JPH026305B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、交互にオン、オフする偶数のトラン
ジスタと、該偶数のトランジスタのベース側に接
続された発振用飽和変流器と、該偶数のトランジ
スタのコレクタ、エミツタ側に接続された直流電
源と主変圧器とからなる電源装置等に用いられる
自励式インバータに係わり、該自励式インバータ
を容易な起動回路としての２個のパルス発生器の
パルス出力で確実に起動させ、しかも起動後は、
該偶数のトランジスタのオン、オフをスイツチ手
段として兼用し、該２個のパルス発生器のパルス
出力を停止させて、ノイズ或いは誤動作の原因と
ならないようにした自励式インバータの起動方法
に関するものである。

従来の自励式インバータの発振起動は、偶数の
トランジスタの増幅率の微妙な差を誘引として、
まず一方のトランジスタをオンさせて起動する方
法を用いているが、この方法により安定確実に起
動させるためには、該偶数のトランジスタの特性
を測定選択して組み合わせる必要があり、これら
のトランジスタを得るには非常に手間がかかり、
また歩留りも悪いという欠点があつた。

本発明は、自励式インバータにおいて、インバ
ータの発振周波数より低く、周波数の異なる２個
のパルス発生器のパルス出力を各々逆励磁方向に
して発振用飽和変流器の巻線を交互に励磁し、一
方のトランジスタをオンすることによりインバー
タを発振起動させ、起動後は該偶数のトランジス
タのオン、オフ動作を該２個のパルス発生器の発
振起動、停止制御のスイツチ手段として兼用し
て、該２個のパルス発生器のパルス出力を停止す
ることにより、インバータの起動を確実に行わ
せ、しかも起動後はノイズ或いは誤動作等の原因
となるパルス出力を停止させるようにした自励式
インバータの起動方法に関するものである。

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
第１図は本発明の実施例で、電流帰還形自励式イ
ンバータの図路図、第２図は発振用飽和変流器の
ヒステリシス特性を示す図である。

図中、１，２はインバータの発振周波数より低
い周波数で異なる発振周波数のパルス発生器、
STは発振用飽和変流器、Ｔは主変圧器、Tr１，
Tr２は交互にオン、オフするトランジスタ、Ｅ
はインバータ回路の電源としての電流電源、Ｎ１
〜Ｎ７は発振用飽和変流器STの各巻線（各巻線
の黒丸印は巻き始め側を示す。）、Ｄ１〜Ｄ８はダ
イオード、Ｒ１〜Ｒ３は抵抗、Ｌはインダクタン
ス、Ｃはコンデンサをそれぞれ示す。

また、ip１，ip２はパルス発生器１，２よりの
各パルス電流、ic１，ic２はトランジスタTr１，
Tr２の各コレクタ電流、ib１，ib２はトランジ
スタTr１，Tr２の各ベース電流であり、第２図
中のＢは磁束密度、Ｈは磁界の強さである。

まず、起動時の動作を説明すると、発振周波数
の異なる２個のパルス発生器１，２のうちのパル
ス発生器１が先にパルスを発生した場合、パルス
電流ip１により発振用飽和変流器STの巻線Ｎ２，
Ｎ５を介して、トランジスタTr１のベースには、
ib1＝ip1×N2／N5のベース電流が流れる。

他方のトランジスタTr２側には、巻線Ｎ６の
巻線方向によりベースに対して逆電圧が発生する
ので、ベース電流ib２は流れず、トランジスタ
Tr２はオフのままである。

ベース電流ib１によりトランジスタTr１はオ
ンし、直流電源Ｅから主変圧器Ｔの巻線及び発振
用飽和変流器STの巻線Ｎ３を介してコレクタ電
流ic１が流れる。

これにより、発振用飽和変流器STの巻線Ｎ３，
Ｎ５を介してib1＝ic1×N3／N5なる電流がトラ
ンジスタTr１のベースに流れ込み、トランジス
タTr１のベースに流れ込み、トランジスタTr１
はますますオン方向に動作する。

しかし、ある時間経過すると、発振用飽和変流
器STは飽和し、これによりベース電流ib１は流
れなくなり、トランジスタTr１はオフする。

発振用飽和変流器STが飽和すると、残留磁気
エネルギーにより各巻線に逆起電力が発生し、こ
れによりベース電流ib２が流れて、他方のトラン
ジスタTr２がオンとなる。

トランジスタTr１のオン後は通常の自励式イ
ンバータの動作と同様で、２個のトランジスタ
Tr１，Tr２がオン、オフを交互に繰り返し、主
変圧器Ｔ、ダイオードＤ７，Ｄ８、インダクタン
スＬ、コンデンサＣ等を介して直流出力が得られ
る。

尚、発振用飽和変流器STの巻線Ｎ３，Ｎ４は
電流帰還用巻線であり、各トランジスタTr１，
Tr２のベース電流ib１，ib２を充分に供給する
ためのものである。

また、発振用飽和変流器STの巻線Ｎ７は抵抗
３を介して主変圧器Ｔの帰還巻線に接続され、発
振用飽和変流器STの磁束を確実にリセツトする
ためのリセツト巻線である。

しかし、発振用飽和変流器STの残留磁気の状
態が起動のかかりにくい状態である第２図のＹ点
に位置するような場合は、最初のパルス発生器１
のパルス電流ip１でＸ点方向に磁化されても飽和
状態であるため、充分なベース電流ib１が流れず
にトランジスタTr１がオンせず、インバータが
起動しない場合を生ずる。

この場合には、次にパルスを発生するパルス発
生器２によるパルス電流ip２が印加され、発振用
飽和変流器STの巻線Ｎ１が励磁されると、第１
図の巻線Ｎ１，Ｎ２の巻き始め側（黒丸印）の接
続関係により、先のパルス発生器１の場合と逆方
向に励磁され、磁束状態を反対方向に変化させる
ように第２図のＹ点がＺ点方向に移動するので磁
束が変化し、トランジスタTr２にベース電流ib
２が流れてオンとなり、インバータが起動する。

インバータが起動すると、トランジスタTr１，
Tr２の各ベース電流ib１，ib２は交互に電流帰
還用巻線Ｎ３，Ｎ４を介して供給され、また主変
圧器Ｔの帰還巻線、抵抗Ｒ３およびリセツト巻線
Ｎ７により発振用飽和変流器STの磁束が確実に
リセツトされることにより、インバータが安定し
て発振動作をすることは従来と同様である。

トランジスタTr１，Tr２のオン時において
は、各コレクタ電位は各エミツタ電位とほぼ同等
となり、また各トランジスタTr１，Tr２のエミ
ツタ側は直流電源Ｅの0V側（−側）に接続され
ているので、各コレクタ電位もほぼ０電位とな
る。

トランジスタTr１のコレクタ側は、抵抗Ｒ１、
ダイオードＤ３を介してパルス発生器２に接続さ
れ、またトランジスタTr２のコレクタ側も同様
に、抵抗Ｒ２、ダイオードＤ４を介してパルス発
生器１に接続されている。

ここで、例えば各パルス発生器１，２の内部回
路に発振を起動、停止制御するための比較器等か
ら構成される論理回路を設け、入力信号がハイレ
ベルで発振を起動し、ローレベルで発振を停止す
る回路構成としておけば、各トランジスタTr１，
Tr２のオン時には、抵抗Ｒ１，Ｒ２、ダイオー
ドＤ３，Ｄ４を介してほぼ０電位（ローレベル）
となり、各パルス発生器１，２は発振を停止し、
逆にオフ時にはハイレベルとなつて発振を起動す
る。

オフ時には、コレクタ電位がほぼ電源電圧Ｅの
＋側と同電位となるため、比較的に高い電源電圧
Ｅが各パルス発生器１，２に印加されないよう
に、ダイオードＤ３，Ｄ４が電圧阻止するように
挿入されている。

即ち、トランジスタTr１のオン時にはオフ状
態のトランジスタTr２をオン起動するパルス発
生器２のパルス出力が停止され、同様にトランジ
スタTr２のオン時には、オフ状態のトランジス
タTr１をオン起動するパルス発生器１のパルス
出力が停止されるので、各トランジスタTr１，
Tr２は交互に安定して誤動作することなくオン、
オフを繰り返すことができる。

また、各トランジスタTr１，Tr２のオン時に
は、オン状態のトランジスタをオン起動する側の
パルス発生器がパルス出力を発生し、パルス電流
が印加されてもオン側のトランジスタであるため
に特に影響はないが、このパルス発生器１，２を
パルスのオフ時点からスタートする発振回路とす
ると、最初のパルスが発振周波数によつて定めら
れるある一定オフ時間後に発生することになり、
インバータの起動後は、各トランジスタTr１，
Tr２がオンする度にパルス発生器１，２の発振
が停止され、次いで各トランジスタTr１，Tr２
がオフした時点で、パルス発生器１，２の発振が
オフ時点から再スタートすることになるが、パル
ス発生器１，２の発振周波数をインバータの発振
周波数よりも低く設定しているので、パルスが発
生する前に発振が停止されることになり、各トラ
ンジスタTr１，Tr２が交互にオン、オフ動作を
繰り返す正常動作状態ではパルスは発生せず、自
動的に発振が停止されることになる。

さらに、起動時にパルス発生器１，２が同時に
パルス電流ip１，ip２を印加しないようにするた
めには、それぞれのパルス出力の位相を相違させ
る必要があるが、パルス発生器１，２の発振周波
数を同等にして位相を相違させる方法は、確実で
あるが、パルス発生器１，２のパルス出力に位相
差をつけるための同期回路を必要とする。

しかし、本発明の起動方法は、前述のようにイ
ンバータの起動後はパルス発生器１，２のパルス
出力が停止され、パルス発生器１，２は起動時の
短期間のみに有効に動作するものであるので、精
度の高い位相差同期回路は必要とせず、極めて容
易に発生パルスの位相を相違させることができる
方法として、パルス発生器１，２の発振周波数を
相違させている。

発振周波数を相違させるだけではパルスが同時
になる場合もあり得るが、この時はインバータが
起動しないが、次のパルスは周波数が相違してい
るために、必ず片方のパルスが印加されるため
に、確実に起動することができる。

以上により、インバータはどのような状態であ
つても強制的に起動がかけられるので、交互にオ
ン、オフする偶数のトランジスタは、特に選別さ
れたものでなくても確実に発振起動する。

また、起動すればパルス発生器のパルス出力は
自動的に停止するので、インバータへ不要な周波
数の雑音が重畳されることもなく、インバータは
安定に動作を続けることができる。

前述の第１図では、電流帰還形自励式インバー
タ回路の起動方法として説明したが、第３図に示
すような電圧帰還形自励式インバータ回路でも、
発振用飽和変流器STのリセツト巻線Ｎ７への帰
還が充分であれば、第１図のような電流帰還用巻
線Ｎ３，Ｎ４による帰還がなくとも第１図と同様
に確実に起動動作を行うことができる。

第３図においては、第１図と同一機能のものは
同一記号で表しており、起動方法も第１図と同様
であるので、説明は省略する。

本発明の起動方法は、自励式インバータにおい
て、インバータの発振周波数より低く、周波数の
異なる２個のパルス発生器のパルス出力を各々逆
励磁方向にして発振用飽和変流器の巻線を介し、
偶数のトランジスタのベース側に供給することに
より、発振用飽和変流器の残留磁気の状態が起動
のかかりにくい状態であつても、２個のパルス発
生器の異なる周波数のパルス電流により一方のト
ランジスタを確実にオンさせることにより、イン
バータを強制的に発振起動させ、起動後は２個の
パルス発生器のパルス出力を自動的に停止させる
ので、交互にオン、オフする偶数のトランジスタ
を特に選別しなくてもインバータを確実に起動さ
せ、また安定に動作させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で電流帰還形自励式イ
ンバータの回路図、第２図は発振用飽和変流器の
ヒステリシス特性を示す図、第３図は本発明の他
の実施例で、電圧帰還形自励式インバータの回路
図である。 図中、１，２はパルス発生器、STは発振用飽
和変流器、Ｔは主変圧器、Tr１，Tr２はトラン
ジスタ、Ｅは直流電源、Ｎ１〜Ｎ７は発振用飽和
変流器STの各巻線、Ｄ１〜Ｄ８はダイオード、
Ｒ１〜Ｒ３は抵抗、Ｌはインダクタンス、Ｃはコ
ンデンサをそれぞれ示す。また、ip１，ip２はパ
ルス発生器１，２よりの各パルス電流、ic１，ic
２はトランジスタTr１，Tr２の各コレクタ電
流、ib１，ib２はトランジスタTr１，Tr２の各
ベース電流、Ｂは磁束密度、Ｈは磁界の強さであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交互にオン、オフする偶数のトランジスタと
   該偶数のトランジスタのベース側に接続された発
   振用飽和変流器と該偶数のトランジスタのコレク
   タ、エミツタ側に接続された直流電源と主変圧器
   とからなる自励式インバータにおいて、 該自励式インバータの発振周波数より低い発振
   周波数で異なる周波数の２個のパルス発生器のパ
   ルス出力を各々逆励磁方向として該発振用飽和変
   流器の巻線を介して該偶数のトランジスタの各ベ
   ース側に交互に供給し、一方のトランジスタをオ
   ンすることにより該自励式インバータを発振起動
   させ、 起動後は該偶数のトランジスタのオン、オフ動
   作を該２個のパルス発生器の発振起動、停止制御
   のスイツチ手段として兼用することにより該２個
   のパルス発生器のパルス出力を停止することを特
   徴とする自励式インバータの起動方法。