JP2000134932A - 共振型電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成を簡単にし、部品点数を減らすことであ
る。 【構成】 例えば、直流電源の両出力端子間に「自己保
持機能と自己ターン・オフ機能を持つ可制御スイッチン
グ手段と、その両端電圧が所定値に達したら前記可制御
スイッチング手段をトリガーするトリガー手段で形成さ
れる負性抵抗手段」２つを直列接続し、両前記負性抵抗
手段の同時オン防止回路を構成し、一方の負性抵抗手段
に「負荷と直列共振回路の接続体」を並列接続すること
を特徴としている。このことによって、上記目的を達成
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技 術 分 野】本発明は電源手段の両出力端子間に
直列接続される２つの可制御スイッチング手段のうち、
少なくとも一方のターン・オフによって他方をトリガー
する共振型電力変換装置に関する。

【０００２】

【背 景 技 術】従来、例えば直流電源の両出力端子
間に直列接続した「可制御スイッチング手段」と「自己
保持機能を持つ可制御スイッチング手段」２つのうちど
ちらかに「直列共振手段に負荷手段を接続した負荷共振
手段」を並列接続した共振型電力変換装置において前者
のターン・オフによって後者がトリガーされるものが有
る。 先行技術：特開昭６２−５０１９号、特開昭６３−３０
２２１７号

【０００３】しかしながら、『構成がまだ複雑で、部品
点数がまだ多い』という問題点が有る。そこで、本発明
は構成が簡単で、部品点数が少ない共振型電力変換装置
を提供することを目的としている。
（ 発 明 の 目 的 ）

【０００４】

【発 明 の 開 示】即ち、本発明は、電圧を出力す
る電源手段と、前記電源手段の両出力端子間に直列接続
される２つの可制御スイッチング手段と、前記両可制御
スイッチング手段のうち一方を駆動する一方の駆動手段
と、他方は自己保持機能を持ち、他方の両端電圧の大き
さが他方の所定値を越えると他方をトリガーする他方の
トリガー手段と、直列共振手段に負荷手段を接続したも
ので、一方又は他方に並列接続される負荷共振手段と、
一方のオン・オフを検出して一方のオン・オフ検出信号
を出力する一方のオン・オフ検出手段と、一方のオン・
オフ検出信号に従って動作し、一方がオンであることを
一方のオン・オフ検出手段が検出する限り他方のターン
・オンを阻止する他方のオン阻止手段、を有する共振型
電力変換装置である。

【０００５】このことによって一方の駆動手段が一方を
オン駆動又はオン・オフ駆動するため、一方はターン・
オンし、前記負荷共振手段が共振動作する。その共振動
作により他方の両端電圧の大きさはその所定値を越える
ので、他方のトリガー手段は他方をトリガーしようとす
るが、一方がオンである限り他方のオン阻止手段が他方
のターン・オンを阻止する。その後一方のオン・オフ検
出手段が一方のオフを検出すると、他方のオン阻止手段
による他方のターン・オン阻止が解除され、他方は他方
のトリガー手段のトリガーによってターン・オンする。
前記負荷共振手段が共振動作し、再び一方の駆動手段が
一方をターン・オンさせる。後は同様に同じ事が繰り返
され、前記電源手段の電力が変換されて前記負荷手段に
供給される。尚、他方と他方のトリガー手段は一種の負
性抵抗手段（両端電圧が所定値に達するとその抵抗値が
低下。）を構成し、しかも、他方のトリガー手段の構成
を簡単にして、その部品点数を少なくすることができる
ので、本発明は『従来より構成が簡単で、部品点数が少
なくて済む』という効果を持つ。 （効 果）

【０００６】本発明が請求項２記載の共振型電力変換装
置に対応する場合、一方も他方と同様に動作し、一方と
一方のトリガー手段も一種の負性抵抗手段を構成する。
両方は互いに相手のターン・オフによって自動的に自分
がトリガーされるので、両トリガー動作は自動的に交互
に最適なタイミングとなり、繰り返される。

【０００７】本発明が請求項３記載の共振型電力変換装
置に対応する場合、そのトリガー動作の繰り返しを同項
記載中の起動・停止手段がその起動・停止信号に基づい
て制御し、その起動と動作停止を制御する。

【０００８】

【発明を実施するための最良の形態】本発明をより詳細
に説明するために以下添付図面に従ってこれを説明す
る。図１の実施例ではそれぞれが前述した各構成要素と
以下の様に相当する。 ａ）直流電源１が前述した電源手段に。 ｂ）サイリスタ１０３が前述した２つの可制御スイッチ
ング手段の一方に。 ｃ）ＧＴＯサイリスタ４が前述した２つの可制御スイッ
チング手段の他方に。 ｄ）トリガー回路１００が前述した一方の駆動手段に。 ｅ）ツェナー・ダイオード２５と抵抗２６の直列回路が
前述した他方のトリガー手段に。 ｆ）コンデンサ１３とコイル１４の直列回路が前述した
直列共振手段に。 ｇ）負荷１５が前述した負荷手段に。 ｈ）コンデンサ１３、コイル１４及び負荷１５の直列回
路が前述した負荷共振手段に。 ｉ）「直流電源１、２の直列回路、サイリスタ１０３、
ダイオード２３、トランジスタ８、（ツェナー・ダイオ
ード１１）及び抵抗９、１０が形成するオン・オフ検出
回路」が前述した一方のオン・オフ検出手段に。 ｊ）「直流電源２とトランジスタ１８等が形成するゲー
ト逆バイアス回路」が前述した他方のオン阻止手段に。

【０００９】トリガー回路１００は例えば発振回路と単
安定マルチバイブレータで構成されるため、サイリスタ
１０３は一定間隔（共振周期以上の大きさ）でトリガー
される。一方、ＧＴＯサイリスタ４、ツェナー・ダイオ
ード２５及び抵抗２６の接続体は一種の負性抵抗手段
（両端電圧が所定値に達するとその抵抗値が低下。）を
構成するので、コンデンサ１３とコイル１４の共振動作
によってＧＴＯサイリスタ４のアノード・カソード間電
圧の大きさが所定値を越え、しかも、サイリスタ１０３
がターン・オフした時点でＧＴＯサイリスタ４はトリガ
ーされる。

【００１０】尚、サイリスタ１０３の代わりに自己ター
ン・オフ機能（自己消弧機能）を持つ可制御スイッチン
グ手段（例：各種トランジスタ、ＧＴＯサイリスタ。）
を使い、それをオン・オフ駆動する場合、前述した一方
の駆動手段としてトリガー回路１００の代わりにオン・
オフ駆動回路が使用される。また、前述した他方のトリ
ガー手段として「ツェナー・ダイオード２５と抵抗２６
の直列回路」の代わりに抵抗２６だけを接続して「ＧＴ
Ｏサイリスタ４がターン・オンし始めるアノード・カソ
ード間電圧」を「抵抗２６、３６の抵抗比とＧＴＯサイ
リスタ４のゲート・カソード間のオン・オフしきい値電
圧」で設定することもできる。

【００１１】トランジスタ８等がサイリスタ１０３のオ
ン・オフを検出するが、サイリスタ１０３がオフのとき
直流電源２がダイオード１２等を介してトランジスタ８
をオン駆動しない様に、しかも、サイリスタ１０３のオ
ンのとき直流電源１、２の直列回路がトランジスタ８等
をオン駆動する様にトランジスタ８のベース・エミッタ
間のオン・オフしきい値電圧の大きさに対して抵抗９、
１０の抵抗比などが設定されている。又は、例えば直流
電源２の電圧と同じ大きさのツェナー電圧であるツェナ
ー・ダイオード１１を追加接続し、抵抗９、１０の抵抗
比などを普通に設定して、サイリスタ１０３のオン時の
みトランジスタ８等がオン駆動される様にしても構わな
い。そして、サイリスタ１０３がオンしっ放しにならな
い様に抵抗９の電流の大きさはサイリスタ１０３の保持
電流未満に設定される。参考：特開昭５８−８１３３２
号、特開平１０−５２０６０号

【００１２】それから、サイリスタ１０３のオン・オフ
検出方法はそのオフ時の漏れ電流の影響を受けるので、
できるだけその漏れ電流が小さいものを使う必要が有る
し、温度変化などでその漏れ電流が大きくならない様に
注意する必要が有る。さもないとサイリスタ１０３がオ
フにもかかわらず誤ってオン検出してしまう。そして、
負荷１５はコンデンサ１３とコイル１４の直列回路に直
列接続されているが、負荷１５をコンデンサ１３又はコ
イル１４に並列接続しても構わない。ツェナー・ダイオ
ード２５のツェナー電圧の大きさ等は「ＧＴＯサイリス
タ４のアノード・カソード電圧の大きさが直流電源１の
電圧の大きさ未満のときＧＴＯサイリスタ４がトリガー
される」様に設定されるが、そのツェナー電圧の大きさ
等が小さ過ぎると、「ＧＴＯサイリスタ４のゲート逆バ
イアスでトランジスタ１８がオンのときツェナー・ダイ
オード２５等で消費される電流」が多くなってしまう。

【００１３】図２の実施例は請求項２又は３記載の共振
型電力変換装置に対応し、ＧＴＯサイリスタ３のトリガ
ーにもＧＴＯサイリスタ４と同様のトリガー方法が使用
され、「アノード・ゲート間にツェナー・ダイオード５
と抵抗６を直列接続したＧＴＯサイリスタ４」が一種の
負性抵抗手段を構成する。ＧＴＯサイリスタ３のアノー
ド・ゲート間にはさらにトランジスタ７等が接続されて
いるが、トランジスタ７等は起動・停止手段で、外部か
ら入力端子Ｉｔ１に起動・停止信号が入力される。前記
負性抵抗手段においてツェナー・ダイオード５と抵抗６
の直列回路の代わりに抵抗６だけを接続して「ＧＴＯサ
イリスタ３がターン・オンし始めるアノード・カソード
間電圧」を「抵抗６、１６の抵抗比とＧＴＯサイリスタ
３のゲート・カソード間のオン・オフしきい値電圧の大
きさ」で決めることもできる。

【００１４】尚、トランジスタ１８がオンで、ＧＴＯサ
イリスタ４がオフのとき直流電源１、２の直列回路がツ
ェナー・ダイオード２５等を介してトランジスタ１７を
オン駆動しない様に、しかも、ＧＴＯサイリスタ４がオ
ンのとき直流電源１がトランジスタ１７をオン駆動する
様にトランジスタ１７のベース・エミッタ間のオン・オ
フしきい値電圧に対して抵抗１９、２０の抵抗比などが
設定されている。また、ＧＴＯサイリスタ４のオン・オ
フ検出時、抵抗１９の電流がＧＴＯサイリスタ４をオン
しっ放しにしない様に抵抗１９の電流はその保持電流よ
り小さく設定されている。ＧＴＯサイリスタ４のオン・
オフ検出方法もそのオフ時の漏れ電流の影響を受けるの
で、できるだけその漏れ電流が小さいものを使う必要が
有るし、温度変化などで各漏れ電流が大きくならない様
に注意する必要が有る。さらに、ツェナー・ダイオード
５のツェナー電圧の大きさ等は「ＧＴＯサイリスタ３の
アノード・カソード電圧の大きさが直流電源１の電圧の
大きさ未満のときＧＴＯサイリスタ３がトリガーされ
る」様に設定されるが、各ツェナー電圧の大きさ等が小
さ過ぎると、「トランジスタ２２がオンのときツェナー
・ダイオード５等で消費される各電流」が多くなってし
まう。

【００１５】図２の実施例を改良する等し、トランジス
タ２２のオン期間中トランジスタ２２に流れ込むツェナ
ー・ダイオード５等の電流を減らし、トランジスタ１８
のオン期間中トランジスタ１８に流れ込むツェナー・ダ
イオード２５等の電流を減らして、電流消費を低減した
のが、図３、図４両図に示す実施例と図５、図６両図に
示す実施例である。図３、図４両図ではＶ４〜Ｖ６、ｓ
５〜ｓ７それぞれが付してある同じ符号同士の導線は接
続状態にあり、図５、図６両図ではＶ４〜Ｖ６、ｓ８〜
ｓ１０それぞれが付してある同じ符号同士の導線は接続
状態にある。参考：実開昭４７−１４０５２号、実開昭
５９−６３１６号

【００１６】図７の実施例では「自己保持機能と自己タ
ーン・オフ機能（自己消弧機能）を持つ可制御スイッチ
ング手段」として「ＧＴＯサイリスタよりターン・オフ
制御し易い、図４４に示す可制御スイッチング手段」と
「これと相補関係に有る可制御スイッチング手段（ＰＮ
ＰとＮＰＮを入れ換えたもの）」を使い、より簡単な同
時オン防止回路を使っている。図４４の可制御スイッチ
ング手段ではトランジスタ２９、３２等がサイリスタの
等価回路と同様なものを形成し、トランジスタ３０、３
１の両ベース・エミッタ間ＰＮ接合の直列回路がトラン
ジスタ３２の最大ベース電流を制限し、トランジスタ３
０、３１がトランジスタ２９のコレクタ電流を増幅す
る。ｍｔ１、ｍｔ２は主端子で、制御端子ｃｔ１はマイ
ナス用で、制御端子ｃｔ２はプラス用で、他にもトラン
ジスタ３０、３１の各ベース端子をプラス用制御端子と
して使用できる。各バイポーラ・トランジスタの代わり
にＢＳＩＴ（バイポーラ・モードのＳＩＴ、ノーマリィ
・オフ）又はＧＴＢＴ（接地した溝形電極を持つバイポ
ーラ型ＦＥＴ）を１つずつ用いた可制御スイッチング手
段も、その相補型も可能である。（参考：特願昭６２−
５０４７８５号、特開平８−１２５５１３号、特開平９
−１３０２２０号、特許第２７９６５６７号）

【００１７】トランジスタ２９〜３２側がオンのときト
ランジスタ２９〜３２がダイオード４２を通じてトラン
ジスタ３９のベース電位を引き上げてトランジスタ３７
〜４０側のターン・オンを阻止し、ダイオード４４を通
じて抵抗２６等によるトランジスタ３７〜４０側のトリ
ガーを阻止する。一方、トランジスタ３７〜４０側がオ
ンのときトランジスタ３７〜４０がダイオード４１を通
じてトランジスタ３０のベース電位を引き下げてトラン
ジスタ２９〜３２側のターン・オンを阻止し、ダイオー
ド４３を通じて抵抗６等によるトランジスタ２９〜３２
側のトリガーを阻止する。電源オンで、起動・停止スイ
ッチ３５がオフのとき抵抗３３がトランジスタ４０をオ
ンに保つので、トランジスタ３７〜４０がダイオード４
１を通じてトランジスタ２９〜３２側のターン・オンを
阻止し、同時にコンデンサ１３を放電して起動準備す
る。その後、起動・停止スイッチ３５をターン・オンさ
せると、トランジスタ４０がターン・オフするので、直
流電源２から抵抗６、トランジスタ３２のベース・エミ
ッタ間、ダイオード２３及びコンデンサ１３等の方へ電
流が流れ、トランジスタ２９〜３２側がトリガーされ
る。

【００１８】図８の実施例は図７の実施例においてダイ
オード４１、４２を取り外す等して簡単化している。ダ
イオード２３、２４、４３、４４等が同時オン防止作用
を果たす。図９の実施例では「トランジスタ３０とダイ
オード４４」と「トランジスタ３９とダイオード４３」
それぞれが相手方にトリガー信号が入力されるのを阻止
する役割を担う。図１０の実施例は図８の実施例におい
て可制御スイッチング手段として図４４の可制御スイッ
チング手段などの代わりに図４５の可制御スイッチング
手段などを用いている。図１１の実施例は図７の実施例
において可制御スイッチング手段として図４４の可制御
スイッチング手段などの代わりに図５５の様な可制御ス
イッチング手段など（参考：特開平４−１１７０２５
号）を用いる等している。図１２の実施例は図１１の実
施例を簡単化したもので、図１３の実施例は図２の実施
例において「図５５の可制御スイッチング手段でＩＧＢ
Ｔを使ったもの」などを使用し、図下側のＩＧＢＴのオ
ン・オフ検出にダイオード２４をそのエミッタ側に接続
したオン・オフ検出回路（特許第２６２７６３３号）を
使用する等したものである。図１４〜図１６の各実施例
は図４８の可制御スイッチング手段など（参考：特開平
２−２９０３２６号）を用いたものである。

【００１９】図１７、図１８両図に示す実施例は直列イ
ンバータ回路を用いた点火装置で、点火コイル４９（昇
圧変圧器）の両リーケージ・インダクタンス等が共振コ
イルの役割を果たす。Ｖ１、ｓ１、Ｇそれぞれが付して
ある同じ符号同士の導線は接続状態にある。図４４に示
す可制御スイッチング手段が２つ使用され、ぞれぞれが
ツェナー・ダイオード等と共に負性抵抗手段を形成す
る。外部から入力端子Ｉｔ３に点火信号が入力されてそ
の点火動作が制御されるが、点火信号がハイ・レベルの
とき点火動作が行われる。ダイオード４５と抵抗４６が
図示通り直列接続される場合、点火動作中で図１７上側
の可制御スイッチング手段がオンのとき点火信号が立ち
下がっても直ぐに図１７上側の可制御スイッチング手段
はターン・オフせず、その主電流は遮断されず、図１７
下側の可制御スイッチング手段がターン・オフして点火
動作は停止する。 （参考：特開昭６３−３０２２１
７号、特開昭６３−２９４２５９号、特開平２−１６０
９号、特開平２−１１９５７５号、特開平２−１４６２
６５号、特開平２−１５３６１８号）

【００２０】図１７、図１９両図に示す実施例は２つの
点火コイル４９、５２を用いた点火装置で、３つの放電
電極を持つ点火用放電ギャップ手段５１を用いている。
一方または両方の２次コイルの出力電圧極性は図１９と
逆でも良い。ネロー・ギャップ側の放電によってワイド
・ギャップ側の絶縁破壊電圧と自続放電の維持電圧の各
大きさを小さくしている。ダイオード４７、４８は共振
用のコンデンサ１３の電圧をゼロと電源電圧の間に制限
するクランプ・ダイオードで、点火動作開始の度に一番
最初の点火コイル４９、５２の最大出力ピーク電圧を一
定化する。ダイオード２７、２８は点火ノイズ対策で、
各可制御スイッチング手段を逆サージ電圧から保護す
る。（参考：実開平７−８５６８号、特開平８−２３２
８２４号）

【００２１】図１７、図２０、図２１の三図に示す実施
例は電子配電機能を持つ点火装置で、その回路図は直流
電源１を除き中央のダイオード４７、４８及びコンデン
サ１３を中心にして左右対称である。「点火コイル４
９、５２、点火用放電ギャップ手段５１又は５３及び図
１７又は図２１のトランジスタ回路」の２組がダイオー
ド４７、４８及び共振用コンデンサ１３に対して対等に
接続されているが、必要に応じてその組数を３以上にし
ても良い。（参考：特開平３−４７４７０号）

【００２２】図２２〜図２７に示す各回路部の実施例は
前述した図１７、図２１に示す各回路部と同様な機能を
果たし、どの回路部も図１７の回路部の代わりにも図２
１の回路部の代わりにも使用できる。図２４の回路部は
図７の実施例を使っている。

【００２３】図２８、図２９両図に示す実施例も図３
０、図３１両図に示す実施例も点火装置で、どちらもコ
ンデンサ１３の一端と各可制御スイッチング手段の制御
端子間に「ツェナー・ダイオード５と抵抗６を直列回
路」が１つずつ接続されている。図２８、図２９両図の
実施例ではダイオード５４とツェナー・ダイオード２５
の両カソードは符号ｔ９を付した導線に接続されている
が、符号ｔ８を付した導線に接続し直しても良い。この
接続変更の事は図３０、図３１両図の実施例についても
同様である。図３０、図３１両図の実施例では点火動作
を行わないとき、外来ノイズ等によって図３１上側の可
制御スイッチング手段がターン・オンしない様に阻止さ
れている。この事は例えば図１７、図２０、図２１の三
図に示す様な点火装置に応用した場合に１つが点火動作
している間に残りが誤って点火動作するのを防止するこ
とができる。 （ 参考：特開平３−４７４７０
号）

【００２４】図３２〜図３４の三図に示す実施例では図
２の実施例などと同様に各可制御スイッチング手段がオ
フ制御されているとき、それぞれが逆バイアスされる。

【００２５】図３５〜図３７の三図に示す実施例はブリ
ッジ接続型の直列インバータ装置である。電源コンデン
サと起動用の負性抵抗手段（サイリスタ５６、ツェナー
・ダイオード５７及び抵抗５８の接続体、ＳＵＳの等価
回路）等を除き、図３５の回路部と図３７の回路部は
「電圧方向もしくは電圧極性に関して対称的な関係」に
有り、どちらの回路部も図２２の回路部を応用してい
る。ブリッジ接続型の電力変換装置の場合、起動ミスを
防止するために４つの主スイッチとなる４つの可制御ス
イッチング手段はどれもその両端印加電圧が電源電圧の
半分位でターン・オンする様にした方が無難である。こ
の実施例の場合、起動前に図３７上側の可制御スイッチ
ング手段と図３５下側の可制御スイッチング手段がオン
になってコンデンサ１３をあらかじめ電源コンデンサの
電圧に充電しており、起動ミスを起こり難くしている。
電源コンデンサの電圧が所定値に達すると上記起動用の
負性抵抗手段がオンしっ放しになり、この電力変換装置
を起動する。

【００２６】図３５、図３８、図３７の三図に示す実施
例はブリッジ接続型の直列インバータ回路を用いた蛍光
灯点灯装置である。図３５、図３９両図に示す実施例も
直列インバータ回路を用いた蛍光灯点灯装置である。

【００２７】図４０、図４１両図に示す実施例は図５３
の可制御スイッチング手段の相補型を２つ使用した点火
装置である。符号ｕ１〜ｕ１３に関して同じ符号を付し
た導線同士は接続状態にある。プラスＶＬは例えばプラ
ス１２〜数十ボルト、マイナスＶＨは例えばマイナス３
００〜５００〜数百ボルトである。各ゲート順バイアス
用コンデンサは各ＰＭＯＳがオフの間に充電される。

【００２８】図４２、図４３両図に示す第２発明の実施
例は点火装置である。共振用のコンデンサ１３の接続位
置が従来と異なり、点火コイルの１次コイルの一端はコ
ンデンサ１３を介し直接アースされているため、点火ノ
イズによる誤動作や電磁波障害を防止する上で都合が良
い。図３２〜図３４の三図に示す実施例もコンデンサ１
３の一端を直流電源２のプラス側からマイナス側に接続
し直すと第２発明の実施例になる。 （参考：特
願平８−２３１２４４号の図１８〜図１９）

【００２９】図４４〜図８８各図に第１発明の構成要素
となる「自己保持機能と自己ターン・オフ機能を持つ可
制御スイッチング手段」を１つずつ示す。図４７の可制
御スイッチング手段でＰＮＰのベース・コレクタ間に図
の様にダイオードを接続する場合そのダイオードはＰＮ
Ｐのオーバー・ドライブを防止する機能を果たす。図５
０〜図５４各図に示す各可制御スイッチング手段ではベ
ース順バイアス電圧もしくはゲート順バイアス電圧供給
用のコンデンサがオン駆動用直流電源の役割を果たし、
各可制御スイッチング手段がトリガーされない間に各コ
ンデンサは充電される。図５４の可制御スイッチング手
段ではゲート順バイアス用にコンデンサが２つ有り、並
列充電、直列放電するので、充電用の直流電源の電圧が
不足しても大丈夫である。さらにコンデンサ数を３つ以
上にすることも可能である。（参考：特開平５−３０４
４５４号、実開平８−６３０号、特開平８−３３３４８
号、特開平９−２５２５８２号）

【００３０】図５５の可制御スイッチング手段ではトラ
ンジスタ２０２の主電流（ドレイン電流）がダイオード
２４に生じる電圧降下によってトランジスタ２１２をオ
フ駆動する。ダイオード７０が接続される場合オン・オ
フ検出の際に便利で、図１１〜図１３の各実施例で使用
される通りダイオード２４をオン・オフ検出用に兼用で
きるので、全体のオン電圧を小さくでき、エネルギー消
費の節約や電源電圧の節約ができる。（参考：特開平４
−１１７０２５号、特開平６−８２４９７号）

【００３１】図５６〜図５８の各可制御スイッチング手
段は図５５の可制御スイッチング手段の変形で、直流電
源２０１の代わりに駆動用コンデンサを使用しており、
その可制御スイッチング手段がトリガーされずトランジ
スタ２０２等がオフの間にその駆動用コンデンサが充電
される様にスイッチＳＷ１はオン制御される。（図５０
〜図５４、図６０〜図６３、図７２、図７５、図８２、
図８４、図８６の各可制御スイッチング手段のスイッチ
ＳＷ１も同様である。）

【００３２】図５９〜図８２の各可制御スイッチング手
段も可能である。図５９の可制御スイッチング手段では
トランジスタ２０２の主電流がトランジスタ２０９のエ
ミッタ・ベース間を流れてトランジスタ２０９をオン駆
動する時トランジスタ２０９等がトランジスタ２０２を
オン駆動し、その可制御スイッチング手段は自己保持状
態となる。図６４の可制御スイッチング手段では電流駆
動型トランジスタとしてバイポーラ・トランジスタの代
わりにトランジスタ２０３とダイオード２０４の接続体
を使っている。図７３〜図７４、図７６〜図７７の各可
制御スイッチング手段では「自己保持機能と自己ターン
・オフ機能を持つ可制御スイッチング手段」を２つ直列
接続した３端子スイッチング回路になっている。図７５
の可制御スイッチング手段では電位プラスＶ１は電位プ
ラスＶ２より低く、駆動用コンデンサの充電電流が負荷
（図示せず。）へ流れて図７５の可制御スイッチング手
段がオンしっ放しにならない様になっている。同様に図
８２の可制御スイッチング手段では電位Ｖ２は電位Ｖ３
より低い。図７８〜図７９の各可制御スイッチング手段
ではトランジスタ２０３のゲート順バイアス電圧の不足
を補うため直流電源２１０等が接続されている。
（参考：特開平２−２９０３２６号）

【００３３】図４８の可制御スイッチング手段と違って
図８３〜図８４の各可制御スイッチング手段では駆動用
直流電源もしくは駆動用コンデンサがＮＭＯＳのソース
に接続されており、図８５〜図８６の各可制御スイッチ
ング手段では駆動用直流電源もしくは駆動用コンデンサ
がＮＭＯＳのゲートに接続されている。

【００３４】図８７〜図８８の各可制御スイッチング手
段はよく知られている「ＰＮＰとＮＰＮが形成するサイ
リスタの等価回路」を変形したものである。（参考：実
開昭５３−５９３５８号、特公昭５６−２６２１６号、
特開平２−２９０３２６号）

【００３５】図８９にダイオード同等手段４つを、図９
０〜図９１各図にツェナー・ダイオード同等手段を１つ
ずつ、図９２に抵抗同等手段３つを、図９３〜図９４各
図に「ダイオードと抵抗の直列回路」同等手段を１つず
つ、それぞれ示す。図９３、図９４の各「ダイオードと
抵抗の直列回路」同等手段ではドレイン・バックゲート
間とソース・バックゲート間それぞれが導通しない様に
ドレイン電位Ｖｄ、ソース電位Ｖｓ及びバックゲート電
位Ｖｂｇそれぞれが設定される。各実施例において各ダ
イオードの代わりに、又は、各ツェナー・ダイオードの
代わりに、又は、各抵抗の代わりに、又は、各「ダイオ
ードと抵抗の直列回路」の代わりに各同等手段を利用で
きる。従って、例えばＭＯＳ・ＩＣ化した実施例も可能
となる。

【００３６】図９５〜図１０７各図に第１発明の実施例
を１つずつ示す。図９５の実施例では例えばトランジス
タ６０、６１が同時オンしようとすると、電源短絡電流
が直流電源４０１からトランジスタ６０、ツェナー・ダ
イオード６６、ダイオード４２、直流電源７２及びトラ
ンジスタ６１を経て流れ始めるか、あるいは、直流電源
４０１からトランジスタ６０、直流電源７３、ダイオー
ド４１、ツェナー・ダイオード６７及びトランジスタ６
１を経て流れ始める。その結果、ツェナー・ダイオード
６６又は６７に電圧降下が生じ、その電圧降下がゲート
逆バイアス電圧となってトランジスタ６０又は６１に供
給され始めるので、トランジスタ６０、６１の同時オン
は阻止される。この事は図９７、図１００、図１０３、
図１０５、図１０７の各実施例でも同様である。
（特開平１０−１９０４２７号）

【００３７】その同時オン阻止作用を強化するために各
ゲート逆バイアス電圧を大きくしたいなら、ツェナー・
ダイオード６６、６７それぞれの代わりに「２つのツェ
ナー・ダイオードを逆向きに直列接続したもの」を１つ
ずつ使い、生じる各電圧降下を大きくすれば良い。ただ
し、トランジスタ６０、６１の同時オンのときに電源短
絡電流の全てがダイオード２３、２４を経て流れてしま
うと、上述した様な同時オン阻止作用は働かないので、
注意が必要で有る。上述した様な同時オン阻止作用を働
かさせるためには各電圧降下の大きさに見合った大きさ
以上の電源電圧を直流電源７２、７３それぞれは持つ必
要が有る。要するに電源短絡電流の一部でもツェナー・
ダイオード６６又は６７に流れる様にすることである。

【００３８】尚、図９５の実施例において直流電源７２
を電圧ゼロつまり短絡状態にした実施例も可能だし、ま
たは、直流電源７３を電圧ゼロつまり短絡状態にした実
施例も可能である。ただし、前者の場合「ダイオード２
３、２４の両順電圧の和」と「ツェナー・ダイオード６
６とダイオード４２の両順電圧の和」が同じ位で、電源
短絡電流が一部でもツェナー・ダイオード６６に流れて
電圧降下を生じる必要が有る。同様に後者の場合「ダイ
オード２３、２４の両順電圧の和」と「ダイオード４１
とツェナー・ダイオード６７の両順電圧の和」が同じ位
で、電源短絡電流が一部でもツェナー・ダイオード６７
に流れて電圧降下を生じる必要が有る。

【００３９】図９６の実施例は図９５の実施例において
直流電源７２、７３を１本化する等したものである。図
９６の実施例では例えばトランジスタ６０、６１が同時
オンしようとすると、電源短絡電流が直流電源４０１か
らトランジスタ６０、ツェナー・ダイオード６６等、直
流電源７３（、ダイオード４１）、ツェナー・ダイオー
ド６７等およびトランジスタ６１を経て流れ始める。そ
の結果、ツェナー・ダイオード６６、６７それぞれに各
電圧降下が生じ、各電圧降下が各ゲート逆バイアス電圧
となってトランジスタ６０、６１それぞれに供給され始
めるので、トランジスタ６０、６１の同時オンは阻止さ
れる。（特開平１０−１９０４２７号）

【００４０】その同時オン阻止作用を強化するために各
ゲート逆バイアス電圧を大きくしたいなら、ツェナー・
ダイオード６６、６７それぞれの代わりに「２つのツェ
ナー・ダイオードを逆向きに直列接続したもの」を１つ
ずつ使い、生じる各電圧降下を大きくすれば良い。ただ
し、トランジスタ６０、６１が同時オンのとき電源短絡
電流の全てがダイオード２３、２４を経て流れてしまう
と、上述した様な同時オン阻止作用は働かないので、注
意が必要で有る。上述した様な同時オン阻止作用を働か
させるためには各電圧降下の大きさに見合った大きさ以
上の電源電圧を直流電源７３は持つ必要が有る。要する
に電源短絡電流の一部でもツェナー・ダイオード６６、
６７等に流れる様にすることである。

【００４１】尚、図９６の実施例において直流電源７３
を電圧ゼロつまり短絡状態にした実施例も可能である。
ただし、「ダイオード２３、２４の両順電圧の和」と
「ツェナー・ダイオード６６、６７（とダイオード４
１）の総順電圧の和」が同じ位で、電源短絡電流が一部
でもツェナー・ダイオード６６、６７等に流れて電圧降
下を生じる必要が有る。従って、この場合ダイオード４
１は無い方が良い。また、トランジスタ６０側がオンの
ときツェナー・ダイオード２５等がトランジスタ６１側
をトリガーするのを「トランジスタ６０等（、ダイオー
ド４１）及び直流電源７３が阻止する一方、ツェナー・
ダイオード２５の電流がトランジスタ６０のゲートから
直流電源７３（とダイオード４１）を通って流れてトラ
ンジスタ６０のゲートを引き下げ、トランジスタ６０を
オフ駆動しようとする。これを防ぐには直流電源２０１
と抵抗７４等によるゲート順バイアス電流の供給を強化
すれば良い。この事はツェナー・ダイオード５の電流に
ついても同様に言える。

【００４２】図９８の実施例も図１０１の実施例も図１
０４の実施例も図１０６の実施例も電源短絡防止作用に
関しても同時オン阻止作用の強化に関しても直流電源７
３の省略に関してもダイオード４１に関しても図９６の
実施例の場合と同様である。

【００４３】図９９の実施例は図９７の実施例において
直流電源２１０、７３を共通化して１つにまとめ、直流
電源３１０、７２を共通化して１つにまとめたものであ
る。図１０２の実施例は図１００の実施例において同様
に共通化したものである。図１０３、図１０５の両実施
例はトランジスタ３２、３７の各ベース抵抗の接続位置
が違っているだけである。図１０４、図１０６の両実施
例はトランジスタ３２、３７の各ベース抵抗の接続位置
が違っているだけである。

【００４４】最後に以下の事を補足する。 ａ）各実施例では各構成要素の置換え等によって新実施
例（派生実施例）が派生するが、各実施例あるいはそれ
から派生する各派生実施例において、各可制御スイッチ
ング手段をそれと相補関係に有る可制御スイッチング手
段（例：ＮＰＮトランジスタに対するＰＮＰトランジス
タ等。）で１つずつ置き換え、電圧極性もしくは電圧方
向の有る各構成要素（例：直流電源、ダイオード等。）
の向きを逆にした「元の実施例に対して電圧極性もしく
は電圧方向に関し対称的な関係に有る実施例（これも新
派生実施例である。）」もまた可能である。 ｂ）各実施例あるいはそれから派生する各派生実施例に
おいてその電源部に直流電源だけしか接続されていない
場合その直流電源の代わりに「直流電源と電源スイッチ
又はヒューズの直列回路」を使用しても構わない。（参
考：図９６）

【００４５】ｃ）各実施例あるいはそれから派生する各
派生実施例において各バイポーラ・トランジスタの代わ
りにＢＳＩＴ又はＧＴＢＴを用いた実施例も可能であ
る。 ｄ）各実施例あるいはそれから派生する各派生実施例に
おいて各ＭＯＳ・ＦＥＴの代わりにＩＧＢＴもしくは他
の「ゲート絶縁型のトランジスタ又は可制御スイッチン
グ手段」を用いた実施例も可能であるし、各ＩＧＢＴの
代わりにＭＯＳ・ＦＥＴ又は他のゲート絶縁型トランジ
スタを用いた実施例も可能である。 ｅ）「一方向性負性抵抗手段（前述した可制御スイッチ
ング手段とそのトリガー手段の接続体）２つを逆並列接
続した双方向性負性抵抗手段」２つを交流電源もしくは
「交流電源と電源スイッチ又はヒューズの直列回路」の
両端に直列接続し、一方の双方向性負性抵抗手段の両端
に「負荷と直列共振手段を接続した負荷共振手段」を並
列接続し、両双方向性負性抵抗手段の同時オン防止回路
を構成した電力変換装置も可能である。

【００４６】ｆ）前述した負荷共振手段として「負荷手
段、キャパシタンス手段及びインダクタンス手段の直列
回路」を用いた各実施例あるいはそれから派生する各派
生実施例においてその負荷手段をそのキャパシタンス手
段又はそのインダクタンス手段に並列接続した実施例も
可能であるし、その負荷手段がそのキャパシタンス手段
あるいはそのインダクタンス手段を兼ねる場合も有る。

【００４７】

【先 行 技 術】 （１）オン・オフ検出回路に関する技術： ａ）特公昭４５−１５０８８号 ｂ）特公昭５４−４４４８９号 ｃ）特公昭５７−５６３０７号（第１図、サイリスタ５１の箇所） ｄ）特開昭５０−９９０８４号 ｅ）特開昭５８−８１３３２号 ｆ）実開昭６０−９３３３１号 ｇ）特許第２６２７６３３号 ｈ）特開平６−８２４９７号 ｉ）特開平８−１５３３５号 ｊ）特開平９−１８６５６６号 ｋ）特開平１０−１７３５０３号 （２）同時オン防止回路に関する技術： ａ）特公昭５２−５０３６７号 ｂ）特公昭５４−９６９０号 ｃ）特公昭５７−６３５１号 ｄ）特公昭５９−４４８７３号 ｅ）特開昭５７−９１６７８〜９号 ｆ）特開昭５８−８１３３２号 ｇ）特開平８−１２５５１３号 ｈ）特開平９−１３０２２０号 ｉ）特開平９−１８６５６６号 ｊ）特開平１０−５２０６０号 ｋ）特開平１０−１９０４２７号 ｌ）特開平１０−１９０４２８号 （３）負性抵抗型トリガー回路に関する技術： ａ）特公昭４０−２０２９３号 ｂ）特開昭５３−７７９３５号 ｃ）特開昭５４−１７３０号 ｄ）特願平９−２２８７９６号

【図面の簡単な説明】

【図１〜図２】各図は第１発明の実施例の回路を１つず
つ示す回路図である。

【図３〜図４】両図で第１発明の１実施例の回路を示す
回路図である。

【図５〜図６】両図で第１発明の１実施例の回路を示す
回路図である。

【図７〜図１６】各図は第１発明の実施例の回路を１つ
ずつ示す回路図である。

【図１７】「図１７と図１８の両図」で、「図１７と図
１９の両図」で、「図１７、図２０及び図２１の三図」
でそれぞれ第１発明の実施例の回路を１つずつ示す回路
図である。

【図１８】図１７と共に第１発明の１実施例の回路を示
す回路図である。

【図１９】図１７と共に第１発明の１実施例の回路を示
す回路図である。

【図２０〜図２１】両図は図１７と共に第１発明の１実
施例の回路を示す回路図である。

【図２２〜図２７】各図は図１７の回路部と同様機能を
持つ回路部を１つずつ示す回路図である。

【図２８〜図２９】両図で第１発明の１実施例の回路を
示す回路図である。

【図３０〜図３１】両図で第１発明の１実施例の回路を
示す回路図である。

【図３２〜図３４】三図で第１発明の１実施例の回路を
示す回路図である。

【図３５】「図３５、図３６及び図３７の三図」で、
「図３５、図３８及び図３７の三図」で、「図３５と図
３９の両図」でそれぞれ第１発明の実施例の回路を１つ
ずつ示す回路図である。

【図３６〜図３７】両図は図３５と共に第１発明の１実
施例の回路を示す回路図である。

【図３８】図３５、図３７の両図と共に第１発明の１実
施例の回路を示す回路図である。

【図３９】図３５と共に第１発明の１実施例の回路を示
す凹路図である。

【図４０〜図４１】両図で第１発明の１実施例の回路を
示す回路図である。

【図４２〜図４３】両図で第２発明の１実施例の回路を
示す回路図である。

【図４４〜図８８】各図は構成要素となる可制御スイッ
チング手段を１例ずつ示す回路図である。

【図８９】構成要素となるダイオード同等手段を４例示
す回路図である。

【図９０〜図９１】各図は構成要素となるツェナー・ダ
イオード同等手段を１例ずつ示す回路図である。

【図９２】構成要素となる抵抗同等手段を３例示す回路
図である。

【図９３〜図９４】各図は構成要素となる「抵抗とダイ
オードの直列回路」同等手段を１例ずつ示す回路図であ
る。

【図９５〜図１０７】各図は第１発明の実施例の回路を
１つずつ示す回路図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧を出力する電源手段と、前記電源手
   段の両出力端子間に直列接続される２つの可制御スイッ
   チング手段と、前記両可制御スイッチング手段のうち一
   方を駆動する一方の駆動手段と、他方は自己保持機能を
   持ち、他方の両端電圧の大きさが他方の所定値を越える
   と他方をトリガーする他方のトリガー手段と、直列共振
   手段に負荷手段を接続したもので、一方又は他方に並列
   接続される負荷共振手段と、一方のオン・オフを検出し
   て一方のオン・オフ検出信号を出力する一方のオン・オ
   フ検出手段と、一方のオン・オフ検出信号に従って動作
   し、一方がオンであることを一方のオン・オフ検出手段
   が検出する限り他方のターン・オンを阻止する他方のオ
   ン阻止手段、を有することを特徴とする共振型電力変換
   装置。
2. 【請求項２】 一方も自己保持機能を持ち、一方の駆動
   手段として、一方の両端電圧の大きさが一方の所定値を
   越えると一方をトリガーする一方のトリガー手段と、他
   方のオン、オフを検出して他方のオン・オフ検出信号を
   出力する他方のオン・オフ検出手段と、他方のオン・オ
   フ検出信号に従って動作し、他方がオンであることを他
   方のオン・オフ検出手段が検出する限り一方のターン・
   オンを阻止する一方のオン阻止手段、を有することを特
   徴とする請求項１記載の共振型電力変換装置。
3. 【請求項３】 起動・停止信号に基づいて動作し、一方
   又は他方のターン・オンを阻止し続けて動作停止させた
   り、その阻止を解除して起動させたりする起動・停止手
   段を有することを特徴とする請求項２記載の共振型電力
   変換装置。