JPS60134778A - インバ−タ装置 - Google Patents

インバ−タ装置

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JPS60134778A
JPS60134778A JP58241519A JP24151983A JPS60134778A JP S60134778 A JPS60134778 A JP S60134778A JP 58241519 A JP58241519 A JP 58241519A JP 24151983 A JP24151983 A JP 24151983A JP S60134778 A JPS60134778 A JP S60134778A
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JP
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pulse
switch transistor
transistor
oscillation
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JP58241519A
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Masahito Onishi
雅人 大西
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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    • 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)
  • Electronic Switches (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】 〔技術分野〕 この発明は電流帰還型のインバータ装置に関するもので
ある。
〔背景技術〕
第1図は従来の電流帰還型のインバータ装置の回路図を
示している。第1図において、12は発振トランス、T
はスイッチトランジスタQ3のドライブ用トランスであ
る。発振トランスT2の一次巻線Nと並列に共振用コン
デンサC5が接続されて電圧共振型のインバータ装置を
構成している。D□はダンパ用ダイオードである。
発振部1は、抵抗R3,R3とコンデンサC,,C,と
反転増幅器IC工〜IC3と増幅器IC5と可変抵抗■
とダイオードD、とで構成されて一定周波数の矩形波発
振を行って第2図(a)の出力を発生し、オンパルス発
生部2およびオフパルス発生部3を制御する。この発振
部1r/i可変抵抗VRを調整することによってデユ−
ティ比を変えることができる。
オンパルス発生部2fi、抵抗R,,R5とコンデンサ
C3とトランジスタQ工と反転増幅器IC4とから構成
され、発振部1の出力の立上がシ時に第2図(c)に示
すように抵抗R5およびコンデンサC3で決まるパルス
幅のオンパルスを発生する。このオンパルスのエネルギ
ー(波高値)は抵抗R8によって決まる。
オフパルス発生部3は、抵抗R6,R7とコンデンサC
とトランジスタQ、とから構成され、発振部1の出力の
立下が9時に第2図(b)に示すように抵抗R9および
コンデンサC4で決まるパルス幅のオフパルスを発生す
る。このオフパルスのエネルギー(波高値)は抵抗R0
により決まる。
ドライブ用トランスT□にオンパルスが送り込まれると
、スイッチトランジスタQ3に第2図(d)に示すよう
なベース電流lBが流れてスイッチトランジスタQ3が
オンとなる。スイッチトランジスタQ3がオ/となると
、ドライブ用トランスTの巻線N3には第2図(e)に
示すようなコレクタ電流I。が流れる。
ドライブ用トランスT□は変流器として構成しであるの
で、巻線N3に流れた電流l。は巻線N4へ帰還される
。ここで、巻線N3.N4の巻数をそれぞれn3+n4
とすると、巻aN4へは、 3 IN4=−vIo−山、(1) の電流が帰、ユされる。スイッチトランジスタQ3に関
して 1=h−I ・・山・ (2) Cfe B が成り立つので、今抵抗R1oを無視して考えると、第
(1)式は 4 ”hfe ・・・・・・ (4) 3 となる。つまシ、巻# N3. N4の変流比をスイッ
チトランジスタQ3の軸。と等しくすれば、一度スイッ
チトランジスタQ3がオンとなるとコレクタ電流■に応
じた最適のベース電流部でスイッチトランジスタQ3を
飽和状態とすることができる。これは、ドライブパワー
の減少およびスイッチトランジスタQ3のターンオフ時
のストレージタイムの減少を図ることができる。
つぎに、コレクタ電流1゜が三角波状に増加している時
に、ベース゛°亀流IBも一定の増加をし、オフ−パル
ス発生部3からオフパルスが送υ込まれると、スイッチ
トランジスタQ3は瞬時にオフとなる。このとき、発振
トランスT2の一次巻線N工に発生したエネルギーは共
振コンデンサC5との間で振動電流として流れ、スイッ
チトランジスタQ3のコレクタ電圧V。1!、は第2図
(f)に示すように電源電圧DCを中心とした減衰振動
波形となる。発生したエネルギーは発振トランスT、の
二次巻線N2から出力として取り出される。M2図(g
)のIDはダイオードDよに流れる電流である。
なお、C6はコンデンサ、Rよは抵抗、ZDはツェナー
ダイオード、C工はコンデンサ、Sは電源スィッチであ
る。
今、あるオンデユーテイ比でパルスを発生させてスイッ
チトランジスタQ3をドライブしていたとする。第1図
の回路構成では、発生するオンパルスおよびオフパルス
の幅は抵抗R5とコンデンサC3および抵抗R9とコン
デンサC5でそれぞれ決まシ、波高値は抵抗R8,Ro
でそれぞれ決まる。第3図(a)。
(b)、(C)はこのときのオンパルス、オフパルス、
ベース電流IB(C3)の波形を示している。
ここで、第4図(a) 、 (b)に示すようにオンパ
ルスおよびオフパルスによるオンデユーテイ比を小さく
スると、オンパルスおよびオフパルスのエネルギーが同
じで、スイッチトランジスタQ3がオンとなったときの
帰還電流の上昇の傾斜も同じであるから、第4図(C)
に示すようにドライブ用トランスT□によってオン区間
のエネルギーが減少した分だけオフパルスの後1cベー
ス電流IBがプラス側へ、りまシスイッチトランジスタ
Q3がオンとなるようにはね返シバルスPが発生する。
このようなはね返f) パルスPが発生すると、オフパ
ルスが消えた直後にスイッチトランジスタQ3にオンパ
ルスが加わることになシ、第4図(C)でIB′で示す
ように帰還電流が増加し、0点ではオフパルスエネルギ
ーをオン区間エネルギーが上回り、スイッチトランジス
タQ3がオフとはならず、スイッチトランジスタQ3が
破壊されることになる。
逆に、オンデユーテイ比を大きくした場合にもオン区間
エネルギーがオフパルスエネルギーが上回った時に上記
と同様にスイッチトランジスタQ3が破壊される。
第5図(a) 、 (b) 、 (c)は第1図の回路
におけるオンデユーテイ比が順次小さくなっていく状態
のオンパルス、オフパルス、ベース電流■Bの波形の変
化を示している。オンデユーテイ比の大きいところでは
オフパルスのエネルギーが不足し、オンデユーテイ比の
小さいところではオフパルスの後にはね返シバルスPが
生じる。
このように、従来のインバータ装置は、オンデユーテイ
比を変化させたときにスイッチトランジスタQ3が破壊
するおそれがあり、信頼性が低かった。
〔発明の目的〕
この発明はデー−ティ比を変化させた場合のスイッチト
ランジスタの破壊を防止して信頼性を高めることができ
るインバータ装置を提供することである。
〔発明の開示〕
第1の発明のインバータ装置は、デユーティ比可変型の
発振部と、この発振部の発振出力の一方のエツジに応答
してオンパルスを発生するオンパ 1ルス発生部と、前
記発振部の発振出力の他方のエツジに応答してオフパル
スを発生するオフバ/I/ス3発生部と、スイッチトラ
ンジスタと、前記オンパルス発生部のオンパルスを前記
スイッチトランジスタのベースに加えて前記スイッチト
ランジスタをオンにすると゛ともに前記スイッチトラン
ジスタのコレクタ出力をベースに帰還してオン状態を保
持させ前記、オフパルス発生部のオフパルスヲ前記スイ
ッチトランジスタに加えて前記スイッチトランジスタを
オフにするトランジスタドライブ手段と、前記スイッチ
トランジスタのデユーティ比の大小に応じて前記オフパ
ルス発生部のオフパルスエネルギーを大小に変化させる
オフパルスエネルギー可変手段とを備える構成圧したこ
とを特徴とする。
第2の発明のインバータ装置は、オフパルスエネルギー
可変手段に代えて、発振部の発振出力の′出方のエツジ
から一方のエツジ捷での期間前記スイッチトランジスタ
を強制遮断する遮断手段を用0たことを特徴とする。
第6図はこの発明の第1の実施例のインバータ装置の回
路図を示している。このインバータ装置は、スイッチト
ランジスタQ3のオン時のベース電流IBの大きさをド
ライブ用トランスTよ′の巻線N5で検出し、この検出
出力に応じてダイオードD3゜D、抵抗R、Rコンデン
サC8よシなるドラ4 11 12’ イブ回路4によって、トランジスタQ4(g1図の抵抗
R8に相当)ラリニア領域で動作させ(インピーダンス
が変化)、ベース電流IBに比例してオフパルスの波高
値を変えるようにしたものである。
その他は第1図のものと同じである。
このように構成すると、オンデー−ティ比が変化しても
、オン区間エネルギーとオフパルスエネルギーとが常に
適正にバランスされ、スイッチトランジスタQ3の破壊
が防止され、信頼性が高くなる。この場合にオンデー−
ティ比の変化に応じ、オフパルスエネルギーをオフパル
スのはネ返す電流によりスイッチトランジスタQ3がオ
ンしてしまうオフパルスエネルギーよシ小さく、かつス
イッチトランジスタQ3がオフできないオフノ(ルスエ
ネルギーより大きく選べば良好なドライブが可能となる
第7図(at 、 (b) 、 (c)は第6図の回路
におけるオンデユーテイ比が順次小さくなっていく状態
のオンパルス、オフパルス、ベース電流IBの波形の変
化を示し、オフパルスの波高値がオンデー−ティ比が小
さくなるにつれて順次小さくなっている。
第8図はこの発明の第2の実施例のインノ(−タ装置の
回路図を示している。このインノく一夕装置は、発振部
1′の出力(反転増幅器IC5′の出力)からダイオー
ドD、抵抗R□3 ’ R14およびコンデンすC0よ
シなるドライブ回路5でオンデユーテイ比を検出し、検
出したデユーティ比に応じてトランジスタQ6をリニア
領域で動作させることによシ、オフパルス発生部3′の
コンデンサC4の初期条件(コンデンサC4に貯える初
期電荷)を変えて抵抗R7およびコンデンサC4による
時定数を変化し、オフ・(ルスのパルス幅を変えるよう
にしたものである。
オフパルス発生部3′は抵抗R6,RヮとコンデンサC
4とトランジスタQ2とトランジスタQ5および抵抗R
15(第1図の反転増幅i IC,に相当)とで構成さ
れている。その他は第1図のものと同様である。
このように構成すると、オンデユーディ比が変化しても
、オン区間エネルギーとオフパルスエネルギーとが常に
適正にバランスされ、スイッチトランジスタQ3の破壊
が防止され、信頼性が高くなる。この場合に、オンデユ
ーテイ比の変化に応じオフパルスエネルギーを、オフパ
ルスのハネ返シ電流によりスイッチトランジスタQ3が
オンしてしまうオフパルスエネルギーよシ小さく、かつ
スイッチトランジスタQ3がオフできないオフパルスエ
ネルギーより大きく選べば良好なドライブが可能となる
第9図(a) 、 (b) 、 (c)は第8図の回路
におけるオンデユーテイ比が順次小さくなっていく状態
のオンパルス、オフパルス、ベースt a I Bの波
形の変化を示し、オフパルスの波高値がオンデー−ティ
比が小さくなるにつれて順次小さくなっている。
第10図はこの発明の第3の実施例のインバータ装置の
回路図を示している。このインバータ装置は、発振部1
の出力の高レベル期間、すなわちオフパルス発生後つぎ
のオンパルスが発生するまでの期間、反転増幅器■C6
,抵抗R□6およびホトカプラPCによってスイッチト
ランジスタQ3のベース入力をバイパスしてスイッチト
ランジスタQ3を強制的にオフするように構成したもの
で、その他の構成は第6図のものと同じである。
M6図の実施例の場合、オンパルス、オフパルスおよび
ベース電流IBが第11図(a) 、 (b) 、 (
C)のようになってオンデユーテイ比が小さくなった場
合にオフパルスの後にスイッチトランジスタQ3のベー
スにはね返り電流が流れることがあるが、第10の実施
例のように構成すると、ホトカプラPCの出力が第11
図(司のようになってスイッチトランジスタQ3のベー
ス入力がオフ期間(オフパルス発生後つぎのオンパルス
が発生するまでの期間)中バイパスされ、はね返り電流
がスイッチトランジスタQ3に入力されることはなく、
第6図の実施例より一層確実にスイッチトランジスタQ
3の破壊を防止でき、信頼性を一層高めることができる
なお、上記実施例では、スイッチトランジスタQ3のベ
ース入力をホトカプラPCでバイパスしたが、スイッチ
トランジスタQ3のコレクタ電流がドライブ用トランス
Tの巻線N3に流れ込むのをバイパスしてもよい。壕だ
、スイッチトランジスタQ3への主電流路をスイッチ素
子で開くようにしてもよい。また、実施例は一方式のイ
ンバータ装置について説明したが、二面式、フルブリッ
ジ式、ハーアブシジン式のものにもこの発明を適用する
ことができる。
〔発明の効果〕
この発明のインバータ装置によれば、デユーティ比を変
化させた場合のスイッチトランジスタの破壊を防止して
信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のインバータ装置の回路図、第2図ないし
第5図はその動作説明のための波形図、第6図はこの発
明の第1の実施例の回路図、第7図はその動作説明のた
めの波形図、第8図はこの発明の第2の実施例の回路図
、第9図はその動作説明のための波形図、第10図はこ
の発明の第3の実施例の回路図、第11図はその動作説
明のための波形図である。 1.1′・・・発振部、2・・・オンパルス発生部、3
.3′・・・オフパルス発生部、4.5・・・ドライブ
回路、Q3・・・スイッチトランジスタ、T□・・・ド
ライブ用トランス、T、・・・発振トランス、Q4.Q
6・・・トランジスタ、pc・・・ホトカプラ 第2〆1 第3図 (1) 0 区 区 、 シ −/C3

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)デーーティ比可変型の発振部と、この発振部の発
    振出力の一方のエツジに応答してオンパルスを発生する
    オンパルス発生部と、前記発振部の発振出力の他方のエ
    ツジに応答してオフパルスを発生するオフパルス発生部
    と、スイッチトランジスタと、前記オンパルス発生部の
    オンパルスを前記スイッチトランジスタのペースに加え
    て前記スイッチトランジスタをオンにするとともに前記
    スイッチトランジスタのコレクタ出力をベースに帰還し
    てオン状態を保持させ前記オフパルス発生部のオフパル
    スを前記スイッチトランジスタに加えて前記スイッチト
    ランジスタをオフにするトランジスタドライブ手段と、
    前記スイッチトランジスタのデユーティ比の大小に応じ
    て前記オフパルス発生部のオフパルスのエネルギーを大
    /ノ1に変化させるオフパルスエネルギー可変手段とを
    備えたインバータ装置。
  2. (2)前記オフパルスエネルギー可変手段は前記スイッ
    チトランジスタのオン時のベース電流によって前記スイ
    ッチトランジスタのデユーティ比を検出している特許請
    求の範囲第(1)項記載のインバータ装置。
  3. (3)前記オフパルスエネルギー可変手段は前記発振部
    の出力のデー−ティ比から前記スイッチトランジスタの
    デー−ティ比を検出している特許請求の範囲第(1)項
    記載のインバータ装置。
  4. (4)前記オフパルスエネルギー可変手段は前記オフパ
    ルスの波高値を変えるようにしている特許請求の範囲第
    (1)項記載のインバータ装置。
  5. (5)前記オフパルスエネルギー可変手段は前記オフパ
    ルスのパルス幅を変えるようにしている特許請求の範囲
    第(1)項記載のインバータ装置。
  6. (6)ブールティ北回変型の発振部と、この発振部の発
    振出力の一方のエツジに応答してオンパルスを発生する
    オンパルス発生部と、前記発振部の発振出力の他方のエ
    ツジに応答してオフパルスを発生するオフパルス発生部
    と、スイッチトランジスタと、前記オンパルス発生部の
    オンパルスヲ前記スイッチトランジスタのベースに加え
    て前記スイッチトランジスタをオンにするとともに前記
    −スイッチトランジスタのコレクタ出力をベースに帰還
    してオン状態を保持させ前記オフパルス発生部のオフパ
    ルスを前記スイッチトランジスタに加えて前記スイッチ
    トランジスタをオフにするトランジスタドライブ手段と
    、前記発振部の発振出力の他方のエツジから一方のエツ
    ジまでの期間前記スイッチトランジスタを強制遮断する
    遮断手段とを備えたインバータ装置。
JP58241519A 1983-12-21 1983-12-21 インバ−タ装置 Expired - Fee Related JPH0767290B2 (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57151279A (en) * 1981-02-12 1982-09-18 Westinghouse Electric Corp Power inverter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57151279A (en) * 1981-02-12 1982-09-18 Westinghouse Electric Corp Power inverter

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