JP3030579B2 - プッシュプルインバ−タ - Google Patents

プッシュプルインバ−タ

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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    • H02M7/5383Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a self-oscillating arrangement
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、冷陰極放電
管や熱陰極放電管などのドライバ−として利用するとこ
ろのプッシュプルインバ−タに関する。
【0002】
【従来の技術】図4は螢光管11のドライバ−として構
成されているプッシュプルインバ−タ回路の従来例を示
す。このインバ−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、共振回路用
のコンデンサ15、チョ−クコイル16などによって構
成されたプッシュプル回路となっている。
【0003】このプッシュプル回路は、電源スイッチ1
7を閉成すると、給電用スイッチとして働くトランジス
タ18がONし、DC電源19より直流電力が供給され
る。これより、抵抗20を通ってトランジスタ13に、
また、抵抗21を通ってトランジスタ14に各々ベ−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1
9より送られる電流がチョ−クコイル16を通ってトラ
ンス12の一次コイル12P1に流れ、一次コイル12
1、12P2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。
【0004】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−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、螢光管11の点灯を開始させる。
【0005】トランジスタ13の電流増加はベ−ス電流
と増幅度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トランス1
2の一次コイル12P1、12P2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のベ−スに正帰還がかかり、一次コ
イル12P2の電流が増加して二次コイル12Sには図
示点線向きの誘導電圧が発生し、螢光管11の点灯を継
続させる。
【0006】以後はトランジスタ13、14が同様に交
互にONを繰返し、二次コイル12Sに高い交流電圧を
発生させる。なお、トランス12の一次コイル12
1、12P2はコンデンサ15と共に共振回路を形成し
ており、この共振回路の共振電圧によって二次コイル1
2Sの出力が正弦波電圧となる。その他、図4に示した
参照符号22は電源電圧安定用のコンデンサ、23は安
定動作のためのコンデンサである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記したインバ−タ回
路を構成する場合、トランス12には帰還用の三次コイ
ル12Fを設けなければならない。したがって、この三
次コイル12Fを巻線する工程やこのコイル端部の半田
付け工程などが増え、トランス生産能率を高める上に必
ずしも好ましくない。また、上記のような三次コイル1
2Fを設けると、このコイル用の端子ピンが必要となる
ため、トランス12の小形化に問題となる。
【0008】具体的には、上記したトランス12では、
一次コイル12P1、12P2の3本の端子ピン、二次コ
イル12Sの2本の端子ピン、三次コイル12Fの2本
の端子ピンを要し、端子ピン合計が7本となる。そし
て、二次コイル12Sの高電圧側となる端子ピンは、他
の端子ピンと離す関係で、この高電圧用の端子ピンをコ
イルが巻装されるボビンの一方の鍔に、他の端子ピンを
他方の鍔に固着するようになる。つまり、ボビンの他方
の鍔には6本の端子ピンを適当な間隔をおいて固着する
ことになり、この結果、ボビン形態が大きくなり、トラ
ンスの小形化が困難となる。
【0009】一方、上記したインバ−タ回路では、トラ
ンス12の一次コイル12P1、12P2に共振回路用の
コンデンサ15を設けなければならない。そのため、共
振回路の共振電流によってDC電源19からの入力電流
が増すと共に、トランス12の発熱が多くなる。この発
熱の問題はトランス形態を小形化する程大きく影響す
る。
【0010】本発明は上記した実情にかんがみ、帰還用
の三次コイルが省略できるトランスとし、また、必要に
応じて共振回路用のコンデンサが省略できるプッシュプ
ル回路を用いたインバ−タを開発することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、第1の一次コイルと第1の二次コ
イル及び第2の一次コイルと第2の二次コイルを備えた
昇圧用トランスと、上記第1、第2の一次コイルに流れ
る一次電流を断続させる第1、第2のスイッチング素子
と、これら2つのスイッチング素子の制御極間を接続す
るコンデンサと、上記した第1の二次コイルの一端を第
1のスイッチング素子の制御極に、第2の二次コイルの
一端を第2のスイッチング素子の制御極に各々接続し、
これら第1、第2の二次コイルの他端間に接続した負荷
の負荷電流が上記コンデンサを介して流れるように形成
した帰還回路とより構成したことを特徴とするプッシュ
プルインバ−タを提案する。
【0012】
【作用】上記インバ−タは、負荷電流が第1、第2スイ
ッチング素子の制御極間に接続したコンデンサを通って
流れ、これらスイッチング素子が負荷に流れる交番電流
にしたがって交互に動作する。このスイッチング動作に
よって、第1の一次コイルと第2の一次コイルに交互に
一次電流が流れ、二次コイルにはほぼ正弦波形の出力電
圧が現われる。また、トランスの一次コイルにコンデン
サを並列に接続すれば、出力電圧が一層正弦波電圧に近
づいたものとなる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面に沿っ
て説明する。図1において、昇圧用トランス30、スイ
ッチング動作用のトランジスタ31、32、バイアス用
コンデンサ33、34、共振回路用コンデンサ35、始
動抵抗36、37、チョ−クコイル38がプッシュプル
回路を形成している。
【0014】昇圧用トランス30は、第1の一次コイル
30P1と第1の二次コイル30S2及び第2の一次コイ
ル30P2と第2の二次コイル30S2とを備えている。
そして、第1の一次コイル30P1と第2の一次コイル
30P2との接続部QからDC電源電流を入力させる構
成とし、また、第1の二次コイル30S1の一端をトラ
ンジスタ31のベ−スに、第2の二次コイル30S2
一端をトランジスタ32のベ−スに各々接続して負荷電
流を帰還させるような構成としてある。さらに、二次コ
イル30S1、30S2の他端間には動作安定用のコンデ
ンサ39、40を介して螢光管41が接続してある。
【0015】トランジスタ31のベ−ス〜エミッタ間に
接続したバイアス用コンデンサ33と、同様にトランジ
スタ32のベ−ス〜エミッタ間に接続したバイアス用コ
ンデンサ34とは負荷電流により充電され、トランジス
タをスイッチング動作させる。
【0016】また、共振回路用コンデンサ35は必ずし
も備えなくともよい。正弦波電圧が要求される負荷接続
の場合にはこのコンデンサ35が必要となるが、螢光管
41を点灯させるだけなら備えなくとも実用上問題がな
い。その他、図1において、42はDC電源、43は電
源スイッチ、44は電源電圧安定用のコンデンサであ
り、電源スイッチ43については半導体スイッチとして
構成することができる。
【0017】図2は上記した昇圧用トランス30の簡略
図を示し、45、46は同形のE形フエライトコア、4
7はI形のフエライトコアであり、E形フエライトコア
45側に第1の一次コイル30P1と第1の二次コイル
30S1が装備され、E形フエライトコア46側に第2
の一次コイル30P1と第2の二次コイル30S2が装備
されている。なお、実際には各コイルがボビンに巻装さ
れ、このボビンにE形フエライトコア45、46とI形
フエライトコア47が組付けられている。
【0018】ただ、本発明を実施するに当っては、E−
I−E形コアを備えた上記の昇圧用トランス30を使用
することなく、E−E形コアまたはE−I形コア等を備
えたトランスを使用することができる。さらに、第1の
一次コイル30P1と第1の二次コイル30S1を備えた
トランスと、第2の一次コイル30P2と第2の二次コ
イル30S2とを備えたトランスと別体に構成するよう
にしてもよい。
【0019】上記したインバ−タ回路は、電源スイッチ
43を投入することにより、始動抵抗36を介してトラ
ンジスタ31のベ−スに、始動抵抗37を介してトラン
ジスタ32のベ−スに各々電源電流が流れ込み、これら
トランジスタ31、32のいずれかが先にONする。例
えば、トランジスタ31がONしたと仮定すれば、チョ
−クコイル38、一次コイル30P1、トランジスタ3
1の経路で電源電流が流れ、一次コイル30P1、30
2には図示実線向きの電圧が発生する。
【0020】この結果、二次コイル30S1、30S2
発生した図示実線向きの出力電圧によって螢光管41が
点灯する。また、螢光管41の点灯によって螢光管4
1、コンデンサ39、二次コイル30S1、バイアス用
コンデンサ33、34、二次コイル30S2、コンデン
サ40の経路で負荷電流が流れ、バイアス用コンデンサ
33、34が図示極性に充電される。これより、トラン
ジスタ31が正帰還作用を受けてコレクタ電流を急速に
増加させる。
【0021】このトランジスタ31の電流増加はベ−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、電流増加が少なくなるに連れて一次コイ
ル30P1、30P2には図示点線向きの電圧が発生し、
トランジスタ31がONからOFF、トランジスタ32
がOFFからONに切換わる。これより、二次コイル3
0S1、30S2に発生する図示点線向きの出力電圧によ
り螢光管41の点灯が継続する。
【0022】また、このときには、バイアス用コンデン
サ33、34が図示極性とは逆極性に充電されるように
正帰還がかかるため、トランジスタ32のコレクタ電流
が急速に増加する。続いて、このトランジスタ32が飽
和点に達してOFF、トランジスタ31がONとなり、
以後同様にトランジスタ31、32のONが交互に繰り
返され、螢光管41が点灯を継続する。なお、このイン
バ−タ回路の発振動作は電源スイッチ43の開放により
停止し、螢光管41が消灯する。
【0023】上記したインバ−タ回路は、負荷である螢
光管41を取外すと、正帰還作用がなくなるためトラン
ジスタ31、32が不安定なスイッチング動作となる。
したがって、図3に示す如く、トランジスタ32とコレ
クタとトランジスタ31のベ−スとの間にコンデンサ4
8を、トランジスタ31のコレクタとトランジスタ32
のベ−スとの間にコンデンサ49を各々接続した補助帰
還回路を設け、一次コイル30P1、30P2に発生する
電圧をトランジスタ31、32のベ−スに帰還させる構
成とすることが好ましい。
【0024】以上、本発明の実施例について説明した
が、バイアス用コンデンサ33、34に換えて一つのコ
ンデンサをトランジスタ31、32のベ−ス間に接続す
る構成としてもよく、また、始動用抵抗36、37はい
ずれか一つの抵抗を備えるようにしても実用上問題はな
い。
【0025】
【発明の効果】上記した通り、本発明に係るプッシュプ
ルインバ−タは昇圧用トランスに帰還用の三次コイルを
設ける必要がないので、トランス生産能率を高め得ると
共に、この三次コイル用の端子ピンが省略できるため、
トランス形態の小形設計には極めて有利となる。
【0026】また、本発明のプッシュプルインバ−タで
は、昇圧用トランスの一次コイルに並列接続して共振回
路を形成するコンデンサが省略できる結果、トランスの
発熱が極めて少なく、効率の高いインバ−タとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すインバ−タ回路図であ
る。
【図2】上記インバ−タ回路に備えた昇圧用トランスの
簡略図である。
【図3】本発明の他の実施例を示すインバ−タ回路図で
ある。
【図4】従来例として示したインバ−タ回路図である。
【符号の説明】
30 昇圧用トランス 31、32 トランジスタ 33、34 バイアス用コンデンサ 36、37 始動抵抗 38 チョ−クコイル 41 螢光管

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の一次コイルと第1の二次コイル及
    び第2の一次コイルと第2の二次コイルを備えた昇圧用
    トランスと、上記第1、第2の一次コイルに流れる一次
    電流を断続させる第1、第2のスイッチング素子と、こ
    れら2つのスイッチング素子の制御極間を接続するコン
    デンサと、上記した第1の二次コイルの一端を第1のス
    イッチング素子の制御極に、第2の二次コイルの一端を
    第2のスイッチング素子の制御極に各々接続し、これら
    第1、第2の二次コイルの他端間に接続した負荷の負荷
    電流が上記コンデンサを介して流れるように形成した帰
    還回路とより構成したことを特徴とするプッシュプルイ
    ンバ−タ。
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