JP2770034B2

JP2770034B2 - インバータ

Info

Publication number: JP2770034B2
Application number: JP63316182A
Authority: JP
Inventors: 精一木嶋
Original assignee: 株式会社キジマ
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2013-06-25
Also published as: JPH02164282A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、２つのトランスを備えたプッシュプル回
路によって直流電力を交流電力に変換するインバータに
関する。

「従来の技術」第４図は蛍光灯11のドライバーとして構成されている
インバータ回路の従来例を示す。

このインバータ回路は、昇圧用トランス12、スイッチ
ング動作用のトランジスタ13、14などによって構成され
たプッシュプル回路を備えている。

すなわち、端子15よりLowレベルの始動信号を送る
と、電源スイッチ用のトランジスタ16がONし、端子17、
18に接続されたDC電源より直流電力が供給される。

これより、抵抗19を通ってトランジスタ13に、また、
抵抗20を通ってトランジスタ14に各々ベース電流が流れ
込む。このため、これらトランジスタ13、14が共に導通
する方向に移行するが、トランジスタ特性や回路構成上
いずれか一方のトランジスタが大きく導通状態に進み、
このトランジスタが先にONする。

例えば、トランジスタ13が先にONした場合、DC電源よ
り送られる電流がチョークコイル21を通ってトランス12
の一次コイル12Pに流れ、この一次コイル12Pには図示実
線向きの電圧が発生し、トランジスタ14のコレクタ電位
に比べトランジスタ13のコレクタ電位が低くなる。

また、三次コイル12Fには図示実線向きの電圧が発生
するため、トランジスタ13のベースに正帰還がかかり、
コレクタ電流が急速に増加する。このとき、二次コイル
12Sには図示実線向きの誘導電圧が発生し、蛍光灯11の
点灯を開始させる。

トランジスタ13の電流増加はベース電流と増幅度とに
よって定まる飽和点に達した時点で抑制されるから、そ
の電流増加が少なくなるに連れて昇圧トランス12の一次
コイル12Pには図示点線向きの電圧が発生し、トランジ
スタ13がONからOFF、トランジスタ14がOFFからONに切換
わる。

この結果、三次コイル12Fに発生した図示点線向きの
電圧によってトランジスタ14に正帰還がかかり、二次コ
イル12Sには図示点線向きの誘導電圧が発生し、蛍光灯1
1の点灯を継続させる。以後はトランジスタ13、14が同
様にして交互にONを繰り返し、二次コイル12Sに高い交
流電圧が発生する。

「発明が解決しようとする課題」上記したインバータの昇圧用のトランス12は、一次コ
イル12P、二次コイル12S、三次コイル12Fをボビンの巻
線筒状部に重ね巻きした後、その巻線筒状部内に一部を
挿入するようにしてフエライトコアを組み付けると共
に、ボビンに植設した端子ピンにコイル端部を止着した
構成となっている。

その結果、特に、巻数の多い二次コイル12Sについて
は巻回数が進むに連れて巻き回す径間が大きくなるため
に、線長の長いものとなる。

このように、巻き回す径間が大きくなるほど、他のコ
イルとの結合度が低下する一方、二次コイル抵抗が増え
るために、トランス効率が低くなる。一方、上記した昇
圧トランス12については常に小形化が要望されるため
に、小形化によるトランスの発熱、振動音等の影響が問
題となっており、その上、二次コイル12Sには数千ボル
トの出力電圧を発生させることがある関係で、この二次
コイル12Sに対する対電処理の構成が重要な課題となっ
てきた。

本発明は上記した実情にかんがみ、昇圧用トランスを
改良して上記の課題を解決したこの種のインバータを開
発することを目的とする。

「課題を解決するための手段」上記目的を達成するため、本発明では、独立した２つ
のトランスまたは一体構成の巻線部品とした２つのトラ
ンスを設け、これらトランスの一次コイルを並列に、二
次コイルを直列に各々接続し、さらに、一方のトランス
の一次コイル両端部には交互に動作させるようにした第
１、第２トランジスタを接続すると共に、この一次コイ
ルの中間タップと上記第１、第２トランジスタとを直流
電源の給電路とし、かつ、２つのトランスの二次コイル
間で上記直流電源の負極電位に保持すると共に、これら
二次コイルの誘導電圧の一部を上記第１、第２トランジ
スタに正帰還させるプッシュプル回路を形成し、２つの
トランスの二次コイルに発生する誘導電圧を合成して出
力させる構成としたことを特徴とするインバータを提案
する。

「作用」一方のトランスは、第１、第２トランジスタが交互に
ONすることで、中間タップより電源電流が流れ込み、一
次コイルには正方向と逆方向の電圧が順次発生し、この
二次コイルに誘導電圧が現われる。

他方のトランスは、その一次コイルが一方のトランス
の一次コイルに並列接続されているため、このトランス
の一次コイルには一方のトランスの一次コイルに発生し
た電圧が印加される。したがって、他方のコイルの二次
コイルには一方のトランスと同位相の誘導電圧が現われ
る。

上記２つのトランスの二次コイルが直列接続されるこ
とから、これら２つのトランスの誘導電圧が加算された
交流出力電圧が出力されることになる。

プッシュプル回路が上記のように動作するとき、２つ
の二次コイルに発生する誘導電圧の一部が第１、第２ト
ランジスタのベースに正帰還され、これらトランジスタ
のコレクタ電流が急速に増加する。

「実施例」次に、本発明の実施例について図面に沿って説明す
る。

第１図は本発明を実施したインバータの回路図である
が、第４図に示した従来例の回路と同じ部品及び部所に
ついては同符号を付して説明する。

図示する昇圧用トランス31、32は独立構成のもので、
トランス31の一次コイル31Pの両端部には交互にONする
トランジスタ13、14が接続され、また、この一次コイル
31Pの中間タップ31Cは給電端子としてチョークコイル21
に接続してある。

トランス32は一次コイル32Pを上記したトランス31の
一次コイル31Pに並列に接続してある。

上記２つのトランス31、32の二次コイル31S、32Sの誘
導電圧は加算されて交流電圧Voとなる蛍光灯11を点灯さ
せるようになっている。また、二次コイル31S、32Sの接
続部Ｑと直流電源DCの一側とを回路線33によって接続
し、トランス31は二次コイル31Sに発生する高電圧Vo₁に
対して絶縁処理し、トランス32は二次コイル32Sに発生
する高電圧Vo₂に対して絶縁処理する構成としてある。

なお、Vo₁＝Vo₂であれば、Vo₁＝Vo/2、Vo₂＝Vo/2を耐
電圧として絶縁構成すればよい。

また、２つの二次コイル31S、32Sには中間タップ31
t、32tを設け、中間タプ31tを第１トランジスタ13のベ
ースに、中間タプ32tを第２トランジスタ14のベースに
接続した正帰還回路が構成してある。

上記したインバータは、始動スイッチ34を投入してト
ランジスタ16をONさせることで直流電源DCによって給電
される。

このときトランジスタ13がONすれば、トランス31の一
次コイル31Pには図示実線向きの一次電圧が発生し、ト
ランジスタ14のコレクタ電圧が高くなり、また、この一
次コイル31Pの端子電圧Vabがそのままトランス32の一次
コイル32Pに印加されるため、これらトランス31、32の
二次コイル31S、32Sには図示実線向きの誘導電圧が発生
する。このとき、接続部Ｑと中間タップ31tとの間の電
圧がトランジスタ13のベースに正帰還される。

これより、トランジスタ13がトランス31の一次電流を
急速に増加させるように動作するため、各トランス31、
32の二次コイル31S、32Sには図示実線向きの高電圧が誘
起し、これらの高電圧が加算されて交流電圧Voとなり蛍
光灯11を点灯させる。

トランジスタ13が飽和点に達してコレクタ電流の増加
が少なくなると、トランス31の一次コイル31Pには図示
点線向きの電圧が発生し、トランジスタ13がONからOF
F、トランジスタ14がOFFからONに切換わる。このため、
トランス32の一次コイル32Pには図示点線向きの電圧が
印加される。

この動作で、トランジスタ14のコレクタ電流が増加す
ることによって、トランス31、32の二次コイル31S、32S
には図示点線向きの高電圧が誘起し、これら高電圧が交
流電圧Voとなって蛍光灯11の点灯を継続する。

なお、この動作段階では、接続部Ｑと中間タップ32t
との間の電圧が第２トランジスタ14のベースに加わり正
帰還作用が行なわれる。

以後、同様にトランジスタ13、14が交互にONし、トラ
ンス31、32による交流電圧Voが発生する。

上記したインバータは、トランス31が交流電圧Voの1/
2の電圧を、トランス32が同様に交流電圧Voの1/2の電圧
を負担するように構成できるから、これらトランス31、
32の二次コイル31S、32Sについては従来例のトランス13
に比べて巻数を半減することが可能になる。したがっ
て、トランス31、32各々の巻線長が短縮されるため、結
合度が良くなりトランス効率が高くなる。

また、トランス31、32の動作に余裕があるので、小形
化した場合でも発熱や振動音等の影響がほとんど生じな
い。その上、二次コイル31S、32Sの接続部Ｑに回路線33
を設けることによって、トランス31、32の絶縁が確実と
なり、さらに、二次コイル31S、32Sに発生した誘導電圧
の一部を第１、第２トランジスタに正帰還できるため、
正帰還用の三次コイルを備える必要がない。

一方、上記した実施例では独立構成の２つのトランス
31、32を使用しているが、これらトランス31、32は一体
構成の巻線部品とすることができる。

第２図及び第３図はトランス31、32を一個の巻線部品
として構成する場合の具体例を示す。この巻数部品は、
ボビン41の巻線筒部41aにトランス31の一次コイル31P、
二次コイル31Sを巻線し、コイル42として装備し、ま
た、巻線筒部41bには、トランス32の一次コイル32P、二
次コイル32Sを巻線し、コイル43として装備してある。
このような各コイルの端部はボビン41に植設した端子ピ
ン44、45、46に止着する。

フエライトコア47、48は同形のＥ形コアで、これらの
中央脚をボビン41の巻線筒部41a、41b内に挿入させるよ
うにして組付け、また、これらのコア47、48の脚端面に
接触させるようにしてＩ形のフエライトコア49をボビン
41の中鍔間41cに嵌合してある。

以上、一実施例について説明したが、本発明のインバ
ータは蛍光灯負荷にかかわらず各種の電気機器に使用で
き、また、第１図に点線をもって示した如く、トランス
32の一次コイル32Pに中間タップを設けてこれに給電線
路50を設ける等のことは任意である。

「発明の効果」上記した通り、本発明に係るインバータは、２つのト
ランスの一方を使ってプッシュプル回路を構成すると共
に、他方のトランスを一方のトランスに連動させ、これ
ら２つのトランス各々の二次側電圧を合成して負荷に必
要な交流電圧を得る構成としたので、２つのトランス各
々の巻線数を減らし、かつ、トランス結合度を高めるこ
とができる。その結果、各トランスの効率と絶縁強度を
高める上に有利となると共に、小形化することによって
生ずるインバータ用トランスの発熱、振動音等の影響が
極めて少なくなる。

また、本発明では、２つのトランスの二次側電圧の一
部を第１、第２トランジスタの正帰還電圧として利用す
るため、帰還用コイルを別途に設ける必要がなく、トラ
ンスの生産と小形化に極めて有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すインバータの回路図、
第２図は２つのトランスを一体構成した巻線部品のボビ
ンとフエライトコアの分解斜視図、第３図は上記巻線部
品の断面図、第４図は従来例として示したインバータの
回路図である。 13、14……プッシュプル回路を形成するトランジスタ 31、32……昇圧用のトランス 31P、32P……一次コイル 31S、32S……二次コイル 33……接地のための回路線

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】独立した２つのトランスまたは一体構成の
巻線部品とした２つのトランスを設け、これらトランス
の一次コイルを並列に、二次コイルを直列に各々接続
し、さらに、一方のトランスの一次コイル両端部には交
互に動作させるようにした第１、第２トランジスタを接
続すると共に、この一次コイルの中間タップと上記第
１、第２トランジスタとを直流電源の給電路とし、か
つ、２つのトランスの二次コイル間で上記直流電源の負
極電位に保持すると共に、これら二次コイルの誘導電圧
の一部を上記第１、第２トランジスタに正帰還させるプ
ッシュプル回路を形成し、２つのトランスの二次コイル
に発生する誘導電圧を合成して出力させる構成としたこ
とを特徴とするインバータ。