JP2774110B2 - Inverter device - Google Patents

Inverter device

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JP2774110B2
JP2774110B2 JP63219152A JP21915288A JP2774110B2 JP 2774110 B2 JP2774110 B2 JP 2774110B2 JP 63219152 A JP63219152 A JP 63219152A JP 21915288 A JP21915288 A JP 21915288A JP 2774110 B2 JP2774110 B2 JP 2774110B2
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雅人 大西
啓泰 竹内
正孝 三谷
雅司 中野
和己 菅井
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、直列に接続された2つのスイッチング素子
が交互にオンオフ動作することによって負荷回路へ高周
波電力を供給するインバータ装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device that supplies high frequency power to a load circuit by alternately turning on and off two switching elements connected in series.

[従来の技術] 第5図は従来のインバータ装置の回路図であり、第6
図はその動作波形図である。電源Eと並列に、スイッチ
ング素子Q1,Q2の直列回路を接続し、スイッチング素子Q
2と並列に負荷回路Zが接続されている。負荷回路Zは
チョークL0とコンデンサC0よりなる共振回路を含み、コ
ンデンサC0の両端に生じる電圧が負荷lに印加される。
OSCは発振回路であり、“High"レベルと“Low"レベルを
交互に繰り返す発振出力VA,VBを発生する。駆動回路A
はスイッチング素子Q1の駆動回路であり、トランジスタ
Tr5〜Tr9及び抵抗R3〜R5を含む。駆動回路Bはスイッチ
ング素子Q2の駆動回路であり、トランジスタTr10〜Tr14
及び抵抗R7〜R9を含む。駆動回路Aには、トランジスタ
Tr1〜Tr4と抵抗R6及び抵抗R10を含むレベルシフト回路
Cを介して、発振回路OSCの発振出力VAが供給されてい
る。駆動回路Bには、抵抗R11を介して発振回路OSCの発
振出力VBが供給されている。
[Prior Art] FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional inverter device, and FIG.
The figure is the operation waveform diagram. Connect a series circuit of switching elements Q 1 and Q 2 in parallel with the power
2 , a load circuit Z is connected in parallel. The load circuit Z comprises a resonant circuit consisting of the choke L 0 and capacitor C 0, the voltage developed across the capacitor C 0 is applied to the load l.
OSC is an oscillation circuit that generates oscillation outputs V A and V B that alternately alternate between “High” level and “Low” level. Drive circuit A
Is a drive circuit of the switching elements Q 1, transistor
Tr 5 including to Tr 9 and the resistor R 3 to R 5. Drive circuit B is a drive circuit of the switching element Q 2, the transistor Tr 10 to Tr 14
And a resistor R 7 to R 9. The drive circuit A includes a transistor
Via a level shift circuit C including tr 1 to Tr 4 and the resistor R 6 and the resistor R 10, the oscillation output V A of the oscillator OSC is supplied. The driving circuit B, and through the resistor R 11 is the oscillation output V B of the oscillator OSC is supplied.

上述のレベルシフト回路Cは、発振出力VAの電圧信号
を抵抗R10を介してトランジスタTr1,Tr2よりなる第1の
カレントミラー回路へ入力して電流信号に変換し、この
電流信号をトランジスタTr3,Tr4よりなる第2のカレン
トミラー回路を介して抵抗R6に伝達し、抵抗R6にて電圧
信号VRへ変換するものである。駆動回路Aを含む上側回
路用の電源は、抵抗R1を介して充電されるコンデンサC1
にて供給され、駆動回路Bを含む下側回路の電源は、抵
抗R2を介して充電されるコンデンサC2にて供給される。
スイッチング素子Q1,Q2のスイッチングによる電圧V2
変化は、電源コンデンサC1とトランジスタTr3を介して
トランジスタTr2のコレクタ・エミッタ間に加わるが、
カレントミラー回路の定電流特性により、電流信号は安
定に伝達されるものである。
The level shift circuit C described above, was converted to a current signal input to the first current mirror circuit consisting of transistors Tr 1, Tr 2 a voltage signal of the oscillation output V A via a resistor R 10, the current signal through the second current mirror circuit consisting of transistors Tr 3, Tr 4 and transmitted to the resistor R 6, and converts the voltage signals V R by resistance R 6. Power for the upper circuit including a driving circuit A, the capacitor C 1 is charged through the resistor R 1
It is supplied by the power source of the lower circuit including a driving circuit B is supplied by the capacitor C 2 is charged through the resistor R 2.
The change in the voltage V 2 due to the switching of the switching elements Q 1 and Q 2 is applied between the collector and the emitter of the transistor Tr 2 via the power supply capacitor C 1 and the transistor Tr 3 .
The current signal is stably transmitted by the constant current characteristic of the current mirror circuit.

第6図の時刻t0において、発振出力VAが“High"レベ
ルになると、抵抗R10を介してトランジスタTr1,Tr2にベ
ース電流が供給され、トランジスタTr2のコレクタ・エ
ミッタ間に電流が流れる。この電流はトランジスタTr3,
Tr4に流れて、トランジスタTr4のコレクタに伝達され、
抵抗R6により電圧信号VRに変換され、電圧信号VRが“Hi
gh"レベルとなる。これにより、トランジスタTr5,Tr6
オンし、トランジスタTr7,Tr9がオフし、トランジスタT
r8がオンとなり、電圧V9が“High"レベルとなって、ス
イッチング素子Q1へオン信号が供給される。このとき、
スイッチング素子Q1の電流I1は負方向に流れている。こ
れは、コンデンサC0とチョークL0を含む負荷回路Zの持
つ共振周波数よりも発振回路OSCの発振周波数が高く設
定されており、電流位相が遅れているためであり、この
ようにすると、スイッチング素子Q1,Q2のスイッチング
時には、まず負方向から電流I1,I2が流れるため、スイ
ッチング素子Q1,Q2のスイッチング損失を低減できる効
果がある。
6 at time t 0 of Figure, the oscillation output V A becomes "High" level, the base current is supplied through a resistor R 10 to the transistor Tr 1, Tr 2, the current between the collector and emitter of the transistor Tr 2 Flows. This current is applied to the transistor Tr 3 ,
Flows to Tr 4, is transmitted to the collector of the transistor Tr 4,
The resistor R 6 is converted into a voltage signal V R, the voltage signal V R is "Hi
gh "level. As a result, the transistors Tr 5 and Tr 6 are turned on, the transistors Tr 7 and Tr 9 are turned off, and the transistor T 5 is turned off.
r 8 is turned on, the voltage V 9 becomes a "High" level, the ON signal is supplied to the switching element Q 1. At this time,
Current I 1 of the switching element Q 1 is flowing in the negative direction. This capacitor C 0 and the choke L 0 is set higher oscillation frequency of the oscillation circuit OSC than the resonance frequency with the load circuit Z containing is because the current phase is delayed, in this case, switching At the time of switching of the elements Q 1 and Q 2, the currents I 1 and I 2 first flow from the negative direction, so that the switching loss of the switching elements Q 1 and Q 2 can be reduced.

時刻t1で発振出力VAが“Low"レベルになると、トラン
ジスタTr2のコレクタ電流は流れなくなり、電圧信号VR
も“Low"レベルとなって、電圧V9が“Low"レベルとな
り、スイッチング素子Q1がオフする。このとき、チョー
クL0に流れていた電流が流れ続けようとして、スイッチ
ング素子Q2へ負方向の電流となって流れることになる。
同時に、発振出力VBは“High"レベルとなり、抵抗R11
介してトランジスタTr12,Tr13がオン、トランジスタTr
11,Tr14がオフとなって、トランジスタTr10がオンし、
出力電圧V11が“High"レベルとなって、スイッチング素
子Q2にオン信号が供給され、電流I2が流れる。
When the time t 1 in the oscillation output V A becomes "Low" level, the collector current of the transistor Tr 2 stops flowing, the voltage signal V R
Also becomes "Low" level, the voltage V 9 becomes "Low" level, the switching element Q 1 is turned off. At this time, as tries to continue the current flowing in the choke L 0 flows will flow a negative direction of the current to the switching element Q 2.
At the same time, the oscillation output V B becomes a "High" level, the transistor Tr 12 via the resistor R 11, Tr 13 is turned on, the transistor Tr
11 , Tr 14 is turned off, transistor Tr 10 is turned on,
Output voltage V 11 becomes a "High" level, is supplied on signal to the switching element Q 2, current I 2 flows.

時刻t2で再びスイッチング素子Q2がオフ、スイッチン
グ素子Q1がオンとなり、この繰り返しで、負荷回路Zに
高周波電力を供給するものである。電圧V2は第6図
(h)に示すように、電流I1が負方向のときには、負荷
回路Zより直流電源Eへの回生電流となるため、電流電
源EのレベルVEよりも少し上昇する。また、電流I2が負
方向のときには、負荷回路Zのインダクタンス成分によ
り電圧V2はゼロレベルよりも低電位となる。
Again the switching element Q 2 is turned off at time t 2, the switching element Q 1 is turned on, in this repetition, and supplies high-frequency power to the load circuit Z. The voltage V 2 as shown in Figure No. 6 (h), when the current I 1 is negative direction, because from the load circuit Z a regenerative current to the DC power source E, a little higher than the level V E of current power supply E I do. Further, when the current I 2 is negative, the voltage V 2 due to the inductance component of the load circuit Z is a lower potential than the zero level.

[発明が解決しようとする課題] 上述の従来技術において、発振回路OSCと駆動回路A,B
及びレベルシフト回路CをPN接合にて耐電圧を持たせる
構造の接合分離型半導体集積回路に集積する場合に、イ
ンバータ装置に誤動作が生じるという問題がある。以
下、この点について説明する。
[Problem to be Solved by the Invention] In the above-described conventional technology, the oscillation circuit OSC and the driving circuits A and B
In addition, when the level shift circuit C is integrated in a junction-separated semiconductor integrated circuit having a structure in which a withstand voltage is provided by a PN junction, there is a problem that a malfunction occurs in the inverter device. Hereinafter, this point will be described.

第7図に示すように、P型サブストレート1の上に、
N型エピタキシャル層2を形成し、これをP型拡散層3
にて分離して、分離されたN型エピタキシャル層2に各
素子を形成する。耐圧の分離をP型サブストレート1と
N型エピタキシャル層2の間のPN接合にて行っているの
が特徴であり、P型サブストレート1は回路上の基準電
位に通常接続される。第5図の回路では直流電源Eの負
極端の電圧V0が基準電位となる。P型サブストレート1
が回路動作上、最も低い電位にあれば、N型エピタキシ
ャル層2とはPN接合の逆方向特性で分離でき、各素子間
もP型拡散層3で分離することによって、駆動回路A,B
のような異なる電位で動作する回路を同一のチップ上に
構成できるものである。N型エピタキシャル層2の下層
部にはN+拡散層4を設けてある。
As shown in FIG. 7, on the P-type substrate 1,
An N-type epitaxial layer 2 is formed, and this is
Each element is formed on the separated N-type epitaxial layer 2. The feature is that the breakdown voltage is separated by a PN junction between the P-type substrate 1 and the N-type epitaxial layer 2, and the P-type substrate 1 is usually connected to a reference potential on a circuit. In the circuit of FIG. 5 is a negative electrode of the voltage V 0 is the reference potential of the DC power source E. P-type substrate 1
Is at the lowest potential in terms of circuit operation, it can be separated from the N-type epitaxial layer 2 by the reverse characteristic of the PN junction, and each element is separated by the P-type diffusion layer 3 so that the driving circuits A and B
Circuits operating at different potentials can be configured on the same chip. An N + diffusion layer 4 is provided below the N-type epitaxial layer 2.

第7図はNPNトランジスタ及びPNPトランジスタの構造
を例示している。NPNトランジスタでは、N型エピタキ
シャル層2にN+拡散層7を設けてコレクタ領域とすると
共に、P型拡散層5よりなるベース領域を設けて、この
P型拡散層5にN+拡散層6よりなるエミッタ領域を設け
て成るものである。PNPトランジスタでは、N型エピタ
キシャル層2にN+拡散層8を設けてベース領域とすると
共に、P型拡散層9よりなるコレクタ領域と同じくP型
拡散層10よりなるエミッタ領域を設けて成るものであ
る。
FIG. 7 illustrates the structure of an NPN transistor and a PNP transistor. The NPN transistor, with the N-type epitaxial layer 2 on the N + diffusion layer 7 is provided a collector region, provided with a base region formed of P-type diffusion layer 5, from the N + diffusion layer 6 in the P-type diffusion layer 5 In which an emitter region is provided. In the PNP transistor, an N + diffusion layer 8 is provided in the N type epitaxial layer 2 to serve as a base region, and a collector region formed of a P type diffusion layer 9 and an emitter region formed of a P type diffusion layer 10 are provided. is there.

このような半導体集積回路に第5図に示す回路を構成
した場合に、駆動回路A及びトランジスタTr3,Tr4と基
準電位V0の間にできる、いわゆる寄生ダイオードD1〜D6
を含めた回路を第8図に示す。また、半導体集積回路の
内部では各素子を結線して回路を構成するために、第9
図に示すように、素子の上に酸化ケイ素の被膜等よりな
る絶縁層11を設け、その上にアルミニウム被膜等よりな
る配線12〜15を形成することになる。配線12〜15と素子
の間は同じくアルミニウム被膜等よりなるコンタクトで
接続される。配線12〜15が一平面内で実施できない場合
には、2層配線等を行うことにより実施される。この場
合、第9図に示すように、それぞれの配線間距離が短く
なったり、長い距離にわたって配線が平行に配置された
りすることにより、容量成分Cxが大きくなることが一般
的となる。
When the circuit shown in FIG. 5 is configured in such a semiconductor integrated circuit, so-called parasitic diodes D 1 to D 6 formed between the drive circuit A and the transistors Tr 3 and Tr 4 and the reference potential V 0.
8 is shown in FIG. Further, in order to connect each element inside the semiconductor integrated circuit to form a circuit,
As shown in the drawing, an insulating layer 11 made of a silicon oxide film or the like is provided on the element, and wirings 12 to 15 made of an aluminum film or the like are formed thereon. The wirings 12 to 15 and the element are connected by a contact made of an aluminum film or the like. If the wirings 12 to 15 cannot be implemented in one plane, the wiring is implemented by performing two-layer wiring or the like. In this case, as shown in FIG. 9, it is general that the capacitance component Cx becomes large by shortening the distance between the wirings or arranging the wirings in parallel over a long distance.

このような状態で、第8図に示す回路を動作させる
と、各部の動作波形は第10図に示すようになる。時刻t0
で発振出力VAが“High"レベルになると、第5図の回路
と同様にしてスイッチング素子Q1がオンし、電圧V2が高
レベルとなる。電流I1が流れ、時刻t1にて発振出力VA
“Low"レベルになると、スイッチング素子Q1はオフし、
チョークL0に流れていた電流が流れ続けようとし、スイ
ッチング素子Q2へ負方向の電流となって流れる。このと
き、駆動回路Aより駆動回路Bの方が高電位となり、瞬
間的に電圧V2が下降することになる。このとき、駆動回
路Aの内部では、電圧VRが“Low"レベルであるから、ト
ランジスタTr5,Tr6がオフし、トランジスタTr7,Tr9がバ
イアス抵抗R4,R3によりオンしている。故に、寄生ダイ
オードD2,D5を介してチョークL0による電流が分流しや
すくなる。したがって、ダイオードD2からの分流電流が
流れ込もうとすると、電圧V7が上昇することになる。第
9図に示すように、電圧V7の印加される配線15と電圧VR
の印加される配線14とが近い場合には、容量成分Cxが大
きいため、電圧V7や電圧V9が上昇すれば、容量成分Cxを
介して抵抗R6に電流が流れ、電圧VRが上昇しやすくな
る。このような状態では、時刻t12において、電圧VR
上昇してトランジスタTr6がオンし、電圧V7がさらに上
昇するようになって、トランジスタTr8がオンし、電圧V
9が“High"レベルとなってしまう。故に、スイッチング
素子Q1がオンし、電圧V2が基準電位V0に対して正の電圧
となって、このとき、既にスイッチング素子Q2の入力信
号V11は“High"レベルであるため、スイッチング素子Q1
とQ2が同時にオンしてしまうことになる。
When the circuit shown in FIG. 8 is operated in such a state, the operation waveform of each part is as shown in FIG. Time t 0
In the oscillation output V A becomes "High" level, the switching element Q 1 in the same manner as the circuit of FIG. 5 is turned on, the voltage V 2 becomes high level. When the current I 1 flows and the oscillation output VA goes to “Low” level at time t 1 , the switching element Q 1 turns off,
And tries to continue to flow a current flowing in the choke L 0, flows a negative direction of the current to the switching element Q 2. In this case, towards the driving circuit B from the drive circuit A becomes a high potential, so that the instantaneous voltage V 2 drops. At this time, inside the drive circuit A, since the voltage V R is "Low" level, the transistors Tr 5, Tr 6 are turned off, the transistor Tr 7, Tr 9 is turned on by the bias resistors R 4, R 3 I have. Thus, the current is easily diverted by choke L 0 through the parasitic diode D 2, D 5. Accordingly, when the shunt current from the diode D 2 when you flow into, so that the voltage V 7 rises. As shown in FIG. 9, voltage and wire 15 to be applied in the voltage V 7 V R
If the applied wire 14 and is near the because the capacitive component Cx large, if increasing the voltage V 7 and the voltage V 9, a current flows through the resistor R 6 via a capacitive component Cx, the voltage V R It is easy to rise. In this state, at time t 12, the transistor Tr 6 is turned on the voltage V R rises, so the voltage V 7 further increases, the transistor Tr 8 is turned on, the voltage V
9 becomes "High" level. Thus, since then on the switching element Q 1 is, become a positive voltage is the voltage V 2 with respect to the reference potential V 0, this time, already input signal V 11 of the switching element Q 2 is "High" level, Switching element Q 1
Q 2 is that ends up on at the same time as.

半導体集積回路の内部にこのような寄生ダイオードを
介する電流経路が存在すると、どこかの配線にノイズ的
に寄生ダイオードを介して電圧が現れるようになり、こ
の種の誤動作を無くすことは困難であった。
If a current path via such a parasitic diode exists inside the semiconductor integrated circuit, a voltage appears via somewhere in the wiring through the parasitic diode as noise, and it is difficult to eliminate this type of malfunction. Was.

本発明はこ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、寄生ダイオードによる回路の
誤動作を無くし、安定した動作を可能としたインバータ
装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of such a point,
It is an object of the present invention to provide an inverter device that eliminates a malfunction of a circuit due to a parasitic diode and enables a stable operation.

[課題を解決するための手段] 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第
1図に示すように、第1の直流電源Eと並列に2つの主
スイッチング素子Q1,Q2の直列回路を接続し、少なくと
も一方の主スイッチング素子Q2と並列に、少なくともイ
ンダクタンス成分(チョークL0)を含む負荷回路Zを接
続し、それぞれの主スイッチング素子Q1,Q2の駆動回路
A,BをPN接合で耐電圧を持たせる接合分離型の半導体集
積回路上に構成し、各駆動回路A,Bは主スイッチング素
子Q1,Q2へ直接駆動電流を供給する出力用スイッチング
素子(トランジスタTr8〜Tr11)と、その出力用スイッ
チング素子へ制御信号を供給する前段部とからなり、前
記PN接合におけるP型領域から見て高電位側の駆動回路
Aは、前記2つの主スイッチング素子Q1,Q2の接続点に
一端を接続された第2の直流電源(コンデンサC1)から
給電され、前記高電位側の駆動回路Aにおける出力用ス
イッチング素子と第2の直流電源の前記一端との接続点
と前記高電位側の駆動回路Aにおける前段部との間に抵
抗R12を挿入して成ることを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] In the present invention, in order to solve the above problems, as shown in FIG. 1, two main switching elements Q 1 , a series circuit of a Q 2, at least one of parallel to the main switching element Q 2, at least the load circuit Z which includes an inductance component (choke L 0) is connected, each of the main switching element Q 1, Q 2 drive circuit
A and B are configured on a junction-separated type semiconductor integrated circuit that has a withstand voltage by PN junction, and each drive circuit A and B is an output switching element that supplies a drive current directly to the main switching elements Q 1 and Q 2 (Transistors Tr 8 to Tr 11 ) and a former stage for supplying a control signal to the output switching element, and the driving circuit A on the high potential side when viewed from the P-type region in the PN junction is the two main circuits. The power is supplied from a second DC power supply (capacitor C 1 ) having one end connected to a connection point between the switching elements Q 1 and Q 2 , and is connected between the output switching element and the second DC power supply in the high-potential side drive circuit A. it is characterized in that formed by inserting a resistor R 12 between the front portion of the drive circuit a in the high-potential side and the connection point between the one end.

[作 用] 以下、本発明の作用を第1図の回路により説明する。
PN接合分離された駆動回路A,Bのうち、基準電位V0に接
続されるP型領域から見て高電位側の駆動回路Aは、主
スイッチング素子Q1,Q2の接続点に一端を接続されたコ
ンデンサC1から給電されており、この駆動回路Aの前段
部の素子に流れる電流は、主スイッチング素子Q1,Q2
接続点に流れる。主スイッチング素子Q1がオフすると、
主スイッチング素子Q1,Q2との接続点の電位V2よりも、
P型領域の電位V0の方が高くなり、PN接合を介して駆動
回路Aの前段部の素子に電流が流れようとするが、この
電流は抵抗R12により抑制されるので、誤動作の発生を
招くことはないものである。
[Operation] The operation of the present invention will be described below with reference to the circuit of FIG.
Of the drive circuits A and B separated from the PN junction, the drive circuit A on the high potential side when viewed from the P-type region connected to the reference potential V 0 has one end connected to the connection point of the main switching elements Q 1 and Q 2. is powered by a capacitor connected C 1, the current flowing in the element of the first part of the drive circuit a, it flows to the connection point of the main switching element Q 1, Q 2. When the main switching element Q 1 is turned off,
More than the potential V 2 at the connection point with the main switching elements Q 1 and Q 2 ,
The potential V 0 in the P-type region becomes higher, and a current tends to flow through the PN junction to the element at the preceding stage of the driving circuit A. However, since this current is suppressed by the resistor R 12 , malfunction may occur. Is not invited.

[実施例] 第1図は本発明の第1実施例の回路図である。直流電
源Eの両端には、スイッチング素子Q1,Q2の直列回路が
接続されている。スイッチング素子Q1,Q2は例えばダイ
オードを逆並列接続されたトランジスタにて構成され
る。各スイッチング素子Q1,Q2は駆動回路A,Bの出力V9,V
11によりそれぞれオンオフ駆動される。一方のスイッチ
ング素子Q2の両端には、チョークL0を介して、負荷lと
コンデンサC0との並列回路が接続されている。負荷lと
しては、例えば放電灯が用いられる。
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention. A series circuit of switching elements Q 1 and Q 2 is connected to both ends of the DC power supply E. The switching elements Q 1 and Q 2 are configured by transistors in which diodes are connected in anti-parallel, for example. Each switching element Q 1 , Q 2 is the output V 9 , V
On / off driving is performed by 11 respectively. The one ends of the switching element Q 2, via a choke L 0, a parallel circuit of the load l and the capacitor C 0 is connected. As the load 1, for example, a discharge lamp is used.

スイッチング素子Q1の両端に接続された抵抗R1,コン
デンサC1の直列回路は上側回路の電源回路であり、電流
電源Eの両端に接続された抵抗R2,コンデンサC2の直列
回路は下側回路の電源回路である。コンデンサC2にて給
電される発振回路OSCは、2つの発振出力VA,VBを出力し
ている。発振出力VBは駆動回路Bに入力され、発振出力
VAはレベルシフト回路Cを介して、駆動回路Aに入力さ
れる。レベルシフト回路Cは、トランジスタTr1〜Tr4
び抵抗R6,R10よりなり、トランス等の絶縁素子を用いな
いで信号伝達を行っている。トランジスタTr1には発振
回路OSCの発振出力VAが抵抗R10を介して供給されてい
る。トランジスタTr1,Tr2はカレントミラー回路を構成
しており、トランジスタTr1に流れる電流と同じ電流が
トランジスタTr2にも流れる。トランジスタTr2に流れる
電流は、トランジスタTr3,Tr4よりなるカレントミラー
回路に供給されており、トランジスタTr3に流れる電流
と同じ電流がトランジスタTr4にも流れる。トランジス
タTr4は抵抗R6を直列に接続されて、抵抗R12を介してコ
ンデンサC1の両端に接続されている。
The series circuit of the resistor R 1 and the capacitor C 1 connected to both ends of the switching element Q 1 is the power supply circuit of the upper circuit, and the series circuit of the resistor R 2 and the capacitor C 2 connected to both ends of the current power supply E is the lower circuit. This is the power supply circuit of the side circuit. Oscillation circuit OSC powered by the capacitor C 2 has two oscillation output V A, and outputs the V B. Oscillation output V B is input to the driving circuit B, oscillation output
VA is input to the drive circuit A via the level shift circuit C. The level shift circuit C is made of a transistor Tr 1 to Tr 4 and resistors R 6, R 10, and performs signal transmission without using an insulating element of transformer or the like. The transistor Tr 1 is supplied oscillation output V A of the oscillator OSC via a resistor R 10. The transistors Tr 1 and Tr 2 form a current mirror circuit, and the same current as the current flowing through the transistor Tr 1 also flows through the transistor Tr 2 . Current flowing through the transistor Tr 2 is supplied to the current mirror circuit consisting of transistors Tr 3, Tr 4, the same current as the current flowing through the transistor Tr 3 also flows to the transistor Tr 4. Transistor Tr 4 is connected to resistor R 6 in series, it is connected across the capacitor C 1 via the resistor R 12.

抵抗R6に生じる電圧VRは、駆動回路Aにおけるトラン
ジスタTr5,Tr6のベースに印加されている。トランジス
タTr5,Tr6,Tr7のエミッタは、抵抗R12を介してコンデン
サC1の負極端に接続され、コレクタは抵抗R3,R4,R5を介
してコンデンサC1の正極端に接続されている。トランジ
スタTr5のコレクタはトランジスタTr9のベースに、トラ
ンジスタTr6のコレクタはトランジスタTr7のベースに、
トランジスタTr7のコレクタはトランジスタTr8のベース
にそれぞれ接続されている。トランジスタTr8のコレク
タはコンデンサC1の正極端に接続され、トランジスタTr
9のエミッタはコンデンサC1の負極端に接続されてい
る。トランジスタTr8のエミッタはトランジスタTr9のコ
レクタに共通接続されて、その接続点からスイッチング
素子Q1に駆動信号を供給している。
Voltage V R generated in the resistor R 6 is applied to the base of the transistor Tr 5, Tr 6 in the drive circuit A. The emitter of the transistor Tr 5, Tr 6, Tr 7 is connected to the negative terminal of the capacitor C 1 via the resistor R 12, collector resistors R 3, R 4, positive terminal of the capacitor C 1 via the R 5 It is connected. To the base of the transistor Tr collector of 5 transistor Tr 9, the collector of the transistor Tr 6 to the base of the transistor Tr 7,
The collector of the transistor Tr 7 are respectively connected to the base of the transistor Tr 8. The collector of the transistor Tr 8 are connected to the positive terminal of the capacitor C 1, a transistor Tr
9 of the emitter is connected to the negative terminal of the capacitor C 1. The emitter of the transistor Tr 8 are connected in common to the collector of the transistor Tr 9, and supplies a drive signal from the connection point to the switching element Q 1.

一方、発振回路OSCの発振出力VBは、抵抗R11を介して
駆動回路BにおけるトランジスタTr12,Tr13のベースに
印加されている。トランジスタTr12,Tr13,Tr14のエミッ
タは、コンデンサC2の負極端に接続され、コレクタは抵
抗R9,R8,R7を介してコンデンサC2の正極端に接続されて
いる。トランジスタTr12のコレクタはトランジスタTr11
のベースに、トランジスタTr13のコレクタはトランジス
タTr14のベースに、トランジスタTr14のコレクタはトラ
ンジスタTr10のベースにそれぞれ接続されている。トラ
ンジスタTr10のコレクタはコンデンサC2の正極端に接続
され、トランジスタTr11のエミッタはコンデンサC2の負
極端に接続されている。トランジスタTr10のエミッタは
トランジスタTr11のコレクタに共通接続されて、その接
続点からスイッチング素子Q2に駆動信号を供給してい
る。
On the other hand, the oscillation output V B of the oscillator OSC via a resistor R 11 is applied to the base of the transistor Tr 12, Tr 13 in the drive circuit B. The emitter of the transistor Tr 12, Tr 13, Tr 14 is connected to the negative terminal of the capacitor C 2, the collector is connected to the positive terminal of the capacitor C 2 through a resistor R 9, R 8, R 7 . The collector of the transistor Tr 12 is the transistor Tr 11
The base, the collector of the transistor Tr 13 to the base of the transistor Tr 14, the collector of the transistor Tr 14 are connected to the base of the transistor Tr 10. The collector of the transistor Tr 10 is connected to the positive terminal of the capacitor C 2, the emitter of the transistor Tr 11 is connected to the negative terminal of the capacitor C 2. The emitter of the transistor Tr 10 are connected in common to the collector of the transistor Tr 11, and supplies a drive signal from the connection point to the switching element Q 2.

本実施例は、駆動回路Aにおいて、スイッチング素子
Q1へ直接オンオフ電流を供給するトランジスタTr8,Tr9
と、その前段部のトランジスタTr3〜Tr7及び抵抗R3〜R5
よりなる回路の電源のマイナスラインの間に抵抗R12
挿入したものである。駆動回路Aに抵抗R12を挿入した
ことによる部分図を第2図に示す。また、上記回路の各
部の動作波形を第3図に示す。第3図において、電圧
VR,V6,V7,V12,V9は電圧V2を基準としてある。時刻t0
発振出力VAが“High"レベルになると、第5図の回路と
同様にスイッチング素子Q1がオンする。このとき、電圧
信号VRは“High"レベルであり、トランジスタTr5,Tr6
オンし、トランジスタTr7はオフしている。抵抗R12に生
じる電圧V12は、この動作電流により上昇する。
This embodiment is different from the driving circuit A in that the switching element
Transistors Tr 8 and Tr 9 that supply on / off current directly to Q 1
When the transistor Tr 3 to Tr 7 and the resistor R 3 to R 5 in the preceding stage
It is obtained by inserting the resistor R 12 between the negative line of the power supply become more circuits. A partial view due to the insertion of the resistor R 12 to the drive circuit A shown in Figure 2. FIG. 3 shows operation waveforms of each part of the circuit. In FIG.
V R , V 6 , V 7 , V 12 , and V 9 are based on the voltage V 2 . The oscillation output V A becomes "High" level at time t 0, in the same manner as the circuit of Figure 5 the switching element Q 1 is turned on. At this time, a voltage signal V R is "High" level, the transistors Tr 5, Tr 6 are turned on, the transistor Tr 7 is turned off. Voltage V 12 generated in the resistor R 12 is raised by the operating current.

時刻t1で発振出力VAが“Low"レベルになると、スイッ
チング素子Q1はオフする。チョークL0に流れていた電流
は流れ続けようとし、スイッチング素子Q2を負方向に流
れ、電圧V2が基準電位V0に対して負の電圧となり、基準
電位V0の方が電圧V2よりも高くなる。このとき、駆動回
路Aでは電圧VRが“Low"レベルとなるため、トランジス
タTr5,Tr6がオフし、トランジスタTr7,Tr9がオンして、
トランジスタTr8がオフしている。そして、基準電位V0
の方が電圧V2よりも高くなることにより、トランジスタ
Tr7,Tr9につながる寄生ダイオードD2,D5を介して電流が
バイパスしやすくなる。
The oscillation output V A becomes "Low" level at time t 1, the switching element Q 1 is turned off. Current flowing through the choke L 0 is then tries to continue to flow, flows through the switching element Q 2 in the negative direction, a negative voltage with respect to the voltage V 2 reference potential V 0, the reference potential V it is voltage V 2 0 Higher than. At this time, since the voltage V R, the drive circuit A becomes "Low" level, the transistors Tr 5, Tr 6 are turned off, the transistor Tr 7, Tr 9 is turned on,
Transistor Tr 8 is off. Then, the reference potential V 0
By who is higher than the voltage V 2, transistor
The current is easily bypassed via the parasitic diodes D 2 and D 5 connected to Tr 7 and Tr 9 .

しかしながら、本発明によれば寄生ダイオードD2を介
して流れる電流が抵抗R12により抑制されることにな
る。さらに、第9図に示すように、半導体集積回路の内
部配線により、容量成分Cxが大きくなり、例えば、電圧
VRと電圧V7の配線が近くなっても、従来のような誤動作
は発生しないようになる。これは、第2図に示すよう
に、負荷回路Zの両端からダイオードD2を介して流入す
る経路上で、トランジスタTr6のエミッタ側に抵抗R12
接続されたことになるため、電圧V7が上昇するときに、
容量成分Cxにより電圧VRにもその影響が現れたとして
も、抵抗R12がエミッタ抵抗を作用することにより、ト
ランジスタTr6が完全に活性化されることを防げるもの
である。
However, the current flowing through the parasitic diode D 2 is to be suppressed by the resistor R 12 according to the present invention. Further, as shown in FIG. 9, the capacitance component Cx increases due to the internal wiring of the semiconductor integrated circuit.
Even if the wirings of V R and V 7 are close to each other, a malfunction as in the related art will not occur. This is because, as shown in FIG. 2, on the path that flows from both ends of the load circuit Z via the diode D 2, to become the resistance R 12 to the emitter side of the transistor Tr 6 are connected, the voltage V When 7 rises,
Even if its impact on the voltage V R appearing by the capacity component Cx, by resistor R 12 acts an emitter resistor are those possible to prevent the transistor Tr 6 is fully activated.

つまり、時刻t12において、トランジスタTr5,Tr6はオ
フし、トランジスタTr7はオンしているため、抵抗R12
は電圧V12が加わることになり、したがって、電圧VR
上昇でトランジスタTr6がオンしようとしても、抵抗R12
が存在することにより完全にオンすることはなく、電圧
V6はほとんど低下しない。故に、トランジスタTr7はオ
フせず、電圧V7は大きく上昇しない。このため、トラン
ジスタTr8がオンすることはなく、電圧V9はスイッチン
グ素子Q1をオンさせるには至らない。
That is, at time t 12, the transistor Tr 5, Tr 6 is turned off, the transistor Tr 7 is ON, will be the voltage V 12 applied to the resistor R 12, therefore, the transistors in increase in the voltage V R Even if Tr 6 tries to turn on, resistance R 12
Will not turn on completely due to the presence of
V 6 hardly drops. Thus, the transistor Tr 7 is not turned off, the voltage V 7 does not increase greatly. Thus, no transistor Tr 8 is turned on, the voltage V 9 does not lead to turn on the switching element Q 1.

このように、抵抗R12を挿入することにより、スイッ
チング素子Q1がオフして、電圧V2よりも基準電位V0が高
電位となっても、寄生ダイオードD2から分流しようとす
る負荷電流による誤動作が無くなるので、インバータ装
置の発振動作が安定するものである。
Thus, by inserting the resistor R 12, the switching element Q 1 is turned off, even if the reference potential V 0 which than the voltage V 2 becomes high potential, the load current to be diverted from the parasitic diode D 2 As a result, the oscillating operation of the inverter device is stabilized.

第4図は本発明の第2実施例の回路図である。本実施
例にあっては、誤動作防止用の抵抗R12のほかに、分流
用のコンデンサC3を接続したものである。このコンデン
サC3を接続することにより、スイッチング素子Q2への逆
方向の電流が寄生ダイオードへ流れ込もうとする場合
に、基準電位V0と電位V12の間に低インピーダンスの素
子を接続することになって、寄生ダイオードへの分流電
流を低減できるものである。このようなコンデンサC3
設けることにより、誤動作防止用の抵抗R12の効果をよ
り一層高めることができるものである。
FIG. 4 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, in addition to the resistor R 12 for preventing malfunction is obtained by connecting a capacitor C 3 for diversion. By connecting the capacitor C 3, when a reverse current to the switching element Q 2 is going flow into the parasitic diode, to connect the element with low impedance between the reference potential V 0 which the potential V 12 As a result, the shunt current to the parasitic diode can be reduced. By providing such a capacitor C 3, in which it is possible to enhance the effect of the resistance R 12 for preventing malfunction further.

なお、抵抗R12は駆動回路Aにおける出力用のトラン
ジスタTr8,Tr9に制御信号を与える前段部の回路構成が
第1図に示す回路構成とは異なる場合にも、誤動作を起
こしやすいトランジスタのエミッタ回路に挿入される構
成であれば、同様の効果が得られるものである。
The resistor R 12 is also the case where the circuit configuration of the front portion to provide a control signal to the transistor Tr 8, Tr 9 for output in the driving circuit A is different from the circuit configuration shown in FIG. 1, malfunctioning easy transistors The same effect can be obtained as long as the structure is inserted into the emitter circuit.

また、負荷回路ZはチョークL0を含むのみで、コンデ
ンサC0を含まない場合においても、電圧V2よりも基準電
位V0の方が高い状態が発生し得る負荷回路であれば、同
様の効果が得られるものである。
Further, even if the load circuit Z only includes the choke L 0 and does not include the capacitor C 0 , the same applies to a load circuit that can generate a state where the reference potential V 0 is higher than the voltage V 2 . An effect can be obtained.

[発明の効果] 本発明は上述のように、直列に接続された2つの主ス
イッチング素子が交互にオンオフ動作することによって
インダクタンス成分を含む負荷回路へ高周波電力を供給
するインバータ装置において、それぞれ主スイッチング
素子の駆動回路をPN接合で耐電圧を持たせる接合分離型
の半導体集積回路上に構成した場合に、前記2つの主ス
イッチング素子の接続点と、PN接合におけるP型領域か
ら見て高電位側の駆動回路における前段部との間に抵抗
を挿入したので、インダクタンス成分に起因する負荷電
流の一部がPN接合を介して流れることを抑制することが
でき、これによって、回路の誤動作を防止することがで
き、信頼性の高いインバータ装置を提供できるという効
果がある。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides an inverter device that supplies high-frequency power to a load circuit including an inductance component by alternately turning on and off two main switching elements connected in series. When the driving circuit of the element is formed on a junction-separated type semiconductor integrated circuit having a withstand voltage by a PN junction, the connection point between the two main switching elements and the high potential side when viewed from the P-type region in the PN junction Since a resistor is inserted between the previous stage and the drive circuit, a part of the load current caused by the inductance component can be suppressed from flowing through the PN junction, thereby preventing the circuit from malfunctioning. Therefore, there is an effect that a highly reliable inverter device can be provided.

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

第1図は本発明の第1実施例の回路図、第2図は同上の
動作説明のための要部回路図、第3図は同上の動作波形
図、第4図は本発明の第2実施例の回路図、第5図は従
来例の回路図、第6図は同上の動作波形図、第7図は接
合分離型の半導体集積回路の断面図、第8図は寄生ダイ
オードを含む従来例の等価回路図、第9図は半導体集積
回路上の配線の様子を示す断面図、第10図は従来例の誤
動作時の動作波形図である。 A,Bは駆動回路、D1〜D6は寄生ダイオード、Eは直流電
源、L0はチョーク、lは負荷、Q1,Q2はスイッチング素
子、R1〜R12は抵抗、Tr1〜Tr14はトランジスタ、Zは負
荷回路である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a main part circuit diagram for explaining the operation of the same, FIG. 3 is an operation waveform diagram of the same, and FIG. FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional example, FIG. 6 is an operation waveform diagram of the same example, FIG. 7 is a cross-sectional view of a junction-separated type semiconductor integrated circuit, and FIG. FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the example, FIG. 9 is a sectional view showing a state of wiring on a semiconductor integrated circuit, and FIG. 10 is an operation waveform diagram at the time of a malfunction in the conventional example. A, B drive circuit, D 1 to D 6 are parasitic diodes, E is a direct current power source, L 0 is the choke, l load, Q 1, Q 2 are switching elements, R 1 to R 12 is the resistance, Tr 1 ~ Tr 14 is a transistor, and Z is a load circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三谷 正孝 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 中野 雅司 東京都港区芝5丁目33番1号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 菅井 和己 東京都港区芝5丁目33番1号 日本電気 株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02M 7/42 - 7/98──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Masataka Mitani 1048 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Works, Ltd. (72) Inventor Masashi Nakano 5-33-1, Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation (72) Inventor Kazumi Sugai 53-13-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02M 7/42-7/98

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1の直流電源と並列に2つの主スイッチ
ング素子の直列回路を接続し、少なくとも一方の主スイ
ッチング素子と並列に、少なくともインダクタンス成分
を含む負荷回路を接続し、それぞれの主スイッチング素
子の駆動回路をPN接合で耐電圧を持たせる接合分離型の
半導体集積回路上に構成し、各駆動回路は主スイッチン
グ素子へ直接駆動電流を供給する出力用スイッチング素
子と、その出力用スイッチング素子へ制御信号を供給す
る前段部とからなり、前記PN接合におけるP型領域から
見て高電位側の駆動回路は、前記2つの主スイッチング
素子の接続点に一端を接続された第2の直流電源から給
電され、前記高電位側の駆動回路における出力用スイッ
チング素子と第2の直流電源の前記一端との接続点と前
記高電位側の駆動回路における前段部との間に抵抗を挿
入して成ることを特徴とするインバータ装置。
1. A series circuit of two main switching elements is connected in parallel with a first DC power supply, and a load circuit including at least an inductance component is connected in parallel with at least one main switching element. The element drive circuit is constructed on a junction-separated type semiconductor integrated circuit that has a withstand voltage with a PN junction, and each drive circuit is an output switching element that supplies a drive current directly to the main switching element, and the output switching element A driving circuit on the high potential side as viewed from the P-type region in the PN junction, the second DC power supply having one end connected to a connection point of the two main switching elements. And a connection point between the output switching element in the high-potential-side drive circuit and the one end of the second DC power supply and the high-potential-side drive circuit. An inverter device comprising a resistor inserted between a front stage and a road.
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