(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
順直列に接続され交互に導通するように制御される第１および第２のスイッチング素子（５１・５２）を備え、順直列に接続された第１および第２のダイオード（３１・３２）を備え、
前記一対のダイオード（３１・３２）を含む回路を前記一対のスイッチング素子（５１・５２）を含む回路に対して逆並列となるように接続し、
前記第１スイッチング素子（５１）と逆並列に接続されたダイオード（６１）を備え、前記第２スイッチング素子（５２）と逆並列に接続されたダイオード（６２）を備え、
前記第１ダイオード（３１）を介して交流電源（２０）で充電される第１コンデンサ（１１）を備え、前記第２ダイオード（３２）を介して前記交流電源（２０）で充電される第２コンデンサ（１２）を備え、
前記交流電源（２０）と直列に挿置された補助インダクタ（２９）を備え、前記第１および第２のスイッチング素子（５１・５２）の接続中点と前記第１および第２のダイオード（３１・３２）の接続中点との間に接続された誘導性負荷（４０）を備え、
前記誘導性負荷（４０）と直列に挿置されたコンデンサ（４９）を備えたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
順直列に接続され交互に導通するように制御される第１および第２のスイッチング素子（５１・５２）を備え、順直列に接続された第１および第２のダイオード（３１・３２）を備え、
前記一対のダイオード（３１・３２）を含む回路を前記一対のスイッチング素子（５１・５２）を含む回路に対して逆並列となるように接続し、
前記第１スイッチング素子（５１）と逆並列に接続されたダイオード（６１）を備え、前記第２スイッチング素子（５２）と逆並列に接続されたダイオード（６２）を備え、
前記第１ダイオード（３１）を介して交流電源（２０）で充電される第１コンデンサ（１１）を備え、前記第２ダイオード（３２）を介して前記交流電源（２０）で充電される第２コンデンサ（１２）を備え、
前記交流電源（２０）と直列に挿置された補助インダクタ（２９）を備え、前記第１および第２のスイッチング素子（５１・５２）の接続中点と前記第１および第２のダイオード（３１・３２）の接続中点との間に接続された誘導性負荷（４０）を備え、
前記第２ダイオード（３２）と並列に接続されたコンデンサ（３９）を備えたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項３】
順直列に接続され交互に導通するように制御される第１および第２のスイッチング素子（５１・５２）を備え、順直列に接続された第１および第２のダイオード（３１・３２）を備え、
前記一対のダイオード（３１・３２）を含む回路を前記一対のスイッチング素子（５１・５２）を含む回路に対して逆並列となるように接続し、
前記第１スイッチング素子（５１）と逆並列に接続されたダイオード（６１）を備え、前記第２スイッチング素子（５２）と逆並列に接続されたダイオード（６２）を備え、
前記第１ダイオード（３１）を介して交流電源（２０）で充電される第１コンデンサ（１１）を備え、前記第２ダイオード（３２）を介して前記交流電源（２０）で充電される第２コンデンサ（１２）を備え、
前記交流電源（２０）と直列に挿置された補助インダクタ（２９）を備え、前記第１および第２のスイッチング素子（５１・５２）の接続中点と前記第１および第２のダイオード（３１・３２）の接続中点との間に接続された誘導性負荷（４０）を備え、
前記交流電源（２０）と前記補助インダクタ（２９）の全体を跨ぐ位置に接続されたコンデンサ（９１）を備えたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項４】
順直列に接続され交互に導通するように制御される第１および第２のスイッチング素子（５１・５２）を備え、順直列に接続された第１および第２のダイオード（３１・３２）を備え、
前記一対のダイオード（３１・３２）を含む回路を前記一対のスイッチング素子（５１・５２）を含む回路に対して逆並列となるように接続し、
前記第１スイッチング素子（５１）と逆並列に接続されたダイオード（６１）を備え、前記第２スイッチング素子（５２）と逆並列に接続されたダイオード（６２）を備え、
前記第１ダイオード（３１）を介して交流電源（２０）で充電される第１コンデンサ（１１）を備え、前記第２ダイオード（３２）を介して前記交流電源（２０）で充電される第２コンデンサ（１２）を備え、
前記交流電源（２０）と直列に挿置された補助インダクタ（２９）を備え、前記第１および第２のスイッチング素子（５１・５２）の接続中点と前記第１および第２のダイオード（３１・３２）の接続中点との間に接続された誘導性負荷（４０）を備え、
前記一対のダイオード（３１・３２）を含む回路を前記一対のスイッチング素子（５１・５２）を含む回路に対して逆並列となるように接続する閉回路の往路・帰路のそれぞれに順方向極性となるように挿置されたダイオード（７１・７２）を備え、前記往路・帰路の各ダイオード（７１・７２）と並列に接続されたコンデンサ（８１・８２）を備えたことを特徴とするインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は順直列に接続され交互に導通するように制御される第１および第２のスイッチング素子を備えたインバータ装置に関する。特に用いる交流電源の入力力率向上策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に示す従来のインバータ装置について説明する。本装置は直列に接続されたコンデンサ１１０・１２０を備える。順直列に接続されたダイオード３１０・３２０を備える。コンデンサ１１０・１２０の回路とダイオード３１０・３２０の回路は並列に接続され、かつ各回路内部の各接続中点相互の間に交流電源２０を接続する。順直列に接続され、交互に導通するように制御される第１および第２のスイッチング素子５１・５２を備える。第１スイッチング素子５１と逆並列に接続されるダイオード６１を備える。第２スイッチング素子５２と逆並列に接続されるダイオード６２を備える。各コンデンサ１１０・１２０の直列回路と各スイッチング素子５１・５の直列回路は並列に接続される。各コンデンサ１１０・１２０の接続中点と各スイッチング素子５１・５２の接続中点との間に誘導性負荷４０を接続する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図１０装置のインバータ動作は周知の通りであり、コンデンサ１１０・１２０の両端に形成される直流電圧の下で、各スイッチング素子５１・５２が交互に導通し、誘導性負荷４０に対して高周波負荷電流を供給する。誘導性負荷４０に安定な交流電流を供給するためには、コンデンサ１１０・１２０の静電容量を大きくしなければならない。しかし、静電容量を大きくすると交流電源２０の入力力率が低下する。
本発明は誘導性負荷に安定な高周波負荷電流を供給し、かつ交流電源の入力力率を高くすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
各請求項の発明は、順直列に接続され交互に導通するように制御される第１および第２のスイッチング素子を備える。順直列に接続された第１および第２のダイオードを備える。前記一対のダイオードを含む回路を前記一対のスイッチング素子を含む回路に対して逆並列となるように接続する。前記第１スイッチング素子と逆並列に接続されたダイオードを備える。前記第２スイッチング素子と逆並列に接続されたダイオードを備える。前記第１ダイオードを介して交流電源で充電される第１コンデンサを備える。前記第２ダイオードを介して前記交流電源で充電される第２コンデンサを備える。前記交流電源と直列に挿置された補助インダクタを備える。前記第１および第２のスイッチング素子の接続中点と前記第１および第２のダイオードの接続中点との間に接続された誘導性負荷を備える。
請求項１の発明においては、前記誘導性負荷と直列に挿置されたコンデンサを備える。請求項２の発明においては、前記第２ダイオードと並列に接続されたコンデンサを備える。前記第１ダイオードと前記第２ダイオードは対称な関係にあり、そのいずれにコンデンサを接続しても等価であるが、ここでは前記コンデンサを並列に接続した方のダイオードを第２ダイオードと定義する。請求項３の発明においては、前記交流電源と前記補助インダクタの全体を跨ぐ位置に接続されたコンデンサを備える。請求項４の発明においては、前記一対のダイオードを含む回路を前記一対のスイッチング素子を含む回路に対して逆並列となるように接続する閉回路の往路・帰路のそれぞれに順方向極性となるように挿置されたダイオードを備え、かつ前記各ダイオードと並列に接続されたコンデンサを備える。
【０００５】
各請求項の発明について補足する。各請求項に特有なコンデンサは誘導性負荷を流れる高周波負荷電流を付勢するためのものである。各請求項の発明は高周波負荷電流と交流電源側の低周波負荷電流との間に周波数の違いに基づく過不足の関係を生み出し、その過不足に応じて前記第１ダイオード・第２ダイオードを高周波周期で交互にオンオフさせる。第１ダイオード・第２ダイオードは交互に導通する一種のスイッチとして機能する。このスイッチ機能は交流電源の入力力率を高め、かつ高周波負荷電流を持続するように作用する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
請求項１に係る発明の図１の実施形態について説明する。図１のインバータ装置は、順直列に接続され交互に導通するように制御される第１および第２のスイッチング素子５１・５２を備える。スイッチング素子５１・５２のためのスイッチング制御回路は周知であるので、図示および説明を省略する。順直列に接続された第１および第２のダイオード３１・３２を備える。一対のダイオード３１・３２を含む回路を一対のスイッチング素子５１・５２を含む回路に対して逆並列となるように接続する。本実施形態における各スイッチング素子５１・５２はトランジスタである。第１スイッチング素子５１と逆並列に接続されたダイオード６１を備え、第２スイッチング素子５２と逆並列に接続されたダイオード６２を備える。ダイオード６１・６２は、前記トランジスタ５１・５２がＭＯＳ−ＦＥＴである場合は、その寄生ダイオードで済む。
第１ダイオード３１を介して交流電源２０で充電される第１コンデンサ１１を備える。第２ダイオード３２を介して交流電源２０で充電される第２コンデンサ１２を備える。交流電源２０と直列に挿置された補助インダクタ２９を備える。
第１および第２のスイッチング素子５１・５２の接続中点と第１および第２のダイオード３１・３２の接続中点との間に接続された誘導性負荷４０を備える。本実施形態の誘導性負荷４０は予熱形放電灯４１予熱形放電灯４１の非電源側端子間に並列に接続される予熱コンデンサ４２、予熱形放電灯４１と直列のバラストインダクタ４３を含む放電灯点灯回路である。
図１の実施形態においては誘導性負荷４０と直列に挿置されたコンデンサ４９を備える。コンデンサ４９は誘導性負荷４０を流れる高周波負荷電流Ｉ４０を付勢するように作用する。コンデンサ４９および誘導性負荷４０を含む直列回路はなお誘導特性を保持する。
図１装置の回路動作について説明する。交流電源２０が投入されると、補助インダクタ２９を介し、さらに第１ダイオード３１または第２ダイオード３２を介して、第１コンデンサ１１および第２コンデンサ１２が図示極性に充電される。交流電源２０電圧が図示極性であるものとすると、第１ダイオード３１両端に逆向きの低い電圧があらわれ、第２ダイオード３２両端に逆向きの高い電圧があらわれる。第１スイッチング素子５１と第２スイッチング素子５２を図外のスイッチング制御回路を付勢して交互に導通させると、第１ダイオード３１電圧と第２ダイオード３２電圧を電源とするインバータ動作が進行し、誘導性負荷４０に高周波負荷電流Ｉ４０が流れ始める。
図示極性の交流電源２０電圧が高まると、補助インダクタ２９を介して交流電源２０に図示右向きの低周波電源電流１２０が流れる。低周波電源電流Ｉ２０は第２スイッチング素子５２のオン時に高周波負荷電流Ｉ４０を右向きに強め、コンデンサ４９を左向き極性に充電する。コンデンサ４９電圧は第１スイッチング素子５１のオン時に高周波負荷電流Ｉ４０を左向きに強めるように作用する。
低周波電源電流１２０は緩慢に変化する。高周波負荷電流Ｉ４０は敏速に変化する。このため、低周波電源電流Ｉ２０と高周波負荷電流Ｉ４０との間に周波数の違いに起因する過不足の関係が生ずる。低周波電源電流Ｉ２０が高周波負荷電流Ｉ４０より大きい場合は低周波電源電流Ｉ２０の余剰分が第１ダイオード３１を上向きに流れる。低周波電源電流Ｉ２０が高周波負荷電流Ｉ４０より小さい場合は、高周波負荷電流Ｉ４０の余剰分が第２ダイオード３２を上向きに流れる。かくして、第１ダイオード３１と第２ダイオード３２は高周波負荷電流Ｉ４０にほぼ同期して交互に導通するスイッチとして機能する。以下、第１ダイオード３１・第２ダイオード３２の交互導通形のスイッチ作用に留意してさらに説明を続ける。
交流電源２０側の電源動作について説明する。交流電源２０の電圧が図示極性の状態で、第２ダイオード３２が導通すると、低周波電源電流Ｉ２０は第２ダイオード３２を下向きに流れる。実際には右向き高周波負荷電流Ｉ４０から右向き低周波電源電流Ｉ２０を減算した電流が第２ダイオード３２を上向きに流れるが、この条件が保持されている間は、低周波電源電流Ｉ２０は第２ダイオード３２を高周波負荷電流Ｉ４０に重畳して下向きに流れるものと理解し、誘導性負荷４０のインピーダンスを無視し得る。この状況下では、第２コンデンサ１２電圧に交流電源２０電圧を足し加えた高い電圧が補助インダクタ２９に左向きに印加する。右向きの低周波電源電流Ｉ２０は増加し、補助インダクタ２９の電磁エネルギは増加する。しばらくして第１ダイオード３１が導通すると、低周波電源電流Ｉ２０は第１ダイオード３１を上向きに流れる。この状況下では、第１コンデンサ１１電圧から右向きの交流電源２０電圧を差し引いたやや低い電圧が補助インダクタ２９に右向きに印加する。右向きの低周波電源電流Ｉ２０は減少し、補助インダクタ２９の電磁エネルギは減少する。かくして、低周波電源電流Ｉ２０は短い高周波周期での増減をともないながら、交流電源２０の長い低周波周期で緩慢に増減する。
低周波電源電流Ｉ２０が第２ダイオード３２を下向きに流れる期間では、第２コンデンサ１２が放電する。第１ダイオード３１を上向きに流れる期間では、第１コンデンサ１１が充電する。これらの充放電にともなう第１コンデンサ１１・第２コンデンサ１２全体の静電エネルギは、交流電源２０からの給電の影響で次第に増加し、誘導性負荷４０による消費電力等の影響で減少し、定常状態においてはほぼ一定レベルにバランスする。第１コンデンサ１１・第２コンデンサ１２の静電容量を適度に大きく選べば、それらの各電圧は常にほぼ一定レベルに落ち着き安定する。第１コンデンサ１１電圧・第２コンデンサ１２電圧は初期充電の段階では交流電源２０電圧の最大値を上限とするが、第１ダイオード３１・第２ダイオード３２の交互導通を交えた前記電源動作によって、その後は初期状態よりも高い電圧レベルを保持する。
誘導性負荷４０側のインバータ動作について説明する。第２ダイオード３２が導通すると、第１ダイオード３１の両端に第１コンデンサ１１電圧と第２コンデンサ１２電圧を合計した高い電圧があらわれる。この第１ダイオード３１電圧は、第１スイッチング素子５１のオン時にコンデンサ４９を介して誘導性負荷４０に右向きに印加し、右向きの高周波負荷電流Ｉ４０を減少させるように作用する。第１ダイオード３１が導通すると、今度は第２ダイオード３２両端に前記同様の高い電圧があらわれる。この第２ダイオード３２電圧は第２スイッチング素子５２のオン時にコンデンサ４９を介して誘導性負荷４０に左向きに印加し、右向きの高周波負荷電流Ｉ４０を増加させるように作用する。かくして、高周波負荷電流Ｉ４０は増減を繰り返し、交流動作を保持する。ダイオード６１・６２は各スイッチング素子５１・５２のターンオフ後の高周波負荷電流Ｉ４０の電流経路を確保する。ダイオード６１・６２導通時には、バラストインダクタ４３の電磁エネルギの一部は各コンデンサ１１・１２に帰還し、残りのほとんどはコンデンサ４９に移転する。
交流電源２０と直列の補助インダクタ２９の役割について補足する。補助インダクタ２９は低周波に対しては低インピーダンスを示し、低周波電源電流１２０の通過を許容する。高周波に対しては高インピーダンスを示し、高周波負荷電流Ｉ４０の流入を緩和する。
誘導性負荷４０と直列のコンデンサ４９の役割について補足する。コンデンサ４９は高周波に対しては低インピーダンスを示し、高周波負荷電流Ｉ４０の通過を許容する。低周波に対しては高インピーダンスを示し、低周波電源電流Ｉ２０の流入を緩和する。コンデンサ４９は前記補助インダクタ２９と共に低周波電源電流Ｉ２０と高周波負荷電流Ｉ４０の経路を区別してその間に過不足の関係を生じさせ、第１ダイオード３１と第２ダイオード３２を交互に導通させる役割を分担する。交流電源２０の電圧が図示極性の状態では高周波負荷電流Ｉ４０は右向きに優勢で、左向きに劣勢となる。コンデンサ４９はこの非対称性を緩和するように作用する。コンデンサ４９の平均電圧は優勢な右向き電流の影響で左向きに偏充電した極性となり、そのために優勢な右向き電流を制限し、劣勢な左向き電流を加増するように作用する。コンデンサ４９はバラストインダクタ４３と共に振動回路を形成する。各スイッチング素子５１・５２をオンオフするスイッチング周波数を該振動回路の共振周波数に近づければ高周波負荷電流Ｉ４０は増加し、共振周波数から離せば減少する。
第１ダイオード３１と第２ダイオード３２が高周波周期で交互に導通すると、交流電源２０電圧が高い場合はもとより低い場合であっても、交流電源２０による給電機会が確保され、交流電源２０の入力力率が向上する。ちなみに、前記図１０の従来装置の場合は、ダイオード３１０とダイオード３２０が低周波周期で交互に導通するごく普通の低周期動作モードとなる。図１０の交流電源２０電圧が図示極性の時は、ダイオード３１０は常にオフ状態に保持される。ダイオード３２０の方は導通可能となるが、その導通角はコンデンサ１２０電圧よりも交流電源２０電圧が上回る狭い範囲に制限されるので、入力力率が良くない。
本発明動作の特徴は第１ダイオード３１と第２ダイオード３２が高周波負荷電流Ｉ４０に同期して交互に導通することである。この同期は不完全となることもあるが、支障はない。ちなみに、図示右向きの低周波電源電流Ｉ２０が大きく、高周波負荷電流Ｉ４０に対して常に過剰となる動作モード下では、しばらくは第１ダイオード３１のみが導通し、第２ダイオード３２はオフ状態に保持される。しかし、それは第１ダイオード３１を介してなされる交流電源２０の給電モードであるので、高力率化を意図する本発明の趣旨に適合する。そのような連続的な給電モードは長くは続かず、補助インダクタ２９の電磁エネルギが適度に低減し、低周波電源電流Ｉ２０がより小さいレベルに落ち込んだときに、交互導通の動作モードに復帰する。説明の便宜上、図１の交流電源２０極性は図示の通りとしたが、逆極性の動作も対称であり、前記同様となる。
図２に示す請求項２の発明の実施形態について説明する。図１同様の部品には図１同様の部品符号を付して重複説明を割愛し、主として図１と異なる事項について説明する。第２ダイオード３２と並列に接続されたコンデンサ３９を備える。図１のコンデンサ４９に該当するものはない。以下、図２装置は次のように動作する。
第１スイッチング素子５１がオンすると、第１コンデンサ１１電圧と第２コンデンサ１２電圧を合計した高い安定な電圧が、第１スイッチング素子５１を介し、かつコンデンサ３９を介して誘導性負荷４０に印加し、左向きの高周波負荷電流Ｉ４０を形成する。この過程でコンデンサ３９は上向き極性に充電される。コンデンサ３９電圧が極大値に達すると、それ以降は第１ダイオード３１が導通し、左向きの高周波負荷電流Ｉ４０は第１ダイオード３１を経由するようになる。第１スイッチング素子５１がターンオフすると、ダイオード６２が導通し、バラストインダクタ４３の電磁エネルギは主として第１コンデンサ１１・第２コンデンサ１２へ帰還する。
前記帰還が進み前記左向きの高周波負荷電流Ｉ４０がゼロになると、第２スイッチング素子５２がターンオンし、右向の高周波負荷電流Ｉ４０を形成する。この過程でコンデンサ３９電荷が放電し、高周波負荷電流Ｉ４０を右向きに付勢する。コンデンサ３９放電後は第２ダイオード３２が導通し、右向き高周波負荷電流Ｉ４０の過剰分は第２ダイオード３２を経由する。第２スイッチング素子５２がターンオフすると、ダイオード６１が導通し、バラストインダクタ４３の電磁エネルギは主として第１コンデンサ１１・第２コンデンサ１２へ帰還する。以下、同様の動作を繰り返す。
図２装置においては、高周波負荷電流Ｉ４０とコンデンサ３９電流の合計値が低周波電源電流Ｉ２０と比較され、その間の過不足に応じて第１および第２ダイオード３１・３２が交互に導通する動作モードとなる。第１および第２ダイオード３１・３２の交互導通に伴う電源動作は前記とほぼ同様である。
図３は請求項３の発明に対応する実施形態である。前記図１の部品符号をそのまま転用し、主として図１と異なる点について説明する。図３装置は交流電源２０と補助インダクタ２９の全体を跨ぐ位置に接続されたコンデンサ９１を備える。図１のコンデンサ４９に該当するものはない。以下、図３装置の回路動作について説明する。
第１スイッチング素子５１がオンすると、第１コンデンサ１１電圧が第１スイッチング素子５１を介し、かつコンデンサ９１を介して誘導性負荷４０に印加し、左向きの高周波負荷電流Ｉ４０を形成する。この過程でコンデンサ９１電圧は右向きに充電される。コンデンサ９１電圧が第１コンデンサ１１電圧のレベルにまで上昇すると、第１ダイオード３１が導通し、それ以降の左向き高周波負荷電流Ｉ４０は第１ダイオード３１を経由する。第２スイッチング素子５２がオンすると、第２コンデンサ１２電圧が第２スイッチング素子５２を介し、かつコンデンサ９１を介して誘導性負荷４０に印加し、右向きの高周波負荷電流Ｉ４０を形成する。この過程でコンデンサ９１電圧は左向きに充電される。コンデンサ９１電圧が第２コンデンサ１２電圧のレベルにまで上昇すると、第２ダイオード３２が導通し、それ以降の右向き高周波負荷電流Ｉ４０は第２ダイオード３２を経由する。コンデンサ９１は高周波負荷電流Ｉ４０のための経路を提供し、かつ誘導性負荷４０中のバラストインダクタ４３と適度に共振して高周波負荷電流Ｉ４０のレベル決定に関与する。
図３装置においては、高周波負荷電流Ｉ４０とコンデンサ９１電流の合計値が低周波電源電流Ｉ２０と比較され、その間の過不足に応じて第１および第２ダイオード３１・３２が交互に導通する。第１および第２ダイオード３１・３２の交互導通に伴う電源動作はほぼ前記と同様である。
図４の請求項４の発明に対応する実施形態について説明する。前記図１の部品符号をそのまま転用し、主として図１と異なる点について説明する。一対のダイオード３１・３２を含む回路を一対のスイッチング素子５１・５２を含む回路に対して逆並列に接続する閉回路に注目する。図４装置はこの閉回路における往路・帰路のそれぞれに順方向極性となるように挿置されたダイオード７１・７２を備える。また、往路・帰路の各ダイオード７１・７２と並列に接続されたコンデンサ８１・８２を備える。図１のコンデンサ４９に該当するものはない。以下、図４装置の回路動作について説明する。
第２スイッチング素子５２がオンすると、第２コンデンサ１１電圧と図示極性の交流電源２０電圧の合計電圧が、第２スイッチング素子５２を介し、ダイオード７２を介して誘導性負荷４０に印加し、誘導性負荷４０に右向き電流を形成する。第２スイッチング素子５２がターンオフすると、誘導性負荷４０中のバラストインダクタ４３に蓄積された電磁エネルギが４３−６１−８１−１１−１２ー３２−４１−４３の閉回路に放出される。コンデンサ８１容量は第１および第２コンデンサ１２の各容量よりも十分に小さいので、放出された電磁エネルギのかなりの部分がコンデンサ８１に蓄積し、コンデンサ８１に高い右向き電圧を形成する。第１スイッチング素子５１がオンすると、高いコンデンサ８１電圧が第１スイッチング素子を介し、さらに第１ダイオード３１等を介して誘導性負荷４０に印加し、誘導性負荷４０に左向き電流を形成する。第１スイッチング素子５１がターンオフすると、バラストインダクタ４３に蓄積された電磁エネルギが４３−４１−３１−１１−１２−８２−６２−４３の閉回路に放出され、コンデンサ８２に左向きの高い電圧を形成する。第２スイッチング素子５２がオンすると、前記同様の動作を繰り返えし右向き電流を形成するが、今度はその動作にコンデンサ８２の電荷放電作用が足し込まれる。コンデンサ８２の高い左向き電圧は誘導性負荷４０に形成される右向き電流を付勢する。以下、同様の動作を繰り返す。ダイオード７１・７２は逆電流を阻止して、コンデンサ８１・８２に適宜の極性の電荷を蓄積させる役割を負う。
以上の経過を辿り、バラストインダクタ４３とコンデンサ８１・８２との振動系に次第に大きな回路エネルギが保有されるようになる。このため、定常状態においては、誘導性負荷４０を経由する所望レベルの高周波負荷電流Ｉ４０が形成される。
図５は請求項１および２の各発明に適合する実施形態である。これは図１のコンデンサ４９と図２のコンデンサ３９を併用したものである。
図６装置は請求項１および２の各発明に適合する実施形態である。これは図５のコンデンサ３９をコンデンサ３７・３８の二つに分けたものである。コンデンサ３７は第１ダイオード３１と並列であり、コンデンサ３８は第２ダイオード３２と並列である。各コンデンサ３７・３８の合成並列静電容量が図５のコンデンサ３９の静電容量と等しいものとすると、図５回路と図６回路はほぼ等価となる。
図７は請求項２の発明に適合する実施形態である。図７装置においてはコンデンサ３８を第２ダイオードに、別のダイオード７４を介して接続する。コンデンサ３８は図２の前記コンデンサ３９と同様の役割を担う。さらに次のような新たな役割を負う。第１スイッチング素子５１のターンオフにともない、左向きの高周波負荷電流Ｉ４０のほとんどは第１コンデンサ１１・第２コンデンサ１２を下向きに経由しようとするが、ダイオード７４に阻まれてそれができなくなる。このため、左向きの高周波負荷電流Ｉ４０の全部がコンデンサ３８を経由するようになる。バラストインダクタ４３の電磁エネルギのほとんどはコンデンサ３８に移転し、コンデンサ３８に高い上向き電圧を形成する。この高い上向き電圧は次の第２スイッチング素子５２のターンオン以降後の動作で、右向きの高周波負荷電流Ｉ４０を強めるように作用する。図７の実施形態においては、第１コンデンサ３１に対しても、別のダイオード７３を介して別のコンデンサ３７を並列に接続する。コンデンサ３７は前記コンデンサ３８と対称であり同様に作用するが、こちらの方は左向きの高周波負荷電流Ｉ４０を強めるように作用する。
図８の請求項１および２の発明に適合する実施形態について説明する。前記各図の交流電源２０に高調波成分を軽減するためのフィルタ回路を付加することは有益である。図８は図５装置に対してフィルターチョーク２７・コンデンサ２８を含むローパスフィルター回路を追加した実施形態である。図９は図８装置の動作波形図であり、誘導性負荷４０に属する放電灯４１を４０Ｗの環状蛍光ランプ（形式：ＦＣＬ４０）とした場合の実験例である。図９における（ａ）は５０Ｈ７ＨＺ１００Ｖの交流電源２０電圧の波形であり、（ｂ）は交流電源２０を流れる低周波電源電流Ｉ２０の波形（入力波形）であり、（ｃ）は高周波負荷電流Ｉ４０中の放電灯４１電流（管電流）の波形である。（ｂ）の低周波電源電流Ｉ２０は従来の前記図１０のものよりは正弦波形に近く、入力力率が向上する。また、（ｃ）の管電流はほぼ安定な連続性を保持する。
図８のコンデンサ４９はコンデンサ３９の後段に接続されている。このコンデンサ４９をコンデンサ３９の前段となる位置に繋ぎ変えてもほぼ同効である。コンデンサ３９後段のコンデンサ４９をそのまま残し、かつコンデンサ３９の前段となる位置に新たなコンデンサを付加してもほぼ同効となる。後者の３個のコンデンサを１箇所に集めると、スター形（Ｙ形）の回路構成となるが、それらの３個のコンデンサをスター・デルタ形（三角形）変換の要領でデルタ形に繋ぎ変えてもほぼ同効である。
図８装置における図９（ｃ）の管電流波形は、交流電源２０周期の低周波振動成分を含む。この低周波振動成分の山を下げ・谷を上げて均一化するように、交流電源２０電圧における山部と谷部で異なるスイッチング周波数となるように、スイッチング周波数を２段にあるいは連続的に変化させることも可能である。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、誘導性負荷に安定な高周波負荷電流を供給し、かつ交流電源の入力力率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の第１の実施形態を示す回路図である。
【図２】本発明装置の第２の実施形態を示す回路図である。
【図３】本発明装置の第３の実施形態を示す回路図である。
【図４】本発明装置の第４の実施形態を示す回路図である。
【図５】本発明装置の第５の実施形態を示す回路図である。
【図６】本発明装置の第６の実施形態を示す回路図である。
【図７】本発明装置の第７の実施形態を示す回路図である。
【図８】本発明装置の第８の実施形態を示す回路図である。
【図９】図８装置の動作波形図である。
【図１０】従来装置の回路図である。
【符号の説明】
１１：第１コンデンサ、１２：第２コンデンサ、２０：交流電源、
２９：補助インダクタ、３１：第１ダイオード、３２：第２ダイオード、
４０：誘導性負荷、４１：予熱形放電灯、４２：予熱コンデンサ、
４３：バラストインダクタ、５１：第１スイッチング素子、
５２：第２スイッチング素子、６１・６２：ダイオード、
３７・３８・３９・４９・９１：コンデンサ、
７１・７２・７３・７４：ダイオード、
Ｉ２０：低周波電源電流、Ｉ４０：高周波負荷電流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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