JP3183761B2 - 振動型圧縮機の電源装置 - Google Patents

振動型圧縮機の電源装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アース電位を零とする
正負の2電源の一方の電源を第1のNチャンネルMOS
FETトランジスタのドレインとソースとの間に印加
し、他方の電源を第2のNチャンネルMOSFETトラ
ンジスタのドレインとソースとの間に印加する回路構成
において、2個のNチャンネルMOSFETトランジス
タの各ゲート制御で交互にオンオフさせるに当たって、
NチャンネルMOSFETトランジスタを保護するよう
にした振動型圧縮機の電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えばバッテリを駆動源とする従来の振
動型圧縮機の電源装置、特にインバータ回路部におい
て、同じNチャンネルMOSFETトランジスタでブリ
ッジを組み振動型圧縮機に交流電圧を供給する場合、
に示された回路で交流電源を供給していた。
【0003】同図において、1は振動型圧縮機、2,3
はNチャンネルMOSFETトランジスタ、6はチャー
ジポンプ回路で、当該チャージポンプ回路6はダイオー
ド8,コンデンサ9及び抵抗10をそれぞれ備えてお
り、11は制御部を表している。
【0004】このチャージポンプ回路6を用いるのは、
ブリッジを組んでいるNチャンネルMOSFETトラン
ジスタ2が十分にオンとなるのに必要なゲート電圧VGS
を得るためである。
【0005】なお、制御部11からNチャンネルMOS
FETトランジスタ2と3とを交互にオンとする制御信
号が出され、振動型圧縮機に所望の周波数の電圧が供給
されるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2
示された従来の回路では、例えばNチャンネルMOSF
ETトランジスタ2について、NチャンネルMOSFE
Tトランジスタ3がオンになったとき、チャージポンプ
回路6のコンデンサ9はダイオード8を介して24Vに
充電される。即ち、当該NチャンネルMOSFETトラ
ンジスタ3がオンになったとき、2つのバッテリが直列
になってコンデンサ9が24Vに充電され、この電圧が
NチャンネルMOSFETトランジスタ2のゲートに
加され、ゲートに印加最大電圧以上の24Vの電圧が印
加されることになり、非所望な事態が発生する欠点があ
った。
【0007】本発明は、上記の欠点を解決することを目
的としており、チャージポンプ回路を必要以上の電圧ま
で上昇させないようにして、NチャンネルMOSFET
トランジスタを保護するようにした振動型圧縮機の電源
装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明の振動型圧縮機の電源装置は第1,第2の
2個のNチャンネルMOSFETトランジスタを備えそ
の交互のスイッチングにより直流を交流に変換するイン
バータ回路部と、当該インバータ回路部を交互にオンに
制御する制御部とを備え、アース電位を零とする正負の
2電源の正の電源を第1のNチャンネルMOSFETト
ランジスタのドレインとソースとの間に印加し、かつ負
の電源を第2のNチャンネルMOSFETトランジスタ
のドレインとソースとの間に印加した上で上記第1,第
2の2個のNチャンネルMOSFETトランジスタのゲ
ートを制御して交互にオンオフさせる構成の振動型圧縮
機の電源装置において、ダイオードを介してコンデンサ
を充電し、当該コンデンサに充電された充電電圧を抵抗
を介して放電するチャージポンプ回路を上記正の電源で
駆動される第1のNチャンネルMOSFETトランジス
タのゲートとソースとの間に接続すると共に、上記チャ
ージポンプ回路のダイオードのアノードをアースに落と
し、上記第1のNチャンネルMOSFETトランジスタ
を保護するようにしたことを特徴としている。
【0009】
【作用】チャージポンプ回路のダイオードのアノードを
アースに落としているので、零電位であり、正の電源で
駆動される第1のNチャンネルMOSFETトランジス
タのゲートとソースとの印加電圧はコンデンサに充電さ
れた充電電圧だけとなり、高い電圧が印加されることは
ない。
【0010】
【実施例】図1は本発明に係る振動型圧縮機の電源装置
の一実施例構成を示している。同図において、31は振
動型圧縮機、32および57は夫々バッテリ、36はイ
ンバータ回路部、37は制御部、50はシャント抵抗、
51は発振器、52は分周器、53はトランジスタ制御
回路、54は周波数追従回路、55,56はNチャンネ
ルMOSFETトランジスタ、58はチャージポンプ回
路、59はダイオード、60はコンデンサ、61は抵
抗、62はトランジスタ,63はIC回路を表してい
る。
【0011】同図において、バッテリ32および57
自動車に搭載されている如き直流電源で12Vの電圧を
有し、自動車が移動中では当該振動型圧縮機31の電源
となるものである。即ち、本発明にいうアース電位を零
とする正負の2電源を構成している。そして、FETト
ランジスタ55がオンされるとき、バッテリ32が振動
型圧縮機に電流を供給し、またFETトランジスタ56
がオンされるとき、バッテリ57が振動型圧縮機に電流
を供給する。
【0012】インバータ回路部36は、2個のNチャン
ネルMOSFETトランジスタ55,56を備え、その
交互のスイッチングにより直流を交流に変換し、変換さ
れたその周波数の交流電圧で振動型圧縮機31を駆動す
るようになっている。
【0013】制御部37は上記説明のとおりNチャンネ
ルMOSFETトランジスタ55とNチャンネルMOS
FETトランジスタ56とを交互にオンに制御する制御
信号を出力する回路である。当該制御部37は、例えば
PWM制御によるNチャンネルMOSFETトランジス
タ55及びNチャンネルMOSFETトランジスタ56
の各主力波形のデューテイ比を変え、インバータ回路部
36から出力される交流電圧を実質的に可変して振動型
圧縮機31に印加する周波数を変化させるような制御を
行う。
【0014】シャント抵抗50はバッテリ32の、例え
ば直流電圧12Vが振動型圧縮機31に印加されるとき
の当該振動型圧縮機31に流れる電流を検出するように
なっており、またバッテリ57は当該バッテリ32と同
電圧のもの、つまり12Vのバッテリが用いられる。
【0015】発振器51はその発振周波数が可変可能な
パルス発生器である。 分周器52は発振器51で発生し
たパルスの周波数を1/2に分周する回路である。
【0016】トランジスタ制御回路53は分周器52で
分周された周波数のパルスでNチャンネルMOSFET
トランジスタ55とNチャンネルMOSFETトランジ
スタ56とを交互にオンに制御するドライバである。
【0017】周波数追従回路54は発振器51で発生す
る発振周波数の1周期における半周期対応で上記シャン
ト抵抗50に流れる電流値をそれぞれ比較し、その差分
があらかじめ定められた値になるように発振器51の発
振周波数を可変制御させる制 御信号を出力する回路であ
る。
【0018】この様な構成の振動型圧縮機の電源装置に
おいて、制御部37から出力される制御信号によりイン
バータ回路部36内のNチャンネルMOSFETトラン
ジスタ55とNチャンネルMOSFETトランジスタ5
6とが交互にオンとなり、振動型圧縮機31にはNチャ
ンネルMOSFETトランジスタ55の動作に基づく零
電位から12V、そして零電位の半周期の電圧が印加さ
れ、続いてNチャンネルMOSFETトランジスタ56
の動作に基づく零電位から−12V、そして零電位の半
周期の電圧が印加され、零電位を中心とする1周期の正
負を有する交流電圧が印加された形となる。
【0019】つまり振動型圧縮機31を負荷にしてNチ
ャンネルMOSFETトランジスタ55、Nチャンネル
MOSFETトランジスタ56及び制御部37でいわゆ
るシングルエンドプッシュプル(SEPP)回路を構成
しており、振動型圧縮機31に零電位を中心とした正負
を有する交流電圧が印加される。従って振動型圧縮機3
1の一端をアースに落とすことが可能となり、図1に示
されている如く振動型圧縮機31のケースそのものにコ
ードを接続することができるので、振動型圧縮機31の
構造も簡易化される。
【0020】そして制御部37において、周波数追従回
路54は発振器51から発生する発振周波数の1周期に
おける半周期対応で上記シャント抵抗50に流れる電流
の平均値をそれぞれ比較し、その差分があらかじめ定め
れた値になるように発振器51の発振周波数を可変制御
させる制御信号を出力している。
【0021】チャージポンプ回路58は、アノードがア
ースに落とされたダイオード59、コンデンサ60、抵
抗61で構成されており、NチャンネルMOSFETト
ランジスタ55のゲートとソースとの間に接続されて、
当該NチャンネルMOSFETトランジスタ55が十分
にオンとなるのに必要なゲート電圧VGSを得ている。こ
の場合のゲート電圧VGSは、チャージポンプ回路58を
構成するダイオード59のアノードがアースに落とされ
ているので、コンデンサ60に印加される電圧は12V
以上になることはない。
【0022】IC回路63から出力される2つの制御信
号の内、一方をトランジスタ62で当該出力を反転させ
た上でNチャンネルMOSFETトランジスタ55,5
6の各ゲートに入力させ、当該2つのNチャンネルMO
SFETトランジスタ55,56を交互にオンオフさせ
ている。
【0023】今、例えばNチャンネルMOSFETトラ
ンジスタ55がオフ、NチャンネルMOSFETトラン
ジスタ56がオンにする制御信号がトランジスタ制御回
路53から出力されたものとすると、同図矢印の方向に
振動型圧縮機31を駆動する電流が流れ、チャージポン
プ回路58内のコンデンサ60は同図に示された極性、
すなわちダイオード59のカソード側を+、Nチャンネ
ルMOSFETトランジスタ55のソース側を−にして
12Vに充電される。
【0024】トランジスタ制御回路53から出力される
制御信号が反転し、NチャンネルMOSFETトランジ
スタ55がオン、NチャンネルMOSFETトランジス
タ56がオフとなる制御信号が出力されると、コンデン
サ60に充電された充電電圧は抵抗61を通ってNチャ
ンネルMOSFETトランジスタのゲートに印加され
る。
【0025】チャージポンプ回路58におけるダイオー
ド59のアノード側がアースに落とされているので、こ
のとき上記コンデンサ60に充電される充電電圧は12
Vにとどまる。すなわちNチャンネルMOSFETトラ
ンジスタ55のゲート・ソース間はコンデンサ60に充
電された充電電圧で駆動され、必要以上の電圧が印加さ
れることはない。なお、図1に示すバッテリ32や57
として、24Vの定格のものが用いられることがある
が、このような場合では、コンデンサ60が非所望に4
8Vに充電されることがない。
【0026】
【発明の効果】以上説明したごとく、本発明によれば、
同じNチャンネルMOSFETトラン ジスタを用いてシ
ングルエンドプッシュプル(SEPP)回路を構成する
ことができ、このときNチャンネルMOSFETトラン
ジスタのゲート・ソース間に必要以上の電圧が印加され
ることはなく、NチャンネルMOSFETトランジスタ
が壊れるおそれがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る振動型圧縮機の電源装置の一実施
例構成である。
【図2】従来のインバータ回路部の構成図である。
【符号の説明】
31 振動型圧縮機32,57 バッテリ 36 インバータ回路部 37 制御部 50 シャント抵抗 55,56 NチャンネルMOSFETトランジスタ 58 チャージポンプ回路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/537 H02J 1/00 304

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1,第2の2個のNチャンネルMOS
    FETトランジスタを備えその交互のスイッチングによ
    り直流を交流に変換するインバータ回路部と、当該イン
    バータ回路部を交互にオンに制御する制御部とを備え、
    アース電位を零とする正負の2電源の正の電源を第1の
    NチャンネルMOSFETトランジスタのドレインとソ
    ースとの間に印加し、かつ負の電源を第2のNチャンネ
    ルMOSFETトランジスタのドレインとソースとの間
    に印加した上で上記第1,第2の2個のNチャンネルM
    OSFETトランジスタのゲートを制御して交互にオン
    オフさせる構成の振動型圧縮機の電源装置において、 ダイオードを介してコンデンサを充電し、当該コンデン
    サに充電された充電電圧を抵抗を介して放電するチャー
    ジポンプ回路を上記正の電源で駆動される第1のNチャ
    ンネルMOSFETトランジスタのゲートとソースとの
    間に接続すると共に、 上記チャージポンプ回路のダイオードのアノードをアー
    スに落とし、 上記第1のNチャンネルMOSFETトランジスタを保
    護するようにしたことを特徴とする振動型圧縮機の電源
    装置。
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