JPH01185166A - Inverter apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、電子安定器やスイッチング電源に使用される
インバータ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inverter device used in electronic ballasts and switching power supplies.
［従来の技術］
従来この種のインバータ装置の電源回路としては第７図
及び第８図に示すものが知られている。[Prior Art] Conventionally, as power supply circuits for this type of inverter device, those shown in FIGS. 7 and 8 are known.
第７図に示すものは、商用交流電源１にバリスタ２並び
にコンデンサ３を並列に接続するとともにバルントラン
ス４を直列に介して全波整流ダイオードブリッジ回路５
の入力端子を接続している。In the circuit shown in FIG. 7, a varistor 2 and a capacitor 3 are connected in parallel to a commercial AC power source 1, and a full-wave rectifier diode bridge circuit 5 is connected via a balun transformer 4 in series.
input terminal is connected.
そしてダイオードブリッジ回路５の出力端子にコンデン
サ６を並列に接続し、そのコンデンサ６の両端間にイン
バータ回路７の入力端子を接続し、そのインバータ回路
７の出力端子に負荷８を接続したものである。また第８
図に示すものは、第７図のバリスタ２に代えてアレスタ
（避電器）９を使用したものである。A capacitor 6 is connected in parallel to the output terminal of the diode bridge circuit 5, an input terminal of an inverter circuit 7 is connected between both ends of the capacitor 6, and a load 8 is connected to the output terminal of the inverter circuit 7. . Also the 8th
The one shown in the figure uses an arrester (earth arrester) 9 in place of the varistor 2 shown in FIG.
前記インバータ回路７としては、例えば第９図に示すよ
うに１対のトランジスタ１０．１１を直列に接続すると
ともにその直列回路にコンデンサ１２．１３の直列回路
を並列に接続し、また各トランジスタ１０．１１にダイ
オード１４．１５を並列に接続するとともに各トランジ
スタ１０゜１１の接続点と各コンデンサ１２．１３の接
続点との間に負荷８を接続した、いわゆるハーフブリッ
ジ形のシリーズインバータ回路や第１０図に示すように
１対のトランジスタ１６．１７、コンデンサ１８、イン
バータトランス１９、インダクター２０を有するプッシ
ュプル形のインバータ回路等が一般に知られている。The inverter circuit 7 includes, for example, a pair of transistors 10.11 connected in series as shown in FIG. 9, and a series circuit of capacitors 12.13 connected in parallel to the series circuit, and each transistor 10. A so-called half-bridge type series inverter circuit, in which diodes 14 and 15 are connected in parallel to 11 and a load 8 is connected between the connection point of each transistor 10 and 11 and the connection point of each capacitor 12 and 13, and the 10th As shown in the figure, a push-pull type inverter circuit having a pair of transistors 16 and 17, a capacitor 18, an inverter transformer 19, and an inductor 20 is generally known.
前記第７図に示す回路においては、商用交流電源１側か
ら入来するサージ電圧をバリスタ２で吸収してバリスタ
電圧まで低下させ、このバリスタ電圧がブリッジ回路５
で整流されてインバータ回路７に入力されるようになる
。In the circuit shown in FIG. 7, the surge voltage coming from the commercial AC power supply 1 is absorbed by the varistor 2 and lowered to the varistor voltage, and this varistor voltage is applied to the bridge circuit 5.
The signal is then rectified and input to the inverter circuit 7.
そしてインバータ回路７が第９図に示すハーフブリッジ
形のシリーズインバータ回路の場合にはインバータ入力
電圧がそのままトランジスタ１０゜１１の両端間に印加
されるようになる。また第１０図に示すプッシュプル形
のインバータ回路の場合にはインバータ入力電圧の約３
倍の電圧がトランジスタ１６．１７に印加されるように
なる。When the inverter circuit 7 is a half-bridge type series inverter circuit shown in FIG. 9, the inverter input voltage is directly applied across the transistors 10 and 11. In addition, in the case of the push-pull type inverter circuit shown in Fig. 10, approximately 3 of the inverter input voltage
Double the voltage is now applied to transistors 16 and 17.
従って第７図に示す回路において商用交流電源１として
電圧が２００ｖの場合、電源電圧の変動を±１０％とし
て通常時にはバリスタ２に印加されるピーク電圧は約３
１０ｖであるが、落雷誘導サージや同一の商用交流電源
１に接続される他の負荷の開閉によって発生する開閉サ
ージが入力されるとバリスタ２が破壊される虞れがある
ため、バリスタ２として経験的にバリスタ電圧が４７０
ｖ程度のものを使用している。これはサージ電圧の電圧
値やパルス幅が特定できないので経験的に設定するしか
ないからである。Therefore, in the circuit shown in FIG. 7, when the voltage of the commercial AC power supply 1 is 200V, the peak voltage applied to the varistor 2 under normal conditions is approximately 3
Although the voltage is 10V, there is a risk that the varistor 2 will be destroyed if a lightning-induced surge or a switching surge generated by the switching of other loads connected to the same commercial AC power supply 1 is input. The varistor voltage is 470
I am using something about v. This is because the voltage value and pulse width of the surge voltage cannot be specified and must be set empirically.
ここで例として市販されているセラミックバリスタＴＮ
Ｒ９Ｇ４７１にの場合について述べると、例えば１２０
ＯＡのバリスタ電流が流れた場合、バリスタの両端に発
生する電圧は１３００Ｖに増加する。このようなバリス
タをプッシュプル形インバータ回路に使用した場合、ト
ランジスタ１６゜１７には２０００Ｖ以上の電圧が印加
されることになり、一般に市販されているバイポーラ形
トランジスタにおいて２０００Ｖ以上の耐圧を保証でき
るものはなく、トランジスタが破壊される問題が生じる
。Here, as an example, a commercially available ceramic varistor TN
In the case of R9G471, for example, 120
When the OA varistor current flows, the voltage generated across the varistor increases to 1300V. When such a varistor is used in a push-pull type inverter circuit, a voltage of 2000V or more will be applied to the transistors 16 and 17, and a commercially available bipolar transistor that can guarantee a withstand voltage of 2000V or more. However, the problem arises that the transistor may be destroyed.
これを解決するためには第８図に示すようなアレスタ９
を使用するることになるが、しかしアレスタはバリスタ
に比べて高価であり、また放電開始電圧のバラツキが大
きく信頼性に欠ける問題がある。またアレスタを使用し
た場合はアレスタ特有の続流現象のためにさらにバリス
タを付加させるなどの対策が必要となり、さらに高価と
なる問題がある。In order to solve this problem, an arrester 9 as shown in Fig.
However, arresters are more expensive than varistors, and there is a problem in that the discharge starting voltage varies widely and lacks reliability. Further, when an arrester is used, countermeasures such as adding a varistor are required due to the follow-on phenomenon peculiar to the arrester, and there is a problem that the cost becomes even more expensive.
［発明が解決しようとする課題］
このように従来のバリスタを使用した回路ではインバー
タに使用するトランジスタとして耐圧のかなり大きなも
のが要求され、これが不十分であるとトランジスタが破
壊される問題があり、またアレスタを使用すると装置が
高価となって経済性が悪く、また放電開始電圧のバラツ
キがあるため信頼性に欠ける問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in a circuit using a conventional varistor, the transistor used in the inverter is required to have a considerably high withstand voltage, and if this is insufficient, there is a problem that the transistor will be destroyed. Further, if an arrester is used, the device becomes expensive and is not economical, and there is a problem of lack of reliability due to variations in discharge starting voltage.
そこで本発明は、バリスタを２個使用して実現し、しか
もインバータ回路に使用されるスイッチング素子の耐圧
を低くでき、従って信頼性が向上できるとともに経済性
を向上できるインバータ装置を提供しようとするもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention aims to provide an inverter device that can be realized by using two varistors and can lower the withstand voltage of switching elements used in the inverter circuit, thereby improving reliability and economical efficiency. It is.
［課題を解決するための手段］
本発明は、商用交流電源を整流してスイッチング素子を
有するインバータ回路に供給し、そのインバータ回路で
周波数変換した電圧を負荷に印加するインバータ装置に
おいて、商用交流電源の入力側に並列に接続された第１
のバリスタと、この第１のバリスタにインピーダンス素
子を直列に介してインバータ回路側に並列に接続された
第１のバリスタよりもバリスタ電圧が低い第２のバリス
タを設けたものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides an inverter device that rectifies a commercial AC power source and supplies it to an inverter circuit having a switching element, and applies a frequency-converted voltage in the inverter circuit to a load. the first connected in parallel to the input side of
A second varistor having a lower varistor voltage than the first varistor is connected in parallel to the first varistor through an impedance element in series with the inverter circuit.
［作用］
このような構成の本発明によれば、商用交流電源から入
来するサージ電圧は先ず第１のバリスタに印加されて電
圧がある程度低減され、さらにインピーダンス素子によ
って電流が制限されて第２のバリスタに印加され、電圧
が大幅に低減されようになる。従ってインバータ回路に
印加される電圧は充分に低くなり、またサージ電流も第
１、第２のバリスタに分担されて吸収され、バリスタへ
の負担を軽くする。[Function] According to the present invention having such a configuration, the surge voltage coming from the commercial AC power supply is first applied to the first varistor, the voltage is reduced to some extent, and the current is further limited by the impedance element, and the surge voltage is applied to the second varistor. The voltage applied to the varistor will be significantly reduced. Therefore, the voltage applied to the inverter circuit becomes sufficiently low, and the surge current is also absorbed by the first and second varistors, reducing the load on the varistors.
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。[Example] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図に示すように、商用交流電源２１に第１のバリス
タ２２を並列に接続するとともにコンデンサ２３を並列
に接続している。また前記電源２１にオンピーダンス素
子となるバルントランス２４を直列に介して全波整流ダ
イオードブリッジ回路２５の入力端子を接続している。As shown in FIG. 1, a first varistor 22 is connected in parallel to a commercial AC power source 21, and a capacitor 23 is connected in parallel. Further, an input terminal of a full-wave rectifier diode bridge circuit 25 is connected to the power source 21 via a balun transformer 24 serving as an on-pedance element in series.
前記ダイオードブリッジ回路２５の出力端子にはコンデ
ンサ２６と第２のバリスタ２７が並列に接続されている
。前記第２のバリスタ２７とそのバリスタ電圧が第１の
バリスタ２２のバリスタ電圧よりも低いものを使用して
いる。A capacitor 26 and a second varistor 27 are connected in parallel to the output terminal of the diode bridge circuit 25. The second varistor 27 whose varistor voltage is lower than the varistor voltage of the first varistor 22 is used.
前記第２のバリスタ２７の両端間にはインバータ回路２
８の入力端子が接続されている。このインバータ回路２
８はシリーズインバータやプッシュプルインバータ等の
ようにスイッチング素子として１対のトランジスタを使
用している。An inverter circuit 2 is connected between both ends of the second varistor 27.
8 input terminals are connected. This inverter circuit 2
8 uses a pair of transistors as a switching element, such as a series inverter or a push-pull inverter.
前記インバータ回路２８の出力端子には負荷２９が接続
されている。A load 29 is connected to the output terminal of the inverter circuit 28.
このような構成であれば、電源２１から第２のバリスタ
２７までの回路を等価的に示すと、第５図に示すように
第１のバリスタ２２と第２のバリスタ２７との間に等価
直列抵抗Ｒｒが入っている状態となる。With such a configuration, if the circuit from the power supply 21 to the second varistor 27 is equivalently shown, as shown in FIG. The state is such that the resistor Rr is included.
例えば第１のバリスタ２２として市販されているバリス
タ電圧が４７０ｖのセラミックバリスタＴＮＲ９Ｇ４７
１Ｋを使用し、また第２のバリスタ２７として市販され
ているバリスタ電圧が３９０ｖのセラミックバリスタＴ
ＮＲ９Ｇ３９１Ｋを使用し、等価直列抵抗Ｒ「が２Ωと
すると、第１、第２のバリスタ２２．２７及び等価直列
抵抗Ｒ「の電流−電圧特性はそれぞれ第２図のグラフ■
、■、■に示すようになる。そして第２のバリスタ２７
と等価直列抵抗Ｒｒを直列接続したときの合成特性はグ
ラフ■に示すようになる。For example, a ceramic varistor TNR9G47 with a varistor voltage of 470V is commercially available as the first varistor 22.
1K, and a ceramic varistor T with a varistor voltage of 390V, which is commercially available as the second varistor 27.
If NR9G391K is used and the equivalent series resistance R is 2Ω, the current-voltage characteristics of the first and second varistors 22.27 and the equivalent series resistance R are as shown in the graph in Figure 2.
, ■, ■. and the second barista 27
The composite characteristic when Rr and equivalent series resistance Rr are connected in series is as shown in graph (3).
しかして今第１のバリスタ２２に電圧を１０００Ｖに上
げるパルス電流が流れたとすると、その第１のバリスタ
２２にはグラフ■より約３５０Ａのバリスタ電流■ｌが
流れることになる。However, if a pulse current flows through the first varistor 22 to raise the voltage to 1000V, a varistor current ``l'' of about 350 A will flow through the first varistor 22 according to the graph ``■''.
またインバータ回路２８に流れる電流Ｉ３が各バリスタ
２２．２７に流れる電流１１．Ｉ２に比べて非常に小さ
い場合これを無視できるので第２のバリスタ２７に流れ
るバリスタ電流■２はグラフ■より約１２５Ａとなり、
第１のバリスタ２２に流れるバリスタ電流１１に比べて
大幅に低減されることになる。そしてこのとき第２のバ
リスタ２７の両端電圧はグラフ■より約７５０Ｖとなる
。Also, the current I3 flowing through the inverter circuit 28 is the current 11 flowing through each varistor 22.27. If it is very small compared to I2, it can be ignored, so the varistor current 2 flowing through the second varistor 27 is approximately 125 A from the graph 2,
This is significantly reduced compared to the varistor current 11 flowing through the first varistor 22. At this time, the voltage across the second varistor 27 is about 750V from the graph (2).
こうしてインバータ回路２８には約７５０ｖの電圧が印
加されることになる。In this way, a voltage of approximately 750V is applied to the inverter circuit 28.
従ってインバータ回路２７に使用されるトランジスタの
耐圧は大幅に低減されることになる。従って市販のトラ
ンジスタを使用してもトランジスタが破壊される虞れは
なく信頼性を向上できる。Therefore, the withstand voltage of the transistor used in the inverter circuit 27 is significantly reduced. Therefore, even if a commercially available transistor is used, there is no risk of the transistor being destroyed, and reliability can be improved.
また第２のバリスタ２７のバリスタ電流■２は約１２５
Ａと大幅に低減されるので第２のバリスタが破壊される
虞れはほとんどなくこの点においても信頼性を向上でき
る。Also, the varistor current ■2 of the second varistor 27 is approximately 125
A is significantly reduced, so there is almost no risk of the second varistor being destroyed, and reliability can be improved in this respect as well.
例えば第１、第２のバリスタ２２．２７とじて上記のも
のを使用し、コンデンサ２３．２６として０．２２μＦ
のものを使用し、負荷として低圧放電灯を使用して実験
を行なった結果、第１のバリスタ２２に印加される電圧
は第３図に示すようにピーク値が１３５０Ｖとなり、ま
た第２のバリスタ２７に印加される電圧は第４図に示す
ようにピーク値が６５０ｖとなった。For example, use the above as the first and second varistors 22.27, and use 0.22 μF as the capacitor 23.26.
As a result of an experiment using a low-pressure discharge lamp as a load, the voltage applied to the first varistor 22 had a peak value of 1350 V as shown in FIG. The voltage applied to 27 had a peak value of 650V as shown in FIG.
このようなことからインバータ回路に使用されるトラン
ジスタとしては市販されている耐圧が８００ｖ程度のご
く普通のものが使用でき、経済性の向上も図ることがで
きた。For this reason, commercially available ordinary transistors with a withstand voltage of about 800 V can be used as transistors used in the inverter circuit, and economical efficiency can also be improved.
次にこの発明の他の実施例を図面を参照して説明する。Next, another embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
なお、前記実施例と同一の部分には同一符号を付して詳
細な説明は省略する。Note that the same parts as in the above embodiment are given the same reference numerals and detailed explanations will be omitted.
これはパルストランスに代えて抵抗値が数オーム程度の
酸化金属被膜抵抗等の固体抵抗素子３０を使用し、かつ
第２のバリスタ２７をダイオードブリッジ回路２５の入
力端子側に並列に接続したものである。This uses a solid resistance element 30 such as a metal oxide film resistor with a resistance value of several ohms instead of a pulse transformer, and a second varistor 27 is connected in parallel to the input terminal side of the diode bridge circuit 25. be.
この実施例においても第２図で示したような電流−電圧
特性が得られるので前記実施例と同様の効果が得られる
ものである。In this embodiment as well, the current-voltage characteristics shown in FIG. 2 can be obtained, so that the same effects as in the previous embodiment can be obtained.
［発明の効果］
以上詳述したように本発明によれば、バリスタを２個使
用して実現し、しかもインバータ回路に使用されるスイ
ッチング素子耐圧を低くでき、従って信頼性を向上でき
るとともに経済性を向上できるインバータ装置を提供で
きるものである。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, the present invention can be realized by using two varistors, and the withstand voltage of the switching elements used in the inverter circuit can be lowered, and therefore reliability can be improved and economical efficiency can be achieved. Therefore, it is possible to provide an inverter device that can improve the performance.
第１図乃至第５図はこの発明の一実施例を示すもので、
第１図は回路図、第２図はバリスタ、インピーダンス素
子及びその合成回路の電流−電圧特性を示すグラフ、第
３図は第１のバリスタへの印加電圧変化を示す電圧波形
図、第４図は第２のバリスタへの印加電圧変化を示す電
圧波形図、第５図は要部等価回路を示す回路図、第６図
はこの発明の他の実施例を示す回路図、第７図及び第８
図は従来例を示す回路図、竿９図及び第１０図はインバ
ータ回路の回路例を示す要部回路図である。
２１・・・商用交流電源、２２・・・第１のバリスタ、
２４・・・バルントランス、２５・・・全波整流ダイオ
ードブリッジ回路、２７・・・第２のバリスタ、２８・
・・インバータ回路、２９・・・負荷、３０・・・固体
抵抗素子。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第１図
＠流（Ａ）−
第２図
１１３ 図
時開−
第４図
第５図
第６図
第８図
第９図1 to 5 show an embodiment of the present invention,
Fig. 1 is a circuit diagram, Fig. 2 is a graph showing the current-voltage characteristics of the varistor, impedance element, and their composite circuit, Fig. 3 is a voltage waveform diagram showing changes in the voltage applied to the first varistor, and Fig. 4 is a voltage waveform diagram showing changes in the voltage applied to the second varistor, FIG. 5 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the main part, FIG. 6 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 8
The figure is a circuit diagram showing a conventional example, and Figures 9 and 10 are main part circuit diagrams showing circuit examples of an inverter circuit. 21... Commercial AC power supply, 22... First varistor,
24... Balun transformer, 25... Full wave rectifier diode bridge circuit, 27... Second varistor, 28...
...Inverter circuit, 29...Load, 30...Solid resistance element. Applicant's Representative Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 1 @ Flow (A) - Figure 2 113 Figure Time Open - Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 8 Figure 9
Claims (1)
バータ回路に供給し、そのインバータ回路で周波数変換
した電圧を負荷に印加するインバータ装置において、前
記商用交流電源の入力側に並列に接続された第１のバリ
スタと、この第１のバリスタにインピーダンス素子を直
列に介して前記インバータ回路側に並列に接続された前
記第１のバリスタよりもバリスタ電圧が低い第２のバリ
スタを設けたことを特徴とするインバータ装置。In an inverter device that rectifies a commercial AC power source and supplies it to an inverter circuit having a switching element, and applies a voltage frequency-converted by the inverter circuit to a load, a first inverter connected in parallel to the input side of the commercial AC power source An inverter comprising: a varistor; and a second varistor having a lower varistor voltage than the first varistor, which is connected in parallel to the inverter circuit side via an impedance element in series with the first varistor. Device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63005124A JPH01185166A (en) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Inverter apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63005124A JPH01185166A (en) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Inverter apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01185166A true JPH01185166A (en) | 1989-07-24 |
Family
ID=11602567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63005124A Pending JPH01185166A (en) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Inverter apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01185166A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0425484U (en) * | 1990-06-16 | 1992-02-28 | ||
| FR2794304A1 (en) * | 1999-05-31 | 2000-12-01 | Valeo Equip Electr Moteur | Rectification circuit for a vehicle alternator output, utilizes Graetz bridging circuit in conjunction with varistors at the extremities of the Graetz Bridge |
| JP2019145395A (en) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 三菱電機株式会社 | Lighting device, illumination fitting and illumination system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6241342B2 (en) * | 1980-12-02 | 1987-09-02 | Hara Denshi Sokki |
-
1988
- 1988-01-13 JP JP63005124A patent/JPH01185166A/en active Pending
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