JPS5826571A - Switching inverter circuit - Google Patents
Switching inverter circuitInfo
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- JPS5826571A JPS5826571A JP56123839A JP12383981A JPS5826571A JP S5826571 A JPS5826571 A JP S5826571A JP 56123839 A JP56123839 A JP 56123839A JP 12383981 A JP12383981 A JP 12383981A JP S5826571 A JPS5826571 A JP S5826571A
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- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
- H02M7/538—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は時定数回M’t’持つトランジスタでスイッ
チング素子なターンオフさせることにより。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention uses a transistor having a time constant M't' to turn off a switching element.
発振モードを構成したスイッチングインバータ(ロ)路
に関丁、る。The switching inverter (2) that constitutes the oscillation mode is connected to the circuit.
スイッチングインバータは直流入力なスイッチング等の
手段で交流電圧Kg僕するもので、これを更にトランス
でフイソレートおよびインピーダンス整合を行ない%整
流および平滑して直流に戻せばDC−DCコンバータ(
直流−直流愛僕器)となる。A switching inverter outputs an alternating current voltage (Kg) using DC input switching, etc. If this is further rectified and smoothed by a transformer and then returned to direct current, it becomes a DC-DC converter (
DC - DC Beloved Servant).
従来におけるスイッチングインバータは発撫モードによ
り次の種類に分けられる。Conventional switching inverters can be divided into the following types depending on the driving mode.
(AJ自励式インバータ
スイッチング素子自身の増@卵力を利用して発振させる
もので、スイッチング素子を除いててべて受動素子で構
成される。自励式とりっても多くの種類があるが、出カ
ドランスもしくはドライブ、トランスのインダクタとし
ての慣性および飽和特性を利用して発振させていること
では共通している。(The AJ self-excited inverter uses the increased power of the switching element itself to oscillate, and is composed of passive elements except for the switching element. There are many types of self-excited inverters, but What they have in common is that they use the inertia and saturation characteristics of the output transformer or drive or transformer as an inductor to generate oscillation.
この万丈では次の4#敞がある。In this Banjo, there are the following 4 #s.
長所としては、原理的に両方のスイッチング素子(グツ
ショプル動作の)が同時にオンすることがないため、い
わゆるたて電fiが流れることがなく、動作が安定であ
ること、#II成が簡単で5部品点数が少(てすむこと
、ドライブ(ロ)路用の電源が不要であること等があげ
られる。The advantages are that, in principle, both switching elements (with tight pull operation) are not turned on at the same time, so no so-called vertical current fi flows, and the operation is stable, and #II configuration is easy. The number of parts is small, and a power supply for the drive path is not required.
短所としては、スタート回路の必要なものが多いこと、
飽和性のコア(角形ヒステリシスコア)を使用しなけれ
ばならないこと、大電力になるとドライブトランスを独
立して便用しないと設計か峻しいこと等があげられる。The disadvantages are that many require a starting circuit,
These include the need to use a saturated core (square hysteresis core), and the design being difficult unless a drive transformer is used independently when the power is high.
(BJ他励式インバータ
これはクロックを別の回路で発生させておき、これでス
イッチング素子を躯動するものである。(BJ separately excited inverter) A clock is generated in a separate circuit, and the switching elements are operated by this clock.
この方式では次の%漱がある。This method has the following % sourness.
長所としては、通常の(飽和性の)トランスだけで構成
できる、周波数が安定している等がある。Advantages include that it can be constructed using only ordinary (saturable) transformers and that the frequency is stable.
短所としては、タイミングなうま(とらないと。The downside is that you have to get the timing right.
プッシュプル動作のスイッチング素子が同時にオ、ンし
てたて電ffが流れることがあり、安全性が保たれに(
(、効率が悪化すること、ドライブ用電#を必要とする
こと、回路が複mKなりや丁いこと等がある。Switching elements with push-pull operation may turn on and off at the same time, causing electric current ff to flow, making it difficult to maintain safety (
(The efficiency may deteriorate, a drive voltage may be required, the circuit may be multi-mK or small, etc.).
この発明は、自励式および他励式のそれぞれの特徴を有
する新規な発掘モードを構成し、それぞ名の長所を組合
せた効果が得られるようにしたスイッチングインバータ
回路を提供しよりとするものである。この発明は基本的
には自励式であり。The present invention aims to provide a switching inverter circuit that constitutes a new excavation mode that has the characteristics of both self-excited and separately-excited inverters, and achieves the effect of combining the advantages of each. . This invention is basically self-excited.
そのスイッチング素子を時定数回路を持つ補助トランジ
スタでオフさせることにより発振モードを構成するよう
にしたものである。The oscillation mode is configured by turning off the switching element using an auxiliary transistor having a time constant circuit.
第1図はこの発明の原理図である。銅1図において、
Ql:主スイツチング素子(バイポーラトランジスタ、
電界効果トランジスタ、GTO(gat・turn o
ff::SCR)等)
C2:補助スイッチング素子
R1:Qlをオンさせる電圧もしくは電流を与える抵抗
R2:C1とと−に時定数回路を構成し:Q2をオンさ
せる電圧もしくは電流を与える抵抗CI:R2とともに
時定数(ロ)Mを構成するコンデンサ
Va:R1を通してQlをオンさせるに足りる電圧を有
する電圧源
vb:電圧源
RL:負荷
とする。FIG. 1 is a diagram showing the principle of this invention. In Figure 1, Ql: Main switching element (bipolar transistor,
Field effect transistor, GTO (gat turn o)
ff::SCR), etc.) C2: Auxiliary switching element R1: Resistor R2 that provides a voltage or current that turns on Ql: A time constant circuit is configured with C1 and - Resistor CI that provides a voltage or current that turns on Q2: Capacitor Va that together with R2 constitutes a time constant (b) M: Voltage source vb having a voltage sufficient to turn on Ql through R1: Voltage source RL: Load.
スイッチ鎧1をオンすると、第1図の(ロ)路は第2図
に示すような動作をする。すなわち。When the switch armor 1 is turned on, path (b) in FIG. 1 operates as shown in FIG. 2. Namely.
■ マ1 で示した部分1cVaが与えられる。■ A portion 1cVa indicated by Ma1 is given.
■ R17Jして主スイツチング素子QI K正バイア
スが加わり、これ力5オンでる。■ Positive bias is applied to main switching element QIK through R17J, and the power is 5 on.
■ マ2で示した部分の電圧k”X、R2・C1の時定
数に応じて時間とともに上昇していく。■ The voltage k''X at the part indicated by M2 increases with time according to the time constant of R2 and C1.
■ マ2の電圧が補助スイッチング素子Q2のオン電圧
に違すると、これがオンし、マ3で示した部分の電圧が
Qlの飽和電圧まで下がる(C2の飽和電圧は、C2の
一ン電圧より低いものとする)6
■ 主スイツチング素子Q1がオフする。■ If the voltage of M2 is different from the ON voltage of auxiliary switching element Q2, it turns on and the voltage at the part indicated by M3 falls to the saturation voltage of Ql (the saturation voltage of C2 is lower than the ON voltage of C2). ) 6 ■ The main switching element Q1 is turned off.
という具合になる。したがって、第1図の回路と、酵導
性負荷を組合わせて発振モードが構成できることKなる
。That's how it goes. Therefore, it is possible to configure an oscillation mode by combining the circuit shown in FIG. 1 and a fermentative load.
第3因は以上の原理を利用して、負#に帰還用巻線を持
つトランスを用いて、プッシュプルインバータを構成し
たものである。この(ロ)路はSlで示した回路と、S
2で示した回路が交互にオン、オフして、コイルL +
13 K交流電圧が生じるようになっている。第3図に
おいて、コイルLll、L12゜L13はトランスの同
一コア上に巻かれたもので。The third factor is to configure a push-pull inverter using the above principle and using a transformer having a negative feedback winding. This (b) path consists of the circuit shown by Sl and the circuit shown by S
The circuit shown in 2 turns on and off alternately, and the coil L +
A 13 K AC voltage is generated. In Fig. 3, coils Lll, L12 and L13 are wound on the same core of a transformer.
コイルi、13とL 11 、コイルL13とL12は
それぞれ正帰還となる方向に接続されている。The coils i, 13 and L 11 and the coils L13 and L12 are each connected in a positive feedback direction.
回路S1において、トランジスタQllは主スイツチン
グ用トランジスタ、C12を工補助スイッチング用トラ
ンジスタ、コンデンサellは抵抗R12とともに時定
数回路を構成するコンデンサである。In the circuit S1, a transistor Qll is a main switching transistor, C12 is an auxiliary switching transistor, and a capacitor ell constitutes a time constant circuit together with a resistor R12.
ダイオードDll、D12はトランジスタQllを非飽
和で動作させるためのものである。’f7jわち、コイ
ルLllに電圧が誘起されると、これがダイオードD
11 ’t’介してトランジスタQllのペースにカロ
わり、これをオンする。ダイオードD1]、D12の降
下電圧が等しいとでると、トランジスタQl]のコレク
ターエミッタ間電圧vcEがベース−エミッタ関電圧v
BEK等しくなるとダイオードD12がオンし”CI−
vBliを保つに必要な電流を残して余分な電流がトラ
ンジスタQllのコレクターエミッタ間に流れる。これ
によgVcy、+X常K VcyB≧vBEに保たれる
。通常トランジスタの飽和電圧Vcgt!ペースーニオ
ツタ間電圧vBEより小さいので、トランジスタQll
は飽和が回避される。回路82%回路81と同様に構成
されている。The diodes Dll and D12 are for operating the transistor Qll in a non-saturated state. 'f7j In other words, when a voltage is induced in the coil Lll, this causes the diode D
11 't' changes the pace of transistor Qll and turns it on. If the voltage drops of the diodes D1 and D12 are equal, the collector-emitter voltage vcE of the transistor Ql is equal to the base-emitter voltage v
When BEK becomes equal, diode D12 turns on and "CI-
An extra current flows between the collector and emitter of transistor Qll, leaving the current necessary to maintain vBli. As a result, gVcy is maintained at +X constant KVcyB≧vBE. Normal transistor saturation voltage Vcgt! Since it is smaller than the voltage between the transistors Qll and VBE, the transistor Qll
saturation is avoided. The circuit 82% has the same configuration as the circuit 81.
第3図の回路は次のように動作する。The circuit of FIG. 3 operates as follows.
回路81がオン状態のときは、コイルL 12 、Li
2の正帰還作用により、トランジスタQllはオンし続
ける。コンデンサC1lの電圧はR12・C1lの時定
数で時間とと%に上昇し、所定時間後にトランジスタQ
12なオンして、トランジスタQllをオフする。トラ
ンジスタQllがオフするとコイルL13の誘導により
、コイルL13の両端にかかる電圧が反転し、今度は回
路82411がオン状態となる。When the circuit 81 is on, the coils L 12 and Li
Due to the positive feedback effect of 2, transistor Qll continues to be turned on. The voltage of the capacitor C1l rises by % with the time constant of R12・C1l, and after a predetermined time, the voltage of the transistor Q
12 is turned on, and transistor Qll is turned off. When the transistor Qll is turned off, the voltage applied to both ends of the coil L13 is reversed due to the induction of the coil L13, and the circuit 82411 is now turned on.
トランジスタQllがオフしてからトランジスタQ13
がオンするまである時間を必要とするが、この間トラン
ジスタQl]はオフ状態を保持してなければいけない、
幸いにもこれは次に述べる2つの理由により確保されて
いる。1つは、トランジスタQ12がオンしてからトラ
ンジスタQllがオンするまでの時間(Q1]のオン時
間)KコンデンサCI3K 蓄えられたオーバチャージ
KJす、トランジスタQ12がしばらくオン状響にある
ことと、もう1つは、トランジスタQ12自身のオフ時
間和よるもの(トランジスタQ12(は完全に飽和スイ
ッチングしており、ターンオフはある時間を要する)で
ある。トランジスタQllのオフ状態が保持されている
時間内にトランジスタQ13がオンするようにすること
で、安定した動作が可能となる。トランジスタQ13が
オンしてしまえは、トランジスタQllは0バイアスと
なり、オフを続ける。After transistor Qll turns off, transistor Q13
It takes a certain amount of time for Ql to turn on, but during this time transistor Ql] must remain off.
Fortunately, this is ensured for the following two reasons. One is the time from when transistor Q12 is turned on to when transistor Qll is turned on (on time of Q1). One is due to the sum of off-times of the transistor Q12 itself (transistor Q12 (transistor Q12 is completely saturated switching and requires a certain amount of time to turn off). Stable operation is possible by turning on Q13.Once transistor Q13 is turned on, transistor Qll becomes 0 bias and remains off.
時定数R14・CI2による一定時間後、今度はトラン
ジスタQ14がオンし、トランジスタQ13がオフする
。このようにして発振モードが形成さfl。After a certain period of time determined by time constant R14·CI2, transistor Q14 is turned on and transistor Q13 is turned off. In this way an oscillation mode is formed fl.
スイッチングインバータとして動作する。Operates as a switching inverter.
次に第3図の実施例を発振させたちのについていくつか
説明する噛
(々スイッチング素子のコンプリメンタリ化第3図の実
施例におけるトランジスタQllとQ12およびトラン
ジスタQ13とQ14t−それぞれコンプリメンタリに
すれば1部品点数を少な(でき。Next, some explanations will be given on how to make the embodiment shown in FIG. 3 oscillate. (Making the switching elements complementary) Transistors Qll and Q12 and transistors Q13 and Q14t in the embodiment shown in FIG. Score less (can).
また、コイルを分割せずに1運のものとして構成し、そ
の途中からタッグな増出すだけですむよりになる。第4
図はそのように構成した一例を示すものである。第4図
においては第3図の%部分と対応するtのに共通の符号
を付しである。In addition, the coil can be constructed as a one-piece coil without dividing it, and only need to be added in tandem from the middle. Fourth
The figure shows an example of such a configuration. In FIG. 4, t corresponding to the % portion in FIG. 3 is given the same reference numeral.
wi4図において、コイルL15は第3図のコイルLl
lとLL2Y共通にしたもの、抵抗R15は抵抗R13
とR13を共通にしたもの、抵抗R16は抵抗R12と
R14を共通にしたもの、コンデンサC15はコンデン
サC1lとC12を共通にしたものである。In Figure wi4, coil L15 is the coil Ll in Figure 3.
Common to l and LL2Y, resistor R15 is resistor R13
and R13 in common, resistor R16 has resistors R12 and R14 in common, and capacitor C15 has capacitors C1l and C12 in common.
コイルL16)Xコイル1,15.Li2と同じコアに
巻かれたもので、出力用のものである(第13図にはこ
れに対応するコイルは示してない)0
第4図においてトランジスタQllがオンされていると
きはコイルL13とLi2の正帰還作用により。Coil L16) X coil 1, 15. It is wound around the same core as Li2, and is for output (the corresponding coil is not shown in Figure 13).0 In Figure 4, when transistor Qll is turned on, coil L13 and Due to the positive feedback effect of Li2.
このトランジスタ911 tXオンし続ける。コンデン
サC15の電圧は時定数R16・C15でしだいに上昇
し、pいにはトランジスタQ12をオンするに至るとト
ランジスタQllはオフする。するとコイルL13の両
端忙かかる電圧が反転し、コイルL15%逆方向に電圧
が誘起されて、今度はトランジスタQ13がオンする。This transistor 911tX continues to be on. The voltage of the capacitor C15 gradually rises with a time constant R16·C15, and finally turns on the transistor Q12, and then turns off the transistor Qll. Then, the voltage applied across the coil L13 is reversed, a voltage is induced in the opposite direction by 15% in the coil L13, and the transistor Q13 is turned on.
このときコンデンサC15も逆方向に充電されて、その
両端の電圧が時定数R16・C15でしだい忙上昇し、
所定時間後トランジスタQ14をオンしてトランジスタ
Q13をオフする。このようにして発振が行なわれる。At this time, capacitor C15 is also charged in the opposite direction, and the voltage across it gradually rises with time constant R16・C15.
After a predetermined time, transistor Q14 is turned on and transistor Q13 is turned off. Oscillation is performed in this manner.
(B)自己起動
I!3図の回路も第4図の回路もこのままでは自己起動
が不可能であるが、トランジスタQ 12 、Q13の
ホールド動作(回路の動作が反転してもしばら(オンし
続け、トランジスタQll、Q13のオフ状態をホール
ドする動作)があるため、安全な自己起動能力を持たせ
ることができる。自己起動できるようにした回路の一例
を第5図に示す。第5図においては第3@および第4図
の各部分と共通する箇所#ICは同一の符号を付しであ
る。(B) Self-starting I! Both the circuit in Figure 3 and the circuit in Figure 4 cannot self-start as they are, but the hold operation of transistors Q 12 and Q13 (continues to be on for a while even if the operation of the circuit is reversed, and the transistors Qll and Q13 (operation to hold the OFF state), it is possible to provide a safe self-starting capability.An example of a circuit that allows self-starting is shown in Fig. 5.In Fig. 5, the 3 @ and 4 Portions #IC that are common to each part in the figure are given the same reference numerals.
IIs図において、回路813にはダイオード012に
並列に抵抗R2]、R22の直列回路が接続され、 ・
Cレラノ抵抗R2] * Rηの中間点の電圧がトラン
ジスタQllのベースに加えられている。また1回@8
12にはダイオードD14に並列に抵抗R23,R24
の直列回路が1i!続され、これらの抵抗R23,R2
4の中間点の電圧がトランジスタQ13のベースに加え
られている。これにより、(2)路811,812がと
%tlCオフ状態であっても抵抗R2j、 R21、R
13。In diagram IIs, a series circuit of resistors R2] and R22 is connected to the diode 012 in parallel to the circuit 813, and
C reranoh resistor R2] * The voltage at the midpoint of Rη is applied to the base of transistor Qll. Once again @8
12 has resistors R23 and R24 in parallel with the diode D14.
The series circuit is 1i! These resistors R23, R2
4 is applied to the base of transistor Q13. As a result, even if the (2) paths 811 and 812 are in the off state, the resistors R2j, R21, R
13.
R14,R23,R24を介して電流が流れるので、ト
ランジスタQll、Q13にはベースバイアスが加えう
して、@己起動が行なわれる。Since current flows through R14, R23, and R24, a base bias is applied to the transistors Qll and Q13, and self-activation is performed.
尚1回路Jl】がオフモードのときにトランジスタQl
lがオンしないようにするため、抵抗R2]とRηは、
回路Bllがオフモードのとぎ(このとき■で示す部分
は−11に引かれている)K)ランジスタQIIのベー
スーエζツタ間電圧が約OVKなるように1それらの値
を定める。また、抵抗R2】。Note that when the circuit Jl] is in off mode, the transistor Ql
In order to prevent l from turning on, resistor R2] and Rη are
When the circuit Bll is in the off mode (at this time, the part indicated by ■ is drawn to -11), the values are determined so that the voltage between the base and the pins of the transistor QII is approximately OVK. Also, resistance R2].
R22はトランジスタQ 11 V能動領域忙入れるだ
けの電流をそのベースに供給すれはよく、トランジスタ
Qllの非飽和動作のさまたげKならないように選ぶ。R22 is chosen to supply enough current to its base to fill the active region of transistor Q 11 V and not to interfere with the non-saturated operation of transistor Qll.
回路812C’おいてもこれと同様に抵抗R23,R2
4の値を定める。Similarly, in the circuit 812C', resistors R23 and R2
Determine the value of 4.
第5図の回路は電源のオン時には、コイルL15゜Li
2の両端の電圧が0であり、トランジスタ。11分割さ
れた電圧が与えられる。こfL?CよりトランジスタQ
llが能動状態となり、コイルL13に電圧が誘起され
る。この電圧はコイルL15から抵抗R11、ダイオー
ドD 114介してトランジスタ。l】のベース忙正帰
還される。このときコンデンサellは時定数R12・
C1lで充電され、所定時間後トランジスタQ12がオ
ンしてトランジスタQ 11 v色
オフし1回路812−オンモードにする。以降これが繰
返されて発振モードが形放される。なお、自己起動は回
路8121mから始まる場合もあるが、いずれにせよ、
現実には回路811.812の素子等に微差があるため
、必ず、いづれか先に起動する。In the circuit shown in Figure 5, when the power is turned on, the coil L15°Li
The voltage across 2 is 0 and it is a transistor. A voltage divided into 11 is given. KofL? Transistor Q from C
ll becomes active, and a voltage is induced in coil L13. This voltage is applied from the coil L15 to the resistor R11 and the transistor via the diode D114. l]'s base is returned to normal. At this time, the capacitor ell has a time constant R12.
After a predetermined period of time, the transistor Q12 is turned on and the transistor Q11 is turned off, setting the circuit 812 to the on mode. Thereafter, this is repeated and the oscillation mode is released. Note that self-starting may start from circuit 8121m, but in any case,
In reality, since there are slight differences in the elements of the circuits 811 and 812, one of them will always start up first.
回路812@がオンのモードでは前述した抵抗R23,
R24の設定にょ0.トランジスタQllのベース−ニ
オツタ間電圧はθ付近にあ#J、トランジスタQllに
電流が流れることはない、したがって。In the mode in which the circuit 812@ is on, the above-mentioned resistor R23,
R24 settings 0. The voltage between the base of the transistor Qll and the output voltage is around θ, so no current flows through the transistor Qll.
回路811側、S12側の両方のスイッチング素子(Q
13.Q13)が能動領域にあるのは、:yイルL15
.Li2の両端電圧が0付近のときだけであり。Both switching elements (Q
13. Q13) is in the active region because :yilL15
.. This is true only when the voltage across Li2 is around 0.
アンプでいうAB@動作と同じになる。この領域がある
ことにより自己起動能力を持つことができるが、グッシ
ェプルスイッチングにおいては両方のスイッチング素子
(’Q11.Q13)が同時にオン状!!lKある時間
がわずかでもあると極めて危険で&ル。なぜならば、大
電流を取出すとスイッチング素子のターンオフ時間は長
(なるため1片方のスイッチング素子がオフしきらない
関に%う片方がオンしてしまい、いわゆるたて電流が流
れて効率の悪化をまねき1発熱の原因となるからである
、しかし、 1115mの回路においては、トランジス
タQ12.Q14のホールド作用によr)、この問題も
解決されている。なぜならば発振を開始して定常発振状
態になると、トランジスタQ1]、Q13が切換わる聞
の時間はトランジスタQ12%しくはQ14が必ずオン
してお0(コンデンサc13%しくは・ご
912 K蓄えられたオーバチャージとQ12.Q14
目身のオフ時間とKよる)、オフした側のトランジスタ
はオフ状態が保持されるので(ホールド作用)、トラン
ジスタQl]IQ13に同時に正バイアスがかかること
はないからである。したがって、l[5Fgの回路にお
いては、あらかじめアイトリ3ング電流を設定しておい
て自己起動能力を持たせておいても1発振が開始される
と目動的にアイドリンク電流はなくなり、たて電流は1
5!tlなく・なり、安全な動作となる。逆に言えば、
この発明の構成要素である補助トランジスタ(第5図で
いえばトランジスタQ12.Q14)Kホールド作用が
あるためK。This is the same as AB@ operation in an amplifier. This region allows for self-starting ability, but in Gusche pull switching, both switching elements ('Q11, Q13) are on at the same time! ! It is extremely dangerous if there is even a small amount of time. This is because when a large current is drawn, the turn-off time of the switching element is long (1) Before one switching element is completely turned off, the other one is turned on, causing a so-called vertical current to flow and deteriorating efficiency. However, in the 1115m circuit, this problem is also solved by the holding action of transistors Q12 and Q14. This is because when oscillation starts and the steady oscillation state is started, the transistor Q12% or Q14 is always on during the time when the transistors Q1 and Q13 are switched. Overcharge and Q12.Q14
(depending on the off-time of the eye and K), the off-state transistor is maintained in an off state (hold effect), so a positive bias is not simultaneously applied to the transistor Ql]IQ13. Therefore, in the l[5Fg circuit, even if the idling current is set in advance and self-starting capability is provided, once one oscillation starts, the idling current disappears and the idling current disappears. The current is 1
5! tl disappears, resulting in safe operation. Conversely,
The auxiliary transistors (transistors Q12 and Q14 in FIG. 5), which are the constituent elements of this invention, have a K hold effect.
第5図のように自己起動能力な持たせても問題が生じな
いということが言える。It can be said that no problem will occur even if the device has a self-starting ability as shown in FIG.
(C)発振周波数の一定化
以上の各実施例においては、このままでは電源電圧によ
って発振周波数が移動する。これは例えば第4図の実施
例でいえはコンデンサC15にチャージされる電流が抵
抗R12により決定され、ここに供給される電圧が電源
電圧十BK比例していることKよる。tR6図はその状
態を示したもので、実線は電源電圧が小さい場合の充電
電圧の変化の状態、一点鎖I!は電源電圧が大きい場合
の充電電圧の変化の状態である。この図かられかるよう
に。(C) Constant oscillation frequency In each of the above embodiments, the oscillation frequency will shift depending on the power supply voltage. This is because, for example, in the embodiment shown in FIG. 4, the current charged to the capacitor C15 is determined by the resistor R12, and the voltage supplied thereto is proportional to the power supply voltage +BK. The tR6 diagram shows this state, and the solid line is the state of change in charging voltage when the power supply voltage is small, and the dot chain I! is the state of change in charging voltage when the power supply voltage is large. As you can see from this diagram.
電源電圧が大きい場合は同じ時定数でも一定値(ここで
はトランジスタQ 12 、 Q 14のオン電圧)に
達する時間が短くなるため、発振周波数は高くなる。When the power supply voltage is large, the time required to reach a constant value (here, the on-voltage of transistors Q 12 and Q 14) becomes shorter even with the same time constant, so the oscillation frequency becomes higher.
これを解決するためKは例えはIN7図のような方法が
考えられる。117図の回路は第3図の回路を基本に構
成したもので(回路S2@については省略する)、第3
図と共通する部分には同一の符号を付しである。In order to solve this problem, a method for K as shown in diagram IN7 can be considered. The circuit in Fig. 117 is basically constructed from the circuit in Fig. 3 (circuit S2@ is omitted).
Parts common to those in the figures are given the same reference numerals.
ll!7図において、抵抗R12a、R12bは第3−
の抵抗R12を2つに分割したものである。抵抗R12
a、R12bの中点はダイオードD25.D26を介し
てトランジスタQ12のエミッタに接続されている。こ
のときコイルLllの一起電圧V・1】およびコンデン
サC1lの充電電圧Yellは前述の電源電圧の変動に
よる充放電時間変化の効果を除いて表現すれは第8図に
示すようになる(なお、この図は図中のX点が基準とし
て描かれている)、ダイオードD25.D26のクラン
プ効果により、 Yellは非対称波形となり、正の電
圧にのみクランプが働(ため、負の電圧に対しては1澹
変動がそのまま埃われる。したがって、電源電圧が大き
くなるとVeil GW負の方向へは増える方向となり
1次に極性が反転してYellがクランプ電圧に達する
までの時間が長(なる。また、正の方向へはクランプさ
れてからトランジスタQ12のオン電圧に至る時間T1
かはぼ一定となるため、結果としてトランジスタQ12
のオン電圧KVellが達する時間は長(かかることに
なり、発振周波数は低(なる方向に向かう。ダイオード
D25.D26の追加により、電源電圧と周波数との関
係が異なってくることになるが、抵抗R12a、R12
bの比率を動かすことにより、この関係は自白に遺ぺる
。抵抗R12aとR12bの比*はクランプ時間TI
Y調整する意味を持っている。クランプ時間〒1を過当
に遺ぶと、電源電圧の変化に対して発振鳩波数vkハぼ
一定にすることかでする。こやときのv@11の変化を
第9図に示す。ll! In Figure 7, resistors R12a and R12b are the third
The resistor R12 is divided into two parts. Resistor R12
a, the midpoint of R12b is the diode D25. It is connected to the emitter of transistor Q12 via D26. At this time, the instantaneous electromotive force V・1 of the coil Lll and the charging voltage Yell of the capacitor C1l are expressed as shown in FIG. (The figure is drawn with point X in the figure as a reference), diode D25. Due to the clamping effect of D26, Yell becomes an asymmetrical waveform, and the clamp works only on positive voltages (therefore, for negative voltages, the 1-degree fluctuation is ignored as is. Therefore, when the power supply voltage increases, Veil GW changes in the negative direction. In the positive direction, the time T1 from when the polarity is reversed to reach the clamp voltage is longer (becomes longer) until the voltage reaches the ON voltage of the transistor Q12.
As a result, the transistor Q12
It will take a long time for the on-voltage KVell to reach the oscillation frequency, and the oscillation frequency will become lower.The addition of the diodes D25 and D26 will change the relationship between the power supply voltage and the frequency, but the resistance R12a, R12
By varying the ratio of b, this relationship remains in the confession. The ratio of resistors R12a and R12b * is the clamp time TI
It has the meaning of Y adjustment. If the clamp time 〒1 is left too long, the oscillation pigeon wave number vk should be kept almost constant with respect to changes in the power supply voltage. FIG. 9 shows the change in v@11 at Koya.
(胸デエーティ比の変動抑制
ここで、スイッチングインバータの1つのファクタであ
るデユーティ比を考えてみる。インバータは、二次側か
ら出力1に取出すとぎ一般的にコンデンサインプットで
整流される。そのため、デユーティ比は50優であるこ
とが望ましい。むろん発振モードはデユーティ比50参
で設定されるが、第3図、第4図等の回路t/cおいて
は、もしデユーティ化が何かの原因で勤いた場合、これ
を補正する能力は持っていない。そこでデユーティ比が
動いたと′e!忙帰還壱N([3図でいえはコイルLl
l。(Suppression of fluctuations in duty ratio) Here, let us consider the duty ratio, which is one factor of a switching inverter. In an inverter, when output 1 is taken from the secondary side, it is generally rectified by a capacitor input. It is desirable that the ratio is 50 or better.Obviously, the oscillation mode is set with a duty ratio of 50, but in circuits such as those shown in Figures 3 and 4, if the duty ratio is changed for some reason. If the duty ratio is changed, the duty ratio does not have the ability to correct this.
l.
L12)および負荷巻II(同じくコイルL13)から
出力される電圧を考えてみる。L12) and the voltage output from load winding II (also coil L13).
l110図(耐は帰還巻線および負荷巻1[発生する電
圧でありVdはデユーティ比50憾、V・はそうでない
ときの波形である。トランスは出力波形の時間に対する
積分値が0となるように動作をするため正電圧波形(0
で示した部分)と負電圧波形(@で示した部分)の面積
は等しくなる。そのため幅の狭いパルスの電圧は幅の広
いパルスの電圧よ月1ト≠ネ高くなる。第10図(bJ
(D Vd’ 、 Ve’ +1 Vd。Figure l110 (The resistance is the voltage generated by the feedback winding and the load winding 1. Vd is the waveform when the duty ratio is 50, and V is the waveform when it is not. The transformer is designed so that the integral value of the output waveform with respect to time is 0. The positive voltage waveform (0
The area of the negative voltage waveform (the part shown with @) is equal to the area of the negative voltage waveform (the part shown with @). Therefore, the voltage of a narrow pulse is one tone higher per month than the voltage of a wide pulse. Figure 10 (bJ
(D Vd', Ve' +1 Vd.
V@ をそれぞれ整流した波形である。デユーティ50
−の場合は完全な直流になるが、そうでない場合には幅
の狭いほうの波形(V・の■の波形)が飛出る形となり
、コンデンサインプット型の平滑回路忙おいてはこの幅
の狭いパルスのみが負荷に流れつることになる。したが
って、デユーティ父゛嗟で動作するのが望ましいといえ
る。These are waveforms obtained by rectifying V@. duty 50
- In the case of -, it becomes a complete direct current, but in other cases, the narrower waveform (the waveform of V and ■) jumps out, and in the case of a capacitor input type smoothing circuit, this narrower waveform Only pulses will flow to the load. Therefore, it can be said that it is desirable to operate according to the duty parameter.
第5図までの回路においては、デユーティが何らかの理
由で50%からずれて、例えば@10図ta)のV・の
ような電圧が帰還されたときは■の部分の電圧が高いた
め、コンデンサC11(第4図ではC15)は速(チャ
ージされトランジスタQllが速くオフさめ、ることに
なり、これはデユーティ比を(資)憾から更に遠ざける
ことKなる。In the circuits up to Figure 5, when the duty deviates from 50% for some reason and a voltage such as V in @10 ta) is fed back, the voltage at the part ■ is high, so the capacitor C11 (C15 in FIG. 4) is charged quickly, and the transistor Qll is quickly turned off, which makes the duty ratio further away from the negative.
+7図の回路においてはダイオードクランプにより、こ
の間m%解決され、デユーティ比の変動は抑制されてい
る。In the circuit shown in Figure +7, the diode clamp solves this problem by m% and suppresses the variation in duty ratio.
第11図は以上の各実施例を組合せて、DC−DCコン
バータな構成したものである。前記実施例と共通する部
分には同一の符号を付しである。FIG. 11 shows a DC-DC converter constructed by combining the above embodiments. The same reference numerals are given to the parts common to the previous embodiment.
第11図において、 VRIはデエーティIIJI用の
ポリニームである。コイルL16Kffj起された電圧
は整fi、平滑されて直流電圧に蜜換される。In FIG. 11, VRI is the polynym for Death IIJI. The voltage generated by the coil L16Kffj is rectified, smoothed, and converted into a DC voltage.
この回路での問題点は負荷電流によって周波数が変動す
る(負荷電流が大きくなると周波数は低(なり、負荷電
流が小さくなると周波数は高くなる)ことである、H因
としてはトランジスタQ11゜Q13のターンオフ時間
の電流忙よる変化等が考えられる。これ忙対しては次の
方法で解決で舞ると思われる。The problem with this circuit is that the frequency fluctuates depending on the load current (as the load current increases, the frequency decreases (and as the load current decreases, the frequency increases). Possible changes include time and current busyness.The following method seems to be the solution for this busyness.
トランジスタQllを非飽和で使う場合、第1Z図に示
すように、トランジスタQllのベースtm!B0.は
要求されるコレクタ電流V流すに足りる電流のみ流れる
。これは前述のようにダイオードDll、DI2によっ
てそ°の動作が保たれている。したがってxBl)#/
cは負荷、電流の変化がそのまま現われる(これは非飽
和スイッチングにのみ起こることである。適音のスイッ
チングモードでは、負荷電流に関係なく一定の駆動電流
で動作させるため、駆動電流がすべてトランジスタQl
lのベース電流となり、lB11は負荷電流の大小にか
かわらず一定である)。When the transistor Qll is used in a non-saturated state, as shown in FIG. 1Z, the base tm! B0. Only enough current flows to flow the required collector current V. As mentioned above, this operation is maintained by the diodes Dll and DI2. Therefore xBl)#/
c shows changes in load and current as they are (this only occurs in non-saturated switching. In proper switching mode, the drive current is constant regardless of the load current, so all the drive current flows through the transistor Ql).
(1B11 is constant regardless of the magnitude of the load current).
第四図でトランジスタQllのコレクタt”■C1]が
変化するとI も変化シVB!、1.+vDF01(
vB、1.□)Bll
はトランジスタQllのベース−エミッタ間電圧。In Fig. 4, when the collector t"■C1] of the transistor Qll changes, I also changes VB!, 1.+vDF01(
vB, 1. □) Bll is the base-emitter voltage of transistor Qll.
vDFIIはダイオードDHの順方向電圧)も大きくな
る” XC1110大きくな9たとき”BEII+v
DFIIt太き(なる。そのため、この電圧をコンデン
サC1lのチャージに使うように丁れば、!c11 が
増したときの周波数低下を補うことができる・これを利
用して抵抗R12およびコンデンサC11Q@13図に
示すように接続することが考えられる・尚−■Bl]は
負荷電流和よってのみ決定され抵抗R11に流れる電流
!R1] (lR11” l012” ”Bllここで
!D12はダイオードD12に流れる電I5りの影響は
受けない(より12が!8□1の影響を受ける)ため、
電源電圧の変WnKよる周波数の変化はない。vDFII (forward voltage of diode DH) also increases."When XC1110 becomes large, BEII+v
DFIIt is thick (becomes. Therefore, if you use this voltage to charge the capacitor C1l, you can compensate for the frequency drop when !c11 increases.Use this to charge the resistor R12 and the capacitor C11Q@13 It is conceivable to connect as shown in the figure. ・■Bl] is determined only by the sum of the load currents, and the current flowing through the resistor R11!R1] Since it is not affected by I5 (12 is affected by !8□1),
There is no change in frequency due to a change in power supply voltage WnK.
しかし、第13図の回路では第12図で説明した補正効
果(負荷電流による周波数変動に対する補正)が大館す
ぎ、負IFr!取ると逆に周波数が上がってしまうこと
になる。そこで、第14図のようにボリュームVR12
で調整するようKすればよい。However, in the circuit shown in FIG. 13, the correction effect explained in FIG. 12 (correction for frequency fluctuations due to load current) is too large, resulting in negative IFr! If you remove it, the frequency will go up. Therefore, as shown in Figure 14, the volume VR12
All you have to do is press K to adjust.
以上説明したようにこの発明は1時定数回路を持つ補助
トランジスタによってスイッチング素子をターンオフさ
せることにより発振モードを構成したものであり1次の
ような様々な効果を有す、る。As explained above, the present invention configures an oscillation mode by turning off a switching element using an auxiliary transistor having a single time constant circuit, and has various effects such as first-order effects.
■ 従来の1励式インバータの工うにトランスのインダ
クタとしての慣性および飽和特性を利用して発振させる
ものでないので、トランスのコアに角型しステリシスコ
アを必要としない、fた。従来の他励式インバータのよ
うにドライブ用別電源を必要としない。■ Since the conventional single-excitation type inverter does not use the inertia and saturation characteristics of the transformer as an inductor to generate oscillation, the transformer core does not require a rectangular steresis core. Unlike conventional separately excited inverters, there is no need for a separate power supply for the drive.
■ 例えば第5図の実施例で示したよう[、簡単な構成
で安定な自己起動能力を待たせることができる。(2) For example, as shown in the embodiment shown in FIG. 5, stable self-starting capability can be achieved with a simple configuration.
■ 例えば第7図の実施例で示したように、電源電圧の
変動に対して発振周波数が影響を受けないだめの回路が
少ない部品で構成できろ・■ 例えば第13図、第14
図の実施例で示したように、負荷電流の変動に対して発
振周波数が影響を受けないための回路が少ない部品で構
成できる。■ For example, as shown in the example shown in Figure 7, the circuit can be constructed with fewer components so that the oscillation frequency is not affected by fluctuations in the power supply voltage.■ For example, as shown in Figures 13 and 14
As shown in the embodiment shown in the figure, the circuit can be constructed with fewer components so that the oscillation frequency is not affected by fluctuations in the load current.
ω 以上を総合てれは、少ない部品で安定なスイッチン
グインバータが構成できる。ω By combining the above, a stable switching inverter can be constructed with a small number of parts.
第1図はこの発明の基本原理な説明するための回路図、
第2図はtJl、1図の動作波形図、第3図はこの発明
の一実施例を示す回路図、第4図はI!3図のスイッチ
ング素子をコンプリメンタリ化した一実施例を示す回路
図、第5図は更に自己起動能力を持たせた一実施例を示
す回路図%I’6図は第4図のコンデンサの充電電圧波
形で、電源電圧によりその周波数が変動する様子を示す
図、s7図は第3図の回路において電源電圧の変動によ
る発振周波数の変動を抑えるよう和した回路の一例な示
す図、@S図はN7図の回路の動作波形図、窮9図は第
8図の時間〒1の調整により発振周波数の変動を完全に
打消した状朝な示す波形図%fjR1O図はデユーティ
比が504であることが望ましい理由を説明するための
波形図、第1】図は以上の実施例全組合せた回路図、第
12図は負荷電流による発振周波数の受動を説明するだ
めの回路図、寧13図は負荷電流による発振周波数の変
動を抑えるようにした回路の一例な示す図、第14図は
第13図の回路において過剰な補正効JJ:を調整てる
ようにした回路の一例を示す図である。
Q・1 、 Qll 、 Q13・・・主スイツチング
素子%Q2゜Q12.Q14・・・補助スイッチング素
子、[R2,C1]、Qnx2. C1l’1. 奥x
4. cxz”J= jpi6. cls:l・#定数
回路、[ho 、 1,12.1,131. [L12
−、 L151・・・同一コアに巻かねたコイル。
第2図
157M
5W1.をンFigure 1 is a circuit diagram for explaining the basic principle of this invention.
FIG. 2 shows tJl, the operating waveform diagram shown in FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows I! A circuit diagram showing an embodiment in which the switching element shown in Fig. 3 is made complementary, and Fig. 5 a circuit diagram showing an embodiment in which the switching element shown in Fig. 4 is further provided with self-starting capability. A diagram showing how the frequency changes depending on the power supply voltage in the waveform. Figure s7 is an example of a circuit in which the circuit in Figure 3 is summed to suppress fluctuations in the oscillation frequency due to fluctuations in the power supply voltage. Figure @S is a diagram showing how the frequency changes depending on the power supply voltage. The operating waveform diagram of the circuit in Figure N7, Figure 9, shows that the fluctuation of the oscillation frequency has been completely canceled by the adjustment of time 〒1 in Figure 8. The waveform diagram %fjR1O shows that the duty ratio is 504. Figure 1 is a waveform diagram to explain why it is desirable. Figure 1 is a circuit diagram that combines all of the above embodiments. Figure 12 is a circuit diagram that explains passive oscillation frequency due to load current. Figure 13 is a diagram showing the load current. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a circuit configured to suppress fluctuations in oscillation frequency caused by oscillation frequency, and FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a circuit configured to adjust excessive correction effect JJ: in the circuit of FIG. Q・1, Qll, Q13...Main switching element %Q2゜Q12. Q14... Auxiliary switching element, [R2, C1], Qnx2. C1l'1. Back x
4. cxz”J= jpi6. cls: l・# constant circuit, [ho, 1, 12.1, 131. [L12
-, L151...Coil that could not be wound around the same core. Figure 2 157M 5W1. The
Claims (1)
と、前記主スイツチング素子の制御電源により駆動され
る時定数回路と、前記時定数回路の電圧により駆動され
て前記主スイツチング素子をターンオフさせる補助スイ
ッチング素子とにより発根ヘードを構惑する−よう和し
たスイッチラグインバータ回路。A main switching element connected to a DC power source via a load, a time constant circuit driven by the control power source of the main switching element, and an auxiliary switching device driven by the voltage of the time constant circuit to turn off the main switching element. A switched lag inverter circuit which is designed to confuse rooting head with elements.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56123839A JPS5826571A (en) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | Switching inverter circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56123839A JPS5826571A (en) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | Switching inverter circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5826571A true JPS5826571A (en) | 1983-02-17 |
JPH031914B2 JPH031914B2 (en) | 1991-01-11 |
Family
ID=14870654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56123839A Granted JPS5826571A (en) | 1981-08-07 | 1981-08-07 | Switching inverter circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5826571A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4638420A (en) * | 1985-04-01 | 1987-01-20 | Boschert Inc. | Apparatus for maintaining constant frequency in a DC to square wave inverter |
EP0875446A2 (en) | 1997-04-29 | 1998-11-04 | Shimano Inc. | Bicycle shift control device having spaced apart operating units |
JP2019197919A (en) * | 2019-07-29 | 2019-11-14 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Electronic device |
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1981
- 1981-08-07 JP JP56123839A patent/JPS5826571A/en active Granted
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JPH031914B2 (en) | 1991-01-11 |
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