JP2000050647A - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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JP2000050647A
JP2000050647A JP10211589A JP21158998A JP2000050647A JP 2000050647 A JP2000050647 A JP 2000050647A JP 10211589 A JP10211589 A JP 10211589A JP 21158998 A JP21158998 A JP 21158998A JP 2000050647 A JP2000050647 A JP 2000050647A
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JP
Japan
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transistors
voltage
abnormality
transistor
oscillation
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Withdrawn
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JP10211589A
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English (en)
Inventor
Toshio Yaehashi
敏雄 八重橋
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構成で確実に異常を検出できる
ようにしたインバータ装置を提供する。 【解決手段】 2つのトランジスタTr2,Tr3と、
コンデンサC1と、トランスT1とから発振回路OSC
が構成されている。発振回路OSCは、正常動作時は、
2つのトランジスタTr2,Tr3が交互に飽和オン状
態となって発振を継続する。異常検出回路11は、2つ
のトランジスタTr2,Tr3がともに飽和オン状態以
外の状態となったことを異常として検出する。異常検出
回路12が異常を検出したときは、フリップフロップ1
1がリセットされ、トランジスタTr1がオフされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電圧を交流電
圧に変換するインバータ装置に関し、特に異常を検出す
る機能を有するインバータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】直流電圧を交流電圧に変換して出力する
インバータ装置の異常のうち、入力電流が通常の4倍程
度以上となるようなものは、入力直流電圧を供給する給
電線の途中にフューズなどを挿入することにより、比較
的簡単に対応することができる。しかし、出力トランス
の一部の巻線が短絡したり、負荷が異常に重くなったり
した場合おいて、異常な発振状態となって電流の増加が
4倍程度以下であるときは、フューズを挿入することで
対処することは困難であるが、そのような異常発振状態
が長時間継続することにより、トランジスタやトランス
が高温となって故障に至ることがある。
【0003】そのような電流値の急激な増加を伴わない
異常を検出する機能を有するインバータ装置として、例
えば図4に示すようなものが従来より知られている。こ
の装置は、トランジスタTr1,Tr2,Tr3と、巻
線W1〜W3を有するトランスT1と、コンデンサC1
と、抵抗R1と、コイルL1と、単安定マルチバイブレ
ータ101と、バンドパスフィルタ102と、整流回路
103とを備えており、トランスT1の出力側には、当
該インバータ装置の負荷としての蛍光ランプ30と、バ
ラストコンデンサC21,C22とが接続されている。
トランジスタTr2,Tr3と、コンデンサC1と、ト
ランスT1とによって発振回路OSCが構成されてい
る。なお、バラストコンデンサが2つ設けられているの
は、バラストコンデンサ自体の異常に対応するためであ
る。
【0004】同図において直流電圧VINが供給される
とともに単安定マルチバイブレータ101にパルス状の
スタートストップ信号SSが入力されると、単安定マル
チバイブレータ101の出力が低レベルとなり、トラン
ジスタTr1がオンする。これにより、トランジスタT
r2,Tr3にバイアス電圧が供給され、発振回路OS
Cが所定の周波数f0で発振を始める。バンドパスフィ
ルタ102の通過帯域は、所定周波数f0を中心とした
範囲に設定されており、発振回路OSCが所定周波数f
0の近傍の周波数で発振しているときは、バンドパスフ
ィルタ102の出力信号を整流回路103で整流した直
流電圧によりトランジスタTr1がオンできるように構
成されている。したがって、単安定マルチバイブレータ
101の出力が高レベルとなっても、トランジスタTr
1は、オン状態を継続し、発振回路OSCは発振を継続
する。
【0005】一方何らかの異常が発生して発振回路OS
Cの発振周波数が所定周波数f0近傍からずれると、バ
ンドパスフィルタ102の出力信号レベルが低下し、整
流回路103の出力直流電圧が高くなって、トランジス
タTr1がオフされる。これにより、発振回路OSCの
発振が停止し、負荷(蛍光ランプ30)への電力供給が
停止する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では以下のような問題点があった。発振回路O
CSを構成する部品のばらつき、主にトランスT1のイ
ンダクタンス及びコンデンサC1の静電容量のばらつき
が大きいために、発振回路OSCの発振周波数のばらつ
きも大きくなり、バンドパスフィルタ102の通過帯域
幅をあまり狭くできないことから、異常による発振周波
数の変化が小さい場合には、その異常を確実に検出する
ことが困難であった。
【0007】またこのように異常の検出精度が低いため
に、バラストコンデンサの短絡の可能性を考慮して該コ
ンデンサを2個設ける必要が生じたり、検出精度が低い
にも拘わらず、異常検出回路の構成が複雑であるといっ
た問題点や、インバータ装置の出力周波数、すなわち発
振回路OSCの発振周波数を設計上変更すると、バンド
パスフィルタ102の特性を変更しなければならないと
いった問題点もあった。
【0008】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたものであり、比較的簡単な構成で確実に異常を
検出できるようにしたインバータ装置を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1に記載の発明は、直流電圧が入力されることに
より、2つのトランジスタが交互に飽和オン状態となっ
て発振する発振回路を備え、該発振回路の出力電圧を出
力するインバータ装置において、前記2つのトランジス
タがともに飽和オン状態以外の状態となったことを異常
として検出する異常検出手段を備えることを特徴とす
る。
【0010】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のインバータ装置において、前記異常検出手段が異常を
検出したときは、前記発振回路の動作を停止させる停止
手段を備えることを特徴とする。
【0011】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載のインバータ装置において、前記発振回路は、
センタタップを有する第1の巻線、交流電圧を出力する
第2の巻線及び前記2つのトランジスタのベースに接続
された第3の巻線からなるトランスと、前記第1の巻線
に並列に接続されたコンデンサとを備え、前記センタタ
ップに入力直流電圧が印加され、前記2つのトランジス
タのコレクタはそれぞれ前記第1の巻線の両端に接続さ
れ、前記2つのトランジスタのエミッタはいずれも接地
され、前記2つのトランジスタのベースには抵抗を介し
て前記入力直流電圧が印加されるように構成されている
ことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の一実施形態にかかる
インバータ装置の構成を示す図であり、図4に示す従来
の装置と同一の構成要素には同一の符号を付して示して
いる。すなわち図1に示す装置は、従来と同様にトラン
ジスタTr1,Tr2,Tr3と、巻線W1〜W3を有
するトランスT1と、コンデンサC1と、抵抗R1と、
コイルL1とを備えており、トランジスタTr2,Tr
3と、コンデンサC1と、トランスT1とによって発振
回路OSCが構成されている。トランスT1の出力側に
は、当該インバータ装置の負荷としての蛍光ランプ30
と、1つのバラストコンデンサC21とが接続されてい
る。
【0013】また図1のインバータ装置は、図4の単安
定マルチバイブレータ101、バンドパスフィルタ10
2及び整流回路103に代えて、フリップフロップ11
及び異常検出回路12を備えている。フリップフロップ
11は、スタートストップ信号SSが低レベルから高レ
ベルに立ち上がるとセットされ、その出力は低レベルと
なってトランジスタTr1をオン状態とする。またフリ
ップフロップ11は、異常検出回路12の出力が低レベ
ルから高レベルに立ち上がるとリセットされ、その出力
は高レベルとなってトランジスタTr1をオフ状態とす
る。
【0014】発振回路OSCの2つのトランジスタTr
2,Tr3は、正常な状態では、交互の飽和オン状態と
なる。すなわち両トランジスタのコレクタ電圧をそれぞ
れVC1,VC2とすると、図3(b)(c)に示すよ
うに、時刻t1〜t2の期間は、トランジスタTr2が
飽和オン状態となり、トランジスタTr3のコレクタ電
圧VC2に発振波形が表れ、時刻t2〜t3の期間では
逆にトランジスタTr3が飽和オン状態となり、トラン
ジスタTr2のコレクタ電圧VC1に発振波形が表れ、
この動作が繰り返される。そこで本実施形態の異常検出
回路12は、トランジスタTr2,Tr3の少なくとも
一方が飽和オン状態にあれば正常と判定して、その出力
を低レベルに維持し、トランジスタTr2,Tr3がと
もに飽和オン状態でない状態となったとき、異常と判定
してその出力を低レベルから高レベルに変化させるよう
に構成されている。
【0015】したがって、スタートストップ信号SSに
より、セットされたフリップフロップ11の出力は、異
常検出回路12の出力が高レベルとならない限り低レベ
ルであり、トランジスタTr1はオン状態を維持し、発
振回路OSCは発振を継続して、トランスT1の巻線W
2から交流電圧が出力される。
【0016】またトランジスタTr2及びTr3の両方
が飽和オン状態でない状態となると異常検出回路12の
出力が高レベルに変化し、フリップフロップ11がリセ
ットされ、その出力が高レベルに変化する。その結果、
トランジスタTr1がオフ状態となり、発振回路OSC
は発振を停止する。
【0017】図2は、図1のフリップフロップ11及び
異常検出回路12の機能を実現するためのより具体的な
構成を示す回路図である。フリップフロップ11の機能
は、図2の構成例ではトランジスタTr1及びTr4
と、コンデンサC2及び抵抗R2で実現されており、ま
た図1の異常検出回路12の機能は、図2のトランジス
タTr5,抵抗R3〜R6及びダイオードD1,D2か
らなる異常検出回路12aにより実現されている。異常
検出回路12aは、異常を検出しないときは、トランジ
スタTr5がオフして、その出力レベルが高レベル(オ
ープンコレクタ)であり、異常を検出したときトランジ
スタTr5がオンしてその出力レベルが低レベルとな
る。
【0018】以下図3も参照して図2の回路の動作を説
明する。スタートストップ信号SS(図3(a))が時
刻t0に高レベルとなると、コンデンサC2及びトラン
ジスタTr4のベースエミッタ間内部抵抗によって微分
され、コンデンサC2の充電が完了するまでの期間、ト
ランジスタTr4のベースに電流が流れてトランジスタ
Tr4がオン状態となり、これによりトランジスタTr
1もオン状態となる。そして抵抗R1を介してトランジ
スタTr2,Tr3のベースに電流が供給され、発振回
路OSCが動作を開始するため、ダイオードD1,D2
のアノード側の電圧VDが低下し、トランジスタTr5
はオフ状態となる。その結果、抵抗R2を介してトラン
ジスタTr4のベースに電流が供給されるので、コンデ
ンサC2の充電が完了してもトランジスタTr4及びT
r1はオン状態を継続する(フリップフロップ11のセ
ット状態に対応する)。
【0019】トランジスタTr1がオン状態となると抵
抗R1を介してトランジスタTr2及びTr3のベース
に電流が供給され、時刻t6において異常が発生し、時
刻t7において異常検出回路12aにより異常が検出さ
れるまでの間は、発振回路OSCが正常な発振状態を継
続する。すなわち、トランジスタTr2が先ず飽和オン
状態となってそのコレクタ電圧VC1はほぼ0V(GN
D)になるとともに、トランジスタTr3は、飽和オン
状態からオフ状態となって、コレクタ電圧VC2は発振
周波数の半周期分の正弦波状の電圧波形を示す(t1〜
t2)。そして電圧VC2が0Vとなり、トランジスタ
Tr3が飽和オン状態となると、トランジスタTr2が
オフ状態となり、コレクタ電圧VC1は半周期分の正弦
波状の電圧波形を示す(t2〜t3)。以後回路が正常
である間は、この動作が繰り返される(t3〜t6)。
【0020】この時刻t0〜t6の期間中は、コレクタ
電圧VC1またはVC2のいずれかがほぼ0Vとなって
いるため、ダイオードD1,D2のアノード側の電圧V
Dは、ほぼ一定の値Vd(ダイオードの順方向電圧)と
なる(図3(d)参照)。したがって、トランジスタT
r5は、オフ状態を維持する。
【0021】その後時刻t6において、例えばバラスト
コンデンサC21が短絡する異常が発生したときは、負
荷電流(蛍光ランプ30を流れる電流)が異常に増加す
るため、このとき飽和オン状態にあるトランジスタTr
2のコレクタ電流が増加してコレクタ電圧VC1が増加
する。その結果時刻t7においてトランジスタTr5が
オン状態となり、トランジスタTr4及びTr1がとも
にオフ状態となり(フリップフロップ11のリセット状
態に対応する)、トランジスタTr2,Tr3へのバイ
アス電圧の供給がなくなってともにオフ状態となり、発
振回路OSCは発振を停止する。
【0022】以上のように本実施形態では、発振回路O
SCを構成する2つのトランジスタTr2,Tr3がと
もに飽和オン状態以外の状態となったことを異常として
検出する異常検出回路12(12a)を設け、異常検出
回路12により異常が検出されたときは、トランジスタ
Tr1をオフしてトランジスタTr2,Tr3へのバイ
アス電圧の供給を停止するようにしたので、比較的簡単
な回路構成でインバータ装置またはその負荷の異常を確
実に検出することができ、トランジスタやトランスの故
障などを未然に防止することができる。
【0023】なお本発明は上述した実施形態に限るもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、異常検出
回路により異常が検出されたときは、発振回路OSCの
発信を停止させればよく、入力直流電圧VINの入力を
停止するようにしてもよいし、あるいはトランジスタT
r2,Tr3のコレクタへの電圧供給を停止するように
してもよい。
【0024】
【発明の効果】以上詳述したように本発明は、直流電圧
が入力されることにより、2つのトランジスタが交互に
飽和オン状態となって発振する発振回路を備え、該発振
回路の出力電圧を出力するインバータ装置において、前
記2つのトランジスタがともに飽和オン状態以外の状態
となったことを異常として検出するようにしたので、比
較的簡単な回路構成でインバータ装置またはその負荷の
異常を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるインバータ装置の
構成を示す図である。
【図2】図1のインバータ装置のより具体的な構成例を
示す回路図である。
【図3】図2の回路の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。
【図4】従来のインバータ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
11 フリップフロップ(停止手段) 12 異常検出回路(異常検出手段) Tr1,Tr4 トランジスタ(停止手段) Tr2,Tr3 トランジスタ(発振回路) Tr5 トランジスタ(異常検出手段) C1 コンデンサ(発振回路) T1 トランス(発振回路) W1,W2,W3 巻線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電圧が入力されることにより、2つ
    のトランジスタが交互に飽和オン状態となって発振する
    発振回路を備え、該発振回路の出力電圧を出力するイン
    バータ装置において、 前記2つのトランジスタがともに飽和オン状態以外の状
    態となったことを異常として検出する異常検出手段を備
    えることを特徴とするインバータ装置。
  2. 【請求項2】 前記異常検出手段が異常を検出したとき
    は、前記発振回路の動作を停止させる停止手段を備える
    ことを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置。
  3. 【請求項3】 前記発振回路は、センタタップを有する
    第1の巻線、交流電圧を出力する第2の巻線及び前記2
    つのトランジスタのベースに接続された第3の巻線から
    なるトランスと、前記第1の巻線に並列に接続されたコ
    ンデンサとを備え、前記センタタップに入力直流電圧が
    印加され、前記2つのトランジスタのコレクタはそれぞ
    れ前記第1の巻線の両端に接続され、前記2つのトラン
    ジスタのエミッタはいずれも接地され、前記2つのトラ
    ンジスタのベースには抵抗を介して前記入力直流電圧が
    印加されるように構成されていることを特徴とする請求
    項1または2に記載のインバータ装置。
JP10211589A 1998-07-27 1998-07-27 インバータ装置 Withdrawn JP2000050647A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014058966A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-17 Murata Manufacturing Co., Ltd. Lossless over-current detection circuit for royer oscillators and push-pull converters

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014058966A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-17 Murata Manufacturing Co., Ltd. Lossless over-current detection circuit for royer oscillators and push-pull converters
US9989564B2 (en) 2012-10-09 2018-06-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Lossless over-current detection circuit for Royer oscillators and push-pull converters

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