JPS611274A - Fet・インバ−タ装置 - Google Patents

Fet・インバ−タ装置

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JPS611274A
JPS611274A JP59119577A JP11957784A JPS611274A JP S611274 A JPS611274 A JP S611274A JP 59119577 A JP59119577 A JP 59119577A JP 11957784 A JP11957784 A JP 11957784A JP S611274 A JPS611274 A JP S611274A
Authority
JP
Japan
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voltage
fet
secondary winding
winding
transformer
Prior art date
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Pending
Application number
JP59119577A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Tsuya
津屋 直紀
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP59119577A priority Critical patent/JPS611274A/ja
Publication of JPS611274A publication Critical patent/JPS611274A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H02M7/538Conversion 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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  • 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、直流・交流の電圧変換を行なうトランジス
タ・インバータ装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来のこの種FET・インバータ装置として、第1図の
ような回路構成図のものがあった。
第1図において(11は直流電源、(21は電圧安定化
装置、(3)け入力端子、(4)はインダクタンス、(
5)はトランス、  (6−a)、 (6−b)は−次
巻線、(7)は中間タッグ、(8)は二次巻線、(9)
はキャパシタ、  (10−a)、 (10−b )は
FET、(1mlは駆動装置。
(12−a)、 (12−b)は駆動信号、(I3は負
荷であるこのような構成は例えば特許公報昭和59−1
1265号のものによっており、第1図は上記特許公報
に記載のものをもとに、従来性なわれてきているように
トランジスタ’tFET(10−a ) 、  (10
−b) K置換し、自励式のトランジスタ駆動手段全個
別の駆動装置αBによる他励式に置換した図である。第
1図中電圧安定化装置(2)の用途については以下に説
明する。
一般に、第1図の構成の装置は、電圧安定化装置(2)
なしでは二次巻線(8)の出力電圧を、直流電源(1)
の電圧変動に対して安定化する事ができない。入力電圧
(3)をVinとした時、各部の動作波形は第2図のよ
うになる。第1図において。
駆動信号(12−a)はオンであり、駆動信号(12−
b)がオンからオフに反転するとトランス(5)の−次
巻線+6−a)、 (6−b)のインダクタンスに流れ
ていた電流が断となり、キャパシタ(9)との間で共振
を生じる。共振回路の等価回路は第3図となる。
第3図において、■は共振回路の電圧、iは共振回路の
市、流である。共振の開始時にはVけほぼ0であり、i
けトランス(5)の−次巻線(6−a)、(6−b)の
インダクタンスに流れていた電流の初期値ioと等しい
。第3図の系で次式が成立つ。
”=−L−u  ・・・・・・・・・・・・1lli=
c−’ヱ ・・・・・・・・・・・−・・・・・・(2
)t i (o)= t o・・・・・・・・・・川・・・・
・・・・・・・T3)V (O)= O・・・・・・・
・・・・・・・山川・・・・・(41上式でLはトラン
ス(5)の−次巻線(6−a 1. (6−b )のイ
ンダクタンス、Cはキャパシタ(9)のキャパシタンス
、またi (o) 、 v (o)はそれぞれ電圧V、
電流iの時間0における値を示す。これらの式より電圧
v、電流jは以下のようになる。
v (t)= A−sinωt ・・・・・・・・・・
・・・・・(5)i (t)= i o−邸ωL ・・
・・・・・・・・・・・・・(61上式より電圧Vは正
弦波の弧を描き、共振同期T=πφでの後に再び0とな
る。また電流iは方向が反転し、−io となる。電圧
Vの振巾は次のように定寸る。すなわちインダクタンス
(4)の両端電圧の直流平均は0なので、中間タップ(
7)の電圧の直流平均は入力電圧(3)と一致する。中
間タップこれより A二π・vin・・・・−・・・・・・・・・・(9)
である。それ故、−次巻線(6−a ) 、 (6−b
 )の両端電圧はピーク値π・Vinの正弦波となる。
また二次巻線(8)の両端電圧はピーク値π・Vin−
Nの正弦波と々る。ここでNけトランス(5)の降圧比
である。
したがって、この二次巻線(8)の電圧より負荷(13
に供給される電圧は入力電圧(3)に依存する。またこ
の装置では、上述の原理より、二次巻線(8)の電圧を
駆動信号(12−a ) 、 (12−b )の制御に
よって変化させる手段がない。
それ故、負荷a3に印加される電圧を一定にしたいよう
な用途1例えば負荷0が二次巻線(8)の電圧の絶対値
を整流平滑して直流を得、その直流を一定にしたいよう
なりC/DCコンバータ・レギーレータ装置等において
は、入力電圧(31をあらかじめ電圧安定化装置(21
によって一定にしたり、負荷03において検出した電圧
に応じて電圧安定化装置(21を制御するフィードバッ
ク系を構成する必要がある。そのために電圧安定化装置
(2)における損失によって効率が低下したり、複雑な
電圧安定化装置(2)を必要とするなどの欠点があった
〔発明の概要〕
この発明は、かかる欠点を改善する目的でなされたもの
で、トランス(5)の−次巻線(6)を複数にして各々
にFETを接続し、FET対のスイッチ時間を切換えて
二次巻線(8)の電、圧を変化できる手段を提供し、電
圧安定化装置(21を不要になしたFET・インバータ
装置を提案するものである。
〔発明の実施例〕
第4図はこの発明によるFET・インバータ装置の回路
構成図であシ、以下詳細に説明する。第4図は説明を簡
単にするため、FET対が2対の例を示しているが、3
対以上でも適用できる。
第4図において、(11は直流電源、(3)は入力電圧
、(4)はインダクタンス、(5)はトランス、(6−
a)、 (6−b)、 (6−c)、 (6−dlけ一
次巻線、(7)は中間タップ、(8)は二次巻線、(9
)はキャパシタ、(10−a ) 、 (10−b )
 、 (10−c ) 、 (10−d )はFET、
+11)は駆動装置、  +12−a)、 +12−b
)、 (12−c)、 +12−d)は駆動信号、 t
i3は負荷、  +14−a)、 (14−b)Fiダ
イオードである。
駆動装置allは、 FET (10−a)、 (10
−b)、 (10−c ) 、 (10−d )それぞ
れの駆動信号(12−a ) 、 (12−b ) 、
 fl、2−c I 、 (12−d l  を以下の
ように発生する。す〃わち、第一に駆動信号(i2−a
)と(12−b)は一対の信号と1〜て発生しくこれら
を以下内側信号と称する)、駆動信号f12−c > 
、 (12−d )は一対の信号として発生する(これ
らを以下内側信号と称する)。第二に、外側信号と内側
信号は同時に発生しては々らない。第三に、駆動信号の
発生していない時間があってはならない。駆動信号(1
2−a)、 (12−bL (12−c)、 <12−
d)の例を第5図に示す。
第6図に、第5図のように駆動した時の第4図の発明に
おける各部の電圧、電流波形を示す。以下第6図に従っ
て、第4図の回路の動作′(i−述べる。なお説明の便
宜上、内側信号(12−a ) 、 (12−b )に
より駆動されるFET対(1()−a ) 、 (1(
)−b )を内側FET対、外側信号H2−c l 、
 (12−d )で駆動されるFETET対o−c )
 、 (1トd )を外側FET対。
内側FET対が駆動されている期間を内側動作期間、外
PF”ET対が駆動されている期間を外側動作期間と呼
ぶことにする。また、−次巻線+6−a)。
(6−b )を内側巻線、−次巻線(6−C)と(6−
a)(6−b)と(6−d)を外側巻線と呼ぶことにす
る内側動作期間には、外側FET対はオフであり、トラ
ンスの内側巻線のインダクタンスL+  ト。
キャパシタ(9)のキャパシタCとの共振周波数により
、内側巻線に正弦波状の共振電圧が発生する。
この電圧Vlは第3図に関連して述べた解析と同様にし
て v+=π・Ednω+1・・・・・−・・・・・・・・
・・・・(9)れ故、二次巻線(8)の出力電圧Vou
tはVou t、 = w −E−N+ −5inω1
t−・−−−−Qυとなる。ここでN1け内側巻線と二
次巻線(8)の巻線比である。F E T fl()−
a )がオ/、FET(10−b)がオフで’Vlが正
の期間では、−次巻線(6−diには・側を正・とじた
電圧が発生し、それがFETflO−a)のドレインか
らソースを経て、FE T (10−c )中のボディ
・ドレ・イン・ダイオード(FET中にその製法上、ふ
つう存在するソース側をアノード、ドレイン側をカソー
ドとするダイオード)を経て短絡されるので、それを防
1卜するためにダイオードn4−h)が必要である。
同様K(〜て外側動作期間には、内gJll F E 
T対はオフであり、トランスの外側巻線のインダクタン
スL、と、外側巻線から見たキャパシタ(9)の等価キ
ャパシタンスC7との共振周波数により、外側巻線妬正
弦券絆((正弦波状の共振電圧が発生する。この電圧v
2け同様にして。
■2二π・ト;・SInωtt・・・・・・・・・・・
・・・O2とhる。ここでEは直流電源(1)の電圧で
ある。内用111巻線と外側1巻線の巻線比をnとする
とL* :L+・n″・・・・・・・・・・川・・・・
・・・・・・・・・・ICx コC/ n″・・・・・
・・・・・川−・・・・・・・・・・・・・+151な
ので、ω、けωlと一致し、。
V2==π・E−虐ω1t・・・・・−・・・・・・・
・・顧となる。寸た二次巻線(8)の出力電圧Vo’u
 tはvOτ1t−π ・ E  −N、  ・ S石
ω+  t  −−(1?jとなる。ここでN、は外側
巻線と二次巻線(8)の巻線比である。
以上のように、二次巻線(8)の出力電圧は、内側動作
期間と外側動作期間でN!: Ntに切換える事ができ
る。しまたがって駆動回路αυから発生する内側信号と
外側信号の比率を1から00範囲で変化させることによ
り、二次巻線(8)の出力電圧′f!rNl〜N、の範
囲で等測的に連続に変什Aせる事ができる。それ故、9
荷03に印加させる電圧を一定に;、たいよつな用途に
おいても、入力電圧(3)の変化範囲に応じてN t 
、 N tを設計する事により、従来必要であった電圧
安定化装置(2)を必要としない。
なお第6図では、説明を判りやすくするため。
各電圧、電流は内側動作期間と外側動作期間で瞬時に切
換わって静定するように書いているが、実際には若干の
追渡状態を経て定常値に静定する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によるトランジスタ・インバー
タ装置は、直流電源(11より供給される入力端子(3
1が変化しても、駆動回路(1Bから発生する駆動信号
f12−a ) 、 +12−b l 、 (12−c
 ) 、 (12−d )の内側信号と外側信号の比率
を変化させる事により、負荷0忙印加される二次巻線(
8)の電圧を調整する事ができ、従来必要であった定電
圧装置が不要になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のFET・インバータ装置の回路構成図、
第2図は従来のFET・インバータ装置における各部の
電圧、電流波形図、第3図は共振回路の等価回路を示す
回路図、第4図はこの発明のFET・インバータ装置の
回路構成図、第5図は駆動信号の例を示す電圧波形図、
第6図はこの発明のFET・インバータ装置における各
部の電圧、電流波形図である。 図中(I+は直流電源、(21は電圧安定化装置、(3
)は入力電圧、(4)はインダクタンス、(5)はトラ
ンス。 +6−a)、 (6−bl、 (6−cL (6−di
 は−次巻線、(7)は中間タップ、(8)は二次巻線
、(9)はキャパシタ、  fl()−a)、 flO
−b)、 (10−cL (1トd)はFET1lll
は駆動装置、  (12−a)、 (12−b)、 +
12−(り。 (12−d)は駆動信号、 amは負荷、+14−aL
(1←b)はダイオードである。 なお1図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 直流電源と、この電源に接続され、複数の異なった巻数
    を有するトランス巻線の電圧をスイッチングするFET
    対を有するプッシュプル形FET・インバータと、上記
    FET対のうち外側のFET対とトランス巻線の間に直
    列に介挿されたダイオードと、上記トランス巻線の少く
    とも1つに接続したキャパシタと、上記FET対を駆動
    する手段と、前記直流電源および前記FET・インバー
    タとの間に直列に介挿したインダクタンス素子とで構成
    したことを特徴とするFET・インバータ装置。
JP59119577A 1984-06-11 1984-06-11 Fet・インバ−タ装置 Pending JPS611274A (ja)

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