JPH0632789Y2 - トランジスタインバ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈技術分野〉 本考案は、特に放電灯の点灯装置に適したトランジスタ
インバータに関するものである。

〈従来技術〉 従来、商用交流電源を整流した直流をトランジスタイン
バータ本体により高周波に周波数変換及び変圧して得ら
れた高周波電力で螢光灯等の放電灯を負荷として点灯さ
せる点灯装置があり、この種の点灯装置としては第４図
及び第５図に示すものが一般的であった。先ず第４図の
ものは、商用交流電源１を全波整流回路２で全波整流し
た直流を不平滑のままトランジスタインバータ本体３に
供給する方式であり、例えば、20W螢光ランプ４を負荷
として、試験用安定器を点灯したときと同等の光出力を
得るようにした場合、電源の力率は高力率であるが、ト
ランジスタインバータ本体３の出力電圧は商用電源１の
周波数で変調を受けるため、放電休止期間が生じて効率
が悪く、そのために大きなランプ電流を流さなければな
らず、その値はほぼ0.4Arms,1.55Ap-pとなり、ランプフ
ィラメントのエミッションが早期に消耗する欠点があっ
た。

又、第５図に示すように整流回路２の整流出力端間に平
滑用コンデンサ５を接続したものは、一例としてこのコ
ンデンサ５に47μＦのものを用いると、ランプ電流はほ
ぼ0.3Arms,0.95Ap-pとなるが、電源の力率は平滑用コン
デンサ５の充放電にともなう交流入力電流の歪により60
％程度となり、高力率（85％以上）とはならないために
交流電源１の配電容量を大きなものとしなければならな
い欠点があった。

他にも、トランジスタインバータ本体の高周波出力の一
部を整流及び平滑して電源側に直流帰還させるとか、平
滑用コンデンサを複数個用いて充電時直列、放電時並列
の接続となるよう構成して、高力率であって平滑（部分
平滑，半平滑などと称せられている）型とした方法が提
案されているが、何れも回路構成が複雑であるなどの欠
点があった。

そこで、本願と同一出願人は、上述の種々の欠点を改善
すべく第６図及び第７図に示すような回路構成の部分平
滑回路を有するトランジスタインバータを案出した。第
６図に示すインバータは、整流回路２の出力端に直列接
続されたコンデンサ61及びリアクトル62と、互いに逆直
列接続してリアクトル62に並列接続された２個のダイオ
ード63,64とにより、部分平滑回路６が構成され、整流
回路２の第１のコンデンサ61を接続した側の出力端と前
記２個のダイオード63,64の接続点とよりインバータ本
体３の駆動用直流電源を供給するようになっている。
又、第７図は、第６図に示した部分平滑回路６を整流出
力に対し正負を反転させて接続したものであり、第６図
のものと等価であって同一特性を得るものである。この
トランジスタインバータは、電力損失が少なく、高力率
であって且つ放電灯の点灯装置に適用した場合にランプ
電流のピーク値が低く、ランプ寿命を長く保ち得ること
ができ、しかも回路構成が簡単で安価に作製できる種々
の効果があり、上述の欠点を悉く解消するものである。
しかしながら，僅かに問題点が残る。すなわち、平滑用
コンデンサ61に直列接続したリアクトル62のインダクタ
ンスが小さい、つまりリアクトル62の形状が小さいと電
源の力率が低くなる。従って、比較的形状の大きなリア
クトルを必要とするので、若干大型化、重量化する。

〈考案の目的〉 本考案は、前記従来の欠点を解消し、軽量小型のリアク
トルを用いた簡単な構成で高力率平滑（部分平滑）型の
放電灯点灯に適したトランジスタインバータを提供せん
とするものである。

〈考案の構成〉 本考案は、上記目的を達成するために、商用交流を整流
回路により整流した直流電力を、部分平滑回路を介して
インバータ本体に供給するトランジスタインバータにお
いて、前記整流回路の両整流出力端間に直接に直列接続
された主平滑用の第１のコンデンサ及び力率改善用リア
クトルと、互いに逆直列接続されて前記リアクトルに並
列接続された２個の前記第１のコンデンサの放電用ダイ
オードと、この２個のダイオードの接続点と前記第１の
コンデンサおよび前記リアクトルの接続点との間に接続
された充電電流の位相補正用の第２のコンデンサとによ
り、前記部分平滑回路を構成し、前記整流回路の前記第
１のコンデンサを接続した側の整流出力端と、前記両ダ
イオードの接続点とを、前記インバータ本体の駆動用直
流電源の両入力端に接続したことを特徴とする。

〈実施例〉 本考案の一実施例を第１図に示す。尚、第６図及び第７
図と同一若しくは、同様の構成要素には同一の符号を付
してある。

交流電源１を整流する整流回路２の整流両出力端A,B間
に、第１のコンデンサ61とリアクトル62を直列接続し、
２個のダイオード63,64をそれぞれのアノード側どうし
を接続して逆直列接続した上で、この逆直列接続した２
個のダイオード63,64の各カソード側をC,Bにそれぞれ接
続してリアクトル62に対し並列接続し、さらに前記２個
のダイオード63,64のうち第１のコンデンサ61とリアク
トル62の接続点側に接続した方のダイオード63に、第２
のコンデンサ65を並列接続し、２個のダイオード63,64
のアノード側接続点にインバータ本体３の電流帰線回路
31を接続してある。

前記実施例は、放電灯４を負荷とする点灯装置に適用し
た場合を例示してあり、この動作を説明すると、インバ
ータ３において２個の発振用トランジスタ32,33が交互
にオン・オフを繰り返すことにより、発振トランス34の
二次側に高周波電圧が出力され、この高周波電圧により
負荷としての放電灯４が点灯される。

部分平滑回路６では、平滑用の充、放電電流を得るため
の主平滑用の第１のコンデンサ61が、整流回路２からの
全波整流電圧が直接供給されて充電される。この時、第
１のコンデンサ61への充電電流は、力率改善用のリアク
トル62の直流抵抗分によって該リアクトル62の無い平滑
回路に比較して急峻度が低く、また、リアクトル62のイ
ンダクタンス分により充電電流の位相が遅れることによ
り、ピークの低いなだらかな波形の充電電流が流れる。
それにより、力率改善と高調波成分発生の抑制とに有効
に作用する。また、ダイオード64を通じて充電される第
２のコンデンサ65は、第１のコンデンサ61とダイオード
62による充電時の充電電流の位相補正用として機能す
る。

次に充電時には、第１のコンデンサ61の放電が、主にダ
イオード63を通じて行われる他に、リアクトル62及びダ
イオード64を通じても行われる。また、第２のコンデン
サ65は第１のコンデンサ61と直列放電される。ダイオー
ド64は、第１のコンデンサ61の放電用であってインバー
タ本体３からの帰還電流が流れるとともに、ダイオード
63のみによるリアクトル62の一方向短絡防止用として機
能する。

従って、リアクトル62には、インバータとしての主回路
の電流は流れず、第１のコンデンサ61の平滑用充、放電
電流のみの僅かな電流しか流れないので、巻線線径を細
くすることができるとともに、交番電流が流れるので、
鉄芯が直流磁気飽和することがなく、そのため、インダ
クタンスの減少が少なく、磁束密度を高くとることがで
き、前述の巻線線径を細くできることと合わせて小型化
できる。

上記接続構成で、第１のコンデンサ61,第２のコンデン
サ65並びにリアクトル62の値を適当に選択することによ
り、螢光ランプ等の放電灯４を負荷として点灯させるに
際して、ランプ電流のピーク値が低く、且つ高力率で、
しかも、インダクタンスが小さく形状も小さいリアクト
ル62を用いることにより軽量小型のトランジスタインバ
ータを得ることができる。

〈具体例〉 以下、具体例を説明する。

第１図の回路において、前述の従来例と同じく20W螢光
ランプを試験用安定器を用いて点灯した時と同等の光出
力が得られる様に第１のコンデンサ61,第２のコンデン
サ65,リアクトル62並びにインバータ本体３の回路定数
を適当に選んで点灯した時の各部の実測値と、同様にし
て測定した前述の第６図の従来回路の実測値を別表に示
す。

尚、別表におけるa,b,cの三種のリアクトル62は、何れ
もEI間に適当なギャップを設けたけい素鋼板0.35m/m厚E
I型鉄心をコアとして用いたものである。

表より明白な通り、リアクトル62として固定金具を含み
69gと重量の大なるａ仕様のものを用いた場合には、第
２のコンデンサ65の有無にかかわらず、相当の高力率
（85％以上）に保つことができるが、同様に37gのｂ仕
様のリアクトル62を用いた場合には、部品定数の偏差に
よっては従来回路方式第６図では高力率を保つことがで
きなく、さらに、重量がａ仕様の半分以下の32gと小さ
いｃ仕様のリアクトル62を用いた場合では、第２のコン
デンサ65を設けた本考案実施例回路方式第１図でないと
高力率とはならない。即ち、従来回路方式第６図では、
ａ仕様のリアクトル62を用いないと確実に高力率を保持
できないのに比し、本考案回路方式第１図では、ｃ仕様
のリアクトル62でも高力率に保つことができる。第１の
コンデンサ61の22μＦから47μＦへの容量増加分と第２
のコンデンサ65の追加分重量を合せてもせいぜい４〜5g
であり、全体として第６図のものに比しリアクトル62分
の重量を略々半分に軽減できる。

さらに、リアクトル62に流れる電流が0.192Aから0.161A
と約16％も低減しているとともに、リアクトル62の軽量
小型化によりリアクトル巻線の１ターン当りの平均長及
び巻回数が少なくなるので、銅損分が減少して電力損失
も低減している。

他の実施例としては、第２図に示すように、本考案の改
良回路部分である部分平滑回路６を、整流出力の正負を
反転させて接続しても等価であり、同一の特性を得られ
ることは勿論である。

さらに第３図に示すように、第２のコンデンサ65の両端
を、ダイオード71,コンデンサ72及び両発振トランジス
タ32,32のベース抵抗73,74からなるベース付勢電流供給
回路７に接続し、第２のコンデンサ65からベース付勢電
流を導出することもできる。

尚、本考案は前記各実施例に限定されるものではなく、
請求の範囲を逸脱しない範囲内で種々の実施態様が考え
られるのは勿論であり、例えば、インバータ本体３に付
いては公知手段であるために詳細を図示していないが発
振方式として自励，他励，一石ブロッキング，プッシュ
プル等の各種の方式のものを適用することができる。
又、負荷として螢光灯以外の放電灯や白熱灯の点灯或い
は回転機の駆動等の種々の装置に適用することもでき
る。

〈考案の効果〉 上述のように本考案によれば、軽量小型のリアクトルを
用いて部分平滑回路を構成しながらも電力損失が少なく
且つ高力率を保つことができ、特に放電灯の点灯装置に
適用してランプ電流のピーチ値が低く、ランプ寿命を長
く保ち得る顕著な効果が得られるトランジスタインバー
タを少ない部品点数で構成し提供することができるの
で、その経済的効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の概略構成を示す回路図、第２図
は本考案の他の実施例の部分構成を示す回路図、第３図
は本考案のさらに他の実施例の概略構成を示す回路図で
ある。第４図乃至第７図は何れも従来例を示す回路図で
ある。 １……商用交流電源 ２……全波整流回路 ３……インバータ本体 ６……部分平滑回路 61……第１のコンデンサ 62……リアクトル 63,64……ダイオード 65……第２のコンデンサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】商用交流を整流回路により整流した直流電
   力を、部分平滑回路を介してインバータ本体に供給する
   トランジスタインバータにおいて、前記整流回路の両整
   流出力端間に直接に直列接続された主平滑用の第１のコ
   ンデンサ及び力率改善用リアクトルと、互いに逆直列接
   続されて前記リアクトルに並列接続された２個の前記第
   １のコンデンサの放電用ダイオードと、この２個のダイ
   オードの接続点と前記第１のコンデンサおよび前記リア
   クトルの接続点との間に接続された充電電流の位相補正
   用の第２のコンデンサとにより、前記部分平滑回路を構
   成し、前記整流回路の前記第１のコンデンサを接続した
   側の整流出力端と、前記両ダイオードの接続点とを、前
   記インバータ本体の駆動用直流電源の両入力端に接続し
   たことを特徴とするトランジスタインバータ。