JPS61224874A - Inverter - Google Patents

Inverter

Info

Publication number
JPS61224874A
JPS61224874A JP60065996A JP6599685A JPS61224874A JP S61224874 A JPS61224874 A JP S61224874A JP 60065996 A JP60065996 A JP 60065996A JP 6599685 A JP6599685 A JP 6599685A JP S61224874 A JPS61224874 A JP S61224874A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching
drive
circuit
inverter
switching transistor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP60065996A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Shimizu
恵一 清水
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.)
Toshiba Electric Equipment Corp
Original Assignee
Toshiba Electric Equipment 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 Toshiba Electric Equipment Corp filed Critical Toshiba Electric Equipment Corp
Priority to JP60065996A priority Critical patent/JPS61224874A/en
Publication of JPS61224874A publication Critical patent/JPS61224874A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

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

Abstract

PURPOSE:To improve the reliability by setting the drive width (t) for driving a switching transistor to become t<1/4f with respect to an operating frequency (f), thereby increasing the circuit efficiency. CONSTITUTION:An inverter 2 formed of four switching transistors (Tr) Q1-Q4 is connected with a power source 1, and an inductive load 4 such as a discharge lamp is provided through a transformer 3. A switching improving capacitor C is connected between the primary windings N1 of the transformer 3. In this case, when TrQ1-Q4 are driven by a drive circuit 5, the drive width (t) is selected to become t<1/4f where (t) is the drive width, and (f) is the operating frequency of the inverter. Thus, the TrQ maintains ON state while causing a current to flow reversely, and even if a forward drive current is slightly delayed, it is normally turned ON to shorten the driving period.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、スイッチングトランジスタによるスイッチン
グインバータ回路を用いて矩形波電圧を出力するインバ
ータ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an inverter device that outputs a rectangular wave voltage using a switching inverter circuit using switching transistors.

従来の技術 従来、この種のインバータ装置は、スイッチングトラン
ジスタによるスイッチングインバータ回路とインバータ
トランスとにより構成するのが一般的である。ここで、
スイッチングインバータ回路は例えば4個のトランジス
タをブリッジ接続した構成であり、対となるトランジス
タ毎に駆動回路により半周期毎にON10 F F制御
することに−なる。このようなスイッチング回路では、
各素子のバラツキ等を考慮してオーバードライブに設計
するのが通常である。即ち、第10図(a)に示すよう
に負荷1例えば誘導性負荷に対する出力電圧を矩形波と
した場合、スイッチングトランジスタのコレクタ電流は
同図(b)に示すように三角波状となる。この三角波の
幅は負荷が純誘導性(L性)であれば動作周波数fに対
して1/4fとなるが、抵抗分を含むとこれより広くな
る。従って、スイッチングトランジスタを駆動させるた
めのドライブ幅t′は同図(c)に示すようにt’>1
/4fとしているものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of inverter device has generally been constructed of a switching inverter circuit using switching transistors and an inverter transformer. here,
The switching inverter circuit has a configuration in which, for example, four transistors are bridge-connected, and each pair of transistors is controlled to be ON10FF every half cycle by a drive circuit. In such a switching circuit,
It is normal to design an overdrive in consideration of variations in each element. That is, when the output voltage to the load 1, for example, an inductive load, is a rectangular wave as shown in FIG. 10(a), the collector current of the switching transistor becomes a triangular wave as shown in FIG. 10(b). The width of this triangular wave is 1/4 f of the operating frequency f if the load is purely inductive (L type), but becomes wider if a resistance component is included. Therefore, the drive width t' for driving the switching transistor is t'>1 as shown in FIG.
/4f.

発明が解決しようとする問題点 このような従来のオーバードライブ方式による場合、ス
イッチングトランジスタに過剰の電荷が注入されること
となり、三角波状のコレクタ電流の立下がりに対するタ
ーンオフ特性が悪いというスイッチングの悪化を生ずる
。この結果、回路効率が悪くてスイッチングトランジス
タの発熱が大となる等の不都合を生ずる。
Problems to be Solved by the Invention With such a conventional overdrive method, excessive charge is injected into the switching transistor, resulting in poor switching performance in response to the fall of the triangular collector current. arise. As a result, disadvantages such as poor circuit efficiency and increased heat generation from the switching transistors occur.

しかして1本発明は、スイッチングトランジスタのター
ンオフ時のスイッチングを良好として回路効率の向上、
発熱の減少等を図り、信頼性を向上させることができる
インバータ装置を得ることを目的とする。
Accordingly, one aspect of the present invention is to improve circuit efficiency by improving switching at turn-off of a switching transistor;
An object of the present invention is to obtain an inverter device that can reduce heat generation and improve reliability.

問題点を解決するための手段 本発明は、スイッチングトランジスタQ1〜Q4による
スイッチングインバータ回路2を用いて矩形波電圧を出
力するインバータ装置において、前記スイッチングトラ
ンジスタQ□〜Q、を駆動させるドライブ幅をt、動作
周波数をfとしたとき、t<1/4fに設定する構成を
採用するものである。
Means for Solving Problems The present invention provides an inverter device that outputs a rectangular wave voltage using a switching inverter circuit 2 including switching transistors Q1 to Q4, in which the drive width for driving the switching transistors Q□ to Q is set to t. , where f is the operating frequency, a configuration is adopted in which t<1/4f is set.

作用 負荷が誘導性負荷4の場合、スイッチングトランジスタ
Qのコレクタ電流の導通時間よりもドライブ幅tを狭く
してもスイッチングトランジスタQが動作し得る点を見
出したことによるものであり、ドライブ期間を短くする
ことにより、スイッチングトランジスタQに注入される
過剰電荷を減少させて、そのターンオフ時のスイッチン
グ特性を良好なものとすることができ、かつ、スイッチ
ングトランジスタQの発熱も減少させることができ、更
には、ドライブ回路でのドライブロスも減することがで
きるものである。
This is based on the discovery that when the active load is an inductive load 4, the switching transistor Q can operate even if the drive width t is narrower than the conduction time of the collector current of the switching transistor Q. By doing so, the excess charge injected into the switching transistor Q can be reduced, the switching characteristics at the time of turn-off can be improved, and the heat generation of the switching transistor Q can also be reduced. , drive loss in the drive circuit can also be reduced.

実施例 本発明の一実施例を第1図ないし第7図に基づいて説明
する。まず、第2図に基本回路構成を示す。電源1には
ブリッジ接続された4個のスイッチングトランジスタQ
1〜Q4が接続され、各トランジスタQ1〜Q、には逆
方向に接続したダイオードD1〜D4が並列的に設けら
れ、これらによりスイッチングインバータ回路2が構成
されている。
Embodiment An embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 1 to 7. First, FIG. 2 shows the basic circuit configuration. Power supply 1 has four switching transistors Q connected in a bridge.
1 to Q4 are connected to each other, and diodes D1 to D4 connected in opposite directions are provided in parallel to each transistor Q1 to Q, and a switching inverter circuit 2 is configured by these transistors.

このスイッチングインバータ回路2の出力端子側にはイ
ンバータトランス3が設けられ、その二次巻線N2には
例えば放電灯等のインダクタンス成分を含む誘導性負荷
4が接続されている。ソシテ。
An inverter transformer 3 is provided on the output terminal side of the switching inverter circuit 2, and an inductive load 4 including an inductance component, such as a discharge lamp, is connected to its secondary winding N2. Socite.

前記スイッチングインバータ回路2の出力端子間、即ち
インバータトランス3の一次巻線N工間にはスイッチン
グ改善用のコンデンサCが接続されている。又、前記ス
イッチングトランジスタQ□〜Q4は駆動回路5による
ドライブを受けてトランジスタQ、、Q、とトランジス
タQ、、 Q、とが各々対となって半周期毎に0N10
FFするものである。このような回路構成自体は従来の
ものと同様であり、その基本動作を第3図により説明す
る。
A capacitor C for improving switching is connected between the output terminals of the switching inverter circuit 2, that is, between the primary windings N of the inverter transformer 3. Further, the switching transistors Q□ to Q4 are driven by the drive circuit 5, and the transistors Q, , Q, and the transistors Q,, Q, form a pair, and the switching transistors Q□ to Q4 are driven by the driving circuit 5, and the transistors Q, , Q, and the transistors Q, , Q, are connected to each other in pairs, and the switching transistors
It is to be used as FF. The circuit configuration itself is similar to the conventional one, and its basic operation will be explained with reference to FIG.

まず、誘導性負荷4に対する出力電圧Voは同図(a)
に示すようにスイッチングインバータ回路2の作用によ
り矩形波となる。これに対して出力電流工0は負荷の誘
導性により電圧Voより遅れるため、同図(b)に示す
ようになる。これをスイッチングインバータ回路2の例
えばQ□及びQ4の対で考えると、そのコレクタ電流I
cは同図(C)に示すような三角波状となる。この(c
)において、破線で示す部分はダイオードD1.D4に
流れる電流となる(このため、ダイオードはスイッチン
グトランジスタに逆接続されている)。ここで、今、コ
ンデンサCがない場合を考えると、三角波状のコレクタ
電流の立下がりが第4図(a)に拡大して示すように電
圧に対して遅れ気味のため斜線を施して示すように電圧
と電流とに重なり部分を生じてスイッチングトランジス
タQ、、Q、(又はQ2゜Q3)  のターンオフロス
が発生する。この点、コンデンサCを設けて、第4図(
b)に示すように電圧の立上りを遅らせることにより、
電流との重複を少なくシ、ターンオフのスイッチングを
改善できるものである。
First, the output voltage Vo for the inductive load 4 is shown in the same figure (a).
As shown in FIG. 2, a rectangular wave is generated by the action of the switching inverter circuit 2. On the other hand, since the output current 0 lags behind the voltage Vo due to the inductive nature of the load, it becomes as shown in FIG. 3(b). Considering this for example, a pair of Q□ and Q4 in the switching inverter circuit 2, its collector current I
c has a triangular wave shape as shown in FIG. This (c
), the portion indicated by the broken line is the diode D1. A current flows through D4 (therefore, the diode is reversely connected to the switching transistor). Now, if we consider the case where there is no capacitor C, the fall of the triangular wave-shaped collector current is shown as a diagonal line because it lags behind the voltage as shown in the enlarged view of Fig. 4(a). An overlapping portion of the voltage and current occurs, and a turn-off loss occurs in the switching transistors Q, , Q, (or Q2 and Q3). In this regard, by providing a capacitor C, as shown in Fig. 4 (
By delaying the rise of the voltage as shown in b),
This reduces overlap with current and improves turn-off switching.

ここで、スイッチングトランジスタQ1〜Q4に対する
駆動回路5の構成の一例の概略を第5図を参照して説明
する。基本的には、Tl(テキサス・インスツルメント
)社製のスイッチングレギュレータ用ICTL494 
6により制御するものであり、このIC6に含まれるス
イッチング部分の出力端子11,8の出力を交互に0N
10FFさせ、出力端子11ピンに接続したトランス7
の二次側巻線7a+7bをスイツチングトランジスタQ
、、Q、のベースB−エミッタE間に接続し、同様に出
力端子8ピンに接続したトランス8の二次側巻線8a、
8bをスイッチングトランジスタQ、、Q、のベースB
−エミッタE間に接続するものである。そして、スイッ
チングトランジスタQに対するドライブ幅tはIC6に
おいて定まる。
Here, an example of the configuration of the drive circuit 5 for the switching transistors Q1 to Q4 will be outlined with reference to FIG. 5. Basically, ICTL494 for switching regulator manufactured by Tl (Texas Instruments)
6, and the outputs of the output terminals 11 and 8 of the switching part included in this IC 6 are alternately set to 0N.
Transformer 7 with 10FF and connected to output terminal 11 pin
The secondary winding 7a+7b of the switching transistor Q
The secondary winding 8a of the transformer 8 is connected between the base B and emitter E of , , Q, and similarly connected to the output terminal 8 pin.
8b is the base B of the switching transistor Q, ,Q,
- emitter E. The drive width t for the switching transistor Q is determined in IC6.

この点の動作については、IC6を等価的に第6図のよ
うに示すことができる。即ち、ピン5,6に接続された
コンデンサCaと抵抗Raとにより動作周波数fが定ま
る発振器9からの周波数fの三角波電圧Vaと分圧抵抗
R工、R2により分圧電圧が与えられてデッドタイムコ
ントロール用端子となるピン4に入力される電圧vbと
がコンパレータ10において比較され、発振器9からの
三角波電圧Vaがピン4からの電圧vbを越える期間に
おいてドライブ幅tが定まるものである(第7図(a)
、(b)参照)。なお、このコンパレータ10からの出
力Vcは分配回路11によりVd、Veとして出力端子
11,8ピンから交互に振り分けて出力される(第7図
(c)、(d)参照)。
Regarding the operation in this point, the IC 6 can be equivalently shown as shown in FIG. That is, a triangular wave voltage Va with a frequency f from an oscillator 9 whose operating frequency f is determined by a capacitor Ca and a resistor Ra connected to pins 5 and 6, and a divided voltage is given by a voltage dividing resistor R and R2, and a dead time is generated. The comparator 10 compares the voltage vb input to pin 4, which is a control terminal, and determines the drive width t during the period in which the triangular wave voltage Va from the oscillator 9 exceeds the voltage vb from pin 4 (7th Diagram (a)
, (b)). The output Vc from the comparator 10 is alternately distributed and output as Vd and Ve from the output terminals 11 and 8 pins by the distribution circuit 11 (see FIGS. 7(c) and 7(d)).

しかして、本実施例では、駆動回路5によるスイッチン
グトランジスタQ工〜Q4のドライブに特徴を持つもの
である。即ち、Q1〜Q4を駆動させるドライブ幅をt
、本インバータ装置の動作周波数をfとしたとき、第1
図(c)に示すように、t<1/4f なる関係を満足するドライブ幅tとするものである。こ
れは、負荷が誘導性負荷4の場合には、コ゛レクタ電流
Icの導通時間よりもスイッチングトランジスタQのド
ライブ幅tを狭くしても動作し得ることを見出したこと
によるものである。この点について更に説明すると、第
1図(b)において破線で示す電流はダイオードD側を
流れるわけであるが、実際には、全部の電流がこのダイ
オードD側を流れるものではなく、スイッチングトラン
ジスタQにも少し逆方向(エミッタ→コレクタ)に流れ
る。これにより、スイッチングトランジスタQは逆方向
に電流が流れたままON状態を維持し得ることとなり、
完全なOFF状態からターンオンさせる場合に比べて、
順方向のドライブ電流が少し遅れ気味であっても正常に
ターンオンすることになる。このようにスイッチングト
ランジスタQのドライブされる期間が短くなることによ
り、スイッチングトランジスタQに注入される過剰電荷
が減り、そのターンオフ時のスイッチングがよくなる。
Therefore, this embodiment is characterized by the drive of the switching transistors Q to Q4 by the drive circuit 5. That is, the drive width for driving Q1 to Q4 is t.
, when the operating frequency of this inverter device is f, the first
As shown in Figure (c), the drive width t is set to satisfy the relationship t<1/4f. This is because it has been found that when the load is an inductive load 4, it is possible to operate even if the drive width t of the switching transistor Q is narrower than the conduction time of the collector current Ic. To further explain this point, the current indicated by the broken line in FIG. It also flows slightly in the opposite direction (emitter → collector). As a result, the switching transistor Q can maintain an ON state while current flows in the opposite direction.
Compared to turning on from a completely OFF state,
Even if the forward drive current is slightly delayed, it will turn on normally. By thus shortening the period during which the switching transistor Q is driven, the excess charge injected into the switching transistor Q is reduced, and the switching at the time of turn-off is improved.

この結果、主回路の効率が向上するとともに、スイッチ
ングトランジスタQの発熱も減り、インバータ装置の信
頼性が向上することになる。
As a result, the efficiency of the main circuit is improved, and the heat generated by the switching transistor Q is also reduced, resulting in improved reliability of the inverter device.

更には、スイッチングトランジスタQのドライブ期間が
短くなることにより、駆動回路5でのドライブ損失も減
り、回路部品の小型化が可能となり。
Furthermore, by shortening the drive period of the switching transistor Q, the drive loss in the drive circuit 5 is also reduced, making it possible to downsize the circuit components.

総合的に効率のよいものとなる。このようにして。It will be more efficient overall. In this way.

特に誘導性負荷用に適したインバータ装置を提供できる
In particular, an inverter device suitable for inductive loads can be provided.

なお、本実施例では、スイッチングインバータ回路2を
4個のスイッチングトランジスタQ1〜Q4によるブリ
ッジ回路構成としたが、第8図に示すように2個のスイ
ッチングトランジスタQ1゜Q2 によるシングルエン
ドタイプのものや、第9図に示すようなダブルエンドタ
イプのものでも同様に適用できる。
In this embodiment, the switching inverter circuit 2 has a bridge circuit configuration with four switching transistors Q1 to Q4, but as shown in FIG. , a double-end type as shown in FIG. 9 can be similarly applied.

発明の効果 本発明は、上述したようにスイッチングトランジスタを
駆動させるドライブ幅tを動作周波数fに対してt<1
/4fを満足するように設定したので、ドライブ期間の
短縮によりスイッチングトランジスタに注入される過剰
電荷を減少させてそのターンオフ時のスイッチングを良
好なものとすることができ、かつ、スイッチングトラン
ジスタの発熱も減り、更には、駆動回路のドライブロス
も減することができ、回路の効率アップ、信頼性の向上
を図ることができるものである。
Effects of the Invention As described above, the present invention provides the drive width t for driving the switching transistor such that t<1 with respect to the operating frequency f.
/4f, it is possible to shorten the drive period, reduce excess charge injected into the switching transistor, improve switching at turn-off, and reduce heat generation in the switching transistor. Further, the drive loss of the drive circuit can be reduced, and the efficiency and reliability of the circuit can be improved.

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

第1図は本発明の一実施例の特徴を示すタイミングチャ
ート、第2図は回路図、第3図は基本動作を示すタイミ
ングチャート、第4図ははコンデンサの作用を示すタイ
ミングチャート、第5図は駆動回路の回路図、第6図は
その概略動作を示す回路図、第7図はタイミングチャー
ト、第8図及び第9図は変形例を示す回路図、第10図
は従来例を示すタイミングチャートである。 2・・・スイッチングインバータ回路、Q工〜Q4・・
・スイッチングトランジスタ 出 願 人   東芝電材株式会社 3」 図 3z図 7゜
FIG. 1 is a timing chart showing the features of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram, FIG. 3 is a timing chart showing basic operation, FIG. 4 is a timing chart showing the action of a capacitor, and FIG. The figure is a circuit diagram of the drive circuit, Figure 6 is a circuit diagram showing its general operation, Figure 7 is a timing chart, Figures 8 and 9 are circuit diagrams showing modified examples, and Figure 10 is a conventional example. This is a timing chart. 2... Switching inverter circuit, Q engineering ~ Q4...
・Switching transistor applicant: Toshiba Electric Materials Corporation 3” Figure 3z Figure 7゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] スイッチングトランジスタによるスイッチングインバー
タ回路を用いて矩形波電圧を出力するインバータ装置に
おいて、前記スイッチングトランジスタを駆動させるド
ライブ幅をt、動作周波数をfとしたとき、t<1/4
fに設定したことを特徴とするインバータ装置。
In an inverter device that outputs a rectangular wave voltage using a switching inverter circuit using switching transistors, when the drive width for driving the switching transistor is t, and the operating frequency is f, t<1/4.
An inverter device characterized in that it is set to f.
JP60065996A 1985-03-29 1985-03-29 Inverter Pending JPS61224874A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60065996A JPS61224874A (en) 1985-03-29 1985-03-29 Inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60065996A JPS61224874A (en) 1985-03-29 1985-03-29 Inverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61224874A true JPS61224874A (en) 1986-10-06

Family

ID=13303126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60065996A Pending JPS61224874A (en) 1985-03-29 1985-03-29 Inverter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61224874A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989128A (en) * 1988-04-18 1991-01-29 Daikin Industries, Ltd. Pulse width modulation control unit of inverter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989128A (en) * 1988-04-18 1991-01-29 Daikin Industries, Ltd. Pulse width modulation control unit of inverter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9780695B2 (en) Control method of inverter circuit
US3663941A (en) Dc to ac to dc converter having transistor synchronous rectifiers
JPS61224874A (en) Inverter
JPH08308219A (en) Chopper type dc-dc converter
JPS61224875A (en) Inverter
JPS6232708B2 (en)
JP2976603B2 (en) Series resonant converter control circuit
US4609981A (en) Direct current converter for switched mode power supply
JP2858407B2 (en) PWM DC-DC converter
JP7341020B2 (en) Bidirectional DC/DC converter
JPH10295082A (en) Control method for single-phase inverter
JPH06269165A (en) Pwm dc-dc converter
JP2797503B2 (en) Pulse width modulation circuit of push-pull boost converter
JPS5923186B2 (en) switching power supply circuit
JPS6132914B2 (en)
JPH0431830Y2 (en)
JPS61244264A (en) Multi-output dc voltage converting circuit
JPS58151878A (en) Converting circuit for direct current
JP2750527B2 (en) Self-excited high-frequency oscillator
JP2003079151A (en) Ac voltage converter
JPS6135790B2 (en)
JPS596585B2 (en) transistor drive circuit
JPS62105523A (en) Switching circuit
JPH0667193B2 (en) Controller for single-phase bridge inverter
JPH0642785B2 (en) Driver circuit for transistor inverter