(57)【要約】　　　（修正有）【課題】簡単安価な高力率形のハーフブリッジ方式のインバータ装置を提供する。【解決手段】整流電源１０は補助コンデンサ４２と、順直列のスイッチング素子２１・２２と、逆並列に接続したフライホイールダイオード３１・３２の直列回路を備える。前記直列回路と並列に補助ダイオード４６と、コンデンサ６１・６２の直列回路を備える。補助インダクタ４４の一端を補助コンデンサ４２とスイッチング素子２１の接続点に、他端を補助ダイオード４６とコンデンサ６１の接続点に接続する。誘導性負荷５０の一端はスイッチング素子２１・２２の中点に、他端はコンデンサ６１・６２の中点に接続する。【選択図】　　図１
2004120990.tif 000002
【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、順直列一対の第一スイッチング素子・第二スイッチング素子を備え、前記各スイッチング素子と逆並列に接続する第一フライホイールダイオード・第二フライホイールダイオードを備え、前記整流電源電圧を前記各スイッチング素子を含む直列回路に順方向に印加する補助コンデンサを備え、誘導性負荷を備え、第一コンデンサを備え、一端が前記補助コンデンサに接続されかつ前記第一スイッチング素子・誘導性負荷・第一コンデンサを含む閉回路を形成する補助インダクタを備え、前記補助コンデンサ・補助インダクタを含む閉回路を形成するダイオードであって前記補助コンデンサ電圧が前記整流電源電圧と同極性となるように充電する補助ダイオードを備え、前記第一スイッチング素子・第二スイッチング素子・補助インダクタを含む直列回路の両端に直にあるいは前記第一コンデンサを介して接続する第二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】
本発明は交流電源電圧を整流する整流電源を含むインバータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
交流電源電圧を整流する整流電源を備え、順直列一対の交互にオンオフするように制御されるスイッチング素子を備え、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を備え、直列一対の大容量アーム用コンデンサを備え、前記両スイッチング素子の接続中点と前記両大容量アーム用コンデンサの接続中点との間に接続する誘導性交流負荷を備え、前記整流電源の回路と前記各スイッチング素子の回路と前記各大容量アーム用コンデンサの回路とを並列に接続して前記誘導性交流負荷へ高周波電力を供給するインバータ装置は既知である。
それはブリッジアームの２辺を大容量アーム用コンデンサへ置換するハーフハーフブリッジ形である。この場合の各大容量アーム用コンデンサの回路は平滑回路として機能するので、別途の平滑用コンデンサを補うことは不要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のインバータ装置は平滑回路を兼ねる各大容量アーム用コンデンサの回路を整流電源に直に接続する形式である。その場合の整流電源はその電圧瞬時値がほぼ最大となるごく狭い期間にのみ給電し、その間に各大容量アーム用コンデンサを急に充電するため、低力率形となる。
本発明の目的は簡単安価な高力率形のハーフブリッジ方式のインバータ装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明装置は順直列一対の交互にオンオフするように制御されている第一スイッチング素子２１・第二スイッチング素子２２と前記各スイッチング素子２１・２２と逆並列に接続する第一フライホイールダイオード３１・第二フライホイールダイオード３２を備え、整流電源１０電圧を前記各スイッチング素子２１・２２を含む直列回路に順方向に印加する補助コンデンサ４２を備え、誘導性負荷５０、第一コンデンサ６１、第二コンデンサ６２を備えたインバータ装置において、一端が前記補助コンデンサ４２に接続されかつ前記第一スイッチング素子２１・誘導性負荷５０・第一コンデンサ６１を含む閉回路を形成する補助インダクタ４４を備え、前記補助コンデンサ４２・補助インダクタ４４を含む閉回路を形成し、前記補助コンデンサ４２電圧が前記整流電源１０電圧と同極性となるように充電する補助ダイオード４６を設けている。
本発明においては、各スイッチング素子２１・２２と各フライホイールダイオード３１・３２がオン、オフする間、１サイクル毎に整流電源１０からの給電が行われる動作としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１を用いて説明する。図１装置は交流電源１１電圧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２１・２２と逆並列に接続する第一フライホイールダイオード３１・第二フライホイールダイオード３２を備える。前記整流電源１０電圧を前記各スイッチング素子２１・２２を含む直列回路に順方向に印加する補助コンデンサ４２を備える。誘導性負荷５０を備える。第一コンデンサ６１を備える。一端が前記補助コンデンサ４２に接続されかつ前記第一スイッチング素子２１・誘導性負荷５０・第一コンデンサ６１を含む閉回路を形成する補助インダクタ４４を備える。前記補助コンデンサ４２・補助インダクタ４４を含む閉回路を形成するダイオードであって前記補助コンデンサ４２電圧が前記整流電源１０電圧と同極性となるように充電する補助ダイオード４６を備える。前記第一スイッチング素子２１・第二スイッチング素子２２・補助インダクタ４４を含む直列回路の両端に直にあるいは前記第一コンデンサ６１を介して接続する第二コンデンサ６２を備える。
図１のインバータ装置は基本的にはハーフブリッジ形インバータとしての周知動作を営む。まず第１スイッチング素子２１がオンすると整流電源１０→補助コンデンサ４２→第１スイッチング素子２１→誘導性負荷５０→第２コンデンサ６２→整流電源１０へとｉ４２電流が流れる。また整流電源１０→補助ダイオード４６→補助インダクタ４４→第１スイッチング素子２１を介しても電流が流れる。次に第１スイッチング素子２１がオフ、第２スイッチング素子２２がオンするとまず補助インダクタ４４に蓄えられた電磁エネルギーの放出電流ｉ４４が補助インダクタ４４→補助コンデンサ４２→補助ダイオード４６→補助インダクタ４４と流れ補助コンデンサ４２を図示の極性に充電する。また同時にバラストインダクタ５４に蓄えられた電磁エネルギーも誘導性負荷５０→第２コンデンサ６２→第２フライホイールダイオード３２の経路で放出される。その後整流電源１０→補助ダイオード４６→第１コンデンサ６１→誘導性負荷５０→第２スイッチング素子２２→整流電源１０へと電流が流れる。また整流電源１０→補助コンデンサ４２→補助インダクタ４４→第１コンデンサ６１を介しても電流が流れる。次に第２スイッチング素子２２がオフ、第１スイッチング素子２１がオンするとまずバラストインダクタ５４に蓄えられた電磁エネルギーの放出電流ｉ５０が第１フライホイールダイオード３１→補助コンデンサ４２→補助ダイオード４６→第１コンデンサ６１→誘導性負荷５０の経路で流れ補助コンデンサ４２を図示の極性に充電する。この時補助インダクタ４４は電流ｉ５０の流入を阻止し、電流ｉ５０を補助コンデンサ４２へ向かわせる。補助コンデンサ４２の電圧は整流電源１０電圧に順極性に足し加わり、整流電源１０の給電を促す。主たる整流電源１０給電回路は整流電源１０→補助コンデンサ４２→第１スイッチング素子２１→誘導性負荷５０→第２コンデンサ６２→整流電源１０であり、第一スイッチング素子２１のオン期間の前期に給電がなされる。第一スイッチング素子２１オン期間の前期は第一コンデンサ６１放電が補助インダクタ４４によってまだ抑制される期間であり、また補助コンデンサ４２電圧が高レベルを保持する期間であるために、整流電源１０の給電が活発となる。このように、補助インダクタ４４ないしは誘導性負荷５０の電磁エネルギの一部を補助コンデンサ４２に集めて充電し、補助コンデンサ４２電圧を整流電源１０電圧に足し加えることにより整流電源１０の導通角を拡張し、力率を高めることができる。
【０００６】
【発明の効果】
本発明は補助コンデンサ４２を整流電源１０電圧と各スイッチング素子２１・２２を含む直列回路に順方向に接続し、一端が前記補助コンデンサ４２に接続されかつ前記第一スイッチング素子２１・誘導性負荷５０・第一コンデンサ６１を含む閉回路を形成する補助インダクタ４４と、前記補助コンデンサ４２・補助インダクタ４４を含む閉回路を形成し、前記補助コンデンサ４２電圧が前記整流電源１０電圧と同極性となるように充電する補助ダイオード４６を付加することにより、整流電源１０、交流電源１１の導通角を広げることができるため、簡単に安価な高力率形のハーフブリッジ方式のインバータ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の回路図である。
【符号の説明】
１０：整流電源、１１：交流電源、１２・１３・１４・１５：ダイオード、２１・２２：スイッチング素子、３１・３２：フライホイールダイオード、４２：補助コンデンサ、４４：補助インダクタ、４６：補助ダイオード、５０：誘導性負荷、５２：放電灯、５４：バラストインダクタ、５６：予熱用コンデンサ、６１・６２：コンデンサ
【図１】
2004120990.tif 000003