JPH0580189U - 自励式ｄｃ／ａｃインバータ回路および高電圧トランス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 陰極管点灯回路等に使用される自励式ＤＣ／
ＡＣインバータ回路において使用される高電圧トランス
のベース電圧帰還巻線を不要としたインバータ回路およ
びトランス幅を低減し小型化した高電圧トランスを提供
する。 【構成】 トランスＴ、スイッチングトランジスタＴ
ｒ、コンデンサＣ、抵抗Ｒより成る自励式ＤＣ／ＡＣイ
ンバータ回路であって、高電圧トランスＴはベース帰還
用の巻線を有せず１次側主巻線ｎ１の中間タップ端子Ｐ
２と端子Ｐ１間の巻線Ｌ１とコンデンサＣ１とで共振回
路を形成しており、コンデンサＣ２を介してスイッチン
グトランジスタＴｒのベースに正帰還する同調形ＬＣ共
振回路として利用する。また、上記使用の高電圧トラン
スＴは１次主巻線の３端子Ｐ１〜Ｐ３と２次巻線の低電
位側端子Ｐ４をトランス本体の一辺に並設させ、２次巻
線の高電位側端子Ｐ５を対峠する他の一辺に配設する構
成とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、各種電子機器に利用されるスイッチングトランジスタを使用した自 励式ＤＣ／ＡＣインバータ回路のトランスの駆動方式に関するものである。

【０００２】 また本考案は、上記回路に使用される高電圧トランスの小型化のための巻線構 造に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】

近年の電子機器等に対する小型化の要望は強く、これにともない電子回路基板 に搭載される電子部品において比較的大きい容積を占めるトランスも高密度表面 実装化のため小型化の要請が強い。

【０００４】 また、近年普及が目ざましい家電・ＯＡ・ＡＶ機器へのパワーエレクトロニク スの応用が進み、家庭用交流電源の電力変換に関する各種コンバータ、インバー タ回路が目的用途に応じて利用されている。

【０００５】 一般に、電子回路用高電圧トランスは上記インバータやコンバーター等で使用 され、磁性材料等よりなる磁芯を１次巻線および２次巻線が捲回されたコイルボ ビンに嵌装し、更に固定具等により固定することにより構成されており、電子回 路基板に面実装される他の電子部品に比べて重く占有空間容積も大きいが、所望 の電流、電圧域の特性を得るためには巻線の線径や巻線量を小さくすることはで きず、また陰極管点灯回路のように２次巻線に高電圧を発生させる場合は絶縁を 十分に確保しショートの危険を回避する必要から入出力端子の配設に制限が伴い トランス本体を大きなものとしている。

【０００６】 上記従来の陰極管点灯回路に一般に使用されている自励式ＤＣ／ＡＣインバー タ回路の基本構成例を図３を参照することにより詳述する。

【０００７】 図２の（Ａ）は従来一般に使用されている陰極管点灯回路における自励式ＤＣ ／ＡＣインバータ回路図であって、２個の交互にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すスイッ チングトランジスタＴｒ１とＴｒ２と巻線比が高く２次側に高電圧を発生させる 高電圧トランスＴとで構成されたプッシュプルインバータである。この際陰極管 ＦＬが２次側の負荷として接続されている。

【０００８】 通常、陰極管点灯回路は交流電源電圧がノイズフィルターを経て整流回路（例 えばダイオードブリッジ整流回路）で全波整流された後、インバータ回路に入力 される（図中Ｖ）。起動抵抗Ｒ１、Ｒ２によってＴｒ１もしくはＴｒ２がＯＮし 始める。Ｔｒ１とＴｒ２の電流増幅率の差によって、例えばＴｒ１がＯＮし始め ると、トランスＴの巻線ｎ３の電圧帰還によってＴｒ１は完全にＯＮする。しか る後Ｔの主巻線ｎ１とコンデンサＣで並列共振し、その振動電圧が巻線ｎ３に帰 還され、Ｔｒ１をＯＦＦ、Ｔｒ２をＯＮさせる。以上が繰り返されＴｒ１とＴｒ ２は交互にスイッチングを行う。結果Ｔの２次側巻線ｎ２に巻線比に応じた高電 圧が発生する。

【０００９】 上記トランスＴの巻線のピン端子配置を図２（Ｂ）に示す。

【００１０】 図から判るようにピン端子配置は高電圧に耐え得るようにトランス本体の一辺 に低電圧である１次側巻線ｎ１、ｎ２の５本および２次側巻線ｎ３の低電圧端子 Ｌの６本を集め並設されるとともに、ｎ３の高電圧側端子Ｈは対峠する他方の一 辺に配設された構造となっている。なお、上記インバータ用高電圧トランスのコ イルボビンの寸法は縦横１０数ｍｍ、厚さ５ｍｍ程度まで小型化されており、ピ ン端子間のピッチｙは２．５ｍｍである。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図２（Ａ）の自励式インバータ回路においては、前述のように ベース電圧帰還巻線ｎ３が主巻線ｎ１以外に必要であり、また２次側誘導起電圧 が高圧となるため耐電圧性を保障する必要から高電位の入出力端子のみを片側に 寄せなければならない。このため従来回路だとトランス幅を低電圧入出力端子６ 本が並設可能な寸法に設計しなければならずトランス小型化の要請の隘路となっ ている。

【００１２】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、自励式ＤＣ／ＡＣインバー タ回路において、スイッチングトランジスタのベース電圧帰還用巻線を不要とす るインバータ回路を提供し、且つ上記インバータ回路に使用するトランスのピン 端子配置を一辺に４端子とすることで小型化を実現した高電圧トランスを提供す るものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案は、高電圧トランスとトランジスタを組み合わせた自励式ＤＣ／ＡＣイ ンバータ回路において、トランジスタのベース電圧帰還を１次主巻線の端子と共 用することを特徴とする自励式ＤＣ／ＡＣインバータ回路を提供すると共に、上 記自励式ＤＣ／ＡＣインバータ回路に使用される高電圧トランスにおいて、中間 タップ端子を有する１次主巻線の３端子と２次巻線の低電位側端子をトランス本 体の一辺に並設させ、２次巻線の高電位側端子を対峠する他の一辺に配設したこ とを特徴とする高電圧トランスを提供することにより、上記目的を達成するもの である。

【００１４】

【作用】

本考案においては、ベース帰還のための巻線を別個に使用せず、代替として中 間タップ端子を有する１次巻線の一方の巻線部をコンデンサと共に同調形ＬＣ共 振回路として利用し、スイッチングトランジスタのベースに正帰還させる。

【００１５】 したがって電圧帰還のための巻線を必要とせず、上記回路に使用されるトラン スのピン端子数が減少するので該トランスのピン端子が並設された一辺の幅を小 さくでき小型化が可能となる。

【００１６】

【実施例】

本考案の実施例を、図面に基いて詳細に説明する。

【００１７】 図１の（Ａ）は本考案に係わる陰極管点灯回路におけるＤＣ／ＡＣインバータ 回路図であり、図１の（Ｂ）は同実施例における本考案に係わる高電圧トランス の巻線端子配置を示す図である。

【００１８】 図（Ａ）において、高電圧トランスＴはベース帰還用の巻線を有せず１次側主 巻線ｎ１の中間タップ端子Ｐ２と端子Ｐ１間の巻線Ｌ１とコンデンサＣ１とで共 振回路を形成しており、コンデンサＣ２を介してスイッチングトランジスタＴｒ のベースに正帰還する同調形ＬＣ共振回路として利用するものである。

【００１９】 本自励式ＤＣ／ＡＣインバータ回路においては、トランジスタを１個しか駆動 しないことによるドライブ能力の不利な点を、従来のベース帰還用巻線の巻数が １〜３回程度に設定されているのを、本回路ではＬ１と同等巻数として補うよう にする。

【００２０】 例えば陰極管点灯インバータにおいては、Ｌ１＝Ｌ２、巻数１８回、ｎ２＝４ ２０回の設定となる。

【００２１】 なお、コンデンサＣ２の容量は変換効率を大きく左右するので状況を見ながら 決定される。また、Ｒは駆動抵抗であって発振停止を防止する作用を有する。

【００２２】 以上の回路構成によってベース電圧帰還をトランス１次主巻線の端子と共用す ることで従来の自励式ＤＣ／ＡＣインバータ回路が必要としたベース電圧帰還巻 線ｎ３が不要となる。

【００２３】 次に、図１（Ｂ）のトランスは上記本考案に係わるインバータ回路で使用する 高電圧トランスの中間タップ端子Ｐ２を有する１次主巻線の３端子Ｐ１，Ｐ２， Ｐ３と２次巻線の低電位側端子Ｐ４をトランス本体の一辺に並設させ、２次巻線 の高電位側端子Ｐ５を対峠する他の一辺に配設したことを特徴とする本考案に係 わる高電圧トランスである。

【００２４】 上記トランス（図１（Ｂ））と従来のトランス（図２（Ｂ））の端子が並設す る辺Ｘ、Ｘ′の寸法を比較すれば、端子間ピッチｙを２．５ｍｍとすると、Ｘ＝ １７．５ｍｍ、Ｘ′＝１２．５ｍｍとなりトランスの幅を約２９％低減すること ができる。

【００２５】 なお、本考案に係わる高電圧トランスの基本構造は従来の一般的小型トランス 構造と変わるものではなく、例えば樹脂材料を成形し端子を突設して成るコイル ボビンに巻線を施し、該コイルボビンに磁芯を嵌挿した構造のトランスであれば 該形状の如何に関係なく本考案の範囲が及ぶことは言うまでもない。

【００２６】

【考案の効果】

本考案に係わる自励式ＤＣ／ＡＣインバータ回路および高電圧トランスは上記 のように構成されているため、以下に記載するような効果を有する。

【００２７】 （１）１個のスイッチングトランジスタのベース電圧帰還を一次巻線の一方端 子を出力とするベース同調形ＬＣ発振回路で行うので、トランスの帰還用巻線が 不要であり、自励式インバータ回路部の占有容積を小さくすることができるとい う優れた効果を有する。

【００２８】 （２）インバータ用高電圧トランスの小型化が実現するという優れた効果を有 する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本考案に係わる自励式ＤＣ／ＡＣイン
バータ回路の実施例であり、（Ｂ）は同実施例における
本考案に係わる高電圧トランスの巻線端子配置を示す図
である。

【図２】（Ａ）は従来の自励式ＤＣ／ＡＣインバータ回
路例であり、（Ｂ）は同例における高電圧トランスの巻
線端子配置を示す図である。

【符号の説明】

Ｔ 高電圧トランス Ｔｒ トランジスタ ＦＬ 負荷（陰極管） Ｃ、Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ Ｒ，Ｒ１、Ｒ２ 抵抗 ｎ１ １次主巻線 ｎ２ ２次巻線 ｎ３ ベース帰還用巻線 Ｐ１〜Ｐ５ 入出力端子 Ｘ，Ｘ′ 端子並設辺の幅寸法 ｙ 端子間ピッチ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】高電圧トランスとトランジスタを組み合わ
   せた自励式ＤＣ／ＡＣインバータ回路において、トラン
   ジスタのベース電圧帰還をトランス１次主巻線の端子と
   共用することを特徴とする自励式ＤＣ／ＡＣインバータ
   回路。
2. 【請求項２】自励式ＤＣ／ＡＣインバータ回路に使用さ
   れる高電圧トランスにおいて、中間タップ端子を有する
   １次主巻線の３端子と２次巻線の低電位側端子をトラン
   ス本体の一辺に並設させ、２次巻線の高電位側端子を対
   峠する他の一辺に配設したことを特徴とする請求項１記
   載の高電圧トランス。