(57)【要約】【課題】高力率型の放電灯点灯装置を提供する【解決手段】交流電源１１電圧を整流する整流電源１０を備える。交互にオンオフするように制御する順直列の第一スイッチング素子２１および第二スイッチング素子２２を備える。整流電源１０電圧を前記両スイッチング素子２１・２２の回路に順方向に印加しる。前記第一スイッチング素子２に逆並列に接続する第一フライホイールダイオード３１を備える。前記第二スイッチング素子２２に逆並列に接続する第二フライホイールダイオード３２を備える。誘導性負荷４０を備える。第一主コンデンサ５１および第二主コンデンサ５２を備える。一方の前記第一スイッチング素子２１と前記誘導性負荷４０と前記第一主コンデンサ５１と前記第二コンデンサ５２を直列に含む閉回路を形成しる。前記整流電源１０側の前記第一主コンデンサ５１を前記整流電源１０に並列に接続する補助インダクタ６０を備える。前記整流電源１０・前記補助インダクタ６０のいずれかと並列に接続する補助コンデンサ７０を備える。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源電圧を整流する整流電源を備え、交互にオンオフするように制御する順直列の第一スイッチング素子および第二スイッチング素子を備え、整流電源電圧を前記両スイッチング素子の回路に順方向に印加し、前記第一スイッチング素子に逆並列に接続する第一フライホイールダイオードを備え、前記第二スイッチング素子に逆並列に接続する第二フライホイールダイオードを備え、誘導性負荷を備え、第一主コンデンサおよび第二主コンデンサを備え、一方の前記第一スイッチング素子と前記誘導性負荷と前記第一主コンデンサと前記第二コンデンサを直列に含む閉回路を形成し、前記整流電源側の前記第一主コンデンサを前記整流電源に並列に接続する補助インダクタを備え、前記整流電源・前記補助インダクタのいずれかと並列に接続する補助コンデンサ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】
本発明は高力率型の放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を図９に示す。図９のインバータ装置は交流電源電圧１１を整流する整流電源１０を備える。順直列一対の第一スイッチング素子２１・第二スイッチング素子２２を備える。前記各スイッチング素子と逆並列に接続するフライホイールダイオード３１・３２を備える。放電灯４１と該放電灯に直列のバラスト用インダクタ４２を含むインバータ負荷４０を備える。前記両スイッチング素子２１Ｏ２２を跨ぐ位置に接続する平滑用コンデンサ９０を備える。前記インバータ負荷４０と前記両スイッチング素子２１・２２のいずれかを跨ぐ位置に接続するアーム用コンデンサ９１を備える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来装置では、交流電源１１の電圧を整流する整流電源１０と平滑用コンデンサ９０が並列接続されるため、整流電源１０の電圧が平滑用コンデンサ９０の電圧を超えたときにのみ、交流電源１１から瞬時に電力を取り込む。これは交流電源１１電圧のピーク付近で起こり、高い充電電流が流れる。このため交流電源１１の導通角が小さく、入力電流は波高値の大きな高調波成分を含む歪んだ波形となり、力率を著しく悪化させる原因となっていた。
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、入力電源の導通角が小さく、入力電流は高調波成分を含んだ波形となり、力率低下の原因になっていた。本発明は、入力電源の導通角を大きくし、入力電流を電源電圧と同相の正弦波に近づけることにより、力率を改善するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明装置においては、交流電源電圧１１を整流する整流電源１０を備える。交互にオンオフするように制御する順直列の第一スイッチング素子２１および第二スイッチング素子２２を備える。整流電源１０電圧を前記両スイッチング素子２１・２２の回路に順方向に接続し、前記第一スイッチング素子２１に逆並列に接続する第一フライホイールダイオード３１を備える。前記第二スイッチング素子２２に逆並列に接続する第二フライホイールダイオード３２を備える。誘導性負荷４０を備える。第一主コンデンサ５１および第二主コンデンサ５２を備える。一方の前記第一スイッチング素子２１と前記誘導性負荷４０と前記第一主コンデンサ５１と前記第二主コンデンサ５２を直列に含む開回路を形成し、前記整流電源１０側の前記第一主コンデンサ５１を前記整流電源１０に並列に接続する補助インダクタ６０を備える。前記整流電源１０・前記補助インダクタ６０のいずれかと並列に接続する補助コンデンサ７０を備える。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１を用いて本発明の請求項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、交流電源１１電圧を整流する整流電源１０を備え、交互にオンオフするように制御する順直列の第一スイッチング素子２１および第二スイッチング素子２２を備え、整流電源１０電圧を前記両スイッチング素子２１・２２の回路に順方向に印加し、前記第一スイッチング素子２１に逆並列に接続する第一フライホイールダイオード３１を備え、前記第二スイッチング素子２２に逆並列に接続する第二フライホイールダイオード３２を備え、誘導性負荷４０を備え、第一主コンデンサ５１および第二主コンデンサ５２を備え、一方の前記第一スイッチング素子２１と前記誘導性負荷４０と前記第一主コンデンサ５１と前記第二コンデンサ５２を直列に含む開回路を形成し、前記整流電源１０側の前記第一主コンデンサ５１を前記整流電源１０に並列に接続する補助インダクタ６０を備え、前記整流電源１０・前記補助インダクタ６０のいずれかと並列に補助コンデンサ７０を接続する。
図１のインバータ装置の構成について補足する。前記整流電源１０は交流電源１１およびダイオード１２・１３・１４・１５で構成される。前記誘導性負荷４０は放電灯４・インダクタ４２・予熱用コンデンサ４３で構成される。放電灯４１とインダクタ４２は直列接続され、放電灯４１と予熱用コンデンサ４３は並列接続されている。図１ではスイッチング素子２１・２２がトランジスタになっているが、ＭＯＳ−ＦＥＴでもよい。スイッチング素子２１・２２にＭＯＳ−ＦＥＴを使用した場合には、フライホイールダイオード３１・３２は省略できる。
図２から図８を用いて本インバータ装置の動作について簡単に説明する。
（１）スイッチング素子２１・２２共にオフのとき（電源投入時）。
電源投入時にはスイッチング素子２１・２２共にオフしているため、図２のｉ１ＴＯＯに示すように電流が流れ、整流電源１０より補助コンデンサ７０および、補助インダクタ６０を介して第一主コンデンサ５１に初期充電がなされる。
（２）スイッチング素子２１がオン・スイッチング素子２２がオフのとき。
次にスイッチング素子２１がオンすると、第一主コンデンサ５２に蓄えられた電荷は、スイッチング素子２１を介して誘導負荷４０へと流れ、図３のｉ１Ｔ２１の経路で電流が流れる。
（３）スイッチング素子２１がオフ・スイッチング素子２２がオンのとき。
スイッチング素子２１がオフすると、図４のｉ１Ｔ３２に示すように、誘導負荷４０に蓄えられた電磁エネルギーにより、誘導負荷４０−第二主コンデンサ５２−第一主コンデンサ５１−補助コンデンサ７０−フライホイールダイオード３２の経路で電流が流れ、補助コンデンサ７０が充電される。誘導負荷４０による電流ｉ１Ｔ３２が消滅すると、図５のｉ１Ｔ２２に示すように電流が流れ、補助コ．ンデンサ７０に蓄えられた電荷は第一主コンデンサ５１−誘導負荷４０−スイッチング素子２２を介して放電される。この間、補助コンデンサ７０の電圧が整流電源１０の電圧より低くなると、第一主コンデンサ５１−誘導負荷４０−スイッチング素子２２を流れる電流は、整流電源１０より給電され、図６のｉ２Ｔ２２に示すように電流が流れる。続いて、第二主コンデンサ５２の電荷によ−り、誘導負荷４０−スイッチング素子２２−補助インダクタ６０の経路で図７に示すｉ３Ｔ２２なる電流が流れる。
図７のｉ３Ｔ２２で示す電流は、スイッチング素子２２がオンし、誘導負荷４０の電磁エネルギーによる電流が消滅した瞬間から流れはじめるが、補助インダクタ６０により、電流の立ち上がりは緩慢であるため、スイッチング素子２２がオンした直後は補助インダクタ６０を介する第二主コンデンサ６２の放電による電流ｉ３Ｔ２２は軽微であり、スイッチング素子２２がオンした後の誘導負荷４０の電流は補助コンデンサ７０の放電による電流Ｉ１Ｔ２２→整流電源１０からの給電による電流ｉ２Ｔ２２→補助インダクタ６０を介する第二主コンデンサ６２の放電による電流Ｉ３Ｔ２２の順に流れる。
（４）スイッチング素子２１がオン・スイッチング素子２２がオフのとき。
スイッチング素子２２がオフすると、補助インダクタ６０の電磁エネルギーにより、図８のｉ１Ｔ３１に示すとおり、第二主コンデンサ５２−誘導負荷４０−フライホイールダイオード３１を介して補助コンデンサ７０が充電される。
以後前記（２）、（３）、（４）の動作を、繰り返す。
前記インバータ装置の動作について補足する。
図６に示す電流ｉ２Ｔ２２が流れるときに、インバータ装置の高周波動作よって整流電源１０から給電が行われるため、前記インバータ装置の給電時における導通角は大きくなり、高力率動作となる。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、入力力率を高くすることがで
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインバータ装置の回路図である。
【図２】本発明のインバータ装置の回路動作を説明する回路図である。
【図３】本発明のインバータ装置の回路動作を説明する回路図である。
【図４】本発明のインバータ装置の回路動作を説明する回路図である。
【図５】本発明のインバータ装置の回路動作を説明する回路図である。
【図６】本発明のインバータ装置の回路動作を説明する回路図である。
【図７】本発明のインバータ装置の回路動作を説明する回路図である。
【図８】本発明のインバータ装置の回路動作を説明する回路図である。
【図９】従来の技術を説明する回路図である。
【符号の説明】
１０：整流電源
１１：交流電源
２１：第一スイッチング素子
２２：第二スイッチング素子
３１：第一フライホイールダイオード
３２：第二フライホイールダイオード
４０：誘導性負荷
５１：第一主コンデンサ
５２：第二主コンデンサ
６０：補助インダクタ
７０：補助コンデンサ７０
【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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