JP2811575B2

JP2811575B2 - インバータ

Info

Publication number: JP2811575B2
Application number: JP63316181A
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: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH02164281A

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交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などからなるプッシュ
プル回路を備えている。

すわなち、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に接続されて直流電源DC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、直流電源
DC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、上記した昇圧用トランス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、上記した課題を解
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２つの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、交互に動
作させるようにした第１、第２半導体スイッチを設け、
並列接続した上記一次コイルの一端部を第１半導体スイ
ッチを、その一次コイルの他端部に第２半導体スイッチ
を各々接続し、上記一方のトランスの一次コイルに設け
た中間タイプと上記一次コイルと上記第１、第２半導体
スイッチとを直流電源からの給電路として形成し、２つ
のトランスの二次コイル各々に発生する誘導電圧を加算
し、直列接続した二次コイルの両端部より交流電圧を出
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。

また、上記したインバータにおいて、２つのトランス
の二次コイルはそれらの間を直流電源の負極電位に維持
す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半導体スイッチが交互
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てい
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、直列接続された２つの二次コイルの両端部から交流
電圧が出力されることになる。

２つの二次コイル間を直流電源の負極電位に維持する
と、一方の二次コイルに発生する高電圧と、他方の二次
コイルに発生する高電圧に対して別々に絶縁処理するこ
とができ、２つのトランスの二次コイルに同じ電圧が発
生するとすれば、出力電圧の1/2の電圧に対する絶縁処
理で足ることになる。

「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、また、このトランス32
にはトランジスタ13、14に正帰還をかけるための三次コ
イル32Fが備えてある。

上記２つのトランス31、32の二次コイル31S、32Sの誘
導電圧が加算されて交流電圧Voとなり蛍光灯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
負極側とを回路線33によって接続し、トランス31は二次
コイル31Sに誘起する高電圧Vo₁に対して絶縁処理し、ト
ランス32は二次コイル32Sに誘起する高電圧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。

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、トランジスタ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の端子間電圧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、三次コイル32Fに
は図示実線向きの電圧が発生し、トランジスタ13のベー
スに正帰還がかかる。

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、三次コイル32Fに図示点線向きの電圧が発生
する。

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。

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
を負担する構成とすることができるから、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12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。なお、二次コイル31S、32Sの接続部Ｑに設けた回路
線33は、トランス31、32の絶縁を確実にする上に有利で
あるが、本発明を実施する上に必ずしも設けなくてもよ
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。

この巻線部品は、ボビン41の巻線筒部41aにトランス3
1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、三次コイル32Fを巻線
し、コイル43として装備してある。このように各コイル
の端部はボビン41に植設した端子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、トランス32の三次コイル32Fについては、こ
れをトランス31に設けたり、さらに、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59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、他方のトランスの一次コイルを一方のトランスの一
次コイルに並列接続して他方のトランスを一方のトラン
スに連動させ、また、一方と他方の２つのトランスの二
次コイルを直列接続し、これら二次コイルの各々に発生
した誘導電圧を加算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。

【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 32F……三次コイル 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２つのト
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、交互に動作させるようにした第１、第
２半導体スイッチを設け、並列接続した上記一次コイル
の一端部に第１半導体スイッチを、その一次コイルの他
端部に第２半導体スイッチを各々接続し、上記一方のト
ランスの一次コイルに設けた中間タイプと上記一次コイ
ルと上記第１、第２半導体スイッチとを直流電源からの
給電路として形成し、２つのトランスの二次コイル各々
に発生する誘導電圧を加算し、直列接続した二次コイル
の両端部より交流電圧を出力させる構成としたことを特
徴とするインバータ。
【請求項２】２つのトランスの二次コイルはそれらの間
を直流電源の負極電位に維持する構成としたことを特徴
とする請求項（１）記載のインバータ。