JPS61227674A - Power converter - Google Patents

Power converter

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JPS61227674A
JPS61227674A JP60067607A JP6760785A JPS61227674A JP S61227674 A JPS61227674 A JP S61227674A JP 60067607 A JP60067607 A JP 60067607A JP 6760785 A JP6760785 A JP 6760785A JP S61227674 A JPS61227674 A JP S61227674A
Authority
JP
Japan
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transistor
capacitor
time constant
circuit
resistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP60067607A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Kakiya
勉 垣谷
Mochikiyo Nobuhara
以清 延原
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
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Publication date
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Publication of JPS61227674A publication Critical patent/JPS61227674A/en
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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate a noise with a simple configuration by applying the secondary induced voltage of a transformer connected in series with a load to the control terminal of a switching transistor and providing a transistor for drawing the base current of the transistor. CONSTITUTION:An AC voltage supplied through an inductor L2 and a capacitor C5 is rectified by a rectifier REC, and applied to both ends of a series circuit of transistors Q1, Q2. When the voltage at both ends of a capacitor C11 exceeds the prescribed value, a transistor Q2 is turned ON, a current is flowed to a transformer CT, and a capacitor C12 for forming a time constant circuit is charged by the secondary induced voltage. When the voltage of the capacitor C12 exceeds the prescribed value, the transistor Q2 is turned OFF, and the transistor Q1 is turned ON. The transistors Q1, Q2 are alternately turned ON and OFF to supply an AC power to discharge lamps LA1, LA2. When a variable resistor YR is regulated, the lamps LA1, LA2 are dimmed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、例えば、放電灯を調光するに好適な電力変
換装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a power conversion device suitable for, for example, dimming a discharge lamp.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

第2図は自励式インバータと呼ばれるこの種の従来の電
力変換装置の構成を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of this type of conventional power conversion device called a self-excited inverter.

この第2図において、交流電源Sの交流は整流回路RF
C,平滑用コンデンサcm等でなる電源回路によって直
流に変換される。この電源回路にはトランジスタQ 、
C2の直列回路と、コンデンすC,C4の直列回路が並
列接続される一方、トランジスタQ 、C2の相互接合
点とコンデンすC、C4の相互接合点との間に計器用ト
ランス(以下単にトランスと言う’)CT、インダクタ
Llおよび負荷としての放電灯LAが直列接続され、さ
らに、放電灯LAにはコンデンサC2が並列接続されて
いる。また、トランスCTの二次誘起電圧を入力してそ
れぞれ発振回路を形成するようにトランジスタQ、Q2
をオン、オフ制御すす る制御回路11.12が設けられている。しかして、負
荷としての放電灯LAには所望の交流電力が供給される
In this figure 2, the alternating current of the alternating current power supply S is connected to the rectifier circuit RF.
It is converted into direct current by a power supply circuit consisting of C, smoothing capacitor cm, etc. This power supply circuit includes a transistor Q,
While the series circuit of C2 and the series circuit of capacitors C and C4 are connected in parallel, an instrument transformer (hereinafter simply a transformer) is connected between the mutual junction of transistors Q and C2 and the mutual junction of capacitors C and C4. CT, an inductor Ll, and a discharge lamp LA as a load are connected in series, and a capacitor C2 is connected in parallel to the discharge lamp LA. In addition, transistors Q and Q2 are connected so that the secondary induced voltage of the transformer CT is input to form an oscillation circuit.
Control circuits 11 and 12 are provided to control on and off. Thus, desired AC power is supplied to the discharge lamp LA as a load.

また、放電灯LAを調光するために、交流電源Sと整流
回路RFCとの間にトライアックを使用した調光器10
が設けられている。
In addition, in order to dim the discharge lamp LA, a dimmer 10 using a triac between the AC power supply S and the rectifier circuit RFC is provided.
is provided.

斯かる従来の電力変換装置にあっては、調光器1oのト
ライアックをオン動作させる毎にコンデンサcoを充電
するように流れる電流の一部がトランジスタQ、Q2に
流れ、そのスイッチング動作に悪作用を及ぼすことがあ
った。
In such a conventional power conversion device, each time the triac of the dimmer 1o is turned on, a portion of the current that flows to charge the capacitor co flows through the transistors Q and Q2, which has an adverse effect on their switching operation. There were cases where it caused

また、調光器10のトライアックをオン動作させる毎に
パルス状の電流が流れ、これが騒音を発生させる原因に
なっていた。
Further, each time the triac of the dimmer 10 is turned on, a pulsed current flows, which causes noise.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、負荷に交流電力を供給するトランジスタのスイッチン
グ動作に悪作用を及ぼうことなく、しかも、騒音を発生
することのない簡易構成の電力変換装置の提供を目的と
する。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is a power source with a simple structure that does not adversely affect the switching operation of the transistor that supplies AC power to the load and does not generate noise. The purpose is to provide a conversion device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的を達成するために本発明の電力変換装置は、オ
ン、オフ動作により負荷に交流を供給する第1のトラン
ジスタと、負荷に直列接続され、二次誘起電圧を前記第
1のトランジスタの制御端子に加えるトランスと、前記
第1のトランジスタのベース電流を引き抜くための第2
のトランジスタと、前記二次誘起電圧を充放電させるこ
とにより前記第2のトランジスタのオン、オフタイミン
グを決めると共に、前記第1のトランジスタのオン、オ
フ周波数を決定する時定数回路と、この時定数回路の時
定数を可変する時定数可変手段とを具備したことを特徴
とするものである。
In order to achieve this object, the power conversion device of the present invention includes a first transistor that supplies alternating current to a load through on/off operations, and a second transistor that is connected in series to the load and controls a secondary induced voltage of the first transistor. a transformer applied to the terminal, and a second transistor for drawing out the base current of the first transistor.
a time constant circuit that determines the on/off timing of the second transistor by charging and discharging the secondary induced voltage and also determines the on/off frequency of the first transistor; The present invention is characterized by comprising a time constant variable means for varying the time constant of the circuit.

(発明の実施例〕 第1図は本発明の一実施例の構成を示す回路図で、交流
電源SにはヒユーズF、異常電圧抑制用のインダクタL
 1コンデンサC5を介して整流回路RFCが接続され
ている。この整流回路RFCの出力端子間にはコンデン
サC6,C7の直列回路と抵抗R,R6の直列回路とが
並列接続され、これらが直流電源回路を形成している。
(Embodiment of the invention) Fig. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the invention, in which an AC power supply S includes a fuse F and an inductor L for suppressing abnormal voltage.
A rectifier circuit RFC is connected via a capacitor C5. A series circuit of capacitors C6 and C7 and a series circuit of resistors R and R6 are connected in parallel between the output terminals of this rectifier circuit RFC, forming a DC power supply circuit.

この直流電源回路には、主に、トランジスタQ1゜C2
を含むトランジスタ直列回路と、コンデンサC1C4を
直列接続したコンデンサ直列回路とが並列接続されてい
る。そして、トランジスタQ1.Q2の中間部と、コン
デンサC3、C4の相互接合点との間に放電灯LA、L
A2およびトランジスタ等が接続されている。この場合
、放電灯LA  、インダクタL3の直列回路に、放電
灯LA 、インダクタし4の直列回路が並列接続され、
さらに、この並列接続回路がトランスCTを介して上述
したトランジスタQ、Q2の中間部と、コンデンサC1
C4の相互接合点との間に接続されている。なお、放電
灯LA1にはコンデンサC9が、放電灯LA2にはコン
デンサc1゜がそれぞれ並列接続されている。
This DC power supply circuit mainly includes transistors Q1°C2
A transistor series circuit including a capacitor C1C4 and a capacitor series circuit including a capacitor C1C4 connected in series are connected in parallel. And transistor Q1. Discharge lamps LA, L are connected between the middle part of Q2 and the mutual junction of capacitors C3, C4.
A2, a transistor, etc. are connected. In this case, a series circuit of the discharge lamp LA and inductor L3 is connected in parallel with a series circuit of the discharge lamp LA and inductor L3,
Furthermore, this parallel connection circuit connects the intermediate portion of the above-mentioned transistors Q and Q2 via the transformer CT, and the capacitor C1.
It is connected between the mutual junction point of C4. Note that a capacitor C9 is connected in parallel to the discharge lamp LA1, and a capacitor c1° is connected in parallel to the discharge lamp LA2.

次に、上述したトランジスタQ1 、C2をオン、オフ
制御するためにトランスCTの一つの二次巻線が、抵抗
R1R8を介してトランジスタQ1のベースエミッタ間
に接続され、トランスCTのもう一つの二次巻線が抵抗
R,R1oを介してトランジスタQ2のベースエミッタ
間に接続されている。
Next, one secondary winding of the transformer CT is connected between the base and emitter of the transistor Q1 via a resistor R1R8, and the other secondary winding of the transformer CT is connected to turn on and off the transistors Q1 and C2 described above. The next winding is connected between the base and emitter of transistor Q2 via resistors R and R1o.

また、トランスCTの一つの二次巻線には、トランジス
タQ1のベース電流を引き抜いてそのスイッチング特性
を改善するトランジスタQ3が設けられ、トランスCT
のもう一つの二次巻線には、やはり、トランジスタQ2
のベース電流を引き抜いてそのスイッチング特性を改善
するトランジスタQ4が設けられている。
Further, one secondary winding of the transformer CT is provided with a transistor Q3 that draws out the base current of the transistor Q1 to improve its switching characteristics.
The other secondary winding also includes transistor Q2.
A transistor Q4 is provided to draw out the base current of the transistor Q4 to improve its switching characteristics.

そして、トランジスタQ4を駆動するために、ダイオー
ドD 、抵抗R14、コンデンサC12の直列回路が二
次巻線の両端に接続され、さらに、ダイオードD 、抵
抗R14の相互接合点と二次巻線の一端との間にダイオ
ードD 1ツェナダイオードzD1の直列回路が接続さ
れている。このうち、抵抗R14およびコンデンサC1
2が本発明に言う時定数回路を形成している。また、コ
ンデンサC12の両端にはダイオードD9と、ツェナダ
イオードZD  、抵抗R15の直列回路とが並列接続
され、このうち、ツェナダイオードzD2と抵抗R15
との相互接合点がトランジスタQ4のベースに接続され
ている。
In order to drive the transistor Q4, a series circuit of a diode D, a resistor R14, and a capacitor C12 is connected to both ends of the secondary winding. A series circuit of a diode D1 and a Zener diode zD1 is connected between them. Of these, resistor R14 and capacitor C1
2 forms the time constant circuit referred to in the present invention. Furthermore, a series circuit of a diode D9, a Zener diode ZD, and a resistor R15 is connected in parallel to both ends of the capacitor C12.
is connected to the base of transistor Q4.

一方、トランジスタQ3を駆動する回路もこれと全く同
様に構成されているのでその説明を省略する。
On the other hand, since the circuit for driving transistor Q3 is configured in exactly the same manner as this, the explanation thereof will be omitted.

また、トランジスタQ3を駆動する時定数回路の抵抗に
はホトカプラPC1の受光側が並列接続され、同様に、
トランジスタQ4を駆動する時定数回路の抵抗にはホト
カプラPC2の受光側が並列接続され、ざらに、これら
のホトカプラPC1゜PC2の発光側は可変抵抗器VR
と直列に直流電源Eに接続されている。
Further, the light receiving side of the photocoupler PC1 is connected in parallel to the resistor of the time constant circuit that drives the transistor Q3, and similarly,
The light-receiving side of photocoupler PC2 is connected in parallel to the resistor of the time constant circuit that drives transistor Q4, and the light-emitting side of these photocouplers PC1 and PC2 is connected in parallel to variable resistor VR.
It is connected in series with the DC power supply E.

また、トランジスタQ4を始動させるために上記トラン
ジスタQ、Q2の中間部が、抵抗R1゜。
Further, in order to start the transistor Q4, a resistor R1° is provided between the transistors Q and Q2.

R13およびコンデンサC1lを介してトランジスタQ
 のエミッタに接続されると共に、抵抗R1□。
Transistor Q via R13 and capacitor C1l
and a resistor R1□.

R13の相互接合点がトランジスタQ4のコレクタに接
続されている。さらにまた、トランジスタQ に抵抗R
17が並列接続とされている。
The mutual junction of R13 is connected to the collector of transistor Q4. Furthermore, a resistor R is connected to the transistor Q.
17 are connected in parallel.

上記の如く構成された本実施例の作用を以下に説明する
The operation of this embodiment configured as described above will be explained below.

先ず、異常電圧抑制用のインダクタL2、コンデンサC
5を介して供給される交流電゛圧が整流回路RFCで整
流され、コンデンサC,C7で平滑さ−れる。この直流
電圧はトランジスタQ1゜Q2の直列回路の両端に印加
される一方、コンデンサC11を充電する。そして、コ
ンデンサC11の両端電圧がトリガダイオードTDによ
って定まる一定電圧を超えると、゛この電圧が、トラン
ジスタQ4に並列接続された抵抗の両端に加わり、トラ
ンジスタQ をオンさせる。トランジスタQ2がオンし
たとき、トランスCTの回路に電流が流れ、その二次誘
起電圧により時定数回路を形成するコンデンサC1□を
充電する。
First, inductor L2 and capacitor C for suppressing abnormal voltage
The AC voltage supplied through 5 is rectified by a rectifier circuit RFC, and smoothed by capacitors C and C7. This DC voltage is applied across the series circuit of transistors Q1 and Q2, while charging the capacitor C11. When the voltage across the capacitor C11 exceeds a certain voltage determined by the trigger diode TD, this voltage is applied across the resistor connected in parallel to the transistor Q4, turning on the transistor Q. When the transistor Q2 is turned on, a current flows through the circuit of the transformer CT, and the secondary induced voltage charges the capacitor C1□ forming a time constant circuit.

次に、コンデンサC1□の両DQ 72圧が略ツェナダ
イオードZD2のツェナー電圧を超えるとトランジスタ
Q がオン動作して抵抗R17の両端を短絡する。した
がってトランジスタQ2がオフになると共に、二次巻線
には逆向きの電圧が誘起され、今後はトランジスタQ1
がオンになる。以下、これらの動作を順次繰返してトラ
ンジスタQ1゜Q2は交互にオン、オフ動作して放電灯
LA1゜LA2に交流電力を供給する。
Next, when the voltage across DQ 72 of the capacitor C1□ exceeds approximately the Zener voltage of the Zener diode ZD2, the transistor Q is turned on to short-circuit both ends of the resistor R17. Therefore, as transistor Q2 turns off, an opposite voltage is induced in the secondary winding, and from now on transistor Q1
is turned on. Thereafter, these operations are repeated in sequence, and the transistors Q1 and Q2 are alternately turned on and off to supply alternating current power to the discharge lamps LA1 and LA2.

ここで、可変抵抗VRを調整すると、ホトカブ2うPC
、PC2の発光状態が変化し、その受光側の抵抗値も変
化する。このことは時定数回路の時定数を変化させるこ
とに他ならず、この結果、トランジスタQ  、Q  
のオン、オフ周波数が変えられると共に、放電灯LA、
LA2の調光が行なわれる。
Here, if you adjust the variable resistor VR, the Hotokabu 2 PC
, the light emitting state of PC2 changes, and the resistance value on the light receiving side also changes. This is nothing but changing the time constant of the time constant circuit, and as a result, transistors Q and Q
The on/off frequency of the discharge lamp LA,
Light control of LA2 is performed.

この方法によれば、放電灯LA、LA2に供給する周波
数を45(KHz)から59 (KHz)まで連続的に
可変し得、これによって全光時から5%までの連続調光
が行なわれる。
According to this method, the frequency supplied to the discharge lamps LA and LA2 can be continuously varied from 45 (KHz) to 59 (KHz), thereby achieving continuous dimming from full light to 5%.

なお、上記実施例では、時定数回路として抵抗およびコ
ンデンサを直列接続した、いわゆる、積分回路を用い、
このうち、抵抗にホトカプラの受光素子を並列接続した
ものについて説明したが、抵抗の代わりに可変抵抗を用
いたり、あるいは、コンデンサの代わりに可変コンデン
サを用いるならば、ホトカプラを除去することもでき、
要は周波数を決定する時定数回路と、この時定数回路の
時定数を可変する時定数可変手段とを備えるならば、上
述したと同様な作用を行なわせることができる。 なお
また、上記実施例では放電灯を点灯させるものについて
説明したが、本発明はこれ以外の直交変換器にも適用し
得るものである。
In addition, in the above embodiment, a so-called integrating circuit in which a resistor and a capacitor are connected in series is used as a time constant circuit.
Among these, we have explained a case where a photocoupler photodetector is connected in parallel to a resistor, but if a variable resistor is used instead of a resistor, or a variable capacitor is used instead of a capacitor, the photocoupler can be removed.
In short, if a time constant circuit that determines the frequency and a time constant variable means that varies the time constant of this time constant circuit are provided, the same effect as described above can be achieved. Furthermore, although the above embodiment has been described with respect to a device for lighting a discharge lamp, the present invention can also be applied to other orthogonal converters.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明によって明らかな如く、本発明によれば、負
荷に交流を供給するトランジスタのスイツヂング動作に
愚作用を及ばずことなく、しかも騒音を発生することの
ない簡易構成の電力変換装置が得られる。
As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to obtain a power conversion device with a simple configuration that does not adversely affect the switching operation of a transistor that supplies alternating current to a load, and does not generate noise. .

【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構成を示す回路図、第2図
は従来の電力変換装置の構成を示す回路図である。 REC・・・整流回路、01〜Q4−・・トランジスタ
、R14・・・時定数回路を構成する抵抗、C12・・
・時定数回路を構成するコンデンサ、PC,PC2・・
・ボトカプラ、VR・・・可変抵抗器、CT・・・計器
用トランス、LA  、LA2−・・放電灯。 出願人代理人  猪  設    清 手続補正書 昭和60年5月2日
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional power conversion device. REC... Rectifier circuit, 01-Q4-... Transistor, R14... Resistor that constitutes the time constant circuit, C12...
・Capacitors, PC, PC2 that make up the time constant circuit...
・Bot coupler, VR...variable resistor, CT...instrument transformer, LA, LA2-...discharge lamp. Applicant's agent Setsu Ino Sei procedure amendment letter May 2, 1985

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、オン、オフ動作により負荷に交流を供給する第1の
トランジスタと、負荷に直列接続され、二次誘起電圧を
前記第1のトランジスタの制御端子に加えるトランスと
、前記第1のトランジスタのベース電流を引き抜くため
の第2のトランジスタと、前記二次誘起電圧を充放電さ
せることにより前記第2のトランジスタのオン、オフタ
イミングを決めると共に、前記第1のトランジスタのオ
ン、オフ周波数を決定する時定数回路と、この時定数回
路の時定数を可変する時定数可変手段とを具備したこと
を特徴とする電力変換装置。 2、前記時定数回路は、前記トランスの二次誘起電圧を
両端に印加する抵抗およびコンデンサの直列回路でなり
、前記時定数可変手段は、受光側が前記抵抗に並列接続
され、発光側が可変抵抗を介して電源に接続されるホト
カプラでなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の電力変換装置。
[Claims] 1. A first transistor that supplies alternating current to a load through on/off operations; a transformer that is connected in series with the load and applies a secondary induced voltage to a control terminal of the first transistor; a second transistor for drawing out the base current of the first transistor; and a second transistor that determines the on/off timing of the second transistor by charging and discharging the secondary induced voltage; A power conversion device comprising: a time constant circuit that determines an off frequency; and a time constant variable means that varies the time constant of the time constant circuit. 2. The time constant circuit is a series circuit of a resistor and a capacitor that applies the secondary induced voltage of the transformer to both ends, and the time constant variable means has a light receiving side connected in parallel to the resistor, and a light emitting side connected to the variable resistor. 2. The power conversion device according to claim 1, comprising a photocoupler connected to a power source via a photocoupler.
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