JPS5911265B2 - transistor inverter device - Google Patents

transistor inverter device

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JPS5911265B2
JPS5911265B2 JP49036000A JP3600074A JPS5911265B2 JP S5911265 B2 JPS5911265 B2 JP S5911265B2 JP 49036000 A JP49036000 A JP 49036000A JP 3600074 A JP3600074 A JP 3600074A JP S5911265 B2 JPS5911265 B2 JP S5911265B2
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current
inverter
transistors
switching
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一雄 板倉
久夫 小林
賢一 矢島
良行 広田
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Toshiba Electric Equipment Corp
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Toshiba Electric Equipment Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 5 この発明はブッシュブル形トランジスタインバータ
の入力回路に定電流機能を持たすべくインダクタンス素
子を介挿し、トランジスタにおけるスイッチングロスを
減少させたトランジスタインバータ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 5 The present invention relates to a transistor inverter device in which an inductance element is inserted in the input circuit of a bushable transistor inverter to provide a constant current function, thereby reducing switching loss in the transistors.

10ブッシュブル形トランジスタインバータは、第1図
にその代表的回路例を示すように、インバータトランス
Tの1次巻線Npの中間タップを、を入力端子P0に接
続し、その巻線Npの各端子をそれぞれトランジスタT
R、、TR2のコレクタ・エミツタパスを介して入力端
子P2に接続している。
As shown in a typical circuit example in FIG. Each terminal is connected to a transistor T.
R, , is connected to the input terminal P2 via the collector-emitter path of TR2.

また、前記トランスTの帰還巻線NBの中間タップを2
をダイオードDを介して前記トランジスタTRI、TR
2の各エミッタに接続するとともに、その巻線NBの各
端子をそれぞれ抵抗R1、R2と’!0 コンデンサC
l、C2との並列回路を介して前記トランジスタTR0
、TR2のベースに接続している。そして前記トランジ
スタTの2次巻線Nsを出力端子P3、P4間に接続す
るとともに、前記トランジスタTRIのベースを起動抵
抗R3を介して入力ク5 端子P1に接続している。こ
のブッシュブル形トランジスタインバータは、第1図に
示すように、出力端子P3、P4間に負荷Lを接続し、
入力端子P、、P2間に直流電源Eを接続すると、まず
抵抗R3を介してトランジスタ30TR、のベース電流
が流れ、それによつてトランジスタTRIのコレクタ電
流が流れ始める。
Also, the intermediate tap of the feedback winding NB of the transformer T is set to 2.
are connected to the transistors TRI and TR through the diode D.
2, and connect each terminal of the winding NB to resistors R1, R2 and '! 0 Capacitor C
The transistor TR0 is connected to the transistor TR0 through a parallel circuit with C2.
, connected to the base of TR2. The secondary winding Ns of the transistor T is connected between output terminals P3 and P4, and the base of the transistor TRI is connected to the input terminal P1 via a starting resistor R3. As shown in FIG. 1, this bush bull type transistor inverter connects a load L between output terminals P3 and P4,
When the DC power supply E is connected between the input terminals P and P2, the base current of the transistor 30TR first flows through the resistor R3, and thereby the collector current of the transistor TRI starts to flow.

これによつて、帰還巻線NBに電圧が発生し、この帰還
巻線NBから抵抗R、とコンデンサClとの並列回路を
介してトランジスタTRIに、コレクタ電流35がさら
に増大するようにベース電流が供給され、これによつて
トランジスタTRIがオンする。そして、トランジスタ
TRIのコレクタicがベースq゜−電流1bとトラン
ジスタの直流電流増幅率HFEとの積に等しくなると、
コレクタ電流1Cの増加がとまり、これによつてl次巻
線Npの電圧が減少し、トランジスタTRlのベース電
流も減少する。
As a result, a voltage is generated in the feedback winding NB, and a base current is applied from the feedback winding NB to the transistor TRI via a parallel circuit of the resistor R and the capacitor Cl so that the collector current 35 further increases. This turns on the transistor TRI. Then, when the collector IC of the transistor TRI is equal to the product of the base q゜-current 1b and the DC current amplification factor HFE of the transistor,
The increase in the collector current 1C is stopped, thereby the voltage of the primary winding Np decreases, and the base current of the transistor TRl also decreases.

ベース電流の減少によつてコレクタ電流が減少すると、
帰還巻線NBにはそれまでと逆極性の帰還電圧が発生し
、それがトランジスタTRlを逆バイアスしてオフさせ
るとともに、トランジスタTR2を順バイアスする。し
たがつて、トランジスタTR,がオフし、かわつてトラ
ンジスタTR2にベース電流が流れ始め、このトランジ
スタTR2にコレクタ電流が流れるようになる。そして
、このトランジスタTR2も前記トランジスタTRlと
同様にその後オフし、再び前記トランジスタTR2の場
合と同様にトランジスタTRlにコレクタ電流が流れる
ようになる。すなわち、トランジスタTR,,TR2が
交互にオン・オフ動作をくり返し発振動作を続け、それ
によつて出力端子P3,P4間に接続した負荷Lに交流
電圧を供給している。したがつて、この種ブツシユプル
形トランジスタインバータにあつては、オン状態にある
一方のトランジスタがオフした後に他方のトランジスタ
がオンする動作機構になつているため、次のような欠点
を有している。
When the collector current decreases due to the decrease in base current,
A feedback voltage of opposite polarity is generated in the feedback winding NB, which reverse biases the transistor TRl to turn it off, and forward biases the transistor TR2. Therefore, the transistor TR is turned off, a base current begins to flow through the transistor TR2, and a collector current begins to flow through the transistor TR2. This transistor TR2 is then turned off similarly to the transistor TRl, and the collector current starts flowing through the transistor TRl again as in the case of the transistor TR2. That is, the transistors TR, TR2 continue to perform an oscillating operation by alternately repeating on and off operations, thereby supplying an alternating current voltage to the load L connected between the output terminals P3 and P4. Therefore, this type of push-pull type transistor inverter has the following drawbacks because it has an operating mechanism in which one transistor in the on state turns off and then the other transistor turns on. .

すなわち、オンしていたトランジスタがオフするきつか
けは、コレクタ電流1Cとベース電流1bが前述したよ
うに、IchFE−1bになつたときに与えられる。と
ころが、直流電流増幅率HFEは個々のトランジスタに
よつてばらつきがあり、しかも、同一のトランジスタで
あつても温度による影響、ドリフトなどがあつて一定し
ない。したがつて、トランジスタをオフさせるタイミン
グを前記のように直流電流増幅率HFEによつて決定す
るようにしたものでは、発倣周波数を始めとして入出力
特性に甚しい違いが生じる場合があり、量産性に乏しい
。このため、トランジスタをオン状態からオフ状態にす
るタイミングをその直流電流増幅率HFEによらない手
段として図に示すように抵抗Rl,R2と並列にコンデ
ンサCl,C2を接続する方式が考えられる。
That is, the trigger for turning off the transistor that has been on is given when the collector current 1C and base current 1b reach IchFE-1b as described above. However, the direct current amplification factor HFE varies depending on the individual transistors, and even in the same transistor, it is not constant due to the influence of temperature, drift, etc. Therefore, in a device in which the timing for turning off the transistor is determined by the DC current amplification factor HFE as described above, there may be a significant difference in input/output characteristics including the scanning frequency, making it difficult to mass-produce. lacking in sex. For this reason, as a means of not depending on the DC current amplification factor HFE for changing the timing of turning the transistor from the on state to the off state, a method can be considered in which capacitors Cl and C2 are connected in parallel with resistors R1 and R2, as shown in the figure.

このようにすると、今、トランジスタTRlがオンして
いてトランジスタTR2のベース・エミツタ間に逆バイ
アスがかかつている状態ではトランジスタTR2はオフ
しているが、時間がたつにつれてコンデンサC,が図示
の極性に充電されるから、それによつてトランジスタT
R2のベース電位が上昇する。そして、トランジスタT
R2のベース電位がエミツタの電位よりも高くなると、
トランジスタTR2はトランジスタTRlがオンの状態
であるにもかかわらず、オンすることになる。そして、
トランジスタTR2がオンすれば、コンデンサC1の放
電電流が帰還巻線NBl抵抗R2とコンデンサC2との
並列回路、トランジスタTR2のベース・エミツタパス
、トランジスタTRlのエミツタ・ベースパスと流れ、
上記トランジスタTRlに逆バイアスをかけ、このトラ
ンジスタTRlをオフさせる。したがつて、コンデンサ
Cl,C2によつてトランジスタTRl,TR2をそれ
らの直流電流増幅率HFEに無関係にスイツチング動作
させることができるから、直流電流増幅率に関係させて
スイツチング動作させる場合に比してインバータの発振
周波数、人出力特性を、トランジスタの直流電流増幅率
に影響されない安定なものにできるはずである。
By doing this, when transistor TRl is currently on and a reverse bias is applied between the base and emitter of transistor TR2, transistor TR2 is off, but as time passes, capacitor C changes to the polarity shown in the figure. Therefore, the transistor T
The base potential of R2 rises. And transistor T
When the base potential of R2 becomes higher than the emitter potential,
Transistor TR2 turns on even though transistor TRl is in the on state. and,
When the transistor TR2 is turned on, the discharge current of the capacitor C1 flows through the parallel circuit of the feedback winding NBL resistor R2 and the capacitor C2, the base-emitter path of the transistor TR2, and the emitter-base path of the transistor TRl.
A reverse bias is applied to the transistor TRl to turn it off. Therefore, since the transistors TRl and TR2 can be switched by the capacitors Cl and C2 irrespective of their DC current amplification factors HFE, compared to the case where the switching operations are performed in relation to the DC current amplification factors. It should be possible to make the oscillation frequency and output characteristics of the inverter stable, unaffected by the DC current amplification factor of the transistors.

ところが、前記のようにトランジスタTRlのベース・
エミツタパスにコンデンサC1の放電電流を流し、逆バ
イアスをかけるようにしてもトランジスタTRlは、そ
の蓄積時間および下降時間特性のためただちにはオフせ
ず、しばらくの間はトランジスタTRlのコレクタ電流
も流れ続けるようになり、結局、両方のトランジスタT
Rl,TR2に同時にコレタタ電流が流れるようになつ
てしまうことがわかつた。
However, as mentioned above, the base of the transistor TRl
Even if the discharge current of the capacitor C1 is applied to the emitter path to apply a reverse bias, the transistor TRl will not turn off immediately due to its accumulation time and fall time characteristics, and the collector current of the transistor TRl will continue to flow for a while. In the end, both transistors T
It was found that the collector current started to flow through Rl and TR2 at the same time.

そして、このように両方のトランジスタTRl,TR2
にコレクタ電流が同時に流れると、そのコレタタ電流に
よつてインバータトランスTの1次巻線Npに発生する
磁束は互に打ち消し合うことになり、その期間1次巻線
Npの電圧は略零となり、しかもトランジスタTRl,
TR2が同時にオン状態になるため短絡状態となり、発
振動作は停止し、トランジスタTRl,TR2が破壊さ
れる問題があり、前記考えをそのまま実用化できないこ
とがわかつた。一方、トランジスタインバータにおいて
は、誘導性の負荷の場合、たとえば前記した第1図に示
すトランジスタインバータにおいて負荷Lが誘導性の場
合を例にとると、この場合における各部の電流・電圧波
形は第2図に示すようになる。
In this way, both transistors TRl and TR2
When a collector current flows at the same time, the magnetic flux generated in the primary winding Np of the inverter transformer T due to the collector current cancels each other, and during that period, the voltage of the primary winding Np becomes approximately zero, Moreover, the transistor TRl,
Since TR2 is turned on at the same time, it becomes short-circuited, the oscillation operation stops, and the transistors TR1 and TR2 are destroyed, and it has been found that the above idea cannot be put into practical use as is. On the other hand, in the case of an inductive load in a transistor inverter, for example, in the case where the load L is inductive in the transistor inverter shown in FIG. The result will be as shown in the figure.

同図から判るようにトランジスタがスイツチングする際
、殊にターンオフする際に、そのコレクタ・エミツタ間
に急激なパルス状の電圧が発生し、これがトランジスタ
損失となり、ひいてはインバータの変換効率を低下させ
る原因となつている。また、負荷側にLC振動系を設け
た場合には、その振動の振動動作、つまり負荷電流の振
動に応じてトランジスタのコレクタ電流も振動し、その
結果、入力電流のピーク値がその平均値よりもはるかに
大きな値となる問題もあつた。さらに、コレクタ電流が
変化するということは、ベース電流をコレタタ電流のピ
ーク値に合わせて平均値より大きく設計しなければなら
ず、この結果ベース電流による電力損失も大きくなると
いう欠点があつた。さらにまた、コレクタ電流すなわち
入力電流が変動するということは高周波成分を含むこと
であり(一般に発振周波数が数KHz〜数+KHzであ
るため。)高周波雑音の問題もあつた。なお、プツシユ
プル形のサイリスタインバータにおいて、一対のサイリ
スタのスイツチング時に発生する第2図に示したような
パルス状の電圧を低減しようとするものが提案されてい
る(特公昭43−27010号公報)。
As can be seen from the figure, when a transistor switches, especially when it turns off, a sudden pulse-like voltage is generated between its collector and emitter, which causes transistor loss and ultimately reduces the conversion efficiency of the inverter. It's summery. Furthermore, when an LC oscillation system is installed on the load side, the collector current of the transistor also oscillates in accordance with the oscillation of the oscillation, that is, the oscillation of the load current, and as a result, the peak value of the input current is lower than its average value. There were also problems with much larger values. Furthermore, since the collector current changes, the base current must be designed to be larger than the average value in accordance with the peak value of the collector current, and as a result, power loss due to the base current also increases. Furthermore, since the collector current, that is, the input current fluctuates, it includes a high frequency component (generally because the oscillation frequency is from several KHz to several +KHz), there is also the problem of high frequency noise. Note that a push-pull type thyristor inverter has been proposed that attempts to reduce the pulse-like voltage shown in FIG. 2 that occurs when a pair of thyristors are switched (Japanese Patent Publication No. 43-27010).

このものは直流電源とインバータとの間に直列に介挿し
たインダタタンス素子でスイツチング時のパルス状電圧
および突入電流を阻止するものである。しかし、このも
のはスイツチング以後の人力電流の変動に対しては前記
インダクタンス素子が作用しないものである。したがつ
て、このものは抵抗によつてスイツチング後の変動を吸
収しようとしているが、前記抵抗により電力損失が生じ
るという問題があつた。この発明は、直流電源とプツシ
ユプル形トランジスタインバータとの間にインダクタン
ス値が特定のインダクタンス素子を直列に介挿すること
によつて、前記インバータの入力電流のうちスイツチン
グ時の突入電流を抑えるのみでなく、スイツチング後に
おいても定電流化し、それによつて前述した種々の問題
を解決し、発振周波数、入・出力特性の安定した、また
、トランジスタのスイツチング時一対のトランジスタを
同時にオンさせた後スイツチングするため、トランジス
タにおけるスイツチングロスおよびベース電流等による
電力損失が少なく変換効率の高いトランジスタインバー
タ装置を提供するものである。以下、この発明の実施例
を図面を参照して説明する。
This is an inductance element inserted in series between a DC power source and an inverter to prevent pulsed voltage and rush current during switching. However, in this case, the inductance element does not act on fluctuations in the human power current after switching. Therefore, although this device attempts to absorb fluctuations after switching by using a resistor, there is a problem in that the resistor causes power loss. By inserting an inductance element having a specific inductance value in series between a DC power supply and a push-pull type transistor inverter, this invention not only suppresses inrush current during switching of the input current of the inverter. , the current remains constant even after switching, which solves the various problems mentioned above, stabilizes the oscillation frequency and input/output characteristics, and also enables switching after turning on a pair of transistors at the same time when switching transistors. The present invention provides a transistor inverter device with high conversion efficiency and low power loss due to switching loss and base current in transistors. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

なお、第1図に示す従来装置と同一部分には同符号を付
して説明する。第3図は、この発明の一実施例を示すも
ので、この装置の特徴としている点は、ブツシユブル形
トランジスタインバータIと直流電源Eとの間にチヨー
クコイルなどのインダクタンス素子CHをそのインダク
タンス値を後述する特定の値に選定して直列に介挿した
ことにある。
Note that the same parts as those of the conventional device shown in FIG. 1 will be described with the same reference numerals. FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, and the feature of this device is that an inductance element CH such as a chiyoke coil is connected between a bushable transistor inverter I and a DC power supply E, and its inductance value will be described later. The reason is that a specific value is selected and inserted in series.

このような構成であれば、今、トランジスタTR,がオ
ンし、トランジスタTR2のベース・エミツタ間に逆バ
イアスがかかり、そのトランジスタTR2がオフしてい
る状態で時間が経過すると、トラノジスタTRlがオン
状態のままで、コンデンサC,の充電電位によつてトラ
ンジスタTR2のベース電位が上昇し、トランジスタT
R2にベース電流が流れ始め、それによつてトランジス
タTRlに逆バイアスがかかるようになる。
With such a configuration, the transistor TR is now turned on and a reverse bias is applied between the base and emitter of the transistor TR2, and when time passes while the transistor TR2 is turned off, the transistor TRl is turned on. However, the base potential of the transistor TR2 rises due to the charging potential of the capacitor C, and the transistor T
Base current begins to flow through R2, thereby reverse biasing transistor TRl.

そして、この場合も前述したようにトランジスタTRl
,TR2の両方にコレクタ電流が同時に流れる状態か一
時的に生じ、インバータトランスTの1次巻線電圧が略
零になるが、そのとき問題になる直流電源Eからの突入
電流に対してインダクタンス素子CHが、高インピーダ
ンスを呈するから、直流電源EからインバータIに流れ
込む人力電流は一定に保たれる。したがつて、前記のよ
うにトランジスタTRl,TR2が同時にオンする状態
が生じても、それによつて短絡といつた事故は生じない
から、インバタIVはコンデンサCl,C2の充電時定
数によつて決まる周期で正常に発振動作することになる
。このため直流電流増幅率HFFがばらついたトランジ
スタを使用しても、インバータの発振周波数を始め、入
・出力特性を所定に調整設定し、かつ女定なものにする
ことができる。また、前記のようにインダクタンス素子
CHによつてインバータ1Vの人力電流を定電流化でき
るから負荷が誘導性の場合であつてもトランジスタのス
イツチング動作時に、一対のトランジスタを同時にオン
させてそのトランジスタのコレクタ・エミツタ間に発生
する電圧を零に近くすることかでき、それによつてトラ
ンジスタにおけるスイツチング損失を非常に小さくし、
インバータとしての変換効率を向上させることができる
In this case as well, as mentioned above, the transistor TRl
, TR2 temporarily flows through both of the collector currents at the same time, and the primary winding voltage of the inverter transformer T becomes approximately zero, but the inductance element prevents the inrush current from the DC power supply E from becoming a problem. Since CH exhibits high impedance, the human power current flowing from DC power supply E to inverter I is kept constant. Therefore, even if the transistors TRl and TR2 are turned on at the same time as described above, this will not cause an accident such as a short circuit, so the inverter IV is determined by the charging time constant of the capacitors Cl and C2. It will oscillate normally at regular intervals. Therefore, even if transistors with varying DC current amplification factors HFF are used, the oscillation frequency of the inverter and the input/output characteristics can be adjusted and set to a predetermined value, and can be made fixed. In addition, as mentioned above, the inductance element CH can make the inverter's 1V human power current a constant current, so even if the load is inductive, a pair of transistors can be turned on at the same time during transistor switching operation. The voltage generated between the collector and emitter can be made close to zero, thereby making the switching loss in the transistor extremely small.
Conversion efficiency as an inverter can be improved.

さらに、負荷L側にLC振動系が含まれていて、負荷電
流が振動しようとしても、前記インダクタンス素子CH
によつてインバータに対する人力電流がそれに応動して
振動するのを抑制できるから第5図にコレクタ電流で示
すように入力電流のピーク値をその平均値に極く近いも
のにでき、このためトランジスタの最大コレクタ電流を
第2図に示した従来装置におけるそれよりも十分小さな
ものに選定できることになり、結局、小容量のトランジ
スタを使用することができる。
Furthermore, even if the load L side includes an LC vibration system and the load current attempts to oscillate, the inductance element CH
As a result, the peak value of the input current can be made very close to its average value, as shown by the collector current in Figure 5, because the human input current to the inverter can be suppressed from oscillating in response to it. The maximum collector current can be selected to be sufficiently smaller than that in the conventional device shown in FIG. 2, and as a result, a transistor with a small capacity can be used.

また、ベース電流もコレクタ電流の平均値近くに合わせ
て設計できるから従来のものより小さくでき、ベース電
流による電力損失も軽減できるとともに、高周波雑音の
問題も軽減できる。ここで、前述の作用、効果を奏し得
る前記インダクタンス素子CHのインダクタンス値Lの
適正な値の範囲を明確にすべくインダクタンス素子CH
のインピーダンス値ωL(ただし、ωはインバータIV
の角周波数)と、インバータIVの負荷時入力インピー
ダンスZin(ただし、このZinは電源電圧をInと
した場合の入力電流11助)らVin(i)LZin=
?で求めたものである。
Furthermore, since the base current can be designed to be close to the average value of the collector current, it can be made smaller than the conventional one, reducing power loss due to the base current and also reducing the problem of high frequency noise. Here, in order to clarify the appropriate value range of the inductance value L of the inductance element CH that can produce the above-mentioned action and effect, the inductance element CH
impedance value ωL (where ω is the inverter IV
angular frequency) and input impedance Zin of inverter IV at load (however, this Zin is input current 11 when the power supply voltage is In), then Vin(i)LZin=
? This is what I asked for.

)との比一11nZinに対するインバータIVの効率
η(至)の変化を調べたので、その結果を第4図を参照
して述べる。
) The change in the efficiency η (to) of the inverter IV with respect to the ratio -11nZin was investigated, and the results will be described with reference to FIG.

この試験は、直流電源電圧を12(V)に、インバータ
の発振周波数を略15(KHz)に設定し、負荷として
コンデンサバラストと10Wけい光ランプの直列回路を
用いた場合のものである。なお、条件を変えた他の試験
においても、前記の試験と同一傾向の結果を得ており、
それらの結果は第4図に示す結果に略等しいものである
。そして、第4図からも明らかなように、インダクタン
ス素子のインダクタンス値Lをとしたときに、インバー
タの入力電流をスイツチング時およびスイツチング後の
いずれも定電流化し得て十分良好な効率が得られ、上述
の効果を十分発揮できることがわかる。
In this test, the DC power supply voltage was set to 12 (V), the oscillation frequency of the inverter was set to approximately 15 (KHz), and a series circuit of a capacitor ballast and a 10 W fluorescent lamp was used as the load. In addition, other tests with different conditions yielded results similar to the above test.
These results are approximately equal to the results shown in FIG. As is clear from FIG. 4, when the inductance value of the inductance element is L, the input current of the inverter can be made constant both during and after switching, and sufficiently good efficiency can be obtained. It can be seen that the above-mentioned effects can be fully exhibited.

もつとも、インダクタンス値Lがとなると、鉄心、巻線
などが大形になり、損失なども生じるので実際上はに設
定することが最も望ましい。
However, if the inductance value L becomes large, the iron core, winding, etc. will become large and loss will occur, so it is most desirable in practice to set the inductance value L to .

つぎに、負荷Lを誘導性にし、インダクタンス素子CH
としてインダクタンスLがのものを使用し、インバータ
IVの各部の電流・篭圧波形を調べたので、その結果を
第5図に示す。
Next, make the load L inductive and make the inductance element CH
The current and cage pressure waveforms at each part of the inverter IV were investigated using an inductor with an inductance L, and the results are shown in FIG.

この場合、第2図に示す従来装置の場合と異なり、トラ
ンジスタのコレクタ・エミツタ間にそのトランジスタの
スイツチング動作時でもパルス状の電圧が発生しておら
ず、トランジスタのスイツチングロスが非常に少なくな
つていることがわかり、またインダクタンス素子のイン
ダクタンス値が前記の値でもスイツチング時およびスイ
ツチング後の全期間を通じて定電流効果を十分発揮する
ことがわかる。さらに、インダクタンス素子のインダク
タンス値が前記の値でも、第4図から明らかなように十
分ではないがかなりの効率向上が実現されている。なお
、前記実施例は、トランジスタのベース回路にコンデン
サC,,C2を含むものであつたが、第6図に示す実施
例のように負荷LにコンデンサC4を並列接続していた
り、第7図に示すように負荷としてコンデンサバラスト
C5とけい光ランプLaとの直列回路を用いるものでは
そのコンデンサC4,C5とインバータトランスTの巻
線との間で並列あるいは直列振動をなし、トランスTの
各巻線に発生する電圧がその振動によつて正弦波に近い
形をとり、トランジスタのベース間電圧も、それに応じ
て変化するので、それによつてトランジスタをスイツチ
ング動作できるが、この場合もトランジスタTRl,T
R2のスイツチング時間等により前記コンデンサCl,
C2を使用する場合と同様に一対のトランジスタが同時
にオンする期間が存在し、かつ負荷電流の変動等問題が
あるから、このようなインバータについてもこの発明を
適用できるものである。
In this case, unlike the case of the conventional device shown in Figure 2, no pulse-like voltage is generated between the collector and emitter of the transistor even during the switching operation of the transistor, and the switching loss of the transistor is extremely reduced. It can be seen that even when the inductance value of the inductance element is at the above value, the constant current effect is sufficiently exhibited during switching and during the entire period after switching. Furthermore, even when the inductance value of the inductance element is the above-mentioned value, as is clear from FIG. 4, a considerable improvement in efficiency is achieved, although it is not sufficient. In the above embodiment, the base circuit of the transistor includes capacitors C, C2, but as in the embodiment shown in FIG. 6, the capacitor C4 is connected in parallel to the load L, As shown in the figure, in the case where a series circuit of a capacitor ballast C5 and a fluorescent lamp La is used as a load, parallel or series vibration occurs between the capacitors C4 and C5 and the windings of the inverter transformer T, and each winding of the transformer T The generated voltage takes a form close to a sine wave due to its oscillations, and the voltage between the bases of the transistors also changes accordingly, which allows the transistors to perform switching operations.
Depending on the switching time of R2, etc., the capacitor Cl,
As in the case of using C2, there is a period in which a pair of transistors are turned on at the same time, and there are problems such as fluctuations in load current, so the present invention can also be applied to such an inverter.

また、負荷側にコンデンサを用いない場合、コンデンサ
Cl,C2による振動が悪影響を持ち易いので、その場
合には第8図に示す実施例のように、トランジスタTR
l,TR2の各ベース回路にダミー用の抵抗R4,R5
を挿入すればよい。
In addition, if a capacitor is not used on the load side, vibrations caused by the capacitors Cl and C2 tend to have an adverse effect, so in that case, as in the embodiment shown in FIG.
Dummy resistors R4 and R5 are installed in each base circuit of l and TR2.
Just insert .

さらに、前記第3図に示す実施例などでは、負荷状態が
定格負荷に比して極端に軽負荷になつた場合、インダク
タンス素子CHのために電源インピーダンスが高く、無
効電力の電源への帰還が円滑に行なわれなくなり、イン
バータIVが異常発振するおそれがでてくるが、このよ
うな場合には、第9図に示す実施例のように、インバー
タVの人力端子P,,P2間にインダクタンス素子CH
を介してコンデンサC6を接続し、そのコンデンサC6
で無効電力を一時的に蓄える役目を未たさせるようにす
ればよい。しかし、このコンデンサC6の容量があまり
大きすぎると肝心の定格負荷時でのインダクタンス素子
CHの役目を減殺する不都合を生じる。つまり、コンデ
ンサC6によるインピーダンスはインダクタンス素子C
Hによるインピーダンスと比較して制限がある。そこで
、両インピーダンスωLの比?に対するインバータ効率
η(%)の変化1/(!)C特性を調べた。
Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 3, when the load condition becomes extremely light compared to the rated load, the power source impedance is high due to the inductance element CH, and reactive power is not returned to the power source. This may result in abnormal oscillation of the inverter IV, but in such a case, as in the embodiment shown in FIG. CH
Connect the capacitor C6 through the capacitor C6
It is sufficient if the function of temporarily storing reactive power is left unused. However, if the capacitance of the capacitor C6 is too large, there will be an inconvenience that the role of the inductance element CH during the important rated load is diminished. In other words, the impedance due to capacitor C6 is the inductance element C
There are limitations compared to the impedance due to H. So, what is the ratio of both impedances ωL? The change in inverter efficiency η (%) with respect to 1/(!)C characteristics was investigated.

なお、この場合の試験条件は前述した試験の場合と同じ
である。この場合、第10図に示すような結果が得られ
、これからに設定することが望ましいことがわかつた。
Note that the test conditions in this case are the same as in the test described above. In this case, the results shown in FIG. 10 were obtained, and it was found that it is desirable to set this from now on.

なお、この実施例のように、電源とインバータ回路との
間にLC回路を介挿するようにしたものは単1トランジ
スタインバータ装置などにおいてみられるが、その場合
のLC回路は、インバータが発生するノイズが他の負荷
に影響するのを防止するための、いわゆるフイルタであ
る。つまり、インダタタンス素子でノイズの発生を防止
し、コンデンサでインバータ側からみた電源の状態を定
電圧源とするもので、この発明のようにインダクタンス
素子を定電流源化のために使用するものとは全く別異な
ものである。また、トランジスタのコレクタ回路あるい
は電源に微小なロンダクタンス素子を挿入することが従
来装置では行なわれているが、それはトランジスタに流
れる電流の立ち上がりを抑え、スイツチングロスを軽減
する目的でのみ使用するものであり、この発明のものの
ように定電流機能を有するものでなく、これもまた全く
別異なものである。以上詳述したように本発明は、直流
電源とプツシユプル形トランジスタインバータとの間に
直列に特定のインダクタンス値のインダクタンス素子を
介挿したので、上記インダクタンス素子がインバータの
一対のトランジスタのスイツチング時における突入電流
を阻止する作用と、スイツチング後における入力電流を
も定電流化する作用とを兼ねるため、電力損がなく部品
点数を少なくできるとともに、安定に動作し、また、小
容量のトランジスタを使用できるから安価になり、さら
にベース電流による電力損失が小さく、高周波雑音も少
なく、かつ、一対のトランジスタのスイツチング時にお
いて同時にオンさせコレクタ・エミツタ間電圧を零近く
にした後スイツチングさせることができるから電力損失
の少ないトランジスタインバータ装置を提供できるもの
である。
Note that, as in this embodiment, an LC circuit is inserted between the power supply and the inverter circuit, which is seen in single transistor inverter devices. This is a so-called filter to prevent noise from affecting other loads. In other words, an inductance element is used to prevent the generation of noise, and a capacitor is used to convert the state of the power supply seen from the inverter side into a constant voltage source. It's something completely different. In addition, conventional devices insert a minute conductance element into the collector circuit or power supply of the transistor, but this is only used for the purpose of suppressing the rise of the current flowing through the transistor and reducing switching loss. This is also completely different since it does not have a constant current function like the one of the present invention. As detailed above, in the present invention, an inductance element having a specific inductance value is inserted in series between a DC power supply and a push-pull type transistor inverter, so that the inductance element can cause an inrush during switching of a pair of transistors of an inverter. It has both the function of blocking current and the function of making the input current constant after switching, so there is no power loss, the number of parts can be reduced, it operates stably, and small-capacity transistors can be used. It is inexpensive, has low power loss due to base current, has low high-frequency noise, and can reduce power loss by turning on a pair of transistors simultaneously and reducing the collector-emitter voltage to near zero before switching. This makes it possible to provide an inverter device with fewer transistors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来装置を示す回路図、第2図は同装置におけ
る各部の電流・電圧波形図、第3図はこの発明の一実施
例を示す回路図、第4図は同実施例で使用するインダク
タンス素子のインダクタンス値とインバータの効率の関
係を示す特性図、第5図は同実施例に誘導性負荷を用い
た場合の各部電流・電圧波形図、第6図、第7図、第8
図、第9図はそれぞれこの発明の別の実施例を示す回路
図、第10図は第9図に示す実施例において使用するコ
ンデンサの容量と」ンパータの効率の関係を示す特性図
である。 V・・・・・・プツシユプル形トランジスタインバータ
、TR,,TR2・・・・・・トランジスタ、T・・・
・・・インバータトランス、E・・・・・・直流電源、
L・・・・・・負荷、CH・・・・・・インダクタンス
素子。
Fig. 1 is a circuit diagram showing a conventional device, Fig. 2 is a current/voltage waveform diagram of each part in the same device, Fig. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and Fig. 4 is used in the same embodiment. Figure 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the inductance value of the inductance element and the efficiency of the inverter. Figure 5 is a current/voltage waveform diagram of each part when an inductive load is used in the same example.
9 are circuit diagrams showing other embodiments of the present invention, and FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the capacitance of the capacitor and the efficiency of the converter used in the embodiment shown in FIG. V...Push-pull type transistor inverter, TR,, TR2...Transistor, T...
...Inverter transformer, E...DC power supply,
L...Load, CH...Inductance element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 直流電流と、 この電源に接続されスイッチング時に一対のトランジス
タが同時にオンする期間を有するプッシュプル形トラン
ジスタインバータと、上記直流電源および上記インバー
タの間に直列に介挿したインダクタンス素子と、を具備
し、 前記インダクタンス素子のインダクタンス値Lは、前記
プッシュプル形トランジスタインバータの負荷時の入力
インピーダンスをZinとし、上記インバータの出力角
周波数をωとしたときL≧1/5・^Z^i^n_ωに
設定されていることを特徴とするトランジスタインバー
タ装置。
[Scope of Claims] 1. A push-pull type transistor inverter connected to this power supply and having a period in which a pair of transistors are simultaneously turned on during switching, and an inductance inserted in series between the DC power supply and the inverter. The inductance value L of the inductance element is L≧1/5, where Zin is the input impedance of the push-pull transistor inverter under load and ω is the output angular frequency of the inverter. A transistor inverter device characterized in that Z^i^n_ω is set.
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