JPS6216078A - 電圧共振型のｄｃ−ａｃコンバ−タ - Google Patents

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〕 本発明は出力電圧を可変可能な正弦波出力の電圧共振型
のＤＣ−ＡＣコンバータに関する。

〔発明の技術的背景〕

第７図は従来のＤＣ−ＡＣコンバータの一例を示すブロ
ックダイヤグラムで電源端子１，２間に電圧Ｖｄｃの直
流電源３を接続する。そして一方の電源端子１をチラー
クコイル４を介してトランス５の１次巻線の中点タップ
に接続する。

そしてトランス５の１次巻線の両端間に共振コンデンサ
６を接続するとともに一対のスイッチング用のトランジ
スタ７．８のコレクターエミッタを介して他方の電源端
子２へ共通に接続する。ソシてトランジスタ７．８０ペ
ースへノ臂ルス発生器９からパルス信号を与え交互にオ
ン動作させる。たとえばトランジスタ１がオン、トラン
ジスタ８がオフの期間ではトランス５の中点タップとト
ランジスタ８のコレクタ側との間の巻線に電圧ＨＸＶｄ
Ｃが印加される。このときトランジスタ８のコレクタ電
圧（Ｋ８図（ｂ））はπｘｖｄｃとなる。次にトランジ
スタ８がオン、トランジスタ７がオフすると、トランジ
スタ１のコレクタ電圧（第８図（ａ））はπＸ　Ｖｄｃ
が印加される。ここでトランス５の１次巻線には並列に
共振コンデンサ６を接続しているので、この１次巻線の
インダクタンスと共振コンデンサ６ノキヤ／？　ｉ７９
ンスによって並列共振動作が行なわれようとする。また
！＃３とトランス５の中点タップ間には上記並列共振動
作の共振周波数に対して十分に大きいインピーダンスを
有するチョークコイル４を介挿しているので該チョーク
コイル４の両端には平均値がゼロデルトの交流波形が印
加されることになる。したがって、／４’ルス発生器９
のパルス信号の周波数を上記共振周波数に一致させれば
、トランジスタ７，８のコレクタ電圧波形は交互に交流
波形の半サイクルの波形となる。したがって、トランス
５の２次巻線の出刃電圧■ａＣ（摸８図（ｄ））は正弦
波電圧となる。

ところでこのようなりＣ−ＡＣコンバータで出力電圧を
可変するためには電源３の電圧Ｖｄｃを可変しなければ
ならない。このために構成が複雑になり、しかも効率も
低下する問題がちりた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡単な構
成で効率を低下させることなく交流出力電圧を可変する
ことができる電圧共振型のＤＣ−ＡＣコンバータを提供
することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は１圧共振型のＤ　Ｃ−ＡＣコンバータ
の１次側に介挿されるインダクタンスに２次巻線を設け
、この２次巻線に直列にダイオードを介挿して入力側の
電源へ回生することを特徴とするものでろる。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図に示すブロック図を参照
して詳細に説明する。第１図において電源端子１１．１
２間には直流電源１３を接続する。そして−万の電源端
子１１を２次巻線を有するインダクタンス１４の１次側
を介してトランス１５の１次側の中点タップに接続する
。

そしてトランス１５の１次巻線の両端間に共振コンデン
サ１６を接続するとともに一対のスイッチング用のトラ
ンジスタ１７．ｉｌｌのコレクターエミッタを介して他
方の電源端子１２へ共通に接続する。そしてトランジス
タ１７，１１１のペースへパルス幅制御発振器１９から
一定周波数、可変パルス幅のパルス信号を与えて交互に
オン動作させる。そしてインダクタンス１４の２次巻線
の一端をダイオード２０を順方向に直列に介して一方の
電源端子１１て接続し、他端を他方の電源端子１２に接
続する。なおトランス１５は適当なギヤラグを設けてイ
ンダクタンスを調整し、共振コンデンサ１５との組合せ
による共振周波数をノ４ルス幅制御発振器１９の共振周
波数に一致させるようにしている。

このような構成であれば、ノ臂ルス幅制御発振器１９の
出カッ母ルスによってトランジスタ１７゜１８を交互に
オン動作させることＫよυ第７図に示す従来のＤＣ−Ａ
Ｃコンバータと同様にトランス１５の２次巻線に正弦波
の交流電圧を得ることかできる。

ここでノヤルス幅制御発振器１９の出力パルス幅を制御
し、たとえば第２図ｆａ）　、　（ｃｌに示すような矩
形パルスを、それぞれトランジスタ１７゜１８のペース
へ与えるとする。このようにすればトランジスタ１７，
１８のコレクタ４圧は、それぞれ第２図（ｂ）　、　（
ｄ）に示すように変化する。

すなわち両トランジスタ１７．１８がオフとなる期間は
インダクタンス１４の１次巻線の電流が遮断されるので
、この巻線の両端およびトランジスタ１７．１８のコレ
クタには過大な電圧が誘起されようとする。ところがイ
ンダクタンス１４は、２次巻線を有し、ここにも電圧Ｖ
ｌｄが誘起され、この電圧Ｖｉｄが電源１３の電圧Ｖｄ
ｃを越えるとダイオード２０を介してそのエネルギーは
電源１３へ回生される。したがって、トランジスタ１７
．１８のコレクタ社圧のピーク値は一定値に制限される
ことになる。そして／４’ルス幅制御発振器１９の出力
のノ々ルス幅を可変することによってトランス１５の２
次巻線に得られる正弦波の出力電圧ｖａＣを任意に可変
することができる。

なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく、た
とえば第３図に示すようにトランス２４０１次巻線に並
列に共振コンデンサ２５を接続して、２次巻線から出力
電圧ｖａＣを得るようにしてもよい。この場合はトラン
ジスタ２６゜２１をインダクタンス２８の１次巻課に直
列に接続し、該インダクタンス２８の２次巻線の中点タ
ップを電源端子２２に接続し、両端をそれぞれ回生用の
ダイオード２９．３０を順方向に介して電源端子２１．
２３に接続する。

このようにすればトランジスタ２６，２７のコレクタ電
圧の最大値は入力電圧に対する割合を小さくできるので
、低くすることができる。

なお、第３図の構成で、プリッゾ型のもの、シングル型
のもの等も可能なことは勿論である。

ところで第４図に示すように正弦波発振器３１の出力を
電源３２で駆動される直線増幅器３３で増幅する方法が
あるが低効率である。これに対して、本、１１はパルス
幅可変のノ母ルス発生器３４の出力により電源３５で駆
動されるスイッチング回路３６でスイッチング動作を行
な７て正弦波出力を得るので高効率を得られる。

しかして本願発明の応用としては、たとえば第６図に示
すようにスイッチング回路３６の出力を整流回路３７で
整流して直流可変出力Ｖｖｒを得ることもできる。さら
に直流高圧可変出力を得るには、出力が方形波のコンバ
ータを用いた場合に比して防電体の損失が少なく、整流
ダイオードのりカバリ−ロスも低減でき、効率を向上す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、極めて簡単な構成で正弦
波の出力電圧を任意に可変可能で、しかも高効率を得ら
れる電圧共振型のＤＣ−ＡＣコンバータを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図に示す回路の動作を説明する波形図、第３図は本
発明の他の実施例を示すブロック図、第４図、第５図は
従来のＤＣ−ＡＣコンバータと本発明のＤＣ−ＡＣコン
バータの構成を比較して示す図、第６図は本発明の応用
例を示すブロック図、第７図は従来のＤＣ−ＡＣコンバ
ータの一例を示すブロック図、？ｉ８図は第７図に示す
コンバータの動作を説明する図である。 １１．１２・・・電源端子、１３・・・電源、１４・・
・インダクタンス、１５・・・トランス、１６・・・コ
ンデンサ、１７．１８・・・トランジスタ、１９・・・
ノールス幅制御発振器、２０・・・ダイオード。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第８図 手続補正書 昭和６α９，１４　日 特許庁長官　　宇賀道都　　　殿 １、事件の表示 特願昭６０−１５１６９２号 ２、発明の名称 電圧共振型のＤＣ−ＡＣコン／ぐ一タ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 菊水電子工業株式会社 ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 直流電源と、 この直流電源の両端間に直列に接続したインダクタンス
   とトランスおよびスイッチングトランジスタと、 上記トランスに並列に接続した共振用のコンデンサと、 上記インダクタンスの２次巻線に直列に接続されこの２
   次巻線に誘起された電圧を上記電源へ回生するダイオー
   ドと、 上記トランジスタをスイッチング制御する出力パルス幅
   を可変可能なパルス幅制御発振器とを具備する電圧共振
   型のＤＣ−ＡＣコンバータ。