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JPH05316740A - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

Info

Publication number
JPH05316740A
JPH05316740A JP4140965A JP14096592A JPH05316740A JP H05316740 A JPH05316740 A JP H05316740A JP 4140965 A JP4140965 A JP 4140965A JP 14096592 A JP14096592 A JP 14096592A JP H05316740 A JPH05316740 A JP H05316740A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
output
switching
inverter device
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4140965A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Takehara
竹原孝男
Junji Suzuki
鈴木淳史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minebea Co Ltd
Original Assignee
Minebea Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minebea Co Ltd filed Critical Minebea Co Ltd
Priority to JP4140965A priority Critical patent/JPH05316740A/ja
Publication of JPH05316740A publication Critical patent/JPH05316740A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可及的に効率を向上することができるよう
な、また広い範囲で電流制御が可能なインバータ装置を
提供すること。 【構成・効果】 DC−DCコンバータ制御用ICの出
力トランジスタのコレクタ出力でロイヤー発振回路のス
イッチング作動用トランジスタのエミッタを定電流駆動
することによりチョッパ回路(DCーDCコンバータ)
を省略することができ、効率を向上させることができ
る。また、無負荷時には切替回路により入力直流電圧を
DC−DCコンバータ制御用ICに入力し、該ICの作
用で交流出力電圧を安定化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、広い範囲で電流制御が
必要な負荷の電源として好適なインバータ装置に関し、
特に調光自在な冷陰極放電管の電源として好適なインバ
ータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】インバータ装置は、直流電力を交流電力
に変換する装置であって、いわゆる逆変換装置として各
種の電機機器に使用されている。図3は放電管用として
使用されている従来のインバータ装置を示す回路図であ
る。図3において、10は一次コイル10P、二次コイ
ル10S、帰還コイル10Fを備えたロイヤー発振回路
用の昇圧トランスである。11、12はNPN型のスイ
ッチング作動用トランジスタで昇圧トランス10ととも
にロイヤー発振回路を構成する。13は電圧共振用のコ
ンデンサ、14は同チョークコイルである。これにより
トランジスタ11、12のオフ時のコレクターエミッタ
間電圧は正弦波状となり、トランス10の一次コイル1
0P、二次コイル10Sの電圧波形は正弦波となる。チ
ョークコイル14は、後に述べるDC−DCコンバータ
に接続され、出力側には冷陰極放電管31が接続されて
いる。このインバータの自励発振により、出力側には正
弦波状の高電圧が数十KHzの単位の周波数で現われ、
冷陰極放電管が点灯する。20はDC−DCコンバータ
を構成するスイッチング作動用のPNPトランジスタ2
1のベース回路を制御する集積回路(IC)であり、降
圧型チョッパ回路として動作する。このICは、三角波
を発生する発振器OSCと、2つの比較用演算増幅器A
1と演算増幅器A2と、発振器OSCと演算増幅器A1
かA2のいずれか一方の出力電圧とを比較するPWMコ
ンパレータCOMPと、このPWMコンパレータにより
駆動され、前記スイッチング作動用のPNPトランジス
タ21のベースを駆動する出力トランジスタとを有す
る。このICは、前記のようにPWMコンパレータで発
振器OSCと比較する他方のPWMコンパレータ入力回
路には2つの演算増幅器A1、A2が接続されている
が、これら2つの演算増幅器の内の出力電圧が高い方の
電圧と発振器OSCの出力とが比較される。なお、前記
の構成を有するICをここでDC−DCコンバータ制御
用ICと定義し、またこれを他の用途に使用しても、内
部の構成が変わらない限りDCーDCコンバータ制御用
ICと呼ぶことにする。22はフライホイールダイオー
ド、23はチョークコイルである。24はコンデンサで
あり、チョークコイル23とコンデンサ24でLCフイ
ルタを構成する。25、26は発振周波数決定用のコン
デンサと抵抗、27乃至30は、DC−DCコンバータ
制御用IC20の演算増幅器A1,A2の位相補正用
C,R素子である。ダイオード15、16は冷陰極放電
管31に流れる放電電流の正の成分を整流するためのも
のである。18、19は電流波形を直流化するためのロ
ーパスフィルタを構成する抵抗とコンデンサである。こ
のフィルタ出力は、DC−DCコンバータ制御用IC2
0の演算増幅器A2の+入力端に接続される。すなわち
コンデンサ19の両端には放電電流の正のサイクルの平
均値に比例した電圧が得られ、この電圧とDC−DCコ
ンバータ制御用IC20内部の基準電圧とが演算増幅器
A2で比較され、両者の差電圧に比例した出力電圧が得
られる。図2に示すように、この出力電圧とDC−DC
コンバータ制御用IC20の発振器OSCの三角波出力
とがPWMコンパレータで比較される。すなわち放電電
流が何等かの原因で増加すると、エラーアンプとなる演
算増幅器A2の出力電圧はBラインからAラインに移行
する。その結果、PWMコンパレータの出力はCライン
からDラインへと変化する。すなわち出力トランジスタ
であるスイッチング作動用のPNPトランジスタ21の
オン時間は狭くなり、DC−DCコンバータの出力電圧
は減少し、ロイヤー発振回路の電源電圧が下がることに
なるので、放電電流は減少する。したがって、放電電流
の定電流制御を可能としている。32、33はDCーD
Cコンバータの出力電圧を定電圧化するための抵抗であ
り、これは冷陰極放電管31を接続しない時、または放
電を開始する以前の昇圧トランス10の二次コイル10
Sの電圧を定電圧化するためのDC−DCコンバータ出
力電圧検出用の抵抗である。抵抗32、33の接続点は
DC−DCコンバータ制御用IC20の演算増幅器A1
の+入力端に接続され負帰還ループを構成し、DC−D
Cコンバータの出力電圧を定電圧化している。演算増幅
器A1,A2の出力はOR接続されているので、演算増
幅器A1,A2の出力電圧の高い方が優先されてPWM
コンパレータに入力される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来から
用いられているインバータ装置の電力変換効率には限界
があることが知られている。なぜならば、効率=(DC
−DCコンバータの効率)*(ロイヤー回路の効率)と
なり、効率を上げるためには各々の効率を高める必要が
あった。たとえばDC−DCコンバータの効率悪化の最
大原因はスイッチング作動用のPNPトランジスタ2
1、ダイオード22のスイッチング損失、チョークコイ
ル23の銅損、鉄損である。したがって、これらの損失
をゼロとすることはできない。
【0004】そこで本発明は、上述のような従来の不都
合を解消しようとするものであり、その目的は、可及的
に効率を向上することができるような、また広い範囲で
電流制御が可能なインバータ装置を提供しようとするも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記のような本発明の目
的を達成するために、本発明は直流電源から供給される
直流電流を、オン・オフするスイッチング素子の動作に
より流れる方向を交互に転換する転換手段により転換し
て交流に変換するインバータ装置において、出力端に流
れる負荷電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手
段の出力を前記スイッチング素子をオン・オフする転換
手段に負帰還させる負帰還手段と、入力直流電源電圧の
増加・減少を検知して前記転換手段の電流制御動作を減
少・増加方向に制御する制御手段と、負荷電流を検出す
る検出手段の検出値が所定値より大きい状態で前記負帰
還手段の出力を転換手段に入力せしめ、該検出手段の検
出値が所定値以下の状態で前記制御手段を動作せしめる
切替手段とを具備することを特徴とするインバータ装置
を提供する。
【0006】
【作用】DC−DCコンバータ制御用ICの出力トラン
ジスタのコレクタ出力でロイヤー発振回路のスイッチン
グ作動用トランジスタのエミッタを定電流駆動すること
によりチョッパ回路(DCーDCコンバータ)を省略す
ることができ、効率を向上させることができる。また、
無負荷時には切替回路により入力直流電圧をDC−DC
コンバータ制御用ICに入力し、該ICの作用で交流出
力電圧を安定化する。
【0007】
【実施例】次に本発明の一実施例を、図面を用いて詳細
に説明する。図1は、冷陰極放電管を負荷とした場合の
インバータ装置の回路図である。なお、図1において図
3に示す部分と同一部分には同一符号を付し、それらの
詳細な説明は省略する。
【0008】冷陰極放電管の放電電流を定電流制御する
方法は、図3に示す従来例では、ロイヤー発振回路の電
源電圧すなわちDC−DCコンバータの出力電圧を放電
電流の値に応じて可変することにより行なっていたが、
本発明では、ロイヤー発振回路のスイッチング作動用ト
ランジスタ11、12のスイッチング電流の平均値を放
電電流の値に応じて可変することにより行なっている。
すなわちDC−DCコンバータ制御用IC20の出力ト
ランジスタ113のコレクタは、インダクタ23を介し
てロイヤー回路のスイッチング作動用トランジスタ1
1、12のエミッタに接続されている。ダイオード1
5、16によりランプ電流の正サイクルが検出され、抵
抗18とコンデンサ19によるローパスフィルタで直流
化された後、その出力はDC−DCコンバータ制御用I
C20の演算増幅器A2の+入力端に入力される。すな
わちコンデンサ19の両端には、放電電流の正のサイク
ルの平均値に比例した電圧が得られ、この電圧とDC−
DCコンバータ制御用IC20の内部の基準電圧とが演
算増幅器A2で比較され、両者の差電圧に比例した出力
電圧が得られる。図2に示されるように、この出力電圧
とDC−DCコンバータ制御用IC20の発振器OSC
の三角波出力とがPWMコンパレータで比較される。す
なわち放電電流が何等かの原因で増加すると、演算増幅
器A2の出力電圧は、BラインからAラインへと移行す
る。その結果PWMコンパレータの出力はCラインから
Dラインへと変化する。すなわち出力トランジスタ11
3のオン時間は狭くなる。出力トランジスタ113のコ
レクタはチョークコイル23を介してロイヤー発振回路
のスイッチング作動用トランジスタ11、12のエミッ
タを駆動している。すなわちロイヤー発振回路の平均電
流は減少することになり、放電電流が定電流制御され
る。ダイオード22はインダクタ23の電流がオフ時の
磁気エネルギーを入力電源側に帰還するためのものであ
る。
【0009】直流入力端に接続されている抵抗132、
133は、冷陰極放電管31を接続していない時または
該放電管が放電を開始する前の昇圧トランス10の一次
コイル10Pの電圧を定電圧化するために入力直流電圧
を検出するために設けられている。抵抗132と133
の接続点は、DC−DCコンバータ制御用IC20の演
算増幅器A1の+入力端に接続されていて、昇圧トラン
ス10の二次コイル10Sの電圧を、入力される直流電
圧の値いかんにかかわらず一定化する。切替用トランジ
スタ124のコレクタはDC−DCコンバータ制御用I
C20の演算増幅器A1の+入力端に接続されている。
【0010】冷陰極放電管31を接続しない時、または
放電を開始する前には、コンデンサ19の両端の電圧は
0ボルトなので、切替用トランジスタ124はオフであ
る。したがって、抵抗132、133、演算増幅器A1
による負帰還によりDC−DCコンバータ制御用IC2
0の出力トランジスタ113のオン時間は入力直流電圧
にかかわらず一定となる。冷陰極放電管31が接続され
ていて放電電流が流れている時に、コンデンサ19の電
圧を0.7ボルト以上に設定することにより切替用トラ
ンジスタ124はオンし、抵抗132、133による定
電圧動作を阻止し演算増幅器A2による定電流制御のみ
になる。なお、この切替のための電圧は可変抵抗器17
により自由に調整できる。
【0011】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かるインバータ装置は、従来の装置からDCーDCコン
バータを省略することができ、なおかつDC−DCコン
バータ制御用IC内に設けられている出力トランジスタ
がロイヤー発振回路のスイッチング作動用トランジスタ
のエミッタを駆動しているので、スイッチング損失を低
く抑えることができ、またロイヤー発振回路全体の損失
も少なくなる。チョークコイルもロイヤー発振回路のエ
ミッタに接続されているのでインダクタの印加電圧も少
なくなり、この結果、コアロスも少なくなる。ゆえに全
体の効率も従来回路と比較して向上せしめることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインバータ装置の回路図
【図2】インバータ装置の動作特性を示す特性図
【図3】従来のインバータ装置の回路図
【符号の説明】
10・・・・・昇圧トランス 10P・・・・一次コイル 10S・・・・二次コイル 10F・・・・帰還コイル 11・・・・・NPN型のスイッチング作動用トランジ
スタ 12・・・・・NPN型のスイッチング作動用トランジ
スタ 13・・・・・コンデンサ 14・・・・・チョークコイル 15・・・・・ダイオード 16・・・・・ダイオード 17・・・・・可変抵抗器 18・・・・・抵抗 19・・・・・コンデンサ 20・・・・・DC−DCコンバータ制御用IC A1・・・・・演算増幅器 A2・・・・・演算増幅器 COMP・・・PWMコンパレータ 21・・・・・スイッチング作動用のPNPトランジス
タ 22・・・・・フライホイールダイオード 23・・・・・チョークコイル 24・・・・・コンデンサ 25・・・・・コンデンサ 26・・・・・抵抗 31・・・・・冷陰極放電管 32・・・・・抵抗 33・・・・・抵抗 113・・・・・出力トランジスタ 124・・・・・切替用トランジスタ 132・・・・・抵抗 133・・・・・抵抗

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電源から供給される直流電流を、オン
    ・オフするスイッチング素子の動作により流れる方向を
    交互に転換する転換手段により転換して交流に変換する
    インバータ装置において、出力端に流れる負荷電流を検
    出する電流検出手段と、該電流検出手段の出力を前記ス
    イッチング素子をオン・オフする転換手段に負帰還させ
    る負帰還手段と、入力直流電源電圧の増加・減少を検知
    して前記転換手段の電流制御動作を減少・増加方向に制
    御する制御手段と、負荷電流を検出する検出手段の検出
    値が所定値より大きい状態で前記負帰還手段の出力を転
    換手段に入力せしめ、該検出手段の検出値が所定値以下
    の状態で前記制御手段を動作せしめる切替手段とを具備
    することを特徴とするインバータ装置。
  2. 【請求項2】オン・オフするスイッチング素子の動作に
    より直流電流の流れる方向を交互に転換する転換手段
    は、ロイヤー発振回路であることを特徴とする請求項1
    記載のインバータ装置。
  3. 【請求項3】インバータ装置の負荷は、冷陰極放電管で
    あることを特徴とする請求項1記載のインバータ装置。
JP4140965A 1992-05-06 1992-05-06 インバータ装置 Pending JPH05316740A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015120232A1 (en) * 2014-02-07 2015-08-13 Murata Manufacturing Co., Ltd. Voltage converter including voltage doubler and voltage regulator in a royer oscillator

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