JPS5937889A - 自励インバ−タ - Google Patents

自励インバ−タ

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Publication number
JPS5937889A
JPS5937889A JP57147291A JP14729182A JPS5937889A JP S5937889 A JPS5937889 A JP S5937889A JP 57147291 A JP57147291 A JP 57147291A JP 14729182 A JP14729182 A JP 14729182A JP S5937889 A JPS5937889 A JP S5937889A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
winding
self
resistor
excited inverter
Prior art date
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Pending
Application number
JP57147291A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Hattori
服部 応幸
Shigeo Nakamura
茂雄 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP57147291A priority Critical patent/JPS5937889A/ja
Publication of JPS5937889A publication Critical patent/JPS5937889A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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
    • H02M7/53Conversion 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
    • H02M7/537Conversion 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

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】 本発明社、自励インバータに関し、特に構成の簡単な一
石式自励インパータに関する。
自動インバータは直流電圧を供給するのみで、交流電圧
を発生するものであシ、交流電源等に広〈利用されてお
り、他励インバータの様に外部の制御信号を要しない。
係る自励インバータは一般に、2つのスイッチングトラ
ンジスタを交互に動作せしめる二面式のものが利用され
ている。しかしながら、従来の二面式自励インバータは
、2つのスイッチングトランジスタを要し、回路の構成
が複雑化し、しかもトランスの偏磁という問題が生じ性
能を害しているという欠点があった。
従って、本発明の目的は、構成が簡単でしかもトランス
の偏磁を生じない自励インバータを提供するにある。
以下、本発明を図面に従い詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例回路図であり、図中、Trは
トランジスタであシ、エミッタ接地されスイッチング動
作を行なうもの、Tはトランスであシ、−次側に第1、
第2、第3の巻線p、、 p、、 p、を有し、二次側
に巻線S、を有するもの、R,、R1+ R1は各々抵
抗であり、抵抗R,は電流制限用、抵抗島はベース電流
制限用のもの、抵抗R1はトランジスタTrのスイッチ
ングスタート用のものである。C1゜C,、C,け各々
コンデンサであり、コンデンサC3はスナバ用、コンデ
ンサC3は平滑用である。D、、D、。
D3.D4.Doはダイメートであシ、ダイオードDl
+D、けトランジスタTrのベース電圧クランプ用のも
のであり、トランジスタTrのエミッタ九接続された抵
抗R1とともにエミッタ電流リミット回路を構成するも
の、ダイオードD、はトランジスタTrのベース逆電圧
クランプ用のもの、ダイオードD4はトランジスタTr
のコレクタ電圧クランプ用のもの、ダイオード1)、は
二次側の整流用のものである。
次にこの実施例構成の動作について説明する。
電源端子に−+−Vの電圧が印加されると、抵抗R8を
介し、トランジスタTrのベース電位をXめ、トランジ
スタTrが少し導通する。これによりトランスTの第1
の巻線P、に電圧が加わシ、これ妊よって第2の巻線P
、に電圧が発生する。第2の巻線P、に発生した電圧に
よって、抵抗R,%コンデンサCIを通し、トランジス
タTrのベースにベース電流を流してトランジスタTr
を更忙導通せしめる。これにより第1の巻線P、に加わ
る電圧が更に大きく力る。以上の動作は正帰還であるか
ら、極めて短時間の内にトランジスタTrは完全にメン
(on)状態となる。このため、電源+V−第1の巻線
P、−)ランジスタTr−抵抗R,−接地の電流ルート
が確立する。
初めに、二次巻線S1の負荷電流が零の場合を考えると
、トランジスタTr75(、:dンすると同時に、電源
電圧Vと第1の巻線P、のインダクタンスとで決定され
る傾きで増加するコレクタ電位が流れ始める。この様に
して第1の巻線P、に電流が流れ、所定時間経過すると
、トランスTのコアが飽和する。トランスTのコアが飽
和すると、コレクタ電流は急激に増加し始める。コレク
タ電流の増加により、抵抗R1によってトランジスタT
rのエミッタ電位も急激に上昇する。
−一方、トランジスタTrのペース電位はダイオードD
、、D、によりクランプされているので、ダイオードr
)+ 、 D!により定まる電圧値以上にはならない。
従って、エミッタ電位がある値以上に、上昇すると、ト
ランジスタTrのベース・エミッタ間は逆バイアスとな
り、コレクタ電流の増加が止まり、トランジスタTrは
不飽和状態となって、コレクタ電位は上昇する。このた
め、第1の巻線P、に加わる電圧は低下し、これに伴な
い第2の巻線P、の電圧も低下する。第2の巻線ptは
、トランジスタTrのベースとコンデンサCIを介し接
続されているので、第1の巻線P、の電圧低下(即ち、
@2の巻線P、の電圧低下)Kよって、トランジスタT
rのベースの逆バイアスが更に大きくなり、トランジス
タTrのコレクタ電位は更に上昇する。上述の動作は正
帰還であるから、極めて短時間の内にトランジスタTr
は完全にオフ状態となる。これにより、電源子Vから第
1の巻1p+、)ランジスタTr、抵抗R1、接地の電
流ルートが切断される。
トランジスタTrがオフすると、トランジスタTrのオ
ン期間にトランスTのコアに貯えられた磁気エネルギー
は、第1の巻線P、からの電流としてコンデンサC3を
充電しつつ、トランジスタTrのコレクタ電位を上昇さ
せると同時にダイオードD4のカソード電位を低下させ
る。これによシ、ダイメートD、のカソード電位が零ボ
ルト(正確にはダイオードD、の−VF)以下になると
、矢印Bの如くダイメートD4から第3の巻線を通り電
源端子に至るルートで電流が流れ、トランスTのコアの
磁気エネルギーは電源に戻されることになる。この時に
、トランジスタTrのコレクタ電位は、電源電圧と、第
1、第3の巻線Pr、Psの巻数比によって決定される
適位でクランプされる。又、第2の巻線P!には、電源
電圧と、第2、第3の巻線P*、Psの巻数比によって
決定される電圧が発生し、この電圧は、ダイオードDA
%抵抗R2によってコンデンサC,に充電される。
トランスTのコアのエネルギーが零になると、ダイλ−
ドD4のカソード電位及びトランジスタTrのコレクタ
電位はともに電源電圧にまで各々上昇或いは下降しよう
とする。この時、コンデンサC0に充電された電圧によ
って、トランジスタTrのコレクタ電位が電源電圧に達
する前に、)ランジスタTrのベースに電流が流れ始め
、前述Ω正帰還動作によってトランジスタTrがオンし
、以降上述の動作が繰返される。
上述の動作において、二次側回路に負荷が接続されてい
る場合、角荷電流によるコレクタ電流の増加分と無負荷
時のコレクタ電流(トランスTの励磁電流)との和が、
ダイオードD+ 、 Dt、抵抗R3及びトランジスタ
TのVBI(ペース・エミッタ間電圧)とから決オる値
よりも小であれば、第1図の回路の動作は無負荷時の動
作と同様である。換言すれば、第1図の回路の負荷電流
は上述の値よシも小さくなければならない。
又、トランジスタTrのスイッチングのデユーティ−は
、トランスTの各巻線に加わる電圧の平均値が零、即ち
巻線に加わるトランジスタTrのオン時のV−を積と、
トランジスタTrのオフ時のV−を積とが等しい原理か
ら、次の様に定まる。
但し、■は電源電圧、t(ON)はトランジスタTrの
オン期間、t(OFF)はトランジスタTrのオフ期間
、Np+は第1の巻線の巻数、Np、Vi第3の巻線の
巻数である。
(1)式から、 t (ON)/l (OFF )=N I)+/NPm
・・・・・・・・・・・・(2)t (ON)/(t 
(ON)+t (OFF) )=Np+/(Npi+N
p5)  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・ (3)となる。
従って、巻数比を変えることによって出力波形を変化さ
せることができる。
上述の如く、トランジスタTrが1つでも、クランプ回
路釦よって動作特性が規正されるため、トランジスタT
rの特性のバラツキが回路動作忙与える影響も少ない。
第2図は本発明の他の実施例回路図であり、図中第1図
と同一のものは同一の記号で示してあり、第1図構成と
の相違は、トランスTの磁気エネルギーを電源に戻す通
路が異なる。即ち、第1図の第3の巻線P、を取除き、
二次側巻線Slの■側を接゛地し、二次側巻線SIのO
側と電源とをダイオードD、によって接続したものであ
る。この構成によれば、トランジスタTrのスイッチン
グ動作は同一であるが、トランスTの磁気エネルギーは
二次側巻線S1wダイオードD4を介し電源に戻され、
二次側巻線S、が第1図の第5の巻線P、と同等の働き
をする。このためこの実施例の出力はマイナス出力とな
る。
上述の二次側回路(ダイオードD3、コンデンサC8)
の構成は他の回路でも良い。又、スナバ用コンデンサC
!はトランジスタTrのメツ時の損失を減少させるため
設けられているが、コレクタ電流のピーク値が抵抗R0
、ダイオードD、、D、により低く設定されていて、ト
ランジスタTrのスイッチングロスが十分小さい場合に
は必要としない。更に1スナバ用コンデンサC!を設け
る場合でも、コレクタ電流のピーク値がある値に制限さ
れているので、スナバ用コンデンサC2に電流制限用直
列抵抗を特に設ける必要はない。但し、直列抵抗を設け
て、トランジスタTrのON時のスイッチングロスを減
少させることは、一般の回路の場合と同様に有効である
以上説明した様に、本発明によれば、1つのトランジス
タによって自励インバータが構成でき、構成が簡単とな
るという効果を奏する。又、トランジスタのベースにク
ランプ回路を設け、動作電流【コレクタ電流のピーク値
)をクランプ回路で設定しているので、トランジスタの
特性のバラツキが回路動作に殆んど影響しないという効
果も奏する。更に、スイッチングトランジスタのスイッ
チングロスもトランジスタの特性のバラツキによらずほ
ぼ一定であり、これを最小限におさえることもできると
いう効果を(奏し、又、第2の巻線による正帰還動作の
ため、立上りが早いという効果も)奏するものである。
尚、本発明を実施例により説明したが、本発明は上述の
実施例に限定されることなく、本発明の主旨に従い種々
の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除す
るものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例回路図、第2図は本発明の他
の実施例回路図である。 図中、T・・・トランス、p、、 p、、 p、・・・
−次側巻線、S、・・・二次側巻線、Tr・・・トラン
ジスタ、D、、D?・・クランプ回路を構成するダイメ
ート、R8・・・電流制限用抵抗。 特許出願人 ファナック株式会社 代理人 弁理士 辻     實 外1名

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)トランスの一次側に第1の巻線と第2の巻線を設
    け、該第1の巻線の一方を電源に、他方をトランジスタ
    のコレクタに接続するとともに、該第2の巻線を該トラ
    ンジスタのベースに接続し、且つ該トランジスタのエミ
    ッタに電流制限用抵抗、ペースにクランプ回路を接続し
    て構成し、該第1の巻線に流れるコレクタ電流に従って
    、第2の巻線に誘起される電圧と該クランプ回路と該電
    流制限用抵抗と姥よって該トランジスタのスイッチング
    を制御し、該トランスの二次側巻線九交流出力を発生せ
    しめることを4I徴とする自励インバータ。 (2)#記トランジスタのペースと前記電源とを抵抗を
    介し接続したことを特徴とする特許請求の範囲第(1)
    項記載の自励インバータ。 (3)#記第2の巻線と前記トランジスタのベースとの
    間にコンデンサを設けたことを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項記載の自励インバータ〇(4)  前記ト
    ランスの一次側に第3の巻線を設け、該第3の巻線を介
    し核トランスのコアの磁気エネルギーを前記電源に戻す
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項又#i第(
    2)項又は第(3)項記載の自励インバータ。 (6)前記二次側巻線と前記電源とをダイオードを介し
    て接続し、該二次側巻線から該電源に前記トランスのコ
    アの磁気エネルギーを戻すことを特徴とする特許請求の
    範囲第(1)項又は第(2)項又は第(3)項記載の自
    励インバータ。 (6)  前記トランジスタと並列にスナバ用のコンデ
    ンサあるいはコンデンサと抵抗を直列接続したものを設
    けたことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項又は第
    (2)項又は第(3)項記載の自励インバータ。
JP57147291A 1982-08-25 1982-08-25 自励インバ−タ Pending JPS5937889A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01116591U (ja) * 1988-01-29 1989-08-07

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01116591U (ja) * 1988-01-29 1989-08-07

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