JPH04269A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体スイッチング素子をオンオフして、負
荷の電力をコントロールするインバータ装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 直流を高周波に変換し、その電力を低周波の交流に変換
する装置がある。第８図にその一例のインバータ装置を
示し、直流電源１、負荷２、降圧チョッパ一部３、低周
波変換部４等で構成されている。トランジスタＱ１は高
周波でオンオフし、トランジスタＱ２〜Ｑ、は低周波で
オンオフする。

ここで、トランジスタＱ２〜Ｑ、は対角線上をペアとし
て低周波で切り替わる。コンデンサＣ３はチョークコイ
ルＬ、に流れる高周波成分を通すので、負荷２には第９
図に示すように、低周波の矩形波電流！２が流れる。ト
ランジスタＱ、のオンオフ動作を制御することにより、
負荷２の電力を自由に設定できるようになっている。

第８図の方法に対して同じ機能をもち、しがもスイッチ
ング素子の数を少なくできるものとして、第１０図に示
すような方式がある。トランジスタＱ６及びＱ７は高周
波で動作しく第８回のトランジスタＱ、に対応）、トラ
ンジスタ９口及びＱ、は低周波で動作する（第８図のト
ランジスタＱ２〜Ｑ、の対応）、トランジスタＱ６がオ
ンオフしているとき、トランジスタＱ、はオン状ｇ（Ｑ
、、Ｑ、はオフ状襲）で半サイクル動作し、次の半サイ
クルは逆にトランジスタＱ、、Ｑ、は動作するものであ
り、負荷２に流れる電流■２は第９図と同様になる。

上記２つの例は、直流電源１の電圧と負荷２の必要な電
圧を比べると、直流電源１の電圧を十分高くする必要が
ある。従って、降圧チョッパー部３、低周波変換部３又
は５の回路構成を用いて、且つ直流電源１の電圧が不十
分なときは、直流電源１と降圧チョッパ一部３．又は直
流電源１と低周波変換部５の間に電圧を昇圧するための
回路部が必要となり、装置が大型化し、コストアップと
なる。

［発明が解決しようとする課題］ 二の課題に対して、従来、第１１図に示す回路が提案さ
れている。この回路は、直流電源１、昇圧チョッパ一部
６、低周波変換部４で構成されている。昇圧チョッパ一
部６において、トランジスタＱ　＋　ｏが高周波でオン
オフし、オン時にチョークコイルＬ、に蓄積されたエネ
ルギーがダイオードＤ、。を介してコンデンサＣ３に送
られる。昇圧されたコンデンサＣ１の電圧がトランジス
タＱ２〜Ｑｓによって低周波の交流で負荷２に供給され
る。

尚、低周波変換部４は第８図の低周波変換部４と同じ動
作を行う、このように直流電源１の電圧を昇圧チョッパ
一部６により昇圧し、電力を負荷２に与え、そして、ト
ランジスタＱ、。のオンオフによって負荷２の電力を制
御することができるものである。

しかしながら、トランジスタ等のスイ・ソチング素子の
数は多く、インバータ装置の小型、軽量化には難点があ
った。

本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、電
圧を昇圧するスイッチング素子と負荷を制御するスイッ
チング素子とを共用させて、小型、軽量化を図ったイン
バータ装置を提供することを目的としたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、直流電源と、この直流電源と閉回路を構成し
２個のスイッチング素子からなる少なくとも１つの直列
回路と、この直列回路と直流電源との間に介装されるチ
ョークコイルと、上記両スイッチング素子を同時にオン
制御して上記チョークコイルにエネルギーを蓄積せしめ
ると共に、いずれか一方のスイッチング素子のオフ時に
チョークコイルに蓄積したエネルギーを負荷に供給する
制御手段とを備えたものである。

［作　用］ 而して、制御手段により、両スイッチング素子を同時に
オン制御して上記チョークコイルにエネルギーを蓄積せ
しめると共に、いずれか一方のスイッチング素子のオフ
時にチョークコイルに蓄積したエネルギーを負荷に供給
するようにしている。

し実施例１］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。本発
明は直流電源の電圧を昇圧するスイッチング素子と、負
荷を制御するスイッチング素子とを共用した点に特徴を
有するものである。第１図に基本例を示し、第２図にス
イッチ素子Ｓ、〜Ｓ４の動作波形図を示す、直流電源１
をチョークコイルＬ、を介してスイッチング素子Ｓ１と
Ｓｌ、又はＳ２と８４で閉回路を形成し、チョークコイ
ルし、にエネルギーを蓄積する（第１図の実線）。スイ
ッチング素子Ｓ、又はＳ、がオフしたとき、チョークコ
イルＬ、のエネルギーを負荷２へ供給する（第１図の破
線）。そして、負荷２には低周波の交流電力を供給する
。尚、負荷２は主として抵抗成分をもつものであり、直
流電源１は、電池、交流電源を整流した脈流でもよい。

第２図（ａｄｄ）に示すように、スイッチング素子Ｓ、
、Ｓ、がオンしている時には、同図（ｅ）に示すように
、スイッチング素子Ｓ１と直列のスイッチング素子Ｓ、
が高周波でオンオフし、上述のようにスイッチング素子
８３のオン時にチョークコイルＬＩにエネルギーを蓄積
し、オフ時にチョークコイルし、のエネルギーを負荷２
に供給する。

また、同図（ｂ）（ｅ）に示すように、スイッチング素
子Ｓ２．Ｓ２がオンしている時は、同図（ｄ）に示すよ
うにスイッチング素子Ｓ４が高周波でオンオフし、上述
の動作を行う、これらスイッチング素子８１〜Ｓ４のオ
ンオフ制御は制御手段Ａにて制御される。

第３図に具体実施例を示す。この実施例では負荷２を高
圧放電灯とした場合である。トランジスタＱ、〜Ｑ　＋
　４が、第１図のスイッチング素子Ｓ〜Ｓ、に対応し、
動作も第２図と同様である。トランジスタＱ、とＱ１□
は低周波の数百Ｈｚでオンオフし、トランジスタＱ　＋
　３とＱｌ４は高周波動作時、数十〜数百ｋＨｚでオン
オフする。第２図では、トランジスタＱ　＋　ｓはＴ、
、トランジスタＱ　＋　４はＴ２に対応する。尚、トラ
ンジスタＱ、〜Ｑ　Ｉ　４をオンオフ制御する制御手段
は図示していない。

チョークコイルＬ１に流れる電流の高周波成分は、負荷
２と並列に接続しているコンデンサＣ３にバイパスされ
るので、負荷２には低周波の矩形波電流が流れる。負荷
２には高周波はほとんど流れないので、放電アークは安
定に点灯できる。

直流電源１は、負荷２の点灯維持電圧より低くても、チ
ョークコイルＬ１による昇圧作用により、負荷２には実
質的に高い電圧が印加され、安定に点灯できるものであ
る。

第４図は、第３図のａ　−ｂ間に接続する他の回路構成
例を示し、チョークコイルＬ２を負荷２と直列に接続し
ている点が異なる。このチョークコイルＬ２により高周
波成分が負荷２に対して一層低減することができる。

［実施例２］ 第５図は実施例２を示し、交流電源７を用いたものであ
る。チョークコイルＬ、は整流前に接続しているが、動
作は第３図と同じであり、チョークコイルＬ１は整流後
に接続してもよい、トランジスタＱＩＩ〜Ｑ　＋　４は
第２図と同様な動作である。

この実施例では、入力電流の歪を低減する効果もある。

［実施例３］ 第６図は実施例３を示し、ハーフブリッジ構成としたも
のである。トランジスタＱ　＋　ｓとＱ　＋　ｓの直列
回路にコンデンサＣ２とＣ３の直列回路を並列に接続し
、各中点間に負荷２を接続している。この実施例では、
第７図に示すように、一方のトランジスタＱ１５（又は
Ｑ、）がオンしている時は、他方のトランジスタＱ、６
（又はＱｌ、）が高周波でオンオフ動作させて、チョー
クコイルＬ１にエネルギーの蓄積と放出を行わしめてい
る。この実施例においては、スイッチング素子は２石と
なり、先の実施例と比べてより簡単な構成で小型化を図
ることができる。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、直流電源と、この直流電源と閉
回路を構成し２個のスイッチング素子からなる少なくと
も１つの直列回路と、この直列回路と直流電源との間に
介装されるチョークコイルと、上記両スイッチング素子
を同時にオン制御して上記チョークコイルにエネルギー
を蓄積せしめると共に、いずれか一方のスイッチング素
子のオフ時にチョークコイルに蓄積したエネルギーを負
荷に供給する制御手段とを備えたものであるから、制御
手段により、両スイッチング素子を同時にオン制御して
上記チョークコイルにエネルギーを蓄積せしめると共に
、いずれか一方のスイッチング素子のオフ時にチョーク
コイルに蓄積したエネルギーを負荷に供給するようにし
ているものであり、スイッチング素子にて、直流電源の
電圧を昇圧するスイッチング素子と負荷を制御するスイ
ッチング素子とを共用させ、また、チョークコイルを入
力の限流用と出力の限流用として共用していることで、
小型、軽量化を図ることができ、また、基本的な動作で
は、従来のようにダイオードを必要としないので、ダイ
オードによる大幅なロスがなくなり、回路効率の向上が
図れ、小型化を図ることができる効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の基本回路図、第２図は同上の
動作波形図、第３０は同上の具体実施例の回路図、第４
図は同上の他の回路構成を示す図、第５図は同上の実施
例２の回路図、第６区は同上の実施例３の回路図、第７
図は同上の動作波形図、第８図は従来例の回路図、第９
図は同上の動作波形図、第１０図は他の従来例の回路図
、第１図は更に他の従来例の回路図である。 １は直流電源、 ２は負荷、 〜Ｓ、はスイ・ツ チング素子、 Ａは制御手段である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源と、この直流電源と閉回路を構成し２個
   のスイッチング素子からなる少なくとも１つの直列回路
   と、この直列回路と直流電源との間に介装されるチョー
   クコイルと、上記両スイッチング素子を同時にオン制御
   して上記チョークコイルにエネルギーを蓄積せしめると
   共に、いずれか一方のスイッチング素子のオフ時にチョ
   ークコイルに蓄積したエネルギーを負荷に供給する制御
   手段とを備えたインバータ装置。