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JP3475688B2 - Power converter - Google Patents

Power converter

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Publication number
JP3475688B2
JP3475688B2 JP00506697A JP506697A JP3475688B2 JP 3475688 B2 JP3475688 B2 JP 3475688B2 JP 00506697 A JP00506697 A JP 00506697A JP 506697 A JP506697 A JP 506697A JP 3475688 B2 JP3475688 B2 JP 3475688B2
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JP
Japan
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waveform
output voltage
power
power supply
switching element
Prior art date
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Inventor
雅人 大西
宏 小笠原
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、不連続波形の交流
電圧を発生する電源部を用いるとともに負荷への供給電
力を調節可能とした電力変換装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter that uses a power supply unit that generates an AC voltage having a discontinuous waveform and that can adjust the power supplied to a load.

【0002】[0002]

【従来の技術】本件発明者は、スイッチトキャパシタお
よびインバータ回路を併用することによって直流から交
流に電力変換する電力変換装置を従来より提案してき
た。図10に、この種の電力変換装置の一例を示す。ス
イッチトキャパシタとしては、3個のキャパシタC1
3 を備えたものを図示してある。また、直流電源Eの
正極とキャパシタC1 との間には充電用スイッチング素
子S1 を挿入し、キャパシタC2 ,C3 と直流電源Eの
各極との間にはそれぞれ充電用スイッチング素子S2
5 を挿入してある。さらに、各キャパシタC1 〜C3
と充電用スイッチング素子S1 ,S2 ,S4 との接続点
に一端を接続し他端を共通に接続した放電用スイッチン
グ素子S8 〜S10を設け、キャパシタC1 の正極とキャ
パシタC2 の負極との間およびキャパシタC2 の正極と
キャパシタC3 の負極との間にそれぞれ放電用スイッチ
ング素子S6 ,S7 を挿入してある。充電用スイッチン
グ素子S1 〜S5 および放電用スイッチング素子S6
10のオンオフのタイミングはタイミング制御回路CN
により制御され、放電用スイッチング素子S8 〜S10
共通に接続した接続点の電位を階段状に変化させる。
2. Description of the Related Art The inventor of the present invention has heretofore proposed a power converter for converting power from direct current to alternating current by using a switched capacitor and an inverter circuit together. FIG. 10 shows an example of this type of power conversion device. As the switched capacitors, three capacitors C 1 to
The one with C 3 is shown. A charging switching element S 1 is inserted between the positive electrode of the DC power source E and the capacitor C 1, and a charging switching element S is inserted between the capacitors C 2 , C 3 and each pole of the DC power source E. 2 ~
S 5 is inserted. Further, each of the capacitors C 1 to C 3
Charging switching element S 1 and, S 2, the discharging switching element S 8 to S 10 that connects the other end is connected at one end to the common connection point between S 4 provided, the positive electrode and the capacitor C 2 of the capacitor C 1 The discharging switching elements S 6 and S 7 are inserted between the negative electrode of the capacitor C 2 and the positive electrode of the capacitor C 2 and the negative electrode of the capacitor C 3 , respectively. Charging switching elements S 1 to S 5 and discharging switching element S 6 to
The timing of turning on / off S 10 is the timing control circuit CN.
Controlled by, the potential at the connection point where the discharge switching elements S 8 to S 10 are commonly connected is changed stepwise.

【0003】一方、インバータ回路は、スイッチング素
子Sa〜Sdをブリッジ接続したものであって、それぞ
れスイッチング素子Sa〜Sdを直列接続した各アーム
におけるスイッチング素子Sa,SbおよびSc,Sd
の接続点間にリーケージトランスT1 の1次巻線および
コンデンサC4 の並列回路を接続し、リーケージトラン
スT1 の2次巻線には負荷3を接続してある。この種の
インバータ回路は周知のものであって、ブリッジ回路の
対角位置に配置されたスイッチング素子Sa,Sdおよ
びSb,Scを同時にオンにする期間を設けるととも
に、各アームのスイッチング素子Sa,SbおよびS
c,Sdが同時にオンにならないように制御し、かつス
イッチング素子Sa,Sdを同時にオンにする期間とス
イッチング素子Sb,Scを同時にオンにする期間とを
交互に発生させることによって、負荷3に印加される電
圧の極性を交番させるようになっている。スイッチング
素子Sa〜Sdのオンオフはスイッチトキャパシタの充
電用スイッチング素子S1 〜S 5 や放電用スイッチング
素子S6 〜S10と同様にタイミング制御回路CNにより
制御される。
On the other hand, the inverter circuit is a switching element.
A bridge connection of the children Sa to Sd, each of which
Each arm in which switching elements Sa to Sd are connected in series
Switching elements Sa, Sb and Sc, Sd in
Leakage transformer T between the connection points of1Primary winding and
Capacitor CFourConnect the parallel circuit of the
Su T1A load 3 is connected to the secondary winding of the. Of this kind
Inverter circuits are well known and
Switching elements Sa, Sd and diagonally arranged
And a period to turn on Sb and Sc at the same time is provided.
To the switching elements Sa, Sb and S of each arm.
Control so that c and Sd do not turn on at the same time, and
A period and a switch for simultaneously turning on the switching elements Sa and Sd
The period during which the switching elements Sb and Sc are turned on at the same time
The voltage applied to the load 3 is generated by alternating generation.
It is designed to alternate the polarity of pressure. Switching
Turning on / off of the elements Sa to Sd charges the switched capacitor.
Electric switching element S1~ S FiveAnd switching for discharge
Element S6~ STenAs with the timing control circuit CN
Controlled.

【0004】したがって、スイッチトキャパシタにより
階段状に変化する電圧を発生させ、インバータ回路によ
り負荷3に印加する電圧の極性を交番させることができ
るのであって、スイッチトキャパシタとインバータ回路
とを適宜に制御することで階段状に変化する(つまり不
連続波形である)正弦波形状の交流電圧を負荷3に印加
することが可能になるのである。
Therefore, the switched capacitor can generate a voltage that changes stepwise, and the inverter circuit can alternate the polarity of the voltage applied to the load 3. Therefore, the switched capacitor and the inverter circuit are appropriately controlled. As a result, it is possible to apply a sinusoidal AC voltage that changes stepwise (that is, a discontinuous waveform) to the load 3.

【0005】ところで、タイミング制御回路CNは、各
充電用スイッチング素子S1 〜S5、放電用スイッチン
グ素子S6 〜S10、スイッチング素子Sa〜Sdを図1
1に示すようなタイミングで制御する。いま、図10に
示す回路が定常動作を行なっているものとして動作を説
明する。まず、時刻t0 において充電用スイッチング素
子S1 〜S5 をすべてオンにし、かつ放電用スイッチン
グ素子S10をオンにする。このとき、各キャパシタC1
〜C3 の両端電圧は直流電源Eの両端電圧にほぼ一致す
る電圧まで充電され、インバータ回路に印加される電圧
1は図11(o)のように直流電源Eの電圧にほぼ等
しくなる。
By the way, the timing control circuit CN includes switching elements S 1 to S 5 for charging, switching elements S 6 to S 10 for discharging, and switching elements Sa to Sd as shown in FIG.
The control is performed at the timing shown in 1. Now, the operation will be described assuming that the circuit shown in FIG. 10 is performing a steady operation. First, at time t 0 , all of the charging switching elements S 1 to S 5 are turned on and the discharging switching element S 10 is turned on. At this time, each capacitor C 1
Voltage across -C 3 is charged to a voltage substantially equal to the voltage across the DC power source E, the voltage V 1 applied to the inverter circuit is substantially equal to the voltage of the DC power source E as shown in FIG. 11 (o).

【0006】次に、時刻t1 においてすべての充電用ス
イッチング素子S1 〜S5 をオフにし、放電用スイッチ
ング素子S6 ,S9 のみをオンにする。これによって、
キャパシタC1 ,C2 が直列接続され、インバータ回路
に印加される電圧V1は直流電源Eの両端電圧のほぼ2
倍になる。さらに時刻t2 において、この状態から放電
用スイッチング素子S9 をオフにし、スイッチング素子
7 ,S8 をオンにすれば、すべてのキャパシタC1
3 を直列に接続したことになり、インバータ回路に印
加される電圧V1は直流電源Eの両端電圧のほぼ3倍に
なる。
Next, at time t 1 , all the charging switching elements S 1 to S 5 are turned off, and only the discharging switching elements S 6 and S 9 are turned on. by this,
The capacitors C 1 and C 2 are connected in series, and the voltage V 1 applied to the inverter circuit is approximately 2 times the voltage across the DC power source E.
Double. In yet time t 2, the turn off the discharge switching element S 9 from this state, when turning on the switching element S 7, S 8, all the capacitors C 1 ~
Since C 3 is connected in series, the voltage V 1 applied to the inverter circuit is almost three times the voltage across the DC power source E.

【0007】時刻t3 においては時刻t1 と同じ状態に
設定し、時刻t4 においては時刻t 0 と同じ状態に設定
する。また、時刻t5 では時刻t4 の状態をそのまま保
つ。以後、上述の動作を繰り返すことによって、インバ
ータ回路に印加される電圧V 1 は階段状に電圧が上下す
る脈流波形状になる。一方、インバータ回路を構成する
スイッチング素子Sa〜Sdは、図11(k)〜(n)
に示すように、上述した充電用スイッチング素子S1
5 および放電用スイッチング素子S6 〜S10の期間t
0 〜t5 の一連の動作ごとに、リーケージトランスT2
に印加する電圧極性を反転させる。つまり、期間t0
5 はスイッチング素子Sa,Sdをオン、スイッチン
グ素子Sb,Scをオフにするのであり、期間t5 〜t
10はスイッチング素子Sa,Sdをオフ、スイッチング
素子Sb,Scをオンにするのである。このようにし
て、リーケージトランスT 1 の1次巻線に印加される電
圧は、階段状に電圧が変化し、かつ全体としては正弦波
交流波形状に電圧が変化することになる。
Time t3At time t1In the same state as
Set, time tFourAt time t 0Set to the same state as
To do. Also, at time tFiveThen time tFourKeep the state of
One. After that, by repeating the above operation,
Voltage V applied to the data circuit 1Voltage goes up and down in a staircase
It becomes a pulsating current wave shape. On the other hand, configure the inverter circuit
The switching elements Sa to Sd are shown in FIGS.
As shown in FIG.1~
SFiveAnd discharge switching element S6~ STenPeriod t
0~ TFiveThe leakage transformer T2
The polarity of the voltage applied to is reversed. That is, the period t0~
tFiveTurns on the switching elements Sa and Sd,
The switching elements Sb and Sc are turned off during the period tFive~ T
TenTurns off the switching elements Sa and Sd, and switches
The elements Sb and Sc are turned on. Like this
Leakage Transformer T 1Voltage applied to the primary winding of
The voltage changes stepwise and the sine wave as a whole
The voltage will change to an AC waveform.

【0008】上述の説明から明らかなように、スイッチ
トキャパシタを構成する充電用スイッチング素子S
〜Sおよび放電用スイッチング素子S〜S10
と、インバータ回路を構成するスイッチング素子Sa〜
Sdとは互いに連動するように制御される。ここにおい
て、リーケージトランスTに印加される電圧は階段
状に変化するものであるが、リーケージトランスT
のリーケージ成分とコンデンサCとがフィルタとして
機能するから、スイッチトキャパシタの階段状の不連続
波形を図11(q)のようなほぼ連続した波形に整形
ることができ、正弦波形状の交流電圧Vを負荷3に
印加することができるのである。またリーケージトラン
スTの巻比を適宜に設定することによって負荷3へ
の印加電圧を所望値に設計できるようになっている。
As is clear from the above description, the charging switching element S 1 which constitutes a switched capacitor.
To S 5 and discharging switching element S 6 to S 10
And a switching element Sa constituting the inverter circuit
Sd is controlled so as to interlock with each other. Here, the voltage applied to the leakage transformer T 1 changes stepwise, but the leakage transformer T 1
Since the leakage component of C and the capacitor C 4 function as a filter, the stepwise discontinuous waveform of the switched capacitor can be shaped into a substantially continuous waveform as shown in FIG. The corrugated AC voltage V 2 can be applied to the load 3. Further, the voltage applied to the load 3 can be designed to a desired value by appropriately setting the turn ratio of the leakage transformer T 1 .

【0009】この回路構成では、スイッチング素子S1
〜S10,Sa〜Sdをスイッチングさせる周波数を高く
することによって、各キャパシタC1 〜C3 の1回の充
放電のエネルギを小さくすることができるから、キャパ
シタC1 〜C3 の容量を小さくすることができ、小型の
電力変換装置を提供することが可能になる。
In this circuit configuration, the switching element S 1
To S 10, by increasing the frequency for switching Sa to Sd, because it is possible to reduce the energy of a single charging and discharging of each capacitor C 1 -C 3, reducing the capacitance of the capacitor C 1 -C 3 Therefore, it is possible to provide a small power conversion device.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成に
おいて負荷3に印加する電圧を調節するには、図10に
図示しているように直流電源Eの出力電圧を可変にする
ことが考えられる。しかしながら、このように直流電源
Eの出力電圧を可変にすると、特別な構成の直流電源E
が必要になって装置が大型化したり、電力変換効率が低
下したりするという問題が生じる。
By the way, in order to adjust the voltage applied to the load 3 in the above configuration, it is conceivable to make the output voltage of the DC power source E variable as shown in FIG. However, if the output voltage of the DC power source E is made variable in this way, the DC power source E with a special configuration is used.
Therefore, there arises a problem that the device becomes large and the power conversion efficiency decreases.

【0011】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、直流電源として特別な構成のものを
用いずに電源部の出力電圧波形を制御する構成を採用す
ることによって、装置を大型化したり電力変換効率を低
下させたりすることなく負荷への供給電力を調節可能と
した電力変換装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to adopt a configuration for controlling an output voltage waveform of a power supply section without using a special configuration as a DC power supply. An object of the present invention is to provide a power conversion device capable of adjusting the power supplied to a load without increasing the size of the device or reducing the power conversion efficiency.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、不連
続な正弦波状波形の交流を出力する電源部と、電源部の
出力電圧波形をほぼ連続した波形に整形して負荷に電力
を供給するフィルタ要素とを備え、電源部の出力電圧の
周波数成分比を変化させることによりフィルタ要素を
過する電力を変化させ、これにより負荷に供給される電
力を調整するものである。この構成によれば、電源部の
出力電圧の波形を制御することによってフィルタ要素を
通過する電力量を調節するから、電源部の電源としては
特別なものを用いる必要がなく、電源部として出力電圧
波形を変化させることができる回路構成を採用するだけ
で負荷への供給電力を容易に調節することができる。そ
の結果、装置が大型化したり電力変換効率を低下させる
ことなく負荷への供給電力を調節することが可能にな
る。
According to a first aspect of the present invention, a power supply section for outputting an alternating current having a discontinuous sinusoidal waveform and an output voltage waveform of the power supply section are shaped into a substantially continuous waveform to supply power to a load.
And a filter element for supplying, through the filter element by varying the frequency component ratio of the output voltage of the power supply unit
The electric power to be supplied to the load is adjusted by changing the passing electric power . According to this configuration, since the amount of power passing through the filter element is adjusted by controlling the waveform of the output voltage of the power supply unit, it is not necessary to use a special power supply for the power supply unit, and the output voltage of the power supply unit is not required. The power supplied to the load can be easily adjusted only by adopting a circuit configuration capable of changing the waveform. As a result, it becomes possible to adjust the power supplied to the load without increasing the size of the device or reducing the power conversion efficiency.

【0013】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、フィルタ要素が圧電トランスよりなるものである。
この構成によれば、フィルタ要素として小型のものを用
いることになるから、小型化かつ低背化が可能になる。
請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明にお
いて、電源部が、複数個のキャパシタと、直流電源から
キャパシタへの充電経路に挿入された充電用スイッチン
グ素子と、キャパシタから圧電トランスへの放電経路に
挿入された放電用スイッチング素子と、充電用スイッチ
ング素子および放電用スイッチング素子のオンオフのタ
イミングを制御することにより出力電圧波形を段階的に
変化する脈流波形状とするタイミング制御回路とからな
るスイッチトキャパシタを備え、スイッチトキャパシタ
の出力電圧の極性を脈流波形の1周期ごとに反転させて
圧電トランスに印加するインバータ回路を備え、タイミ
ング制御回路による上記タイミングを制御することによ
り出力電圧の周波数成分比を変化させるものである。こ
の構成によれば、電源部を小型化することが可能であ
り、しかもスイッチング素子の動作タイミングを制御す
るだけで出力電圧波形を容易に制御することが可能であ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the filter element is a piezoelectric transformer.
According to this configuration, since a small filter element is used, it is possible to reduce the size and height.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the power source section includes a plurality of capacitors, a charging switching element inserted in a charging path from the DC power source to the capacitors, and the capacitor to the piezoelectric transformer. Control circuit for controlling the discharge switching element inserted in the discharge path to the discharge path and the on / off timing of the charge switching element and the discharge switching element to change the output voltage waveform stepwise The output voltage of the switched capacitor includes an inverter circuit for inverting the polarity of the output voltage of the switched capacitor for each cycle of the pulsating current waveform and applying the result to the piezoelectric transformer. The frequency component ratio of is changed. According to this configuration, the power supply unit can be downsized, and the output voltage waveform can be easily controlled only by controlling the operation timing of the switching element.

【0014】請求項4の発明は、請求項1ないし請求項
3の発明において、放電灯を負荷とし、フィルタ要素は
放電灯を安定に点灯維持することができる電圧を出力す
るものである。この構成は望ましい実施態様である。請
求項5の発明は、不連続な正弦波状波形の交流を出力す
る電源部と、圧電素子を挟んで一対の入力電極を対向配
置した駆動部から所定距離だけ離して圧電素子に出力電
極を設けて発電部が形成されたトランスであって電源部
の出力電圧波形をほぼ連続した波形に整形するとともに
電源部の出力電圧を電圧変換して負荷に印加する圧電ト
ランスとを備え、電源部は、複数個のキャパシタと、直
流電源からキャパシタへの充電経路に挿入された充電用
スイッチング素子と、キャパシタから圧電トランスへの
放電経路に挿入された放電用スイッチング素子と、充電
用スイッチング素子および放電用スイッチング素子のオ
ンオフのタイミングを制御することにより出力電圧波形
を段階的に変化する脈流波形状とするタイミング制御回
路とからなるスイッチトキャパシタを備えるとともに、
スイッチトキャパシタの出力電圧の極性を脈流波形の1
周期ごとに反転させて圧電トランスに印加するインバー
タ回路を備え、タイミング制御回路による上記タイミン
グを制御することにより出力電圧の周波数成分比を変化
させるものである。この構成によれば、請求項1ないし
請求項3の発明と同様の効果を奏する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, the discharge lamp is used as a load, and the filter element outputs a voltage capable of stably maintaining lighting of the discharge lamp. This configuration is the preferred embodiment. According to a fifth aspect of the present invention, the piezoelectric element is provided with an output electrode at a predetermined distance from a power source section that outputs an alternating current having a discontinuous sinusoidal waveform, and a drive section that is provided with a pair of input electrodes facing each other with the piezoelectric element interposed therebetween. And a piezoelectric transformer that shapes the output voltage waveform of the power supply unit into a substantially continuous waveform and that converts the output voltage of the power supply unit into a voltage and applies it to the load. A plurality of capacitors, a charging switching element inserted in the charging path from the DC power supply to the capacitor, a discharging switching element inserted in the discharging path from the capacitor to the piezoelectric transformer, a charging switching element and a discharging switching The timing control circuit has a pulsating current waveform in which the output voltage waveform changes stepwise by controlling the on / off timing of the element. Provided with a Tsu Tito capacitor,
The polarity of the output voltage of the switched capacitor is 1
An inverter circuit which inverts every cycle and applies it to the piezoelectric transformer is provided, and the frequency component ratio of the output voltage is changed by controlling the timing by the timing control circuit. According to this structure, the same effects as those of the inventions of claims 1 to 3 are obtained.

【0015】請求項6の発明は、請求項1ないし請求項
5の発明において、電源部の出力電圧が休止期間を持つ
とともに休止期間を調節可能としたものである。この構
成は望ましい実施態様である。
According to a sixth aspect of the invention, in the first to fifth aspects of the invention, the output voltage of the power supply unit has a pause period and the pause period is adjustable. This configuration is the preferred embodiment.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

(実施形態1)本実施形態の回路は図1(a)に示すよ
うに、図10に示した回路と同様のものを用いる。すな
わち、スイッチトキャパシタおよびインバータ回路によ
り電源部を構成してある。ただし、直流電源Eの出力電
圧は一定になっている。本実施形態はタイミング制御回
路CNによる放電用スイッチング素子S6 〜S8 のオン
期間を制御することによって、負荷3への供給電力を制
御することを特徴としている。
(Embodiment 1) As the circuit of this embodiment, as shown in FIG. 1A, the same circuit as that shown in FIG. 10 is used. That is, the switched capacitor and the inverter circuit constitute the power supply unit. However, the output voltage of the DC power source E is constant. This embodiment by controlling the ON period of the discharging switching element S 6 to S 8 of the timing control circuit CN, it is characterized by controlling the power supplied to the load 3.

【0017】すなわち、図10に示した回路におけるリ
ーケージトランスT1 の1次巻線への印加電圧は、図1
(b)に示すような階段状の不連続な波形であって、全
体としてはほぼ正弦波交流波形状になっている。ここ
で、放電用スイッチング素子S 6 〜S8 のオン期間を制
御すると、階段状の波形のうち電圧の絶対値がもっとも
高くなる期間W1 が変化することになる。
That is, the circuit in the circuit shown in FIG.
-Cage transformer T1The voltage applied to the primary winding of the
It has a stepwise discontinuous waveform as shown in (b)
The body is almost sinusoidal alternating current. here
Then, the switching element S for discharge 6~ S8Control the ON period of
The absolute value of the voltage is the most
Higher period W1Will change.

【0018】いま、図1に示す階段状の波形が正弦波に
もっとも近い状態(つまり、階段状波形に含まれる基本
波成分が最大になる状態)から期間W1 を短くする方向
に変化させたとする。この場合、階段状波形に含まれる
高周波成分が増加することになる。つまり、期間W1
短くなることによって、1周期あたりの全エネルギが減
少するとともに、基本波成分が減少し、かつ高周波成分
が増加する。いま、階段状波形を基本波成分の周波数で
ある基本周波数の整数倍の成分の和で表すものとすると
(フーリエ変換などを施せばよい)、図2に示すよう
に、基本周波数f 0 と基本周波数の整数倍成分f1 ,f
2 ,……との成分比で階段状波形に含まれる周波数成分
を示すことができる。しかして、期間W1 を変化させる
前の周波数成分が図2に実線で表す関係であったとし
て、期間W1 を短くすれば周波数成分は図2に破線で示
す関係に変化することになる。
Now, the staircase waveform shown in FIG. 1 becomes a sine wave.
Closest state (that is, the basics contained in the staircase waveform
From the state where the wave component is maximum) to the period W1Direction to shorten
Suppose you changed to. In this case, it is included in the staircase waveform
High frequency components will increase. That is, the period W1But
Shortening reduces the total energy per cycle
As the number decreases, the fundamental wave component decreases and the high frequency component
Will increase. Now, change the staircase waveform to the frequency of the fundamental wave component.
If it is expressed by the sum of components that are integral multiples of a certain fundamental frequency,
(Fourier transform etc. may be applied), as shown in FIG.
And the fundamental frequency f 0And an integral multiple component f of the fundamental frequency1, F
2, ........ Frequency components included in the stepped waveform by the component ratio of
Can be shown. Then, period W1To change
If the previous frequency component had the relationship shown by the solid line in FIG.
, Period W1If is shortened, the frequency component is shown by the broken line in Fig. 2.
The relationship will change.

【0019】一方、負荷3に電力を供給する経路にはフ
ィルタ要素として機能するリーケージトランスT1 およ
びコンデンサC4 を設けているから、リーケージトラン
スT 1 の1次巻線に印加される階段状波形の周波数成分
が変化すれば、フィルタを通過する電力が変化し、結果
的に負荷3への供給電力も変化することになる。要する
に、直流電源Eの出力電圧を変化させることなくタイミ
ング制御回路CNの制御のみによって負荷3への供給電
力を調節することが可能になる。その結果、装置を大型
化させたり電力変換効率を低下させたりすることなく負
荷3への供給電力を容易に調節することができる。他の
構成および動作は図10に示したものと同様である。
On the other hand, the path for supplying electric power to the load 3 is free.
Leakage transformer T that functions as a filter element1And
And capacitor CFourSince it is provided,
Su T 1Frequency component of the staircase waveform applied to the primary winding of
If is changed, the power passing through the filter is changed and the result
As a result, the power supplied to the load 3 also changes. Take
In addition, the timing can be changed without changing the output voltage of the DC power supply E.
Supply to the load 3 only by the control of the switching control circuit CN.
It becomes possible to adjust the force. As a result, the equipment is large
Without reducing the power conversion efficiency or reducing the power conversion efficiency.
The power supplied to the load 3 can be easily adjusted. other
The structure and operation are similar to those shown in FIG.

【0020】ところで、図10に示した構成ではリーケ
ージトランスT1 の1次巻線への印加電圧が3段階に変
化する階段波形状になっている。そこで、最大電圧の期
間W 1 を変化させるかわりに、3段のうち図3に示す中
間の電圧の期間W2 を変化させたり、図4に示すもっと
も低い電圧の期間W3 を変化させることも可能である。
これらの場合も、期間W2 ,W3 を制御することによっ
て負荷3への供給電力を調節することができる。
By the way, in the configuration shown in FIG.
Page transformer T1The voltage applied to the primary winding of the
It has a staircase wave shape that changes. Therefore, the maximum voltage period
W 1Instead of changing
Voltage period W between2Or more as shown in Figure 4
Low voltage period W3It is also possible to change.
Also in these cases, the period W2, W3By controlling
The power supplied to the load 3 can be adjusted by adjusting the load.

【0021】また、もっとも低い電圧の期間W3 を変化
させる際に、極性が反転する前後で図5のように休止期
間Tを設けるようにしてもよい。この休止期間Tを変化
させることによっても周波数成分比を変化させることが
できる。この制御はスイッチング素子9 のオン期間のみ
の制御で実現することができるから、制御が簡単であ
る。
Further, when the period W 3 of the lowest voltage is changed, a pause period T may be provided before and after the polarity is inverted as shown in FIG. The frequency component ratio can also be changed by changing the rest period T. Since this control can be realized only by controlling the ON period of the switching element 9 , the control is simple.

【0022】期間W1 〜W3 は任意に組み合わせて制御
してもよい。また、スイッチトキャパシタを構成する各
スイッチング素子S1 〜S10の状態の切換は一定時間間
隔である必要はなく、時間間隔を適宜に変化させてもよ
い。つまり、半周期の電圧波形が図10に示したもので
は対称形になっているが、非対称形となるようにしても
よい。
The periods W 1 to W 3 may be controlled in any combination. Further, the switching of the states of the respective switching elements S 1 to S 10 forming the switched capacitor does not have to be performed at fixed time intervals, and the time intervals may be changed appropriately. In other words, the half-cycle voltage waveform is symmetrical in the one shown in FIG. 10, but may be asymmetrical.

【0023】(実施形態2)本実施形態は、図6に示す
ように、リーケージトランスT1 に代えて圧電トランス
2 を用いるものである。圧電トランスT2 は直方体状
の圧電素子11の長手方向の一端部に一対の入力電極1
2a,12bを対向させて設け、長手方向の他端面に出
力電極13を設けた形状を有している。両入力電極12
a,12bの間は駆動部15として機能し、駆動部15
から出力電極13までの間で発電部16が形成される。
(Embodiment 2) In this embodiment, as shown in FIG. 6, a piezoelectric transformer T 2 is used instead of the leakage transformer T 1 . The piezoelectric transformer T 2 includes a pair of input electrodes 1 at one end in the longitudinal direction of a rectangular parallelepiped piezoelectric element 11.
2a and 12b are provided facing each other, and the output electrode 13 is provided on the other end face in the longitudinal direction. Both input electrodes 12
Between a and 12b functions as the drive unit 15, and the drive unit 15
The power generation unit 16 is formed between the output electrode 13 and the output electrode 13.

【0024】圧電トランスT2 は駆動部15に交流電圧
を印加することによって圧電素子11に機械的振動を生
じさせ、この機械的振動により生じる電圧を出力電極1
3から取り出すようにしたものである。しかして、機械
的振動には慣性があるから、等価的にはフィルタ回路と
して機能することになる。また、圧電トランスT2 は発
電部16の長さ寸法に応じた共振周波数を有しており、
この共振周波数に近い周波数の電圧を入力電極12a、
12bに印加して圧電素子11を共振させることによ
り、出力電極13から大きく昇圧された電圧を得ること
ができるようになっている。
The piezoelectric transformer T 2 causes a mechanical vibration in the piezoelectric element 11 by applying an AC voltage to the drive section 15, and the voltage generated by this mechanical vibration is applied to the output electrode 1.
It was taken out from 3. Since mechanical vibration has inertia, it equivalently functions as a filter circuit. The piezoelectric transformer T 2 has a resonance frequency according to the length of the power generation section 16,
A voltage having a frequency close to this resonance frequency is applied to the input electrode 12a,
By applying the voltage to 12b to cause the piezoelectric element 11 to resonate, it is possible to obtain a greatly boosted voltage from the output electrode 13.

【0025】このように、圧電トランスT2 はフィルタ
要素としての機能と変圧要素としての機能とを兼ね備え
ているから、コンデンサC4 を設けることなくフィルタ
として作用させることができる。しかも、鉄芯に巻線を
設けたトランスに比較して圧電トランスT2 は小型化可
能であるから、全体としての小型化ないし低背化(薄型
化)につながる。
As described above, since the piezoelectric transformer T 2 has both the function as a filter element and the function as a transformer element, the piezoelectric transformer T 2 can act as a filter without providing the capacitor C 4 . Moreover, the piezoelectric transformer T 2 can be downsized as compared with a transformer in which a winding is provided on an iron core, which leads to downsizing or a low profile (thinning) as a whole.

【0026】他の構成は図10に示した構成と同様であ
る。ただし、図ではタイミング制御回路CNは図示して
いない。また、各スイッチング素子S1 〜S10のスイッ
チングのタイミングは実施形態1と同様である。 (実施形態3)本実施形態は、図7に示すように、実施
形態2の構成において負荷3として冷陰極32を持つ放
電灯31を用い、放電灯31の両端間にコンデンサC5
を接続したものである。この構成では、放電灯31の始
動時に高電圧が必要であるが、圧電トランスT2 を用い
たことにより小型ながら高い昇圧比を得ることができ、
結果的に小型の装置を提供することが可能である。他の
構成および動作は実施形態2と同様である。
The other structure is the same as that shown in FIG. However, the timing control circuit CN is not shown in the figure. The switching timing of each of the switching elements S 1 to S 10 is the same as that in the first embodiment. (Embodiment 3) In this embodiment, as shown in FIG. 7, a discharge lamp 31 having a cold cathode 32 is used as a load 3 in the configuration of Embodiment 2, and a capacitor C 5 is provided between both ends of the discharge lamp 31.
Is connected. With this configuration, a high voltage is required at the time of starting the discharge lamp 31, but by using the piezoelectric transformer T 2 , it is possible to obtain a high boosting ratio in spite of its small size,
As a result, it is possible to provide a small device. Other configurations and operations are similar to those of the second embodiment.

【0027】(実施形態4)本実施形態は、図8に示す
ように、図6に示した実施形態2の構成において、スイ
ッチトキャパシタを省略し、圧電トランスT2 の1次側
にコンデンサC4 を並列接続し、コンデンサC4 とイン
ダクタL1 との直列回路をインバータ回路の出力端間に
接続したものである。要するに、インバータ回路を用い
て直流電源Eから矩形波状の交流電圧を得る構成とし、
この交流電圧をフィルタに通すとともに圧電トランスT
2 で変圧して負荷3に供給するのである。各スイッチン
グ素子Sa〜Sdは図示しないタイミング制御回路によ
り制御される。
(Embodiment 4) In this embodiment, as shown in FIG. 8, in the configuration of Embodiment 2 shown in FIG. 6, the switched capacitor is omitted and the capacitor C 4 is provided on the primary side of the piezoelectric transformer T 2. Are connected in parallel, and a series circuit of a capacitor C 4 and an inductor L 1 is connected between the output terminals of the inverter circuit. In short, the inverter circuit is used to obtain a rectangular wave AC voltage from the DC power source E,
This AC voltage is passed through a filter and the piezoelectric transformer T
It is transformed by 2 and supplied to the load 3. The switching elements Sa to Sd are controlled by a timing control circuit (not shown).

【0028】ただし、インバータ回路を構成する各スイ
ッチング素子Sa〜Sdの動作タイミングは図9のよう
に設定されている。すなわち、ブリッジ回路の各アーム
で直列接続されているスイッチング素子Sa,Sbおよ
びSc,Sdは交互にオンオフさせ、かつ対角位置に設
けたスイッチング素子Sa,SdおよびSb,Scは同
時にオンする期間の前後に各一方のみがオンする期間を
設けてある。図9に基づいて説明すれば、期間t1 〜t
2 ではスイッチング素子Sa,Sdがオンになり、図8
におけるA点が正極、B点が負極になるから、図9
(e)のようにA点−B点間に正電圧が印加される。次
に、期間t2 〜t3 ではスイッチング素子Sb,Sdが
オンになるから、A点とB点はともに負極となってA点
−B点間には電圧が印加されず、期間t3 〜t4 におい
てスイッチング素子Sb,Scがオンになると、A点が
負極、B点が正極になって、図9(e)のようにA点−
B点間に負電圧が印加される。その後、期間t4 〜t5
ではスイッチング素子Sa,Sdがオンになるから、A
点とB点はともに正極となってA点−B点間には電圧が
印加されなくなる。このようにして、図9(f)に示す
ようなほぼ連続した電圧波形の電圧を負荷3に印加する
ことができる。
However, the operation timing of each of the switching elements Sa to Sd forming the inverter circuit is set as shown in FIG. That is, the switching elements Sa, Sb and Sc, Sd connected in series in each arm of the bridge circuit are alternately turned on and off, and the switching elements Sa, Sd and Sb, Sc provided at diagonal positions are turned on at the same time. Before and after, there is a period in which only one of them is turned on. If it described with reference to FIG. 9, the period t 1 ~t
2 , the switching elements Sa and Sd are turned on, and as shown in FIG.
Since the point A in FIG.
As in (e), a positive voltage is applied between points A and B. Next, since the switching elements Sb and Sd are turned on in the periods t 2 to t 3 , both the points A and B are negative and no voltage is applied between the points A and B, and the periods t 3 to t 3 . When the switching elements Sb and Sc are turned on at t 4 , the point A becomes a negative electrode and the point B becomes a positive electrode, so that as shown in FIG.
A negative voltage is applied between points B. Then, the period t 4 to t 5
Then, since the switching elements Sa and Sd are turned on, A
Both points and B are positive and no voltage is applied between points A and B. In this way, a voltage having a substantially continuous voltage waveform as shown in FIG. 9F can be applied to the load 3.

【0029】以上説明したように、A点−B点間の電圧
は直流電源Eの出力電圧を絶対値として正負を交互に繰
り返し、かつ正負の反転の間に休止期間が存在する電圧
波形になる。そこで、スイッチング素子Sa,Sbとス
イッチング素子Sc,Sdとの制御の位相差θをタイミ
ング制御回路によって調節すれば、A点−B点間に電圧
を印加している期間W0 を変化させることができる。期
間W0 が変化すれば、A点−B点間に印加される電圧波
形に含まれる周波数成分が変化するとともに、単位時間
あたりの供給電力が変化するから、結果的に負荷3への
供給電力を変化させることができる。
As described above, the voltage between the points A and B has a voltage waveform in which positive and negative are alternately repeated with the output voltage of the DC power source E as an absolute value, and a rest period exists between the positive and negative inversions. . Therefore, if the phase difference θ of control between the switching elements Sa and Sb and the switching elements Sc and Sd is adjusted by the timing control circuit, the period W 0 during which the voltage is applied between the points A and B can be changed. it can. If the period W 0 changes, the frequency component included in the voltage waveform applied between the points A and B changes, and the supplied power per unit time also changes. As a result, the supplied power to the load 3 is changed. Can be changed.

【0030】ところで、一般に圧電トランスT2 は容量
成分を持っているから、インバータ回路の出力電圧を印
加したときに突入電流が流れる可能性があるが、本実施
形態の回路構成では、圧電トランスT2 およびコンデン
サC4 の並列回路に対してインダクタL1 を直列接続し
たことによってチョークインプット型の回路が構成さ
れ、突入電流を軽減することができる。したがって、突
入電流によるストレスやノイズの発生を抑制することが
できる。
By the way, since the piezoelectric transformer T 2 generally has a capacitive component, an inrush current may flow when the output voltage of the inverter circuit is applied. However, in the circuit configuration of this embodiment, the piezoelectric transformer T 2 is used. By connecting the inductor L 1 in series with the parallel circuit of the capacitor 2 and the capacitor C 4, a choke input type circuit is formed, and the inrush current can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the generation of stress and noise due to the inrush current.

【0031】[0031]

【発明の効果】請求項1の発明は、不連続な正弦波状波
形の交流を出力する電源部と、電源部の出力電圧波形を
ほぼ連続した波形に整形して負荷に電力を供給するフィ
ルタ要素とを備え、電源部の出力電圧の周波数成分比を
変化させることによりフィルタ要素を通過する電力を変
化させ、これにより負荷に供給される電力を調整するも
のであり、電源部の出力電圧の波形を制御することによ
ってフィルタ要素を通過する電力量を調節するから、電
源部の電源としては特別なものを用いる必要がなく、電
源部として出力電圧波形を変化させることができる回路
構成を採用するだけで負荷への供給電力を容易に調節す
ることができるという利点がある。その結果、装置が大
型化したり電力変換効率を低下させることなく負荷への
供給電力を調節することが可能になる。
According to the first aspect of the present invention, a power supply section for outputting an alternating current having a discontinuous sinusoidal waveform and a power supply section for shaping an output voltage waveform of the power supply section into a substantially continuous waveform and supplying electric power to a load. and a filter element, the power passing through the filter element is changed by changing the frequency component ratio of the output voltage of the power supply section.
The power supplied to the load is adjusted by this, and the amount of power passing through the filter element is adjusted by controlling the waveform of the output voltage of the power supply unit. There is an advantage that the power supply to the load can be easily adjusted only by adopting a circuit configuration capable of changing the output voltage waveform as the power supply section without using a power supply unit. As a result, it becomes possible to adjust the power supplied to the load without increasing the size of the device or reducing the power conversion efficiency.

【0032】請求項2の発明のように、フィルタ要素が
圧電トランスよりなるものでは、フィルタ要素として小
型のものを用いることになるから、小型化かつ低背化が
可能になるという利点がある。請求項3の発明のよう
に、電源部が、複数個のキャパシタと、直流電源からキ
ャパシタへの充電経路に挿入された充電用スイッチング
素子と、キャパシタから圧電トランスへの放電経路に挿
入された放電用スイッチング素子と、充電用スイッチン
グ素子および放電用スイッチング素子のオンオフのタイ
ミングを制御することにより出力電圧波形を段階的に変
化する脈流波形状とするタイミング制御回路とからなる
スイッチトキャパシタを備え、スイッチトキャパシタの
出力電圧の極性を脈流波形の1周期ごとに反転させて圧
電トランスに印加するインバータ回路を備え、タイミン
グ制御回路による上記タイミングを制御することにより
出力電圧の周波数成分比を変化させるものでは、電源部
を小型化することが可能であり、しかもスイッチング素
子の動作タイミングを制御するだけで出力電圧波形を容
易に制御することが可能であるという利点がある。
When the filter element is formed of a piezoelectric transformer as in the second aspect of the invention, a small size filter element is used, so that there is an advantage that the size and the height can be reduced. According to a third aspect of the present invention, the power supply unit includes a plurality of capacitors, a switching element for charging inserted in a charging path from the DC power supply to the capacitor, and a discharge inserted in a discharging path from the capacitor to the piezoelectric transformer. And a switched capacitor comprising a switching element for charging and a timing control circuit for controlling the on / off timings of the charging switching element and the discharging switching element to change the output voltage waveform stepwise to form a pulsating current waveform. An inverter circuit that inverts the polarity of the output voltage of the output signal for each cycle of the pulsating waveform and applies it to the piezoelectric transformer is provided, and the frequency component ratio of the output voltage is changed by controlling the timing by the timing control circuit. , It is possible to downsize the power supply unit and There is an advantage that it is possible to easily control the output voltage waveform only by controlling the operation timing of the device.

【0033】請求項5の発明は、不連続な正弦波状波形
の交流を出力する電源部と、圧電素子を挟んで一対の入
力電極を対向配置した駆動部から所定距離だけ離して圧
電素子に出力電極を設けて発電部が形成されたトランス
であって電源部の出力電圧波形をほぼ連続した波形に
するとともに電源部の出力電圧を電圧変換して負荷に
印加する圧電トランスとを備え、電源部は、複数個のキ
ャパシタと、直流電源からキャパシタへの充電経路に挿
入された充電用スイッチング素子と、キャパシタから圧
電トランスへの放電経路に挿入された放電用スイッチン
グ素子と、充電用スイッチング素子および放電用スイッ
チング素子のオンオフのタイミングを制御することによ
り出力電圧波形を段階的に変化する脈流波形状とするタ
イミング制御回路とからなるスイッチトキャパシタを備
えるとともに、スイッチトキャパシタの出力電圧の極性
を脈流波形の1周期ごとに反転させて圧電トランスに印
加するインバータ回路を備え、タイミング制御回路によ
る上記タイミングを制御することにより出力電圧の周波
数成分比を変化させるものであり、請求項1ないし請求
項3の発明と同様の効果を奏する。
According to a fifth aspect of the present invention, the power source section for outputting alternating current having a discontinuous sinusoidal waveform and the driving section in which a pair of input electrodes are opposed to each other with the piezoelectric element interposed therebetween are separated by a predetermined distance and output to the piezoelectric element. This is a transformer in which the power generation part is formed with electrodes, and the output voltage waveform of the power supply part is adjusted to a substantially continuous waveform.
And a piezoelectric transformer that converts the output voltage of the power supply unit and applies it to the load, and the power supply unit includes a plurality of capacitors and a charging switching element inserted in a charging path from the DC power supply to the capacitors. , A pulsating wave shape that changes the output voltage waveform stepwise by controlling the on / off timing of the discharging switching element inserted in the discharging path from the capacitor to the piezoelectric transformer and the charging switching element and the discharging switching element And a timing control circuit, and an inverter circuit for inverting the polarity of the output voltage of the switched capacitor for each cycle of the pulsating flow waveform and applying the result to the piezoelectric transformer. The frequency component ratio of the output voltage can be changed by controlling it. A shall, the same effects as the invention of claims 1 to 3.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施形態1を示し、(a)は回路図、(b)は
動作説明図である。
FIG. 1 shows the first embodiment, (a) is a circuit diagram, and (b) is an operation explanatory diagram.

【図2】実施形態1の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図3】実施形態1の他の動作説明図である。FIG. 3 is another operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図4】実施形態1のさらに他の動作説明図である。FIG. 4 is a diagram illustrating still another operation according to the first embodiment.

【図5】実施形態1の別の動作説明図である。FIG. 5 is another operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図6】実施形態2を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment.

【図7】実施形態3を示す要部回路図である。FIG. 7 is a main part circuit diagram showing a third embodiment.

【図8】実施形態4を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a fourth embodiment.

【図9】実施形態4の動作説明図である。FIG. 9 is an operation explanatory diagram of the fourth embodiment.

【図10】実施形態10を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a tenth embodiment.

【図11】同上の動作説明図である。FIG. 11 is an operation explanatory diagram of the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 負荷 11 圧電素子 12a,12b 入力電極 13 出力電極 15 駆動部 16 発電部 31 放電灯 C1 〜C3 キャパシタ CN タイミング制御回路 E 直流電源 S1 〜S5 充電用スイッチング素子 S6 〜S10 放電用スイッチング素子 Sa〜Sd スイッチング素子 T1 リーケージトランス T2 圧電トランス3 load 11 piezoelectric element 12a, 12b input electrode 13 output electrode 15 drive unit 16 power generation unit 31 discharge lamp C 1 to C 3 capacitor CN timing control circuit E DC power supply S 1 to S 5 charging switching element S 6 to S 10 discharge Switching element Sa to Sd switching element T 1 leakage transformer T 2 piezoelectric transformer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/48 H02M 11/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/48 H02M 11/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 不連続な正弦波状波形の交流を出力する
電源部と、電源部の出力電圧波形をほぼ連続した波形に
整形して負荷に電力を供給するフィルタ要素とを備え、
電源部の出力電圧の周波数成分比を変化させることによ
りフィルタ要素を通過する電力を変化させ、これにより
負荷に供給される電力を調整することを特徴とする電力
変換装置。
1. A power supply section for outputting alternating current of a discontinuous sinusoidal waveform, and an output voltage waveform of the power supply section into a substantially continuous waveform.
With a filter element that shapes and supplies power to the load ,
A power converter characterized in that the power passing through the filter element is changed by changing the frequency component ratio of the output voltage of the power supply unit, and thereby the power supplied to the load is adjusted.
【請求項2】 フィルタ要素は圧電トランスよりなるこ
とを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
2. The power converter according to claim 1, wherein the filter element is a piezoelectric transformer.
【請求項3】 電源部は、複数個のキャパシタと、直流
電源からキャパシタへの充電経路に挿入された充電用ス
イッチング素子と、キャパシタから圧電トランスへの放
電経路に挿入された放電用スイッチング素子と、充電用
スイッチング素子および放電用スイッチング素子のオン
オフのタイミングを制御することにより出力電圧波形を
段階的に変化する脈流波形状とするタイミング制御回路
とからなるスイッチトキャパシタを備え、スイッチトキ
ャパシタの出力電圧の極性を脈流波形の1周期ごとに反
転させて圧電トランスに印加するインバータ回路を備
え、タイミング制御回路による上記タイミングを制御す
ることにより出力電圧の周波数成分比を変化させること
を特徴とする請求項1または請求項2記載の電力変換装
置。
3. The power supply section includes a plurality of capacitors, a charging switching element inserted in a charging path from the DC power source to the capacitor, and a discharging switching element inserted in a discharging path from the capacitor to the piezoelectric transformer. An output voltage of the switched capacitor comprising a timing control circuit having a pulsating wave shape in which the output voltage waveform is changed stepwise by controlling the on / off timing of the charging switching element and the discharging switching element. An inverter circuit for inverting the polarity of the pulse waveform for each cycle of the pulsating waveform and applying it to the piezoelectric transformer, and changing the frequency component ratio of the output voltage by controlling the timing by the timing control circuit. The power conversion device according to claim 1 or 2.
【請求項4】 放電灯を負荷とし、フィルタ要素は放電
灯を安定に点灯維持することができる電圧を出力するこ
とを特徴とする請求項1ないし請求項3記載の電力変換
装置。
4. The power conversion device according to claim 1, wherein the discharge lamp is used as a load, and the filter element outputs a voltage capable of stably keeping the discharge lamp lit.
【請求項5】 不連続な正弦波状波形の交流を出力する
電源部と、圧電素子を挟んで一対の入力電極を対向配置
した駆動部から所定距離だけ離して圧電素子に出力電極
を設けて発電部が形成されたトランスであって電源部の
出力電圧波形をほぼ連続した波形に整形するとともに電
源部の出力電圧を電圧変換して負荷に印加する圧電トラ
ンスとを備え、電源部は、複数個のキャパシタと、直流
電源からキャパシタへの充電経路に挿入された充電用ス
イッチング素子と、キャパシタから圧電トランスへの放
電経路に挿入された放電用スイッチング素子と、充電用
スイッチング素子および放電用スイッチング素子のオン
オフのタイミングを制御することにより出力電圧波形を
段階的に変化する脈流波形状とするタイミング制御回路
とからなるスイッチトキャパシタを備えるとともに、ス
イッチトキャパシタの出力電圧の極性を脈流波形の1周
期ごとに反転させて圧電トランスに印加するインバータ
回路を備え、タイミング制御回路による上記タイミング
を制御することにより出力電圧の周波数成分比を変化さ
せることを特徴とする電力変換装置。
5. A piezoelectric element is provided with an output electrode at a predetermined distance from a power source section for outputting an alternating current having a discontinuous sinusoidal waveform and a driving section in which a pair of input electrodes are arranged so as to sandwich the piezoelectric element so as to generate electricity. And a piezoelectric transformer that shapes the output voltage waveform of the power supply unit into a substantially continuous waveform and converts the output voltage of the power supply unit to a load to apply it to the load. Of the capacitor, the charging switching element inserted in the charging path from the DC power supply to the capacitor, the discharging switching element inserted in the discharging path from the capacitor to the piezoelectric transformer, the charging switching element and the discharging switching element A switch composed of a timing control circuit having a pulsating flow waveform in which the output voltage waveform is changed stepwise by controlling the on / off timing. The output voltage of the switched capacitor by inverting the polarity of the output voltage of the switched capacitor for each cycle of the pulsating current waveform and applying it to the piezoelectric transformer, and controlling the timing by the timing control circuit. A power converter characterized by changing a component ratio.
【請求項6】 電源部は出力電圧が休止期間を持つとと
もに休止期間が調節であることを特徴とする請求項1な
いし請求項5記載の電力変換装置。
6. The power conversion device according to claim 1, wherein the power supply unit has an output voltage having a rest period and the rest period is adjustable.
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