(57)【要約】【課題】  余分にパワー因数調整器を取り付けることなく回路コストを減らすことのできるインバータ作業電圧決定方法を提供すること。【解決手段】  整流手段で交流電源入力の交流電源電圧周期を直流電圧信号となし、更に作業周波数を設定してパルス直流電圧周期を分割し、該パルス直流電圧周期を最低電圧値−最高電圧値−最低電圧値で分割して複数の連続電圧パルスとなし、インバータにこの複数の連続電圧パルスを受け取らせた後に作動させて最低電圧値と最高電圧値の電圧周期に対応して変動電圧信号を負荷に出力させ、これにより、インバータ作業電圧を交流入力電圧に近似となしてパワー因数調整効果を具備するインバータを達成する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ作業電圧決定方法において、
最低電圧値及び最高電圧値を取得する手段により、交流電源入力の電圧周期（ＤＵＴＹ  ＣＹＣＬＥ）を取得し、並びに該電圧周期の最低電圧値及び最高電圧値を取得するステップと、
整流手段により、交流電源入力の電圧周期を直流電源周期に変換し、且つ交流電源電圧信号を直流電源信号に変換するステップと、
電圧パルス取得手段により、作業周波数を設定し、直流電源電圧周期を分割し、直流電圧周期で最低電圧値から最高電圧値、更に最低電圧値まで分割して複数の連続電圧パルスとなすステップ、
変動電圧出力手段として、インバータの変圧ユニットに該複数の連続電圧パルスを受け取らせ、該変圧ユニットに各電圧パルスにあって作動させて最低電圧値と最高電圧値の電圧周期に対応して変動電圧信号を負荷に出力させ、負荷に変動電圧信号を受け取らせ作動させるステップ、
を具えたことを特徴とする、インバータ作業電圧決定方法。
【請求項２】
請求項１に記載のインバータ作業電圧決定方法において、直流電源信号がパルス直流信号とされたことを特徴とする、インバータ作業電圧決定方法。
【請求項３】
請求項１に記載のインバータ作業電圧決定方法において、インバータに入力される作業電圧は、最低電圧値より最高電圧値、さらに最低電圧値に至る直流電源電圧サイクル中、作業周波数で分割されて複数の連続電圧パルスとされ、インバータに、入力された各電圧パルスに対して電力変換させて最低電圧値から最高電圧値、更に最低電圧値に至る変動電圧信号を負荷に提供させ作動させることを特徴とする、インバータ作業電圧決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインバータ作業電圧決定方法に係り、特に、余分にパワー因数調整器を取り付けることなく、パワー因数調整効果を達成できるインバータ作業電圧決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部の電力会社から伝送される交流電源が、一般の交流配電システムにあって接続される負荷のうち、白熱灯、電気こんろ以外の純抵抗性負荷のほかの大多数の負荷は、抵抗及びインダクタ成分を含む。このため、電子回路電流の位相角が電圧を落とし、電気回路が電力会社の発電機から送電及び配電線を通って供給する総電流は有効電流と無効電流に分けられ、各負荷の定格電圧は異なるため、使用者側の電気メーターの計算するのは有効パワー（ＫＷ）だけであるが、無効パワー（ＫＶＡＲ）が回路電圧降下及び回路損失を形成しうる。ゆえに、使用者側及び外部電力会社のいずれにとっても損失が形成され、このため、いかにパワー因数調整を達成するかが電力使用者側システム関係メーカーにとっての極力開発を行なうべき課題である。
【０００３】
パワー因数調整技術は、アクティブ式とパッシブ式の二種類があり、応用の長所は電力損失を減らし、電力供給品質を改善し、負荷寿命を延長し電気代を節約する等であり、一般的な方法としては、電力コンデンサを使用して改善し、例えば、図１に示されるように、現在の電力供給器産業にあっては、多くはパワー因数調整器を取り付けてそれに安定化電圧出力効果を達成させている。図にはインバータの作業電圧波形が示され、修正された後の作業電圧は連続波状態の傾向にあるが、ただし、このような使用モードは一部の産業での応用において困難を発生する。これについて以下に説明する。
【０００４】
圧電式変圧器のインバータを例に説明すると、圧電式変圧器のインバータは入力電圧の大きさにより作動出力パワーを決定し、現在ある電源供給器については、出力電圧の多くは比較的小さい２４ボルト或いは４８ボルトの安定化電圧であり、圧電式変圧器の出力パワーを下げ、且つ圧電式変圧器のインバータは圧電片振動機械応力作用下で発生する圧電効果を利用し、ゆえに電源起動後、圧電片は４８ボルトでの作業を維持しなければならず、圧電片が単一の最大高圧振動下での作動を形成し、圧電式変圧器のインバータの使用寿命を簡単に減らし易い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の主要な目的は、上述の欠点を解決し、欠点の存在を防止することにあり、即ち本発明は余分にパワー因数調整器を取り付けることなく回路コストを減らすことのできるインバータ作業電圧決定方法を提供し、それは整流手段で交流電源入力の交流電源電圧周期を直流電源サイクルに変換し、且つ交流電源電圧信号を直流電源信号に変換し、更に作業周波数を設定してパルス直流電源周期を最低電圧値−最高電圧値−最低電圧値で分割して複数の連続電圧パルスとなし、インバータにこの複数の連続電圧パルスを受け取らせた後に作動させて最低電圧値と最高電圧値の電圧周期に対応して変動電圧信号を負荷に出力させ、これにより、インバータ作業電圧を交流電源入力電圧に近似となしてパワー因数調整効果を具備するインバータを達成する。
【０００６】
本発明のもう一つの目的は、インバータを電圧が緩昇及び緩降する連続電圧パルス下で作動させ、これにより、伝統的なインバータの圧電片の単一高圧振動によりインバータの使用寿命を維持できないという問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、インバータ作業電圧決定方法において、
最低電圧値及び最高電圧値を取得する手段により、交流電源入力の電圧周期（ＤＵＴＹ  ＣＹＣＬＥ）を取得し、並びに該電圧周期の最低電圧値及び最高電圧値を取得するステップと、
整流手段により、交流電源入力の電圧周期を直流電源周期に変換し、且つ交流電源電圧信号を直流電源信号に変換するステップと、
電圧パルス取得手段により、作業周波数を設定し、直流電源電圧周期を分割し、直流電圧周期で最低電圧値から最高電圧値、更に最低電圧値まで分割して複数の連続電圧パルスとなすステップ、
変動電圧出力手段として、インバータの変圧ユニットに該複数の連続電圧パルスを受け取らせ、該変圧ユニットに各電圧パルスにあって作動させて最低電圧値と最高電圧値の電圧周期に対応して変動電圧信号を負荷に出力させ、負荷に変動電圧信号を受け取らせ作動させるステップ、
を具えたことを特徴とする、インバータ作業電圧決定方法としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載のインバータ作業電圧決定方法において、直流電源信号がパルス直流信号とされたことを特徴とする、インバータ作業電圧決定方法としている。
請求項３の発明は、請求項１に記載のインバータ作業電圧決定方法において、インバータに入力される作業電圧は、最低電圧値より最高電圧値、さらに最低電圧値に至る直流電源電圧サイクル中、作業周波数で分割されて複数の連続電圧パルスとされ、インバータに、入力された各電圧パルスに対して電力変換させて最低電圧値から最高電圧値、更に最低電圧値に至る変動電圧信号を負荷に提供させ作動させることを特徴とする、インバータ作業電圧決定方法としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は余分にパワー因数調整器を取り付けることなく回路コストを減らすことのできるインバータ作業電圧決定方法を提供し、また伝統的なインバータの圧電片の単一高圧振動によりインバータの使用寿命を維持できないという問題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の実施例は圧電式変圧器のインバータを以て説明する（捲線式変圧器のインバータ作動方式も本実施例と同じであり、説明を行なわない）、図に示された部分は即ち電圧電流波形を以て解説する。本発明の操作ステップは、以下を具えている。
【００１０】
第１のステップとして、最低電圧値及び最高電圧値を取得する手段により、外部電力に接続し、交流電源入力の電圧周期を取得し、並びに該電圧周期の最低電圧値及び最高電圧値を取得するステップを具える。以下に交流電源を１１０ボルト、６０Ｈｚ周波数と仮定し、即ち最低電圧値を０ボルト、最高電圧値を１１０ボルトとする。
【００１１】
第２のステップとして、整流手段により、第１のステップの交流電源入力の電圧周期を直流電源周期に変換し、且つ交流電源電圧信号を直流電源信号に変換するステップを具える。図３では全波整流方式が採用され、全波整流後はパルス直流信号とされ、ダイオード群による整流後の最高電圧値部分の電圧は１５５ボルト程度となる。
【００１２】
第３のステップとして、電圧パルス取得手段により、作業周波数を設定し、第２のステップの直流電源周期を分割し、直流電源周期の最低電圧値から最高電圧値、更に最低電圧値までを分割して複数の連続電圧パルスとなす。分割後の連続電圧パルスは図４に示されるようであり、この時、インバータは集積回路（ＩＣ）を通してパワートランジスタ（ＭＯＳ）に至る出力周波数値を制御し、インダクタを経過した後、パワートランジスタが出力する方形波信号は修正され正弦波信号に近似となり、更に変圧ユニット（圧電式変圧器）の使用に供される。
【００１３】
第４のステップとして、変動電圧出力手段としてインバータの変圧ユニットに該複数の連続電圧パルスを受け取らせ、該変圧ユニット（圧電式変圧器）に各電圧パルスにあっていずれも作動させ、最低電圧値と最高電圧値の電圧周期に対応し電力変換を行なわせて変動電圧信号を負荷に出力させ、負荷に変動電圧信号を負荷に出力させ、負荷に変動電圧信号を受け取らせ作動させ、圧電式変圧器のインバータ自身の共振周波数特性により、任意の電圧値入力も圧電式変圧器のインバータを振動させ圧電効果を発生させ、これにより負荷電圧を獲得する。図５、６に示されるように、全ての作業電圧の入力に対して作動し電気エネルギーを発生して負荷に準正弦波波形を提供し、相対電流も全数が負荷使用に供されて有効電流を形成し、これにより本発明は有効にパワー因数調整効果を達成する。このほか、圧電式変圧器のインバータは最低電圧値入力から作動開始し、これによりインバータが、最高電圧値より最高電圧値、更に最低電圧値が分割され形成された複数の連続電圧パルスの緩昇緩降の電圧振動モードで作動し、これにより有効に圧電式変圧器のインバータの使用寿命が保持される。
【００１４】
負荷パッケージの作業周波数の設定は本発明の実際の応用製品に対応して行なわれなければならない。例えば、もし本発明が液晶ディスプレイスクリーンに応用され、負荷が冷陰極管とされるなら、人体の眼が経常的に観る電子製品であるため、作業周波数は人の眼の許容できるちらつきでなければならず、少なくとも６０Ｈｚより大きくなければならず、作業周波数が高くなるほど人の眼に影響を与えるちらつきは低くなり、一般には圧電式変圧器のインバータの作業周波数は７２ＫＨｚであり、すなわち、本発明は最低電圧値から最高電圧値、更に最低電圧値の電圧サイクルを分割して１２００次の連続電圧パルスとなし、各周期で圧電式変圧器がいずれも作動しパワー出力して負荷を駆動して点灯させるため、冷陰極管が暗−明−暗の漸次輝度が増すちらつきモードとされるが、ただしちらつきが人の眼が感応するものを超過しているため、人の眼に対して傷害を与えず、且つ圧電式変圧器のインバータのアイドル状態が発生しない。第２のステップで小型補償コンデンサ或いは修正補償回路を加えることも可能で、これにより最低電圧値を０ボルトでなくすことができるが、但し補償値は最高電圧値の２０％より低いのがよい。もし本発明がネオンライトに応用されるなら、作業周波数設定は６０Ｈｚより低く設定し、このネオンライトのちらつき効果を現出させられるようにし、最も好ましくは、第２のステップの整流手段に半波整流を採用することで、間欠点灯方式を発生することができる。
【００１５】
以上の説明は本発明の範囲を限定するためのものではなく、以上の説明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】周知の圧電式変圧器のインバータの入力電圧波形表示図である。
【図２】本発明の交流電源入力の電圧波形表示図である。
【図３】本発明の整流手段より出力される電圧波形表示図である。
【図４】本発明のパワートランジスタで分割された後の電圧波形表示図である。
【図５】本発明のインバータの作業電圧波形表示図である。
【図６】本発明のインバータの出力電流波形表示図である。
【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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