JPH0270270A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、直列接続された２つのスイッチング素子が互
いにオンオフ動作することによって負荷回路へ高周波電
力を供給するインバータ装置に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は従来例の回路図を示す。直流電源Ｅと並列に、
２つのスイッチング素子Ｑ、、Ｑ２の直列回路とコンデ
ンサＣ，，、Ｃ，、の直列回路が接続され、スイッチン
グ素子Ｑ、、Ｑ２の接続点とコンデンサＣ，，，Ｃ，２
の接続点の間に負荷回路ｌが接続されている。スイッチ
ング素子Ｑ１及びＱ２は、例えば、電力制御用のＭＯＳ
ＦＥＴよりなり、それぞれ駆動回路１及び２の出力Ｖ、
、Ｖ２によって交互にオンオフ駆動される。

スイッチング素子Ｑ１の両端に接続された抵抗ＲＩ、コ
ンデンサＣ１の直列回路は上側回路の電源回路であり、
直流電源Ｅの両端に接続された抵抗Ｒ２，コンデンサＣ
２の直列回路は下側回路の電源回路である。コンデンサ
Ｃ２にて給電される発振回路３は、２つの発振出力Ｖ　
ｘ　、　Ｖ　ｙを発生している６発振出力ｖｙは駆動回
路２に入力され、発振出力ＶｘはフォトカプラＰＣを介
して、駆動回路１に入力される。フォトカブラＰＣは、
発光ダイオードＰＣＩとフォトトランシタＰ　Ｃ２より
なり、これらは光学的に結合され電気的には絶縁されて
いる。発振出力Ｖｘが’Ｈｉｇｈ”レベルとなって発光
ダイオードＰＣ１が光信号を発生すると、フォトトラン
シタＰＣ２は導通状態となり、発振出力Ｖｘが’Ｌｏｕ
＋“ルベルとなって発光ダイオードＰＣ２が光信号を発
生しなくなると、フォトトランシタＰＣ２は非導通状態
となる。フォトトランシタＰ　Ｃ２及びトランジスタＴ
ｒｏの各エミッタはコンデンサＣ１の負極端に接続され
、各コレクタはそれぞれ抵抗Ｒ，，Ｒ，を介してコンデ
ンサＣ３の正極端に接続されている。フォトトランシタ
ＰＣ２のコレクタはトランジスタＴｒｏのベースに接続
されている。

トランジスタＴｒｏのコレクタは駆動回路１に入力され
ている。

第６図は駆動回路１．２の回路例を示しており、図中、
端子Ａ〜Ｄは第５図に示した端子Ａ〜Ｄに対応している
。トランジスタＴｒｌ、Ｔｒ２の各エミッタはアース端
子りを介して電源の負極端に接続され、各コレクタはそ
れぞれ抵抗Ｒ５，Ｒ６及び電源端子Ｃを介して電源の正
極端に接続されている。

駆動回路の入力端子ＡはトランジスタＴｒ、のベースに
、トランジスタＴｒ＋のコレクタはトランジスタＴｒ２
のベースに、それぞれ接続されている。また、トランジ
スタＴｒ２のコレクタはトランジスタＴｒｓ及びＴｒ＜
のベースに接続されている。トランジスタＴｒ３のコレ
クタは電源端子Ｃを介して電源の正極端に、トランジス
タＴｒ４のコレクタはアース端子りを介して電源の負極
端に、それぞれ接続されている。トランジスタＴ　ｒ　
３．　Ｔ　ｒ、のエミッタは、出力端子Ｂを介してスイ
ッチング素子Ｑ、又はＱ２の制御電極に接続される。

第７図は上記従来例の動作波形図である。時刻計〇で発
振出力■にが高レベルになると、フォトカプラＰＣによ
り電圧■。は低レベル、駆動回路１への入力は高レベル
となり、出力電圧■、は高レベルとなって、スイッチン
グ素子Ｑ１がオンし、スイッチング素子Ｑ１、負荷回路
！、コンデンサＣの経路で、電流１１が流れる９時刻計
１で発振出力Ｖｘが低レベル、発振出力Ｖｙが高レベル
となると、スイッチング素子Ｑ、はオフ、スイッチング
素子Ｑ２はオンし、直流電源ＥからコンデンサＣ負荷回
路！、スイッチング素子Ｑ２の経路で電流工２が流れる
６時刻計２で再び発振出力Ｖｘが高レベルとなり、以下
、この繰り返しによって負荷回路ｌへ高周波交流電力を
供給するものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の駆動回路１，２及び発振回路３の構成素子は、第
１０図に示すように、１つのハイブリッドＩＣの基板４
の表裏両面にチップ部品５〜８として実装することが多
く５素子間の距離が近接し、あるいは、回路の基準電位
Ｖ、となる配線パターンつと近接することになるので容
量成分が生じやすい。特に、第１０図に示す例はスルー
ホール１０を有する両面配線基板であり、第８図の基準
電位■、となる配線パターン９が裏側に配されているの
で、表側のチップ部品５〜７と基準電位ｖ４の間に容量
成分が生じやすい。このため、駆動回路１のそれぞれの
構成素子は、実際に回路を構成した場合に、第８図に示
すように、他の回路の素子や配線に対して容量成分を持
っている。これらの容量成分には、スイッチング素子Ｑ
、、Ｑ２の高周波スイッチングによる高周波電流が流れ
やすくなる。なぜなら、駆動回路１は電圧Ｖ、の変化に
より高周波的に基準電位が変動しているからである。特
に、電圧Ｖ４の基準電位から見たときに、スイッチング
素子Ｑ、、Ｑ２の接続点の電圧Ｖ、がスイッチング素子
Ｑ、のオンにより高電位となる状態から、スイッチング
素子Ｑ２のオンにより低電位となる状態への移行時には
、電圧■、と電圧ｖ４の差電圧に相当する電荷が容量成
分から放電されるため、スイッチング素子Ｑ２やコンデ
ンサｃ、２゜負荷回路！を通して、容量成分の電荷を放
出する電流Ｉｘが流れる。この電流Ｉｘは各トランジス
タＴ　ｒｏ、Ｔ　ｒｌ　、Ｔｒ２．Ｔｒ３．Ｔｒ＜を通
じて流れようとする。故に、駆動回路１の構成素子の動
作は不安定になりやすい。

例えば、第９図に示すように、時刻ｔ０では発振出力Ｖ
ｘは’Ｈｉｇｈ”レベルから“’Ｌｏｗ”レベルへと変
化し、駆動回路１の出力電圧ｖ１は低レベルとなるが、
トランジスタＴｒｏのコレクタ電圧Ｖ、は電流Ｉｘによ
り持ち上がりやすく、トランジスタＴｒ１を活性化させ
やすくなる。ここで、容量成分の中で特に容量成分Ｃ３
を介する電流Ｉ×の分流成分が各容量の関係で一番多く
なったとすると、時刻ｔに示すように、トランジスタＴ
　ｒ　ｏのコレクタ電圧Ｖ５が持ち上がり、トランジス
タＴｒ、のコレクタ電圧ｖ６が低レベル、トランジスタ
Ｔｒ２のコレクタ電圧■７が高レベルとなって、駆動回
路１の出力電圧■１が高レベルとなりやすい。このため
、符号Ｘで示すように、スイッチング素子Ｑ、、Ｑ２が
同時にオンして、大きな電流１．、Ｌが流れ、最悪の場
合には、スイッチング素子Ｑ、、Ｑ２が破壊してしまう
という不都合があった。電流Ｉｘの分流の仕方は回路の
構成の仕方によって様々な場合が考えられるので、誤動
作の原因は第９図に示す例に限らず、種々の原因が考え
られるものであり、駆動回路１の動作が全体として不安
定となってしまうものである。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、駆動回路の構成素子が有する容
量成分の影響が大きく現れても誤動作の生じない安定し
たインバータ装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第１
図に示すように、第１及び第２のスイッチング素子Ｑ、
、Ｑ２を直列に接続した回路を直流電源に並列に接続し
、負荷回路！に交番電流を供給するように第１及び第２
のスイッチング素子ＱＱ２を交互にオンオフ駆動する第
１及び第２の駆動回路１，２を設け、スイッチング素子
Ｑ、、Ｑ２のオン／オフ動作時に基準電圧が変動する側
の駆動回路１における構成素子の持つ容量成分ＣＡの充
放電経路内に、この容量成分ｃＡの充放電電流を減少さ
せるようにインピーダンス素子Ｚを挿入したことを特徴
とするものである。

［作用］ 本発明にあっては、このように、スイッチング素子Ｑ、
、Ｑ２のオン／オフ動作時に基準電圧が変動する側の駆
動回路１における構成素子の持つ容量成分ｃＡの充放電
経路内に、この容量成分ｃＡの充放電電流ｌｘを減少さ
せるようにインピーダンス素子２を挿入したので、容量
成分ｃＡの充放電電流Ｉｘによる誤動作を防止すること
ができ、安定で信頼性の高い動作を実現できるものであ
る。

［実施例］ 第１図は本発明の第１実施例の要部回路図である０本実
施例にあっては、駆動回路１の電源ラインａとスイッチ
ング素子Ｑ、、Ｑ２の接続点すとの間にインピーダンス
素子Ｚを挿入したものである。

その他の構成については、第５図に示す回路と同様であ
る。これにより、スイッチング素子Ｑ１がオフした時に
電流Ｉｘはインピーダンス素子Ｚによって限流されて、
流れにくくなる。故に、第８図に示す容量成分Ｃ１の放
電電流は減少し、トランジスタＴｒｏのコレクタ電圧Ｖ
、が高レベルに転することはなくなり、トランジスタＴ
ｒ、を活性化させるには至らない、波形的には第７図と
同じく安定した動作波形となる。

第２図は本発明の第２実施例の要部回路図である。本実
施例にあっては、駆動回路２の基準電位Ｖ４の側にイン
ピーダンス素子Ｚを挿入したものであり、第１図に示す
実施例と同様の効果が得られるものである。

第３図は本発明の第３実施例の要部回路図である。本実
施例にあっては、インピーダンス素子Ｚをスイッチング
素子Ｑ２の駆動回路２における出力段のトランジスタＴ
　ｒ　＋のコレクタと前段部のトランジスタＴｒ２のエ
ミッタの間に挿入したものである。本実施例は、特に駆
動回路１，２及び発振回路３が接近している場合に効果
があり、動作の不安定性を解消できるものである。

第４図は上記各実施例に用いるインピーダンス素子２の
回路例である。同図（ａ）に示す例は、ダイオードＤ　
＋　、　Ｄ　２を逆並列接続して成るものであり、同図
（ｂ）に示す例は、ツェナダイオードＺＤＺＤ２とダイ
オードＤ、、Ｄ２を組み合わせて成るものであり、いず
れも双方向の電流に対して所定の電圧降下分を有してい
る。また、インダクタンス成分や容量成分で構成される
インピーダンス素子を用いても良い。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、第１及び第２のスイッチング素
子を直列に接続した回路を直流電源に並列に接続し、負
荷回路に交番電流を供給するように第１及び第２のスイ
ッチング素子を交互にオンオフ駆動する第１及び第２の
駆動回路を設けたインバータ装置において、スイッチン
グ素子のオン／オフ動作時に基準電圧が変動する側の駆
動回路における構成素子の持つ容量成分の充放電経路内
に、この容量成分の充放電電流を減少させるようにイン
ピーダンス素子を挿入したので、回路の不安定動作を解
消することができ、信頼性の高いインバータ装置を提供
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の要部回路図、第２図は本
発明の第２実施例の要部回路図、第３図は本発明の第３
実施例の要部回路図、第４図（ａ）。 （ｂ）は本発明に用いるインピーダンス素子を示す回路
図、第５図は従来例の回路図、第６図は同上の要部回路
図、第７図は同上の動作波形図、第８図は従来例の誤動
作を説明するための回路図、第９図は従来例の誤動作時
の動作波形図、第１０図は従来例の実装構造を示す断面
図である。 １．２は駆動回路、ＣＡ、Ｃ３は容量成分、Ｅは直流電
源、Ｑ、、Ｑ２はスイッチング素子、Ｚはインピーダン
ス素子、ｌは負荷回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１及び第２のスイッチング素子を直列に接続し
   た回路を直流電源に並列に接続し、負荷回路に交番電流
   を供給するように第１及び第２のスイッチング素子を交
   互にオンオフ駆動する第１及び第２の駆動回路を設け、
   スイッチング素子のオン／オフ動作時に基準電圧が変動
   する側の駆動回路における構成素子の持つ容量成分の充
   放電経路内に、この容量成分の充放電電流を減少させる
   ようにインピーダンス素子を挿入したことを特徴とする
   インバータ装置。