JPH061720B2 - インバータ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、直流電圧を高周波電圧に変換して放電灯に電
力を供給するインバータ装置に関するものである。

［従来の技術］ 第１０図にインバータ装置を放電灯点灯装置として用い
たものを示す。なお、この放電灯点灯装置は一石式のイ
ンバータ回路を用いている。直流電源Ｅ_１をトランジス
タＴr₁をオンオフすることにより放電灯Ｌａに電力を供
給するインバータ回路１と、インバータ回路１の出力を
トランジスタンＴr₁のオン期間を変化させて制御するＰ
ＷＭ制御回路２等から構成され、トランジスタＴr₁のオ
ン期間は基準電圧Ｖrefの大きさにより変化し、基準電
圧Ｖrefが高い程トランジスタＴr₁のオン期間は長くな
り、放電灯Ｌａへの電力供給が多くなるようになってい
る。

蛍光灯等の放電灯を点灯する場合、一定期間、フィラメ
ントを予熱した後、放電させる方法を用いるが、第１０
図の例では、インバータ回路１の周波数ｆを変化させ
て、放電灯Ｌａに並列に接続されているコンデンサＣ_０
のインピーダンスを変えることにより、フィラメントに
流れる電流を変化させて、予熱と放電の状態を切り替え
ている。すなわち、予熱期間中は基準電圧Ｖrefを低く
しておき、トランジスタＴr₁のオン期間を短く、周波数
ｆを高くして、コンデンサＣ_０のインピーダンスを低く
し、フィラメントに電流を流し、一定時間後、基準電圧
発生回路３′の基準電圧Ｖrefを徐々に上昇させ、トラ
ンジスタＴr₁のオン期間を長くして行き、同時に周波数
ｆも低い方へと変化して行き、放電灯Ｌａが点灯する。
また、コンデンサＣ_０のインピーダンスが高くなると、
フィラメントには電流がほとんど流れなくなる。放電灯
Ｌａが点灯後、その明るさを変化させるため、基準電圧
Ｖrefを下降上昇させることにより、インバータ回路
１の周波数ｆを変化させ、調光点灯全点灯の状態を作
り出している。

予熱状態から放電灯Ｌａの点灯状態への移行、及び点灯
時の調光点灯と全点灯の切り替えは、前記の如く基準電
圧Ｖrefを変えて、トランジスタＴr₁のオン期間を変化
させ、インバータ回路１の周波数ｆを変化させて行って
いるが、この周波数ｆの切替を急激に行うと、インバー
タ回路１の共振が乱れて異常振動が生じ、トランジスタ
Ｔr₁を破損することがあり、周波数ｆの切替は徐々に変
化させるようにすることが必要である。すなわち、基準
電圧Ｖrefを徐々に変化させることが必要となる。

従って、電源を投入してから放電灯Ｌａを点灯させ、全
点灯調光点灯を行うための基準電圧Ｖrefの変化は第
１１図のようになっている。このような基準電圧Ｖref
の変化を得るため、従来では第１０図に示すような基準
電圧発生回路３′を用いていた。尚、第１１図(a)は基
準電圧発生回路３′から出力される基準電圧Ｖrefを、
第１図(b)はインバータ回路１の出力を夫々示してい
る。

電源の投入時、スイッチＳＷはオフ状態で、コンパレー
タＩＣ_１はＨレベルを出力し、トラジスタＴr₂がオン
し、基準電圧Ｖrefは、 となり、第１１図(a)に示すように予熱状態となる。抵
抗Ｒ_１を通してコンデンサＣ_１が充電していき、コンデ
ンサＣ_１の充電電圧が基準電圧Ｅ_２以上になった時、コ
ンパレータＩＣ_１の出力がＨレベルからＬレベルに変わ
り、トラジスタＴr₂がオフとなり、第１１図(a)に示す
ように、コンデンサＣ_２，Ｃ_３が徐々に充電されていき
（ソフトスタート）、基準電圧Ｖrefは、 Ｖref＝Ｖcc・Ｒ_５／（Ｒ_４＋Ｒ_５） となるまで、徐々に上昇し、第１１図(a)に示すように
全点灯状態になる。

その後、スイッチＳＷをオンすると、コンデンサＣ_３，
Ｃ_２が徐々に放電し（ソフト切替）、基準電圧Ｖrefは まで徐々に下降し、調光状態になる。次に、スイッチＳ
Ｗをオフすると、コンデンサＣ_３，Ｃ_２が徐々に充電
し、基準電圧Ｖrefは、 Ｖref＝Ｖcc・Ｒ_５（Ｒ_４＋Ｒ_５） となるまで徐々に上昇し、再び全点灯状態になる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記基準電圧発生回路３’は、少なくとも予熱期間を設
定するためのコンデンサＣ_１、予熱状態から全点灯状態
に徐々に移行（ソフトスタート）させるためのコンデン
サＣ_２と、全点灯から投光点灯あるいは調光点灯から全
点灯へのソフト切替を行うためのコンデンサＣ_３の３つ
のコンデンサを必要とし、基準電圧発生回路３’を含め
て制御回路部をＩＣ化する場合に、外付けコンデンサの
数が多くなり、好ましくないという問題があった。

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、基準電圧発生回路を含めて制御回路
部をＩＣ化する場合に適したインバータ装置を提供する
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、この直流電源の電圧を交流電圧
に変換して放電灯に電力を供給するインバータ回路と、
基準電圧が大きくなると増加させ、逆に小さくなると減
少させるように基準電圧の大きさに応じて上記インバー
タ回路の出力を変化させる制御回路と、上記基準電圧を
発生させる基準電圧発生回路とからなるインバータ装置
において、基準電圧発生回路を、コンデンサと、このコ
ンデンサを充電する充電回路と、基準電圧発生回路の電
源電圧を分圧して一定電圧を作成する分圧回路と、充電
回路によるコンデンサの充電電流を切り替える電流切替
手段と、コンデンサの両端電圧が第１の所定電圧に達す
るまでの間は、上記分圧回路の出力をインバータ回路で
放電灯を点灯させずに予熱を行わせる予熱用の第１の基
準電圧として出力し、コンデンサの両端電圧が第１の所
定電圧に達すると、電流切替手段でコンデンサの充電電
流を増加させ、徐々に増加するコンデンサの略両端電圧
をインバータ回路から始動に十分な電圧を発生させる始
動用の第２の基準電圧として出力し、コンデンサの充電
電圧が第１の所定電圧よりも高い第２の所定電圧に達す
ると、インバータ回路から放電灯の点灯を維持するのに
十分な電圧を発生させる点灯用の第３の基準電圧を出力
する手段と、上記コンデンサと並列接続された抵抗とス
イッチ要素との直列回路からなり、点灯後に全点灯から
調光点灯に切り替える場合に、上記スイッチ要素をオン
することにより、コンデンサの両端電圧を放電回路で所
定の調光レベルまで徐々に低下させると共に、調光点灯
から全点灯に切り替える場合に、上記スイッチ要素をオ
フすることにより、コンデンサの両端電圧を充電回路で
第２の所定電圧まで徐々に桜花させ、インバータ回路で
放電灯をソフト切替えさせるソフト切替用の第４の基準
電圧として出力する放電回路とを備えている。

［作用］ 本発明は上述のように構成することにより、１つのコン
デンサの充電電圧に応じて基準電圧を可変して、予熱期
間を設定するコンデンサと、ソフトスタート用のコンデ
ンサ、全点灯と調光点灯とのソフト切替えとしての機能
を１つのコンデンサで兼用させ、基準電圧発生回路で使
用されるコンデンサを少なくし、ＩＣ化に適した回路構
成とする。

［実施例１］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図はブロック回路図を示し、直流電源Ｅ_１をインバー
タ回路１により高周波に変換し、放電灯Ｌａに電力を供
給している。インバータ回路１の出力は、制御回路２に
より制御されるようになっており、制御回路２に入力さ
れる基準電圧Ｖrefが高くなると、インバータ回路１の
出力が大きくなるようになっている。基準電圧Ｖrefを
発生する基準電圧発生回路３は、抵抗Ｒ_１〜Ｒ_３、ダイ
オードＤ_１、１つのコンデンサＣ_１、コンパレータＩＣ
_１、定電流源４、スイッチＳＷ_１等から構成されてい
る。

次に、基準電圧発生回路３の動作を説明する。尚、第２
図(a)はコンデンサＣ_１の充電電圧Ｖc₁を示し、第２図
(b)は基準電圧Ｖrefを示している。スイッチＳＷ_１がオ
フ状態で、電源を投入すると、基準電圧Ｖrefは、 となる。コンデンサＣ_１が充電を開始し、コンデンサＣ
_１の充電電圧Ｖc₁≧Ｅ_２（コンパレータＩＣ_１の基準電
圧）となった時、コンパレータＩＣ_１が動作して、コン
デンサＣ_１の充電電流ｉをｉ_１に切り替える。ここで、
ｉ_１＞ｉとなるように切り替えることにより、Ｖc₁の上
昇が速くなる。

一方、 では、Ｖref＝Ｖc₁−ＶD₁（ＶD₁はダイオードＤ_１の順
電圧降下）となる。そこで、コンデンサＣ_１の充電電流
ｉをｉ_１に切り替える充電電圧Ｖc₁を決める基準電圧Ｅ
₂を、 に選ぶことにより、コンパレータＩＣ_１が動作し、コン
デンサＣ_１の充電が速くなると同時に、基準電圧Ｖref
は、Ｖcc・Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）から、Ｖc₁−ＶD₁とな
り、第２図(a)に示すように、充電電圧Ｖc₁の上昇に応
じて基準電圧Ｖrefも上昇していき、Ｖc₁＝Ｖccまで上
昇した時、Ｖref＝Ｖ_c1−Ｖ_D1となって一定になる。

その後、スイッチＳＷ_１をオンすると、コンデンサＣ_１
は抵抗Ｒ_３により徐々に放電していき、Ｖc₁＝ｉ_１Ｒ_３
となる。即ち、基準電圧Ｖrefは、Ｖcc−ＶD₁から、ｉ
_１Ｒ_３−ＶD₁まで徐々に変化することになる。

次に、スイッチＳＷ_１を再度オフすると、コンデンサＣ
_１は電流ｉ_１により再び充電されていき、基準電圧Ｖre
fは、ｉ_１Ｒ_３−ＶD₁から、Ｖcc−ＶD₁まで徐々に変化
することになる。第２図に示すように、Ｖref＝Ｖcc・
Ｒ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）の状態を予熱期間、Ｖcc・Ｖc₁−
ＶD₁の期間をソフトスタート期間、Ｖref＝Ｖcc−ＶD₁
の状態を全点灯状態、Ｖref＝ｉ_１Ｒ_３−ＶD₁の状態を
調光点灯状態に対応させることにより、放電灯Ｌａの点
灯にかかる一連の動作を、コンデンサＣ_１１個により行
うことができる。

尚、本実施例では、コンデンサＣ_１を充電する充電回路
として定電流源４を用い、分圧回路を抵抗Ｒ_１，Ｒ_２で
構成し、放電回路を抵抗Ｒ_３とスイッチＳＷ_１とで構成
し、電流切替手段としてコンパレータＩＣ_１を用いてあ
る。そして、コンデンサＣ_１の両端電圧が第１の所定電
圧Ｅ_２に達するまでの間は、上記分圧回路の出力をイン
バータ回路１で放電灯Ｌａを点灯させずに予熱を行わせ
る予熱用の第１の基準電圧として出力し、コンデンサＣ
_１の両端電圧が第１の所定電圧Ｅ_２に達すると、電流切
替手段でコンデンサＣ_１の充電電流を増加させ、徐々に
増加するコンデンサＣ_１の略両端電圧をインバータ回路
１から始動に十分な電圧を発生させる始動用の第２の基
準電圧として出力し、コンデンサＣ_１の充電電圧が第１
の所定電圧Ｅ_２よりも高い第２の所定電圧に達すると、
インバータ回路１から放電灯Ｌａの点灯を維持するのに
十分な電圧を発生させる点灯用の第３の基準電圧を出力
する手段（以下、出力制御手段と呼ぶ）として、ダイオ
ードＤ_１を用いてある。

本実施例の動作を簡単にまとめると、次のようになる。
コンデンサＣ_１の両端電圧が第１の所定電圧Ｅ_２に達す
るまでの間は、一定電圧（抵抗Ｒ_１，Ｒ_２による分圧電
圧）をインバータ回路１で放電灯Ｌａを点灯させずに予
熱を行わせる予熱用の第１の基準電圧として制御回路２
に出力する。コンデンサＣ_１の両端電圧が第１の所定電
圧Ｅ_２に達すると、コンパレータＩＣ_１で定電流源４に
よるコンデンサＣ_１の充電電流を増加させ、徐々に増加
するコンデンサＣ_１の略両端電圧（Ｖc₁−ＶD₁）をイン
バータ回路１から始動に十分な電圧を発生させる始動用
の第２の基準電圧として出力する。さらに、コンデンサ
Ｃ_１の充電電圧が第１の所定電圧Ｅ_２よりも高い第２の
所定電圧（Ｖcc−ＶD₁）に達すると、インバータ回路１
から放電灯Ｌａの点灯を維持するのに十分な電圧を発生
させる点灯用の第３の基準電圧を出力する。点灯後に全
点灯から調光点灯に切り替える場合に、スイッチ要素と
してスイッチＳＷ_１をオンすることにより、コンデンサ
Ｃ_１の両端電圧を抵抗Ｒ_３を介して所定の調光レベルま
で徐々に低下させると共に、調光点灯から全点灯に切り
替える場合に、上記スイッチＳＷ_１をオフすることによ
り、コンデンサＣ_１の両端電圧を定電流源４で第２の所
定電圧（Ｖcc−ＶD₁）まで徐々に増加させ、インバータ
回路１で放電灯Ｌａをソフト切替えさせるソフト切替用
の第４の基準電圧として出力する。

このように、基準電圧発生回路３は、コンデンサＣ_１１
個と、抵抗、半導体により構成されているため、インバ
ータの制御回路部をＩＣ化した場合、外付けとなるコン
デンサは１個であり、他の部品はＩＣ内で構成できるた
め、従来の回路に比べて、低コスト化を図ることができ
る。従って、本実施例の基準電圧発生回路３は、従来に
比べてＩＣ化に適した回路である。また、基準電圧発生
回路３は、抵抗Ｒ_１，Ｒ_２、電流ｉ，ｉ_１、コンデンサ
Ｃ_１、ダイオードＤ_１、基準電圧Ｅ_２、抵抗Ｒ_３の定数
の選択により、予熱タイマー時間、ソフトスタートの基
準電圧Ｖrefの変化速度、ソフト切替時の基準電圧Ｖref
の変化速度、予熱時の基準電圧Ｖref、全点灯時の基準
電圧Ｖref、調光点灯時の基準電圧Ｖrefを任意に、且つ
精度良く設定でき、自由度が高い回路である。

［実施例２］ 第３図は実施例２を示し、直流電源Ｅ_１は、コイル
Ｌ_１、コンデンサＣ_２、カレントトランスＣＴ、トラン
ジスタＴr₁、ダイオードＤ_１等により構成されるインバ
ータ回路１により高周波に変換され、放電灯Ｌａの電力
を供給する。トラジスタＴr₁がオンオフすることによ
り、Ｌ_１，Ｃ_２，Ｌ_２，放電灯Ｌａ，Ｃ_０により振動が
発生し、放電灯Ｌａに高周波電流が流れるようになって
いる。オープンコレクタ出力のコンパレータＩＣ_１，Ｉ
Ｃ_２はインバータ回路１の主スイッチであるトランジス
タＴr₁のオン期間を制御する制御回路２を構成してい
る。

第４図(a)に示すように、カレントランスＣＴの２次電
圧が正になり、増加していく時、トラジスタＴr₁のベー
スには抵抗Ｒ_１を通って電流が流れ、トラジスタＴr₁が
ターンオンする。一方、コンパレータＩＣ_２は、カレン
トランスＣＴの２次電圧が正になったことを検出し、コ
ンパレータＩＣ_２の出力がＬレベルからＨレベルに変わ
り、第４図(b)に示すように、コンデンサＣ_３が電流ｉ
により充電されていく。コンデンサＣ_３の充電電圧Ｖc₃
が基準電圧Ｖref以上になると、第４図(c)に示すよう
に、コンパレータＩＣ_１がＨレベルからＬレベルに変わ
り、トラジスタＴr₁のベース電流が流れなくなって、ト
ラジスタＴr₁はターンオフする。トランジスタンＴr₁が
オフすると、Ｌ_１，Ｃ_１，Ｌ_２放電灯Ｌａ，Ｃ_２で振動
が生じる。この間、カレントランスＣＴの２次電圧が正
から負に変わった時、コンパレータＩＣ_２はＨレベルか
らＬレベルに変わり、コンデンサＣ_３は放電し、ＯＶに
なる。同時に、コンパレータＩＣ_１はＬレベルからＨレ
ベルになる。更に、カレントランスＣＴの２次電圧が負
から正に変わる時、前記の動作が繰り返され、インバー
タ回路１は一定の周波数で動作し続ける。

放電灯Ｌａへの電流は、インバータ回路１の周波数を変
化させることにより変えることができ、インバータ回路
１の周波数は、トラジスタＴr₁のオン期間を変化するこ
とにより変えられる。更に、トランジスタＴr₁のオン期
間は、コンパレータＩＣ_１の基準電圧であるＶrefを変
化することにより変えられる。従って、負荷（放電灯Ｌ
ａ）へ流れる電流を変化させるには、基準電圧Ｖrefを
変えれば良い。基準電圧Ｖrefが大きくなると、トラン
ジスタＴr₁のオン期間が長くなり、インバータ回路１の
周波数は低くなり、放電灯Ｌａに流れる電流は大きくな
るようになっている。

次に、基準電圧発生回路３について説明する。この基準
電圧発生回路３では１個のコンデンサＣ_４のみを用いて
いる。第５図(a)は、コンデンサＣ_４の充電電圧を示
し、第５図(b)は基準電圧Ｖrefを示している。電源投入
時、コンデンサＣ_４の充電電圧ＶC₄はＯＶであり、基準
電圧Ｖrefpは、Ｖref＝Ｖcc・Ｒ_４／（Ｒ_３＋Ｒ_４）と
なる。コンデンサＣ_４の充電電流ｉc₄は、基準電圧Ｅ_２
と、トランジスタＴr₆のベース・エミッタ間電圧ＶBE₆
と、抵抗Ｒ_６〜Ｒ_８によって決定され、トランジスタＴ
r₄，Ｔr₅で構成されるカレントミラー回路を通して、コ
ンデンサＣ_４を充電するようになっている。電源投入時
は、トラジスタＴr₉はオフ、Ｔr₁₀はオン状態であり、
充電電流ｉc₄は ｉC₄＝（Ｅ_２−ＶBE₆）／（Ｒ_６＋Ｒ_７） となる。

コンデンサＣ_４が充電し続けて、充電電圧Ｖc₄≧Ｅ₃に
なった時、コンパレータＩＣ_３の出力は、Ｌレベルから
Ｈレベルに変わり、トランジスタＴr₉がオフからオン状
態になり、予熱期間が終了する。この時、充電電流ｉc₄
は、 ｉc₄＝（Ｅ_２−ＶBE₆）／Ｒ_６ に増加し、コンデンサＣ_４の充電電圧Ｖc₄の上昇速度は
速くなる。コパレータＩＣ_３の基準電圧Ｅ_３を、 に設定しておくと、コンパレータＩＣ_３の出力がＬレベ
ルからＨレベルに変わると、 基準電圧Ｖref＝Ｖc₄−（ＶBE₃＋ＶBE₂＋ＶD₂）である
ため、ＶC₄の上昇と同じ速度で基準電圧Ｖrefも上昇し
ていき、インバータ回路１の周波数を徐々に低くしてい
き、放電灯Ｌａを予熱状態から全点灯状態へ状態に変化
させることができる。

コンデンサＣ_４が更に充電していき、 Ｖc₄＝ＶZD₁＋２Ｖ_Ｄ＋ＶBE₃ となった時、ツエナーダイオードＺＤ_１に電流が流れ始
め、以降、トラジスタＴr₂のベース電位は、ＶZD₁＋２
Ｖ_Ｄに固定されるため、基準電圧Ｖrefは、 Ｖref＝ＶZD₁＋２Ｖ_２−ＶBE₂−ＶD₂ ＝ＶZD₁ となり、一定電圧に固定される。この時のインバータ回
路１の周波数により決まる放電灯Ｌａの点灯状態が全点
灯状態になる。また、ツエナーダイオードＺＤ_１が電流
が流れると、トラジスタＴr₇，Ｔr₈がオフからオン状態
に変わり、トランジスタＴr₉，Ｔr₁₀共に、オンからオ
フ状態になるため、コンデンサＣ_４の充電電流は、 ｉc₄＝（Ｅ_２−ＶBE₆）／（Ｒ_６＋Ｒ_７＋Ｒ_８） に減少し、Ｖc₄の上昇速度は遅くなる。

更に、コンデンサＣ_４が充電を続け、Ｖc₄≧Ｅ_４（Ｅ_４
はコンパレータＩＣ_４の基準電圧）となると、コンパレ
ータＩＣ_４の出力がＬレベルからＨレベルに変化し、ト
ランジスタＴr₁₁がオンとなって、スイッチＳＷ_１が動
作可能になる。スイッチＳＷ_１がオフの時は、Ｖref＝
ＶZD₁で全点灯状態を続けるが、スイッチＳＷ_１がオン
になると、Ｖc₄＝ｉＲ_９となり、抵抗Ｒ_９で決まるＶc₄
により基準電圧Ｖrefが決定され、この抵抗Ｒ_９の設定
により任意に基準電圧Ｖrefを変えることができる。即
ち、放電灯Ｌａの点灯状態を任意の調光状態に変化させ
ることができる。また、スイッチＳＷ_１のオン、オフ時
は、コンデンサＣ_４、ｉc₄、Ｒ_９による充放電回路によ
り、電圧Ｖ_ｃ４は徐々に変化するため、基準電圧Ｖ
_ｒｅｆも徐々に変化する。

尚、本実施例では、コンデンサＣ_４を充電する充電回路
を、トラジスタＴr₄，Ｔr₅ならなるカレントミラー回路
で構成し、分圧回路を抵抗Ｒ₃，Ｒ_４で構成し、放電回
路を抵抗Ｒ_９、スイッチＳＷ_１、トランジスタＴr₁₁、
コンパレータＩＣ_４及び抵抗Ｒ_１１で構成し、電流切替
手段をコンパレータＩＣ_３，トランジスタＴr₆，Ｔr₉，
抵抗Ｒ_６〜Ｒ_８，Ｒ_１０で構成し、出力制御手段をツェ
ナダイオードＺＤ_１及びダイオードＤ_２〜Ｄ_４、トラン
ジスタンＴr₂，Ｔr₃及び抵抗Ｒ_５で構成してある。

本実施例の動作を簡単にまとめると、次のようになる。
コンデンサＣ_４の両端電圧が所定電圧Ｅ_３に達するまで
の間、一定電圧（抵抗Ｒ_３，Ｒ_４による分圧電圧）を第
１の基準電圧として制御回路２に出力すると共に、上記
所定電圧Ｅ_３に達すると、コンデンサＣ_４の略両端電圧
（Ｖ_ｃ４−（Ｖ_ＢＥ３＋Ｖ_ＢＥ２＋Ｖ_Ｄ２））を第２の
基準電圧として出力する。そして、コンデンサＣ_４の充
電電圧が所定電圧Ｅ_３よりも高い所定電圧（Ｖ_ＺＤ１＋
２Ｖ_３＋Ｖ_ＢＥ３）に達したときに、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ
を一定電圧（略Ｖ_ＺＤ１）に制限する。

以上のように、基準電圧発生回路３において、１つのコ
ンデンサＣ_４の充電電圧Ｖ_Ｃ４に応じて、コンデンサＣ
_４の充電電流ｉ_ｃ４を切り替えることにより、蛍光灯の
ような放電灯Ｌａを点灯させる回路において、予熱期間
タイマーと、予熱状態から全点灯状態へのソフトスター
トと、全点灯状態と調光状態のソフト切替と、調光スイ
ッチ動作タイマーを、コンデンサＣ_４を１個用いた回路
で構成できるものである。従って、インバータの制御回
路をＩＣ化した場合、基準電圧発生回路３としては、外
付けとなるコンデンサが１個で済むことになり、ＩＣ化
に適した回路を構成できる。また、コンデンサＣ_４、抵
抗Ｒ_３，Ｒ_４，Ｒ_６，Ｒ_７，Ｒ_８，Ｒ_９、基準電圧
Ｅ_２，Ｅ_３，Ｅ_４、ツエナーダイオードＺＤ_１の設定に
より、基準電圧Ｖrefの値、及びその変化速度は、任意
に設定できるため、インバータ回路１の出力の変化を自
由に設定できる。また、コンパレータを追加し、コンデ
ンサＣ_４の電圧を用いて、更に別の機能のためのタイマ
ー動作基準電圧Ｖrefの切替動作を行うことも可能であ
る。

［実施例３］ 第６図及び第７図は実施例３を示している。尚、ＩＣ_３
〜ＩＣ_７はオペアンプを用いている。電源を投入する
と、基準電圧Ｖrefは、 Ｖref＝Ｖcc・Ｒ_４／（Ｒ_３＋Ｒ_４） となる。コンデンサＣ_４の充電電流ｉ_ｃ４は、 トランジスタＴr₆のコレクタ電流ｉ_Ａ ＝（Ｖcc−Ｖ_ＢＥ７）／Ｒ_６ トランジスタＴr₃のコレクタ電流ｉ_Ｂ ＝（Ｖcc−Ｖ_ＢＥ５）／Ｒ_７ トランジスタンＴr₂のコレクタ電流ｉ_Ｃ ＝（Ｖcc−Ｖ_ＢＥ３）／Ｒ_８ により決まるようになっている。電源投入時は、コンパ
レータＩＣ_６の出力がＬレベルであり、コンパレータＩ
Ｃ_５の出力がＬレベルで、トラジスタＴr₈オフ状態のた
め、コンデンサＣ_４の充電電力ｉ_ｃ４は、ｉ_ｃ４＝ｉ_Ａ
＋ｉ_Ｃとなる。

コンデンサＣ_４が充電されていき、Ｖ_ｃ４≧Ｅ_３となっ
た時、コンパレータＩＣ_５の出力がＬレベルからＨレベ
ルに変わり、トラジスタＴｒ₈がオン状態になり、ｉ
_ｃ４＝ｉ_Ａ＋ｉ_Ｂ＋ｉ_ｃに増加し、Ｖ_ｃ４の上昇速度が
速くなる。ここで、オペアンプＩＣ_３とＩＣ_４はボルテ
ージフォロワー回路であり、入出力電圧が等しい。そこ
で、基準電圧Ｅ_３を、 に設定することにより、コンパレータＩＣ_５がＬレベル
からＨレベルに変化すると同時に、基準電圧Ｖref＝ｖ
_ｃ４−Ｖ_Ｄ２の関係で、基準電圧Ｖrefは上昇し始め
る。

コンデンサＣ_４が更に充電されていき、 Ｖ_Ｃ４≧Ｖ_ＺＤ１＋２Ｖ_Ｄ になると、ツエナーダイオードＺＤ_１に電流が流れ、オ
ペアンプＩＣ_３の入力はＶ_ＺＤ１＋２Ｖ_Ｄに固定されて
いるため、 Ｖref＝Ｖ_ＺＤ１＋２Ｖ_Ｄ−Ｖ_Ｄ２＝Ｖ_ＺＤ＋Ｖ_Ｄ に固定される。この時、コンパレータＩＣ_６がＬレベル
からＨレベルに変化し、ｉ_ｃ＝０となり、トランジスタ
Ｔr₃がオン、トラジスタンＴr₈がオフ状態となって、ｉ
_Ｂ＝０となるため、ｉ_ｃ４＝ｉ_Ａに減少し、充電電圧Ｖ
_ｃ４の上昇速度は速くなる。

コンデンサＣ_４が更に上昇されていき、Ｖ_ｃ４≧Ｅ_４と
なった時、コンパレータＩＣ_７がＬレベルからＨレベル
に変化し、トラジスタＴr₁₀がオン状態となって、スイ
ッチＳＷ_１が動作可能となる。以後、スイッチＳＷ_１が
オフ状態では、Ｖref＝Ｖ_ＺＤ＋Ｖ_Ｄであり、スイッチ
ＳＷ_１がオン状態では、ｉ_Ａと抵抗Ｒ_９で決まるＶ_ｃ４
により基準電圧Ｖrefが決定される。スイッチＳＷ_１の
オン，オフ時は実施例２と同様に基準電圧Ｖrefは徐々
に変化する。第７図に示すように、各々の基準電圧Ｖre
fの状態を、予熱期間、ソフトスタート期間、全点灯状
態に対応させることにより、実施例２と同様の制御がで
き、同様の効果が得られる。

尚、本実施例では、コンデンサＣ_４を充電する充電回路
を、トランジスタンＴｒ_２〜Ｔｒ_７からなるカレントミ
ラー回路で構成し、分圧回路を抵抗Ｒ_３，Ｒ_４で構成
し、放電回路を抵抗Ｒ_９，スイッチＳＷ_１、トラジスタ
Ｔｒ_１０、コンパレータＩＣ_７及び抵抗Ｒ_１３で構成
し、電流切替手段をコンパレータＩＣ_５，トランジスタ
Ｔｒ_８，抵抗Ｒ_７で構成し、出力制御手段をツェナダイ
オードＺＤ_１、ダイオードＤ_２〜Ｄ_４、コンパレータＩ
Ｃ_３，ＩＣ_４及び抵抗Ｒ_５で構成してある。

本実施例の動作を簡単にまとめると、次のようになる。
コンデンサＣ_４の両端電圧が第１の所定電圧Ｅ_３に達す
るまでの間は、一定電圧（抵抗Ｒ_３，Ｒ_４による分圧電
圧）を第１の基準電圧として制御回路２に出力すると共
に、上記所定電圧Ｅ_３に達すると、コンデンサＣ_４の略
両端電圧（Ｖ_ｃ４−Ｖ_Ｄ２）を第２の基準電圧として出
力する。そして、コンデンサＣ_４の充電電圧が所定電圧
Ｅ_３よりも高い第２の所定電圧（Ｖ_ＺＤ１＋２Ｖ_Ｄ）に
達したときに、基準電圧Ｖ_ｒｅｆを一定電圧（Ｖ_ＺＤ１
＋Ｖ_Ｄ）に制限する。

［実施例４］ 第８図及び第９図に実施例４を示す。電源を投入する
と、基準電圧発生回路３から出力される基準電圧Ｖref
は、 Ｖref＝Ｖcc・Ｒ_４／（Ｒ_３＋Ｒ_４） となる。コンデンサＣ_４の充電電流ｉ_ｃ４は、ｉ_Ｒ５，
ｉ_Ｒ６，ｉ_Ｒ７により決定される。ＩＣ_３〜ＩＣ_５は電
圧出力型のコンパレータである。電源投入時は、コンパ
レータＩＣ_３，ＩＣ_４は共にＬレベルを出力し、トラン
ジスタＴr₂がオン、トランジスタＴr₃がオフとなってお
り、ｉ_ｃ４＝ｉ_Ｒ５＋ｉ_Ｒ６となっている。

コンデンサＣ_４が充電されていき、Ｖ_ｃ４≧Ｅ_２になる
と、コンパレータＩＣ_３がＬレベルからＨレベルとな
り、トラジスタＴ_ｒ４がオンし、トランジスタＴr₃もオ
ンとなり、ｉ_ｃ４＝ｉ_Ｒ５＋ｉ_Ｒ６＋ｉ_Ｒ７に増加し、
Ｖ_ｃ４の上昇速度は速くなる。ここで、基準電圧Ｅ
_２を、 に設定すると、コンパレータＩＣ_３がＬレベルからＨレ
ベルになったのと同時に、Ｖref＝Ｖ_ｃ４−Ｖ_Ｄ２の関
係で基準電圧Ｖrefが上昇し始める。

コンデンサＣ_４がさらに充電され、Ｖ_ｃ４≧Ｅ_３になる
と、コンパレータＩＣ_４がＬからＨレベルになり、トラ
ンジスタＴr₂がオフし、さらにトラジスタＴr₅がオン
し、トラジスタＴr₄がオフし、トラジスタＴr₃もオフに
なるため、ｉ_ｃ４＝ｉ_Ｒ５に減少し、Ｖ_ｃ４の上昇速度
は遅くなる。ここで、Ｅ_３＝Ｖ_ＺＤ１＋Ｖ_Ｄ２に設定す
ることにより、コンパレータＩＣ_４がＬレベルからＨレ
ベルになる時点で、Ｖref＝Ｖ_ＺＤ１となり、以後、基
準電圧Ｖrefは一定になる。

コンデンサＣ_４がさらに充電していき、Ｖ_ｃ４≧Ｅ_４に
なると、コンパレータＩＣ_５がＬレベルからＨレベルに
なり、トンラジスタンＴr₆がオン状態になり、以後、ス
イッチＳＷ_１が動作可能となる。スイッチＳＷ_１がオフ
のときは、Ｖref＝Ｖ_ＺＤ１となり、スイッチＳＷ_１が
オンのときは、抵抗Ｒ_１４とｉ_Ｒ５によって決まるＶ
_ｃ４で、基準電圧Ｖrefが決定される。スイッチＳＷ_１
のオン，オフ時は、実施例３，４と同様に基準電圧Ｖ
_ｒｅｆは徐々に変化する。

尚、本実施例の場合には、コンデンサＣ_４を充電する充
電回路を、トラジスタＴr₂，Ｔr₃抵抗Ｒ_５〜Ｒ_９で構成
し、分圧回路を抵抗Ｒ_３，Ｒ_４で構成し、放電回路を抵
抗Ｒ_１４，スイッチＳＷ_１、トランジスタＴｒ_６、コン
パレータＩＣ_５及び抵抗Ｒ_１５で構成し、電流切替手段
をコンパレータＩＣ_３，トランジスタンＴｒ_４，抵抗Ｒ
_１１，Ｒ_１２で構成し、出力制御手段を、ツェナダイオ
ードＺＤ_１及びダイオードＤ_２で構成してある。

本実施例の動作をまとめると、次のようになる。コンデ
ンサＣ_４の両端電圧が第１の所定電圧Ｅ_２に達するまで
の間は、一定電圧（抵抗Ｒ_３，Ｒ_４による分圧電圧）を
第１の基準電圧として制御回路２に出力し、上記所定電
圧Ｅ_２に達すると、コンデンサＣ_４の略両端電圧（Ｖ
_ｃ４−Ｖ_Ｄ２）を第２の基準電圧として出力する。そし
て、コンデンサＣ_４の充電電圧が所定電圧Ｅ_２よりも高
い所定電圧（Ｖ_ＺＤ１）に達したときに、基準電圧Ｖ
_ｒｅｆを一定電圧（_ZD1）に制限する。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、直流電源と、この直流電源の電
圧を交流電圧に変換して放電灯に電力を供給するインバ
ータ回路と、基準電圧が大きくなると増加させ、逆に小
さくなると減少させるように基準電圧の大きさに応じて
上記インバータ回路の出力を変化させる制御回路と、上
記基準電圧を発生させる基準電圧発生回路とからなるイ
ンバータ装置において、基準電圧発生回路を、コンデン
サと、このコンデンサを充電する充電回路と、基準電圧
発生回路の電源電圧を分圧して一定電圧を作成する分圧
回路と、充電回路によるコンデンサの充電電流を切り替
える電流切替手段と、コンデンサの両端電圧が第１の所
定電圧に達するまでの間は、上記分圧回路の出力をイン
バータ回路で放電灯を点灯させずに予熱を行わせる予熱
用の第１の基準電圧として出力し、コンデンサの両端電
圧が第１の所定電圧に達すると、電流切替手段でコンデ
ンサの充電電流を増加させ、徐々に増加するコンデンサ
の略両端電圧をインバータ回路から始動に十分な電圧を
発生させる始動用の第２の基準電圧として出力し、コン
デンサの充電電圧が第１の所定電圧よりも高い第２の所
定電圧に達すると、インバータ回路から放電灯の点灯を
維持するのに十分な電圧を発生させる点灯用の第３の基
準電圧を出力する手段と、上記コンデンサと並列接続さ
れた抵抗とスイッチ要素との直列回路からなり、点灯後
に全点灯から調光点灯に切り替える場合に、上記スイッ
チ要素をオンすることにより、コンデンサの両端電圧を
放電回路で所定の調光レベルまで徐々に低下させると共
に、調光点灯から全点灯に切り替える場合に、上記スイ
ッチ要素をオフすることにより、コンデンサの両端電圧
を充電回路で第２の所定電圧まで徐々に増加させ、イン
バータ回路で放電灯をソフト切替えさせるソフト切替用
の第４の基準電圧として出力する放電回路とを備えてい
るので、１つのコンデンサの充電電圧に応じて基準電圧
を可変して、予熱期間を設定するコンデンサと、ソフト
スタート用のコンデンサ、全点灯と調光点灯とのソフト
切替えとしての機能を１つのコンデンサで兼用させ、基
準電圧発生回路で使用されるコンデンサを少なくでき、
ＩＣ化に適した回路構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック回路図、第２図は同
上の動作説明図、第３図は同上の実施例２の具体回路
図、第４図及び第５図は同上の動作説明図、第６図は同
上の実施例３の具体回路図、第７図は同上の動作説明
図、第８図は同上の実施例４の具体回路図、第９図は同
上の動作説明図、第１０図は従来例の回路図、第１１図
は同上の動作説明図である。 １はインバータ回路、２は制御回路、３は基準電圧発生
回路、４は定電流源、Ｅ_１は直流電源電源、Ｌａは放電
灯、Ｃ_１，Ｃ_４はコンデンサ、Ｒ_１〜Ｒ_１１は抵抗、Ｄ
_１〜Ｄ_４はダイオード、ＩＣ_１〜ＩＣ_７はコンパレー
タ、ＳＷ_１はスイッチ、Ｔｒ_４〜Ｔｒ_１１はトラジス
タ、ＺＤ_１はツェナダイオードである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電流と、この直流電流の電圧を交流電
   圧に変換して放電灯に電力を供給するインバータ回路
   と、基準電圧が大きくなると増加させ、逆に小さくなる
   と減少させるように基準電圧の大きさに応じて上記イン
   バータ回路の出力を変化させる制御回路と、上記基準電
   圧を発生させる基準電圧発生回路とからなるインバータ
   装置において、基準電圧発生回路を、コンデンサと、こ
   のコンデンサを充電する充電回路と、基準電圧発生回路
   の電源電圧を分圧して一定電圧を作成する分圧回路と、
   充電回路によるコンデンサの充電電流を切り替える電流
   切替手段と、コンデンサの両端電圧が第１の所定電圧に
   達するまでの間は、上記分圧回路の出力をインバータ回
   路で放電灯を点灯させずに予熱を行わせる予熱用の第１
   の基準電圧として出力し、コンデンサの両端電圧が第１
   の所定電圧に達すると、電流切替手段でコンデンサの充
   電電流を増加させ、徐々に増加するコンデンサの略両端
   電圧をインバータ回路から始動に十分な電圧を発生させ
   る始動用の第２の基準電圧として出力し、コンデンサの
   充電電圧が第１の所定電圧よりも高い第２の所定電圧に
   達すると、インバータ回路から放電灯の点灯を維持する
   のに十分な電圧を発生させる点灯用の第３の基準電圧を
   出力する手段と、上記コンデンサと並列接続された抵抗
   とスイッチ要素との直列回路からなり、点灯後に全点灯
   から調光点灯に切り替える場合に、上記スイッチ要素を
   オンすることにより、コンデンサの両端電圧を放電回路
   で所定の調光レベルまで徐々に低下させると共に、調光
   点灯から全点灯に切り替える場合に、上記スイッチ要素
   をオフすることにより、コンデンサの両端電圧を充電回
   路で第２の所定電圧まで徐々に増加させ、インバータ回
   路で放電灯をソフト切替えさせるソフト切替用の第４の
   基準電圧として出力する放電回路とを備えて成ることを
   特徴とするインバータ装置。