JP2615965B2 - Switching device and inverter - Google Patents

Switching device and inverter

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JP2615965B2
JP2615965B2 JP1019954A JP1995489A JP2615965B2 JP 2615965 B2 JP2615965 B2 JP 2615965B2 JP 1019954 A JP1019954 A JP 1019954A JP 1995489 A JP1995489 A JP 1995489A JP 2615965 B2 JP2615965 B2 JP 2615965B2
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resistor
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effect transistor
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勉 垣谷
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はたとえば放電灯点灯装置に用いるスイッチン
グ装置およびインバータに関する。
The present invention relates to a switching device and an inverter used for a discharge lamp lighting device, for example.

(従来の技術) 従来の、この種のスイッチング装置としては、たとえ
ば特開昭60−236498号公報記載の構成が知られている。
(Conventional technology) As a conventional switching device of this type, for example, a configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-236498 is known.

これは、バイポーラトランジスタおよび電界効果トラ
ンジスタをカスコード接続してスイッチング素子とし、
これらスイッチング素子の駆動のために変流器を設け、
そして、この変流器で駆動してバイポーラトランジスタ
および電界効果トランジスタを同時にオン・オフして発
振制御を行なうものである。
This is a cascode connection of a bipolar transistor and a field effect transistor as a switching element,
A current transformer is provided for driving these switching elements,
The current transformer drives the bipolar transistor and the field-effect transistor to turn on and off at the same time to perform oscillation control.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、バイポーラトランジスタがオフする際
にコレクタおよびベースに過大な引き抜き電流が流れ、
大きなスイッチング・ロスとなる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, when the bipolar transistor is turned off, an excessive extraction current flows through the collector and the base,
Large switching loss results.

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、スイッ
チング・ロスの低減を図ることができるスイッチング装
置およびインバータを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a switching device and an inverter that can reduce switching loss.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(課題を解決するための手段) 請求項1の発明は、バイポーラトランジスタおよび電
界効果トランジスタがカスコード接続されたスイッチン
グ装置において、電界効果トランジスタのオフよりバイ
ポーラトランジスタのオフを早くするものである。
(Means for Solving the Problems) According to the invention of claim 1, in a switching device in which a bipolar transistor and a field-effect transistor are cascode-connected, the bipolar transistor is turned off earlier than the field-effect transistor is turned off.

請求項2のインバータは、請求項1のスイッチング装
置を備えたものである。
An inverter according to a second aspect includes the switching device according to the first aspect.

(作用) 請求項1のスイッチング装置は、バイポーラトランジ
スタおよび電界効果トランジスタをオフするときに、電
界効果トランジスタをオフするより前にバイポーラトラ
ンジスタをオフする。
(Operation) The switching device according to claim 1 turns off the bipolar transistor before turning off the field-effect transistor when turning off the bipolar transistor and the field-effect transistor.

請求項2のインバータは、請求項1のスイッチング装
置を用いて、直流を交流に変換するものである。
According to a second aspect of the invention, an inverter converts direct current into alternating current using the switching device according to the first aspect.

(実施例) 以下、本発明のスイッチング装置を用いた一石式イン
バータによる放電灯点灯回路を図面を参照して説明す
る。
(Embodiment) Hereinafter, a discharge lamp lighting circuit based on a single inverter using the switching device of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図において、1は商用交流電源で、この商用交流
電源1には整流回路2が接続され、この整流回路2の直
流出力端間には平滑用のコンデンサ3が接続されてい
る。また、整流回路2の直流出力端にはバイアス抵抗4
およびコンデンサ5が直列に接続され、このコンデンサ
5には並列にツェナダイオード6が接続されている。こ
れらバイアス抵抗4、コンデンサ5およびツェナダイオ
ード6の接続点には、並列に接続された抵抗7およびダ
イオード8のカソードが接続され、このダイオード9を
介して変流器10の一次巻線に接続され、この一次巻線の
両端にはトランジスタ11のコレクタおよびエミッタがそ
れぞれ接続され、このコレクタは抵抗12を介して整流回
路2の負出力端に接続されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a commercial AC power supply. A rectifier circuit 2 is connected to the commercial AC power supply 1, and a smoothing capacitor 3 is connected between DC output terminals of the rectifier circuit 2. Further, a bias resistor 4 is connected to a DC output terminal of the rectifier circuit 2.
And a capacitor 5 are connected in series, and a zener diode 6 is connected to the capacitor 5 in parallel. The connection point of the bias resistor 4, the capacitor 5 and the Zener diode 6 is connected to the cathode of a resistor 7 and a diode 8 connected in parallel, and connected to the primary winding of the current transformer 10 via the diode 9. The collector and the emitter of the transistor 11 are connected to both ends of the primary winding, respectively, and the collector is connected to the negative output terminal of the rectifier circuit 2 via the resistor 12.

また、整流回路2と共通接地で直流電源13が接続され
ており、この直流電源13の正負極間にはそれぞれたとえ
ばテキサス・インスツルメンツ社製タイマIC、型式TA75
55を用いた第1および第2の発振制御部14,15の電源端
子が接続されており、第1の発振制御部14は電圧・周波
数(V−F)変換機能を有し、第2の発振制御部15は第
1発振制御部14よりある時間の遅れを持って出力するよ
うになっている。さらに、第1の発振制御部14は第2の
発振制御部15および前記トランジスタ11のベースに接続
されている。
A DC power supply 13 is connected to the rectifier circuit 2 with a common ground. Between the positive and negative electrodes of the DC power supply 13, for example, a timer IC manufactured by Texas Instruments, a model TA75
The power supply terminals of the first and second oscillation control units 14 and 15 using the 55 are connected, and the first oscillation control unit 14 has a voltage / frequency (VF) conversion function, The oscillation control unit 15 outputs the signal with a certain time delay from the first oscillation control unit 14. Further, the first oscillation control unit 14 is connected to the second oscillation control unit 15 and the base of the transistor 11.

そうして、これら電源および制御用の回路には、一石
式インバータによる放電灯点灯回路16が接続されてい
る。この放電灯点灯回路16は整流回路2の直流出力端間
に鉄心入りのコイル17、変流器10の二次巻線、逆流防止
用のダイオード18、バイボーラトランジスタ19のエミッ
タ・コレクタおよびMOS型の電界効果トランジスタ20の
ドレイン・ソースが接続され、すなわちバイポーラトラ
ンジスタ19および電解効果トランジスタ20がカスコード
接続されている。そして、バイポーラトランジスタ19の
ベースは、抵抗7、ダイオード8およびダイオード9の
接続点に接続され、電界効果トランジスタ20のゲートは
第2の発振制御部15に接続されている。また、コイル17
および整流回路2の正側の直流出力端の接続部にはコン
デンサ21の一端が接続され、このコンデンサ21の他端は
コイル17の中間部に接続されている。このコイル17の両
端は鉄心入りのリアクトル22を介して、たとえば螢光灯
などの放電灯23のそれぞれのフィラメントが接続され、
さらに、この放電灯23の両フィラメント間にはコンデン
サ24が接続されている。
Then, a discharge lamp lighting circuit 16 using a single-type inverter is connected to these power supply and control circuits. The discharge lamp lighting circuit 16 includes a coil 17 having an iron core between the DC output terminals of the rectifier circuit 2, a secondary winding of the current transformer 10, a diode 18 for preventing backflow, an emitter / collector of a bibola transistor 19, and a MOS type. The drain-source of the field effect transistor 20 is connected, that is, the bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20 are cascode-connected. The base of the bipolar transistor 19 is connected to a connection point of the resistor 7, the diode 8 and the diode 9, and the gate of the field-effect transistor 20 is connected to the second oscillation control unit 15. Also, coil 17
One end of a capacitor 21 is connected to a connection portion of the DC output terminal on the positive side of the rectifier circuit 2, and the other end of the capacitor 21 is connected to an intermediate portion of the coil 17. Both ends of the coil 17 are connected to respective filaments of a discharge lamp 23 such as a fluorescent lamp through a reactor 22 containing an iron core,
Further, a capacitor 24 is connected between both filaments of the discharge lamp 23.

また、変流器10の二次巻線およびダイオード18の接続
点と整流回路2の負側の直流出力端との間には直列に接
続された帰還用のダイオード25および抵抗26が接続さ
れ、ダイオード25と抵抗26の接続点は第1の発振制御部
14に接続されている。
Further, a feedback diode 25 and a resistor 26 connected in series are connected between the connection point of the secondary winding and the diode 18 of the current transformer 10 and the negative DC output terminal of the rectifier circuit 2. The connection point between the diode 25 and the resistor 26 is the first oscillation control unit.
Connected to 14.

次に上記実施例の動作について説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.

まず、バイポーラトランジスタ19および電界効果トラ
ンジスタ20をオンにするに際しては、最初に第1の発振
制御部14にハイレベル出力させ、トランジスタ11のベー
ス電流を停止し、このトランジスタ11をオフし、一定時
間遅れて第2の発振制御部15にハイレベル出力させ電界
効果トランジスタ20のゲートに電圧に印加することによ
り、バイポーラトランジスタ19および電界効果トランジ
スタ20をオンする。なお、バイポーラトランジスタ19は
バイアス抵抗4を介してバイアスされているが、ベース
電流が不足であるとともに、電界効果トランジスタ20の
オフ時にはコレクタ電流が流れないので、電界効果トラ
ンジスタ20がオンするまで、バイポーラトランジスタ19
はオンしない。バイポーラトランジスタ19および電界効
果トランジスタ20がオンすると、整流回路2から、コイ
ル17およびコンデンサ21、変流器10、ダイオード18、バ
イポーラトランジスタ19および電界効果トランジスタ20
の経路で電流が流れる。このとき、変流器10の一次巻線
に誘起される電流がバイポーラトランジスタ19のベース
電流として流れ、バイポーラトランジスタ19のコレクタ
電流が対応した適正なベース電流が供給される。
First, when the bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20 are turned on, first, the first oscillation control unit 14 is caused to output a high level, the base current of the transistor 11 is stopped, and the transistor 11 is turned off. By causing the second oscillation control unit 15 to output a high level with a delay and applying a voltage to the gate of the field effect transistor 20, the bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20 are turned on. The bipolar transistor 19 is biased via the bias resistor 4. However, since the base current is insufficient and the collector current does not flow when the field effect transistor 20 is off, the bipolar transistor 19 remains on until the field effect transistor 20 turns on. Transistor 19
Does not turn on. When the bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20 are turned on, the coil 17 and the capacitor 21, the current transformer 10, the diode 18, the bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20
The current flows through the path. At this time, the current induced in the primary winding of the current transformer 10 flows as the base current of the bipolar transistor 19, and an appropriate base current corresponding to the collector current of the bipolar transistor 19 is supplied.

次に、バイポーラトランジスタ19および電界効果トラ
ンジスタ20をオフするときは、まず、第1の発振制御部
14の出力をローレベルとしてトランジスタ11にベース電
流を与え、トランジスタ11をオンして、バイポーラトラ
ンジスタ19のベース電流をバイパスすることによりバイ
ポーラトランジスタ19をオフする。次に、第2の発振制
御部15の出力がローレベルになることにより電界効果ト
ランジスタ20がオフされる。そして、これらバイポーラ
トランジスタ19および電界効果トランジスタ20がオフす
ることにより、コンデンサ24およびリアクトル22等が共
振する。
Next, when turning off the bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20, first, the first oscillation control unit
The base current is supplied to the transistor 11 by setting the output of 14 to a low level, the transistor 11 is turned on, and the base current of the bipolar transistor 19 is bypassed to turn off the bipolar transistor 19. Next, when the output of the second oscillation control unit 15 becomes low level, the field effect transistor 20 is turned off. When the bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20 are turned off, the capacitor 24 and the reactor 22 resonate.

このように、バイポーラトランジスタ19および電界効
果トランジスタ20のオン・オフを繰り返すことにより発
振し、交流波形を形成し、放電灯23を点灯する。
As described above, the bipolar transistor 19 and the field-effect transistor 20 are repeatedly turned on and off to oscillate, form an AC waveform, and turn on the discharge lamp 23.

また、抵抗26にて帰還用のダイオードに流れる電流を
電圧値として検出し、この検出された電圧値に応じて、
第1の発振制御部14の出力周波数を制御し、インバータ
の出力を一定に保つ。
Also, a current flowing through the feedback diode is detected as a voltage value by the resistor 26, and according to the detected voltage value,
The output frequency of the first oscillation control unit 14 is controlled to keep the output of the inverter constant.

上記実施例によれば、第2図に示すように、本発明
(a)は従来例(b)に比較し、コレクタ・エミッタ間
に同じ電圧(VCE)を印加した場合でもコレクタ電流(I
C)およびベース電流(IB)の引き抜き電流(α)
(β)を抑制できるので、スイッチング・ロスを少なく
することができる。さらに、高耐圧のバイポーラトラン
ジスタ19および低耐圧の電界効果トランジスタ20を使用
することにより、高耐圧のMOS型の電界効果トランジス
タを1つ使用する場合よりもスイッチング素子による損
失を少なくすることができる。
According to the above embodiment, as shown in FIG. 2, the present invention (a) is different from the conventional example (b) in that even when the same voltage (V CE ) is applied between the collector and the emitter, the collector current (I
C) and the base current (pull-out current of I B) (alpha)
Since (β) can be suppressed, switching loss can be reduced. Further, by using the high-breakdown-voltage bipolar transistor 19 and the low-breakdown-voltage field-effect transistor 20, the loss due to the switching element can be reduced as compared with the case where one high-breakdown-voltage MOS field-effect transistor is used.

また、上記実施例では、発振制御部14,15等と電源と
して直流電源13を用いたが、直流電源13に代えてインバ
ータの入力電圧を印加することができる。
Further, in the above-described embodiment, the DC power supply 13 is used as the power supply with the oscillation control units 14 and 15 and the like, but the input voltage of the inverter can be applied instead of the DC power supply 13.

次に他の実施例を第3図を参照して説明する。なお、
第1図に示す実施例と対応する部分には同一符号を付し
て説明する。
Next, another embodiment will be described with reference to FIG. In addition,
Parts corresponding to those in the embodiment shown in FIG.

この回路は、交流電源1の両端間に、整流回路2の交
流入力端が接続され、直流出力端には、平滑用の電解コ
ンデンサ3が接続され、さらに、整流回路2および電解
コンデンサ3の負側と負極を共通電位とした直流電源1
3,13が接続され、これら直流電源13,13には、それぞれ
第1の発振制御部14および第2の発振制御部15が接続さ
れている。
In this circuit, an AC input terminal of a rectifier circuit 2 is connected between both ends of an AC power supply 1, an electrolytic capacitor 3 for smoothing is connected to a DC output terminal, and a negative electrode of the rectifier circuit 2 and the electrolytic capacitor 3 is connected. DC power supply 1 with common side and negative potential
A first oscillation control unit 14 and a second oscillation control unit 15 are connected to the DC power supplies 13 and 13, respectively.

第1の発振制御部14は、直流電源13の両端間に可変抵
抗31、抵抗32およびコンデンサ33が直列に接続されると
ともに、抵抗34、抵抗35および抵抗36が直列に接続さ
れ、また、直流電源13の正側の出力端が、フリップフロ
ップ回路37の反転回路を有する入力端子に接続されてい
る。そして、このフリップフロップ回路37のリセット端
子にはオペアンプ38の出力端が接続され、このオペアン
プ38の一方の入力端子は抵抗32とコンデンサ33との接続
点に、反転回路を有する他方の入力端子が抵抗34と抵抗
35との接続点に接続され、また、フリップフロップ回路
37のセット端子にはオペアンプ39の出力端子が接続さ
れ、このオペアンプ39の一方の入力端子は抵抗35と抵抗
36の接続点に接続され、さらに、フリップフロップ37の
反転側の出力端子はオペアンプ40の反転回路を有する入
力端子に接続される。また、抵抗32の接続点と直流電源
13の負極との間には、トランジスタ41のコレクタ・エミ
ッタが接続されている。なお、これら抵抗34、抵抗35、
抵抗36、フリップフロップ37、オペアンプ38、オペアン
プ39およびオペアンプ40は、たとえばテキサス・インス
ツルメンツ社製のタイマIC42、型式TA7555にて形成され
ている。また、このタイマIC42にはコンデンサ43が接続
され、オペアンプ40の出力端はベース・コレクタ間に抵
抗44が接続されたトランジスタ45が接続され、このトラ
ンジスタ45のコレクタは直流電源13の負極に接続されて
いる。さらに、直流電源13の正極は抵抗46を介して、ベ
ース・コレクタ間にバアイス抵抗47を有するトランジス
タ48のコレクタが接続されている。
The first oscillation control unit 14 has a variable resistor 31, a resistor 32, and a capacitor 33 connected in series between both ends of the DC power supply 13, a resistor 34, a resistor 35, and a resistor 36 connected in series. The positive output terminal of the power supply 13 is connected to an input terminal of the flip-flop circuit 37 having an inversion circuit. The output terminal of an operational amplifier 38 is connected to the reset terminal of the flip-flop circuit 37. One input terminal of the operational amplifier 38 is connected to the connection point between the resistor 32 and the capacitor 33, and the other input terminal having an inverting circuit is connected to the input terminal. Resistance 34 and resistance
Connected to the connection point with 35, and also a flip-flop circuit
The set terminal of 37 is connected to the output terminal of an operational amplifier 39, and one input terminal of the operational amplifier 39 is connected to a resistor 35 and a resistor 35.
The inverting output terminal of the flip-flop 37 is connected to an input terminal of the operational amplifier 40 having an inverting circuit. Also, the connection point of the resistor 32 and the DC power
The collector and the emitter of the transistor 41 are connected between the negative electrode of the transistor 13 and the negative electrode of the transistor 13. Note that these resistors 34, 35,
The resistor 36, the flip-flop 37, the operational amplifier 38, the operational amplifier 39, and the operational amplifier 40 are formed by, for example, a timer IC 42 and a model TA7555 manufactured by Texas Instruments. Further, a capacitor 43 is connected to the timer IC 42, an output terminal of the operational amplifier 40 is connected to a transistor 45 having a resistor 44 connected between the base and the collector, and a collector of the transistor 45 is connected to a negative electrode of the DC power supply 13. ing. Further, the positive electrode of the DC power supply 13 is connected via a resistor 46 to the collector of a transistor 48 having a base resistor 47 between the base and the collector.

また、第2の発振制御部15は、直流電源13の両端間
に、直列に接続された抵抗51、抵抗52および抵抗53と、
直列に接続された抵抗54および抵抗55とが並列に接続さ
れている。そして、抵抗52および抵抗53の接続点にトラ
ンジスタ56のベースが接続され、このトランジスタ56の
コレクタはベース・コレクタ間が短絡されたトランジス
タ57のコレクタ・エミッタを介して直流電源13の正極
に、エミッタは抵抗58を介して、直流電源13の負極に接
続されている。また、抵抗54および抵抗55の接続点には
トランジスタ59のベースが接続され、このトランジスタ
59のコレクタは直流電源13の正極に、エミッタは、抵抗
58およびトランジスタのエミッタの接続点に接続されて
いる。さらに、トランジスタ57のベースにトランジスタ
60のベースが接続され、このトランジスタ60のエミッタ
は直流電源13の正極に、コレクタは直列に接続されたダ
イオード61およびコンデンサ62を介して直流電源13の負
極に接続され、ダイオード61には、直列に接続された抵
抗63および可変抵抗64が接続されている。また、可変抵
抗64およびダイオード61の接続点には、2つのダイオー
ド65,66を介してトランジスタ67のエミッタが接続さ
れ、このトランジスタ67のベースは抵抗68を介して直流
電源13の正極に、コレクタは抵抗69を介してトランジス
タ70のベースに接続され、このトランジスタ70のコレク
タは抵抗71を介してトランジスタ67のベースに接続され
ている。さらに、直流電源13の両端間には抵抗72、抵抗
73および抵抗74が直列に接続され、抵抗72および抵抗73
の接続点にオペアンプ75の反転回路を有する一方の入力
端子が接続され、このオペアンプ75の他方の入力端子は
ダイオード61およびコンデンサ62の接続点に接続され、
また、抵抗73および抵抗74の接続点には、オペアンプ76
の一方の入力端子が接続され、このオペアンプ76の反転
回路を有する他方の入力端子はダイオード61およびコン
デンサ62の接続点に接続されている。そして、オペアン
プ75の出力端子はフリップフロップ回路77のリセット端
子に、オペアンプ76の出力端子はフリップフロップ回路
77のセット端子に接続され、このフリップフロップ回路
77の反転出力端子は、オペアンプ78の反転回路を有する
入力端子に接続されるとともに、直流電源13の負極に接
続されており、トランジスタ60のコレクタおよびダイオ
ード61の接続点と直流電源13の負極との間にはトランジ
スタ79のコレクタ・エミッタが接続されている。また、
オペアンプ76の他方の入力端子は、オペアンプ75の他方
の入力端子に接続されている。なお、抵抗72、抵抗73、
抵抗74、オペアンプ75、オペアンプ76、フリップフロッ
プ回路77、オペアンプ78およびトランジスタ79は、たと
えばテキサス・インスツルメンツ社製のタイマIC80、型
式TA7555にて形成されている。
The second oscillation control unit 15 includes a resistor 51, a resistor 52, and a resistor 53 connected in series between both ends of the DC power supply 13,
A resistor 54 and a resistor 55 connected in series are connected in parallel. The base of the transistor 56 is connected to the connection point of the resistor 52 and the resistor 53, and the collector of the transistor 56 is connected to the positive electrode of the DC power supply 13 through the collector and emitter of the transistor 57 whose base and collector are short-circuited. Is connected to the negative electrode of the DC power supply 13 via the resistor 58. The base of a transistor 59 is connected to the connection point of the resistor 54 and the resistor 55.
The collector of 59 is the positive pole of the DC power supply 13 and the emitter is a resistor.
58 and the connection point of the emitter of the transistor. In addition, transistor 57
The base of the transistor 60 is connected, the emitter of the transistor 60 is connected to the positive electrode of the DC power supply 13, the collector is connected to the negative electrode of the DC power supply 13 via a diode 61 and a capacitor 62 connected in series, and the diode 61 is connected in series. Are connected to a resistor 63 and a variable resistor 64 connected to the resistor. The connection point of the variable resistor 64 and the diode 61 is connected to the emitter of a transistor 67 via two diodes 65 and 66. The base of the transistor 67 is connected to the positive electrode of the DC power Is connected to the base of a transistor 70 via a resistor 69, and the collector of the transistor 70 is connected to the base of a transistor 67 via a resistor 71. Furthermore, a resistor 72 and a resistor
73 and resistor 74 are connected in series, and resistor 72 and resistor 73
One input terminal having an inverting circuit of the operational amplifier 75 is connected to a connection point of the operational amplifier 75, and the other input terminal of the operational amplifier 75 is connected to a connection point of the diode 61 and the capacitor 62,
An operational amplifier 76 is connected to the connection point of the resistor 73 and the resistor 74.
Is connected to the connection point of the diode 61 and the capacitor 62. The other input terminal having the inverting circuit of the operational amplifier 76 is connected to the connection point of the diode 61 and the capacitor 62. The output terminal of the operational amplifier 75 is connected to the reset terminal of the flip-flop circuit 77, and the output terminal of the operational amplifier 76 is connected to the flip-flop circuit.
This flip-flop circuit is connected to the 77 set terminal.
The inverting output terminal of 77 is connected to the input terminal of the operational amplifier 78 having an inverting circuit, and is also connected to the negative electrode of the DC power supply 13. The collector and the emitter of the transistor 79 are connected between them. Also,
The other input terminal of the operational amplifier 76 is connected to the other input terminal of the operational amplifier 75. Note that the resistors 72, 73,
The resistor 74, the operational amplifier 75, the operational amplifier 76, the flip-flop circuit 77, the operational amplifier 78, and the transistor 79 are formed of, for example, a timer IC 80 manufactured by Texas Instruments and a model TA7555.

さらに、整流回路2の直流出力端間には、コンデンサ
21、ダイオード18、バイポーラトランジスタ19のコレク
タ・エミッタ、電界効果トランジスタ20のドレイン・ソ
ースが接続され、すなわちバイポーラトランジスタ19お
よび電界効果トランジスタ20がカスコード接続されてい
る。そして、トランジスタ19のベースには、トランジス
タ48のエミッタに接続されたダイオード9が接続される
とともに、整流回路2の負極に直列に接続された抵抗7
およびツェナダイオード6が接続され、抵抗7はダイオ
ード8を並列に有し、ツェナダイオード6はコンデンサ
5を並列に有している。また、電界効果トランジスタ20
のゲートは抵抗81を介してオペアンプ78の出力端子に接
続されている。さらに、コンデンサ21およびダイオード
18の接続点からは直列に接続されたダイオード25および
抵抗26を介して整流回路2の負側の直流出力端に接続さ
れ、ダイオード25および抵抗26の接続点は、トランジス
タ70のエミッタに接続されている。
Furthermore, a capacitor is connected between the DC output terminals of the rectifier circuit 2.
21, the diode 18, the collector / emitter of the bipolar transistor 19, and the drain / source of the field effect transistor 20 are connected, that is, the bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20 are cascoded. A diode 9 connected to the emitter of the transistor 48 is connected to the base of the transistor 19, and a resistor 7 connected in series to the negative electrode of the rectifier circuit 2.
The resistor 7 has a diode 8 in parallel, and the zener diode 6 has a capacitor 5 in parallel. In addition, the field effect transistor 20
Is connected to the output terminal of an operational amplifier 78 via a resistor 81. In addition, capacitor 21 and diode
The connection point 18 is connected to the negative DC output terminal of the rectifier circuit 2 via a diode 25 and a resistance 26 connected in series, and the connection point of the diode 25 and the resistance 26 is connected to the emitter of a transistor 70. ing.

また、整流回路2の直流出力端には、コイル17の一端
が接続され、このコイル17の一端とリアクトル22を介し
た他端とにはそれぞれ放電灯23のフィラメントが接続さ
れ、これらフィラメントの間にはコンデンサ24が接続さ
れ、さらに、コイル17の中間タップにはコンデンサ21お
よびダイオード18の接続点に接続されている。
Further, one end of a coil 17 is connected to a DC output terminal of the rectifier circuit 2, and a filament of a discharge lamp 23 is connected to one end of the coil 17 and the other end via the reactor 22, respectively. Is connected to a connection point of the capacitor 21 and the diode 18 to the intermediate tap of the coil 17.

次に上記第3図に示す実施例の動作について説明す
る。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 3 will be described.

バイポーラトランジスタ19および電界効果トランジス
タ20をオンにするに際しては、タイマIC42のオペアンプ
40にハイレベル出力させ、トランジスタ45にベース電流
を与えずトランジスタ45をオフし、トランジスタ48にバ
イアス抵抗47を介してベース電流を供給し、トランジス
タ48のオン状態を保ち、最初に第1の発振制御部14にハ
イレベル出力させ、トランジスタ19にベース電流を供給
し、一定時間遅れてタイマIC80のオペアンプ78にハイレ
ベル出力させ第2の発振制御部15にハイレベル出力させ
電界効果トランジスタ20のゲートに電圧を印加すること
により、バイポーラトランジスタ19および電界効果トラ
ンジスタ20をオンする。なお、バイポーラトランジスタ
19は、電界効果トランジスタ20のオフ時にはコレクタ電
流が流れないので、電界効果トランジスタ20がオンする
まで、バイポーラトランジスタ19はオンしない。このよ
うに、バイポーラトランジスタ19および電界効果トラン
ジスタ20がオンすると、整流回路2から、コイル17およ
びコンデンサ21、ダイオード18、バイポーラトランジス
タ19および電界効果トランジスタ20の経路で電流が流れ
る。
When turning on the bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20, the operational amplifier of the timer IC 42
A high level output is applied to the transistor 40, the transistor 45 is turned off without applying a base current to the transistor 45, a base current is supplied to the transistor 48 via the bias resistor 47, and the transistor 48 is kept on, and the first oscillation is performed. The control section 14 outputs a high level, supplies a base current to the transistor 19, delays a certain time, outputs the high level to the operational amplifier 78 of the timer IC 80, outputs the high level to the second oscillation control section 15, and outputs the gate of the field effect transistor 20. , The bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20 are turned on. In addition, a bipolar transistor
In the transistor 19, the collector current does not flow when the field effect transistor 20 is turned off. Therefore, the bipolar transistor 19 does not turn on until the field effect transistor 20 turns on. Thus, when the bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20 are turned on, a current flows from the rectifier circuit 2 through the path of the coil 17 and the capacitor 21, the diode 18, the bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20.

次に、バイポーラトランジスタ19および電界効果トラ
ンジスタ20をオフするときは、まず、タイマIC42のオペ
アンプ40にローレベル出力させ、トランジスタ45にベー
ス電流を与えてトランジスタ45をオンし、トランジスタ
48のベース電流をバイパスして、トランジスタ48をオフ
し、第1の発振制御部14の出力をローレベルとして、バ
イポーラトランジスタ19のベース電流をオフすることに
よりバイポーラトランジスタ19をオフする。次に、タイ
マIC80のオペアンプ78の出力をローレベルとして第2の
発振制御部15の出力がローレベルにすることにより電界
効果トランジスタ20のゲート電圧が失われ、電界効果ト
ランジスタ20がオフする。
Next, when turning off the bipolar transistor 19 and the field-effect transistor 20, first, the low-level output is given to the operational amplifier 40 of the timer IC 42, the base current is given to the transistor 45, and the transistor 45 is turned on.
The transistor 48 is turned off by bypassing the base current of the transistor 48, the output of the first oscillation control unit 14 is set to a low level, and the base current of the bipolar transistor 19 is turned off, thereby turning off the bipolar transistor 19. Next, by setting the output of the operational amplifier 78 of the timer IC 80 to low level and the output of the second oscillation control unit 15 to low level, the gate voltage of the field effect transistor 20 is lost and the field effect transistor 20 is turned off.

このように、バイポーラトランジスタ19および電界効
果トランジスタ20のオン・オフを繰り返すことにより発
振し、交流波形を形成し、放電灯23を点灯する。
As described above, the bipolar transistor 19 and the field-effect transistor 20 are repeatedly turned on and off to oscillate, form an AC waveform, and turn on the discharge lamp 23.

上記実施例によれば、バイポーラトランジスタ19およ
び電界効果トランジスタ20を駆動するための変流器を設
けていないので、装置全体の小型化が図れるとともに、
安価に形成でき、さらに、高周波化を図ることができ
る。
According to the above embodiment, since no current transformer for driving the bipolar transistor 19 and the field effect transistor 20 is provided, the size of the entire device can be reduced,
It can be formed at low cost, and can achieve higher frequencies.

次に、第4図に示す回路は、第3図に示す回路の簡易
回路で、スイッチング・ロスについて考える。
Next, the circuit shown in FIG. 4 is a simplified circuit of the circuit shown in FIG. 3, and considers switching loss.

この回路は、第1の発振制御部14のトランジスタ48
を、機械的スイッチ82に置き換え、第2の発振制御部15
を除去したものであり、バイポーラトランジスタ19に
は、2SC2535−0、電界効果トランジスタ20には2SK673
を用いている。
This circuit includes the transistor 48 of the first oscillation control unit 14.
Is replaced with a mechanical switch 82, and the second oscillation control unit 15
The bipolar transistor 19 has 2SC2535-0, and the field-effect transistor 20 has 2SK673.
Is used.

そして、スイッチ82をオン・オフして、第5図に示す
ように、バイポーラトランジスタ19のベースに供給する
電流を制御する。したがって、バイポーラトランジスタ
19のベース電流を遮断するタイミングは任意に設定でき
る。なお、τはバイポーラトランジスタ19のベース電流
の遮断のタイミングと、コレクタ電流の遮断のタイミン
グ(電界効果トランジスタ20のゲート電圧が0となるタ
イミング)との差を表わす。
Then, the switch 82 is turned on / off to control the current supplied to the base of the bipolar transistor 19, as shown in FIG. Therefore, a bipolar transistor
The timing at which the 19 base current is cut off can be set arbitrarily. Note that τ represents the difference between the timing of shutting off the base current of the bipolar transistor 19 and the timing of shutting off the collector current (timing at which the gate voltage of the field effect transistor 20 becomes 0).

まず、バイポーラトランジスタ19のベース電流の遮断
のタイミングとコレクタ電流の遮断のタイミングが等し
いτ=0の場合のスイッチング・ロスおよびバイポーラ
トランジスタ19の温度上昇について考える。
First, the switching loss and the temperature rise of the bipolar transistor 19 when the timing of shutting off the base current of the bipolar transistor 19 and the timing of shutting off the collector current are equal to τ = 0 will be considered.

第6図は、エミッタ接地直流増幅率hFEの異なる3つ
のバイポーラトランジスタの、ベース電流を変化させた
場合のバイポーラトランジスタの温度上昇を示すもので
ある。この場合、ベース電流が小さいと、ドライブ不足
が生じコレクタ・エミッタ間電圧VCEが高くなり損失が
増加して、バイポーラトランジスタの温度が上昇する。
特に、エミッタ接地直流電流増幅率hFEが小さくなる
程、顕著な傾向を示す。反対に、ベース電流を大きくす
ると、ドライブ不足によるスイッチング・ロスは低減す
るものの、第7図(b)に示すようにコレクタ電流Icの
ターン・オフ時のテール電流Itが第7図(a)に示すベ
ース電流が小さいときに比べて大きくなり、テール電流
Itによる損失でバイポーラトランジスタの温度上昇が生
ずる。
FIG. 6 shows the temperature rise of three bipolar transistors having different common emitter DC amplification factors hFE when the base current is changed. In this case, if the base current is small, insufficient driving occurs, the collector-emitter voltage V CE increases, the loss increases, and the temperature of the bipolar transistor increases.
In particular, as the common emitter current transfer ratio h FE is smaller, shows a marked tendency. Conversely, when the base current is increased, the switching loss due to insufficient driving is reduced, but as shown in FIG. 7 (b), the tail current It at the time of turning off the collector current Ic is reduced to the level shown in FIG. 7 (a). Tail current is larger than when the base current is small.
The loss due to It causes a temperature rise of the bipolar transistor.

したがって、以上の結果より、ベース電流を0.21〜0.
24Ao−pの範囲に設定すれば、エミッタ接地直流電流増
幅率hFEのばらつき(hFE=15〜30)を考慮しても、バイ
ポーラトランジスタの温度上昇を14℃以下に抑制するこ
とができる。
Therefore, from the above results, the base current is set to 0.21 to 0.
If it is set in the range of 24 Ao-p, the temperature rise of the bipolar transistor can be suppressed to 14 ° C. or less even when the variation of the common emitter DC current amplification factor h FE (h FE = 15 to 30) is taken into consideration.

次にバイポーラトランジスタのベース電流IBの遮断の
タイミングより、コレクタ電流Icの遮断のタイミングを
早くする場合について考える。
Then the timing of the interruption of the base current I B of the bipolar transistor, consider the case that earlier timing of interruption of the collector current Ic.

第8図ないし第11図は、それぞれ異なるベース電流IB
の条件下で、エミッタ接地直流電流増幅率hFEの異なる
バイポーラトランジスタのベース電流IBおよびコレクタ
電流Icの遮断のタイミングの差τと、温度上昇との関係
を表わすグラフである。そして、第8図はベース電流IB
=0.16Ao−p、第9図はベース電流IB=0.21Ao−p、第
10図はベース電流IB=0.24Ao−p、第11図はベース電流
IB=0.30Ao−pの場合である。第8図では、エミッタ接
地直流電流増幅率hFE=30では、温度上昇を抑えること
ができるものの、エミッタ接地直流電流増幅率hFE=15
ではドライブ不足のためタイミング差τが大きくなるに
従って急激に温度上昇値が大きくなる。反対に、第11図
に示すように、ベース電流IBを大きくすると、コレクタ
電流Icのテール電流Itによる損失で、温度上昇値が大き
くなる。ところが、ベース電流IBを遮断するタイミング
をコレクタ電流Icを遮断するタイミングより早くすれ
ば、バイポーラトランジスタ19のベースに蓄積される過
剰な電荷が低減されるため、コレクタ電流Icのテール温
度Itを小さくでき、損失による温度上昇を抑制できる。
8 to 11 show different base currents I B
Under the conditions of, and the difference τ in timing of the blocking of the base current I B and the collector current Ic of different bipolar transistors grounded emitter DC current amplification factor h FE, it is a graph showing the relationship between the temperature rise. FIG. 8 shows the base current I B
= 0.16Ao-p, Fig. 9 is the base current I B = 0.21Ao-p, the
10 FIG base current I B = 0.24Ao-p, Fig. 11 is the base current
The case for I B = 0.30Ao-p. In FIG. 8, with the common emitter DC current gain h FE = 30, the temperature rise can be suppressed, but the common emitter DC current gain h FE = 15.
In this case, the temperature rise value rapidly increases as the timing difference τ increases due to insufficient driving. Conversely, as shown in FIG. 11, by increasing the base current I B, in loss due to tail current It of the collector current Ic, the temperature rise value becomes larger. However, if earlier than the timing for interrupting the collector current Ic when to cut off the base current I B, because the excess charge accumulated in the base of the bipolar transistor 19 is reduced, reducing the tail temperature It collector current Ic Temperature rise due to loss.

たとえば、第10図に示すように、ベース電流IB=0.24
Ao−pのときは、タイミング差τ=2〜4μsに設定す
ればいずれの場合もバイポーラトランジスタ19の温度上
昇を動作に悪影響を与えない12℃以下にすることができ
る。
For example, as shown in FIG. 10, the base current I B = 0.24
In the case of Ao-p, if the timing difference τ is set to 2 to 4 μs, the temperature rise of the bipolar transistor 19 can be reduced to 12 ° C. or less which does not adversely affect the operation in any case.

上述のタイミング差τで、電界効果トランジスタ20を
オフするよりバイポーラトランジスタ20のオフを早くす
れば、バイポーラトランジスタ19のエミッタ接地直流増
幅率hFEのばらつきにかかわらず、バイポーラトランジ
スタ19の損失による温度の増大を極力抑えることができ
る。
If the bipolar transistor 20 is turned off earlier than the field effect transistor 20 is turned off at the above-mentioned timing difference τ, the temperature of the bipolar transistor 19 due to the loss of the bipolar transistor 19 is reduced regardless of the variation in the common emitter DC amplification factor hFE of the bipolar transistor 19. The increase can be suppressed as much as possible.

さらに、上記いずれの実施例でも一石式インバータに
応用した例を示したが、一石式インバータに限らず、バ
イポーラトランジスタおよび電界効果トランジスタをカ
スコード接続したものであれば、適用できる。
Further, in each of the above embodiments, an example in which the present invention is applied to a single-type inverter has been described. However, the present invention is not limited to the single-type inverter, but may be applied to any one in which a bipolar transistor and a field-effect transistor are cascode-connected.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、電界効果トランジスタをオフするよ
りも早く、バイポーラトランジスタをオフすることによ
り、バイポーラトランジスタの引き抜き電流を小さくで
きるので、スイッチング・ロスを少なくでき、信頼性を
向上させることができる。
According to the present invention, by turning off the bipolar transistor earlier than turning off the field effect transistor, the extraction current of the bipolar transistor can be reduced, so that the switching loss can be reduced and the reliability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図(a)
は本発明の第2図(b)は従来例の波形図、第3図は他
の実施例を示す回路図、第4図は同上回路の簡易回路
図、第5図は第4図に示す回路の動作波形図、第6図は
バイポーラトランジスタのベース電流と温度上昇を示す
グラフ、第7図はバイポーラトランジスタのターン・オ
フ時のベース電流のグラフ、第8図ないし第11図はタイ
ミング差と温度上昇のグラフである。 19……バイポーラトランジスタ、20……電界効果トラン
ジスタ。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
Fig. 2 (b) of the present invention is a waveform diagram of a conventional example, Fig. 3 is a circuit diagram showing another embodiment, Fig. 4 is a simplified circuit diagram of the same circuit, and Fig. 5 is a diagram of Fig. 4. FIG. 6 is a graph showing the base current and temperature rise of the bipolar transistor, FIG. 7 is a graph of the base current when the bipolar transistor is turned off, and FIGS. 8 to 11 are the timing differences. It is a graph of a temperature rise. 19: Bipolar transistor, 20: Field effect transistor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 17/16 9184−5K H03K 17/16 F H05B 41/24 H05B 41/24 H ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H03K 17/16 9184-5K H03K 17/16 F H05B 41/24 H05B 41/24 H

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】バイポーラトランジスタおよび電界効果ト
ランジスタがカスコード接続されたスイッチング装置に
おいて、 電界効果トランジスタのオフよりバイポーラトランジス
タのオフを早くすることを特徴とするスイッチング装
置。
1. A switching device in which a bipolar transistor and a field effect transistor are cascode-connected, wherein the bipolar transistor is turned off earlier than the field effect transistor is turned off.
【請求項2】請求項1記載のスイッチング装置を用いた
ことを特徴とするインバータ。
2. An inverter using the switching device according to claim 1.
JP1019954A 1988-09-28 1989-01-30 Switching device and inverter Expired - Lifetime JP2615965B2 (en)

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JP63-243300 1988-09-28
JP24330088 1988-09-28

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JPH02168859A JPH02168859A (en) 1990-06-28
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DE69311691T2 (en) 1993-01-04 1998-01-02 Philips Electronics Nv Power supply circuit
EP0680135B1 (en) * 1994-04-26 1998-01-14 Whirlpool Europe B.V. Improved integrated magnetic buck converter
JP2007082351A (en) * 2005-09-15 2007-03-29 Toshiba Corp Power converter

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