなる直列回路を追加する
だけで済むため、回路構成が簡単になる。
を検出して、一方の直列回路のスイッチング素子のオ
ン,オフのタイミングに対して、他方の直列回路のスイ
ッチング素子のオン,オフのタイミングを調整して、負
荷電流を一定に制御すると、負荷に一定の電力を供給で
きる。さらにまた、請求項5に示すように、他方の2つ
のスイッチング素子からなる直列回路を複数設け、一方
の直列回路のスイッチング素子の接続点と夫々の他の直
列回路の接続点との間に、少なくともLC共振回路と負
荷からなる複数の負荷回路を夫々接続することにより、
複数の負荷を同時に駆動でき、しかも負荷に応じて他方
の2つのスイッチング素子からなる直列回路を追加する
だけで済むため、回路構成が簡単になる。
【0100】また、請求項6に示すように、負荷が放電
灯であり、少なくとも放電灯の不点時にLC共振回路の
共振周波数よりも、スイッチング素子のスイッチング周
波数を高く設定し、放電灯の始動時に一方の直列回路の
スイッチング素子のオン,オフのタイミングに対して、
他方の直列回路のスイッチング素子のオン,オフのタイ
ミングを180度ずれた位相から同位相まで変化させ
て、放電灯を良好に予熱して始動点灯させることができ
る。
灯であり、少なくとも放電灯の不点時にLC共振回路の
共振周波数よりも、スイッチング素子のスイッチング周
波数を高く設定し、放電灯の始動時に一方の直列回路の
スイッチング素子のオン,オフのタイミングに対して、
他方の直列回路のスイッチング素子のオン,オフのタイ
ミングを180度ずれた位相から同位相まで変化させ
て、放電灯を良好に予熱して始動点灯させることができ
る。
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】フルブリッジ構成のインバータ装置の基本動作
の説明図である。
の説明図である。
【図3】スイッチング周波数を変えることなく、負荷へ
の供給電力を可変する方法を示す動作説明図である。
の供給電力を可変する方法を示す動作説明図である。
【図4】負荷に直流成分を印加する方法を示す動作説明
図である。
図である。
【図5】負荷に直流成分を印加し、且つスイッチング周
波数を変えることなく、負荷への供給電力を変化させる
場合の動作説明図である。
波数を変えることなく、負荷への供給電力を変化させる
場合の動作説明図である。
【図6】同上の制御回路の具体構成の一部を示す回路図
である。
である。
【図7】同上の制御回路の具体構成のその他の部分を示
す回路図である。
す回路図である。
【図8】同上の制御回路の動作説明図である。
【図9】他の実施例の回路図である。
【図10】電力変動防止回路を設けた制御回路の具体回
路図である。
路図である。
【図11】交流及び直流駆動される複数の負荷を駆動す
る実施例の回路図である。
る実施例の回路図である。
【図12】負荷電流を一定制御する機能を備える実施例
の回路図である。
の回路図である。
【図13】複数の負荷を駆動する実施例の回路図であ
る。
る。
【図14】同上の動作説明図である。
【図15】複数の負荷を駆動する他の実施例の回路図で
ある。
ある。
【図16】同上の動作説明図である。
【図17】同上を異なる状態で動作させた場合の動作説
明図である。
明図である。
【図18】スイッチング素子のスイッチング周期をすべ
て異ならせたさらに他の実施例の動作説明図である。
て異ならせたさらに他の実施例の動作説明図である。
【図19】同上でスイッチング周波数を変えることな
く、負荷への供給電力を可変する方法を示す動作説明図
である。
く、負荷への供給電力を可変する方法を示す動作説明図
である。
【図20】同上の制御回路の具体構成の一部を示す回路
図である。
図である。
【図21】同上の制御回路の動作説明図である。
【図22】スイッチング素子のスイッチング周期をすべ
て異ならせたものにおいて、電力変動防止回路を設けた
場合の制御回路の一部の具体回路図である。
て異ならせたものにおいて、電力変動防止回路を設けた
場合の制御回路の一部の具体回路図である。
【図23】スイッチング素子のスイッチング周期をすべ
て異ならせたものにおいて、複数の負荷を駆動した場合
の実施例の動作説明図である。
て異ならせたものにおいて、複数の負荷を駆動した場合
の実施例の動作説明図である。
【図24】スイッチング素子のスイッチング周期をすべ
て異ならせたものにおいて、複数の負荷を異なる状態で
駆動した他の実施例の動作説明図である。
て異ならせたものにおいて、複数の負荷を異なる状態で
駆動した他の実施例の動作説明図である。
【図25】スイッチング素子のスイッチング周期をすべ
て異ならせたものにおいて、複数の負荷をさらに異なる
状態で駆動した場合の動作説明図である。
て異ならせたものにおいて、複数の負荷をさらに異なる
状態で駆動した場合の動作説明図である。
【図26】従来のハーフブリッジ構成のインバータ装置
の回路図である。
の回路図である。
【図27】同上の動作説明図である。
AC 交流電源 DB ダイオードブリッジ S1 〜S4 スイッチング素子 L1 インダクタ C2 コンデンサ Z 負荷 1 制御回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年10月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】そして、時刻t1 になると、図27(a)
に示すように制御回路1の制御出力V1 がローレベル、
同図(b)に示すように制御出力V2 がハイレベルにな
り、スイッチング素子S1 がオフとなると共に、スイッ
チング素子S2 がオンとなる。但し、上記スイッチング
素子S1 ,S2 では純然たるスイッチとは異なり、通常
と逆極性の電圧(直流電源Eの極性とは逆の極性の電
圧)が印加された場合に、スイッチング素子S2 に本来
の電流IS2が流れる方向(図26中の矢印で示す電流方
向)とは逆の方向に電流を流す働きを持つ寄生ダイオー
ドを有する。このため、スイッチング素子S2 をオンし
たとき、本来の電流方向にはオンとはならず、インダク
タL2 に蓄積されたエネルギでスイッチング素子S2 の
寄生ダイオードを介して電流は流れる。つまり、スイッ
チング素子S2 は逆方向に導通した状態になる。そし
て、インダクタL1 のそれまでと同じ方向に電流を流す
作用により、共振回路に蓄積されたエネルギによって、
インダクタL1 、直流カット用コンデンサC1 、コンデ
ンサC2 及び放電灯La、スイッチング素子S2 の寄生
ダイオードの経路で電流が流れる。即ち、インバータ回
路の動作周波数は共振回路の共振周波数よりも高い範囲
に設定してあるので、負荷回路は上述のような動作を行
う。
に示すように制御回路1の制御出力V1 がローレベル、
同図(b)に示すように制御出力V2 がハイレベルにな
り、スイッチング素子S1 がオフとなると共に、スイッ
チング素子S2 がオンとなる。但し、上記スイッチング
素子S1 ,S2 では純然たるスイッチとは異なり、通常
と逆極性の電圧(直流電源Eの極性とは逆の極性の電
圧)が印加された場合に、スイッチング素子S2 に本来
の電流IS2が流れる方向(図26中の矢印で示す電流方
向)とは逆の方向に電流を流す働きを持つ寄生ダイオー
ドを有する。このため、スイッチング素子S2 をオンし
たとき、本来の電流方向にはオンとはならず、インダク
タL2 に蓄積されたエネルギでスイッチング素子S2 の
寄生ダイオードを介して電流は流れる。つまり、スイッ
チング素子S2 は逆方向に導通した状態になる。そし
て、インダクタL1 のそれまでと同じ方向に電流を流す
作用により、共振回路に蓄積されたエネルギによって、
インダクタL1 、直流カット用コンデンサC1 、コンデ
ンサC2 及び放電灯La、スイッチング素子S2 の寄生
ダイオードの経路で電流が流れる。即ち、インバータ回
路の動作周波数は共振回路の共振周波数よりも高い範囲
に設定してあるので、負荷回路は上述のような動作を行
う。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】そして、共振回路の電流がゼロとなった時
点から、スイッチング素子S2 が本来のオン状態となり
(図26中の矢印で示す方向に電流IS2が流れる状態と
なり)、直流カット用コンデンサC 1 と共振回路用コン
デンサC2 とに蓄積された電荷を電源として、直流カッ
ト用コンデンサC1 、インダクタL1 、スイッチング素
子S2 、コンデンサC2 及び放電灯Laの経路で、それ
までと逆方向の電流が流れる。
点から、スイッチング素子S2 が本来のオン状態となり
(図26中の矢印で示す方向に電流IS2が流れる状態と
なり)、直流カット用コンデンサC 1 と共振回路用コン
デンサC2 とに蓄積された電荷を電源として、直流カッ
ト用コンデンサC1 、インダクタL1 、スイッチング素
子S2 、コンデンサC2 及び放電灯Laの経路で、それ
までと逆方向の電流が流れる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】その後、時刻t2 で、時刻t0 の場合と同
様に、制御回路1の制御出力V1 がハイレベル、図27
(b)に示すように制御出力V2 がローレベルになるた
め、スイッチング素子S1 がオンとなると共に、スイッ
チング素子S2 がオフとなる。しかし、この場合にもス
イッチング素子S1 は本来の電流IS1が流れる方向(図
26中の矢印で示す方向)にはオンとはならず、共振回
路に蓄積されたエネルギでスイッチング素子S1 の寄生
ダイオードがオンとなる。つまり、スイッチング素子S
1 は逆方向に導通した状態になる。そして、共振回路に
蓄積されたエネルギによって、スイッチング素子S1 の
寄生ダイオード、直流電源E、コンデンサC2 及び放電
灯La、直流カット用コンデンサC1 の経路で電流が流
れる。
様に、制御回路1の制御出力V1 がハイレベル、図27
(b)に示すように制御出力V2 がローレベルになるた
め、スイッチング素子S1 がオンとなると共に、スイッ
チング素子S2 がオフとなる。しかし、この場合にもス
イッチング素子S1 は本来の電流IS1が流れる方向(図
26中の矢印で示す方向)にはオンとはならず、共振回
路に蓄積されたエネルギでスイッチング素子S1 の寄生
ダイオードがオンとなる。つまり、スイッチング素子S
1 は逆方向に導通した状態になる。そして、共振回路に
蓄積されたエネルギによって、スイッチング素子S1 の
寄生ダイオード、直流電源E、コンデンサC2 及び放電
灯La、直流カット用コンデンサC1 の経路で電流が流
れる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】そして、共振回路の電流がゼロとなった時
点から、スイッチング素子S1 が本来のオン状態とな
り、直流電源E、スイッチング素子S1 、インダクタL
1 、直流カット用コンデンサC1 、コンデンサC2 及び
放電灯Laの経路で電流が流れる。以下、上記一連の動
作を繰り返すことにより、直流電源Eを高周波電力に変
換して、放電灯Laに高周波電力が供給される。このと
き、インダクタL1 に流れる電流IL1は図27(e)に
示すようになる。
点から、スイッチング素子S1 が本来のオン状態とな
り、直流電源E、スイッチング素子S1 、インダクタL
1 、直流カット用コンデンサC1 、コンデンサC2 及び
放電灯Laの経路で電流が流れる。以下、上記一連の動
作を繰り返すことにより、直流電源Eを高周波電力に変
換して、放電灯Laに高周波電力が供給される。このと
き、インダクタL1 に流れる電流IL1は図27(e)に
示すようになる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】なお、上述の説明では、時刻t0 の場合
に、スイッチング素子S1 が本来の電流方向にオンとな
ると説明したが、それまでスイッチング素子S1 ,S2
が交互にオン,オフしている定常点灯時には、時刻t0
においてもスイッチング素子S 1 の寄生ダイオードのオ
ンにより電流が流れ、その後に本来のスイッチング素子
S1 の電流IS1が流れる方向にオンとなることは言うま
でもない。また、上述の説明では、スイッチング素子S
1 ,S2 の寄生ダイオードをインダクタL1 のエネルギ
を放出するために用いたが、スイッチング素子S1 ,S
2 に夫々逆並列にダイオードを接続するようにしてもよ
い。
に、スイッチング素子S1 が本来の電流方向にオンとな
ると説明したが、それまでスイッチング素子S1 ,S2
が交互にオン,オフしている定常点灯時には、時刻t0
においてもスイッチング素子S 1 の寄生ダイオードのオ
ンにより電流が流れ、その後に本来のスイッチング素子
S1 の電流IS1が流れる方向にオンとなることは言うま
でもない。また、上述の説明では、スイッチング素子S
1 ,S2 の寄生ダイオードをインダクタL1 のエネルギ
を放出するために用いたが、スイッチング素子S1 ,S
2 に夫々逆並列にダイオードを接続するようにしてもよ
い。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】ところが、上記直流電源Eを交流電源を整
流平滑して得る場合において、スイッチング素子S1 ,
S2 のスイッチング周波数を変化させると、交流電源側
に高周波が漏れる問題がある。そこで、交流電源を整流
するダイオードブリッジの入力端などに高周波成分が交
流電源側に漏れることを防止するフィルタが設けられ
る。しかし、上述のようにインバータ装置の動作周波数
が変化すると、高周波成分を除去する上記フィルタの設
計が複雑になるという問題があった。
流平滑して得る場合において、スイッチング素子S1 ,
S2 のスイッチング周波数を変化させると、交流電源側
に高周波が漏れる問題がある。そこで、交流電源を整流
するダイオードブリッジの入力端などに高周波成分が交
流電源側に漏れることを防止するフィルタが設けられ
る。しかし、上述のようにインバータ装置の動作周波数
が変化すると、高周波成分を除去する上記フィルタの設
計が複雑になるという問題があった。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】そこで、この点を改善できる従来例とし
て、”Off-Line Application of Fixed-Frequency Clam
ped Mode Series Resonant Converter”,IEEE Tansacti
on onPower Electronics,Vol.6;No.1,January,1991 な
る文献がある。この従来例では、2つのスイッチング素
子の直列回路を直流電源と並列に2組接続すると共に、
夫々の直列回路のスイッチング素子の接続点間に少なく
ともLC共振回路と負荷からなる負荷回路を接続し、夫
々の直列回路のスイッチング素子を同時にオンしないよ
うに交互にオン,オフさせ、一方の直列回路のスイッチ
ング素子のオン,オフのタイミングに対して、他方の直
列回路のスイッチング素子のオン,オフの位相を変化す
るようにしてある。
て、”Off-Line Application of Fixed-Frequency Clam
ped Mode Series Resonant Converter”,IEEE Tansacti
on onPower Electronics,Vol.6;No.1,January,1991 な
る文献がある。この従来例では、2つのスイッチング素
子の直列回路を直流電源と並列に2組接続すると共に、
夫々の直列回路のスイッチング素子の接続点間に少なく
ともLC共振回路と負荷からなる負荷回路を接続し、夫
々の直列回路のスイッチング素子を同時にオンしないよ
うに交互にオン,オフさせ、一方の直列回路のスイッチ
ング素子のオン,オフのタイミングに対して、他方の直
列回路のスイッチング素子のオン,オフの位相を変化す
るようにしてある。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】なお、上記従来例の動作説明は本発明の実
施例の項で詳述する。この従来例によれば、動作周波数
を変化させずに、負荷に供給する電力を変化させること
ができる。ところが、上述の従来例を特に放電灯点灯装
置として適用し、低温時に放電灯Laに供給される電力
を小さくしぼった状態で、放電灯Laが立消えを起こし
たり、移動縞によるちらつきを発生するという問題があ
った。このため、放電灯Laの調光範囲に制限を生じる
という問題があった。
施例の項で詳述する。この従来例によれば、動作周波数
を変化させずに、負荷に供給する電力を変化させること
ができる。ところが、上述の従来例を特に放電灯点灯装
置として適用し、低温時に放電灯Laに供給される電力
を小さくしぼった状態で、放電灯Laが立消えを起こし
たり、移動縞によるちらつきを発生するという問題があ
った。このため、放電灯Laの調光範囲に制限を生じる
という問題があった。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】この種の通常のフルブリッジ構成のインバ
ータ装置では、一般に対角位置に設けられたスイッチン
グ素子S1 ,S4 及びスイッチング素子S2 ,S3 を組
として制御回路1で交互にオン,オフして、負荷回路に
交流電流を供給する。まず、本発明の動作を容易に理解
できるように、上述の一般動作をさらに詳述しておく。
いま、時刻t0 で制御回路1の制御出力V1 ,V4 がハ
イレベルとなり、制御出力V2 ,V3 がローレベルとな
る。このとき、スイッチング素子S1,S4 が図2
(a),(d)に示すようにオンとなり、スイッチング
素子S2 ,S3 が同図(b),(c)に示すようにオフ
となり、ダイオードブリッジDBから、スイッチング素
子S1 、インダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、
スイッチング素子S 4 、ダイオードブリッジDBの経路
で、負荷Zに電流が流される。つまり、図1の矢印で示
す方向の負荷電流IZ が供給される。
ータ装置では、一般に対角位置に設けられたスイッチン
グ素子S1 ,S4 及びスイッチング素子S2 ,S3 を組
として制御回路1で交互にオン,オフして、負荷回路に
交流電流を供給する。まず、本発明の動作を容易に理解
できるように、上述の一般動作をさらに詳述しておく。
いま、時刻t0 で制御回路1の制御出力V1 ,V4 がハ
イレベルとなり、制御出力V2 ,V3 がローレベルとな
る。このとき、スイッチング素子S1,S4 が図2
(a),(d)に示すようにオンとなり、スイッチング
素子S2 ,S3 が同図(b),(c)に示すようにオフ
となり、ダイオードブリッジDBから、スイッチング素
子S1 、インダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、
スイッチング素子S 4 、ダイオードブリッジDBの経路
で、負荷Zに電流が流される。つまり、図1の矢印で示
す方向の負荷電流IZ が供給される。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】時刻t2 では、制御回路1の制御出力
V1 ,V4 がローレベルとなり、制御出力V2 ,V3 が
ハイレベルとなる。すると、スイッチング素子S1 ,S
4 が図2(a),(d)に示すようにオフとなり、スイ
ッチング素子S2 ,S3 が同図(b),(c)に示すよ
うにオンとなる。ここで、上記インバータ装置のスイッ
チング周波数をインダクタL1 とコンデンサC2 からな
る共振回路の共振周波数よりも高く設定した場合には、
従来技術の項で説明したように、共振回路に蓄積された
エネルギによって、インダクタL 1 、コンデンサC2 及
び負荷Z、スイッチング素子S3 の寄生ダイオード、ダ
イオードブリッジDB、交流電源AC、スイッチング素
子S2 の寄生ダイオードの経路で電流が流れる。
V1 ,V4 がローレベルとなり、制御出力V2 ,V3 が
ハイレベルとなる。すると、スイッチング素子S1 ,S
4 が図2(a),(d)に示すようにオフとなり、スイ
ッチング素子S2 ,S3 が同図(b),(c)に示すよ
うにオンとなる。ここで、上記インバータ装置のスイッ
チング周波数をインダクタL1 とコンデンサC2 からな
る共振回路の共振周波数よりも高く設定した場合には、
従来技術の項で説明したように、共振回路に蓄積された
エネルギによって、インダクタL 1 、コンデンサC2 及
び負荷Z、スイッチング素子S3 の寄生ダイオード、ダ
イオードブリッジDB、交流電源AC、スイッチング素
子S2 の寄生ダイオードの経路で電流が流れる。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0029
【補正方法】変更
【補正内容】
【0029】そして、上記共振回路の電流がゼロになっ
た時点から、スイッチング素子S2,S3 がオンとな
り、ダイオードブリッジDBから、スイッチング素子S
3 ,コンデンサC2 及び負荷Z、インダクタL1 、スイ
ッチング素子S 2 、ダイオードブリッジDBの経路で、
負荷電流IZ がそれまでと逆方向(図1の矢印と逆方
向)で流される。時刻t4 では、時刻t0 の場合と同様
に、制御回路1の制御出力V1 ,V4 がハイレベルとな
ると共に、制御出力V2 ,V3 がローレベルとなり、ス
イッチング素子S1 ,S4 がオンとなると共に、スイッ
チング素子S2 ,S3 がオフとなる。このときにも、共
振回路に蓄積されたエネルギによって、インダクタ
L1 、スイッチング素子S1 の寄生ダイオード、ダイオ
ードブリッジDB、交流電源AC、スイッチング素子S
4 の寄生ダイオード、コンデンサC2 及び負荷Zの経路
で電流が流れる。
た時点から、スイッチング素子S2,S3 がオンとな
り、ダイオードブリッジDBから、スイッチング素子S
3 ,コンデンサC2 及び負荷Z、インダクタL1 、スイ
ッチング素子S 2 、ダイオードブリッジDBの経路で、
負荷電流IZ がそれまでと逆方向(図1の矢印と逆方
向)で流される。時刻t4 では、時刻t0 の場合と同様
に、制御回路1の制御出力V1 ,V4 がハイレベルとな
ると共に、制御出力V2 ,V3 がローレベルとなり、ス
イッチング素子S1 ,S4 がオンとなると共に、スイッ
チング素子S2 ,S3 がオフとなる。このときにも、共
振回路に蓄積されたエネルギによって、インダクタ
L1 、スイッチング素子S1 の寄生ダイオード、ダイオ
ードブリッジDB、交流電源AC、スイッチング素子S
4 の寄生ダイオード、コンデンサC2 及び負荷Zの経路
で電流が流れる。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】そして、共振回路の電流がゼロになった時
点より、ダイオードブリッジDBから、スイッチング素
子S1 、インダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、
スイッチング素子S 4 、ダイオードブリッジDBの経路
で、負荷Zに電流が流れる。なお、インバータ装置が定
常動作している場合には、上記時刻t0 の時点でも、ス
イッチング素子S1 ,S4 の寄生ダイオードを介して電
流が流れた後に、スイッチング素子S1 ,S4 を介して
正方向への負荷電流IZ が供給される。また、スイッチ
ング素子S1 〜S4 に夫々逆並列にダイオードを接続し
て、共振回路の電流を流すものもある。
点より、ダイオードブリッジDBから、スイッチング素
子S1 、インダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、
スイッチング素子S 4 、ダイオードブリッジDBの経路
で、負荷Zに電流が流れる。なお、インバータ装置が定
常動作している場合には、上記時刻t0 の時点でも、ス
イッチング素子S1 ,S4 の寄生ダイオードを介して電
流が流れた後に、スイッチング素子S1 ,S4 を介して
正方向への負荷電流IZ が供給される。また、スイッチ
ング素子S1 〜S4 に夫々逆並列にダイオードを接続し
て、共振回路の電流を流すものもある。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0032
【補正方法】変更
【補正内容】
【0032】さらに、この従来のインバータ装置の動作
を詳述する。なお、以下の説明は上述の場合と同様に、
インバータ装置のスイッチング周波数が共振回路の共振
周波数よりも高く設定してある場合を例として行う。時
刻t1 では、図3(c),(d)に示すようにスイッチ
ング素子S3 がオン、スイッチング素子S4 がオフし、
これによりダイオードブリッジDBから、スイッチング
素子S3 、コンデンサC2 及び負荷Z、インダクタ
L1 、スイッチング素子S 2 、ダイオードブリッジDB
の経路で、負荷電流IZ が供給される。
を詳述する。なお、以下の説明は上述の場合と同様に、
インバータ装置のスイッチング周波数が共振回路の共振
周波数よりも高く設定してある場合を例として行う。時
刻t1 では、図3(c),(d)に示すようにスイッチ
ング素子S3 がオン、スイッチング素子S4 がオフし、
これによりダイオードブリッジDBから、スイッチング
素子S3 、コンデンサC2 及び負荷Z、インダクタ
L1 、スイッチング素子S 2 、ダイオードブリッジDB
の経路で、負荷電流IZ が供給される。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】時刻t2 では、図3(b)に示すようにス
イッチング素子S2 がオフとなることにより、上記負荷
への電圧の印加がなくなる。また、スイッチング素子S
2 のオフと同時に、スイッチング素子S1 を図3(a)
に示すようにオンとするように制御回路1から制御出力
V1 が印加される。この場合には、共振回路に蓄積され
たエネルギで、インダクタL1 、スイッチング素子S1
の寄生ダイオード、スイッチング素子S3 、コンデンサ
C2 及び負荷Zの経路で、それまでと同一方向に負荷電
流IZ が流れる。
イッチング素子S2 がオフとなることにより、上記負荷
への電圧の印加がなくなる。また、スイッチング素子S
2 のオフと同時に、スイッチング素子S1 を図3(a)
に示すようにオンとするように制御回路1から制御出力
V1 が印加される。この場合には、共振回路に蓄積され
たエネルギで、インダクタL1 、スイッチング素子S1
の寄生ダイオード、スイッチング素子S3 、コンデンサ
C2 及び負荷Zの経路で、それまでと同一方向に負荷電
流IZ が流れる。
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正内容】
【0034】時刻t3 では、図3(c)に示すように、
スイッチング素子S3 がオフとなる。このときにはスイ
ッチング素子S4 を図3(d)に示すようにオンとする
ように制御回路1から制御出力V4 が印加される。この
ため、共振回路にエネルギが残っている場合には、イン
ダクタL1 、スイッチング素子S1 の寄生ダイオード、
ダイオードブリッジDB、交流電源AC、スイッチング
素子S4 の寄生ダイオード、コンデンサC2 及び負荷Z
の経路で、電流が流れる。
スイッチング素子S3 がオフとなる。このときにはスイ
ッチング素子S4 を図3(d)に示すようにオンとする
ように制御回路1から制御出力V4 が印加される。この
ため、共振回路にエネルギが残っている場合には、イン
ダクタL1 、スイッチング素子S1 の寄生ダイオード、
ダイオードブリッジDB、交流電源AC、スイッチング
素子S4 の寄生ダイオード、コンデンサC2 及び負荷Z
の経路で、電流が流れる。
【手続補正16】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0035
【補正方法】変更
【補正内容】
【0035】そして、共振回路の電流がゼロとなった時
点から、スイッチング素子S1 ,S 4 が共にオンとな
り、ダイオードブリッジDBから、スイッチング素子S
1 、インダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、スイ
ッチング素子S 4 、ダイオードブリッジDBの経路で、
それまでとは逆方向の負荷電流IZ が流される。但し、
上記時刻t3 の時点に共振回路の電流がゼロとなった場
合には、制御回路1の制御出力V4 がハイレベルとなる
と同時に、スイッチング素子S4 がオンとなる。この場
合には、この時刻t3 で既にスイッチング素子S1 がオ
ンであるので、時刻t3 において、ダイオードブリッジ
DBから、スイッチング素子S1、インダクタL1 、コ
ンデンサC2 及び負荷Z、スイッチング素子S 4 、ダイ
オードブリッジDBの経路で、負荷電流IZ が流れる。
点から、スイッチング素子S1 ,S 4 が共にオンとな
り、ダイオードブリッジDBから、スイッチング素子S
1 、インダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、スイ
ッチング素子S 4 、ダイオードブリッジDBの経路で、
それまでとは逆方向の負荷電流IZ が流される。但し、
上記時刻t3 の時点に共振回路の電流がゼロとなった場
合には、制御回路1の制御出力V4 がハイレベルとなる
と同時に、スイッチング素子S4 がオンとなる。この場
合には、この時刻t3 で既にスイッチング素子S1 がオ
ンであるので、時刻t3 において、ダイオードブリッジ
DBから、スイッチング素子S1、インダクタL1 、コ
ンデンサC2 及び負荷Z、スイッチング素子S 4 、ダイ
オードブリッジDBの経路で、負荷電流IZ が流れる。
【手続補正17】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0036
【補正方法】変更
【補正内容】
【0036】時刻t4 では、スイッチング素子S1 がオ
フとなり、上記経路での負荷電流I Z の供給が停止され
る。このとき、同時にスイッチング素子S2 に制御回路
1からオンとする制御信号V2 が印加され、共振回路に
蓄積されたエネルギによって、インダクタL1 、コンデ
ンサC2 及び負荷Z、スイッチング素子S4 、スイッチ
ング素子S2 の寄生ダイオードの経路で電流が流れる。
フとなり、上記経路での負荷電流I Z の供給が停止され
る。このとき、同時にスイッチング素子S2 に制御回路
1からオンとする制御信号V2 が印加され、共振回路に
蓄積されたエネルギによって、インダクタL1 、コンデ
ンサC2 及び負荷Z、スイッチング素子S4 、スイッチ
ング素子S2 の寄生ダイオードの経路で電流が流れる。
【手続補正18】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0037
【補正方法】変更
【補正内容】
【0037】時刻t5 では、スイッチング素子S4 がオ
フとなると共に、図3(c)に示すようにスイッチング
素子S3 をオンとする制御回路1のハイレベルの制御出
力V 3 が与えられる。このとき、共振回路にエネルギが
残っている場合には、インダクタL1 、コンデンサC2
及び負荷Z、スイッチング素子S3 の寄生ダイオード、
ダイオードブリッジDB、交流電源AC、スイッチング
素子S2 の寄生ダイオードの経路で電流が流れる。そし
て、共振回路の電流がゼロとなった後、ダイオードブリ
ッジDBから、スイッチング素子S3 、コンデンサC2
及び負荷Z、インダクタL1 、スイッチング素子S 2 、
ダイオードブリッジDBの経路で、負荷電流IZ が流れ
る。
フとなると共に、図3(c)に示すようにスイッチング
素子S3 をオンとする制御回路1のハイレベルの制御出
力V 3 が与えられる。このとき、共振回路にエネルギが
残っている場合には、インダクタL1 、コンデンサC2
及び負荷Z、スイッチング素子S3 の寄生ダイオード、
ダイオードブリッジDB、交流電源AC、スイッチング
素子S2 の寄生ダイオードの経路で電流が流れる。そし
て、共振回路の電流がゼロとなった後、ダイオードブリ
ッジDBから、スイッチング素子S3 、コンデンサC2
及び負荷Z、インダクタL1 、スイッチング素子S 2 、
ダイオードブリッジDBの経路で、負荷電流IZ が流れ
る。
【手続補正19】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0038
【補正方法】変更
【補正内容】
【0038】この場合にも、時刻t5 で、共振回路のエ
ネルギがゼロであると、時刻t5 の時点で、ダイオード
ブリッジDBから、スイッチング素子S3 、コンデンサ
C2及び負荷Z、インダクタL1 、スイッチング素子S
2 、ダイオードブリッジDBの経路で、負荷電流IZ が
流れる。なお、定常動作時には、上記時刻t1 でも時刻
t5 で説明したと同様の動作状態となる。そして、上記
一連の動作を繰り返すことにより、ダイオードブリッジ
DBの出力である直流電圧を交流電圧に変換して、交流
電圧が負荷回路に供給される。このインバータ装置で
は、対角位置のスイッチング素子S1 ,S4 及びスイッ
チング素子S2 ,S3 の同時オン期間が、図2に示すよ
うに一致している場合よりも短くなり、従って負荷Zに
供給される電力が低減される。なお、インバータ装置の
スイッチング周波数を共振回路の共振周波数よりも高い
範囲で最も低く設定しておく。
ネルギがゼロであると、時刻t5 の時点で、ダイオード
ブリッジDBから、スイッチング素子S3 、コンデンサ
C2及び負荷Z、インダクタL1 、スイッチング素子S
2 、ダイオードブリッジDBの経路で、負荷電流IZ が
流れる。なお、定常動作時には、上記時刻t1 でも時刻
t5 で説明したと同様の動作状態となる。そして、上記
一連の動作を繰り返すことにより、ダイオードブリッジ
DBの出力である直流電圧を交流電圧に変換して、交流
電圧が負荷回路に供給される。このインバータ装置で
は、対角位置のスイッチング素子S1 ,S4 及びスイッ
チング素子S2 ,S3 の同時オン期間が、図2に示すよ
うに一致している場合よりも短くなり、従って負荷Zに
供給される電力が低減される。なお、インバータ装置の
スイッチング周波数を共振回路の共振周波数よりも高い
範囲で最も低く設定しておく。
【手続補正20】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0039
【補正方法】変更
【補正内容】
【0039】つまり、このインバータ装置では、スイッ
チング素子S1 ,S2 のオン,オフのタイミングに対し
て、スイッチング素子S3 ,S4 のオン,オフの位相を
変化させることにより、スイッチング素子S1 ,S4 及
びスイッチング素子S2 ,S 3 が同時にオンする時間を
変化させ、スイッチング素子S1 〜S4 のスイッチング
周波数を変化させずに、負荷回路に供給される電力を変
化させることができるのである。このため、交流電源A
Cへの高周波出力の漏れを防止するフィルタ(図示せ
ず)の設計が容易となる。また、負荷Zが放電灯である
場合に、放電灯の発する光の周波数が変化し、赤外線リ
モコンなどの他の機器に悪影響を及ぼすということがな
い。さらに、放電灯がHIDランプである場合、出力の
周波数変化によって音響的共鳴現象を起こす恐れも少な
くできる。
チング素子S1 ,S2 のオン,オフのタイミングに対し
て、スイッチング素子S3 ,S4 のオン,オフの位相を
変化させることにより、スイッチング素子S1 ,S4 及
びスイッチング素子S2 ,S 3 が同時にオンする時間を
変化させ、スイッチング素子S1 〜S4 のスイッチング
周波数を変化させずに、負荷回路に供給される電力を変
化させることができるのである。このため、交流電源A
Cへの高周波出力の漏れを防止するフィルタ(図示せ
ず)の設計が容易となる。また、負荷Zが放電灯である
場合に、放電灯の発する光の周波数が変化し、赤外線リ
モコンなどの他の機器に悪影響を及ぼすということがな
い。さらに、放電灯がHIDランプである場合、出力の
周波数変化によって音響的共鳴現象を起こす恐れも少な
くできる。
【手続補正21】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正内容】
【0040】なお、上述の説明はスイッチング素子
S1 ,S2 のスイッチング位相に対してスイッチング素
子S3 ,S4 のスイッチング位相を遅らせた場合につい
て説明したが、逆に進ませても、同様に負荷回路に供給
される電力を変化させることができる。しかし、上記イ
ンバータ装置で負荷Zが放電灯である場合、低温時に放
電灯への供給電力を小さくしぼった場合に、放電灯が立
消えを起こし、放電灯の調光制御範囲が狭くなるという
問題がある。また、放電灯への供給電力を小さくしぼっ
た場合、移動縞によるちらつきを生じるという問題もあ
る。
S1 ,S2 のスイッチング位相に対してスイッチング素
子S3 ,S4 のスイッチング位相を遅らせた場合につい
て説明したが、逆に進ませても、同様に負荷回路に供給
される電力を変化させることができる。しかし、上記イ
ンバータ装置で負荷Zが放電灯である場合、低温時に放
電灯への供給電力を小さくしぼった場合に、放電灯が立
消えを起こし、放電灯の調光制御範囲が狭くなるという
問題がある。また、放電灯への供給電力を小さくしぼっ
た場合、移動縞によるちらつきを生じるという問題もあ
る。
【手続補正22】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0042
【補正方法】変更
【補正内容】
【0042】時刻t3 では、スイッチング素子S2 ,S
3 がオンとならない。このため、共振回路に蓄積された
エネルギによって、インダクタL1 、コンデンサC2 及
び負荷Z、スイッチング素子S3 の寄生ダイオード、ダ
イオードブリッジDB、交流電源AC、スイッチング素
子S2 の寄生ダイオードの経路で電流が流れる。時刻t
4 では、スイッチング素子S1 ,S4 のオンにより、ダ
イオードブリッジDBから、スイッチング素子S1 、イ
ンダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、スイッチン
グ素子S 4 、ダイオードブリッジDBの経路で、負荷電
流IZ が流される。なお、このときには、共振回路にエ
ネルギが残っていれば、ダイオードブリッジDBの出力
に加算された形で、負荷電流IZ が流れ、インダクタL
1に蓄積されるエネルギはさらに大きくなる。
3 がオンとならない。このため、共振回路に蓄積された
エネルギによって、インダクタL1 、コンデンサC2 及
び負荷Z、スイッチング素子S3 の寄生ダイオード、ダ
イオードブリッジDB、交流電源AC、スイッチング素
子S2 の寄生ダイオードの経路で電流が流れる。時刻t
4 では、スイッチング素子S1 ,S4 のオンにより、ダ
イオードブリッジDBから、スイッチング素子S1 、イ
ンダクタL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、スイッチン
グ素子S 4 、ダイオードブリッジDBの経路で、負荷電
流IZ が流される。なお、このときには、共振回路にエ
ネルギが残っていれば、ダイオードブリッジDBの出力
に加算された形で、負荷電流IZ が流れ、インダクタL
1に蓄積されるエネルギはさらに大きくなる。
【手続補正23】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0043
【補正方法】変更
【補正内容】
【0043】時刻t5 では、スイッチング素子S3 はオ
ンとなるが、スイッチング素子S2がオンとならず、且
つスイッチング素子S1 ,S4 もオフである。このた
め、共振回路に蓄積されたエネルギによって、インダク
タL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、スイッチング素子
S3 の寄生ダイオード、ダイオードブリッジDB、交流
電源AC、スイッチング素子S2 の寄生ダイオードの経
路で電流が流れる。時刻t6 〜t8 では上述した時刻t
2 〜t4 までの動作が繰り返される。
ンとなるが、スイッチング素子S2がオンとならず、且
つスイッチング素子S1 ,S4 もオフである。このた
め、共振回路に蓄積されたエネルギによって、インダク
タL1 、コンデンサC2 及び負荷Z、スイッチング素子
S3 の寄生ダイオード、ダイオードブリッジDB、交流
電源AC、スイッチング素子S2 の寄生ダイオードの経
路で電流が流れる。時刻t6 〜t8 では上述した時刻t
2 〜t4 までの動作が繰り返される。
【手続補正24】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0044
【補正方法】変更
【補正内容】
【0044】時刻t9 では、スイッチング素子S2 ,S
3 をオンとする制御信号V2 ,V3が与えられた時点
で、共振回路に蓄積されたエネルギによって、インダク
タL1、負荷Z及びコンデンサC2 、スイッチング素子
S3 の寄生ダイオード、ダイオードブリッジDB、交流
電源AC、スイッチング素子S2 の寄生ダイオードを介
して電流が流れる。そして、共振回路の電流がゼロとな
った後は、スイッチング素子S2 ,S3 のオンにより、
ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S3、負荷
Z及びコンデンサC2 、インダクタL1 、スイッチング
素子S2 の経路で、負荷電流IZ が供給される。なお、
スイッチング素子S2 ,S3 はオン可能期間内にオンと
なるようにしてある。
3 をオンとする制御信号V2 ,V3が与えられた時点
で、共振回路に蓄積されたエネルギによって、インダク
タL1、負荷Z及びコンデンサC2 、スイッチング素子
S3 の寄生ダイオード、ダイオードブリッジDB、交流
電源AC、スイッチング素子S2 の寄生ダイオードを介
して電流が流れる。そして、共振回路の電流がゼロとな
った後は、スイッチング素子S2 ,S3 のオンにより、
ダイオードブリッジDB、スイッチング素子S3、負荷
Z及びコンデンサC2 、インダクタL1 、スイッチング
素子S2 の経路で、負荷電流IZ が供給される。なお、
スイッチング素子S2 ,S3 はオン可能期間内にオンと
なるようにしてある。
【手続補正25】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0052
【補正方法】変更
【補正内容】
【0052】スイッチング素子S2 の駆動回路4は、ス
イッチング素子S2 と同時オンしてダイオードブリッジ
DB間を短絡することを防止するデッドオフ期間を発振
回路2の出力Vaから設定するデッドオフ回路41と、
このデッドオフ回路41の出力からスイッチング素子S
1 がオフとなる時点に同期して2倍のスイッチング周期
でスイッチング素子S2 をオンとする制御信号V2 を作
成する周波数変換回路42とで構成してある。なお、ス
イッチング素子S2 の動作基準電位は制御回路1の基準
電位と一致しているので、レベルシフト回路は必要な
い。
イッチング素子S2 と同時オンしてダイオードブリッジ
DB間を短絡することを防止するデッドオフ期間を発振
回路2の出力Vaから設定するデッドオフ回路41と、
このデッドオフ回路41の出力からスイッチング素子S
1 がオフとなる時点に同期して2倍のスイッチング周期
でスイッチング素子S2 をオンとする制御信号V2 を作
成する周波数変換回路42とで構成してある。なお、ス
イッチング素子S2 の動作基準電位は制御回路1の基準
電位と一致しているので、レベルシフト回路は必要な
い。
【手続補正26】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0074
【補正方法】変更
【補正内容】
【0074】つまり、上述のように構成してあるのは、
放電灯Laの電流を確実に検出できるように、ランプ電
流の流路と、共振電流の流路とを分離したものである。
そして、検出抵抗R0 の検出出力に応じて、ランプ電流
が減少すれば、スイッチング素子S1 ,S4 及びスイッ
チング素子S2 ,S3 の同時オン期間を長くして、ラン
プ電流を増加させ、逆にランプ電流が増加すれば、スイ
ッチング素子S1 ,S 4 及びスイッチング素子S2 ,S
3 の同時オン期間を短くして、ランプ電流を減少させる
ようにフィードバック制御をかけるようにすればよい。
なお、電流を確実に分離するため、ダイオードDA 〜D
D を設け、各々の電流が順方向電圧により分離できるよ
うにしてある。また、ダイオードDA 〜DD の代わりに
抵抗を用いてもよい。
放電灯Laの電流を確実に検出できるように、ランプ電
流の流路と、共振電流の流路とを分離したものである。
そして、検出抵抗R0 の検出出力に応じて、ランプ電流
が減少すれば、スイッチング素子S1 ,S4 及びスイッ
チング素子S2 ,S3 の同時オン期間を長くして、ラン
プ電流を増加させ、逆にランプ電流が増加すれば、スイ
ッチング素子S1 ,S 4 及びスイッチング素子S2 ,S
3 の同時オン期間を短くして、ランプ電流を減少させる
ようにフィードバック制御をかけるようにすればよい。
なお、電流を確実に分離するため、ダイオードDA 〜D
D を設け、各々の電流が順方向電圧により分離できるよ
うにしてある。また、ダイオードDA 〜DD の代わりに
抵抗を用いてもよい。
【手続補正27】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0076
【補正方法】変更
【補正内容】
【0076】本実施例の場合、図4及び図5で説明した
動作状態に応じて動作させてもよいのであるが、本実施
例の場合には図14に示すように、スイッチング素子S
1 ,S2 を交互にオン,オフさせ、スイッチング素子S
3 は上記スイッチング素子S 1 ,S2 の2倍の周期でオ
ンさせ、且つそのオン期間をスイッチング素子S1 ,S
2 の2倍のオン期間とし、さらにスイッチング素子S4
はスイッチング素子S 3 の2倍の周期でオンさせ、且つ
そのオン期間をスイッチング素子S3 と同じオン期間と
してある。なお、ダイオードDA 〜DD は実施例5と同
様の働きをするものである。
動作状態に応じて動作させてもよいのであるが、本実施
例の場合には図14に示すように、スイッチング素子S
1 ,S2 を交互にオン,オフさせ、スイッチング素子S
3 は上記スイッチング素子S 1 ,S2 の2倍の周期でオ
ンさせ、且つそのオン期間をスイッチング素子S1 ,S
2 の2倍のオン期間とし、さらにスイッチング素子S4
はスイッチング素子S 3 の2倍の周期でオンさせ、且つ
そのオン期間をスイッチング素子S3 と同じオン期間と
してある。なお、ダイオードDA 〜DD は実施例5と同
様の働きをするものである。
【手続補正28】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0082
【補正方法】変更
【補正内容】
【0082】本実施例の回路は図1で示されたものと同
じであり、図18にその動作状態を示す。本実施例では
スイッチング素子S4 のスイッチング周期を最も短くし
てあり、このスイッチング素子S4 のスイッチング周期
に対して、スイッチング素子S2 を2倍の周期、且つオ
フ時点に同期してオンとし、スイッチング素子S3 をス
イッチング素子S4 のスイッチング周期に対して4倍の
周期(スイッチング素子S2 のスイッチング周期に対し
ては2倍)、且つオフ時点に同期してオンとし、スイッ
チング素子S1 を8倍の周期(スイッチング素子S3 の
スイッチング周期に対しては2倍)、且つオン時点に同
期してオンとするようにしてある。
じであり、図18にその動作状態を示す。本実施例では
スイッチング素子S4 のスイッチング周期を最も短くし
てあり、このスイッチング素子S4 のスイッチング周期
に対して、スイッチング素子S2 を2倍の周期、且つオ
フ時点に同期してオンとし、スイッチング素子S3 をス
イッチング素子S4 のスイッチング周期に対して4倍の
周期(スイッチング素子S2 のスイッチング周期に対し
ては2倍)、且つオフ時点に同期してオンとし、スイッ
チング素子S1 を8倍の周期(スイッチング素子S3 の
スイッチング周期に対しては2倍)、且つオン時点に同
期してオンとするようにしてある。
【手続補正29】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0083
【補正方法】変更
【補正内容】
【0083】動作を簡単に説明する。時刻t0 〜t1 の
期間には、スイッチング素子S1 ,S4 がオンとなり、
ダイオードブリッジDBから、スイッチング素子S1 、
負荷回路、スイッチング素子S 4 、ダイオードブリッジ
DBの経路で、負荷回路に電流が流れる。時刻t1 〜t
2 では、スイッチング素子S2 ,S3 がオンとなり、共
振回路に蓄積されたエネルギによって、インダクタ
L1 、負荷Z及びコンデンサC2 、スイッチング素子S
3 の寄生ダイオード、ダイオードブリッジDB、スイッ
チング素子S2 の寄生ダイオードの経路で電流が流れ
る。その後、ダイオードブリッジDBから、スイッチン
グ素子S3 、負荷回路、スイッチング素子S2の経路
で、それまでと逆方向の電流が負荷回路に流れる。時刻
t2 〜t3 の期間にはスイッチング素子S3 ,スイッチ
ング素子S4 がオンとなる期間はあるが、負荷には共振
回路による自由振動の電流が流れる。時刻t3 〜t4 で
は、時刻t 1 〜t2 と同様に、再びスイッチング素子S
2 ,S3 がオンとなり、ダイオードブリッジDBから、
スイッチング素子S3 、負荷回路、スイッチング素子S
2 、ダイオードブリッジDBの経路で、負荷回路に電流
が流れる。時刻t4 〜t5 では、スイッチング素子
S3 ,スイッチング素子S4 がオンとなる期間はある
が、負荷には共振回路による自由振動の電流が流れる。
そして、時刻t5 の期間から時刻t0 〜t5 で示す一連
の動作が繰り返される。
期間には、スイッチング素子S1 ,S4 がオンとなり、
ダイオードブリッジDBから、スイッチング素子S1 、
負荷回路、スイッチング素子S 4 、ダイオードブリッジ
DBの経路で、負荷回路に電流が流れる。時刻t1 〜t
2 では、スイッチング素子S2 ,S3 がオンとなり、共
振回路に蓄積されたエネルギによって、インダクタ
L1 、負荷Z及びコンデンサC2 、スイッチング素子S
3 の寄生ダイオード、ダイオードブリッジDB、スイッ
チング素子S2 の寄生ダイオードの経路で電流が流れ
る。その後、ダイオードブリッジDBから、スイッチン
グ素子S3 、負荷回路、スイッチング素子S2の経路
で、それまでと逆方向の電流が負荷回路に流れる。時刻
t2 〜t3 の期間にはスイッチング素子S3 ,スイッチ
ング素子S4 がオンとなる期間はあるが、負荷には共振
回路による自由振動の電流が流れる。時刻t3 〜t4 で
は、時刻t 1 〜t2 と同様に、再びスイッチング素子S
2 ,S3 がオンとなり、ダイオードブリッジDBから、
スイッチング素子S3 、負荷回路、スイッチング素子S
2 、ダイオードブリッジDBの経路で、負荷回路に電流
が流れる。時刻t4 〜t5 では、スイッチング素子
S3 ,スイッチング素子S4 がオンとなる期間はある
が、負荷には共振回路による自由振動の電流が流れる。
そして、時刻t5 の期間から時刻t0 〜t5 で示す一連
の動作が繰り返される。
【手続補正30】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0096
【補正方法】変更
【補正内容】
【0096】
【発明の効果】請求項1の発明は上述のように、一方の
直列回路のスイッチング素子のオン,オフのタイミング
に対して、他方の直列回路のスイッチング素子のオン,
オフのタイミングを同位相から180度ずれた位相まで
の範囲で可変しているので、対角位置のスイッチング素
子の同時オン期間を変化させて、スイッチング周波数を
変化させずに、負荷に供給される電力を調整することが
でき、スイッチング周波数が変化することに伴う種々の
問題点を回避することができる。また、スイッチング素
子の内のいずれか2つのスイッチング周期を一致させ、
そのスイッチング周期に対して他のスイッチング素子の
スイッチング周期を夫々異ならせてオン,オフさせるこ
とにより、LC共振回路への正負の供給電力をアンバラ
ンスにして、LC共振回路に蓄積されるエネルギを直流
分として負荷に供給することができ、例えば負荷が放電
灯である場合に立消えや移動縞によるちらつきを起こす
ことを防止できる。
直列回路のスイッチング素子のオン,オフのタイミング
に対して、他方の直列回路のスイッチング素子のオン,
オフのタイミングを同位相から180度ずれた位相まで
の範囲で可変しているので、対角位置のスイッチング素
子の同時オン期間を変化させて、スイッチング周波数を
変化させずに、負荷に供給される電力を調整することが
でき、スイッチング周波数が変化することに伴う種々の
問題点を回避することができる。また、スイッチング素
子の内のいずれか2つのスイッチング周期を一致させ、
そのスイッチング周期に対して他のスイッチング素子の
スイッチング周期を夫々異ならせてオン,オフさせるこ
とにより、LC共振回路への正負の供給電力をアンバラ
ンスにして、LC共振回路に蓄積されるエネルギを直流
分として負荷に供給することができ、例えば負荷が放電
灯である場合に立消えや移動縞によるちらつきを起こす
ことを防止できる。
【手続補正31】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図12
【補正方法】変更
【補正内容】
【図12】
【手続補正32】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図13
【補正方法】変更
【補正内容】
【図13】
Claims (9)
- 【請求項1】 2つのスイッチング素子の直列回路を直
流電源と並列に2組接続すると共に、夫々の直列回路の
スイッチング素子の接続点間に少なくともLC共振回路
と負荷からなる負荷回路を接続し、上記スイッチング素
子の内のいずれか2つのスイッチング周期を一致させ、
そのスイッチング周期に対して他のスイッチング素子の
スイッチング周期を夫々異ならせてオン,オフさせ、一
方の直列回路のスイッチング素子のオン,オフのタイミ
ングに対して、他方の直列回路のスイッチング素子のオ
ン,オフのタイミングを同位相から180度ずれた位相
までの範囲で可変して成ることを特徴とするインバータ
装置。 - 【請求項2】 2つのスイッチング素子の直列回路を直
流電源と並列に2組接続すると共に、夫々の直列回路の
スイッチング素子の接続点間に少なくともLC共振回路
と負荷からなる負荷回路を接続し、上記スイッチング素
子のスイッチング周期をすべて異ならせてオン,オフさ
せ、一方の直列回路のスイッチング素子のオン,オフの
タイミングに対して、他方の直列回路のスイッチング素
子のオン,オフのタイミングを同位相から180度ずれ
た位相までの範囲で可変して成ることを特徴とするイン
バータ装置。 - 【請求項3】 電源電圧変動を検出して、一方の直列回
路のスイッチング素子のオン,オフのタイミングに対し
て、他方の直列回路のスイッチング素子のオン,オフの
タイミングを調整して、負荷に供給される電力を一定に
制御して成ることを特徴とする請求項1または請求項2
記載のインバータ装置。 - 【請求項4】 負荷電流を検出して、一方の直列回路の
スイッチング素子のオン,オフのタイミングに対して、
他方の直列回路のスイッチング素子のオン,オフのタイ
ミングを調整して、負荷電流を一定に制御して成ること
を特徴とする請求項1または請求項2記載のインバータ
装置。 - 【請求項5】 他方の2つのスイッチング素子からなる
直列回路を複数設け、一方の直列回路のスイッチング素
子の接続点と夫々の他の直列回路の接続点との間に、少
なくともLC共振回路と負荷からなる複数の負荷回路を
夫々接続して成ることを特徴とする請求項1または請求
項2記載のインバータ装置。 - 【請求項6】 他方の直列回路の夫々のスイッチング素
子がすべて同時オンしないことを特徴とする請求項5記
載のインバータ装置。 - 【請求項7】 上記負荷が放電灯であり、少なくとも放
電灯の不点時にLC共振回路の共振周波数よりも、スイ
ッチング素子のスイッチング周波数を高く設定し、放電
灯の始動時にスイッチング素子のスイッチング周波数を
LC共振回路の共振周波数に近づけて成ることを特徴と
する請求項1または請求項2記載のインバータ装置。 - 【請求項8】 上記負荷が放電灯であり、少なくとも放
電灯の不点時にLC共振回路の共振周波数よりも、スイ
ッチング素子のスイッチング周波数を高く設定し、放電
灯の始動時に一方の直列回路のスイッチング素子のオ
ン,オフのタイミングに対して、他方の直列回路のスイ
ッチング素子のオン,オフのタイミングを180度ずれ
た位相から同位相まで変化させて成ることを特徴とする
請求項1または請求項2記載のインバータ装置。 - 【請求項9】 複数の負荷を設け、夫々の負荷に交流分
と直流分とを別個に供給して成ることを特徴とする請求
項1または請求項2記載のインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304121A JPH06165509A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304121A JPH06165509A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | インバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06165509A true JPH06165509A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=17929291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4304121A Withdrawn JPH06165509A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06165509A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013092586A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Ricoh Co Ltd | 電源装置及び画像形成装置 |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP4304121A patent/JPH06165509A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013092586A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Ricoh Co Ltd | 電源装置及び画像形成装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |