JPS61240863A - インバ−タ装置 - Google Patents

インバ−タ装置

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Publication number
JPS61240863A
JPS61240863A JP60083361A JP8336185A JPS61240863A JP S61240863 A JPS61240863 A JP S61240863A JP 60083361 A JP60083361 A JP 60083361A JP 8336185 A JP8336185 A JP 8336185A JP S61240863 A JPS61240863 A JP S61240863A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
current
parallel
capacitor
series
Prior art date
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Pending
Application number
JP60083361A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahito Onishi
雅人 大西
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.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP60083361A priority Critical patent/JPS61240863A/ja
Publication of JPS61240863A publication Critical patent/JPS61240863A/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)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (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】 C技術分野〕 この発明は、発振トランスと共振コンデンサの並列回路
と半導体スイッチ素子とを直列に接続し、半導体スイッ
チ素子をオン/オフ駆動して発振トランスの出力で負荷
を駆動するインバータ装置に関するものである。
〔背景技術〕
第7図は、従来例の1石式の電圧共振型インバータ装置
の構成を示す回路図である。直流型′tAEに発振トラ
ンスTの1次巻線N1と共振コンデンサCの並列回路と
半導体スイッチ素子であるトランジスタQとが直列に接
続されている。トランジスタQには、ダンパ用ダイオー
ドDが直流電源已に対して逆方向に接続されている。こ
の従来例では、負荷として発振トランスTの2次巻線N
2に放電灯FLとチタークコイルLが接続されている。
トランジスタQがオン/オフ駆動されることによって、
放電灯FLが高周波点灯される。
第8図は、この従来例の動作を説明するための波形図で
ある。第8図fatはトランジスタQのベースに印加さ
れる電圧V、を示し、第8図色)はトランジスタQのコ
レクタ電流■1およびダイオードDに流れる電流IDを
示し、第8FIIJfC1はトランジスタQとコンデン
サCの接続点aにおける電圧v2を示し、第8図+d+
は接続点aからコンデンサCに流れる電流Tcを示す。
時刻1(、で電圧V1がハイレベルとなり、トランジス
タQがオンになると、発振トランスTの1次巻線N1に
電源電圧が印加され、トランジスタQのコレクタ電流■
1が直線的に増加する0時刻1、では電圧V!がローレ
ベルとなりトランジスタ9がオフになるが、発振トラン
スTの1次巻線N1に電流が流れ続けるため、コン≠ン
サCが充電され電流1cが流れる0時刻t2でコンデン
サCの充電が終了し、電圧v2が最大となると、ここか
らは第8117d)に示すように先程とは逆方向に電流
1cが流れる0時刻t3になると電圧v2が負になろう
とするため、ダンパ用ダイオードDがオンじ、第8図色
)に示すように電流10が流れる。
時刻t4で再びトランジスタQがオンとなり、同様の動
作が繰り返され、放電灯FLに高波電力が供給される。
この従来例で負荷に供給する電力を減少す茗ためには、
トランジスタQのベースに印加する駆動パルスのデユー
ティ比を小さくすることが考えられる。つまり第9図T
alに示すように1周期におけるオン期間を短くする。
デユーティ比を小さくすると、第9図(C1に示すよう
に、トランジスタQのオフ期間である時刻taにおいて
、発振トランスTの1次巻!*N+と共振コンデンサC
による共振で電圧v2が上昇し始める6時刻t4におい
て、電圧v2が上昇した状態でトランジスタQがオンと
なると、第9図fd)に示すようにコンデンサCを電源
電圧まで急速に充電しようとする電流1cが流れる。そ
うすると第9図中)に示すようにトランジスタQに突入
電流iが流れ込む。
このように、負荷に供給する電力を調整するためにトラ
ンジスタQのベースに印加する駆動パルスのデユーティ
比を変化させるとトランジスタQへの突入電流が発生し
、トランジスタQの破壊などを招いたり、出力効率が低
下したりする。そこで従来では、デユーティ比の変化に
共なってトランジスタQの駆動周波数を変化し、突入電
流が発生しないように対処している。しかし、その駆動
周波数が変化すると、他の装置に悪影響を与えることに
なる。たとえば、ラジオ受信機の受信妨害を引き起した
り、赤外線による遠隔操作に妨害を招く原因となる。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、上述の問題を解決し、突入電流によ
る半導体トランジスタの破壊および出力効率の低下のな
いインバータ装置を提供することである。
〔発明の開示〕
この発明のインバータ装置は、直流電源に発振トランス
と共振コンデンサの並列回路と半導体スイッチ素子とを
直列に接続し、前記半導体スイッチ素子をオン/オフ駆
動して前記発振トランスの出力と負荷を駆動するインバ
ータ装置において、インピーダンス素子と前記直流電源
に対し逆方向接続されたダイオードの直列回路と、この
直列回路に並列に接続されたインダクタンス素子とで構
成し、前記コンデンサと半導体スイッチ素子とに直列に
接続され、前記半導体スイッチ素子への突入電流を限流
する突入電流限流手段を備えたことを特徴とするもので
ある。
この発明の構成によれば、つぎの作用がある。
半導体トランジスタをオン/オフ駆動するための駆動パ
ルスのデユーティ比を変化し、半導体スイッチ素子への
突入電流が発生すると、その電流が前記インダクタンス
素子と前記インピーダンス素子とダイオードの閉回路に
流れ、前記インダクタンス素子限流されるとともに前記
インピーダンス素子でそのエネルギが消費される。した
がって半導体スイッチ素子への突入電流が減少し、半導
体スイッチ素子が破壊されることがなくなるとともに、
出力効率の低下を少な(することができる。
また負荷が放電灯である場合、前記インピーダンス素子
をトランスにすることによって、そのフィラントに予熱
電力を供給することができる。さらに突入電流限流手段
に関連してサージ吸収用コンデンサを備えた場合、半導
体スイッチ素子に生じるサージ電圧が吸引されるので、
それに起因する出力効率の低下を防ぐことができる。
実施例 第1図は、この発明の一実施例の構成を示す回路図であ
る。この実施は、従来例と同様の電圧共振型インバータ
装置であって、直流型REに発振トランスT1の1次巻
線N1と共振コンデンサC1の並列回路と半導体スイッ
チ素子であるトランジスタQ、とが直列に接続されてい
る。この実施例では、この発明の特徴である突入電流限
魔手@tAが共振コンデンサC1とトランジスタQ1と
の間に接続されている。突入電流限流手段Aは、インピ
ーダンス素子であるトランスT2.T3と直流電源已に
対して逆方向に接続されたダイオードD1の直列回路と
、この直列回路に並列に接続されたインダクタンス素子
であるチョークコイルL1から成る。ダンパ用ダイオー
ドD2は、突入電流限流手段AとトランジスタQ1の直
列回路と並列に接続されている。トランジスタQ1は、
直流電源已に抵抗Rを介して接続された駆動回路Bから
ベースに与えられる駆動パルスによってオン/オフ駆動
される。トランジスタQ1がオン/オフ駆動されること
によって発振トランスT1の2次巻線N2に高周波電力
が発生し、その出力が負荷である放電灯FLとチョーク
コイルL2に与えられる。
この実施例では、上述した突入電流限流手段Aに含まれ
るトランスT2.T3の出力が放電灯FLのフィラメン
トF1.F2に与えられるように構成されている。
次に第2図の波形図を参照してこの実施例の動作を詳細
に清明する。第2図(II)は駆動回路Bから出力され
る駆動パルスに電圧■1を示し、第2図(blはトラン
ジスタQ1のコレクタ電流1.およびダンパ用ダイオー
ドD1に流れる電fR,I oを示し、第2図(C1は
トランジスタQ1のコレクタ・エミッタ間の電圧■2を
示し、第2図+dlはコンデンサC1と突入電流限流手
段Aとの接続点すからコンデンサC,に流れる電流1c
を示す、さらに第2図(elは突入電流限流手段Aのチ
ョークコイルL1に流れる電流I2を示し、第2図ff
)は突入電流限流手段AのトランスT2.T3の出力電
流I3を示す。
第2図の時刻toでトランジスタQ、がオンになると、
発振トランスT1の1次S線Nl、チョークコイルL2
、トランジスタQ1の経路で電流が流れ、トランジスタ
Q1のコレクタ電流■1が直接的に増加していく。時刻
t1でトランジスタQ、がオフになるが、1次巻線N、
で電流が流れ続けようとするため、共振コンデンサC,
へ電流Icが流れ、共振コンデンサC,が充電される。
またチョークコイルL1でも同様に電流I2が流れ続け
ようとするため、トランス’r2.”r3に電流が流れ
、その出力として放電灯PLのフィラメン)Fl、F2
に電流■3が供給される0時刻t3では、電圧v2が負
になろうとするのでダンパ用ダイオードD2がオンし、
電流toが流れる9時刻t4になると、再びトランジス
タQ、がオンとなり、同様の動作が繰り返され、放電灯
FLが高周波点灯される。
次に従来例と同様に負荷に供給する電力を低下した場合
の動作について、第3図を参照して説明する。この場合
第3図(j)に示すようにトランジスタQ、に印加され
る駆動パルスのデユーティ比が第2図の場合により小さ
くなっている0時刻1゜においてトランジスタQlがオ
フなり、電圧v2が上昇し、共振コンデンサC1が充電
され、その充電によって時刻t2で電圧■2が最高とな
り、そのl&d少しで時刻t3で零となる。そして時刻
taになると1次巻線N、と共振コンデンサC1の共振
作用によって再び電圧v2が上昇し始める。
電圧V2が上昇している状態で時刻t4においてトラン
ジスタQ1がオンとなると、共振コンデンサC1の電圧
が接続点す側を基準にして電源電圧より低くなるため、
共振コンデンサCは急速に充電されようとする。そのた
めチョークコイルL1に流れる電流が急速に増加する。
しかし、このチョークコイルの限流作用によってトラン
ジスタQ1に流れるコレクタ電流■1は、限流され急激
に増加しなくなる。またチョークコイルL1の流れる電
流■2がトランスT2.T3に供給され、電流I3が出
力されるので、トランジスタQ1への突入電流は従来例
の場合より減少される0時刻t5では共振コンデンサC
1の両端電圧が安定し、電流Icは零となる。以後同様
の動作が繰り返される。
このようにして、この実施例では、トランジスタQの駆
動周波数を一定とし、そのデユーティ比を小さくして、
放電灯FLに供給する電力を低下しても、トランジスタ
Qには、破壊する程の突入電流が流れ込むことがない、
またこの突入電流を利用して放電灯FLのフィラメント
Fl、F2に電流■3が供給されるため、出力効率の低
下を防ぐことができる。
上述の実施例では、突入電流限流手段Aが共振コンデン
サC,とトランジスタとの間に接続されていたが、この
発明では第4図に示すように直流電源E1共振コンデン
サC,およびトランジスタQ1の閉回路内における接続
位置I〜■のいずれであってもよい。
第5図(alは、トランジスタQ、がオフになって、チ
ョークコイルL1からトランスT2.T3に電流が流れ
込むときにトランジスタQ、のコレクタ・エミッタ間電
圧が激しく変動することを示している。このサージによ
て出力効率が低下するので、この発明では他の実施例と
して第6図に示すようにサージ吸収用コンデンサC2を
備える。このサージ吸収用コンデンサC2はチョークコ
イルL1と並列に接続するか、トランスT2.T3に並
列に接続するか、またトランジスタQ、に並列に接続す
ればよい、このサージ吸収用コンデンサC2を備えるこ
とによって第5図中)に示すようにサージが吸収され電
圧v2はなめらかに上昇するようになる。
上述の実施例ではこの発明を一方式の電圧共振型インバ
ータ装置に適用する場合について述べたが、2石式やフ
ルブリッジ構成でも、発振トランスと共振コンデンサの
並列回路を有するものであれば、この発明を通用するこ
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、つぎの効果かある
。半導体スイッチ素子への突入電流が発生すると、その
電流が突入電流限流手段に流れ、チョークコイルで限流
されるとともにインピーダンス素子そのエネルギが消費
される。したがってその突入電流によって半導体スイッ
チ素子が破壊されなくなるとともに出力効率の低下が防
止される。
【図面の簡単な説明】
第1FgJはこの発明の一実施例の構成を示す回路図、
第2図および第3図はその動作を説明するための波形図
、第4図はこの発明の他の実施例として突入電流限流手
段の接続位置を示す図、第5図はトランジスタのコレク
タ・エミッタ間の電圧に生じるサージを示す図、第6図
はこの発明の他の実施例としてサージ吸収用コンデンサ
を備えた回路図、第7図は従来例の構成を示す回路図、
第8図および第9図は従来例の動作を説明するための波
形図である。 A・・・突入電流限流手段、C1・・・共振コンデンサ
、C2・・・サージ吸収用コンデンサ、Dl・・・ダイ
オード、E・・・直流電源、FL・・・放電灯、Ll・
・・チョークコイル(インダクタンス素子)、Ql・・
・トランジスタ、Tl・・・発振トランス、T2.T3
・・・トランス(インピーダンス素子) O へ     CJ      fN     の>  
 5    >     −m    −へ  へ  
  へ   へ   ^  ^弓  p      (
1)     フ    Φ   −″  ′7   
9    ν   ν第5図 第8図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直流電源に発振トランスと共振コンデンサの並列
    回路と半導体スイッチ素子とを直列に接続し、前記半導
    体スイッチ素子をオン/オフ駆動して前記発振トランス
    の出力で負荷を駆動するインバータ装置において、イン
    ピーダンス素子と前記直流電源に対して逆方向接続され
    たダイオードの直列回路と、この直列回路に並列に接続
    されたインダクタンス素子とで構成し、前記共振コンデ
    ンサと半導体スイッチ素子とに直列に接続され、前記半
    導体スイッチ素子への突入電流を限流する突入電流限流
    手段を備えたことを特徴とするインバータ装置。
  2. (2)前記負荷がフィラメント付放電灯であって、前記
    インピーダンス素子をトランスとし、このトランスの出
    力で前記フィラントを予熱することを特徴とする特許請
    求の範囲第(1)項記載のインバータ装置。
  3. (3)前記インダクタンス素子と並列にサージ吸収用コ
    ンデンサを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第(
    1)項または第(2)項記載のインバータ装置。
  4. (4)前記サージ吸収用コンデンサを前記半導体スイッ
    チに並列に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項または第(2)項記載のインバータ装置。
JP60083361A 1985-04-17 1985-04-17 インバ−タ装置 Pending JPS61240863A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02184273A (ja) * 1989-01-10 1990-07-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波加熱装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02184273A (ja) * 1989-01-10 1990-07-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波加熱装置

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