JPH08251946A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半波倍電圧整流平滑回路を有していても、力
率が高く、高調波成分の少ないインバータ装置を得るこ
と。 【構成】 半波倍電圧整流平滑回路の出力側に設けられ
た互いに直列接続のスイッチング素子１０、１１がオン
・オフしたときに交流電源１の正の半周期においては第
３のダイオード４の存在により第１のコイル２１にエネ
ルギーを蓄え、その後に蓄えられたエネルギーを第１の
平滑コンデンサ８に放出させる入力電流を流し、負の半
周期においては第４のダイオード５の存在により第２の
コイル２２にエネルギーを蓄え、その後に蓄えられたエ
ネルギーを第２の平滑コンデンサ９に放出させる入力電
流を流すことにより昇圧型チョッパとして機能するか
ら、交流電源１の全周期にわたって入力電流波形が正弦
波状になり、力率が高くなるとともに高調波成分も少な
くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、商用交流電源を直流
電圧に変換し、この直流電圧をスイッチング素子のオン
・オフによりスイッチングして負荷に供給するインバー
タ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は実開平２−８０９９６号公報に
示された従来のインバータ装置の回路図である。同図に
おいて、１は交流電源、２、３は交流電源の一端にそれ
ぞれ対応してアノード及びカソードが接続された第１の
ダイオード及び第２のダイオードである。８、９は交流
電源の他端にそれぞれ一端が接続された第１の平滑コン
デンサ及び第２の平滑コンデンサである。第１のダイオ
ード及び第２のダイオード２、３と第１の平滑コンデン
サ及び第２の平滑コンデンサ８、９とによって半波倍電
圧整流平滑回路を形成している。１０、１１は半波倍電
圧整流平滑回路の出力端子間である第１の平滑コンデン
サ及び第２の平滑コンデンサ８、９の両端子間に設けら
れ、互いに直列接続され交互にオン・オフするスイッチ
ング素子、１２はスイッチング素子１０，１１を交互に
オン・オフ制御する制御回路、１３、１４は回生電流を
流すためにスイッチング素子１０、１１に逆並列接続さ
れたダイオードである。スイッチング素子１０、１１と
制御回路１２とダイオード１３、１４とによってインバ
ータ回路を形成している。

【０００３】１５はスイッチング素子１０、１１の接続
点に一端が接続された負荷電流制限用インダクタンス素
子であるバラストチョーク、１６はバラストチョーク１
５の他端に直列接続された一端が接続された放電灯、１
６ａ，１６ｂは放電灯１６の一対の電極、１７は放電灯
１６に並列接続された予熱コンデンサ、１８は放電灯１
６に一端が接続され、他端がスイッチング素子１０の一
端に接続された直流阻止用コンデンサである。バラスト
チョーク１５と放電灯１６と予熱コンデンサ１７と直流
阻止用コンデンサ１８とによって負荷回路を形成してい
る。前記のように構成された従来のインバータ装置は、
例えばスイッチング素子１０，１１が制御回路１２によ
ってあるスイッチング周波数で交互にオン・オフされ、
スイッチング素子１０，１１の接続点から高周波電力を
負荷回路に供給する。そして、バラストチョーク１５と
放電灯１６に並列接続された予熱コンデンサ１７と直流
阻止用コンデンサ１８により直列共振回路を構成し、予
熱コンデンサ１７の両端から放電に必要な高電圧を発生
させ、放電灯１６を点灯させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うなインバータ装置では、半波倍電圧整流平滑回路に着
目すると、コンデンサ入力型になっているため、交流電
源１の正の半周期および負の半周期にはそれぞれ平滑コ
ンデンサ８および平滑コンデンサ９に突入電流が流れ
る。そのため、入力電流は図９（ａ）のように尖塔状の
ものとなり、これによる力率低下、高調波障害が問題と
なっている。本発明はかかる問題を解決するためになさ
れたもので、力率が高く、高調波成分の少ないインバー
タ装置を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この請求項１の発明に係
るインバータ装置は、交流電源の一端にそれぞれ対応し
てアノードおよびカーソドが接続された第１のタイオー
ドおよび第２のダイオードと、前記交流電源の他端にそ
れぞれ一端が接続された第１の平滑コンデンサおよび第
２の平滑コンデンサと、前記第１のダイオードのカソー
ドと前記第１の平滑コンデンサの他端との間および前記
第２の平滑コンデンサの他端と前記第２のダイオードの
アノードとの間にそれぞれ前記第１のダイオードおよび
前記第２のダイオードと方向が一致するように介挿され
た第３のダイオードおよび第４のダイオードと、前記第
１のダイオードと第３のダイオードとの間および前記第
２のダイオードと第４のダイオードとの間にそれぞれ介
挿された第１のインタクタンス素子および第２のインダ
クタンス素子と、前記第１のインタクタンス素子と第３
のダイオードの接続点および前記第１の平滑コンデンサ
と第２の平滑コンデンサの接続点との間に設けられ、前
記第１のインダクタンス素子と第３のダイオードの接続
点側にカソードが接続された第５のダイオードと、前記
第１の平滑コンデンサと第２の平滑コンデンサの接続点
および前記第２のインダクタンス素子と第４のダイオー
ドの接続点との間に設けられ、前記第１の平滑コンデン
サと第２の平滑コンデンサの接続点側にカソードが接続
された第６のダイオードとからなる直流電源と、該直流
電源の出力端子間に設けられ、互いに直列接続され交互
にオン・オフするスイッチング素子と各々のスイッチン
グ素子に逆並列接続されたダイオードと前記スイッチン
グ素子をオン・オフ制御する制御回路とを備えたインバ
ータ回路と、前記第１のインダクタンス素子と第３のダ
イオードの接続点および前記第２のインダクタンス素子
と第４のダイオードの接続点との間に直列接続された第
１のコンデンサおよび第２のコンデンサと、前記インバ
ータ回路の出力端子と前記第１のコンデンサおよび第２
のコンデンサの中点との間に接続された放電灯及び負荷
電流制限用インダクタンス素子の直列回路よりなる負荷
回路とを備えたものである。

【０００６】この請求項２の発明に係るインバータ装置
は、交流電源の一端にそれぞれ対応してアノードおよび
カソードが接続された第１のダイオードおよび第２のダ
イオードと、前記交流電源の他端にインダクタンス素子
を介してそれぞれ一端が接続された第１の平滑コンデン
サおよび第２の平滑コンデンサと、前記第１のダイオー
ドのカソードと前記第１の平滑コンデンサの他端との間
および前記第２の平滑コンデンサの他端と前記第２のダ
イオードのアノードとの間にそれぞれ前記第１のダイオ
ードおよび前記第２のダイオードと方向が一致するよう
に介挿された第３のダイオードおよび第４のダイオード
と、前記第１のダイオードと第３のダイオードの接続点
と前記第１の平滑コンデンサと第２の平滑コンデンサの
接続点との間に設けられ、前記第１のダイオードと第３
のダイオードの接続点側にカソードが接続された第５の
ダイオードと、前記第１の平滑コンデンサと第２の平滑
コンデンサの接続点と前記第２のダイオードと第４のダ
イオードの接続点との間に設けられ、前記第１の平滑コ
ンデンサと第２の平滑コンデンサの接続点側にカソード
が接続された第６のダイオードからなる直流電源と、該
直流電源の出力端子間に設けられ、互いに直列接続され
交互にオン・オフするスイッチング素子と各々のスイッ
チング素子に逆並列接続されたダイオードと前記スイッ
チング素子をオン・オフ制御する制御回路とを備えたイ
ンバータ回路と、前記第１のダイオードと第３のダイオ
ードの接続点と前記第２のダイオードと第４のダイオー
ドの接続点との間に直列接続された第１のコンデンサお
よび第２のコンデンサと、前記インバータ回路の出力端
子と前記第１のコンデンサおよび第２のコンデンサの中
点との間に接続された放電灯及び負荷電流制限用インダ
クタンス素子の直列回路よりなる負荷回路とを備えたも
のである。

【０００７】この請求項３の発明に係るインバータ装置
は、請求項１〜２の発明に係るインバータ装置におい
て、前記第５のダイオードと第６のダイオードの接続点
および前記第１の平滑コンデンサと第２の平滑コンデン
サの接続点との間に第３のインダクタンス素子を介挿し
たものである。

【０００８】この請求項４の発明に係るインバータ装置
は、交流電源の一端にそれぞれ対応してアノードおよび
カソードが接続された第１のダイオードおよび第２のダ
イオードと、前記交流電源の他端にインダクタンス素子
を介してそれぞれ一端が接続された第１の平滑コンデン
サおよび第２の平滑コンデンサと、前記第１のダイオー
ドのカソードと前記第１の平滑コンデンサの他端との間
および前記第２の平滑コンデンサの他端と前記第２のダ
イオードのアノードとの間にそれぞれ前記第１のダイオ
ードおよび前記第２のダイオードと方向が一致するよう
に介挿された第３のダイオードおよび第４のダイオード
と、前記第１のダイオードと第３のダイオードの接続点
と前記交流電源の他端と前記インダクタンス素子の接続
点との間に設けられ、前記第１のダイオードと第３のダ
イオードの接続点側にカソードが接続された第５のダイ
オードと、前記交流電源の他端と前記インダクタンス素
子の接続点と前記第２のダイオードと第４のダイオード
の接続点との間に設けられ、前記交流電源の他端と前記
インダクタンス素子の接続点側にカソードが接続された
第６のダイオードからなる直流電源と、該直流電源の出
力端子間に設けられ、互いに直列接続され交互にオン・
オフするスイッチング素子と各々のスイッチング素子に
逆並列接続されたダイオードと前記スイッチング素子を
オン・オフ制御する制御回路とを備えたインバータ回路
と、前記第１のダイオードと第３のダイオードの接続点
および前記第２のダイオードと第４のダイオードの接続
点との間に直列接続された第１のコンデンサおよび第２
のコンデンサと、前記インバータ回路の出力端子と前記
第１のコンデンサおよび第２のコンデンサの中点との間
に接続された放電灯及び負荷電流制限用インダクタンス
素子の直列回路よりなる負荷回路とを備えてなるもので
ある。

【０００９】この請求項５の発明に係るインバータ装置
は、請求項１〜４の発明に係るインバータ装置におい
て、前記第５のダイオードおよび第６のダイオードにそ
れぞれ第３のコンデンサおよび第４のコンデンサを並列
接続したものである。この請求項６の発明に係るインバ
ータ装置は、請求項１〜５の発明に係るインバータ装置
において、前記直流電源の出力端子と、前記負荷回路と
の間にインビーダンス素子を接続したものである。

【００１０】

【作用】この請求項１の発明に係るインバータ装置にお
いては、半波倍電圧整流平滑回路の第１及び第２のダイ
オードと第１及び第２の平滑コンデンサとの間に、第１
及び第２のインダクタンス素子と、第３〜第６のダイオ
ードとからなり、第１のインダクタンス素子と第３のダ
イオードとの接続点および第２のインダクタンス素子と
第４のダイオードとの接続点がインバータ回路の出力端
子に負荷回路を介して接続された第１及び第２のコンデ
ンサにそれぞれ接続された回路を設け、その回路は半波
倍電圧整流平滑回路の出力側に設けられた互いに直列接
続のスイッチング素子がオン・オフしたときに交流電源
の正の半周期においては第３のダイオードの存在により
第１のインダクタンス素子にエネルギーを蓄え、その後
に蓄えられたエネルギーを第１の平滑コンデンサに放出
させる入力電流を流し、負の半周期においては第４のダ
イオードの存在により第２のインダクタンス素子にエネ
ルギーを蓄え、その後に蓄えられたエネルギーを第２の
平滑コンデンサに放出させる入力電流を流すことにより
昇圧型チョッパとして機能するから、入力電流波形が正
弦波状になり、力率が高くなるとともに高調波成分も少
なくなる。

【００１１】この請求項２の発明に係るインバータ装置
においては、半波倍電圧整流平滑回路の第１及び第２の
ダイオードと第１及び第２の平滑コンデンサとの間に、
インダクタンス素子と、第３〜第６のダイオードとから
なり、第１のダイオードと第３のダイオードとの接続点
および第２のダイオードと第４のダイオードとの接続点
がインバータ回路の出力端子に負荷回路を介して接続さ
れた第１及び第２のコンデンサにそれぞれ接続された回
路を設け、その回路は半波倍電圧整流平滑回路の出力側
に設けられた互いに直列接続のスイッチング素子がオン
・オフしたときに交流電源の正の半周期においては第３
のダイオードの存在によりインダクタンス素子にエネル
ギーを蓄え、その後に蓄えられたエネルギーを第１の平
滑コンデンサに放出させる入力電流を流し、負の半周期
においても第４のダイオードの存在によりそのインダク
タンス素子にエネルギーを蓄え、その後に蓄えられたエ
ネルギーを第２の平滑コンデンサに放出させる入力電流
を流することにより昇圧型チョッパとして機能するか
ら、インダクタンス素子を簡略化しても、入力電流波形
が正弦波状になり、力率が高くなるとともに高調波成分
も少なくなる。

【００１２】この請求項３の発明に係るインバータ装置
においては、前記昇圧型チョッパとして機能する回路の
第５のダイオードと第６のダイオードの接続点および半
波倍電圧整流平滑回路の第１の平滑コンデンサと第２の
平滑コンデンサの接続点との間に第２のインダクタンス
素子を介挿し、入力電圧の低い期間にも積極的に入力電
流が流れるようにしたから、第１のインダクタンス素子
による昇圧作用との相乗効果によって入力電流波形はよ
り正弦波に近似する。この請求項４の発明に係るインバ
ータ装置においては、前記第５のダイオードと第６のダ
イオードの接続点および前記第１の平滑コンデンサと第
２の平滑コンデンサの接続点との間にインダクタンス素
子を介挿し、入力電圧の低い期間にも積極的に入力電流
が流れるようにしたから、請求項１〜３の発明に係るイ
ンバータ装置に比べて高次の高調波が含まれるものの第
３次の高調波成分が抑制され、力率も高くなる。

【００１３】この請求項５の発明に係るインバータ装置
においては、前記昇圧型チョッパとして機能する回路の
第５のダイオードおよび第６のダイオードにそれぞれ第
３のコンデンサおよび第４のコンデンサを並列接続し、
負荷電流のリップルを抑制するから、入力電圧の周期的
振幅に対して均一な負荷電流としてのランプ電流が流
れ、安定した光出力を得ることができる。この請求項６
の発明に係わるインバータ装置においては、前記昇圧型
チョッパとして機能する回路を設けたものにあって、イ
ンバータ回路の出力端子と、負荷回路との間にインビー
ダンス素子を接続したから、負荷回路の共振周波数とと
もにインビーダンスが変わるため、負荷に大きな電流が
流れるようになる。

【００１４】

【実施例】

実施例１．図１は第１の発明に係るインバータ装置の実
施例を示す回路図である。図において、１〜３，８〜１
７は図１１の従来例と同一のものである。４、５は第３
のダイオード及び第４のダイオードで、第１のダイオー
ド２のカソードと第１の平滑コンデンサ８の他端との間
及び第２の平滑コンデンサ９の他端と第２のダイオード
３のアノードとの間にそれぞれ第１のダイオード２及び
第２のダイオード３と方向が一致するように介挿されて
いる。２０は交流電源１と半波倍電圧整流平滑回路との
間に設けられた入力電流に含まれるノイズ成分を低減す
るためのフィルタ、２１，２２は昇圧用の第１及び第２
のインダクタンス素子である第１及び第２のコイルで、
第１のダイオード２と第３のダイオード４との間及び第
２のダイオード３と第４のダイオード５との間にそれぞ
れ介挿されている。

【００１５】１８は第１のコンデンサで、第１のコイル
２１と第３のダイオード４との接続点と放電灯１６の他
端との間に設けられており、１９は第２のコンデンサ
で、第のコイル２２と第４のダイオード５との接続点と
放電灯１６の他端との間に設けられている。次に、上記
実施例の動作について図７〜図９の波形を用いて説明す
る。図１のように構成されたインバータ装置において、
交流電源１を投入すると、正の半周期にはダイオード
２、コイル２１、ダイオード４の経路で平滑コンデンサ
８が充電される。また、負の半周期には平滑コンデン
サ、ダイオード５、コイル２２、ダイオード３の経路で
平滑コンデンサ９が充電される。

【００１６】ここで電流電源１の正の半周期について、
図１のａ−ｂ点間、すなわち、ダイオード６に着目して
インバータ装置の動作を説明する。まずトランジスタ１
１がオンすると、平滑コンデンサ９→ダイオード６→コ
ンデンサ１８→放電灯１６およびコンデンサ１７→バラ
ストチョーク１５→トランジスタ１１→平滑コンデンサ
９の経路で平滑コンデンサ９の放電電流が流れるように
なる。このときは、ダイオード６はオンしていて、ａ点
の電圧はｂ点の電圧に等しく、ダイオード４はオフして
いるので、ダイオード２→コイル２１→コンデンサ１８
→放電灯１６およびコンデンサ１７→バラストチョーク
１５→トランジスタ１１→平滑コンデンサ９の経路で入
力電流が流れる。このとき、コイル２１にエネルギーが
蓄えられてゆくため、入力電流が増加するように流れ
る。

【００１７】そして、トランジスタ１０がオンすると、
コンデンサ１８→ダイオード４→トランジスタ１０→バ
ラストチョーク１５→放電灯１６およびコンデンサ１７
→コンデンサ１８の経路でコンデンサ１８の放電電流が
流れるようになる。このときは、ダイオード６はオフし
ていて、ａ−ｂ点間の電圧が平滑コンデンサ８の電圧を
超えるようになるとダイオード４はオンし、ａ−ｂ点間
の電圧は平滑コンデンサ８の電圧にクリップされる。こ
のとき、ダイオード２→コイル２１→ダイオード４→平
滑コンデンサ８の径路で入力電流が流れる。そして、コ
イル２１に蓄えられたエネルギーが平滑コンデンサ８に
放出されるため、平滑コンデンサ８は昇圧され、入力電
流は減少するように流れる。

【００１８】このように交流電源１の正の半周期におい
て、入力電流はトランジスタ１１のオン期間に増加する
ように流れ、トランジスタ１０のオン期間に減少するよ
うに流れる。つまり、インバータ動作一周期分について
の入力電流波形はおおよそ図７に示すようなのこぎり波
状となり、また入力電流の大きさは入力電圧の大きさに
比例するので、交流電源１の正の半周期における入力電
流波形は図８の（ａ）に示すようにリップルを含んだ正
弦波状の波形になる。そして、入力電流のリップル分は
フィルタ２０の作用によって抑制され、入力電流波形は
図８の（ｂ）に示すように正弦波状になる。

【００１９】従って、これらコイル２１、ダイオード
４，６およびトランジスタ１０，１１のスイッチング等
一連の動作は、コイルに蓄えられたエネルギーによって
平滑コンデンサを充電する昇圧型チョッパと同等に機能
しているといえる。したがって、交流電源１の正の半周
期においては、昇圧型チョッパの機能およびフィルタ２
０の作用によって入力電流は入力電圧と同様に正弦波状
となり、力率が高くなるとともに高調波成分が低減され
る。

【００２０】次に、交流電源１の負の半周期について、
図１のｂ−ｃ点間、すなわち、ダイオード７に着目して
インバータの動作を説明する。まずトランジスタ１０が
オンすると、平滑コンデンサ８→トランジスタ１０→バ
ラストチョク１５→放電灯１６およびコンデンサ１７→
コンデンサ１９→ダイオード７→平滑コンデンサ８の経
路で平滑コンデンサ８の放電電流が流れるようになる。
このときは、ダイオード７はオンしていて、ｃ点の電圧
はｂ点の電圧に等しく、ダイオード５はオフしているの
で、平滑コンデンサ８→トランジスタ１０→バラストチ
ョク１５→放電灯１６およびコンデンサ１７→コンデン
サ１９→コイル２２→ダイオード３の経路で入力電流が
次第に増加するように流れる。このときコイル２２にエ
ネルギーが蓄えられてゆくため、入力電流は増加するよ
うに流れる。

【００２１】そして、トランジスタ１１がオンすると、
コンデンサ１９→放電灯１６およびコンデンサ１７→バ
ラストチョーク１５→トランジスタ１１→ダイオード５
→コンデンサ１９の経路でコンデンサ１９の放電流が流
れるようになる．このときは、ダイオード７はオフして
いて、ｂ−ｃ点間の電圧が平滑コンデンサ９の電圧を越
えるようになるとダイオード５はオンし、ｂ−ｃ点間の
電圧は平滑コンデンサ９の電圧にクリップされる。この
とき、平滑コンデンサ９→ダイオード５→コイル２２→
ダイオード３の経路で入力電流が流れる。そして、コイ
ル２２に蓄えられたエネルギーが平滑コンデンサ９に放
出されるため、平滑コンデンサは昇圧され、入力電流は
減少するように流れる。

【００２２】このように交流電源１の負の半周期におい
ても、入力電流はトランジスタ１０のオン期間に増加す
るように流れ、トランジスタ１１のオン期間に減少する
ように流れる。つまり、インバータ動作一周期分につい
ての入力電流波形はおおよそ図７に示すようなのこぎり
波状となり、また入力電流の大きさは入力電圧の大きさ
に比例するので、交流電源１の負の半周期における入力
電流波形はリップルを含んだ正弦波状の波形になる。そ
して、入力電流のリップル分はフィルタ２０の作用によ
って抑制され、入力電流波形は正弦波状になる。

【００２３】従って、これらコイル２２、ダイオード
５，７およびトランジスタ１０，１１のスイッチング等
一連の動作は、コイルに蓄えられたエネルギーによって
平滑コンデンサを充電する昇圧型チョッパと同等に機能
しているといえる。したがって、交流電源１の負の半周
期においても、昇圧型チョッパの機能およびフィルタ２
０の作用によって入力電流は入力電圧と同様に正弦波状
となり、力率が高くなるとともに高調波成分が低減され
る。図１のインバータ装置は、以上のようにして図９の
（ｂ）に示すように交流電源１の全周期にわたって入力
電流の高調波成分を低減するのである。

【００２４】実施例２．図２は第２の発明に係るインバ
ータ装置の実施例を示す回路図である。同図において、
２３は交流電源１の他端と第１の平滑コンデンサ８及び
第２の平滑コンデンサ９の接続点との間に設けられてい
るコイルである。このコイル２３は図１の回路図におけ
る２つのコイル２１，２２の役割を１つにまとめたもの
である。図１の回路では、前述のように、交流電源１の
正の半周期にはコイル２１が、負の半周期にはコイル２
２がそれぞれ昇圧作用を担っていた。ところが、図２の
回路におけるコイル２３の位置は、交流電源１の正の半
周期および負の半周期すなわち全周期にわたって入力電
流が流れる経路である。したがって、コイル２３は、交
流電源１の全周期にわたって昇圧作用を担うことにな
る。

【００２５】実施例３．図３は第３の発明に係るインバ
ータ装置の実施例を示す回路図である。同図において
は、図２の回路に加えて、ダイオード６，７の接続点と
平滑コンデンサ８，９の接続点との間にコイル２４が介
挿されている。図３のように構成されたインバータ装置
において、交流電源１の正の半周期、トランジスタ１１
がオンしているとき、ダイオード６を介して平滑コンデ
ンサ９の放電電流が流れようとするため、コイル２４に
はｄ→ｂ点に向かって電流が流れる。このためａ，ｂ点
の電位（ダイオード６はオンしているのでａ，ｂ点は同
電位と考える）はｄ点より低電位となるので、交流電源
１の正の半周期において電圧の低い期間にもダイオード
２を介して入力電流が流れるようになる。

【００２６】また、交流電源１の負の半周期、トランジ
スタ１０がオンしているとき、ダイオード７を介して平
滑コンデンサ８の放電電流が流れようとするため、コイ
ル２４にはｂ→ｄ点に向かって電流が流れる。このため
ｂ，ｃ点の電位（ダイオード７はオンしているのでｂ，
ｃ点は同電位と考える）はｄ点より高電位となるので、
交流電源１の負の半周期において電圧の低い期間にもダ
イオード３を介して入力電流が流れるようになる。つま
り、ダイオード６，７の接続点と平滑コンデンサ８，９
の接続点との間にコイル２４を介挿したことによって入
力電圧の低い期間にも積極的に入力電流が流れるように
なる。そして、コイル２３による昇圧作用との相乗効果
によって入力電流波形は図９（ｄ）のように（ｂ）に比
べてより正弦波に近似するようになる。

【００２７】実施例４．図４は第３の発明に係るインバ
ータ装置の実施例を示す回路図である。同図において
は、図３の回路からコイル２３を除いたものである。こ
のコイル２４は、図４のようにコイル２３による昇圧作
用がない場合でも高調波成分低減効果を有するが、この
場合は入力電圧の低い期間における入力電流の流れ方が
強調されるため、入力電流波形は図９（ｃ）のように
（ｄ）に比べて高次の高調波成分が含まれるが、第３次
の高調波成分が抑制された形になる。

【００２８】実施例５．図５は第４の発明に係るインバ
ータ装置の実施例を示す回路図である。同図において
は、図２の回路のダイオード６，７に並列にコンデンサ
２５，２６を付加したものである。図５のように構成さ
れたインバータ装置において、コンデンサ２５，２６の
放電電流は、平滑コンデンサ８，９およびコンデンサ１
８，１９の放電電流とともに放電灯１６およびコンデン
サ１７に流れる電流にかかわるので、コンデンサ２５，
２６が付加されない場合には、図９（ａ）のようにラン
プの電流リップルは大きいが、コンデンサ２５，２６を
付加した場合には、図９（ｂ）のようにランプの電流リ
ップルは小さくなる。

【００２９】実施例６．図６は第５の発明に係るインバ
ータ装置の実施例を示す回路図である。同図において
は、図２の回路のバラストチョーク１５と放電灯１６の
接続点と直流電源の出力端子との間にコンデンサ２７，
２８を付加したものである。図６の回路においては、コ
ンデンサ２５，２６を付加することによって、図２にお
けるバラストチョーク１５、放電灯１６およびコンデン
サ１７、コンデンサ１８またはコンデンサ１９からなる
ＬＣ直列共振回路の共振周波数が変化する。今の場合、
前述の直列共振回路の他にバラストチョーク１５、コン
デンサ２５または２６からなるＬＣ直列共振回路が加わ
ることになる。これによって負荷回路のインビーダンス
が変化し、負荷回路に大きな電流が流れるようになる。

【００３０】

【発明の効果】第１の発明は、半波倍電圧整流平滑回路
の第１及び第２のダイオードと第１及び第２の平滑コン
デンサとの間に、第１及び第２のインダクタンス素子
と、第３〜第６のダイオードとからなり、第１のインダ
クタンス素子と第３のダイオードとの接続点および第２
のインダクタンス素子と第４のダイオードとの接続点が
インバータ回路の出力端子に負荷回路を介して接続され
た第１及び第２のコンデンサにそれぞれ接続された回路
を設け、その回路は半波倍電圧整流平滑回路の出力側に
設けられた互いに直列接続のスイッチング素子がオン・
オフしたときに交流電源の正の半周期においては第３の
ダイオードの存在により第１のインダクタンス素子にエ
ネルギーを蓄え、その後に蓄えられたエネルギーを第１
の平滑コンデンサに放出させる入力電流を流し、負の半
周期においては第４のダイオードの存在により第２のイ
ンダクタンス素子にエネルギーを蓄え、その後に蓄えら
れたエネルギーを第２の平滑コンデンサに放出させる入
力電流を流すことにより昇圧型チョッパとして機能する
から、入力電流波形が正弦波状になり、力率が高くなる
とともに高調波成分も少なくなるという効果を有する。
また、直流電源は半波倍電圧整流平滑回路として構成し
ているので、例えば１００Ｖの低入力電圧でも負荷とし
てのランプを安定に放電させることができる。

【００３１】第２の発明は、半波倍電圧整流平滑回路の
第１及び第２のダイオードと第１及び第２の平滑コンデ
ンサとの間に、インダクタンス素子と、第３〜第６のダ
イオードとからなり、第１のダイオードと第３のダイオ
ードとの接続点および第２のダイオードと第４のダイオ
ードとの接続点がインバータ回路の出力端子に負荷回路
を介して接続された第１及び第２のコンデンサにそれぞ
れ接続された回路を設け、その回路は半波倍電圧整流平
滑回路の出力側に設けられた互いに直列接続のスイッチ
ング素子がオン・オフしたときに交流電源の正の半周期
においては第３のダイオードの存在によりインダクタン
ス素子にエネルギーを蓄え、その後に蓄えられたエネル
ギーを第１の平滑コンデンサに放出させる入力電流を流
し、負の半周期においても第４のダイオードの存在によ
りそのインダクタンス素子にエネルギーを蓄え、その後
に蓄えられたエネルギーを第２の平滑コンデンサに放出
させる入力電流を流することにより昇圧型チョッパとし
て機能するから、インダクタンス素子を簡略化しても、
入力電流波形が正弦波状になり、力率が高くなるととも
に高調波成分も少なくなり、経済的であるという効果を
有する。

【００３２】第３の発明は、前記昇圧型チョッパとして
機能する回路の第５のダイオードと第６のダイオードの
接続点および半波倍電圧整流平滑回路の第１の平滑コン
デンサと第２の平滑コンデンサの接続点との間に第２の
インダクタンス素子を介挿し、入力電圧の低い期間にも
積極的に入力電流が流れるようにしたから、第１のイン
ダクタンス素子による昇圧作用との相乗効果によって入
力電流波形はより正弦波に近似するという効果を有す
る。第４の発明は、前記第５のダイオードと第６のダイ
オードの接続点および前記第１の平滑コンデンサと第２
の平滑コンデンサの接続点との間にインダクタンス素子
を介挿し、入力電圧の低い期間にも積極的に入力電流が
流れるようにしたから、第１〜第３の発明に比べて高次
の高調波が含まれるものの第３次の高調波成分が抑制さ
れ、力率も高くなるという効果を有する。

【００３３】第５の発明は、前記昇圧型チョッパとして
機能する回路の第５のダイオードおよび第６のダイオー
ドにそれぞれ第３のコンデンサおよび第４のコンデンサ
を並列接続し、負荷電流のリップルを抑制するから、入
力電圧の周期的振幅に対して均一な負荷電流としてのラ
ンプ電流が流れ、安定した光出力を得ることができると
いう効果を有する。第６の発明は、前記昇圧型チョッパ
として機能する回路を設けたものにあって、インバータ
回路の出力端子と、負荷回路との間にインビーダンス素
子を接続したから、負荷回路の共振周波数とともにイン
ビーダンスが変わるため、負荷に大きな電流が流れるよ
うになり、負荷に大きな電力を供給できる効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の発明に係るインバータ装置の実施例を
示す回路図である。

【図２】 第２の発明に係るインバータ装置の実施例を
示す回路図である。

【図３】 第３の発明に係るインバータ装置の実施例を
示す回路図である。

【図４】 第４の発明に係るインバータ装置の実施例を
示す回路図である。

【図５】 第５の発明に係るインバータ装置の実施例を
示す回路図である。

【図６】 第６の発明に係るインバータ装置の実施例を
示す回路図である。

【図７】 本発明に係る交流電源の正の半周期における
スイッチング素子のオン・オフとの関係を示す入力電流
波形図である。

【図８】 本発明に係る交流電源の一周期分の入力電流
波形図である。

【図９】 入力電圧波形と従来例及び本発明の実施例の
入力電流波形図である。

【図１０】 第１、第２及び第５の発明の実施例のラン
プ電流波形図である。

【図１１】 従来のインバータ装置の回路図である。

【符号の説明】

１ 交流電源、２ 第１ダイオード、３ 第２ダイオー
ド、４ 第３ダイオード、５ 第４ダイオード、６ 第
５ダイオード、７ 第６ダイオード、８ 第１平滑コン
デンサ、９ 第２平滑コンデンサ、１０，１１ スイッ
チング素子（トランジスタ）、１２ 制御回路、１３，
１４ ダイオード、１５ バラストチョーク（負荷電流
制限用インダクタンス素子）、１６ 放電灯（負荷）、
１７ コンデンサ、１８ 第１のコンデンサ、１９ 第
２のコンデンサ、２０ フィルタ、２１ 第１のコイル
（第１のインダクタンス素子）、２２ 第２のコイル
（第２のインダクタンス素子）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｆ 41/29 41/29 Ｃ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源の一端にそれぞれ対応してアノ
   ードおよびカソードが接続された第１のダイオードおよ
   び第２のダイオードと、前記交流電源の他端にそれぞれ
   一端が接続された第１の平滑コンデンサおよび第２の平
   滑コンデンサと、前記第１のダイオードのカソードと前
   記第１の平滑コンデンサの他端との間および前記第２の
   平滑コンデンサの他端と前記第２のダイオードのアノー
   ドとの間にそれぞれ前記第１のダイオードおよび前記第
   ２のダイオードと方向が一致するように介挿された第３
   のダイオードおよび第４のダイオードと、前記第１のダ
   イオードと第３のダイオードとの間および前記第２のダ
   イオードと第４のダイオードとの間にそれぞれ介挿され
   た第１のインダクタンス素子および第２のインダクタン
   ス素子と、前記第１のインダクタンス素子と第３のダイ
   オードの接続点および前記第１の平滑コンデンサと第２
   の平滑コンデンサの接続点との間に設けられ、前記第１
   のインダクタンス素子と第３のダイオードの接続点側に
   カソードが接続された第５のダイオードと、前記第１の
   平滑コンデンサと第２の平滑コンデンサの接続点および
   前記第２のインダクタンス素子と第４のダイオードの接
   続点との間に設けられ、前記第１の平滑コンデンサと第
   ２の平滑コンデンサの接続点側にカソードが接続された
   第６のダイオードとからなる直流電源と、 該直流電源の出力端子間に設けられ、互いに直列接続さ
   れ交互にオン・オフするスイッチング素子と各々のスイ
   ッチング素子に逆並列接続されたダイオードと前記スイ
   ッチング素子をオン・オフ制御する制御回路とを備えた
   インバータ回路と、 前記第１のインダクタンス素子と第３のダイオードの接
   続点および前記第２のインダクタンス素子と第４のダイ
   オードの接続点との間に直列接続された第１のコンデン
   サおよび第２のコンデンサと、前記インバータ回路の出
   力端子と前記第１のコンデンサおよび第２のコンデンサ
   の中点との間に接続された放電灯及び負荷電流制限用イ
   ンダクタンス素子の直列回路よりなる負荷回路とを備え
   てなるインバータ装置。
2. 【請求項２】 交流電源の一端にそれぞれ対応してアノ
   ードおよびカソードが接続された第１のダイオードおよ
   び第２のダイオードと、前記交流電源の他端にインダク
   タンス素子を介してそれぞれ一端が接続された第１の平
   滑コンデンサおよび第２の平滑コンデンサと、前記第１
   のダイオードのカソードと前記第１の平滑コンデンサの
   他端との間および前記第２の平滑コンデンサの他端と前
   記第２のダイオードのアノードとの間にそれぞれ前記第
   １のダイオードおよび前記第２のダイオードと方向が一
   致するように介挿された第３のダイオードおよび第４の
   ダイオードと、前記第１のダイオードと第３のダイオー
   ドの接続点と前記第１の平滑コンデンサと第２の平滑コ
   ンデンサの接続点との間に設けられ、前記第１のダイオ
   ードと第３のダイオードの接続点側にカソードが接続さ
   れた第５のダイオードと、前記第１の平滑コンデンサと
   第２の平滑コンデンサの接続点と前記第２のダイオード
   と第４のダイオードの接続点との間に設けられ、前記第
   １の平滑コンデンサと第２の平滑コンデンサの接続点側
   にカソードが接続された第６のダイオードからなる直流
   電源と、 該直流電源の出力端子間に設けられ、互いに直列接続さ
   れ交互にオン・オフするスイッチング素子と各々のスイ
   ッチング素子に逆並列接続されたダイオードと前記スイ
   ッチング素子をオン・オフ制御する制御回路とを備えた
   インバータ回路と、 前記第１のダイオードと第３のダイオードの接続点と前
   記第２のダイオードと第４のダイオードの接続点との間
   に直列接続された第１のコンデンサおよび第２のコンデ
   ンサと、前記インバータ回路の出力端子と前記第１のコ
   ンデンサおよび第２のコンデンサの中点との間に接続さ
   れた放電灯及び負荷電流制限用インダクタンス素子の直
   列回路よりなる負荷回路とを備えてなるインバータ装
   置。
3. 【請求項３】 前記第５のダイオードと第６のダイオー
   ドの接続点および前記第１の平滑コンデンサと第２の平
   滑コンデンサの接続点との間に第３のインダクタンス素
   子を介挿してなる請求項１〜２のいずれかに記載のイン
   バータ装置。
4. 【請求項４】 交流電源の一端にそれぞれ対応してアノ
   ードおよびカソードが接続された第１のダイオードおよ
   び第２のダイオードと、前記交流電源の他端にインダク
   タンス素子を介してそれぞれ一端が接続された第１の平
   滑コンデンサおよび第２の平滑コンデンサと、前記第１
   のダイオードのカソードと前記第１の平滑コンデンサの
   他端との間および前記第２の平滑コンデンサの他端と前
   記第２のダイオードのアノードとの間にそれぞれ前記第
   １のダイオードおよび前記第２のダイオードと方向が一
   致するように介挿された第３のダイオードおよび第４の
   ダイオードと、前記第１のダイオードと第３のダイオー
   ドの接続点と前記交流電源の他端と前記インダクタンス
   素子の接続点との間に設けられ、前記第１のダイオード
   と第３のダイオードの接続点側にカソードが接続された
   第５のダイオードと、前記交流電源の他端と前記インダ
   クタンス素子の接続点と前記第２のダイオードと第４の
   ダイオードの接続点との間に設けられ、前記交流電源の
   他端と前記インダクタンス素子の接続点側にカソードが
   接続された第６のダイオードからなる直流電源と、 該直流電源の出力端子間に設けられ、互いに直列接続さ
   れ交互にオン・オフするスイッチング素子と各々のスイ
   ッチング素子に逆並列接続されたダイオードと前記スイ
   ッチング素子をオン・オフ制御する制御回路とを備えた
   インバータ回路と、 前記第１のダイオードと第３のダイオードの接続点およ
   び前記第２のダイオードと第４のダイオードの接続点と
   の間に直列接続された第１のコンデンサおよび第２のコ
   ンデンサと、前記インバータ回路の出力端子と前記第１
   のコンデンサおよび第２のコンデンサの中点との間に接
   続された放電灯及び負荷電流制限用インダクタンス素子
   の直列回路よりなる負荷回路とを備えてなるインバータ
   装置。
5. 【請求項５】 前記第５のダイオードおよび第６のダイ
   オードにそれぞれ第３のコンデンサおよび第４のコンデ
   ンサを並列接続してなる請求項１〜４のいずれかに記載
   のインバータ装置。
6. 【請求項６】 前記直流電源の出力端子と、前記負荷回
   路との間にインピーダンス素子を接続してなる請求項１
   〜５のいずれかに記載のインバータ装置。