JP3374301B2 - 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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JP3374301B2
JP3374301B2 JP17768094A JP17768094A JP3374301B2 JP 3374301 B2 JP3374301 B2 JP 3374301B2 JP 17768094 A JP17768094 A JP 17768094A JP 17768094 A JP17768094 A JP 17768094A JP 3374301 B2 JP3374301 B2 JP 3374301B2
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精一 木嶋
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株式会社キジマ
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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2は螢光灯のドライバ−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、昇圧トランス11、スイッチン
グ動作用のトランジスタ12、13、始動抵抗14、チ
ョ−クコイル15などによってプッシュプル回路が形成
されている。 【0003】そして、昇圧トランス11は、一次コイル
に中間タップQを有し、その一方側が一次コイル部11
1、他方側が一次コイル部11P2となっており、一次
コイル部11P1に流れる入力電流がトランジスタ12
により、一次コイル部11P2に流れる入力電流がトラ
ンジスタ13により断続される。 【0004】また、二次コイルは第1、第2の出力コイ
ル部11S1、11S2に分けられており、第1の出力コ
イル部11S1の一端部aと、第2の出力コイル部11
2の一端部bとの間に、バラストコンデンサ16、1
7を介して螢光灯18が接続されている。 【0005】一方、第1の出力コイル部11S1の他端
部cをトランジスタ12のベ−スに、第2の出力コイル
部11S2の他端部dをトランジスタ13のベ−スに各
々接続し、また、トランジスタ12、13各々のベ−ス
〜エミッタ間に帰還用コンデンサ19、20を接続して
形成した帰還回路が備えられている。 【0006】その他、この回路図において、21は始動
スイッチ、22は電池電源、23は電源電圧安定用のコ
ンデンサである。 【0007】上記したインバ−タ回路は、始動スイッチ
21を閉成させると、電池電源22より流れる始動電流
が始動抵抗14を通ってトランジスタ12のベ−スに流
入し、このトランジスタ12がONする。これより、電
源電流が一次コイル部11P1に流れ、一次コイル部1
1P1と11P2とに図示矢印向きの電圧E11、E12が発
生する。 【0008】また、出力コイル部11S1、11S2には
電圧E11、E12の発生による電磁誘導により図示矢印向
きの電圧E21、E22が発生し、この電圧E21、E22がバ
ラストコンデンサ16、17を介して螢光灯18に印加
され、この螢光灯18が点灯を開始する。 【0009】螢光灯18が点灯を開始すると、この負荷
電流によって帰還動作が行なわれる。すなわち、第1の
出力コイル部11S1、帰還用コンデンサ19、20、
第2の出力コイル部11S2、バラストコンデンサ1
7、螢光灯18、バラストコンデンサ16によるル−プ
回路に負荷電流が流れ、帰還用コンデンサ19、20が
図示極性に充電される。 【0010】トランジスタ12は帰還用コンデンサ19
のこの充電によって一次コイル部11P1の入力電流を
急速に増加させるように動作し、これより出力コイル部
11S1、11S2の出力電圧E21、E22が増大する。 【0011】トランジスタ12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一次コイル
部11P1、11P2には図示矢印とは反対向きの電圧が
発生し、これにしたがって第1、第2の出力コイル部1
1S1、11S2は図示矢印とは反対向きの電圧が発生
し、帰還用コンデンサ19、20が図示とは逆極性に充
電される。このため、トランジスタ12がONからOF
F、トランジスタ13がOFFからONに切換わる。 【0012】したがって、中間タップQから一次コイル
部11P2に電源電流が流れ、出力コイル部11S1、1
1S2には図示矢印とは反対向きの出力電圧が発生し、
螢光灯18の点灯が継続する。 【0013】この場合、負荷電流が第2の出力コイル部
11S2側から帰還用コンデンサ20に向かって流れ、
また、この負荷電流が帰還用コンデンサ19から第1の
出力コイル部11S1に向かって流れるため、これらコ
ンデンサ19、20が図示極性とは反対の極性に充電さ
れ、トランジスタ20が帰還作用を受けて電流増加す
る。 【0014】以後はトランジスタ12、13が同様に交
互にONを繰返し、出力コイル部11S1、11S2に高
い交番電圧を発生させ、螢光灯18の点灯を継続させ
る。 【0015】 【発明が解決しようとする課題】上記したインバ−タ回
路は、昇圧トランス11に帰還コイルを備える必要がな
いため、そのコイルの巻線工程と端子ピンとを省略する
ことができ、さらに、二次コイルが2つの出力コイル部
11S1、11S2とに分けられているため、各々の出力
コイル部の発生電圧について耐電処理を行なえばよく、
このようなことから昇圧トランスの小形化に極めて有利
となる。 【0016】ただ、このインバ−タ回路は、負荷電流を
利用した帰還回路となっている関係で、出力電圧が正弦
波形のものとならず、図3に示すように、各電圧波形の
前半が乱れた歪波形となる。これは螢光灯18の点灯開
始時に負荷電流が乱れることと、インバ−タ回路のリ−
ド線部などのLC共振などに原因する。 【0017】また、このインバ−タ回路は、螢光灯18
を取り外して無負荷とすると、帰還作用がなくなるため
に不安定な発振動作となり、延いては暴走動作となると
言う問題がある。 【0018】上記したような問題は螢光灯18の点灯に
は実用上問題がないが、インバ−タ効率を向上させ、ま
た、螢光灯寿命の長期化を図ること等の点から解決する
必要がある。本発明はこのような実情にかんがみ、上記
した問題点を解決したプッシュプルインバ−タを提供す
ることを目的とする。 【0019】 【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、本発明では、中間タップより直流電流を入力する
一次コイルと、バラストコンデンサを介して放電管負荷
を接続する二次コイルとを有する昇圧トランスと、中間
タップより一方側の一次コイル部とその他方側の一次コ
イル部とに流れる入力電流を断続させる第1、第2のス
イッチング素子と、放電管負荷の負荷電流によって充電
し、充電々圧を第1、第2のスイッチング素子の制御極
に加える帰還用コンデンサを含む第1の帰還回路と、昇
圧トランスに帰還コイルを設け、この帰還コイルに発生
した帰還電圧を第1、第2のスイッチング素子の制御極
に加える第2の帰還回路と、上記昇圧トランスの一次コ
イルに並列に接続した小容量コンデンサと抵抗との直列
体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。 【0020】 【0021】 【作用】帰還用コンデンサに負荷電流が流れることによ
り、このコンデンサの充電々圧が負荷電流に対して遅れ
位相(約90度)の充電々圧となる。つまり、この帰還
用コンデンサには各コイルに発生する電圧と同相の充電
々圧が生ずる。 【0022】そして、この帰還用コンデンサの充電々圧
が第1、第2のスイッチング素子の制御極に加わるた
め、これらスイッチング素子のON、OFFにしたがっ
て発生する一次コイル電圧が二次コイル電圧と同相とな
る。また、直列体の小容量コンデンサが一次コイルと共
振回路を形成して二次コイル電圧を正弦波に近ずけ、ま
た、直列体の抵抗が高調波の発生を抑制するため、昇圧
トランスが正弦波電圧を出力する。 【0023】また、無負荷時には帰還コイルによる第2
の帰還回路の動作によって第1、第2のスイッチング素
子が動作するため、負荷時、無負荷時を問わず安定した
発振動作となる。 【0024】 【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は本発明に係るプッシュプルインバ−
タ回路を示しているが、従来例のものと同じ回路部品に
ついては同符号を付してその説明を省略する。 【0025】図示するように、第1の出力コイル部11
1の他端部cをトランジスタ12のベ−スに、第2の
出力コイル部11S2の他端部dをトランジスタ13の
ベ−スに各々接続し、また、トランジスタ12、13の
ベ−ス間に帰還用コンデンサ30を接続して第1の帰還
回路が形成してある。 【0026】また、昇圧トランス11には帰還コイル1
1Fを設け、このコイル11Fの一端部をトランジスタ
12のベ−スに、その端部をトランジスタ13のベ−
スに各々接続して第2の帰還回路が形成してある。さら
に、帰還コイル11Fには中間タップPを設け、この中
間タップPが始動スイッチ21と始動抵抗14を介して
電池電源22の正極側に接続してある。 【0027】一方、昇圧トランス11の一次コイルに
は、小容量のコンデンサ31と抵抗32とからなる直列
体を並列に接続し、出力電圧に含まれる高調波成分を吸
収させるようになっている。 【0028】このインバ−タ回路は、始動スイッチ21
を閉成することにより、電池電源22より流れるトラン
ス始動電流が帰還コイル11Fの中間タップPを通り、
このコイル11Fの一端側からトランジスタ12のベ−
スに、その他端側からトランジスタ13のベ−スに入力
する。 【0029】トランジスタ12、13はいずれか一方が
先にONするため、仮に、トランジスタ12が先にON
すれば、一次コイル部11P1に電源電流が入力し、昇
圧トランス11の各コイルには図示矢印向きの電圧が発
生し、螢光灯18が点灯を開始する。 【0030】螢光灯18が点灯を開始すると、その負荷
電流が、螢光灯18、バラストコンデンサ16、第1の
出力コイル部11S1、帰還用コンデンサ30、第2の
出力コイル部11S2、バラストコンデンサ17のル−
プ回路を流れ、帰還用コンデンサ30が図示極性に充電
される。 【0031】帰還用コンデンサ30の充電々圧Eoは、
負荷電流に対して90度の遅れ位相となり、出力コイル
部11S1、11S2の発生電圧E21、E22とほぼ同位相
となるから、この充電々圧Eoを受けて入力電流を増加
するトランジスタ12が一次コイル部11P1、11P2
の電圧E11、E12を出力コイル部11S1、11S2の電
圧位相と同相とするように作用する。 【0032】また、帰還コイル11Fには図示矢印向き
の電圧Efが発生し、これが帰還電圧Efとしてトラン
ジスタ12のベ−スに加わる。これより、負荷時にはト
ランジスタ12が帰還用コンデンサ30を含む第1の帰
還回路と、帰還コイル11Fを含む第2の帰還回路とに
よって帰還作用を受けて動作する。なお、螢光灯18を
取り外した無負荷においては、第2の帰還回路によって
帰還作用を受け動作する。 【0033】トランジスタ12がOFFし、トランジス
タ13がONした場合も同様の動作となる。このときに
は、電源電流が一次コイル部11P2に流れるため、各
コイルには図示矢印とは反対向きの電圧が発生し、ま
た、帰還用コンデンサ30が図示極性とは反対の極性に
充電される。 【0034】また、負荷電流を帰還することによって発
ずる出力電圧の歪は、小容量コンデンサ31と抵抗32
の直列体(スナバ回路)によって補正される。つまり、
コンデンサ31が一次コイルとの共振によって出力電圧
を一層正弦波に近付けるように動作し、また、抵抗32
が高調波成分の電圧発生を抑制するから、出力電圧が正
弦波形の電圧となって出力される。 【0035】 【発明の効果】上記した通り、本発明によれば、負荷電
流を利用して帰還動作させる構成のプッシュプルインバ
−タにおいて、昇圧トランスの一次コイルに小容量コン
デンサと抵抗の直列体を並列に設けるだけで正弦波形の
出力電圧を出力させることができる。 【0036】また、本発明のインバ−タ回路は、負荷時
には第1、第2の帰還回路が、無負荷時には第2の帰還
回路が動作するので、無負荷においても安定した発振動
作となる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例を示すプッシュプルインバ−
タ回路図である。 【図2】従来例として示したプッシュプルインバ−タ回
路図である。 【図3】従来例として示した上記インバ−タ回路の出力
電圧波形を示した図である。 【符号の説明】 11 昇圧トランス 11P1、11P2 一次コイル部 11S1、11S2 出力コイル部 11F 帰還コイル 12、13 トランジスタ 16、17 バラストコンデンサ 18 螢光灯 30 帰還用コンデンサ 31、32 コンデンサと抵抗の直列体

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 中間タップより直流電流を入力する一次
    コイルと、バラストコンデンサを介して放電管負荷を接
    続する二次コイルとを有する昇圧トランスと、中間タッ
    プより一方側の一次コイル部とその他方側の一次コイル
    部とに流れる入力電流を断続させる第1、第2のスイッ
    チング素子と、放電管負荷の負荷電流によって充電し、
    充電々圧を第1、第2のスイッチング素子の制御極に加
    える帰還用コンデンサを含む第1の帰還回路と、昇圧ト
    ランスに帰還コイルを設け、この帰還コイルに発生した
    帰還電圧を第1、第2のスイッチング素子の制御極に加
    える第2の帰還回路と、上記昇圧トランスの一次コイル
    に並列に接続した小容量コンデンサと抵抗との直列体と
    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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