(57)【要約】【課題】高力率で動作するハーフブリッジ形のインバータ装置を提供する。【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。補助インダクタ２０を備える。前記補助インダクタ２０を介して前記整流電源１０に接続する平滑用コンデンサ３０を備える。交互にオンオフするように制御される順直列一対のスイッチング素子７１・７２を備える。前記各スイッチング素子７１・７２と逆並列に接続するフライホイールダイオード８１・８２を備える。前記両スイッチング素子７１・７２の回路を前記整流電源１０電圧が順方向に印加されるように接続する。前記両スイッチング素子７１・７２の交点に一端を接続する誘導性負荷６０を備える。前記誘導性負荷６０の他端を前記補助インダクタ２０・平滑用コンデンサ３０の交点に接続する第一補助コンデンサ４０を備える。前記補助インダクタ２０・第一補助コンデンサ４０を跨ぐ第二補助コンデンサ５０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（１１）電圧を整流する整流電源（１０）を備え、補助インダクタ（２０）を備え、前記補助インラタ（２０）を介して前記整流電源（１０）に接続する平滑用コンデンサ（３０）を備え、交互にオンオフるように制御される順直列一対のスイッチング素子（７１・７２）を備え、前記各スイッチング素子（７１・７２）と逆並列に接続するフライホイールダイオード（８１・８２）を備え、前記両スイッチング素子（７１・７２）の回路を前記整流電源（１０）電圧が順方向に印加されるように接続し、前記両スイッチング素子（７１・７２）の交点に一端を接続する誘導性負荷（６０）を備え、前記誘導性負荷（６０）の他端を前記補助インダクタ（２０）・平滑用コンデンサ（３０）の交点に接続する第一補助コンデンサ（４０）を備え、前記補助インダクタ（２０）・第一補助コンデンサ（４０）を跨ぐ第二補助コンデンサ（５０）を備えたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
第一補助コンデンサ（４０）を大容量コンデンサとし、第二補助コンデンサ（５０）を小容量コンデンサとする請求項１記載のインバータ装置。
【請求項３】
第一補助コンデンサ（４０）を小容量コンデンサとし、第二補助コンデンサ（５０）を大容量コンデンサとする請求項１記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハーフブリッジ形インバータを主体とする入力力率を高くするインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
交流電源電圧を整流する整流電源を備える。前記整流電源両端に接続する第一スイッチング素子・第二スッチング素子を含むスイッチング回路を備える。前記第一スイッチング素子と逆並列に接続する第一フライイールダイオードを備える。前記第二スイッチング素子と逆並列に接続する第二フライホイールダイオード備える。前記整流電源両端に接続する大容量コンデンサを備える。誘導性負荷を備える。前記第二スイッチグ素子書秀尊性負荷を跨ぐ位置に接続するコンデンサを備える。前記構成のハーフブリッジ形のインバータ装置は公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のハーフブリッジ形は基本的に低力率である。それは整流電源両端に大容量コンデンサが接続されためである。整流電源電圧の瞬時値が低い谷間期であっても、大容量コンデンサで電圧が保持されるので、安定なインバータ動作を保持する。しかし、その谷間期に整流電源（交流電源）からの給電が途絶えるため、低力率になる。
本発明の目的は、高力率で動作するハーフブリッジ形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】
請求項１の発明においては、交流電源電圧を整流する整流電源を備える。補助インダクタを備える。前記補助インダクタを介して前記整流電源に接続する平滑用コンデンサを備える。交互にオンオフするように制御される順直列一対のスイッチング素子を備える。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を備える。前記両スイッチング素子の回路を前記整流電源電圧が順方向に印加されるように接続する。
前記両スイッチング素子の交点に一端を接続する誘導性負荷を備える。前記誘導性負荷の他端を前記補助インダクタ・平滑用コンデンサの交点に接続する第一補助コンデンサを備える。前記補助インダクタ・第一補助コンデンサを跨ぐ第二補助コンデンサを備える。
請求項２の発明においては、第一補助コンデンサを大容量コンデンサとし、第二補助コンデンサを小容量コンデンサとする。
請求項３の発明においては、第一補助コンデンサを小容量コンデンサとし、第二補助コンデンサを大容量コンデンサとする。
【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、補助インダクタ２０を備え、前記補助インダクタ２０を介して前記整流電源１０に接続する平滑用コンデンサ３０を備え、交互にオンオフするように制御される順直列一対のスイッチング素子７１・７２を備え、前記各スイッチング素子７１・７２と逆並列に接続するフライホイールダイオード８１・８２を備え、前記両スイッチング素子７１・７２の回路を前記整流電源１０電圧が順方向に印加されるように接続し、
前記両スイッチング素子７１・７２の交点に一端を接続する誘導性負荷６０を備え、前記誘導性負荷６０の他端を前記補助インダクタ２０・平滑用コンデンサ３０の交点に接続する第一補助コンデンサ４０を備え、前記補助インダクタ２０・第一補助コンデンサ４０を跨ぐ第二補助コンデンサ５０を備える構成になっている。
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はダイオード１２・１３・１４・１５で構成される。前記誘導性負荷６０は放電灯６１、インダクタ６２、予熱用コンデンサ６３で構成される。放電灯６１とインダクタ６２は直列接続され、放電灯６１と予熱用コンデンサ６３は並列接続されている。図１ではスイッチング素子７１・７２がトランジスタになっているが、ＭＯＳＦＥＴでもよい。スイッチング素子７１・７２にＭＯＳＦＥＴを使用した場合には、フライホイールダイオー８１・８２はその寄生ダイオードで間に合う。
図２から図９を用いて請求項１のインバータ装置の動作について簡単に説明する。
【０００６】
（１）スイッチング素子７２がオン、スイッチング素子７１がオフの場合
図２に示すように、平滑用コンデンサ３０−第一補助コンデンサ４０−誘導性負荷６０−スイッチング素子７２−平滑用コンデンサ３０の経路で電流ｉ７２１が流れる。
その後第一補助コンデンサ４０の電圧が高くなると、電流ｉ７２１が減少し、図３に示すように、誘導性負荷６０−スイッチング素子７２−整流電源１０−第二補助コンデンサ５０−誘導性負荷６０の経路で電流ｉ７２２が流れる。
その後、補助インダクタ２０の下向きの電流がなくなると、図４に示すように、誘導性負荷６０−スイッチング素子７２−平滑用コンデンサ３０−補助インダクタ２０−第二補助コンデンサ５０−誘導性負荷６０の経路で電流ｉ７２３が流れる。
（２）スイッチング素子７２がオフ、スイッチング素子７１がオフの場合
図５に示すように、誘導性負荷６０−フライホイールダイオード８１−第二補助コンデンサ５０−誘導性負荷６０の経路で電流ｉ８１が流れ、誘導性負荷６０のエネルギーが放出し、第二補助コンデンサ５０に電荷が充電される。電流ｉ８１の電流は誘導性負荷６０のエネルギーがなくなるまで継続する。
（３）スイッチング素子７２がオフ、スイッチング素子７１がオンの場合
図６に示すように、第二補助コンデンサ５０−スイッチング素子７１−誘導性負荷６０−第二補助コンデンサ５０の経路で電流ｉ７１１が流れ、第二補助コンデンサ５０の電荷を放出する。
その後、第二補助コンデンサ５０の電荷がなくなると、図７に示すように、誘導性負荷６０−第一補助コンデンサ４０−平滑用コンデンサ３０−整流電源１０−スイッチング素子７１−誘導性負荷６０の経路で電流ｉ７１２が流れる。
その後、補助インダクタ２０の下向きの電流がなくなると、図８に示すように、誘導性負荷６０−第一補助コンデンサ４０−補助インダクタ２０−スイッチング素子７１−誘導性負荷６０の経路で電流ｉ７１３が流れる。
（４）スイッチング素子７２がオフ、スイッチング素子７１がオフの場合
図９に示すように、誘導性負荷６０−第一補助コンデンサ４０−平滑用コンデンサ３０−フライホイールダイオード８２−誘導性負荷６０の経路で電流ｉ８２が流れ、誘導性負荷６０のエネルギーが放出し、第一補助コンデンサ４０に電荷が充電される。電流ｉ８２の電流は誘導性負荷６０のエネルギーがなくなるまで継続する。
以後前記（１）からの動作を繰り返す。
前記インバータ装置の動作について補足する。
スイッチング素子７１がオンの場合は、電流ｉ７２２が流れる時に整流電源１０から給電がなされる。スイッチング素子７２がオンの場合は、電流ｉ７１２が流れる時に整流電源１０から給電がなされる。よって、前記インバータ装置の動作は高力率動作になる。
【０００７】
図１を用いて本発明の請求項２の実施形態について説明する。
請求項２の発明は、図１のインバータ装置の第一補助コンデンサ４０を大容量コンデンサとし、第二補助コンデンサ５０を小容量コンデンサとする。その他の構成は請求項１のインバータ装置と同様になっている。
請求項２の発明の回路動作は、前記請求項１のインバータ装置の動作と同様の動作になるが、図７に示す整流電源１０を経由する電流ｉ７１２が強調され、力率が更に高まる。
図１を用いて本発明の請求項３の実施形態について説明する。請求項３の発明は、図１のインバータ装置の第一補助コンデンサ４０を小容量コンデンサとし、第二補助コンデンサ５０を大容量コンデンサとする。その他の構成は請求項１のインバータ装置と同様になっている。
請求項３の発明の回路動作は、前記請求項１のインバータ装置の動作と同様の動作になるが、図３に示す整流電源１０を経由する電流ｉ７２２が強調され、力率が更に高まる。
【０００８】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように本発明によれば、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】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。
【符号の説明】
１０：整流電源、１１：交流電源、２０：補助インダクタ、３０：平滑用コンデンサ、４０：第一補助コンデンサ、５０：第二補助コンデンサ、６０：誘導性負荷、７１：スイッチング素子、７２：スイッチング素子、８１：フライホイールダイオード、８２：フライホイールダイオード
【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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