JPH10312893A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電灯の予熱、始動のための動作周波数制御
や、負荷電流変動に対応した動作周波数制御を行う自励
式インバータ装置を低コストで提供すること。 【解決手段】 高周波変換手段の出力スイッチング素子
であるトランジスタ３の負荷電流を入力とする電流トラ
ンス８’を用いて駆動する駆動回路を備えた自励式イン
バータ回路において、そのトランジスタ３の駆動回路は
温度依存可変抵抗素子であるサーミスタ１３を有するの
で、自己発熱の増減や周囲温度の変動等による温度変化
によりサーミスタ１３の抵抗値が変化し、電流トランス
８’の１次巻線側の電流（負荷電流）位相と比較した２
次巻線側の電流の位相や大きさが変わるため、トランジ
スタ３のタイミングが変わり、その結果、特別な制御回
路なしでインバータ装置の動作周波数を変化させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、放電灯を点灯さ
せる自励式インバータ装置、特にその自励発振周波数を
温度依存可変抵抗素子を使用して、その周囲温度や自己
発熱による温度変化で自動的に動作周波数を遷移させる
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は例えば特開平６−２６７６８６
号公報に示された従来のハーフブリッジ型自励式のイン
バータ装置の回路図である。図において、直流電源１を
入力とする自励式インバータ回路をトランジスタ２・
３、ダイオード２０・２１、駆動用の電流トランス８及
びコンデンサ４にて構成し、トランジスタ２・３の駆動
回路を電流トランス８の２次巻線、抵抗１４・１５、コ
ンデンサ１６及び可変抵抗１７で構成し、負荷回路をチ
ョークコイル７、コンデンサ６及び放電灯５よりなる共
振回路にて構成し、起動回路を抵抗９、コンデンサ１０
及び電圧感応素子１１で構成している。

【０００３】次に、従来のハーフブリッジ型自励式のイ
ンバータ装置の動作について説明する。直流電源１を投
入すると、起動回路において抵抗９を介してコンデンサ
１０が充電され、その充電電圧が電圧感応素子１１のブ
レークオーバー電圧に達するとローサイド側のトランジ
スタ３のベース〜エミッタを介して放電が開始され、ト
ランジスタ３を導通させる。これにより自励式インバー
タ回路が動作を開始し、直流電源１→コンデンサ４→放
電灯５（放電灯５フィラメントーコンデンサ６→放電灯
５フィラメント）→チョークコイル７→電流トランス８
のｎ１→トランジスタ３→直流電源１の経路で電流が流
れ、コンデンサ４を充電する。この電流は電流トランス
８の１次巻線ｎ１を流れるから、２個の２次巻線ｎ
２’、ｎ２に電圧を誘起し電流を流す。２次巻線ｎ２に
流れる誘起電流は、始めはトランジスタ３の導通状態を
維持する極性（トランジスタ３のべ一ス端子に流れ込む
方向）へ流れる。そのとき、この誘起電流はコンデンサ
１６と可変抵抗１７を分流して流れ、コンデンサ１６の
電流トランス側に負の電荷が蓄積する。

【０００４】その後、コンデンサ４を充電しようとする
電流は増加するが、充電が進むにつれてその増加は鈍
り、やがて減少に転じる。このとき、電流トランス８の
２次巻線に誘起する電圧も反転し、トランジスタ３をオ
フし、トランジスタ２をオンさせるように動作する。こ
のとき、コンデンサ１６の蓄積電荷もトランジスタ３を
オフさせるように、ベース端子に負電圧を加える方向に
働く。このコンデンサ１６の蓄積電荷の大きさは、並列
に接続されている可変抵抗１７の値により変化し、抵抗
値が大きいと蓄積電荷も大きくなり、従って速くトラン
ジスタ３をオフするため、インバータの動作周波数は高
くなる。逆に、可変抵抗１７の抵抗値が小さいとコンデ
ンサ１６の蓄積電荷も小さくなるため、トランジスタ３
をオフするタイミングは速まらず、インバータの動作周
波数は低くなる。

【０００５】この方式でインバータの動作周波数を変化
させるためには、何らかの方法で可変抵抗１７の抵抗値
を変化させる必要がある。実際に、放電灯５の予熱・始
動のための動作周波数制御や、負荷異常等により発生す
る過大な電圧・電流からインバータ装置を保護するため
にその動作周波数を変化させるものとして、図１１に示
す従来のもう一つのハーフブリッジ型自励式のインバー
タ装置がある。このインバータ装置は、コンデンサ１６
と並列に抵抗１８とスイッチ１９を接続し、そのスイッ
チ１９をタイマ機能や電圧・電流検出機能を備えた制御
回路２２がオン・オフ制御することにより、コンデンサ
１６の並列抵抗値を変化させるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
インバータ装置は、その動作周波数を自動的に変化させ
ることができないか、或いは自動的に変化させることが
できるときにはそのための制御回路が必要になり、高価
になってしまう問題点があった。本発明は上記の問題点
を解決するためになされたもので、複雑な制御回路なし
に、動作周波数を自動的に変化させることができる自励
式インバータ装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手投】この発明の請求項１のイ
ンバータ装置は、直流電源と、直流電源の直流電圧をス
イッチングにより高周波電圧に変換する少なくとも１つ
の出力スイッチング素子を有する高周波変換手段と、高
周波変換手段の高周波電圧が印加されるチョークコイ
ル、コンデンサ及び放電灯よりなる共振負荷回路と、共
振負荷回路の負荷電流を入力とする電流トランスを用い
て出力スイッチング素子を駆動する駆動回路とを備えた
自励式のインバータ装置において、前記駆動回路は出力
スイッチング素子の制御端子に接続される温度依存可変
抵抗素子を有するものである。

【０００８】この発明の請求項２のインバータ装置は、
直流電源と、直流電源の直流電圧をスイッチングにより
高周波電圧に変換する少なくとも１つの出力スイッチン
グ素子を有する高周波変換手段と、高周波変換手段の高
周波電圧が印加されるチョークコイル、コンデンサ及び
放電灯よりなる共振負荷回路と、共振負荷回路の負荷電
流を入力とする電流トランスを用いて出力スイッチング
素子を駆動する駆動回路とを備えた自励式のインバータ
装置において、前記駆動回路は前記電流トランスの２次
巻線と前記出力スイッチング素子の制御端子に接続され
る温度依存可変抵抗素子との直列回路を有するものであ
る。

【０００９】この発明の請求項３のインバータ装置は、
直流電源と、直流電源の直流電圧をスイッチングにより
高周波電圧に変換する少なくとも１つの出力スイッチン
グ素子を有する高周波変換手段と、高周波変換手段の高
周波電圧が印加されるチョークコイル、コンデンサ及び
放電灯よりなる共振負荷回路と、共振負荷回路の負荷電
流を入力とする電流トランスを用いて出力スイッチング
素子を駆動する駆動回路とを備えた自励式のインバータ
装置において、前記駆動回路は前記電流トランスの２次
巻線と、その２次巻線と直列に接続され、周波数設定用
コンデンサ及び温度依存可変抵抗素子の並列回路とを有
するものである。

【００１０】この発明の請求項４のインバータ装置は、
直流電源と、直流電源の直流電圧をスイッチングにより
高周波電圧に変換する互いに直列接続された一対の出力
スイッチング素子から成る高周波変換手段と、高周波変
換手段の高周波電圧が印加されるチョークコイル、コン
デンサ及び放電灯よりなる共振負荷回路と、共振負荷回
路の負荷電流を入力とする電流トランスを用いて出力ス
イッチング素子を駆動する駆動回路とを備えた自励式の
インバータ装置において、前記駆動回路は前記電流トラ
ンスに付加された補助巻線と、その補助巻線に接続され
た温度依存可変抵抗素子とを有するものである。

【００１１】この発明の請求項５のインバータ装置にお
ける高周波変換手段がコイル及びコンデンサの並列回路
とその並列回路に直列に接続された出力スイッチング素
子とからなる一石共振回路で構成され、その一石共振回
路のスイッチング素子の駆動回路は温度依存可変抵抗素
子を有するものである。

【００１２】この発明の請求項６のインバータ装置にお
ける高周波変換手段が互いに直列接続された１対の出力
スイッチング素子とからなるハーフブリッジ型インバー
タ回路で構成され、そのインバータ回路の出力スイッチ
ング素子の少なくとも一方の駆動回路は温度依存可変抵
抗素子を有するものである。

【００１３】この発明の請求項７のインバータ装置にお
ける駆動回路に使用する温度依存可変抵抗素子はＮＴＣ
サーミスタである。

【００１４】この発明の請求項８のインバータ装置にお
ける駆動回路に使用する温度依存可変抵抗素子はＰＴＣ
サーミスタである。

【００１５】この発明の請求項９のインバータ装置にお
ける駆動回路に使用する温度依存可変抵抗素子を出力ス
イッチング素子と熱結合させたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１のインバ
ータ装置を示す回路図、図２は同インバータ装置の駆動
回路部分を示す回路図、図３は同インバータ装置の駆動
電流の位相と波形を示す図である。図１において、従来
例と同一の構成は同一符号を付して重複した構成の説明
を省略する。コイル２３と共振コンデンサ２４の並列回
路と直列に、出力スイッチング素子であるトランジスタ
３とダイオード２１が並列に接続され、高周波変換手投
として一石共振回路を構成している。

【００１７】８’は放電灯５、コンデンサ６及びチョー
クコイル７より構成される負荷回路を流れる電流を入力
としてトランジスタ３を駆動する駆動用の電流トランス
であり、１３はその電流トランス８’の２次巻線と接続
され、トランジスタ３のベース電流の大きさや位相を変
化させる温度依存可変抵抗体であるサーミスタである。
ここで、サーミスタ１３は周囲温度や自己発熱による温
度変化により、その抵抗値が変化する。この抵抗値が変
化することにより、電流トランス８’の２次巻線に流れ
る誘起電流（トランジスタ３のベース端子→抵抗１５→
サーミスタ１３→電流トランス８’の２次巻線ｎ２）の
位相が変わり、その結果、トランジスタ３をオン→オフ
するタイミングが変わり、動作周波数が変化する。

【００１８】電流トランスの２次電流の位相が、その２
次電流回路に接続される負荷抵抗でどのように変わるか
を、図２及び図３を用いて説明する。図２は、図１にお
ける電流トランス８’の１次巻線ｎ１と、トランジスタ
３の駆動回路を構成する２次巻線ｎ２、及び２次側のベ
ース抵抗１５（ｒ）とサーミスタ１３（Ｒｔ）を抜き出
したものであり、図３の（ａ）はその２次電流Ｉ₂ の位
相を示し、図３の（ｂ）はその電流波形を示している。
１次電流Ｉ₁ と２次電流Ｉ₂ の位相は、電流トランス
８’の励磁電流≒０とすると、２次電流回路の負荷抵抗
Ｒ（＝ｒ＋Ｒｔ）＝０で同位相になり、負荷抵抗Ｒが大
きくなるほど１次電流（負荷電流）と比較して２次電流
（駆動電流）の位相は進む（最大９０度まで）ことにな
る。

【００１９】図３において、２次電流回路の負荷抵抗Ｒ
が０、ｒｌ、ｒ２（０＜ｒ１＜ｒ２）の場合の２次電流
Ｉ₂ を、３１、３２、３３で示す。３１の２次電流の位
相は１次電流の位相と同位相である。このように電流ト
ランス８’の２次側の抵抗値が大きい方が２次電流
Ｉ₂ 、即ちトランジスタ３のスイッチングを駆動するべ
一ス電流の位相が進むことになり、その結果、早いタイ
ミングでトランジスタ３をスイッチングするので、イン
バータ装置は高い周波数で動作することになる。このよ
うに２次電流回路、即ちトランジスタ３の駆動回路の負
荷抵抗の値によりインバータ装置の動作周波数が変わる
ため、駆動回路の負荷抵抗として温度依存可変抵抗素子
であるサーミスタ１３を用いることで、その自己発熱や
周囲温度変動によるサーミスタ１３の温度変化とその結
果の抵抗値変化に応じて、その動作周波数を自動的に変
化させることができる。

【００２０】例えば、電源を投入して動作を開始する
と、温度依存可変抵抗素子であるサーミスタ１３はその
自己発熱等による温度上昇が発生することにより抵抗値
が変化し、起動時の動作周波数から定常動作時の動作周
波数へ自動的にスイープさせることができる。ここで温
度依存可変抵抗素子として、温度上昇によりその抵抗値
が小さくなるＮＴＣサーミスタを使用すれば、起動時の
高い動作周波数から定常動作時の動作周波数に次第に周
波数を下げることができる。

【００２１】また、インバータ装置の負荷等の変動に対
するインバータ装置の動作周波数の自動調節にも利用で
きる。インバータ装置の負荷が変動して電流トランス
８’の１次電流Ｉ₁ の大きくなると誘起される２次電流
Ｉ₂ も大きくなり、温度依存家変抵抗素子の自己発熱量
も増加してその温度が上昇することになり、その抵抗値
が変化してインバータの動作周波数が変化する。この場
合のインバータ装置の動作は、温度依存抵抗素子として
温度上昇によりその抵抗値が小さくなるＮＴＣサーミス
タを使用すれば周波数が下がり、温度上昇によりその抵
抗値が大きくなるＰＴＣサーミスタを使用すれば周波数
を上げることができる。

【００２２】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２のインバータ装置を示す回路図である。この実施の
形態は、高周波変換手段として互いに直列に接続された
一対のトランジスタ２・３を有するハーフブリッジ型イ
ンバータ回路を備えている。そのトランジスタ２・３の
べ一ス端子に接続される駆動回路に、べ一ス抵抗１４・
１５と直列に電流トランス８の２次巻線ｎ２’・ｎ２と
温度依存可変抵抗体であるサーミスタ１２・１３を接続
している。

【００２３】このサーミスタ１２・１３の抵抗値が周囲
温度や自己発熱による温度変化により変化することで、
電流トランス８の２次巻線に流れる誘起電流（トランジ
スタ２のベース端子→抵抗１４→サーミスタ１２→電流
トランス８の２次巻線ｎ２’及びトランジスタ３のべ一
ス端子→抵抗１５→サーミスタ１３→電流トランス８の
２次巻線ｎ２）の位相が変わる。その結果、トランジス
タ２・３をオン→オフするタイミングが変わり、動作周
波数が変化する。電流トランス８の２次電流Ｉ₂ の位相
が、その２次電流回路に接続される負荷抵抗でどのよう
に変わるかについては、実施の形態１で図２および図３
を用いて説明したのと同様である。

【００２４】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形
態３のインバータ装置を示す回路図である。この実施の
形態は、コイル２３と共振コンデンサ２４の並列回路と
直列に、出力スイッチング素子であるトランジスタ３と
ダイオード２１が並列に接続され、高周波変換手段であ
る一石共振回路のトランジスタ３のベース端子に、ベー
ス抵抗１５と電流トランス８の２次巻線ｎ２と直列に、
コンデンサ１６とサーミスタ１３の並列回路を接続して
いる。

【００２５】温度変化によりサーミスタ１３の抵抗値が
大きくなると、トランジスタ３がオンのときに流れるベ
ース電流によりコンデンサ１６に蓄積する電荷が大きく
なり、トランジスタ３をオフするタイミングが早まるの
でインバータ装置の動作周波数は高まる。また、サーミ
スタ１３の抵抗値が小さくなると、トランジスタ３がコ
ンデンサ１６に蓄積する電荷が小さくなり、トランジス
タ３をオフするタイミングが遅くなるのでインバータの
動作周波数は低くなる。この実施の形態において、サー
ミスタ１３の抵抗値は、起動時のその周囲温度で決まる
抵抗値から定常動作時の自己発熱等で決まる抵抗値に変
化する。その結果、インバータ装置の動作周波数も起動
時周波数から定常動作周波数へ自動的に遷移する。ま
た、インバータ装置の負荷等の変動により、負荷回路に
流れる電流、すなわち電流トランス８の１次巻線に流れ
る電流が変動すると２次巻線電流も変動し、サーミスタ
１３に流れる電流も変動する。その結果、サーミスタ１
３の抵抗値が変わって自動的に動作周波数を調整するこ
とになる。

【００２６】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形
態４のインバータ装置を示す回路図である。この実施の
形態は、高周波変換手段として互いに直列に接続された
一対のトランジスタ２・３を有するハーフブリッジ型イ
ンバータ回路を備えており、図１０の従来のインバータ
装置における駆動回路の可変抵抗１７を温度依存可変抵
抗素子であるサーミスタ１３に代えたものである。この
実施の形態においても、サーミスタ１３の抵抗値は、起
動時のその周囲温度で決まる抵抗値から、定常動作時の
自己発熱等で決まる抵抗値に変化する。その結果、イン
バータ装置の動作周波数も起動時周波数から定常動作周
波数へ自動的に遷移する。また、インバータ装置の負荷
等の変動により、負荷回路に流れる電流、すなわち電流
トランス８の１次巻線に流れる電流が変動すると２次巻
線電流も変動し、サーミスタ１３に流れる電流も変動す
る。その結果、サーミスタ１３の抵抗値が変わって自動
的に動作周波数を調整することになる。

【００２７】実施の形態５．図７はこの発明の実施の形
態５のインバータ装置を示す回路図である。この実施の
形態は、高周波変換手段として互いに直列に接続された
一対のトランジスタ２・３を有するハーフブリッジ型イ
ンバータ回路を備えている。そのトランジスタ２・３の
ベース端子に接続する駆動回路に温度依存可変抵抗素子
を使用するものではなく、電流トランス８’に補助巻線
ｎ３を設け、その補助巻線回路に温度依存可変抵抗素子
であるサーミスタ２５を接続したものである。

【００２８】補助巻線ｎ３に接続する抵抗値が大きくな
ると、電流トランスの２次巻線側ｎ２’・ｎ２（スイッ
チング素子駆動回路側）に発生する電流位相（１次電流
に対する）の進みは大きくなり、またその電流値も大き
くなるため、トランジスタ２・３のスイッチングタイミ
ングが早まり、インバータ装置の動作周波数が高くな
る。逆に、補助巻線ｎ３に接続する抵抗値が小さくなる
と、電流トランス８の２次巻線側ｎ２’・ｎ２（スイッ
チング素子駆動回路側）に発生する電流位相（１次電流
に対する）の進みは小さくなり、またその電流値も小さ
くなるため、トランジスタ２・３のスイッチングタイミ
ングが遅くなり、動作周波数が低くなる。従って、サー
ミスタ２５にＰＴＣサーミスタを使用すれば、自己発熱
や周囲温度上昇に応じて動作周波数を低い周波数から高
い周波数に自動的に変化させることができ、ＮＴＣサー
ミスタを使用すればその自己発熱や周囲温度上昇に応じ
て動作周波数を高い周波数から低い周波数に自動的に変
化させることができる。

【００２９】なお、この実施の形態では、補助巻線ｎ３
に温度依存可変抵抗素子のみを接続したが、温度依存可
変抵抗素子に加えて種々の固定インピーダンス素子を並
列或いは直列に接続する構成とし、補助巻線に流れる電
流の大きさと位相を調整することにより、自己発熱や周
囲温度変化に応じた動作周波数の遷移を色々なパターン
に設定することができる。

【００３０】実施の形態６．図８はこの発明の実施の形
態６のインバータ装置を示す回路図である。この実施の
形態は、高周波変換手段として互いに直列に接続された
一対のトランジスタ２・３を有するハーフブリッジ型イ
ンバータ回路を備えている。そのトランジスタ２・３と
駆動回路に使用する温度依存抵抗素子であるサーミスタ
１３を熱結合したものである。基本的な動作については
実施の形態１と同様である。ただし、サーミスタ１３は
トランジスタ２・３の発熱（すなわち損失）による影響
を受けて抵抗値が変わり、インバータ装置の動作周波数
を変化させる。インバータ装置は電源電圧変動や負荷変
動によりトランジスタ２・３に流れる電流が変化し、そ
の損失が増大し過度に発熱して破壊することがあるが、
温度が上昇するとトランジスタ２・３における損失が減
る動作周波数に変化するようにサーミスタの特性を選定
することにより、負荷変動等によるトランジスタの発熱
故障を防止するインバータ装置を得ることができる。

【００３１】図９は同インバータ装置の出力スイッチン
グ素子と温度依存抵抗素子の熱結合の例を示す図であ
る。図において、サーミスタ１３と２個のトランジスタ
２・３を１つの放熱フイン２５上に置くことにより熱結
合したものである。トランジスタ２・３の発熱による温
度変化でサーミスタ１３の抵抗値が変わり、トランジス
タ２・３の発熱を抑制するようにインバータ装置の動作
周波数を変化させるような特性のサーミスタを選定して
構成する。なお、この実施の形態では、直列に接続した
スイッチング素子２個の両方と熱結合した例を示した
が、いずれか一方のスイッチング素子と熱結合するよう
に構成してもよい。

【００３２】

【発明の効果】この発明の請求項１によれば、共振負荷
回路の負荷電流を入力とする電流トランスを用いて出力
スイッチング素子を駆動する駆動回路を備えた自励式イ
ンバータ回路において、そのスイッチング素子の駆動回
路は温度依存可変抵抗素子を有するので、自己発熱の増
減や周囲温度の変動等による温度変化により温度依存可
変抵抗素子の抵抗値が変化し、電流トランスの１次巻線
側の電流（負荷電流）位相と比較した２次巻線側の電流
の位相や大きさが変わるため、出力スイッチング素子の
スイッチングのタイミングが変わり、その結果、特別な
制御回路なしでインバータの動作周波数を変化させるこ
とができるため、放電灯の予熱・点灯周波数制御や、過
電流等の異常に対する保護動作を、複雑な制御回路なし
で実現することができる効果がある。

【００３３】この発明の請求項２によれば、共振負荷回
路の負荷電流を入力とする電流トランスを用いて出力ス
イッチング素子を駆動する駆動回路を備えた自励式イン
バータ回路において、そのスイッチング素子の駆動回路
は電流トランスの２次巻線と出力スイッチング素子の制
御端子に接続される温度依存可変抵抗素子との直列回路
を有するので、自己発熱の増減や周囲温度の変動等によ
る温度変化により温度依存可変抵抗素子の抵抗値が大き
くなると、電流トランスの１次巻線側の電流（負荷電
流）位相と比較した２次巻線側の電流位相の進みが大き
くなり、その結果インバータの動作周波数が高くなり、
逆にその抵抗値が小さくなると、２次巻線側の電流位相
の進みが小さくなり、その結果インバータの動作周波数
が低くなるため、特別な制御回路なしで始動時動作周波
数から定常時動作周波数への動作周波数遷移をさせた
り、負荷変動等による回路電流変化に伴う自己発熱の変
動に対応して自動的に動作周波数を変化させることがで
きる効果がある。

【００３４】この発明の請求項３によれば、共振負荷回
路の負荷電流を入力とする電流トランスを用いて出力ス
イッチング素子を駆動する駆動回路を備えた自励式イン
バータ回路において、そのスイッチング素子の駆動回路
は電流トランスの２次巻線と、その２次巻線と直列に接
続され、周波数設定用コンデンサ及び温度依存可変抵抗
素子の並列回路とを有するので、自己発熱の増減や周囲
温度の変動等による温度変化により温度依存可変抵抗素
子の抵抗値が大きくなると、その素子と並列に接続され
るコンデンサの蓄積電荷が大きくなり、スイッチング素
子をオフするタイミングを早めるので、インバータの動
作周波数が高くなり、逆にその抵抗値が小さくなると、
その素子と並列に接続されるコンデンサの蓄積電荷が小
さくなり、スイッチング素子をオフするタイミングを遅
くなるので、インバータの動作周波数が低くなるため、
特別な制御回路なしで始動時動作周波数から定常時動作
周波数への動作周波数遷移をさせたり、負荷変動等によ
る回路電流変化に伴う自己発熱の変動に対応して、自動
的に動作周波数を変化させることができる効果がある。

【００３５】この発明の請求項４によれば、共振負荷回
路の負荷電流を入力とする電流トランスを用いて出力ス
イッチング素子を駆動する駆動回路を備えた自励式イン
バータ回路において、そのスイッチング素子の駆動回路
は電流トランスに付加された補助巻線と、その補助巻線
に接続された温度依存可変抵抗素子とを有するので、自
己発熱の増減や周囲温度の変動等による温度変化により
抵抗値が大きくなると、電流トランスの補助巻線に流れ
る電流を減少させ、２次巻線側（スイッチング素子駆動
回路側）に流れる電流を増加させる共に１次巻線電流
（負荷電流）に対する位相進みも大きくし、スイッチン
グ素子をオフ・オンするタイミングを早めてインバータ
の動作周波数を高くし、逆にその抵抗値が小さくなる
と、補助巻線に流れる電流を増大させるために、２次巻
線側に流れる電流を減少させると共にその位相進みも小
さくし、スイッチング素子をオフ・オンするタイミング
を遅くしてインバータの動作周波数を低くするため、特
別な制御回路なしで始動時動作周波数から定常時動作周
波数への動作周波数遷移をさせたり、負荷変動等による
回路電流変化に伴う自己発熱の変動に対応して、自動的
に動作周波数を変化させることができる効果がある。

【００３６】この発明の請求項５によれば、高周波変換
手段がコイル及びコンデンサの並列回路と、その並列回
路に直列に接続された出力スイッチング素子とからなる
一石共振回路で構成され、その一石共振回路の出力スイ
ッチング素子の駆動回路は温度依存可変抵抗素子を有す
るので、自己発熱の増減や周囲温度の変動等による温度
変化により抵抗値が変化し、電流トランスの１次巻線側
の電流（負荷電流）位相と比較した２次巻線側の電流の
位相や大きさを変えるため、一石共振回路の出力スイッ
チング素子のスイッチングのタイミングが変わり、その
結果、特別な制御回路なしでインバータの動作周波数を
変えることができるため、放電灯の予熱・点灯周波数制
御や、過電流等の異常に対する保護動作を、複雑な制御
回路なしで実現することができる効果がある。

【００３７】この発明の請求項６によれば、高周波変換
手段が互いに直列接続された一対の出力スイッチング素
子とからなるハーフブリッジ型インバータ回路で構成さ
れ、そのインバータ回路の出力スイッチング素子の少な
くとも一方の駆動回路は温度依存可変抵抗素子を有する
ので、自己発熱の増減や周囲温度の変動等による温度変
化により抵抗値が変化し、電流トランスの１次巻線側の
電流（負荷電流）位相と比較した２次巻線側の電流の位
相や大きさを変えるため、駆動回路内に温度依存可変抵
抗素子が接続されたハーフブリッジ型インバータ回路の
出力スイッチング素子のスイッチングのタイミングが変
わり、その結果、特別な制御回路なしでインバータの動
作周波数を変化させることができるため、放電灯の予熱
・転倒周波数の制御や、過電流等の異常に対する保護動
作を、複雑な制御回路なしで実現することができる効果
がある。

【００３８】この発明の請求項７によれば、その温度変
動によりインバータ装置の動作周波数を変化させる温度
依存可変抵抗素子がＮＴＣサーミスタであることによ
り、自己発熱の増減や周囲温度の変動等によりその温度
が上昇するとその抵抗値が小さくなり、インバータ装置
の動作周波数を元の抵抗値における周波数から、小さく
なった抵抗値における周波数に変化させ、逆にＮＴＣサ
ーミスタの温度が下降するとその抵抗値が大きくなり、
インバータの動作周波数を元の抵抗値における周波数か
ら大きくなった抵抗値の周波数に変化させるため、イン
バータ装置の動作周波数を自動的に変化させることがで
きる効果がある。

【００３９】この発明の請求項８によれば、その温度変
動によりインバータ装置の動作周波数を変化させる温度
依存可変抵抗素子がＰＴＣサーミスタであることによ
り、自己発熱の増減や周囲温度の変動等によりその温度
が上昇するとその抵抗値が大きくなり、インバータ装置
の動作周波数を元の抵抗値における周波数から、大きく
なった抵抗値における周波数に変化させる。逆にＰＴＣ
サーミスタの温度が下降するとその抵抗値が小さくな
り、インバータの動作周波数を元の抵抗値における周波
数から小さくなった抵抗値の周波数に変化させるため、
インバータ装置の動作周波数を自動的に変化させること
ができる効果がある。

【００４０】この発明の請求項９によれば、温度変動に
よりインバータ装置の動作周波数を変化させる温度依存
可変抵抗素子を出力スイッチング素子と熱結合させたの
で、熱結合した出力スイッチング素子の発熱量に応じて
温度依存可変抵抗素子の温度が変動し、その抵抗値が変
化することによりインバータ装置の動作周波数を変化さ
せ、出力スイッチング素子の発熱量に応じた動作周波数
に自動的に変化させることができるため、出力スイッチ
ング素子の発熱量に応じてインバータ装置が故障しな
い、安全な動作周波数に変化させるようにすることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１のインバータ装置を
示す回路図である。

【図２】 同インバータ装置の駆動回路部分を示す回路
図である。

【図３】 同インバータ装置の駆動電流の位相と波形を
示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態２のインバータ装置を
示す回路図である。

【図５】 この発明の実施の形態３のインバータ装置を
示す回路図である。

【図６】 この発明の実施の形態４のインバータ装置を
示す回路図である。

【図７】 この発明の実施の形態５のインバータ装置を
示す回路図である。

【図８】 この発明の実施の形態６のインバータ装置を
示す回路図である。

【図９】 同インバータ装置の出力スイッチング素子と
温度依存抵抗素子の熱結合の例を示す図である。

【図１０】 従来のインバータ装置を示す回路図であ
る。

【図１１】 従来のもう一つのインバータ装置を示す回
路図である。

【符号の説明】

１ 直流電源、３ トランジスタ、５ 放電灯、６ コ
ンデンサ、７ チョークコイル、８’ 電流トランス、
１３ サーミスタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 浩治 神奈川県鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱 電機照明株式会社内 (72)発明者 小林 徹也 神奈川県鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱 電機照明株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源と、直流電源の直流電圧をスイ
   ッチングにより高周波電圧に変換する少なくとも１つの
   出力スイッチング素子を有する高周波変換手段と、高周
   波変換手段の高周波電圧が印加されるチョークコイル、
   コンデンサ及び放電灯よりなる共振負荷回路と、共振負
   荷回路の負荷電流を入力とする電流トランスを用いて出
   力スイッチング素子を駆動する駆動回路とを備えた自励
   式のインバータ装置において、 前記駆動回路は出力スイッチング素子の制御端子に接続
   される温度依存可変抵抗素子を有することを特徴とする
   インバータ装置。
2. 【請求項２】 直流電源と、直流電源の直流電圧をスイ
   ッチングにより高周波電圧に変換する少なくとも１つの
   出力スイッチング素子を有する高周波変換手段と、高周
   波変換手段の高周波電圧が印加されるチョークコイル、
   コンデンサ及び放電灯よりなる共振負荷回路と、共振負
   荷回路の負荷電流を入力とする電流トランスを用いて出
   力スイッチング素子を駆動する駆動回路とを備えた自励
   式のインバータ装置において、 前記駆動回路は前記電流トランスの２次巻線と前記出力
   スイッチング素子の制御端子に接続される温度依存可変
   抵抗素子との直列回路を有することを特徴とするインバ
   ータ装置。
3. 【請求項３】 直流電源と、直流電源の直流電圧をスイ
   ッチングにより高周波電圧に変換する少なくとも１つの
   出力スイッチング素子を有する高周波変換手段と、高周
   波変換手段の高周波電圧が印加されるチョークコイル、
   コンデンサ及び放電灯よりなる共振負荷回路と、共振負
   荷回路の負荷電流を入力とする電流トランスを用いて出
   力スイッチング素子を駆動する駆動回路とを備えた自励
   式のインバータ装置において、 前記駆動回路は前記電流トランスの２次巻線と、その２
   次巻線と直列に接続され、周波数設定用コンデンサ及び
   温度依存可変抵抗素子の並列回路とを有することを特徴
   とするインバータ装置。
4. 【請求項４】 直流電源と、直流電源の直流電圧をスイ
   ッチングにより高周波電圧に変換する互いに直列接続さ
   れた一対の出力スイッチング素子から成る高周波変換手
   段と、高周波変換手段の高周波電圧が印加されるチョー
   クコイル、コンデンサ及び放電灯よりなる共振負荷回路
   と、共振負荷回路の負荷電流を入力とする電流トランス
   を用いて出力スイッチング素子を駆動する駆動回路とを
   備えた自励式のインバータ装置において、 前記駆動回路は前記電流トランスに付加された補助巻線
   と、その補助巻線に接続された温度依存可変抵抗素子と
   を有することを特徴とするインバータ装置。
5. 【請求項５】 前記高周波変換手段がコイル及びコンデ
   ンサの並列回路とその並列回路に直列に接続された出力
   スイッチング素子とからなる一石共振回路で構成され、
   その一石共振回路のスイッチング素子の駆動回路は温度
   依存可変抵抗素子を有することを特徴とする請求項１、
   ２、又は３記載のインバータ装置。
6. 【請求項６】 前記高周波変換手段が互いに直列接続さ
   れた１対の出力スイッチング素子とからなるハーフブリ
   ッジ型インバータ回路で構成され、そのインバータ回路
   の出力スイッチング素子の少なくとも一方の駆動回路は
   温度依存可変抵抗素子を有することを特徴とする請求項
   １、２又は３記載のインバータ装置。
7. 【請求項７】 前記温度依存可変抵抗素子はＮＴＣサー
   ミスタであることを特徴とする請求項１、２、３、又は
   ４記載のインバータ装置。
8. 【請求項８】 前記温度依存可変抵抗素子はＰＴＣサー
   ミスタであることを特徴とする請求項１、２、３、又は
   ４記載のインバータ装置。
9. 【請求項９】 前記温度依存可変抵抗素子を前記出力ス
   イッチング素子と熱結合したことを特徴とする請求項
   １、２、３、４、５又は６記載のインバータ装置。