JPS62230370A

JPS62230370A - インバ−タ装置

Info

Publication number: JPS62230370A
Application number: JP61070838A
Authority: JP
Inventors: Nagaharu Yamazaki; 長治山崎
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-09

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、高周波、大容量のトランジスタインバータ装
置、特にトランジスタの駆動回路に電流帰還形の駆動回
路を使用し、微小電力で大容量。

−一　＋ｌ　・ｌ−、ｆｌｌ、　　１１−　１−−吋ム
レ　Ｊｌ　１　　−　＋、−１＋：　リ　ｈ　　ノ　１
．　、ゼ　−ｈ　リ七嬰に関するものである。

（従来の技術）交流電圧を直流電圧に変換する電源装置としては従来よ
り第３図に示すようにトランジスタインバータ装置が使
用されている。第３図において、１は交流電源、１７は
配線用しゃ断器、２は交流′正圧を整流する整流器、３
はフィルタ用直流リアクトル、４はフィルタ用直流コン
デンサ、５は高速限流フユーズである。６は直流を交流
に変換するインバータ回路でトランジスタにより構成さ
れている。７は高周波トランス、８は高周波トランス７
の出力を整流する整流器、９−１．９−２はフィルタ用
直流リアクトル、１０は直流コンデンサ、１８は交流電
源を必要な直流電圧に変換する制御電源である。このよ
うな交流電圧を直流電圧に変換する電源としては、小型
化するために、インバータ装置を使用し高周波により絶
縁及び電圧変換する方式が用いられており、小容量（Ｉ
ＫＩｉｌ以下程度）であれば数十ＫＨｚから１００ＫＨ
ｚで動作するものもある。

しかし大容量のものになると、トランジスタのスイツチ
ング損失が大きくなり高周波化は困難である。スイッチ
ングトランジスタの種類により動作周波数と、駆動回路
の大きさが決まる。駆動回路を小さくする方法としては
、スイッチングトランジスタとしてダーリントン接続の
トランジスタを使用する方法があるがダーリントン接続
したトランジスタはシングル接続トランジスタと比較し
て、コレクタエミッタ飽和電圧が約２倍以上高い上にス
イッチング時の損失が大きく、スイッチング周波数とし
ては数ＫＨｚが限界である。　トランジスタに変えてＭ
ＯＳ　ＦＥＴを用いれば駆動回路は小さくて、高周波動
作も可能であるが大容量化するためには。

多数個並列にする必要があり、電源装置として小型化で
きない。このためスイッチング損失の小さい大電流のス
イッチングが可能なシングル接続トランジスタによる高
周波化が計られており、この駆動回路として可飽和鉄心
を用いた変成器によって主電流をベース電流に帰還する
電流帰還方式による駆動回路が提案されている。

第４図は′１゛［流圧帰還方式によるトランジスタイン
バータ回路を示す。１１−１〜１１−４はトランジスタ
、１２−１〜１２−４は可飽和鉄心を用いた変成器であ
り、主電流が流れる第１巻線Ｎよ（通常は１タ一ン貫通
とする。）第１巻線の電流が正帰還されてトランジスタ
１１−１〜１１−４のベースを駆動する第２巻線Ｎ２、
トランジスタ１１−１〜１１−４がオンする最初のベー
ス電流を流す第３巻線Ｎ、からなっている。１３−１〜
１３−４はトランジスタ１１−１〜１１−４のオン、オ
フを制御するトランジスタ駆動回路である。トランジス
タ駆動回路において１４．１５は可飽和鉄心を用いた変
成器の第３巻線に流れる電流を制御する駆動トランジス
タである。１６は駆動トランジスタ１４がオンする時に
第３巻線Ｎ、に流れる電流を制御し、駆動トランジスタ
１５がオンしたときに可飽和鉄心を用いた変成器のリセ
ット特性を決めるコンデンサである。以下第４図により
電流正帰還方式トランジスタインバータ回路の動作を簡
単に説明する。各トランジスタ駆動回路１３−１〜１３
−４内の駆動トランジスタ１４．１５のベースには駆動
トランジスタ１４゜１５のオン、オフを制御す−る信号
５１が図示してぃないインバータ制御回路から１′″ｒ
ｔ　Ｏｎ信号で与えられる。−例としてトランジスタ１
１−１のオン、オフについて説明する。信号５１が１４
１　ｊｊとなり駆動トランジスタ１４がオンすると駆動
トランジスタ１４．コンデンサ１６．可飽和鉄心を用い
た変成器（以下変成器と呼ぶ）の第３巻線Ｎ３を通って
電流が流れ変成器１２−１の第２巻線Ｎ２にトランジス
タ１１−１を駆動するパルス電流が流れる。トランジス
タ１１−１がオンすると変成器１２−１の第１巻線に電
流が流れ、第２巻線に帰還され、トランジスタ１１−１
はオンを継続する。このとき第３巻線の両端はＶ３　＝
ＶａＩ！ｔｊａｔ）×−ち−の電圧となる。（Ｖａｓ；
トランジスタ１１−１の飽和ベースエミッタ電圧、Ｎ２
；第２巻線の巻数、Ｎ３；第３巻線の巻数である。）変
成器１２−１が飽和すると、トランジスタ１１−１のベ
ースを駆動することができなくなり、トランジスタ１１
−１はオフする。

次に信号５１がＥｌ　Ｏｊｊとなると駆動トランジスタ
１５がオンし、コンデンサ１６．駆動トランジスタ１５
．変成器第３巻線を通って電流が流れ、変成器１２−１
がリセッ（へされる。駆動１−ランジスタ１５をオンし
ている期間、すなわち変成器１２−１のリセット量によ
って次に信号５１が“１”となってトランジスタ１１−
１がオンする期間を制御している。

以上のように各トランジスタ１１−１〜１１−４のオン
。

オフを制御してトランジスタインバータ回路を構成する
。今トランジスタ１１−１〜１１−４を、それぞれＵ、
Ｘ、Ｖ、Ｙと呼ぶことにする。Ｕ相Ｙ相を同時に点弧し
Ｖ相Ｘ相を同時に点弧し、これを交互に行なうことによ
り高周波トランス７の一次電圧を制御して直流出力電圧
を制御する。電流正帰還方式ではオンしないと変成器が
飽和する方向に励磁されないため通常はＵ相Ｙ相は常に
同時にオンし、Ｖ相Ｘ相は常に同時にオンする。

（発明が解決しようとする問題点）以上説明したトランジスタインバータ装置は直流電源と
して使用されるが、第３図交流母線１の電源をトランジ
スタの駆動回路及びその制御回路７″″１、を同一の配線用しゃ断器でオン、オフしている。

また、トランジスタ駆動回路の電源容量が小さくなった
ため２交流電源を必要な直流電圧に変換する制御電源も
１つで構成されている。このため第３図の配線用しゃ断
器１７をオンした直後に整流器２により直流電圧が立ち
上がり、制御電源１８の出力電圧が正常な値になる前に
、トランジスタ駆動回路を構成する駆動用トランジスタ
１４．１５のオン。

オフの反転する電圧レベル又は、オン、オフ制御信号５
１を制御しているＩＣ回路の各素子のスレッシュホール
ドレベル付近になった時トランジスタの駆動回路より不
要のオンパルスが出力され、Ｕ。

Ｘ相、Ｖ、Ｙ相が同時に通電し短絡状態となり、トラン
ジスタが破壊する場合があるという不具合があった。

本発明の目的は、トランジスタ駆動回路用制御電源の立
ち上がり時あるいは立ち下がり時に、電圧が正常でない
ために発生する不要のオンパルスによるトランジスタの
短絡を防止し、トランジスタの破壊を防止するインバー
タ装置を提供することである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明においては、トランジスタ駆動回路の電源をトラ
ンジスタあるいはトランジスタのグループごとに独立さ
せ、制御電源電圧の立ち上がりあるいは立ち下がりのタ
イミングをずらすことにより、不要パルスの発生タイミ
ングをずらし、Ｕ相およびＸ相、あるいはＶ相およびＹ
相のトランジスタを駆動するパルス電流が同時に流れる
ことを防止する。

（作　用）トランジスタ駆動回路の電源をトランジスタあるいはト
ランジスタのグループごとに独立させ、それぞれの電源
の立ち上げ、立ち下げ時の出力電圧特性を変えることに
より、トランジスタ駆動回路から発生する不要パルスの
タイミングを容易にずらすことができる。これにより、
Ｕ相およびＸ相、あるいはＶ相およびＹ相のトランジス
タが制御電源の立ち上げ時あるいは立ち下げ時に同時に
駆動することがなくなり、短絡によるトランジスタの破
壊を防止することができる。

（実施例）本発明の一実施例を第１図に示す。第１図において第３
図、第４図と同一機能の要素は同一符号として説明を省
略する。第１図において、２１−１゜２１−２はトラン
ジスタ駆動回路用の制御電源である。

第２図に動作タイムチャートを示す。５２−１．５２−
２は、２１−４．２１−２の電源の出力特性である。

本発明の作用について、第１図の一実施例及び第２図の
タイムチャートにより説明する。

第１図に示すインバータ装置では、トランジスタの駆動
回路用電源がＵ、Ｖ相と、Ｘ、Ｙ相で独立している。た
とえば電源の出力端にコンデンサ、抵抗を挿入し、その
定数を変えることにより、２つの電源出力の立ち上がり
、立ち下がり特性に差異をもたせることができる。第２
図のタイムチャート（７）５２−１はＵ、Ｖ相、５２−
２はｘ、ｙ相の電圧出力を示す。図中Ｖｐは正常な電源
出力電圧、Ｖｓは不要オンパルスが発生する付近の電圧
値を示す。Ｕ。

差異をもたせていると、トランジスタへの不要オンパル
スはＵ、Ｖ相とＸ、Ｙ相でずれる。したがって、電圧の
立ち上がり、立ち下がりの時に、不要オンパルスにより
トランジスタを駆動するパルス電流が流れても、Ｕ、Ｖ
相とＸ、Ｙ相が同時に通電することはない。

従って、Ｕ相とＸ相、あるいはＶ相とＹ相のトランジス
タに同時に電流が流れて短絡状態となるということがな
くなる。

本発明によれば、制御電源電圧の立ち上がり立ち下がり
時不要なオンパルスが発生してもトランジスタは通電し
ないのでＵ相とＸ相、あるいはＶ相とＹ相のトランジス
タに同時に電流が流れて、短絡状態になることを防止す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によると、トランジスタ駆動
回路の電源を、トランジスタあるいはトランジスタのグ
ループごとに独立させるだけで。

トランジスタ駆動回路の制御電源電圧の立ち上が＆］＄
　乙イは立′ｔ、下六１番Ｉ　ｎ！ｉ　Ｌ、−？１ｉｌ
ｌ　ｆＭ　’Ｆｔ　畜’ｆＡ　・腫１．−　）　Ｎ　７
要オンパルスが発生してもトランジスタは通電しないの
で短絡状態を未然に防止し、トランジスタの破壊を免れ
るようなインバータ装置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図は本発明の動作を示すタイムチャート、第３図は
通常の交流を直流に変換する電源装置の構成図、第４図
は電流正帰還方式のインバータ回路の構成図である。１・・・交流電源　　　　　　　２・・・整流器３・・
・直流リアクトル　　　　４・・・直流コンデンサ５・
・・高速限流フユーズ　　　６・・・インバータ回路７
・・・高周波トランス　　　　８・・・整流器９−１．
９−２・・・直流フィルタ　　１０・・・直流コンデン
サ１１−１〜１１−４・・・トランジスタ１２−１〜１
２−４・・・可飽和鉄心を用いた変成器１３−１〜１３
−４・・・トランジスタ駆動回路１４、１５・・・駆動
トランジスタ　１６・・・コンデンサ１７・・・配線用
しゃ断器　　　　１８・・・制御電源２１−１〜２１−
２・・・制御電源　　　５１・・・オンオフ制御信号５
１−１〜５２−２・・・制御電源出力電圧特性代理人　
弁理士　　則　近　憲　佑同　　三俣弘文了第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

トランジスタのベースとエミッタ又はベースとコレクタ
間を可飽和鉄心入りの変成器の第１、第２の巻線で帰還
し、第３の巻線にコンデンサを介して駆動パルスを入力
するトランジスタの駆動回路を具備した、トランジスタ
インバータ装置において、トランジスタ駆動回路の電源
を、それぞれのトランジスタあるいはトランジスタのグ
ループごとに独立させたことを特徴とするインバータ装
置。