JPS6158480A - トランジスタインバ−タの駆動回路 - Google Patents

トランジスタインバ−タの駆動回路

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JPS6158480A
JPS6158480A JP59181298A JP18129884A JPS6158480A JP S6158480 A JPS6158480 A JP S6158480A JP 59181298 A JP59181298 A JP 59181298A JP 18129884 A JP18129884 A JP 18129884A JP S6158480 A JPS6158480 A JP S6158480A
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transistors
voltage
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    • 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
    • H02M7/5387Conversion 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 bridge configuration

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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】 く技術分野〉 本発明はトランジスタインバータの駆動回路に関するも
のである。
一般にトランジスタインバータは直流電源のプラス・マ
イナス間に直列に接続された2個のトランジスタを交互
にオン状態としくこれを電流と呼ぶ)、2個のトランジ
スタの接続点を出力端子として、そこに直流電源電圧を
振幅とする方形波を得ることを基本としており、これを
単位インバータと呼んでいる。単位インバータを多数用
い、それぞれの出力方形波の位相を適当に設定し、トラ
ンスで種々に結合するなどして、多相交流や正弦波に近
A電圧波形を得るなど応用されている。
単位インバータを構成する2個のトランジスタは、転流
の時、一方がオンからオフに変わると同時に他方のトラ
ンジスタがオフからオンに変化するのが望ましい。トラ
ンジスタの一般的な特性として、ベース電流を方形波状
に流した場合、オフからオンは速かに行なわれをか、オ
フからオンへの変化はキャリア蓄積効果のため非常に遅
く、10倍以上に達することもある。したがって、2個
のトランジスタに一方をオン、他方をオフとするような
ベース電流を同時に与えると、−瞬両トランジスタが共
にオンの状態が生じ電源を短絡した状態となるのでトラ
ンジスタには過大な電流が流れ、トランジスタ発熱の原
因となる。これを短絡モードと呼んでいる。
従来、インバータを構成するトランジスタのベース駆動
は、それぞれのトランジスタに1個のパルストランスを
使用する。その場合はそれぞれの単位インバータが短絡
モードを作らないように、転流時に両トランジスタ共に
駆動しない期間、すなわち遊び時間を設ける必要がある
単位インバータにおける2個のパルストランスを結合し
て1個とし、トランジスタのベースエミッタ間に接続す
るトランスの2次巻線を2個のトランジスタで逆極性て
すると、等何曲に2個のヘランジスタのベース・エミッ
タを逆並列接続したことになる。トランスの1次巻線を
定電流駆動すると、転流時に、一方のトランジスタかオ
フとなるまで他方のトランジスタは駆動されないので、
短絡モードを作らない。しかし、トランスの巻線には正
負対称形の電圧が加わるので、トランスの励磁電流を大
きくしな贋ためには、単位インバータのデユーティ比を
1対1から変更できないので実用的でない。
第4図には従来一般のトランジスタインバータとして用
いられている単位インバータと1個のパルストランスに
よるベース駆動回路を示す。ここで単位インバータは交
互にオンとなる一対のトランジスタTR1とT R2で
構成され、その接続点Aが出力端子である。負荷RLは
出力端子Aと電源El、E2の中点Bに接続しであるが
、単位インバータを多数持つ場合は出力端子間に接続さ
れるので、電源の中点は必要でない。トランジスタTR
3とTR,は入力信号e。によって交互にオンとなり、
電源+Vccから抵抗R1を通じて流れる電流を、極性
を変えてトランスTの1次巻線に供給する。第5図は第
4図の回路の各部電圧電流波形を、第6図(at(b)
はトランジスタTR2からTR1への転流動作説明用回
路図である。
まず時刻tll以前はトランジスタTR2がオンの定常
状態で、このとき1次電流はilzであってトランジス
タTR4を流れている。2次電流はi2□でトランジス
タTR2のベースを駆動している。負荷電流はトランジ
スタTR2を流れている。
時刻tllで入力信号eoか正になるとトランジスタT
R4はオフ、トランジスタTR3がオンとなり1次電流
は直ちにilt となり極性が反転する。
この場合の動作回路は第6図(alとなる。トランスT
の2の電流12□も直ちに極性か反転するが、トランジ
スタTR2のベース・エミッタ間電圧はキャリア蓄積効
果のため、時刻tll以前の電圧+Enを保ち、トラン
ジスタTR,は負荷電流−i(を流しつづける。トラン
スTの各巻線には−anが現われるのでトランジスタT
 Rlのベース電位は逆であり、電流は流れず駆動され
ない。トランジスタTR1t/′iオフのままである。
この状態はトランジスタTR2のベースから蓄積キャリ
アによってきまる所定の電荷が引き出される時刻t12
まで続く。トランジスタTR2のベースから所定電荷が
引き出されるとトランジスタTR2のベース−エミッタ
は逆回復すると同時にコレクタ電流も遮断される。時刻
ttz以後はトランスTの1次電流iz に対して、2
次電流t/1i21 となってトランジスタTR,のベ
ースに流れる。トランジスタTRIはオンとなってコレ
クタ電流++(を流し、またベースeエミッタ間電圧十
EBがトランスTの巻線電圧となる。ダイオードD1□
は時刻tll〜t12の間にトランジスタTR4のコレ
クタに逆電圧が加わるのを防いでいる。このように第4
図の接続において、トランジスタTR1。
TR2の転流は順序よく行なわれ短絡モードも生じない
が、第5図のようにトランスTの巻線電圧としては常に
十EBまたは−EBが加わることになる。周知のように
トランス巻線の電圧時間積分はトランスの磁束変化量に
等しいので、巻線電圧波形の正、負半サイクルの面積が
等しくなければ磁束は著しく増加して、ついにはトラン
スが飽和する。トランスが飽和するとその励磁電流が著
しく増加し、短絡に近い状態となって所定の圧力が得ら
れなくなる。したがって+EBと−EIIが等しければ
トランジスタTR1とTR2のデューティ比はl対lの
みで動作可能で、それ以外の値に変えることはできない
く目 的〉 本発明は上記従来回路の欠点を除去することを目的とし
たものであり、それぞれのトランスでベースを駆動する
単位インバータにおいて、短絡モードを作らず且つデユ
ーティ比を変更できるトランス駆動回路を提供するもの
である。
〈実施例〉 以下図面に示す本発明の実施例に従って説明する。
第1図に本発明によるトランジスタインバータの駆動回
路の一実施例の回路図を示し、ここで第4図に示す従来
回路と同一回路素子には同一符号を付している。
ここでは特に2つのトランジスタTR,とTR2の駆動
用にそれぞれパルストランスT1とT2とを使用し、こ
れら各トランスTよ 、T2にそれぞれ3次巻線を設け
、両3次巻線をダイオードD2を介して片方の極性での
み結合させたものである。
キャリア蓄積時間で、相手側のトランジスタの駆動を阻
止すべき極性ではトランスT、、T2がダイオードD2
を通じて結合し、トランスTI+T2がオン期間中に偏
った磁束をリセットする極性ではダイオードD2が逆電
圧となって両トランスは結合しない。
第2図は第1図の実施例の各部の電圧電流波形を示し、
第3図(aJ(bli”t )ランジスタTR2からT
R1への転流時における動作説明開回路図を示している
。時刻tll以前はトランジスタTR2がオンの定常状
態にあり、トランジスタTR,はトランジスタTR4,
トランスT2を通じてベースを駆動されている。入力信
号e0の極性が変った時点tll以後トランジスタTR
,はオフ、トランジスタTR3がオンとなり、電源+V
ccから抵抗R,を通じて流れていた電流はダイオード
D1□トランジスタTR3を流れるようになり、トラン
スTlの1次電流11□ となる。トランスT、の巻線
は正の電圧になろうとするが、次の理由で正にならない
。すなわち、トランジスタTR2のベースにはキャリア
が蓄積されているので正の電圧En、□となったままで
あり、トランスT2の2次巻線、3次巻線も同じ電圧で
ある。トランスT1の巻線が正になろうとするとダイオ
ードD2が順電圧となり、結局電流illはi31 と
なり、電流i31はi3□となってトランスT2を流れ
、12、となってトランジスタTR,のベース・エミッ
タを逆方向に流れ(逆電流)、トランジスタTR2のベ
ースに蓄積された電荷を放電するように流れる。第3図
(atの動作回路図となる。トランスT2の巻線電圧V
2とダイオードD2の電圧降下はほとんど同じであるか
ら、トランスT1の巻線電圧はほぼ0■より上昇するこ
とはなく、トランジスタTR,のベースは駆動されない
。時刻t1□〜t、2の間はトランジスタTR2のキャ
リア蓄積時間を表わす。この間はトランジスタTR2は
オンの状態のままである。時刻t12においてキヤ’J
 r蓄積時間が終るとコレクタ電流=:1(が遮断され
ると共にトランジスタTR2のベース・エミッタ間は逆
回復し、逆電流が流れなくなる。トランスTIの巻線電
圧は上昇し、電流111は121としてトランジスタT
R1のベースを駆動し、トランジスタTR1はオンとな
ってコレクタ電流子i。を流す。トランスTlの巻線電
圧℃八はトランジスタTR,のベース電圧EI311 
になる。トランスT2は励磁電流によって電流i2zを
流しつづけようとしトランスT2の巻線電圧は大きな負
電圧となる。ただし励磁電流はirl よりはずっと小
さい。トランスT2の励磁電流はダイオードD2に対し
ては逆方向であるから流れることができず一番耐圧の低
いトランジスタTR2のベース台エミッタ逆降服電流と
して流れる。この場合動作回路図は第3図(b)に示す
通りとなる。ベース・エミッタ逆降服電圧EB2□は順
電圧EB12に比べて10倍以上大きいので、トランス
T2の巻線には大きな逆電圧が加わり、速かに励磁電流
は減少する。同時にトランスT2の磁束の偏りもIJ上
セツトれる。時刻t13の後はトランジスタT Rlが
オン、トランジスタTR,がオフの定常状態となる。
時刻tzxJa後はトランジスタTR,からトランジス
タTR2への転流が行なわれ、まったく同様な動作とな
るので詳細な説明は省略する。トランスの励磁電流につ
いて述べると、トランスT1に関しては時刻t12〜t
2□の間に正の巻線電圧が加って、その電圧時間積分に
比例する値に達し1時[刻t22以後逆電圧によって等
しい電圧時間積分て達したとき消滅する。トランジスタ
TR1がオンの時間、すなわち時刻t12〜t22が長
いとリセット時間t2□〜t23も長くなる。リセット
期間は次のトランジスタTR3がオンとなる時点まで、
すなわち時刻t23がt31に達するまで可能である。
したがってトランジスタTR,とトランジスタTR,の
デユーティ比fi1:10乃至10:1程度まで変化で
きる。ダイオードD2をトランジスタのベース・エミッ
タ降服電圧より低イ電圧の定電圧ダイオードとし、トラ
ンスのリセット電流を相手側トランジスタのベース電流
に加算させることもできる。
く効 果〉 以上のように本発明によれば、単位インバータ駆動用の
2個のパルストランスをダイオードを介して3次巻線で
結合することによって、トランスの磁束リセット動作を
損なうことなく短絡モードの発生を防止することができ
、デユーティ比可変駆動を効果的に行なうことができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のトランジスタインバータの駆動回路の
一実施例の回路図、第2図は同実施例の各部電圧電流波
形図、第3図(a)(blは同実施例の転流動作説明用
回路図、第4図は従来のトランジスタインバータ駆動回
路の回路図、第5図は同従来回路の各部電圧電流波形図
、第6図[a)(blは同従来回路の転流動作説明用回
路図である。 TR1、TR2・・・トランジスタ T1 IT2・・・パルストランス D、・・・ダイオード 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)+Vcc 梢             (a) 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、直流電源より交互にオンとなる2個のトランジスタ
    によって負荷に交互の極性の電流を供給するトランジス
    タインバータにおいて、2次巻線をそれぞれのトランジ
    スタのベース・エミッタ間に接続した2個のパルストラ
    ンスにそれぞれ3次巻線を設け、両トランスの3次巻線
    をダイオードを介して結合し、上記一方のパルストラン
    スに1次電流が与えられたとき、上記3次巻線、ダイオ
    ードを通じて他方のパルストランスの2次巻線からトラ
    ンジスタのベース逆電流を供給できるようにしたトラン
    ジスタインバータの駆動回路。
JP59181298A 1984-08-28 1984-08-28 トランジスタインバ−タの駆動回路 Expired - Fee Related JPH0642785B2 (ja)

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Cited By (2)

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