JPH0491663A - 直流交流変換装置 - 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〕 本発明はトランジスタ等のリニヤ素子をスイッチング素
子として使用する直流交流変換装置に関し、特にスイッ
チング素子制御用信号を発生する制御回路の入力電源と
して商用電源を使用した直流交流変換装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より直流電力を方形波形を有する交流に変換する直
流交流変換装置の１例としては、それぞれの一端が直列
に接続された第１の１次コイルおよび第２の１次コイル
ならびに２次コイルを有するトランスと、該１次コイル
の直列接続点に第１の電圧端子が接続された直流電源と
、該直流電源の第２の電圧端子と前記第１の１次コイル
の他端とを接続する第１のスイッチング素子と、該直流
電源の第２の電圧端子と前記第２の１次コイルの他端と
を接続する第２のスイッチング素子と、該第１のスイッ
チング素子と該第２のスイッチング素子を交互にオンオ
フする方形波状のスイッチング素子制御用信号を発生す
る方形波発振器を含む制御回路とからなり、前記トラン
スの２次コイルに方形波形の交流を発生するものなどが
ある。

しかしかかる方形波発振器はそのプラス側の波形とマイ
ナス側の波形との間にずれを生じ易く、また仮に当初に
おいてこのようなずれがなくても時間の経過とともにか
かるずれ（例えば周波数のずれ）を生ずることが多く、
高精度の方形波出力かえられないなどの問題点を有する
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、
上記制御回路の入力電源として商用電源を用いることに
よって商用電源そのものが有する精度を利用して高精度
の方形波出力かえられるようにしたものであり、例えば
入力端子が直流１００Ｖの場合でも、上述したように制
御回路に商用電源を用いることによって商用周波数に同
期した高精度の方形波形の交流を得ることができるよう
にしたものである。

したがって将来太陽電池等が普及し、直流１００Ｖが各
家庭で作られるようになった場合、家庭用Ａ、　Ｃ，電
源（商用電源）を用いた比較的簡単な制御回路により、
該商用電源の周波数と同じ精度の高精度な方形波形交流
を得ることができるようにしたものである。

〔課題を解決するための手段〕

かかる課題を解決するために本発明によれば、ブリッジ
接続された４つのスイッチング素子と、該ブリッジ接続
の第１の相対する２つの共通接続点間に接続された直流
電源と、該ブリッジ接続の第２の相対する２つの共通接
続点間に接続された負荷と、該ブリッジ接続された４つ
のスイッチング素子の相対する辺に設置された２つのス
イッチング素子を１群とする２組のスイッチング素子群
を交互にオンオフする方形波状のスイッチング素子制御
用信号を発生する制御回路とをそなえ、該制御回路には
商用電源が入力され、前記ブリッジ接続の負荷側に該商
用電源の周波数と同期した方形波形の交流電圧を発生さ
せるようにした直流交流変換装置が提供される。

〔作　用〕

上記構成によれば該制御回路において該商用電源の周波
数に同期した方形波状のスイッチング素子制御用信号を
発生し、該ブリッジ接続内の２組のスイッチング素子群
を交互にオンオフすることによって、該直流電源電圧を
該商用電源周波数に合った高精度の方形波状電圧に変換
することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明装置の全体構成を示すブロック図で、ｌ
は入力電源として商用電源を用いた制御回路で、該制御
回路からは該商用電源の周波数に同期した方形波状（パ
ルス状）の電流（スイッチング素子制御用信号）を発生
させる。２は上記ブリッジ接続されたスイッチング素子
を有するパワースイッチング回路で、直流電源３からの
直流電圧を該商用電源周波数（パルス周波数）に合った
高精度の方形波状電圧に変換する。

第２図は本発明装置の１実施例を示すもので、１７はト
ランスで商用電源が印加される１次コイル１７ａならび
にそれぞれの一端が直列に接続されたくセンタータップ
を構成する）第１の２次コイル１７ｂおよび第２の２次
コイル１７Ｃを有する。６はコンデンサで上記第１の２
次コイル１７ｂおよびダイオード４を介して図示された
極性に充電される。

同様にしてコンデンサ６′は上記第２の２次コイル１７
Ｃおよびダイオード４′を介して図示された極性に充電
される。該コンデンサ６の両端には電流制限抵抗７、フ
ォトカプラの発光ダイオード８゜９およびトランジスタ
１１が直列接続され、該コンデンサ６の充電電圧が印加
される。また該トランジスタ１１のベースにはダイオー
ド５および抵抗１０を介して該２次コイル１７ｂの他端
の電圧が印加される。同様にして該コンデンサ６′の両
端には電流制限抵抗７′、フォトカプラの発光ダイオー
ド８′、９’およびトランジスタ１１′が直列接続され
、該コンデンサ６′の充電電圧が印加される。

そして該トランジスタ１１′のベースにはダイオード５
′および抵抗１０′を介して該２次コイル１７Ｃの他端
の電圧が印加される。以上のようにして上記制御回路１
が構成される。

またパワースイッチング回路２にはブリッジ接続された
４つのスイッチング素子（スイッチングトランジスタ）
１４．１５および１４’　、　　１５’を有し、上記フ
ォトカプラの発光ダイオード８，９および９′、９’　
とそれぞれ対をなす受光トランジスタ１２．１３および
１２’　、　１３’が、それぞれ上記スイッチング素子
１４．１５および１４′、１５′　にダーリントン接続
される。そして該ブリッジ接続の第１の相対する２つの
共通接続点間に例えば１００Ｖの直流電源３が接続され
る。

上記した回路構成において、いま仮に入力側の商用電源
電圧が正の半サイクルに入ったとき、トランスの２次コ
イル１７ｂおよびダイオード５を介してトランジスタ１
１のベースに例えば１．５〜２Ｖ程度の電圧が印加され
ると、該トランジスタ１１はオンとなり、該トランジス
タ１１に直列接続されたフォトカプラの発光ダイオード
８，９が発光する。

これにより該発光ダイオード８．９と対をなすフォトカ
プラの受光トランジスタ１２．１３がオンとなり、その
結果該受光トランジスタ１２・１３にダーリントン接続
されたスイッチング素子（スイッチングトランジスタ）
１４．１５がオンとなる。したがって直流電源３よりス
イッチング素子１４、負荷１６、スイッチング素子１５
の順に電流が流れる。

次に負の半サイクルに入ったときも上記と同様にしてト
ランスの２次コイル１７ｃおよびダイオード５′を介し
てトランジスタ１１′のベースに例ｔば１．５〜２Ｖ程
度の電圧が印加されると該トランジスタ１１′がオンと
なり、該トランジスタ１１′　に直列接続されたフォト
カプラの発光ダイオード８′、９’が発光する。これに
より該発光ダイオード８′、９’　と対をなすフォトカ
プラの受光トランジスタ１２’　、　１３’がオンとな
り、その結果、該受光トランジスタ１２’　、　１３’
にダーリントン接続されたスイッチング素子（スイッチ
ングトランジスタ）　１４’　、　　１５’がオンとな
る。したがって直流電源３よりスイッチング素子１４′
、負荷１６、スイッチング素子１５′の順に電流（すな
わち前記とは反対方向の負荷電流）が流れる。このこと
を各サイクル毎に繰返し、前記負荷側に商用電源の周波
数と同期した方形波電圧を得ることができる。

なお入力側の商用電源電圧が正の半サイクルから負の半
サイクル（又は負の半サイクルから正の半サイクル）に
反転するときには、その後２次コイル１７ｂ又は１７ｃ
の電圧が所定の値に達する（すなわちトランジスタ１１
又は１１′のベースに所定の電圧が印加される）までは
該トランジスタ１１および１１′　はオフ状態となって
、該フォトカプラも動作せず（すなわちその動作に多少
のタイムラグを生じ）、その結果上記方形波には第１図
において符号ｔで示すようなデッドタイムを生ずる。し
たがって上記パワースイッチング回路（ブリッジ回路）
において、一方のスイッチング素子群Ｉ４・１５と他方
のスイッチング素子群１４’　、　１５’　とが同時に
オン状態となるのを防ぐことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば比較的簡単な制御回路を用いて、直流電
源電圧を商用電源周波数に合った高精度の方形波状電圧
に変換することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の全体構成を示すブロック図、 第２図は本発明装置のｌ実施例を示す回路図である。 （符号の説明） １・・・制御回路、 ２・・・パワースイッチング回路、 ３・・・直流電源、 ８．９・８′、９’・・・フォトカプラの発光ダイ１２
・１３．１２’ １３′ １４．１５．１４’　　　１５’ オード、 ・・・フォトカプラの受光トラ ンジスタ、 ・・・スイッチング素子（スイ ッチングトランジスタ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ブリッジ接続された４つのスイッチング素子（１４
   ）、（１４′）、（１５）、（１５′）と、該ブリッジ
   接続の第１の相対する２つの共通接続点間に接続された
   直流電源（３）と、 該ブリッジ接続の第２の相対する２つの共通接続点間に
   接続された負荷（１６）と、 該ブリッジ接続された４つのスイッチング素子（１４）
   、（１４′）、（１５）、（１５′）の相対する辺に設
   置された２つのスイッチング素子を１群とする２組のス
   イッチング素子群（１４、１５）および（１４′、１５
   ′）を交互にオンオフする方形波状のスイッチング素子
   制御用信号を発生する制御回路（１）とをそなえ、 該制御回路（１）には商用電源が入力され、前記ブリッ
   ジ接続の負荷側に該商用電源の周波数と同期した方形波
   形の交流電圧を発生させるようにしたことを特徴とする
   直流交流変換装置。 ２、該制御回路（１）には、商用電源が印加される１次
   コイル（１７ａ）ならびにそれぞれの一端が直列に接続
   された第１の２次コイル（１７ｂ）および第２の２次コ
   イル（１７ｃ）を有するトランス（１７）と、該第１の
   ２次コイル（１７ｂ）とダイオード（４）および該第２
   の２次コイル（１７ｃ）とダイオード（４′）によりそ
   れぞれ所定の極性に充電されるコンデンサ（６）および
   （６′）と、該コンデンサ（６）の両端に直列接続され
   たフォトカプラの発光ダイオード（８）、（９）および
   トランジスタ（１１）と、該コンデンサ（６′）の両端
   に直列接続されたフォトカプラの発光ダイオード（８′
   ）、（９′）、およびトランジスタ（１１′）と、該ト
   ランジスタ（１１）および（１１′）のベースに該第１
   の２次コイル（１７ｂ）および該第２の２次コイル（１
   ７ｃ）の他端をそれぞれダイオード（５）および（５′
   ）を介して接続する手段とをそなえ、該フォトカプラの
   発光ダイオード（８、９）、および（８′、９′）とそ
   れぞれ対をなす受光トランジスタ（１２、１３）および
   （１２′、１３′）を上記２組のスイッチング素子群（
   １４、１５）および（１４′、１５′）にダーリントン
   接続するようにした、請求項１に記載の直流交流変換装
   置。