特許 6954059 共振インバータ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6954059

(24)【登録日】2021年10月4日

(45)【発行日】2021年10月27日

(54)【発明の名称】共振インバータ装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20211018BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 A

   H02M7/48 E

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2017-230704(P2017-230704)

(22)【出願日】2017年11月30日

(65)【公開番号】特開2019-103216(P2019-103216A)

(43)【公開日】2019年6月24日

【審査請求日】2020年10月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹本 翔一

【審査官】 柳下 勝幸

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１７／１７５７２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−０９３１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６４５１２６７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１７−１１５６３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電源（８）に電気接続したスイッチング素子（２１）を備え、該スイッチング素子をオンオフ動作させることにより、上記直流電源から供給される入力電力（Ｐ_I）を交流の出力電力（Ｐ_O）に変換し、該出力電力を用いて放電負荷（７）に放電を発生させる主回路部（２）と、
上記スイッチング素子の動作制御を行う制御部（３）とを備え、
該制御部は、上記出力電力の目標値である出力目標値Ｐ_O^*が、上記放電負荷に放電を発生させるために必要な最低限の電力である放電開始電力Ｐ_fs0よりも高い場合に、上記スイッチング素子を連続駆動する連続モードと、上記出力目標値が上記放電開始電力よりも低い場合に行う間欠モードとを切り替え可能に構成され、該間欠モードでは、上記スイッチング素子を駆動して上記放電負荷に上記放電を発生させる放電期間（Ｔ_dis）と、上記スイッチング素子を駆動せず上記放電を発生させない停止期間（Ｔ_stop）とを交互に行い、
上記放電期間と上記停止期間とを合わせた期間である間欠周期（Ｔ_burst）に対する上記放電期間の割合（Ｔ_dis／Ｔ_burst）を間欠率ｂとした場合、上記制御部は、上記間欠モードにおいて、上記間欠率が下記式（１）を用いて算出した値になり、かつ上記放電期間において上記主回路部から上記放電開始電力が出力されるように、上記スイッチング素子の動作制御を行うよう構成されている、共振インバータ装置（１）。
ｂ＝Ｐ_O^*／Ｐ_fs0 ・・・（１）

【請求項2】

直流電源（８）に電気接続したスイッチング素子（２１）を備え、該スイッチング素子をオンオフ動作させることにより、上記直流電源から供給される入力電力（Ｐ_I）を交流の出力電力（Ｐ_O）に変換し、該出力電力を用いて放電負荷（７）に放電を発生させる主回路部（２）と、
上記スイッチング素子の動作制御を行う制御部（３）とを備え、
該制御部は、上記出力電力の目標値である出力目標値Ｐ_O^*が、上記放電負荷に放電を発生させるために必要な最低限の電力である放電開始電力Ｐ_fs0よりも高い場合に、上記スイッチング素子を連続駆動する連続モードと、上記出力目標値が上記放電開始電力よりも低い場合に行う間欠モードとを切り替え可能に構成され、該間欠モードでは、上記スイッチング素子を駆動して上記放電負荷に上記放電を発生させる放電期間（Ｔ_dis）と、上記スイッチング素子を駆動せず上記放電を発生させない停止期間（Ｔ_stop）とを交互に行い、
上記放電負荷に上記放電が発生した後、その放電を維持するために必要な最低限の電力を放電維持電力Ｐ_fs1とし、上記放電期間と上記停止期間とを合わせた期間である間欠周期（Ｔ_burst）に対する上記放電期間の割合（Ｔ_dis／Ｔ_burst）を間欠率ｂとした場合、上記制御部は、上記間欠モードにおいて、上記間欠率が下記式（２）を用いて算出した値になり、かつ、上記放電期間として、放電開始時に上記主回路部から上記放電開始電力が出力され、その後、該出力が上記放電維持電力に低下する準低消費放電期間（Ｔ_disA）が行われるように、上記スイッチング素子の動作制御を行うよう構成されている、共振インバータ装置（１）。
ｂ＝Ｐ_O^*／Ｐ_fs1 ・・・（２）

【請求項3】

上記制御部は、前回、上記放電期間を行った後、上記放電が発生しなかった期間が、予め定められた閾期間（Ｔ_th）よりも短い場合は、次の上記放電期間として、放電開始から放電終了まで上記主回路部から上記放電維持電力を出力する最低消費放電期間（Ｔ_disB）を行い、前回、上記放電期間を行った後、上記放電が発生しなかった期間が上記閾期間よりも長い場合は、次の上記放電期間として上記準低消費放電期間が行われるように、上記スイッチング素子の動作制御をするよう構成されている、請求項２に記載の共振インバータ装置。

【請求項4】

上記制御部は、上記閾期間として上記間欠周期を設定してある、請求項３に記載の共振インバータ装置。

【請求項5】

上記制御部は、上記放電期間として、放電開始から放電終了まで上記主回路部から上記放電維持電力を出力する最低消費放電期間を行うよう構成され、該最低消費放電期間を繰り返し行って上記放電負荷に上記放電を発生させることが可能な上記停止期間の最長長さを放電イニシャル期間Ｔ_initとした場合、上記制御部は、上記間欠モードにおいて、上記間欠周期Ｔ_burstが下記式（３）を満たす値になるように、上記スイッチング素子の動作制御を行うよう構成されている、請求項２に記載の共振インバータ装置。
Ｔ_burst＜Ｔ_init／（１−ｂ） ・・・（３）

【請求項6】

上記放電負荷には、該放電負荷内を流れるガスの圧力（ｐ）と、温度（ｔ）と、湿度（ｍ）との３つの電力相関パラメータのうち、少なくとも一つの該電力相関パラメータを測定するセンサ（７８）が設けられ、上記制御部は、上記センサから送信される上記電力相関パラメータを用いて、上記放電開始電力と上記放電維持電力との少なくとも一方を算出するよう構成されている、請求項２〜５のいずれか一項に記載の共振インバータ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放電負荷に放電を発生させるための共振インバータ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、オゾナイザ等の放電負荷に放電を発生させるための共振インバータ装置が知られている（下記特許文献１参照）。この共振インバータ装置は、スイッチング素子を有する主回路部と、上記スイッチング素子の動作制御をする制御部とを備える。上記共振インバータ装置は、スイッチング素子をオンオフ動作させることにより、直流電源から供給される入力電力を交流の出力電力に変換し、この出力電力を用いて、放電負荷に放電を発生させている。

【0003】

放電負荷の特性の一つに、放電が発生するために必要な最低限の電圧である放電開始電圧がある。この放電開始電圧を加えられて放電を開始した直後の電力を、放電開始電力と定義することができる。主回路部から放電負荷に供給される出力電力が、上記放電開始電力より少ない場合には、放電が発生しない。

【0004】

近年、後述する理由等により、放電負荷に供給する出力電力が、上記放電開始電力より多くても、少なくても、放電負荷を正常に稼働できるようにしたいという要求がある。そのため、上記共振インバータ装置において、連続モードと間欠モードとを行うことが検討されている。連続モードは、スイッチング素子を連続して動作させるモードである。主回路部から放電負荷に供給される出力電力が放電開始電力より多い場合は、連続モードを行う。また、上記出力電力が放電開始電力より少ない場合は、間欠モードを行う。間欠モードでは、放電期間と停止期間とを交互に繰り返す。放電期間では、スイッチング素子を駆動して放電負荷に放電を発生させる。また、停止期間では、スイッチング素子を駆動せず、放電負荷に放電を発生させない。間欠モードでは、放電期間において放電開始電力より充分多い電力を供給することにより、放電負荷に放電を発生させ、かつ、放電期間と停止期間とを交互に行うことにより、出力電力の平均値を放電開始電力より低くしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４１０８１０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記共振インバータ装置では、主回路部の電力ロスが大きくなりやすい。すなわち、上記共振インバータ装置では、放電期間において、放電負荷に放電を発生させやすくするため、放電期間中に供給する出力電力を、放電開始電力よりも充分に高い値にしていた。そのため、放電期間では、直流電源から主回路部に多くの入力電力が供給され、主回路部を構成するスイッチング素子等の電子部品の発熱量が増加していた。したがって、主回路部の電力ロスが大きくなりやすかった。

【0007】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、主回路部の電力ロスをより低減できる共振インバータ装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の態様は、直流電源（８）に電気接続したスイッチング素子（２１）を備え、該スイッチング素子をオンオフ動作させることにより、上記直流電源から供給される入力電力（Ｐ_I）を交流の出力電力（Ｐ_O）に変換し、該出力電力を用いて放電負荷（７）に放電を発生させる主回路部（２）と、
上記スイッチング素子の動作制御を行う制御部（３）とを備え、
該制御部は、上記出力電力の目標値である出力目標値Ｐ_O^*が、上記放電負荷に放電を発生させるために必要な最低限の電力である放電開始電力Ｐ_fs0よりも高い場合に、上記スイッチング素子を連続駆動する連続モードと、上記出力目標値が上記放電開始電力よりも低い場合に行う間欠モードとを切り替え可能に構成され、該間欠モードでは、上記スイッチング素子を駆動して上記放電負荷に上記放電を発生させる放電期間（Ｔ_dis）と、上記スイッチング素子を駆動せず上記放電を発生させない停止期間（Ｔ_stop）とを交互に行い、
上記放電期間と上記停止期間とを合わせた期間である間欠周期（Ｔ_burst）に対する上記放電期間の割合（Ｔ_dis／Ｔ_burst）を間欠率ｂとした場合、上記制御部は、上記間欠モードにおいて、上記間欠率が下記式（１）を用いて算出した値になり、かつ上記放電期間において上記主回路部から上記放電開始電力が出力されるように、上記スイッチング素子の動作制御を行うよう構成されている、共振インバータ装置（１）にある。
ｂ＝Ｐ_O^*／Ｐ_fs0 ・・・（１）

【0009】

また、本発明の第２の態様は、直流電源（８）に電気接続したスイッチング素子（２１）を備え、該スイッチング素子をオンオフ動作させることにより、上記直流電源から供給される入力電力（Ｐ_I）を交流の出力電力（Ｐ_O）に変換し、該出力電力を用いて放電負荷（７）に放電を発生させる主回路部（２）と、
上記スイッチング素子の動作制御を行う制御部（３）とを備え、
該制御部は、上記出力電力の目標値である出力目標値Ｐ_O^*が、上記放電負荷に放電を発生させるために必要な最低限の電力である放電開始電力Ｐ_fs0よりも高い場合に、上記スイッチング素子を連続駆動する連続モードと、上記出力目標値が上記放電開始電力よりも低い場合に行う間欠モードとを切り替え可能に構成され、該間欠モードでは、上記スイッチング素子を駆動して上記放電負荷に上記放電を発生させる放電期間（Ｔ_dis）と、上記スイッチング素子を駆動せず上記放電を発生させない停止期間（Ｔ_stop）とを交互に行い、
上記放電負荷に上記放電が発生した後、その放電を維持するために必要な最低限の電力を放電維持電力Ｐ_fs1とし、上記放電期間と上記停止期間とを合わせた期間である間欠周期（Ｔ_burst）に対する上記放電期間の割合（Ｔ_dis／Ｔ_burst）を間欠率ｂとした場合、上記制御部は、上記間欠モードにおいて、上記間欠率が下記式（２）を用いて算出した値になり、かつ、上記放電期間として、放電開始時に上記主回路部から上記放電開始電力が出力され、その後、該出力が上記放電維持電力に低下する準低消費放電期間（Ｔ_disA）が行われるように、上記スイッチング素子の動作制御を行うよう構成されている、共振インバータ装置（１）にある。
ｂ＝Ｐ_O^*／Ｐ_fs1 ・・・（２）

【発明の効果】

【0010】

上記第１の態様では、上記間欠モードを行う際、上記放電期間において、主回路部から上記放電開始電力が出力されるように、スイッチング素子の動作制御を行う。すなわち、上記放電期間では、放電負荷に放電が発生する最低限の出力電力しか供給しない。
そのため、放電期間に、直流電源から主回路部へ供給される入力電力を少なくすることができ、主回路部における電力ロスを低減できる。

【0011】

また、上記第１の態様では、間欠モードにおける上記間欠率ｂを、上記式（１）によって算出した値にする。
そのため、間欠モードにおいて、主回路部の平均出力電力を、上記出力目標値Ｐ_O^*にすることができる。すなわち、間欠モードでは、放電期間における出力電力に上記間欠率ｂを乗じた値が、平均出力電力となる（図３参照）。本態様では、放電期間における出力電力を放電開始電力Ｐ_fs0にしているため、間欠率ｂを上記値（＝Ｐ_O^*／Ｐ_fs0）にすれば、これらを乗じた値（＝ｂ・Ｐ_fs0＝Ｐ_O^*）、すなわち出力目標値Ｐ_O^*を、平均出力電力として出力することができる。

【0012】

また、上記第２の態様では、上記準低消費放電期間Ｔ_disAが行われるように、スイッチング素子の動作制御を行う。
このようにすると、主回路部における電力ロスを、より低減することができる。すなわち、上記準低消費放電期間では、放電開始時に主回路部から上記放電開始電力Ｐ_fs0を出力するため、放電負荷に放電を確実に発生できる。また、放電が発生した後、出力を上記放電維持電力Ｐ_fs1に低減するため、放電期間全体の出力電力を低くすることができる（図１２参照）。したがって、放電期間中に直流電源から主回路部へ供給される入力電力を低減でき、主回路部の電力ロスをより低減することができる。

【0013】

また、上記第２の態様では、間欠モードにおける上記間欠率ｂを、上記式（２）によって算出した値にする。
上述したように、第２の態様では、放電期間において放電維持電力Ｐ_fs1を出力する。そのため、間欠率ｂを上記値（＝Ｐ_O^*／Ｐ_fs1）にすれば、これらを乗じた値（＝ｂ・Ｐ_fs1＝Ｐ_O^*）、すなわち出力目標値Ｐ_O^*を、主回路部から平均出力電力として出力することができる。

【0014】

以上のごとく、上記態様によれば、主回路部の電力ロスをより低減できる共振インバータ装置を提供することができる。
なお、上記「放電開始電力」は、厳密な意味での「放電負荷に放電を発生させるために必要な最低限の電力」だけでなく、これよりも５％高い電力まで含まれるものとする。同様に、上記「放電維持電力」は、厳密な意味での「放電が発生した後、その放電を維持するために必要な最低限の電力」だけでなく、これよりも５％高い電力まで含まれるものとする。その理由は、後述するように、放電開始電力および放電維持電力は、放電負荷内のガスの圧力、温度、湿度等に影響されるため、その補正演算における誤差を保証するためである。

【0015】

また、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態１における、共振インバータの回路図。

【図2】実施形態１における、間欠モードでの、出力電力と出力電圧と周波数との関係を表したグラフ。

【図3】実施形態１における、間欠モードでの、出力電力とゲート電圧の波形図。

【図4】実施形態１における、連続モードでの、出力電力と出力電圧と周波数との関係を表したグラフ。

【図5】実施形態１における、連続モードでの、出力電力とゲート電圧の波形図。

【図6】実施形態１における、出力電力と周波数とデューティとの関係を三次元的に表したグラフ。

【図7】実施形態１における、出力電力と周波数と電源電圧との関係を表したグラフ。

【図8】実施形態１における、出力電流と、ゲート電圧との関係を表した波形図。

【図9】実施形態１における、制御部のフローチャート。

【図10】図９に続くフローチャート。

【図11】実施形態１における、ブリッジ回路を用いた共振インバータ装置の回路図。

【図12】実施形態２における、間欠モードでの、出力電力とゲート電圧の波形図。

【図13】実施形態２における、放電が発生した瞬間での、放電負荷の概略断面図。

【図14】実施形態２における、バリア層に電子が残存している状態での、放電負荷の概略断面図。

【図15】実施形態２における、制御部のフローチャート。

【図16】実施形態３における、前回の放電から放電が発生しなかった期間が閾期間Ｔ_th以下である場合での、出力電力とゲート電圧の波形図。

【図17】実施形態３における、前回の放電から放電が発生しなかった期間が閾期間Ｔ_th以上である場合での、出力電力とゲート電圧の波形図。

【図18】実施形態３における、制御部のフローチャート。

【図19】実施形態４における、間欠周期Ｔ_burst以上、放電が発生しなかった場合での、出力電力とゲート電圧との波形図。

【図20】実施形態４における、制御部のフローチャート。

【図21】実施形態５における、間欠モードでの、出力電力とゲート電圧の波形図。

【図22】実施形態５における、制御部のフローチャート。

【図23】実施形態６における、共振インバータ装置の回路図。

【図24】実施形態６における、放電負荷内のガスの圧力と、出力電力との関係を表したグラフ。

【図25】実施形態６における、放電負荷内のガスの温度と、出力電力との関係を表したグラフ。

【図26】実施形態６における、放電負荷内のガスの湿度と、出力電力との関係を表したグラフ。

【図27】実施形態６における、制御部のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（実施形態１）
上記共振インバータ装置に係る実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。図１に示すごとく、本形態の共振インバータ装置１は、主回路部２と、制御部３とを備える。主回路部２は、直流電源８に電気接続した複数のスイッチング素子２１を備える。このスイッチング素子２１をオンオフ動作させることにより、直流電源８から供給される入力電力Ｐ_Iを交流の出力電力Ｐ_Oに変換する。そして、この出力電力Ｐ_Oを用いて放電負荷７に放電を発生させる。

【0018】

制御部３は、スイッチング素子２１の動作制御を行う。制御部３は、連続モード（図５参照）と間欠モード（図３参照）とを切り替え可能に構成されている。連続モードは、図５に示すごとく、出力電力Ｐ_Oの目標値である出力目標値Ｐ_O^*が、放電負荷７に放電を発生させるために必要な最低限の電力である放電開始電力Ｐ_fs0よりも高い場合に行われる。連続モードでは、スイッチング素子２１を連続駆動する。また、間欠モードは、図３に示すごとく、出力目標値Ｐ_O^*が放電開始電力Ｐ_fs0よりも低い場合に行われる。間欠モードでは、放電期間Ｔ_disと停止期間Ｔ_stopとを交互に行う。放電期間Ｔ_disは、スイッチング素子２１を駆動して放電負荷７に放電を発生させる期間である。また、停止期間Ｔ_stopは、スイッチング素子２１を駆動せず、放電負荷７に放電を発生させない期間である。

【0019】

放電期間Ｔ_disと停止期間Ｔ_stopとを合わせた期間である間欠周期Ｔ_burstに対する放電期間Ｔ_disの割合（Ｔ_dis／Ｔ_burst）を間欠率ｂとした場合、制御部３は、間欠モードにおいて、間欠率ｂが下記式（１）を用いて算出した値になり、かつ放電期間Ｔ_disにおいて主回路部２から放電開始電力Ｐ_fs0が出力されるように、スイッチング素子２１の動作制御を行うよう構成されている。
ｂ＝Ｐ_O^*／Ｐ_fs0 ・・・（１）

【0020】

本形態の共振インバータ装置１は、車両に搭載するための車載用共振インバータ装置である。また、放電負荷７は、オゾンを発生するためのリアクタである。このリアクタを用いてオゾンを発生し、車両のエンジンから排出される排ガスを改質するよう構成されている。

【0021】

図１に示すごとく、主回路部２は、複数のスイッチング素子２１（２１_A〜２１_D）と、トランス２２と、コンデンサ２５とを備える。第１スイッチング素子２１_Aと第２スイッチング素子２１_Bとによって、プッシュプル回路２６を構成してある。また、第３スイッチング素子２１_Cと第４スイッチング素子２１_Dとコンデンサ２５とによって、共振タンク回路２７を構成してある。

【0022】

主回路部２を動作させるときは、図８に示すごとく、第１スイッチング素子２１_Aと第４スイッチング素子２１_Dとを同時にオンする期間と、第２スイッチング素子２１_Bと第３スイッチング素子２１_Cとを同時にオンする期間とを交互に繰り返す。これにより、図１に示すごとく、トランス２２の一次コイル２２１に一次電流を流す。これに伴って、二次コイル２２２に二次電流Ｉ_Oが流れる。二次コイル２２２の巻数は、一次コイル２２１の巻数よりも多い。また、二次電流Ｉ_Oは、放電負荷７の静電容量Ｃと、漏れインダクタンスＬとによって決定される共振周波数ｆ_r（＝１／２π√ＬＣ）で共振する。そのため、トランスの巻数比による昇圧効果と、共振による昇圧効果とが重畳し、高い二次電圧Ｖ_Oが発生する。これにより、放電負荷７（リアクタ）に放電を発生させている。

【0023】

制御部３は、デューティ制御部３１と、周波数制御部３２と、バースト制御部３３とを備える。デューティ制御部３１は、スイッチング素子２１のデューティｄ（図３、図５参照）を制御し、周波数制御部３２は周波数ｆを制御する。また、バースト制御部３３は、上記間欠率ｂ（図３参照）を制御する。このように、スイッチング素子２１の周波数ｆ、デューティｄ、間欠率ｂを制御することにより、主回路部２の出力電力Ｐ_Oを、出力目標値Ｐ_O^*に近づけている。

【0024】

図６に、デューティｄと、周波数ｆと、出力電力Ｐ_Oとの関係を三次元的に表したグラフを示す。このグラフには、出力電力Ｐ_O（Ｐ_A，Ｐ_B，Ｐ_C，Ｐ_D）の等高線を記載してある。同図に示すごとく、デューティｄが一定の場合、周波数ｆが共振周波数ｆ_rに近づくほど、出力電力Ｐ_Oは高くなる。また、周波数ｆが一定の場合、デューティｄが高くなるほど、出力電力Ｐ_Oは高くなる。なお、デューティｄは、フルデューティｄ_FULL以上にはならない。

【0025】

図７に、デューティｄが一定の場合における、出力電力Ｐ_Oと周波数ｆとの関係を示す。上述したように、周波数ｆが共振周波数ｆ_rに近づくほど、出力電力Ｐ_Oは高くなる。また、直流電源８の電圧Ｖ_Bが高い場合は、出力電力Ｐ_Oは高くなり、電圧Ｖ_Bが低くなると、出力電力Ｐ_Oは低下する。

【0026】

本形態では、直流電源８として鉛バッテリーを用いている。また、直流電源８には、共振インバータ装置１の他にも、エアコンやライト等、様々な負荷が接続している。そのため、これらの負荷の使用状態により、直流電源８の電圧Ｖ_Bが急に変動することがある。この場合、出力電力Ｐ_Oが出力目標値Ｐ_O^*から急に乖離してしまう。本形態では、以下の処理を行うことにより、電圧Ｖ_Bが急に変動して、出力電力Ｐ_Oが出力目標値Ｐ_O^*から急に乖離しても、短時間で出力目標値Ｐ_O^*に戻るようにしている。

【0027】

例えば、直流電源８の電圧Ｖ_Bが急に低下した場合（すなわち、出力電力Ｐ_Oが低下した場合）、制御部３は、周波数ｆを固定したまま、スイッチング素子２１のデューティｄを増加させる。これにより、出力電力Ｐ_Oを増加させる。デューティｄの制御は、電圧Ｖ_Bを用いたフィードフォワード制御により行う。フィードフォワード制御は、精度は低いものの、短時間で制御することができる。そのため、デューティｄをフィードフォワード制御することにより、出力電力Ｐ_Oを短時間で、出力目標値Ｐ_O^*に比較的近い値に戻すことができる。また、デューティｄをフィードフォワード制御した後、周波数ｆをフィードバック制御する。フィードバック制御を行うと、時間を要するが、出力電力Ｐ_Oを出力目標値Ｐ_O^*に正確に近づけることができる。本形態では、このように、出力電力Ｐ_Oが大きく変化した場合、まずデューティｄのフィードフォワード制御により、出力電力Ｐ_Oを短時間で出力目標値Ｐ_O^*に比較的近い値に戻し、その後、周波数ｆのフィードバック制御により、出力電力Ｐ_Oを正確に出力目標値Ｐ_O^*に近づけている。

【0028】

また、上述したように、本形態では、主回路部２の出力電力Ｐ_Oを用いて放電負荷７（リアクタ）に放電を発生させ、これによって生じたオゾンを用いて、車両の排ガスを改質している。放電負荷７は、ある一定の値（放電開始電力Ｐ_fs0）以上の出力電力Ｐ_Oを供給しないと、放電を開始しない。しかしながら、例えば、排ガス中のＮＯｘ量が少なく、必要なオゾンの量が少ない場合がある。この場合、放電負荷７（リアクタ）に供給する出力電力Ｐ_Oを、放電開始電力Ｐ_fs0より少なくする必要がある。この場合でも、正常に放電を発生させ、オゾンを生成できるように、上記間欠モードを行っている。すなわち、図３に示すごとく、出力目標値Ｐ_O^*が放電開始電力Ｐ_fs0未満である場合は、上記放電期間Ｔ_disと停止期間Ｔ_stopとを交互に行う。放電期間Ｔ_disでは、主回路部２の出力電力Ｐ_Oを放電開始電力Ｐ_fs0にして、放電負荷７に放電を発生させる。停止期間Ｔ_stopでは、放電を発生させない。これら放電期間Ｔ_disと停止期間Ｔ_stopとを交互に行うことにより、出力電力Ｐ_Oの平均値Ｐ_O’を下げ、放電開始電力Ｐ_fs0以下にしている。

【0029】

なお、本形態では、放電期間Ｔ_disにおいて、周波数ｆを制御することにより、主回路部２の出力電力Ｐ_Oを放電開始電力Ｐ_fs0にしている。図２に示すごとく、放電期間Ｔ_disを行う際、制御部３は、周波数ｆを予め定められた最高周波数ｆ_maxにする。そして、この最高周波数ｆ_maxから次第に周波数ｆを下げ、放電開始電力Ｐ_fs0に対応する周波数ｆ_s0にする。

【0030】

また、制御部３は、図５に示すごとく、出力目標値Ｐ_O^*が放電開始電力Ｐ_fs0より高い場合は、上記連続モードを行う。連続モードでは、スイッチング素子２１を連続して駆動させる。制御部３は、連続モードにおいても、周波数ｆを制御することにより、主回路部２の出力電力Ｐ_Oを出力目標値Ｐ_O^*に近づける。より詳しくは、制御部３は図４に示すごとく、連続モードを行う際、間欠モードと同様に、周波数ｆをまず最高周波数ｆ_maxにする。そして、この最高周波数ｆ_maxから次第に周波数ｆを下げ、出力目標値Ｐ_O^*に対応する周波数ｆ^*にする。

【0031】

次に、制御部３及び主回路部２の構成について、より詳細に説明する。図１に示すごとく、制御部３は、上述したように、デューティ制御部３１と、周波数制御部３２と、バースト制御部３３とを備える。制御部３は、これらの他に、導出部３４と、入力電力算出部３５と、掛算器３６とを備える。また、主回路部２には、電力測定部４を接続してある。電力測定部４は、電圧センサ４１_Vと電流センサ４１_Aとからなる。この電力測定部４を用いて入力電力Ｐ_Iを測定している。

【0032】

電圧センサ４１_Vによる電源電圧Ｖ_Bの測定値は、デューティ制御部３１へ入力される。デューティ制御部３１は、電源電圧Ｖ_Bの測定値を用いて、スイッチング素子２１のデューティｄをフィードフォワード制御する。また、電流センサ４１_Aによる入力電流Ｉ_Bの測定値と、上記電源電圧Ｖ_Bの測定値とは、掛算器３６に入力される。掛算器３６は、これらの測定値Ｖ_B，Ｉ_Bを乗ずることにより、入力電力Ｐ_Iを算出する。算出した入力電力Ｐ_Iの値は、周波数制御部３２及びバースト制御部３３に入力される。

【0033】

周波数制御部３２は、入力電力Ｐ_Iと、入力目標値Ｐ_I^*との差が小さくなるように、周波数ｆをフィードバック制御する。また、バースト制御部３３は、上記式（１）を用いて、間欠率ｂを算出する。デューティｄ、周波数ｆ、間欠率ｂは、導出部３４に入力される。導出部３４は、これらのパラメータｄ，ｆ，ｂ及び電源電圧Ｖ_Bを用いて、主回路部２の電力損失Ｗを算出する。電力損失Ｗは、入力電力算出部３５に入力される。

【0034】

また、入力電力算出部３５には、図示しない外部制御装置から、出力目標値Ｐ_O^*が入力される。入力電力算出部３５は、出力目標値Ｐ_O^*に上記電力損失Ｗを加算する。これにより、入力目標値Ｐ_I^*を算出する。この入力目標値Ｐ_I^*を主回路部２に入力すると、主回路部２において電力損失Ｗが発生するため、入力目標値Ｐ_I^*から電力損失Ｗを減算した値、すなわち入力目標値Ｐ_O^*と略等しい値が、主回路部２から出力される。

【0035】

なお、本形態では、導出部３４において電力損失Ｗを算出しているが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、導出部３４において主回路部２の回路効率ηを算出してもよい。この場合、入力電力算出部３５において、出力目標値Ｐ_O^*を回路効率ηで除した値が、入力目標値Ｐ_O^*となる。

【0036】

次に、図９、図１０を用いて、制御部３のフローチャートの説明をする。制御部３がこのフローチャートを実行することにより、上記間欠モード（図３参照）及び連続モード（図５参照）が行われる。

【0037】

図９に示すごとく、制御部３は、先ずステップＳ１を行う。ここでは、上記外部制御装置から出力目標値Ｐ_O^*を受信する。その後、ステップＳ２に移る。ここでは、電源電圧Ｖ_Bを用いて、デューティｄを算出する。

【0038】

次いで、ステップＳ３に移り、主回路部２の電力損失Ｗ又は回路効率ηを求める。その後、ステップＳ４に移り、算出した電力損失Ｗ又は回路効率ηを用いて、入力目標値Ｐ_I^*を算出する。次いで、ステップＳ５に移る。ここでは、出力目標値Ｐ_O^*が放電開始電力Ｐ_fs0以上であるか否かを判断する。ステップＳ５においてＹｅｓ（Ｐ_O^*≧Ｐ_fs0）と判断した場合、すなわち連続モードを行う場合は、ステップＳ６に移る。

【0039】

ステップＳ６では、周波数ｆを、最高周波数ｆ_max（図４参照）から次第に下げ、出力目標値Ｐ_O^*に対応する周波数ｆ^*に近づける。そして、スイッチング素子２１を、求めた周波数ｆとデューティｄで連続駆動させる。ステップＳ６を行った後、ステップＳ３に戻る。

【0040】

また、ステップＳ５においてＮｏ（Ｐ_O^*＜Ｐ_fs0）と判断した場合、すなわち間欠モードを行う場合は、ステップＳ７に移る。ステップＳ７では、上記式（１）を用いて間欠率ｂを算出する。その後、ステップＳ８に移る。ここでは、周波数ｆを、最高周波数ｆ_max（図２参照）から次第に下げ、放電開始電力Ｐ_fs0に対応する周波数ｆ_s0に近づける。

【0041】

その後、ステップＳ９に移る。ここでは、スイッチング素子２１を、求めた周波数ｆと、間欠率ｂと、デューティｄとで駆動させる。ステップＳ９を行った後、ステップＳ３に戻る。

【0042】

本形態の作用効果について説明する。図３に示すごとく、本形態では、間欠モードを行う際、放電期間Ｔ_disにおいて、主回路部２から放電開始電力Ｐ_ｆs0が出力されるように、スイッチング素子２１の動作制御を行う。すなわち、放電期間Ｔ_disでは、放電負荷７に放電が発生する最低限の出力電力Ｐ_Oしか供給しない。
そのため、放電期間Ｔ_disに、直流電源８から主回路部２へ供給される入力電力Ｐ_Iを少なくすることができ、主回路部２における電力ロスを低減できる。

【0043】

また、本形態では、間欠モードにおける上記間欠率ｂを、上記式（１）によって算出した値にする。
そのため、間欠モードにおいて、主回路部２の平均出力電力Ｐ_O^’を、出力目標値Ｐ_O^*にすることができる。すなわち、間欠モードでは、放電期間Ｔ_disにおける出力電力Ｐ_Oに間欠率ｂを乗じた値（ｂ・Ｐ_O）が、平均出力電力Ｐ_O^’となる。本形態では、放電期間Ｔ_disにおける出力電力Ｐ_Oを放電開始電力Ｐ_fs0にしているため、間欠率ｂを上記値（＝Ｐ_O^*／Ｐ_fs0）にすれば、これらを乗じた値（＝ｂ・Ｐ_fs0＝Ｐ_O^*）、すなわち出力目標値Ｐ_O^*を、平均出力電力Ｐ_O^’として出力することができる。

【0044】

また、本形態の共振インバータ装置１は、車両に搭載される。
車両の直流電源８は、容量が比較的小さい。そのため、本形態のように、主回路部２の電力ロスを低減し、直流電源８の電力を有効に使えるようにした場合の効果は大きい。

【0045】

以上のごとく、本形態によれば、主回路部の電力ロスをより低減できる共振インバータ装置を提供することができる。

【0046】

なお、本形態では、図１に示すごとく、主回路部２として、プッシュプル回路２６と共振タンク回路２７を備えるものを採用したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、図１１に示すごとく、複数のスイッチング素子２１によってブリッジ回路を構成した主回路部２を用いてもよい。

【0047】

また、本形態では、共振インバータ装置１を車両に搭載したが、本発明はこれに限るものではなく、車載以外の用途に用いても良い。

【0048】

以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態１と同様の構成要素等を表す。

【0049】

（実施形態２）
本形態は、スイッチング素子２１の制御方法を変更した例である。放電負荷７に放電が発生した後、その放電を維持するために必要な最低限の電力を放電維持電力Ｐ_fs1とする。本形態の制御部３は、間欠率ｂが、下記式（２）を用いて算出した値となり、かつ、図１２に示すごとく、放電期間Ｔ_disとして準低消費放電期間Ｔ_disAが行われるように、スイッチング素子２１の動作制御を行う。準低消費放電期間Ｔ_disAは、放電開始時に（より詳しくは、制御部３の１演算周期だけ）主回路部２から放電開始電力Ｐ_fs0が出力され、その後、出力が放電維持電力Ｐ_fs1に低下する放電期間Ｔ_disである。
ｂ＝Ｐ_O^*／Ｐ_fs1 ・・・（２）

【0050】

図１２に示すごとく、制御部３は、スイッチング素子２１の周波数ｆを変化させることにより、準低消費放電期間Ｔ_disAを発生させている。すなわち、放電開始時には、制御部３は、スイッチング素子２１の周波数ｆを、放電開始電力Ｐ_fs0に対応する周波数ｆ_s0にする。その後、周波数ｆを、放電維持電力Ｐ_fs1に対応する周波数ｆ_s1に変える。これにより、放電開始時に主回路部２から放電開始電力Ｐ_fs0を出力し、その後、放電維持電力Ｐ_fs1を出力している。

【0051】

放電負荷７は、図１３に示すごとく、一対の電極７１と、該電極７１を保護するバリア層７２とを備える。バリア層７２は誘電体からなる。これらのバリア層７２の間に放電空間７３が形成されている。主回路部２を用いて電極７１に交流電圧を加えると、一方のバリア層７２_aから他方のバリア層７２_bへ、電子の塊（ストリーマ７９）が移動する。電子は、バリア層７２_bへ到達した後、図１４に示すごとく、バリア層７２_bの表面を拡散する。バリア層７２_bに電子が残存している間は、一対の電極７１_a，７１_b間に加える電圧が低くても、電子が反対側のバリア層７２_aへ移動する。つまり、バリア層７２_bに電子が残存している間は、主回路部２の出力電力Ｐ_Oが放電開始電力Ｐ_fs0より低くても電子が移動し、放電が発生する。また、電子がバリア層７２_bに移動し、長時間経過すると、電子が完全に拡散してしまう。そのため、この場合は、放電負荷７に放電開始電力Ｐ_fs0を供給しないと、放電は発生しない。

【0052】

上述したように、本形態では、放電が開始されるときだけ主回路部２から放電開始電力Ｐ_fs0を出力し（図１２参照）、その後、出力を放電維持電力Ｐ_fs1に低下させている。これにより、放電期間Ｔ_disにおける入力電力Ｐ_Iを少なくし、主回路部２の電力ロスを少なくしている。

【0053】

次に、図１５を用いて、制御部３のフローチャートの説明を行う。図１５では、実施形態１と異なるステップ、すなわち間欠モードを行うステップのみ説明する。連続モードを行うステップ（ステップＳ１〜Ｓ６）は、実施形態１と同様である。図１５に示すごとく、制御部３は、間欠モードを行う際、まずステップＳ１０を行う。ここでは、上記式（２）を用いて、間欠率ｂを算出する。

【0054】

その後、ステップＳ１１に移り、放電開始か否かを判断する。ここでＹｅｓ、すなわち放電開始と判断した場合は、ステップＳ１２に移り、周波数ｆを、放電開始電力Ｐ_fs1に対応する周波数ｆ_s0に近づける。その後、ステップＳ１４に移る。ここでは、スイッチング素子２１を、求めた周波数ｆと、間欠率ｂと、デューティｄで駆動させる。

【0055】

また、ステップＳ１１でＮｏ、すなわち放電維持と判断した場合は、ステップＳ１３に移る。ここでは、周波数ｆを、放電維持電力Ｐ_fs1に対応する周波数ｆ_s1に近づける。その後、ステップＳ１４に移る。

【0056】

次に、本形態の作用効果について説明する。図１２に示すごとく、本形態では、準低消費放電期間Ｔ_disAが行われるように、スイッチング素子２１の動作制御を行う。
このようにすると、主回路部２における電力ロスを、より低減することができる。すなわち、準低消費放電期間Ｔ_disAでは、放電開始時に主回路部２から放電開始電力Ｐ_fs0を出力するため、放電負荷７に放電を確実に発生できる。また、放電が発生した後、出力を放電維持電力Ｐ_fs1に低減するため、放電期間Ｔ_dis全体の出力電力Ｐ_Oを低くすることができる。したがって、放電期間Ｔ_disにおいて主回路部２に供給される入力電力Ｐ_Iを低減でき、主回路部２の電力ロスをより低減することができる。

【0057】

また、本形態では、間欠モードにおける間欠率ｂを、上記式（２）によって算出した値にする。
本形態では、放電期間Ｔ_disの殆どの期間に、放電維持電力Ｐ_fs1を出力する。そのため、間欠率ｂを上記値（＝Ｐ_O^*／Ｐ_fs1）にすれば、これらを乗じた値（＝ｂ・Ｐ_fs1＝Ｐ_O^*）、すなわち出力目標値Ｐ_O^*を、主回路部２から平均出力電力Ｐ_O’として出力することができる。
その他、実施形態１と同様の構成および作用効果を備える。

【0058】

（実施形態３）
本形態はスイッチング素子２１の制御方法を変更した例である。本形態の制御部３は、図１６に示すごとく、前回、放電期間Ｔ_disを行った後、放電負荷７に放電が発生しなかった期間が、予め定められた閾期間Ｔ_thよりも短い場合は、次の放電期間Ｔ_disとして、放電開始から放電終了まで主回路部２から放電維持電力Ｐ_fs1を出力する最低消費放電期間Ｔ_disBを行う。また、制御部３は、図１７に示すごとく、前回、放電期間Ｔ_disを行った後、放電負荷７に放電が発生しなかった期間（Ｔ_stop’）が上記閾期間Ｔ_thよりも長い場合は、次の放電期間Ｔ_disとして準低消費放電期間Ｔ_disAが行われるように、スイッチング素子２１を動作制御するよう構成されている。

【0059】

前回、放電を行ってから閾期間Ｔ_th以上経過していない場合、放電負荷７のバリア層７２_b（図１４参照）に電子が残存しているため、次の放電開始時に、放電開始電力Ｐ_fs0より少ない電力である放電維持電力Ｐ_fs1を供給しただけで、放電負荷７に放電を発生させることができる。そのため、放電期間Ｔ_dis（最低消費放電期間Ｔ_disB）に主回路部２へ供給される入力電力Ｐ_Iを低減でき、主回路部２の電力ロスを低減できる。

【0060】

図１６に示すごとく、本形態では実施形態２と同様に、スイッチング素子２１の周波数ｆを制御することにより、出力電力Ｐ_Oの制御を行っている。すなわち、準低消費放電期間Ｔ_disAでは、放電開始時に周波数ｆを放電開始電力Ｐ_fs0に対応する周波数ｆ_s0にし、その後、放電維持電力Ｐ_fs1に対応する周波数ｆ_s1に変更する。また、最低消費放電期間Ｔ_disBでは、放電開始から放電終了まで、周波数ｆを、放電維持電力Ｐ_fs1に対応する周波数ｆ_s1にする。

【0061】

また、図１７に示すごとく、出力目標値Ｐ_O^*が低下したため、放電期間Ｔ_disが短くなる場合（Ｔ_disB’）がある。この場合、次の放電停止期間Ｔ_stop’が長くなり、閾期間Ｔ_thより長い間、放電が発生しなくなる。本形態では、この場合、次に行われる放電期間Ｔ_disを、準低消費放電期間Ｔ_disAにする。これにより、長時間、放電が停止した後でも、確実に放電を発生できるようにしている。

【0062】

次に、制御部３のフローチャートの説明をする。図１８に示すごとく、本形態の制御部３は、間欠モードを行う際、まずステップＳ２１を行う。ここでは、上記式（２）を用いて、間欠率ｂを算出する。ステップＳ２１の後、ステップＳ２２に移り、放電開始か否かを判断する。ここでＹｅｓと判断した場合はステップＳ２３に移り、Ｎｏと判断した場合はステップＳ２５に移る。

【0063】

ステップＳ２３では、前回の放電期間Ｔ_disが終了してから、閾期間Ｔ_th以上、放電が停止したか否かを判断する。ここでＹｅｓと判断した場合はステップＳ２４に移り、Ｎｏと判断した場合はステップＳ２５に移る。ステップＳ２４では、周波数ｆを、放電開始電力Ｐ_fs0に対応する周波数ｆ_s0に近づける。その後、ステップＳ２６に移る。ここでは、スイッチング素子２１を、求めた周波数ｆと、間欠率ｂと、デューティｄとで駆動させる。また、ステップＳ２５では、周波数ｆを、放電維持電力Ｐ_fs1に対応する周波数ｆ_s1に近づける。その後、ステップＳ２６に移る。

【0064】

ステップＳ２２、Ｓ２３が両方ともＹｅｓの場合は、閾期間Ｔ_th以上放電が停止しており、かつ放電を開始する時なので、放電開始電力Ｐ_fs0を出力する（図１７参照）。これにより、放電負荷７に確実に放電を発生させる。また、ステップＳ２２又はＳ２３がＮｏの場合は、準低消費放電期間Ｔ_disA（図１７参照）で放電を維持するときか、又は最低消費放電期間Ｔ_disBを行う場合である。そのため、これらの場合は、放電維持電力Ｐ_fs1を出力している。
その他、実施形態２と同様の構成および作用効果を備える。

【0065】

（実施形態４）
本形態は、スイッチング素子２１の制御方法を変更した例である。図１９に示すごとく、本形態の制御部３は、上記閾期間Ｔ_thとして、間欠期間Ｔ_burstを設定している。すなわち、制御部３は、前回の放電期間Ｔ_disの後、放電が発生しなかった期間が間欠期間Ｔ_burstより短い場合は、次の放電期間Ｔ_disが最低消費放電期間Ｔ_disBとなるように、スイッチング素子２１の動作制御をする。つまり、前回の間欠周期Ｔ_burst中に、少しでも放電が発生した場合は、次に最低消費放電期間Ｔ_disBを行う。

【0066】

また、前回の放電期間Ｔ_dis（図１９では最低消費放電期間Ｔ_disB）の後、放電が発生しなかった期間が間欠周期Ｔ_burstより長い場合は、次の放電期間Ｔ_disが準低消費放電期間Ｔ_disAとなるように、スイッチング素子２１の動作制御を行う。例えば、瞬間的に出力目標値Ｐ_O^*が低下したため、放電が発生しない場合がある。この場合、放電が発生しない期間が、間欠周期Ｔ_burstより長くなる。この場合は、放電負荷７のバリア層７２_b（図１４参照）の表面に電子が残存していない可能性が高いため、放電負荷７に放電開始電力Ｐ_fs0を加えないと、次の放電が発生しない。そのため、この場合は図１９に示すごとく、次の放電期間Ｔ_disを準低消費放電期間Ｔ_disAにしている。

【0067】

また、前回の放電期間Ｔ_disの後、放電が発生しなかった期間が、間欠周期Ｔ_burstより短い場合は、放電負荷７のバリア層７２_b（図１４参照）に電子が残存している可能性が高い。そのため、放電開始電力Ｐ_fs0より少ない電力（放電維持電力Ｐ_fs1）を加えただけで、放電を発生できる。したがって、この場合は、図１９に示すごとく、次の放電期間Ｔ_disを最低放電期間Ｔ_disBにしている。これにより、この最低放電期間Ｔ_disBに主回路部２へ供給される入力電力Ｐ_Iを低減し、主回路部２における電力ロスを低減している。

【0068】

次に、制御部３のフローチャートの説明をする。制御部３は、間欠モードを行う際に、図２０に示すごとく、まずステップＳ３１を行う。ここでは、上記式（２）を用いて、間欠率ｂを算出する。その後、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、放電開始か否かを判断する。ここでＹｅｓと判断した場合は、ステップＳ３３に進み、Ｎｏと判断した場合は、ステップＳ３５に進む。

【0069】

ステップＳ３３では、前回の放電期間Ｔ_disが終了してから、間欠周期Ｔ_burst以上、放電が停止したか否かを判断する。ここでＹｅｓと判断した場合は、ステップＳ３４に移り、Ｎｏと判断した場合はステップＳ３５に移る。ステップＳ３４では、周波数ｆを、放電開始電力Ｐ_fs0に対応する周波数ｆ_s0に近づける。また、ステップＳ３５では、周波数ｆを、放電維持電力Ｐ_fs1に対応する周波数ｆ_s1に近づける。ステップＳ３４，Ｓ３５の後、ステップＳ３６に移る。ここでは、スイッチング素子２１を、求めた周波数ｆと、間欠率ｂと、デューティｄとで駆動する。
その他、実施形態２と同様の構成および作用効果を備える。

【0070】

（実施形態５）
本形態は、スイッチング素子２１の制御方法を変更した例である。図２１に示すごとく、本形態の制御部３は、実施形態３と同様に、最低消費放電期間Ｔ_disBを行うことが可能に構成されている。この最低消費放電期間Ｔ_disBを繰り返し行うことが可能な停止期間Ｔ_stopの最長長さを放電イニシャル期間Ｔ_initとする。本形態の制御部３は、図２１に示すごとく、間欠モードにおいて、間欠周期Ｔ_burstが下記式（３）を満たす値になるように、スイッチング素子２１の動作制御を行うよう構成されている。
Ｔ_burst＜Ｔ_init／（１−ｂ） ・・・（３）

【0071】

間欠周期Ｔ_burstが上記式（３）を満たす場合は、停止期間Ｔ_stopを、放電イニシャル期間Ｔ_initよりも短くすることができる。そのため、最初に行われる放電期間Ｔ_dis（準低消費放電期間Ｔ_disA）以外の放電期間Ｔ_disは、全て最低消費放電期間Ｔ_disBにすることができる。そのため、主回路部２に供給される入力電力Ｐ_Iを低減でき、主回路部２の電力ロスを低減できる。

【0072】

次に、制御部３のフローチャートの説明をする。制御部３は、間欠モードを行う際、図２２に示すごとく、まずステップＳ４１を行う。ここでは、上記式（２）を用いて、間欠率ｂを算出する。その後、ステップＳ４２に移る。ここでは、上記式（３）を満たす間欠周期Ｔ_burstを算出する。例えば、下記式を用いて間欠周期Ｔ_burstを求める。
Ｔ_burst＝０．８×Ｔ_init／（１−ｂ）

【0073】

その後、ステップＳ４３に移り、放電開始か否かを判断する。ここでＹｅｓと判断した場合はステップＳ４４に移り、Ｎｏと判断した場合はステップＳ４６に移る。ステップＳ４４では、放電が、放電イニシャル期間Ｔ_initより長い時間、停止したか否かを判断する（すなわち、間欠モードで最初に行われる放電期間Ｔ_disか否かを判断する）。ここでＹｅｓと判断した場合はステップＳ４５に移り、Ｎｏと判断した場合はステップＳ４６に移る。

【0074】

ステップＳ４５では、周波数ｆを、放電開始電力Ｐ_fs0に対応する周波数ｆ_s0に近づける。また、ステップＳ４６では、周波数ｆを、放電維持電力Ｐ_fs1に対応する周波数ｆ_s1に近づける。これらのステップＳ４５，Ｓ４６の後、ステップＳ４７に移る。ステップＳ４７では、スイッチング素子２１を、求めた周波数ｆと、間欠率ｂと、デューティｄで駆動させる。
その他、実施形態２と同様の構成および作用効果を備える。

【0075】

（実施形態６）
本形態は、制御部３の構成を変更した例である。図２３に示すごとく、本形態では、放電負荷７にセンサ７８を設けてある。センサ７８は、放電負荷７内を流れるガスの圧力ｐと、温度ｔと、湿度ｍとの３つの電力相関パラメータを測定する。制御部３は、センサ７８から送信される電力相関パラメータｐ，ｔ，ｍを用いて、放電開始電力Ｐ_fs0及び放電維持電力Ｐ_fs1を算出する。

【0076】

図２４に示すごとく、放電開始電力Ｐ_fs0及び放電維持電力Ｐ_fs1は、放電負荷７内のガスの圧力ｐと相関がある。同様に、図２５、図２６に示すごとく、上記電力Ｐ_fs0，Ｐ_fs1は、上記ガスの温度ｔ、湿度ｍと相関がある。本形態の制御部３は、これらの電力相関パラメータｐ，ｔ，ｍと、放電開始電力Ｐ_fs0及び放電維持電力Ｐ_fs1との関係を予め記憶している。そして、上記センサ７８による上記電力相関パラメータｐ，ｔ，ｍの測定値を用いて、これらの電力Ｐ_fs0，Ｐ_fs1を算出し、その算出値を用いて、スイッチング素子２１の動作制御をする。これにより、放電開始電力Ｐ_fs0及び放電維持電力Ｐ_fs1として、より正確な値を用いるようにしている。

【0077】

図２７に、本形態のフローチャートを示す。本形態では、出力電力Ｐ_Oの波形が、実施形態２（図１２参照）と同様になるように、制御を行っている。図２７に示すごとく、制御部３は、間欠モードを行う際、まずステップＳ５１を行う。ここでは、上記式（２）を用いて間欠率ｂを算出する。その後、ステップＳ５２に移る。ここでは、放電負荷７内のガスの圧力ｐ、温度ｔ、湿度ｍの測定値を受信する。次いで、ステップＳ５３に移る。ここでは、受信した電力相関パラメータｐ，ｔ，ｍを用いて、放電開始電力Ｐ_fs0、及び放電維持電力Ｐ_fs1を算出する。

【0078】

次いで、ステップＳ５４に移る。ここでは、放電開始か否かを判断する。ここでＹｅｓと判断した場合はステップＳ５５に移り、Ｎｏと判断した場合はステップＳ５６に移る。ステップＳ５５では、周波数ｆを、放電開始電力Ｐ_fs0に対応する周波数ｆ_s0に近づけ、ステップＳ５６では、周波数ｆを、放電維持電力Ｐ_fs1に対応する周波数ｆ_s1に近づける。これらのステップＳ５５、Ｓ５６を行った後、ステップＳ５７に移る。ここでは、スイッチング素子２１を、求めた周波数ｆと、間欠率ｂと、デューティｄとで駆動させる。
その他、実施形態２と同様の構成および作用効果を備える。

【0079】

なお、本形態では、ガスの圧力ｐと、温度ｔと、湿度ｍとの３つの電力相関パラメータを全て用いて、放電開始電力Ｐ_fs0及び放電維持電力Ｐ_fs1を算出しているが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、上記３つの電力相関パラメータｐ，ｔ，ｍのうち、少なくとも１つを用いればよい。また、放電開始電力Ｐ_fs0と放電維持電力Ｐ_fs1とのうち、いずれか一方のみを算出してもよい。

【0080】

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

【符号の説明】

【0081】

１ 共振インバータ装置
２ 主回路部
２１ スイッチング素子
３ 制御部
７ 放電負荷
Ｔ_dis 放電期間
Ｔ_stop 停止期間
Ｐ_O^* 出力目標値
Ｐ_fs0 放電開始電力
ｂ 間欠率

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】