JPH07298644A - インバータと制御回路とを含んでなる回路配置 - Google Patents
インバータと制御回路とを含んでなる回路配置Info
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- JPH07298644A JPH07298644A JP7088227A JP8822795A JPH07298644A JP H07298644 A JPH07298644 A JP H07298644A JP 7088227 A JP7088227 A JP 7088227A JP 8822795 A JP8822795 A JP 8822795A JP H07298644 A JPH07298644 A JP H07298644A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/5387—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Inverter Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】ＤＣ電圧源に接続可能であるようなインバータ
と、またスイッチング部材が連続的にスイッチオンおよ
びオフであるようにスイッチを開放および閉成するため
の制御回路とを含んでなる回路配置において、スイッチ
ング部材がより一様にストレスを受ける。 【構成】回路配置において、制御回路は、すべてのスイ
ッチング部材がそれらの対角の対における第２のスイッ
チング部材として連続的にスイッチオンされる（例え
ば、Ｓ１−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ２）か、またはすべてのスイ
ッチング部材がそれらの対角の対における第２のスイッ
チング部材として連続的にスイッチオフされる（Ｓ１−
Ｓ２−Ｓ４−Ｓ３）。
と、またスイッチング部材が連続的にスイッチオンおよ
びオフであるようにスイッチを開放および閉成するため
の制御回路とを含んでなる回路配置において、スイッチ
ング部材がより一様にストレスを受ける。 【構成】回路配置において、制御回路は、すべてのスイ
ッチング部材がそれらの対角の対における第２のスイッ
チング部材として連続的にスイッチオンされる（例え
ば、Ｓ１−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ２）か、またはすべてのスイ
ッチング部材がそれらの対角の対における第２のスイッ
チング部材として連続的にスイッチオフされる（Ｓ１−
Ｓ２−Ｓ４−Ｓ３）。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＤＣ電圧源に接続さ
れ、そして各々が少なくとも１個のスイッチと逆平行接
続されたダイオードを含んでいる２個の直列接続された
スイッチング部材を各々が含んでいる２個の並列のスイ
ッチングブランチを有し、１個のスイッチングブランチ
のスイッチング部材は各時間において他のスイッチング
ブランチのスイッチング部材とともに対角の対を構成
し、所与の極性を有する負荷が、その負荷上の電圧が一
つの極性から他への交替に依存して一時的に見えなくな
り、前記対角の対を介してＤＣ電圧源に接続可能である
ようなインバータと、またスイッチング部材が連続的に
スイッチオンおよびオフであるようにスイッチを開放お
よび閉成するための制御回路とを含んでなる回路配置に
関する。
れ、そして各々が少なくとも１個のスイッチと逆平行接
続されたダイオードを含んでいる２個の直列接続された
スイッチング部材を各々が含んでいる２個の並列のスイ
ッチングブランチを有し、１個のスイッチングブランチ
のスイッチング部材は各時間において他のスイッチング
ブランチのスイッチング部材とともに対角の対を構成
し、所与の極性を有する負荷が、その負荷上の電圧が一
つの極性から他への交替に依存して一時的に見えなくな
り、前記対角の対を介してＤＣ電圧源に接続可能である
ようなインバータと、またスイッチング部材が連続的に
スイッチオンおよびオフであるようにスイッチを開放お
よび閉成するための制御回路とを含んでなる回路配置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】この種類の回路配置は、例えば、文献"P
ower Electronics" N. Mohan, T.M.Undeland, W.P. Rob
bins, 1989, John Wiley & Sons, page 123.から既知で
ある。その中において、" スイッチング部材”は、スイ
ッチオンおよびオフされる１個の（またはそれ以上の並
列および／または直列接続の）スイッチ（例えば、ＩＧ
ＢＴトランジスタ、ＭＯＳトランジスタまたは他の半導
体スイッチ）と、そこに並列に接続されそしてＤＣ電圧
源によって逆方向に動作させられているダイオード（フ
リー・ラン・ダイオード）とを含んでいる結合を意味し
ている。その中において、“対角の対(diagonal pair)
”は異なったスイッチングブランチに配置されている
２個のスイッチング部材によって形成され、そしてそれ
を介して負荷がＤＣ電圧源の端子に接続され、１個の対
角の対は第１の極性を有する負荷にＤＣ電圧を導き、と
ころが一方、他の対角の対は第１の極性とは反対の第２
の極性を有するそれ（負荷）にＤＣ電圧を導く。
ower Electronics" N. Mohan, T.M.Undeland, W.P. Rob
bins, 1989, John Wiley & Sons, page 123.から既知で
ある。その中において、" スイッチング部材”は、スイ
ッチオンおよびオフされる１個の（またはそれ以上の並
列および／または直列接続の）スイッチ（例えば、ＩＧ
ＢＴトランジスタ、ＭＯＳトランジスタまたは他の半導
体スイッチ）と、そこに並列に接続されそしてＤＣ電圧
源によって逆方向に動作させられているダイオード（フ
リー・ラン・ダイオード）とを含んでいる結合を意味し
ている。その中において、“対角の対(diagonal pair)
”は異なったスイッチングブランチに配置されている
２個のスイッチング部材によって形成され、そしてそれ
を介して負荷がＤＣ電圧源の端子に接続され、１個の対
角の対は第１の極性を有する負荷にＤＣ電圧を導き、と
ころが一方、他の対角の対は第１の極性とは反対の第２
の極性を有するそれ（負荷）にＤＣ電圧を導く。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種類の回路におい
て、電気エネルギーは動作中にスイッチング部材におい
て熱に変換される。電流搬送フェース中に生じている成
分（ラインロス）に加えて、これらエネルギーロスはス
イッチング動作中に生じている成分（スイッチングロ
ス）を含んでいる。スイッチングロスは、実質的な電流
がスイッチング部材を通して流れまたは実質的な電圧が
その端子間に存在するときスイッチング動作中に生ず
る。スイッチングロスはスイッチング周波数に比例して
いる。
て、電気エネルギーは動作中にスイッチング部材におい
て熱に変換される。電流搬送フェース中に生じている成
分（ラインロス）に加えて、これらエネルギーロスはス
イッチング動作中に生じている成分（スイッチングロ
ス）を含んでいる。スイッチングロスは、実質的な電流
がスイッチング部材を通して流れまたは実質的な電圧が
その端子間に存在するときスイッチング動作中に生ず
る。スイッチングロスはスイッチング周波数に比例して
いる。
【０００４】そのようなスイッチングロスは救済ネット
ワークやいわゆる緩衝回路を使用することによって減少
させられることが知られている。しかしながら、そのよ
うな緩衝回路は、もしそれが一方で非常に大きな電流に
対し、そして他方で非常に小さな電流に対して設計され
なければならないならば、そしてもしＤＣ電圧源がまた
異なった電圧レベルを有することができるならば、イン
バータの動作に失敗するか、影響する。この種類の要求
は、例えば、Ｘ線発生器の場合に課せられる。
ワークやいわゆる緩衝回路を使用することによって減少
させられることが知られている。しかしながら、そのよ
うな緩衝回路は、もしそれが一方で非常に大きな電流に
対し、そして他方で非常に小さな電流に対して設計され
なければならないならば、そしてもしＤＣ電圧源がまた
異なった電圧レベルを有することができるならば、イン
バータの動作に失敗するか、影響する。この種類の要求
は、例えば、Ｘ線発生器の場合に課せられる。
【０００５】もし引用された既知の回路配置がこれらの
理由のためそのような緩衝ネットワークなしで構成され
ているならば、スイッチの比較的高い熱ストレスが、ロ
スを誘起しそして実質的にはロスのないスイッチングオ
ンとオフにより生起し、そしてその熱ストレスはまた制
御方法に依存してインバータのスイッチのために異なり
得る。ロスを誘起するスイッチング動作は関連した対角
の対内において２度目にスイッチされるスイッチング部
材に対して各時間に生じ、その理由は、フルＤＣ電圧は
スイッチングオン以前にこのスイッチング部材の両端間
に存在しているからである。ロスを誘起するスイッチン
グオフは対角の対内において１度スイッチオフされるス
イッチング部材に対して生じ、その理由は、この部材は
スイッチングオフの瞬間においてもまだフル電流を運ぶ
からである。既知の回路において、１個のスイッチング
ブランチにおけるスイッチング部材はロスを誘起する方
法でスイッチオフされ、そして他のスイッチングブラン
チにおけるスイッチング部材もロスを誘起する方法でス
イッチオフされる。さらに、関連した動作点に依存し
て、異なった電流変化が２個のスイッチング部材のスイ
ッチとダイオードに生じ、その結果、異なった前方向の
電力ロスが生じる。そのようなスイッチの不規則な熱ス
トレスはインバータの最大電力を制限し、その理由は、
スイッチ部材を通しての電流は最もストレスを受けたス
イッチ部材によって許容されるだけの大きさであるから
である。
理由のためそのような緩衝ネットワークなしで構成され
ているならば、スイッチの比較的高い熱ストレスが、ロ
スを誘起しそして実質的にはロスのないスイッチングオ
ンとオフにより生起し、そしてその熱ストレスはまた制
御方法に依存してインバータのスイッチのために異なり
得る。ロスを誘起するスイッチング動作は関連した対角
の対内において２度目にスイッチされるスイッチング部
材に対して各時間に生じ、その理由は、フルＤＣ電圧は
スイッチングオン以前にこのスイッチング部材の両端間
に存在しているからである。ロスを誘起するスイッチン
グオフは対角の対内において１度スイッチオフされるス
イッチング部材に対して生じ、その理由は、この部材は
スイッチングオフの瞬間においてもまだフル電流を運ぶ
からである。既知の回路において、１個のスイッチング
ブランチにおけるスイッチング部材はロスを誘起する方
法でスイッチオフされ、そして他のスイッチングブラン
チにおけるスイッチング部材もロスを誘起する方法でス
イッチオフされる。さらに、関連した動作点に依存し
て、異なった電流変化が２個のスイッチング部材のスイ
ッチとダイオードに生じ、その結果、異なった前方向の
電力ロスが生じる。そのようなスイッチの不規則な熱ス
トレスはインバータの最大電力を制限し、その理由は、
スイッチ部材を通しての電流は最もストレスを受けたス
イッチ部材によって許容されるだけの大きさであるから
である。
【０００６】本発明の目的は、スイッチング部材が等し
くストレスを受けるような方法に説明されるその種類の
回路を構成することである。
くストレスを受けるような方法に説明されるその種類の
回路を構成することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的は、すべてのス
イッチング部材がそれらの対角の対における第２のスイ
ッチング部材として連続的にスイッチオンされるか、ま
たはすべてのスイッチング部材がそれらの対角の対にお
ける第２のスイッチング部材として連続的にスイッチオ
フされるように制御回路が構成されている本発明に従っ
て達成される。
イッチング部材がそれらの対角の対における第２のスイ
ッチング部材として連続的にスイッチオンされるか、ま
たはすべてのスイッチング部材がそれらの対角の対にお
ける第２のスイッチング部材として連続的にスイッチオ
フされるように制御回路が構成されている本発明に従っ
て達成される。
【０００８】２個の対角の対におけるスイッチング部材
がこうして連続して４回交互にスイッチオンおよびオフ
されるとき、各スイッチング部材がロスを誘起しそして
準ロスなしのスイッチングオンおよびスイッチングオフ
動作を遂行することにおいて達成される。さらに、電流
の等しく大きい平均値および実効値がこうしてすべての
スイッチに生じ、その結果、伝導ロスとスイッチングロ
スはすべてのスイッチにおいて常に同一である。結果と
して、すべての４個のスイッチは一様に熱的にストレス
を受け、その結果大電流やより高い最大インバータ電力
が許される。
がこうして連続して４回交互にスイッチオンおよびオフ
されるとき、各スイッチング部材がロスを誘起しそして
準ロスなしのスイッチングオンおよびスイッチングオフ
動作を遂行することにおいて達成される。さらに、電流
の等しく大きい平均値および実効値がこうしてすべての
スイッチに生じ、その結果、伝導ロスとスイッチングロ
スはすべてのスイッチにおいて常に同一である。結果と
して、すべての４個のスイッチは一様に熱的にストレス
を受け、その結果大電流やより高い最大インバータ電力
が許される。
【０００９】本発明の好ましい別の実施例においては、
制御回路は、以下のスイッチング周期が対角の対の両方
のスイッチング部材のスイッチングオン後に生じるよう
に構成されている： ａ）関連した対角の対の第１のスイッチング部材の開
放、 ｂ）他の対角の対の直列接続されたスイッチング部材の
閉成、 ｃ）第１の対角の対の第２のスイッチング部材の開放、 ｄ）他の対角の対の直列接続されたスイッチング部材の
閉成。
制御回路は、以下のスイッチング周期が対角の対の両方
のスイッチング部材のスイッチングオン後に生じるよう
に構成されている： ａ）関連した対角の対の第１のスイッチング部材の開
放、 ｂ）他の対角の対の直列接続されたスイッチング部材の
閉成、 ｃ）第１の対角の対の第２のスイッチング部材の開放、 ｄ）他の対角の対の直列接続されたスイッチング部材の
閉成。
【００１０】本発明のこの実施例においては、フリー・
ホイーリングすなわち、負荷上における電圧パルスの後
縁と逆極性の引き続く電圧パルスの前縁との間において
は、もし最初に１個の対角の対のスイッチが連続的にス
イッチオフされ、次に他の対角の対のスイッチング部材
がスイッチオンされるならばその場合であるように、エ
ネルギーは少しも負荷からＤＣ電圧源にフィードバック
されない。この故に、電力は負荷とＤＣ電圧源間で振動
しないから、各電圧パルスに対して負荷は実際に必要と
される電力のみが供給されなければならない（そして、
またその後に電力がＤＣ電圧源に再びフィードバックさ
れない）。電力の振動を含んでいるようなインバータと
比較して伝導ロスはこうして一層減少され、そしてさら
に電流の実効値がより小さいためライン損失もまた減少
される。
ホイーリングすなわち、負荷上における電圧パルスの後
縁と逆極性の引き続く電圧パルスの前縁との間において
は、もし最初に１個の対角の対のスイッチが連続的にス
イッチオフされ、次に他の対角の対のスイッチング部材
がスイッチオンされるならばその場合であるように、エ
ネルギーは少しも負荷からＤＣ電圧源にフィードバック
されない。この故に、電力は負荷とＤＣ電圧源間で振動
しないから、各電圧パルスに対して負荷は実際に必要と
される電力のみが供給されなければならない（そして、
またその後に電力がＤＣ電圧源に再びフィードバックさ
れない）。電力の振動を含んでいるようなインバータと
比較して伝導ロスはこうして一層減少され、そしてさら
に電流の実効値がより小さいためライン損失もまた減少
される。
【００１１】本発明の別の実施例においては、インバー
タは直列共振インバータとして構成されている。本発明
はまた原理的にどんな他のタイプのインバータに対して
も適している。負荷電流の方向が電圧パルスの後縁と引
き続く電圧パルスの前縁間で反転していることが本質的
なだけである。
タは直列共振インバータとして構成されている。本発明
はまた原理的にどんな他のタイプのインバータに対して
も適している。負荷電流の方向が電圧パルスの後縁と引
き続く電圧パルスの前縁間で反転していることが本質的
なだけである。
【００１２】この条件から、スイッチング周波数は限ら
れた範囲でのみ変えられる。それ故、電力制御のために
適している別の実施例は、それが２個の対角の対のスイ
ッチング期間を制御するためのパルス幅変調器を含んで
いることを特徴とする。
れた範囲でのみ変えられる。それ故、電力制御のために
適している別の実施例は、それが２個の対角の対のスイ
ッチング期間を制御するためのパルス幅変調器を含んで
いることを特徴とする。
【００１３】本発明の好ましい実施例は、それが、 −前縁が対角の対において最後にスイッチされるスイッ
チング部材のスイッチングオフを決定する、第１の周期
的でそしてパルス成形された信号を発生させるための手
段と、 −前縁が第１の信号の後縁に比較して時間の有限の期間
遅れていて、そして他の対角の対において最初にスイッ
チオンされるスイッチング部材のスイッチングオンを決
定し、その後縁はこの対角の対において最初にスイッチ
オフされるスイッチング部材のスイッチングオフを決定
する、第２の周期的でそしてパルス成形された信号を発
生させるための手段と、 −後縁が第２の信号（ＰＷＭ）の後縁と比較して時間の
有限の期間遅れていて、そして１個の対角の対において
最初にスイッチオンされるスイッチング部材のスイッチ
ングオンを決定する、第３の周期的な信号を発生させる
ための手段とを含んでいることを特徴とする。
チング部材のスイッチングオフを決定する、第１の周期
的でそしてパルス成形された信号を発生させるための手
段と、 −前縁が第１の信号の後縁に比較して時間の有限の期間
遅れていて、そして他の対角の対において最初にスイッ
チオンされるスイッチング部材のスイッチングオンを決
定し、その後縁はこの対角の対において最初にスイッチ
オフされるスイッチング部材のスイッチングオフを決定
する、第２の周期的でそしてパルス成形された信号を発
生させるための手段と、 −後縁が第２の信号（ＰＷＭ）の後縁と比較して時間の
有限の期間遅れていて、そして１個の対角の対において
最初にスイッチオンされるスイッチング部材のスイッチ
ングオンを決定する、第３の周期的な信号を発生させる
ための手段とを含んでいることを特徴とする。
【００１４】電圧の持続期間と比較して無視できるほど
小さくない遅延の場合においてさえ、負荷における正の
パルスは正確に負のパルスと同じ長さであることがこう
して確認されている；引用された既知の回路において
は、しかしながら、そのような場合において非対称な持
続期間が生じるであろう。
小さくない遅延の場合においてさえ、負荷における正の
パルスは正確に負のパルスと同じ長さであることがこう
して確認されている；引用された既知の回路において
は、しかしながら、そのような場合において非対称な持
続期間が生じるであろう。
【００１５】本発明に従った回路配置はＸ線発生装置に
課せられる要求を顕著に満足するので、それについての
別の実施例がＸ線管用の高電圧を発生させるためのＸ線
発生装置に使用される。
課せられる要求を顕著に満足するので、それについての
別の実施例がＸ線管用の高電圧を発生させるためのＸ線
発生装置に使用される。
【００１６】
【実施例】以下に添付図面を参照し、実施例により本発
明を詳細に説明する。図１における参照番号１は、ＤＣ
電圧源２に接続されているインバータを示している。イ
ンバータ１は、高電圧変圧器および整流ユニット（図示
せず）を介してＸ線源３のための高電圧を発生する。イ
ンバータによってＸ線源３に伝えられた電力は、Ｘ線源
の高電圧に依存しているだけでなく、Ｘ線源を通して流
れる電流にも依存していて、その電流は１０通りの幾ら
かの電力の範囲に変えられる。Ｘ線管３の電圧は高電圧
測定用分圧器４によって測定される。
明を詳細に説明する。図１における参照番号１は、ＤＣ
電圧源２に接続されているインバータを示している。イ
ンバータ１は、高電圧変圧器および整流ユニット（図示
せず）を介してＸ線源３のための高電圧を発生する。イ
ンバータによってＸ線源３に伝えられた電力は、Ｘ線源
の高電圧に依存しているだけでなく、Ｘ線源を通して流
れる電流にも依存していて、その電流は１０通りの幾ら
かの電力の範囲に変えられる。Ｘ線管３の電圧は高電圧
測定用分圧器４によって測定される。
【００１７】制御器５は、上記測定値と参照値Ｒ間の差
に依存し、そしてパルス幅変調器６に印加される制御信
号を発生する。パルス幅変調器は、例えばクロック発生
器７によって供給される４０kHz の固定周波数において
動作する。第１の出力端子に、それは幅が制御信号によ
って決定されるクロック周波数の矩形波信号ＰＷＭを供
給する。第２の出力端子に、パルス幅変調器はクロック
周波数と同期され、そして前縁が矩形波パルスＰＷＭの
前縁より期間Ｔ１だけ進んでいる矩形波パルスＰ１を供
給する。信号ＰＷＭは、その後縁がＰＷＭの後縁に比較
して期間Ｔ２だけ遅れているパルスＰ２を発生するパル
ス回路８に印加される。
に依存し、そしてパルス幅変調器６に印加される制御信
号を発生する。パルス幅変調器は、例えばクロック発生
器７によって供給される４０kHz の固定周波数において
動作する。第１の出力端子に、それは幅が制御信号によ
って決定されるクロック周波数の矩形波信号ＰＷＭを供
給する。第２の出力端子に、パルス幅変調器はクロック
周波数と同期され、そして前縁が矩形波パルスＰＷＭの
前縁より期間Ｔ１だけ進んでいる矩形波パルスＰ１を供
給する。信号ＰＷＭは、その後縁がＰＷＭの後縁に比較
して期間Ｔ２だけ遅れているパルスＰ２を発生するパル
ス回路８に印加される。
【００１８】３つの信号Ｐ１，ＰＷＭおよびＰ２の時間
変化が図３の最初の３つの線によって表わされている。
図示のように、Ｐ１パルスの後縁がパルスＰＷＭの前縁
と一致すること、またはＰ２パルスの前縁がパルスＰＷ
Ｍの後縁と一致することはそれ自体必要でなく；Ｐ１の
前縁がＰＷＭの前縁より期間Ｔ１だけ進んでいること、
そしてＰ２の後縁がＰＷＭの後縁より期間Ｔ２だけ遅れ
ていることが本質的であるだけである。期間Ｔ１，Ｔ２
は等しくてもよく、そしてクロック周波数の持続時間と
比較して短くあるべきである。以下に詳細に説明される
ように、安全のために、Ｔ１およびＴ２は最小値よりも
小さくあるべきでない。
変化が図３の最初の３つの線によって表わされている。
図示のように、Ｐ１パルスの後縁がパルスＰＷＭの前縁
と一致すること、またはＰ２パルスの前縁がパルスＰＷ
Ｍの後縁と一致することはそれ自体必要でなく；Ｐ１の
前縁がＰＷＭの前縁より期間Ｔ１だけ進んでいること、
そしてＰ２の後縁がＰＷＭの後縁より期間Ｔ２だけ遅れ
ていることが本質的であるだけである。期間Ｔ１，Ｔ２
は等しくてもよく、そしてクロック周波数の持続時間と
比較して短くあるべきである。以下に詳細に説明される
ように、安全のために、Ｔ１およびＴ２は最小値よりも
小さくあるべきでない。
【００１９】もしパルス幅変調器６がパルス幅変調され
た信号ＰＷＭに加えて信号Ｐ１を発生することをしない
ならば、３つの信号は適当な遅延手段とパルス回路によ
って信号ＰＷＭから得ることができる。
た信号ＰＷＭに加えて信号Ｐ１を発生することをしない
ならば、３つの信号は適当な遅延手段とパルス回路によ
って信号ＰＷＭから得ることができる。
【００２０】３つの信号Ｐ１，ＰＷＭおよびＰ２は、イ
ンバータ１の４個のスイッチング部材を制御するための
パルスパターンがその４個の出力端子に発生させられる
ように、これらの信号を結合する論理回路９に印加され
る。論理回路９は好ましくはＥＰＬＤまたはＰＬＤ（Er
asable Programmable Logic Device) 部品、すなわち、
結合の効果がプログラミングによってあらかじめ決定で
きるプログラマブル論理回路である。こうして発生され
た４つのスイッチング信号は、電圧分離を有する適当な
方法、例えば光結合器を介してインバータ１に含まれる
４個のスイッチング部材のスイッチング入力端子に印加
される。
ンバータ１の４個のスイッチング部材を制御するための
パルスパターンがその４個の出力端子に発生させられる
ように、これらの信号を結合する論理回路９に印加され
る。論理回路９は好ましくはＥＰＬＤまたはＰＬＤ（Er
asable Programmable Logic Device) 部品、すなわち、
結合の効果がプログラミングによってあらかじめ決定で
きるプログラマブル論理回路である。こうして発生され
た４つのスイッチング信号は、電圧分離を有する適当な
方法、例えば光結合器を介してインバータ１に含まれる
４個のスイッチング部材のスイッチング入力端子に印加
される。
【００２１】論理回路のプログラミングの説明には、図
２を参照して直列共振インバータ１の詳細な説明が先行
する。インバータは、例えば単相または多相の交流電圧
の本線に接続されている整流デバイスを含むことを可能
とし、そして並列接続されたコンデンサ１１を充電する
ＤＣ電圧源２を含んでいる。各々が２個直列接続された
スイッチング部材を含んでいる２個のスイッチングブラ
ンチは、ＤＣ電圧源２に並列に接続されている。各スイ
ッチング部材は、ターンオンおよびオフされ、そしてダ
イオードＤ１--- Ｄ４がＤＣ電圧源２によって逆方向に
動作されているように並列に接続されている。スイッチ
パワー半導体、好ましくはトランジスタ、Ｓ１--- Ｓ４
からなっている。それ故、ダイオードＤ１--- Ｄ４はフ
リー・ホイーリング ダイオードとして動作している。
２を参照して直列共振インバータ１の詳細な説明が先行
する。インバータは、例えば単相または多相の交流電圧
の本線に接続されている整流デバイスを含むことを可能
とし、そして並列接続されたコンデンサ１１を充電する
ＤＣ電圧源２を含んでいる。各々が２個直列接続された
スイッチング部材を含んでいる２個のスイッチングブラ
ンチは、ＤＣ電圧源２に並列に接続されている。各スイ
ッチング部材は、ターンオンおよびオフされ、そしてダ
イオードＤ１--- Ｄ４がＤＣ電圧源２によって逆方向に
動作されているように並列に接続されている。スイッチ
パワー半導体、好ましくはトランジスタ、Ｓ１--- Ｓ４
からなっている。それ故、ダイオードＤ１--- Ｄ４はフ
リー・ホイーリング ダイオードとして動作している。
【００２２】１つのスイッチングブランチにおけるスイ
ッチＳ１，Ｓ２の接続点は、コンデンサＣ、図１を参照
して説明される高電圧変圧器１３の１次巻線１２および
別のコンデンサＣの直列接続を介して別のスイッチング
ブランチにおけるスイッチＳ３，Ｓ４の接続点に接続さ
れている。２個のコンデンサの代わりに、容量値が２個
のコンデンサの直列接続の容量値に相当する単一のコン
デンサも使用され得る。コンデンサは、変圧器１３の漏
洩インダクタンスとともに、電流のゼロクロスが常に２
つの連続する電圧の半波の間に存在することを確実にす
るために、共振周波数がクロック周波数の半分の範囲内
（そこで、本例においてはほぼ２０kHz)になければなら
ない直列共振回路を形成する。負荷回路はまた別のイン
ピーダンスを含んでいてもよい。
ッチＳ１，Ｓ２の接続点は、コンデンサＣ、図１を参照
して説明される高電圧変圧器１３の１次巻線１２および
別のコンデンサＣの直列接続を介して別のスイッチング
ブランチにおけるスイッチＳ３，Ｓ４の接続点に接続さ
れている。２個のコンデンサの代わりに、容量値が２個
のコンデンサの直列接続の容量値に相当する単一のコン
デンサも使用され得る。コンデンサは、変圧器１３の漏
洩インダクタンスとともに、電流のゼロクロスが常に２
つの連続する電圧の半波の間に存在することを確実にす
るために、共振周波数がクロック周波数の半分の範囲内
（そこで、本例においてはほぼ２０kHz)になければなら
ない直列共振回路を形成する。負荷回路はまた別のイン
ピーダンスを含んでいてもよい。
【００２３】４個のスイッチＳ１--- Ｓ４に印加される
スイッチ信号は図３の４番目から７番目の線に示され、
そして参照符号ｚ１--- ｚ４により表示されている。
（正の）パルスは、スイッチがスイッチオン（導通）で
あることを意味している。所望のスイッチング信号パタ
ーンをつくるように論理回路の必要なプログラミング
が、４つのスイッチング信号の時間変化から演繹れる。
スイッチ信号は図３の４番目から７番目の線に示され、
そして参照符号ｚ１--- ｚ４により表示されている。
（正の）パルスは、スイッチがスイッチオン（導通）で
あることを意味している。所望のスイッチング信号パタ
ーンをつくるように論理回路の必要なプログラミング
が、４つのスイッチング信号の時間変化から演繹れる。
【００２４】スイッチングパルスｚ１--- ｚ４の１つの
後縁はパルスｐ１の各前縁と一致し、言い換えるとｚ４
−ｚ３−ｚ１−ｚ２の順序で一致していて、そしてスイ
ッチングパルスの前縁はパルスｐ２の各後縁と一致（ｚ
２−ｚ１−ｚ３−ｚ４の順序で）しているように見え
る。スイッチングパルスの前縁は常にＰＷＭパルスの前
縁と一致（ｚ１−ｚ３−ｚ４−ｚ２の順序で）してい
て、そしてスイッチングパルスの後縁は常にＰＷＭパル
スの各後縁と一致（ｚ１−ｚ２−ｚ４−ｚ３）してい
る。
後縁はパルスｐ１の各前縁と一致し、言い換えるとｚ４
−ｚ３−ｚ１−ｚ２の順序で一致していて、そしてスイ
ッチングパルスの前縁はパルスｐ２の各後縁と一致（ｚ
２−ｚ１−ｚ３−ｚ４の順序で）しているように見え
る。スイッチングパルスの前縁は常にＰＷＭパルスの前
縁と一致（ｚ１−ｚ３−ｚ４−ｚ２の順序で）してい
て、そしてスイッチングパルスの後縁は常にＰＷＭパル
スの各後縁と一致（ｚ１−ｚ２−ｚ４−ｚ３）してい
る。
【００２５】スイッチングパルスｚ１--- ｚ４は、直列
共振回路を通して流れる電流ｉ（図３の下から２番目の
線）と同様クロック周波数の半分において、図３の下か
ら３番目の線に示されるように、直列共振回路の両端間
に電圧ｕの時間変化を生成する。種々の時点ｔａ--- ｔ
ｐが時間スケール上にマークされ、そして図４の（ａ）
から（ｐ）に、これらの時点におけるインバータのスイ
ッチング状態が線図的に示されている。
共振回路を通して流れる電流ｉ（図３の下から２番目の
線）と同様クロック周波数の半分において、図３の下か
ら３番目の線に示されるように、直列共振回路の両端間
に電圧ｕの時間変化を生成する。種々の時点ｔａ--- ｔ
ｐが時間スケール上にマークされ、そして図４の（ａ）
から（ｐ）に、これらの時点におけるインバータのスイ
ッチング状態が線図的に示されている。
【００２６】図４の（ａ）--- （ｐ）においては、直列
共振回路がインピーダンスによって表されていて；イン
バータのＩＧＢＴトランジスタはスイッチとして表わさ
れ、閉成（導通またはスイッチオン）状態は太い線によ
って示されている。すべての参照符号は省略されている
が；にもかかわらず参照符号がこれらの図の以下の説明
において述べられるときは、それらは図２に関係する。
フリー・ホイーリングダイオードＤ１--- Ｄ４は、図示
されたその時点において負荷電流がそこを通して流れる
ならば、それらのみが示されている。
共振回路がインピーダンスによって表されていて；イン
バータのＩＧＢＴトランジスタはスイッチとして表わさ
れ、閉成（導通またはスイッチオン）状態は太い線によ
って示されている。すべての参照符号は省略されている
が；にもかかわらず参照符号がこれらの図の以下の説明
において述べられるときは、それらは図２に関係する。
フリー・ホイーリングダイオードＤ１--- Ｄ４は、図示
されたその時点において負荷電流がそこを通して流れる
ならば、それらのみが示されている。
【００２７】図４の（ａ）は、全部のＤＣ電圧が閉成し
ている対角の対Ｓ１，Ｓ４を介して直列共振回路に現わ
れる時点ｔａにおけるスイッチング状態を表わしてい
て、負荷に供給するためのエネルギーはそのときＤＣ電
圧源２から引き出される。図４の（ａ）に示されるスイ
ッチング状態は、スイッチＳ４の前もっての閉成の後ス
イッチＳ１の閉成によって始められる。このスイッチは
こうしてハード（ロスを誘起する）スイッチオン動作を
遂行する。
ている対角の対Ｓ１，Ｓ４を介して直列共振回路に現わ
れる時点ｔａにおけるスイッチング状態を表わしてい
て、負荷に供給するためのエネルギーはそのときＤＣ電
圧源２から引き出される。図４の（ａ）に示されるスイ
ッチング状態は、スイッチＳ４の前もっての閉成の後ス
イッチＳ１の閉成によって始められる。このスイッチは
こうしてハード（ロスを誘起する）スイッチオン動作を
遂行する。
【００２８】図４の（ｂ）に示されるスイッチング状態
は時点ｔｂ、すなわち制御パルスＰＷＭの後縁の後と引
き続く制御パルスｐ２の後縁の前において生ずる。イン
バータは、スイッチＳ１のハードスイッチングオフによ
りこのスイッチング状態に入いる。矢印によって示され
る電流は前と同じ方向に負荷を通して流れ、回路はスイ
ッチＳ４とダイオードＤ２を介して閉じられる。もしＳ
４がＳ１と同時またはその後短かくしてスイッチオフさ
れるならば、回路はフリー・ホイーリング ダイオード
Ｄ２およびＤ３を介して閉じられ、こうしてコンデンサ
１１を充電し；言い換えれば、エネルギーはそのときＤ
Ｃ電圧源にフィードバックされる。これは、すでに説明
されたようにスイッチにおいて増加したロスになる。１
個または２個のスイッチはどんな時点においてもスイッ
チオンされるので、負荷からＤＣ源へのエネルギーのフ
ィードバックは効果的に避けられる。
は時点ｔｂ、すなわち制御パルスＰＷＭの後縁の後と引
き続く制御パルスｐ２の後縁の前において生ずる。イン
バータは、スイッチＳ１のハードスイッチングオフによ
りこのスイッチング状態に入いる。矢印によって示され
る電流は前と同じ方向に負荷を通して流れ、回路はスイ
ッチＳ４とダイオードＤ２を介して閉じられる。もしＳ
４がＳ１と同時またはその後短かくしてスイッチオフさ
れるならば、回路はフリー・ホイーリング ダイオード
Ｄ２およびＤ３を介して閉じられ、こうしてコンデンサ
１１を充電し；言い換えれば、エネルギーはそのときＤ
Ｃ電圧源にフィードバックされる。これは、すでに説明
されたようにスイッチにおいて増加したロスになる。１
個または２個のスイッチはどんな時点においてもスイッ
チオンされるので、負荷からＤＣ源へのエネルギーのフ
ィードバックは効果的に避けられる。
【００２９】図４の（ｃ）は、ｚ２の前縁に続いて起こ
りそして電流ｉのゼロクロスの前におけるスイッチング
状態を示している。電流はこうして前と同じ方向に流れ
続け、そしていま、以前にスイッチオフのスイッチＳ１
と同じスイッチングブランチに位置しているスイッチＳ
２がスイッチオンされる。このスイッチの両端間の電圧
は導通しているダイオードＤ２によりスイッチ動作以前
においてすでに低い値を有し、そしてさらに回路中の電
流が、この半導体スイッチＳ２が電流を通すことができ
ない方向に流れるという理由から、スイッチＳ２のロス
のない（ソフト）スイッチオン動作が関係する。
りそして電流ｉのゼロクロスの前におけるスイッチング
状態を示している。電流はこうして前と同じ方向に流れ
続け、そしていま、以前にスイッチオフのスイッチＳ１
と同じスイッチングブランチに位置しているスイッチＳ
２がスイッチオンされる。このスイッチの両端間の電圧
は導通しているダイオードＤ２によりスイッチ動作以前
においてすでに低い値を有し、そしてさらに回路中の電
流が、この半導体スイッチＳ２が電流を通すことができ
ない方向に流れるという理由から、スイッチＳ２のロス
のない（ソフト）スイッチオン動作が関係する。
【００３０】スイッチＳ２のスイッチングオンが、回路
短絡の危険があるそのような短時間に同じブランチにあ
るスイッチＳ１のスイッチングオフに続いて起きてはな
らないことは、当業者にとって明らかである。それ故、
期間Ｔ２はこの危険が明確に除外されるようにつり合っ
ているが；他方においては、期間Ｔ２は、Ｓ１からＳ２
への短絡のない移行のために必要な以上には実質的に長
くあるべきでない。期間Ｔ１も同じ方法でつり合わされ
るが；しかしながら、それはまたより短くてよく、その
理由は、スイッチへの電流が導通状態からブロックされ
た状態への移行以前にすでに中断されているからであ
る。
短絡の危険があるそのような短時間に同じブランチにあ
るスイッチＳ１のスイッチングオフに続いて起きてはな
らないことは、当業者にとって明らかである。それ故、
期間Ｔ２はこの危険が明確に除外されるようにつり合っ
ているが；他方においては、期間Ｔ２は、Ｓ１からＳ２
への短絡のない移行のために必要な以上には実質的に長
くあるべきでない。期間Ｔ１も同じ方法でつり合わされ
るが；しかしながら、それはまたより短くてよく、その
理由は、スイッチへの電流が導通状態からブロックされ
た状態への移行以前にすでに中断されているからであ
る。
【００３１】図４の（ｄ）は、負荷電流のゼロクロスの
後で、そしてスイッチングパルスｚ４の最初の後縁の後
で、しかし次のＰＷＭパルスの前縁の前におけるスイッ
チング状態を示している。電流のゼロクロスは、電流が
反対の方向を有し、そして今スイッチＳ２とダイオード
Ｄ３を介して流れることを意味している。スイッチＳ４
はスイッチオフされ、これはゼロクロスの後のロスのな
い状態において起こり得る。
後で、そしてスイッチングパルスｚ４の最初の後縁の後
で、しかし次のＰＷＭパルスの前縁の前におけるスイッ
チング状態を示している。電流のゼロクロスは、電流が
反対の方向を有し、そして今スイッチＳ２とダイオード
Ｄ３を介して流れることを意味している。スイッチＳ４
はスイッチオフされ、これはゼロクロスの後のロスのな
い状態において起こり得る。
【００３２】時点ｔｅ--- ｔｈ、それらのスイッチング
状態は図４の（ｅ）--- （ｈ）に示されているが、負荷
上の第２の矩形波電圧パルスｕに関し、第１の矩形波電
圧パルスに関する時点ｔａ--- ｔｄとして、それによっ
て始められた負荷上の電圧の半周期に対してと同じ時間
位置を有する。時点ｔｉ--- ｔｌ（図４の（ｉ）---
（ｌ）に示される）に対しても、同じことが第３の半周
期に関して維持され；最後に、図４の（ｍ）--- （ｐ）
はｕの第４の半分の振動に関して対応する時点における
スイッチング状態を示している。従って、図４の（ｅ）
--- （ｐ）は図４の（ａ）--- （ｄ）のスイッチング状
態とまったく類似のスイッチング状態を示していて、違
いは、各々の半分の振動に対して他のスイッチがハード
またはソフトの方法でスイッチオンまたはオフされるこ
とにある。
状態は図４の（ｅ）--- （ｈ）に示されているが、負荷
上の第２の矩形波電圧パルスｕに関し、第１の矩形波電
圧パルスに関する時点ｔａ--- ｔｄとして、それによっ
て始められた負荷上の電圧の半周期に対してと同じ時間
位置を有する。時点ｔｉ--- ｔｌ（図４の（ｉ）---
（ｌ）に示される）に対しても、同じことが第３の半周
期に関して維持され；最後に、図４の（ｍ）--- （ｐ）
はｕの第４の半分の振動に関して対応する時点における
スイッチング状態を示している。従って、図４の（ｅ）
--- （ｐ）は図４の（ａ）--- （ｄ）のスイッチング状
態とまったく類似のスイッチング状態を示していて、違
いは、各々の半分の振動に対して他のスイッチがハード
またはソフトの方法でスイッチオンまたはオフされるこ
とにある。
【００３３】スイッチＳ３のハードスイッチングオンに
引き続いて、図４の（ｅ）は、図４の（ａ）に対して負
荷上の矩形波電圧が反対の極性を有し、そして負荷を通
して流れる電流が反対の方向を有するということに達す
る。これはハードスイッチオフ動作、この場合にはスイ
ッチＳ２に対しての（図４の（ｆ））が続いて起こり、
そしてそれはソフトスイッチオン動作（Ｓ１，図４の
（ｇ））によって、そしてそれからソフトスイッチオフ
動作（Ｓ３，図４の（ｈ））によって引き継がれる。次
に、対角の対Ｓ１，Ｓ４が、ＤＣ電圧源によるエネルギ
ーの供給がＳ４に対するハードスイッチオフ動作（図４
の（ｊ））によって妨げられるまで、Ｓ４のハードスイ
ッチングオンによって動作させられる（図４の
（ｉ））。これは、ソフトスイッチオン動作（Ｓ３，図
４の（ｋ））およびソフトスイッチオフ動作（Ｓ１，図
４の（ｌ））に引き継がれる。
引き続いて、図４の（ｅ）は、図４の（ａ）に対して負
荷上の矩形波電圧が反対の極性を有し、そして負荷を通
して流れる電流が反対の方向を有するということに達す
る。これはハードスイッチオフ動作、この場合にはスイ
ッチＳ２に対しての（図４の（ｆ））が続いて起こり、
そしてそれはソフトスイッチオン動作（Ｓ１，図４の
（ｇ））によって、そしてそれからソフトスイッチオフ
動作（Ｓ３，図４の（ｈ））によって引き継がれる。次
に、対角の対Ｓ１，Ｓ４が、ＤＣ電圧源によるエネルギ
ーの供給がＳ４に対するハードスイッチオフ動作（図４
の（ｊ））によって妨げられるまで、Ｓ４のハードスイ
ッチングオンによって動作させられる（図４の
（ｉ））。これは、ソフトスイッチオン動作（Ｓ３，図
４の（ｋ））およびソフトスイッチオフ動作（Ｓ１，図
４の（ｌ））に引き継がれる。
【００３４】最後の周期において、Ｓ２のハードスイッ
チングオン（図４の（ｍ））およびＳ３のハードスイッ
チングオフ（図４の（ｎ））の後に、ソフトスイッチオ
ン動作が開始され（Ｓ４，図４の（ｏ））、そして引き
続いてソフトスイッチオフ動作が開始される（Ｓ２，図
４の（ｐ））。引き続いて、Ｓ１は再び閉じられ、その
後図４の（ａ）において開始されたようなスイッチング
の周期が繰り返される。
チングオン（図４の（ｍ））およびＳ３のハードスイッ
チングオフ（図４の（ｎ））の後に、ソフトスイッチオ
ン動作が開始され（Ｓ４，図４の（ｏ））、そして引き
続いてソフトスイッチオフ動作が開始される（Ｓ２，図
４の（ｐ））。引き続いて、Ｓ１は再び閉じられ、その
後図４の（ａ）において開始されたようなスイッチング
の周期が繰り返される。
【００３５】図４の（ａ）から（ｐ）は、こうしてパル
スパターンｚ１--- ｚ４の１周期Ｔ（図３の下に書かれ
ている）内に生じているスイッチング状態を表わしてい
る。この周期は、直列共振回路における交流電圧の２周
期、またはクロック周波数の４周期に相当するフリー・
ホイーリング期間中において、負荷電流は正の供給電圧
リードを介して続けて２度流れ（図４の（ｆ）から
（ｈ）、および（ｊ）から（ｌ））、そして負の供給電
圧リードを介して続けて２度流れる（図４の（ｎ）から
（ｐ）、および（ｂ）から（ｄ））。
スパターンｚ１--- ｚ４の１周期Ｔ（図３の下に書かれ
ている）内に生じているスイッチング状態を表わしてい
る。この周期は、直列共振回路における交流電圧の２周
期、またはクロック周波数の４周期に相当するフリー・
ホイーリング期間中において、負荷電流は正の供給電圧
リードを介して続けて２度流れ（図４の（ｆ）から
（ｈ）、および（ｊ）から（ｌ））、そして負の供給電
圧リードを介して続けて２度流れる（図４の（ｎ）から
（ｐ）、および（ｂ）から（ｄ））。
【００３６】図４の（ａ），（ｅ），（ｉ）および
（ｍ）に示されるスイッチング状態は、次の順序：Ｓ１
−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ２でのスイッチのハードスイッチング
オンによって達成される。この順序はすべての別の周期
において繰り返される。本発明に従ったこの周期的なス
イッチングオンのため、および電圧パルスの後縁から次
の電圧パルスの前縁への移行のために、すべてのスイッ
チが“左右対称的に”ストレスを受け、すなわち、１周
期の間に各スイッチＳ１--- Ｓ４がハードな方法で一
度、およびソフトな方法で一度スイッチオンおよびオフ
される。この場合においては、ハードスイッチングオフ
はまた前の順序に関して逆の周期的である周期的な順
序：Ｓ１−Ｓ２−Ｓ４−Ｓ３において生じる。同様な周
期的な順序はソフトスイッチングオンおよびオフに対し
ても得られる。
（ｍ）に示されるスイッチング状態は、次の順序：Ｓ１
−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ２でのスイッチのハードスイッチング
オンによって達成される。この順序はすべての別の周期
において繰り返される。本発明に従ったこの周期的なス
イッチングオンのため、および電圧パルスの後縁から次
の電圧パルスの前縁への移行のために、すべてのスイッ
チが“左右対称的に”ストレスを受け、すなわち、１周
期の間に各スイッチＳ１--- Ｓ４がハードな方法で一
度、およびソフトな方法で一度スイッチオンおよびオフ
される。この場合においては、ハードスイッチングオフ
はまた前の順序に関して逆の周期的である周期的な順
序：Ｓ１−Ｓ２−Ｓ４−Ｓ３において生じる。同様な周
期的な順序はソフトスイッチングオンおよびオフに対し
ても得られる。
【００３７】この左右対称的なローディング(loading)
にもかかわらず、そこにはまだ差違があり、その理由
は、スイッチＳ２およびＳ３に対してはハードスイッチ
ングオンがソフトスイッチングオフによって最初に引き
継がれるのに対して、スイッチＳ１およびＳ４は電圧パ
ルスに従ってハードな方法で連続的にスイッチオンおよ
びオフされるからである。ストレスに関するこの小さな
差違は、図４の（ｐ）に示されるスイッチング状態に引
き続く周期の間に、ハードスイッチングオンが最初に上
記与えられた順序（Ｓ１−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ２）に起こる
のでなく、逆の周期的な順序Ｓ１−Ｓ２−Ｓ４−Ｓ３で
起こり、その後全体の順序が周期的に繰り返されること
で避けられる。ハードな方法でスイッチオンされるスイ
ッチング部材の順序はそのとき以下：Ｓ１−Ｓ３−Ｓ４
−Ｓ２−Ｓ１−Ｓ２−Ｓ４−Ｓ３のようであり、そして
ハードスイッチングオフの順序はそのとき：Ｓ１−Ｓ２
−Ｓ４−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ２−Ｓ１−Ｓ３である。周期の
持続期間はそのとき図３に示される期間の倍である。
にもかかわらず、そこにはまだ差違があり、その理由
は、スイッチＳ２およびＳ３に対してはハードスイッチ
ングオンがソフトスイッチングオフによって最初に引き
継がれるのに対して、スイッチＳ１およびＳ４は電圧パ
ルスに従ってハードな方法で連続的にスイッチオンおよ
びオフされるからである。ストレスに関するこの小さな
差違は、図４の（ｐ）に示されるスイッチング状態に引
き続く周期の間に、ハードスイッチングオンが最初に上
記与えられた順序（Ｓ１−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ２）に起こる
のでなく、逆の周期的な順序Ｓ１−Ｓ２−Ｓ４−Ｓ３で
起こり、その後全体の順序が周期的に繰り返されること
で避けられる。ハードな方法でスイッチオンされるスイ
ッチング部材の順序はそのとき以下：Ｓ１−Ｓ３−Ｓ４
−Ｓ２−Ｓ１−Ｓ２−Ｓ４−Ｓ３のようであり、そして
ハードスイッチングオフの順序はそのとき：Ｓ１−Ｓ２
−Ｓ４−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ２−Ｓ１−Ｓ３である。周期の
持続期間はそのとき図３に示される期間の倍である。
【００３８】すでに説明したように、電圧ｕのスイッチ
ングオンと電圧−ｕのスイッチングオンの間に、フリー
・ホイーリングは常にダイオードとトランジスタを介し
て負荷の両端間に生じている。負荷電流が上方を経由し
て流れる期間のフリー・ホイーリングのとき正の供給リ
ードが記号“＋”で表され、下方を経由するフリー・ホ
イーリングのとき負の供給リードが記号“−”で表わさ
れ、本発明にとって本質的であるパルスパターンはまた
フリー・ホイーリングの順序によって特徴づけられる。
図４の（ａ）から（ｐ）に示されるスイッチング状態に
対しては、そのとき次：−＋＋−を維持し、同様に、周
期的および逆の周期的スイッチング順序を有するバージ
ョンに対しては−＋＋−＋＋−−が維持される。
ングオンと電圧−ｕのスイッチングオンの間に、フリー
・ホイーリングは常にダイオードとトランジスタを介し
て負荷の両端間に生じている。負荷電流が上方を経由し
て流れる期間のフリー・ホイーリングのとき正の供給リ
ードが記号“＋”で表され、下方を経由するフリー・ホ
イーリングのとき負の供給リードが記号“−”で表わさ
れ、本発明にとって本質的であるパルスパターンはまた
フリー・ホイーリングの順序によって特徴づけられる。
図４の（ａ）から（ｐ）に示されるスイッチング状態に
対しては、そのとき次：−＋＋−を維持し、同様に、周
期的および逆の周期的スイッチング順序を有するバージ
ョンに対しては−＋＋−＋＋−−が維持される。
【図１】本発明が使用されるＸ線発生装置の制御回路の
ブロック線図を示している。
ブロック線図を示している。
【図２】その中での使用に適しているインバータを示し
ている。
ている。
【図３】種々の信号の時間内における変化を示してい
る。
る。
【図４】種々の時点におけるインバータのスイッチのス
イッチング状態を示している。
イッチング状態を示している。
１ インバータ（直列共振インバータ） ２ ＤＣ電圧源 ３ Ｘ線源（Ｘ線管） ４ 高電圧測定用分圧器 ５ 制御器 ６ パルス幅変調器 ７ クロック発生器 ８ パルス回路 ９ 論理回路 １１ コンデンサ １２ １次巻線 １３ 高電圧変圧器 Ｒ 参照値 ＰＷＭ，Ｐ１，Ｐ２ 矩形波信号（矩形波パルス） Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ トランジスタ Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ ダイオード Ｃ コンデンサ ｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ４ スイッチ信号（スイッチング
パルス）
パルス）
Claims (7)
- 【請求項１】 ＤＣ電圧源に接続され、そして各々が少
なくとも１個のスイッチ（Ｓ１・・・Ｓ４）と逆平行接
続されたダイオード（Ｄ１・・・Ｄ４）を含んでいる２
個の直列接続されたスイッチング部材を各々が含んでい
る２個の並列のスイッチングブランチを有し、１個のス
イッチングブランチのスイッチング部材は各時間におい
て他のスイッチングブランチのスイッチング部材ととも
に対角の対を構成し、所与の極性を有する負荷が、その
負荷上の電圧が一つの極性から他への交替に依存して一
時的に零になり、前記対角の対を介してＤＣ電圧源に接
続可能であるようなインバータ（１）と、またスイッチ
ング部材が連続的にスイッチオンおよびオフであるよう
にスイッチを開放および閉成するための制御回路（９）
とを含んでなる回路配置において、制御回路（９）は、
すべてのスイッチング部材がそれらのそれぞれ対角の対
における第２のスイッチング部材として連続的にスイッ
チオンされる（例えば、Ｓ１−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ２）か、
またはすべてのスイッチング部材がそれらの対角の対に
おける第２のスイッチング部材としてスイッチオフされ
る（Ｓ１−Ｓ２−Ｓ４−Ｓ３）ように構成されているこ
とを特徴とするインバータと制御回路とを含んでなる回
路配置。 - 【請求項２】 請求項１記載の回路配置において、制御
回路（９）は、以下のスイッチング周期が対角の対の両
方のスイッチング部材（例えば、Ｓ１，Ｓ４）のスイッ
チングオン後に生じるように構成されている： ａ）関連した対角の対の第１のスイッチング部材（例え
ば、Ｓ１）の開放、 ｂ）他の対角の対（Ｓ２，Ｓ３）の直列接続されたスイ
ッチング部材（Ｓ２）の閉成、 ｃ）第１の対角の対（Ｓ１，Ｓ４）の第２のスイッチン
グ部材（Ｓ４）の開放、 ｄ）他の対角の対の直列接続されたスイッチング部材
（Ｓ３）の閉成 ことを特徴とするインバータと制御回路とを含んでなる
回路配置。 - 【請求項３】 請求項１記載の回路配置において、イン
バータ（１）は直列共振インバータとして構成されてい
ることを特徴とするインバータと制御回路とを含んでな
る回路配置。 - 【請求項４】 請求項１記載の回路配置において、それ
は２個の対角の対（Ｓ１，Ｓ４；Ｓ２，Ｓ３）のスイッ
チング期間を制御するためのパルス幅変調器（６）を含
んでいることを特徴とするインバータと制御回路とを含
んでなる回路配置。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項記載の回
路配置において、それは、 −前縁が対角の対において最後にスイッチされるスイッ
チング部材のスイッチングオフを決定する、第１の周期
的でそしてパルス成形された信号（Ｐ１）を発生させる
ための手段（６）と、 −前縁が第１の信号の後縁に比較して時間の有限の期間
（Ｔ１）遅れていて、そして他の対角の対において最初
にスイッチオンされるスイッチング部材のスイッチング
オンを決定し、その後縁はこの対角の対において最初に
スイッチオフされるスイッチング部材のスイッチングオ
フを決定する、第２の周期的でそしてパルス成形された
信号（ＰＷＭ）を発生させるための手段（６）と、 −後縁が第２の信号（ＰＷＭ）の後縁と比較して時間の
有限の期間（Ｔ２）遅れていて、そして１個の対角の対
において最初にスイッチオンされるスイッチング部材の
スイッチグオンを決定する、第３の周期的な信号（Ｐ
２）を発生させるための手段（６，８）とを含んでいる
ことを特徴とするインバータと制御回路とを含んでなる
回路配置。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項記載の回
路配置において、それはＸ線管（３）用の高電圧を発生
させるためのＸ線発生装置に使用されることを特徴とす
るインバータと制御回路とを含んでなる回路配置。 - 【請求項７】 請求項１記載の回路配置において、スイ
ッチング部材のハードスイッチングオンは最初周期的な
順序（例えば、Ｓ１−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ２）で起り、そし
て次に、スイッチングのシーケンスが周期的に繰り返さ
れる前に逆の周期的な順序（Ｓ１−Ｓ２−Ｓ４−Ｓ３）
で起ることを特徴とするインバータと制御回路とを含ん
でなる回路配置。
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