JP2677368B2 - Inverter device - Google Patents

Inverter device

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JP2677368B2
JP2677368B2 JP62326202A JP32620287A JP2677368B2 JP 2677368 B2 JP2677368 B2 JP 2677368B2 JP 62326202 A JP62326202 A JP 62326202A JP 32620287 A JP32620287 A JP 32620287A JP 2677368 B2 JP2677368 B2 JP 2677368B2
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JP
Japan
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circuit
switching element
capacitor
power
power supply
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雅人 大西
晃司 山田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はスイッチング素子の駆動条件が可変とされた
インバータ装置に関するものである。 (背景技術) 第6図は従来のインバータ装置の回路図である。この
回路は、ハーフブリッジ式のインバータ回路である。直
流電源E0は商用交流電源を整流平滑した直流電圧等より
なる。この直流電源E0には、スイッチング素子Q1,Q2
直列回路と、コンデンサC3,C4の直列回路が並列接続さ
れている。スイッチング素子Q1,Q2の接続点とコンデン
サC3,C4の接続点の間には、負荷Zが接続されている。
各スイッチング素子Q1,Q2は、それぞれ駆動回路1,2に
より、オン・オフ駆動される。各駆動回路1,2は、それ
ぞれ駆動用電源E1,E2から電力供給を受けている。各コ
ンデンサC3,C4は、直流電源E0にて充電される。スイッ
チング素子Q1,Q2は交互にオンされ、スイッチング素子
Q1がオンされたときには、コンデンサC3からスイッチン
グ素子Q1を介して負荷Zに電流が流れ、スイッチング素
子Q2がオンされたときには、コンデンサC4からスイッチ
ング素子Q2を介して負荷Zに上記とは逆方向に電流が流
れる。これによって、負荷Zは交流駆動されるものであ
る。ところで、この回路にあっては、直流電源E0の他
に、駆動回路1に電力供給するための電源E1と、駆動回
路2に電力供給するための電源E2とが必要である。後二
者の電源E1,E2を直流電源E0から得るために、第7図に
示すような回路が提案されている。 第7図の回路においては、駆動回路1の電源E1を得る
ために、抵抗R1とコンデンサC1の直列回路がスイッチン
グ素子Q1の両端に接続されており、コンデンサC1の両端
には、電圧規制用のツェナーダイオードZD1が並列接続
されている。また、駆動回路2の電源E2を得るために、
抵抗R2とコンデンサC2の直列回路が直流電源E0の両端に
接続されており、コンデンサC2の両端には、電圧規制用
のツェナーダイオードZD2が並列接続されている。 まず、電源E1においては、スイッチング素子Q2がオン
しているときにのみ抵抗R1を介してコンデンサC1に充電
電流が流れ、この充電電流と駆動回路1による消費電
流、つまり放電量により電源電圧が決定される。この電
圧がツェナーダイオードZD1のツェナー電圧よりも高い
場合には、ツェナーダイオードZD1を介してコンデンサC
1の電荷が放電されるので、電源電圧の上限は、ツェナ
ーダイオードZD1のツェナー電圧と等しくなる。 また、電源E2においては、抵抗R2を介して常にコンデ
ンサC2に充電電流が流れ、この充電電流と駆動回路2に
よる消費電流、つまり放電量により電源電圧が決定され
る。この電圧がツェナーダイオードZD2のツェナー電圧
よりも高い場合には、ツェナーダイオードZD2を介して
コンデンサC2の電荷が放電されるので、電源電圧の上限
は、ツェナーダイオードZD2のツェナー電圧と等しくな
る。 上記の従来例において、負荷Zの状態を変化させる目
的などでスイッチング素子Q1,Q2の駆動周波数を変化さ
せると、駆動回路1,2の消費電流が変化する。したがっ
て、すべての条件の下で、駆動回路1,2を正常に動作さ
せるには、電源E1,E2は駆動回路1,2の消費電流が最も
大きい場合でも十分な電圧が得られるように設計する必
要がある。故に、消費電流が最大でない場合には、余分
な電流がツェナーダイオードZD1,ZD2により消費される
ことになり、電力損失が大きくなるという問題があっ
た。 特に、周波数の変化が大きい場合には、このツェナー
ダイオードZD1,ZD2による損失が大きくなる。例えば、
負荷Zが蛍光灯などの放電灯負荷で誘導性負荷であると
した場合に、インバータ装置の出力を制御して調光させ
るときに、周波数を変化させる。このとき、第8図
(a)に示すように、スイッチング素子Q1の駆動周波数
が低い状態においては、駆動回路1の消費電流、つま
り、MOSFETよりなるスイッチング素子Q1のゲート・ソー
ス間容量の充電電流は、第8図(b)に示すようにな
る。また、第8図(c)に示すように、スイッチング素
子Q1の駆動周波数を上げると、その充電電流は同図
(d)に示すようになる。第8図(a),(c)から分
かるように、スイッチング素子Q1のオン・オフの幅は周
波数に拘わらず等しいため、コンデンサC1に供給される
充電電流は周波数の変化に拘わらず等しい。また、MOSF
ETよりなるスイッチング素子Q1をオンさせるのに必要な
消費電流は等しいが、周波数が高くなると、オンさせる
回数が多くなるため、駆動回路1の消費電流が増える。
そのため、電源E1の電圧は周波数が高くなるほど低くな
る。この周波数の高い状態でも電源E1の電圧が十分に高
く得られるように設定すると、周波数の低い状態では、
電源E1の電圧は不必要に上昇し、ツェナーダイオードZD
1の損失が大きくなる。スイッチング素子Q2の駆動回路
2の電源E2についても、同様の問題がある。 (発明の目的) 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、スイッチング素子の駆動
用電源を効率良く供給できるようにしたインバータ装置
を提供することにある。 (発明の開示) 本発明に係るインバータ装置にあっては、上記の目的
を達成するために、第1図乃至第5図に示すように、直
流電源E0と、直流電源E0の電力をスイッチングするスイ
ッチング素子Q1と、スイッチング素子Q1のスイッチング
動作により発生された交流電力にて駆動される負荷Z
と、スイッチング素子Q1を制御信号に応じてオン・オフ
駆動する駆動回路1と、前記直流電源E0から供給される
電力により駆動回路1に電源供給を行う駆動用電源E
1と、前記直流電源E0から駆動用電源E1への供給電力を
スイッチング素子Q1の駆動条件に応じて制御する給電回
路とを有して成るものである。 したがって、本発明にあっては、スイッチング素子Q1
のオン・オフ周波数やオン・オフデューティ、その他、
駆動回路1の負荷変動を招くような駆動条件の変化が生
じても、それに応じて駆動用電源E1への供給電力を制御
するので、駆動用電源E1で電力不足や電力過剰が生じる
ことはなく、電力損失を招くことなく、十分な駆動用電
力を確保することができるものである。 以下、本発明の実施例について説明する。 実施例1 第1図は本発明の第1実施例の回路図である。本実施
例は、ハーフブリッジ式のインバータ回路におけるスイ
ッチング素子Q1の電源E1に本発明を適用した例である。
インバータ回路の主回路の構成及び動作については、第
6図従来例と同様であるので、重複する説明は省略し、
電源部の構成について説明する。コンデンサC1はトラン
ジスタQ4のコレクタ・エミッタ間を介してスイッチング
素子Q1の両端に接続されている。トランジスタQ3,Q4
びトランジスタQ5,Q6は、それぞれカレントミラー回路
を構成するように接続されている。各トランジスタQ3
Q6の電流増幅率hfeが十分に高いものとすると、トラン
ジスタQ5に流れる電流とほぼ同じ電流がトランジスタQ6
に流れ、この電流がトランジスタQ3にも流れて、これと
ほぼ同じ電流がトランジスタQ4にも流れる。なお、ダイ
オードD1はトランジスタQ3のベース・エミッタ間逆電圧
をバイパスするために設けられている。 第2図は本実施例の動作波形図である。同図(a),
(b),(c)は制御信号の周波数が低い場合における
制御信号、タイマー出力、消費電流をそれぞれ示してお
り、同図(d),(e),(f)は制御信号の周波数が
高い場合における制御信号、タイマー出力、消費電流を
それぞれ示している。 制御回路(図示せず)からは、第2図(a)又は
(d)に示すような矩形波の制御信号が供給され、この
制御信号は、駆動回路2及びタイマー回路3に入力され
ると共に、NOT回路G1を介して駆動回路1にも入力され
ている。制御信号“High"レベルのときには、スイッチ
ング素子Q2はオン状態、スイッチング素子Q1はオフ状態
であり、制御信号が“Low"レベルのときには、スイッチ
ング素子Q2はオフ状態、スイッチング素子Q1はオン状態
である。タイマー回路3の出力は、第2図(b),
(e)に示すように、制御信号が“High"レベルとなっ
てから、一定時間だけ“High"レベルとなる。タイマー
回路3の出力が“High"レベルになると、トランジスタQ
5,Q6よりなるカレントミラー回路に電流が流れ、これ
と同じ電流がトランジスタQ3,Q4よりなるカレントミラ
ー回路にも流れて、コンデンサC1が充電される。この充
電電流の大きさは、トランジスタQ5のベースに流れる電
流によって設定することができる。なお、タイマー回路
3の出力が“High"レベルである時間は、制御信号が“H
igh"レベルである時間よりも短く、したがって、スイッ
チング素子Q1がオフ状態で、スイッチング素子Q2がオン
状態であるときに、上記充電動作が行われるものであ
る。 次に、制御信号が“Low"レベルになると、スイッチン
グ素子Q1が駆動回路1によりオン状態に駆動される。ス
イッチング素子Q1が電力用のMOSFETよりなるものとする
と、そのゲート・ソース間容量を充電するための電流が
流れ、第2図(c)又は(f)に示すような電流がコン
デンサC1から放電されて、消費される。 第2図(a)〜(c)と同図(d)〜(f)を比較す
れば明らかなように、制御信号の周波数が高くなると、
駆動回路1の消費電流が増えるが、駆動回路1への供給
電力も同じように増えるので、全体として、駆動用電源
E1の電圧はほとんど変化しない。さらに、平衡状態にお
いては、周波数が変化しても駆動用電源E1の電圧はほと
んど変化しないので、ツェナーダイオードも不要にな
る。 実施例2 第3図は本発明の他の実施例の回路図である。本実施
例は、直列式のインバータ回路におけるスイッチング素
子Q1,Q2の駆動用電源E1,E2に本発明を適用した例であ
る。 まず、インバータ回路の主回路について説明する。ス
イッチング素子Q1,Q2の直列回路は直流電源E0に接続さ
れており、スイッチング素子Q2の両端には、コンデンサ
C0を介して負荷Zが接続されている。スイッチング素子
Q1,Q2は駆動回路1,2により交互にオンされる。スイッ
チング素子Q1がオン、スイッチング素子Q2がオフのとき
には、直流電源E0からスイッチング素子Q1、コンデンサ
C0を介して負荷Zに電流が流れる。このとき、コンデン
サC0は充電される。次に、スイッチング素子Q1がオフ、
スイッチング素子Q2がオンのときには、コンデンサC0
電源として、コンデンサC0からスイッチング素子Q2を介
して負荷Zに電流が流れる。これによって、負荷Zは交
流駆動されるものである。 次に、電源部の構成について説明する。コンデンサC1
はトランジスタQ8のエミッタ・コレクタ間を介してスイ
ッチング素子Q1の両端に接続されている。トランジスタ
Q7はトランジスタQ8と共にカレントミラー回路を構成す
るように接続されている。コンデンサC5及び抵抗R5の直
列回路は、トランジスタQ7を介してスイッチング素子Q1
の両端に接続されている。 コンデンサC2はトランジスタQ4のコレクタ・エミッタ
間を介して直流電源E0の両端に接続されている。トラン
ジスタQ3,Q4及びトランジスタQ5、Q6は、それぞれカレ
ントミラー回路を構成するように接続されている。な
お、ダイオードD1,D2はそれぞれトランジスタQ3,Q7
ベース・エミッタ間逆電圧をバイパスするために設けら
れている。 制御信号は駆動回路1及びタイマー回路3に入力され
ると共に、NOT回路G1を介して駆動回路2にも入力され
ている。 スイッチング素子Q1の駆動回路1の電源E1は、スイッ
チング素子Q2がオンしたときに、コンデンサC5と抵抗R5
の充電電流がトランジスタQ7に流れ、同じ電流がトラン
ジスタQ8にも流れて、コンデンサC1を充電することによ
り得られる。コンデンサC5の放電は、スイッチング素子
Q1がオンされたときに、ダイオードD2を介して行われ
る。スイッチング素子Q2の駆動回路2の電源E2は、実施
例1に示す動作と同様の動作で得られる。このように、
スイッチング素子Q1,Q2の駆動周波数に応じて駆動回路
1,2の電源E1,E2への供給電力を変化させることによ
り、従来例のような電力損失の発生を防止できるもので
ある。 実施例3 第4図は本発明の第3実施例の回路図である。本実施
例にあっては、1石他励式のインバータ回路におけるス
イッチング素子Q1の電源E1に本発明を適用したものであ
る。 まず、インバータ回路の主回路について説明する。直
流電源E0には、スイッチング素子Q1を介して発振トラン
スOTの1次巻線が接続されており、この1次巻線には共
振用のコンデンサC0が並列接続されている。発振トラン
スOTの2次巻線には負荷Zが接続されている。スイッチ
ング素子Q1がオン・オフ駆動されると、発振トランスOT
の1次巻線に流れる電流が断続され、発振トランスOTの
1次巻線のインダクタンスとコンデンサC0よりなるLC共
振回路に振動電流が流れ、発振トランスOTの2次巻線に
は正弦波の交流電圧が生じる。この交流電圧にて負荷Z
が駆動される。 次に、駆動回路1の構成について説明する。駆動回路
1の電源E1を供給するコンデンサC1の両端には、NPN型
トランジスタQ9とPNP型トランジスタQ10の各コレクタが
接続されている。各トランジスタQ9,Q10のベースは制
御回路4の発振出力に接続され、エミッタは抵抗R4を介
してMOSFETよりなるスイッチング素子Q1のゲートに接続
されている。制御回路4はコンデンサC1にて電源供給さ
れており、第5図(a)に示すような矩形波の発振出力
を生じる。制御回路4の出力が“High"レベルであると
きには、トランジスタQ9がオン、トランジスタQ10がオ
フとなり、スイッチング素子Q1のゲート・ソース間容量
は、コンデンサC1からトランジスタQ9、抵抗R4を介して
充電される。制御回路4の出力が“Low"レベルであると
きには、トランジスタQ9がオフ、トランジスタQ10はオ
ンできる状態となる。このとき、スイッチング素子Q1
ゲート・ソース間容量の充電電荷は、抵抗R4、トランジ
スタQ10を介して放電する。 次に、電源部の構成について説明する。コンデンサC1
は抵抗R1とトランジスタQ4のコレクタ・エミッタ間を介
して直流電源E0に接続されている。トランジスタQ3,Q4
及びトランジスタQ5,Q6は、それぞれカレントミラー回
路を構成するように接続されている。各トランジスタQ3
〜Q6の電流増幅率hfeが十分に高いものとすると、トラ
ンジスタQ5に流れる電流とほぼ同じ電流がトランジスタ
Q6に流れ、この電流がトランジスタQ3にも流れて、これ
とほぼ同じ電流がトランジスタQ4にも流れる。 制御回路4の発振出力は、タイマー回路3にも入力さ
れている。タイマー回路3に入力された制御回路4の発
振出力は、バッファ回路G2を介してコンデンサC6の一端
に印加される。コンデンサC6の他端は、抵抗R6を介して
直流電源E1によりプルアップされると共に、NOT回路G3
に入力されている。NOT回路G3の出力はトランジスタ
Q5,Q6よりなるカレントミラー回路に入力されている。 制御回路4の出力が“High"レベルになると、バッフ
ァ回路G2を介して、コンデンサC6の一端が“High"レベ
ルとなり、抵抗R6にてプルアップされた他端も“High"
レベルとなり、NOT回路G3の出力は“Low"レベルとな
る。この状態において、コンデンサC6の両端は共に“Hi
gh"レベルであるので、コンデンサC6の充電電圧は低く
なる。次に、制御回路4の出力が“Low"レベルになる
と、バッファ回路G2を介してコンデンサC6の一端が“Lo
w"レベルとなる。このとき、コンデンサC6の充電電圧は
低いので、コンデンサC6の他端も“Low"レベルとなり、
NOT回路G3の出力は、第5図(b)に示すように、“Hig
h"レベルとなる。その後、コンデンサC6は直流電源E1
ら抵抗R6を介して充電され、コンデンサC6の他端の電位
は上昇し、NOT回路G3の出力は、第5図(b)に示すよ
うに、一定時間t1の経過後に、“Low"レベルに戻る。こ
の一定時間t1は、抵抗R6とコンデンサC6の時定数のNOT
回路G3のスレショルドレベルにより決まる。 以上のように、本実施例にあっては、スイッチング素
子Q1がオフした後、一定時間t1だけタイマー回路3の出
力が“High"レベルとなり、トランジスタQ5,Q6よりな
るカレントミラー回路及びトランジスタQ3,Q4よりなる
カレントミラー回路に電流が流れ、コンデンサC1が充電
される。したがって、スイッチング素子Q1の駆動周波数
が高くなって消費電流が増加しても、充電回数も同じよ
うに増加するので、電源E1の電圧が低くなることはな
い。反対に、スイッチング素子Q1の駆動周波数が低くな
って消費電流が減少しても、充電回数も同じように減少
するので、電圧E1の電圧が高くなることはない。 なお、上記各実施例において、トランジスタQ3〜Q6
カレントミラー回路を用いているのは、スイッチング素
子の駆動周波数が高いので、トランジスタQ3〜Q6を不飽
和領域で動作させて、給電回路の動作も高速化させるた
めである。トランジスタQ3〜Q6の代わりに、FET等の他
のスイッチング素子を用いても良い。 (発明の効果) 本発明は上述のように、スイッチング素子の駆動用電
力をスイッチング素子の駆動条件に応じて必要量だけ供
給するようにしたから、駆動条件の変化による損失の増
大や駆動用電力の不足を生じることはないという効果が
ある。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an inverter device in which a driving condition of a switching element is variable. (Background Art) FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional inverter device. This circuit is a half-bridge type inverter circuit. The DC power supply E 0 is composed of a DC voltage obtained by rectifying and smoothing a commercial AC power supply. A series circuit of switching elements Q 1 and Q 2 and a series circuit of capacitors C 3 and C 4 are connected in parallel to this DC power source E 0 . A load Z is connected between the connection point of the switching elements Q 1 and Q 2 and the connection point of the capacitors C 3 and C 4 .
The switching elements Q 1 and Q 2 are on / off driven by drive circuits 1 and 2, respectively. The drive circuits 1 and 2 are supplied with power from drive power sources E 1 and E 2 , respectively. The capacitors C 3 and C 4 are charged by the DC power source E 0 . Switching elements Q 1 and Q 2 are turned on alternately,
When Q 1 is turned on, a current flows from the capacitor C 3 to the load Z via the switching element Q 1, and when the switching element Q 2 is turned on, from the capacitor C 4 to the load Z via the switching element Q 2. Current flows in the opposite direction to the above. As a result, the load Z is AC-driven. By the way, in this circuit, in addition to the DC power supply E 0 , a power supply E 1 for supplying power to the drive circuit 1 and a power supply E 2 for supplying power to the drive circuit 2 are required. In order to obtain the latter two power supplies E 1 and E 2 from the DC power supply E 0 , a circuit as shown in FIG. 7 has been proposed. In the circuit of FIG. 7, in order to obtain the power supply E 1 of the drive circuit 1, a series circuit of a resistor R 1 and a capacitor C 1 is connected to both ends of the switching element Q 1 , and both ends of the capacitor C 1 are connected. , Zener diode ZD 1 for voltage regulation is connected in parallel. Moreover, in order to obtain the power supply E 2 of the drive circuit 2,
A series circuit of a resistor R 2 and a capacitor C 2 is connected to both ends of a DC power source E 0 , and a voltage regulating Zener diode ZD 2 is connected in parallel to both ends of the capacitor C 2 . First, in the power source E 1 , the charging current flows to the capacitor C 1 via the resistor R 1 only when the switching element Q 2 is turned on, and the charging current and the current consumed by the drive circuit 1, that is, the discharge amount The power supply voltage is determined. If this voltage is higher than the Zener voltage of the Zener diode ZD 1, the capacitor C through the Zener diode ZD 1
Since the electric charge of 1 is discharged, the upper limit of the power supply voltage becomes equal to the Zener voltage of the Zener diode ZD 1 . In the power source E 2 , a charging current always flows through the capacitor C 2 via the resistor R 2, and the power source voltage is determined by this charging current and the current consumed by the drive circuit 2, that is, the amount of discharge. If this voltage is higher than the Zener voltage of the Zener diode ZD 2 is the charge of the capacitor C 2 through the Zener diode ZD 2 is discharged, the upper limit of the power supply voltage is equal to the Zener voltage of the Zener diode ZD 2 Become. In the above-mentioned conventional example, when the drive frequency of the switching elements Q 1 and Q 2 is changed for the purpose of changing the state of the load Z, the current consumption of the drive circuits 1 and 2 changes. Therefore, under all conditions, in order to operate the drive circuits 1 and 2 normally, the power supplies E 1 and E 2 should be able to obtain sufficient voltage even when the current consumption of the drive circuits 1 and 2 is the largest. Need to be designed. Therefore, when the consumption current is not the maximum, the extra current is consumed by the Zener diodes ZD 1 and ZD 2 , and there is a problem that the power loss increases. In particular, when the frequency change is large, the loss due to the Zener diodes ZD 1 and ZD 2 becomes large. For example,
When the load Z is a discharge lamp load such as a fluorescent lamp and is an inductive load, the frequency is changed when the output of the inverter device is controlled to perform dimming. At this time, as shown in FIG. 8 (a), when the drive frequency of the switching element Q 1 is low, the consumption current of the drive circuit 1, that is, the gate-source capacitance of the switching element Q 1 composed of a MOSFET is reduced. The charging current is as shown in FIG. 8 (b). Further, as shown in FIG. 8 (c), when the driving frequency of the switching element Q 1 is increased, the charging current becomes as shown in FIG. 8 (d). Figure 8 (a), as seen from (c), because the width of the on-off switching element Q 1 is equal irrespective of the frequency, the charging current supplied to the capacitor C 1 is equal regardless of the change in the frequency . Also, MOSF
Although the current consumption required to turn on the switching element Q 1 made of ET is equal, the higher the frequency is, the more the number of times it is turned on increases, so the current consumption of the drive circuit 1 increases.
Therefore, the voltage of the power supply E 1 becomes lower as the frequency becomes higher. If the voltage of the power supply E 1 is set to be sufficiently high even in this high frequency state, in the low frequency state,
The voltage of the power supply E 1 rises unnecessarily and the Zener diode ZD
The loss of 1 becomes large. The power source E 2 of the drive circuit 2 for the switching element Q 2 has the same problem. (Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an inverter device capable of efficiently supplying a power source for driving a switching element. is there. DISCLOSURE OF THE INVENTION In the inverter device according to the present invention, in order to achieve the above object, as shown in FIG. 1 to FIG. 5, DC power supply E 0 and DC power supply E 0 a switching element Q 1 for switching, the load Z is driven by the generated AC power by switching operation of the switching element Q 1
A drive circuit 1 for driving the switching element Q 1 on / off according to a control signal, and a drive power supply E for supplying power to the drive circuit 1 by the electric power supplied from the DC power supply E 0.
1 and a power feeding circuit that controls the power supplied from the DC power source E 0 to the driving power source E 1 according to the driving condition of the switching element Q 1 . Therefore, in the present invention, the switching element Q 1
ON / OFF frequency, ON / OFF duty, etc.
Even if the driving condition changes such that the load of the driving circuit 1 changes, the power supply to the driving power source E 1 is controlled accordingly, so that the driving power source E 1 may have insufficient power or excessive power. Therefore, it is possible to secure sufficient driving power without incurring power loss. Hereinafter, examples of the present invention will be described. Embodiment 1 FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to the power supply E 1 of the switching element Q 1 in the half-bridge type inverter circuit.
The configuration and operation of the main circuit of the inverter circuit are the same as those of the conventional example shown in FIG. 6, so redundant description will be omitted.
The configuration of the power supply unit will be described. The capacitor C 1 is connected across the switching element Q 1 via the collector and emitter of the transistor Q 4 . Transistors Q 3, Q 4 and transistors Q 5, Q 6 are respectively connected to form a current mirror circuit. Each transistor Q 3 ~
When the current amplification factor hfe of Q 6 is made sufficiently high, substantially the same current as the current flowing through the transistor Q 5 is a transistor Q 6
, And this current also flows in the transistor Q 3 , and almost the same current flows in the transistor Q 4 . The diode D 1 is provided to bypass the base-emitter reverse voltage of the transistor Q 3 . FIG. 2 is an operation waveform diagram of the present embodiment. FIG.
(B) and (c) respectively show the control signal, the timer output, and the current consumption when the frequency of the control signal is low, and (d), (e) and (f) of the same figure show that the frequency of the control signal is high. The control signal, timer output, and current consumption in each case are shown. A control signal (not shown) is supplied with a rectangular-wave control signal as shown in FIG. 2A or 2D, and this control signal is input to the drive circuit 2 and the timer circuit 3 and , Is also input to the drive circuit 1 via the NOT circuit G 1 . When the control signal is “High” level, the switching element Q 2 is in the ON state and the switching element Q 1 is in the OFF state. When the control signal is at the “Low” level, the switching element Q 2 is in the OFF state and the switching element Q 1 is It is on. The output of the timer circuit 3 is shown in FIG.
As shown in (e), the control signal goes to the "High" level for a certain period of time after it goes to the "High" level. When the output of the timer circuit 3 becomes "High" level, the transistor Q
A current flows through the current mirror circuit composed of 5 , Q 6 , and the same current flows through the current mirror circuit composed of the transistors Q 3 , Q 4 to charge the capacitor C 1 . The magnitude of this charging current can be set by the current flowing through the base of the transistor Q 5 . The control signal is "H" during the time when the output of the timer circuit 3 is "High" level.
The charging operation is performed when the switching element Q 1 is in the off state and the switching element Q 2 is in the on state, which is shorter than the time at which the control signal is “high” level. At the "Low" level, the switching element Q 1 is driven to the ON state by the driving circuit 1. If the switching element Q 1 is composed of a power MOSFET, the current for charging the gate-source capacitance is flow, FIG. 2 (c) or current as shown in (f) is discharged from the capacitor C 1, is consumed. FIG. 2 (a) ~ (c) and FIG (d) ~ (f) As is clear from a comparison of, when the frequency of the control signal increases,
Although the current consumption of the drive circuit 1 increases, the power supplied to the drive circuit 1 also increases, so the drive power supply as a whole
The voltage of E 1 hardly changes. Further, in the equilibrium state, the voltage of the driving power source E 1 hardly changes even if the frequency changes, and therefore the Zener diode is not necessary. Embodiment 2 FIG. 3 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention. The present embodiment is an example in which the present invention is applied to the driving power supplies E 1 and E 2 for the switching elements Q 1 and Q 2 in the serial inverter circuit. First, the main circuit of the inverter circuit will be described. The series circuit of switching elements Q 1 and Q 2 is connected to the DC power supply E 0 , and a capacitor is connected across the switching element Q 2.
The load Z is connected via C 0 . Switching element
Q 1, Q 2 are alternately turned on by the drive circuit 1. The switching element Q 1 is turned on, when the switching element Q 2 is off, the switching element Q 1 from the DC power source E 0, capacitor
A current flows through the load Z via C 0 . At this time, the capacitor C 0 is charged. Next, the switching element Q 1 is turned off,
When the switching element Q 2 is on, the capacitor C 0 as the power source, current flows in the load Z through the switching element Q 2 from the capacitor C 0. As a result, the load Z is AC-driven. Next, the configuration of the power supply unit will be described. Capacitor C 1
Is connected to both ends of the switching element Q 1 through the emitter and collector of the transistor Q 8 . Transistor
Q 7 is connected together with transistor Q 8 to form a current mirror circuit. The series circuit of the capacitor C 5 and the resistor R 5 is connected to the switching element Q 1 via the transistor Q 7.
Connected to both ends. The capacitor C 2 is connected to both ends of the DC power source E 0 via the collector and emitter of the transistor Q 4 . Transistors Q 3, Q 4 and transistors Q 5, Q 6 are respectively connected to form a current mirror circuit. The diodes D 1 and D 2 are provided to bypass the base-emitter reverse voltage of the transistors Q 3 and Q 7 , respectively. The control signal is input to the drive circuit 1 and the timer circuit 3, and also to the drive circuit 2 via the NOT circuit G 1 . The power supply E 1 of the drive circuit 1 for the switching element Q 1 is such that when the switching element Q 2 is turned on, the capacitor C 5 and the resistor R 5
Charging current flows through transistor Q 7 , and the same current flows through transistor Q 8 to charge capacitor C 1 . The discharge of the capacitor C 5 is a switching element.
This is done through diode D 2 when Q 1 is turned on. Power E 2 of the driving circuit 2 of the switching element Q 2 is obtained by the operation similar to the operation shown in Example 1. in this way,
Drive circuit according to the drive frequency of switching elements Q 1 and Q 2
By changing the electric power supplied to the power sources E 1 and E 2 of the power sources 1 and 2 , it is possible to prevent the occurrence of power loss as in the conventional example. Embodiment 3 FIG. 4 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the present invention is applied to the power source E 1 of the switching element Q 1 in the one-stone separately excited inverter circuit. First, the main circuit of the inverter circuit will be described. The DC power source E 0 is connected to the primary winding of the oscillation transformer OT via the switching element Q 1 , and the resonance capacitor C 0 is connected in parallel to the primary winding. A load Z is connected to the secondary winding of the oscillation transformer OT. When the switching element Q 1 is driven on / off, the oscillation transformer OT
The current flowing in the primary winding of the oscillating transformer OT is intermittent, the oscillating current flows in the LC resonance circuit consisting of the inductance of the primary winding of the oscillation transformer OT and the capacitor C 0, and the sine wave AC voltage is generated. Load Z with this AC voltage
Is driven. Next, the configuration of the drive circuit 1 will be described. At both ends of the capacitor C 1 for supplying power E 1 of the drive circuit 1, the collectors of the NPN transistors Q 9 and a PNP transistor Q 10 is connected. The bases of the transistors Q 9 and Q 10 are connected to the oscillation output of the control circuit 4, and the emitters are connected to the gate of the switching element Q 1 composed of a MOSFET via the resistor R 4 . The control circuit 4 is supplied with power by the capacitor C 1 and produces an oscillation output of a rectangular wave as shown in FIG. When the output of the control circuit 4 is in the "High" level, the transistor Q 9 is turned on, the transistor Q 10 is turned off, the gate-source capacitance of the switching element Q 1 is, transistor Q 9 from the capacitor C 1, resistors R 4 Be charged through. When the control output of the circuit 4 is in the "Low" level, the transistor Q 9 is turned off, a state of the transistor Q 10 can be turned on. At this time, the charge of the gate-source capacitance of the switching element Q 1 is discharged via the resistor R 4 and the transistor Q 10 . Next, the configuration of the power supply unit will be described. Capacitor C 1
Is connected to the DC power supply E 0 via the resistor R 1 and the collector-emitter of the transistor Q 4 . Transistors Q 3 , Q 4
And transistors Q 5, Q 6 are connected to form a current mirror circuit. Each transistor Q 3
When the current amplification factor hfe of the to Q 6 is a sufficiently high, substantially the same current as the current flowing through the transistor Q 5 is transistor
It flows into Q 6 , this current also flows into transistor Q 3 , and almost the same current flows into transistor Q 4 . The oscillation output of the control circuit 4 is also input to the timer circuit 3. The oscillation output of the control circuit 4 input to the timer circuit 3 is applied to one end of the capacitor C 6 via the buffer circuit G 2 . The other end of the capacitor C 6 is pulled up by the DC power supply E 1 via the resistor R 6 and the NOT circuit G 3
Has been entered. The output of NOT circuit G 3 is a transistor
It is input to the current mirror circuit consisting of Q 5 and Q 6 . When the output of the control circuit 4 becomes “High” level, one end of the capacitor C 6 becomes “High” level via the buffer circuit G 2 , and the other end pulled up by the resistor R 6 becomes “High” level.
Level and the output of the NOT circuit G 3 are the "Low" level. In this state, both ends of capacitor C 6 are
gh "level, the charging voltage of the capacitor C 6 becomes low. Next, when the output of the control circuit 4 becomes" Low "level, one end of the capacitor C 6 becomes" Lo "via the buffer circuit G 2.
It becomes "level. At this time, since the charging voltage of the capacitor C 6 lower, the other end of the capacitor C 6 is also" w becomes Low "level,
The output of NOT circuit G 3 is "Hig" as shown in Fig. 5 (b).
After that, the capacitor C 6 is charged from the DC power source E 1 through the resistor R 6 , the potential at the other end of the capacitor C 6 rises, and the output of the NOT circuit G 3 becomes as shown in FIG. As shown in b), it returns to the “Low” level after the elapse of a certain time t 1. This constant time t 1 is the time constant NOT of the resistor R 6 and the capacitor C 6.
Determined by the threshold level of circuit G 3 . As described above, in the present embodiment, after the switching element Q 1 is turned off, the output of the timer circuit 3 becomes “High” level for a certain time t 1 , and the current mirror circuit including the transistors Q 5 and Q 6 is provided. and current flows through the current mirror circuit consisting of transistors Q 3, Q 4, the capacitor C 1 is charged. Therefore, even if the driving frequency of the switching element Q 1 increases and the current consumption increases, the number of times of charging also increases, and the voltage of the power source E 1 does not decrease. On the contrary, even if the driving frequency of the switching element Q 1 is lowered and the current consumption is reduced, the number of times of charging is similarly reduced, so that the voltage E 1 is not increased. Incidentally, in the above embodiments, the uses a current mirror circuit of the transistor Q 3 to Q 6, since a high driving frequency of the switching element, the transistor Q 3 to Q 6 is operated in an unsaturated region, feeding This is to speed up the operation of the circuit. Instead of the transistor Q 3 to Q 6, it may use other switching elements such as FET. (Advantages of the Invention) As described above, the present invention supplies the driving power of the switching element by the required amount according to the driving condition of the switching element. Therefore, the loss due to the change of the driving condition and the driving power are increased. The effect is that there will be no shortage of.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の第1実施例の回路図、第2図は同上の
動作波形図、第3図は本発明の第2実施例の回路図、第
4図は本発明の第3実施例の回路図、第5図は同上の動
作波形図、第6図は従来例の回路図、第7図は他の従来
例の回路図、第8図は同上の動作波形図である。 1,2は駆動回路、3はタイマー回路、4は制御回路、E0
は直流電源、E1,E2は駆動用電源、Q1,Q2はスイッチン
グ素子、Zは負荷である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operation waveform diagram of the same, FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention, and FIG. Is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention, FIG. 5 is an operation waveform diagram of the same as above, FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional example, FIG. 7 is a circuit diagram of another conventional example, and FIG. It is an operation waveform diagram. 1, 2 are drive circuits, 3 are timer circuits, 4 are control circuits, and E 0
Is a DC power supply, E 1 and E 2 are drive power supplies, Q 1 and Q 2 are switching elements, and Z is a load.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.直流電源と、直流電源の電力をスイッチングするス
イッチング素子と、スイッチング素子のスイッチング動
作により発生された交流電力にて駆動される負荷と、ス
イッチング素子を制御信号に応じてオン・オフ駆動する
駆動回路と、前記直流電源から供給される電力により駆
動回路に電源供給を行う駆動用電源と、前記直流電源か
ら駆動用電源への供給電力をスイッチング素子の駆動条
件に応じて制御する給電回路とを有して成ることを特徴
とするインバータ装置。
(57) [Claims] A DC power supply, a switching element for switching the power of the DC power supply, a load driven by the AC power generated by the switching operation of the switching element, and a drive circuit for driving the switching element on / off according to a control signal. A driving power supply for supplying power to the driving circuit by the power supplied from the DC power supply, and a power supply circuit for controlling the power supplied from the DC power supply to the driving power supply according to the driving condition of the switching element. An inverter device characterized by comprising:
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