JPS6225881A - 一石式インバ−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】 産業上の利用分野 本発明は、例えば放電灯点灯装置に用いられる一石式イ
ンバータに関する。

従来の技術 従来、この種のベース帰還型一石式インバータを用いた
放電灯点灯装置の回路構成として第４図に示すようなも
のがある。商用電源等の交流電源１には余波整流回路２
が接続され、この余波整流回路２の出力端子ａ、ｂ間に
一石式ブロッキング発振型トランジスタインバータ３が
接続されている。そして、このインバータ３の出力トラ
ンスＴの２次巻線Ｎ２　に負荷としての放電灯（ランプ
）４が接続されている。Ｃ２は高周波バイパス用コンデ
ンサで、コンデンサ入力型の整流回路においては平滑用
コンデンサで兼用することもある。

ここで、インバータ３は、出力トランスＴ及び主トラン
ジスタＴｒ１等を具備している。まず、整流回路２の正
側出力端子ａと主トランジスタＴｒ１のコレクタとの間
には出力トランスＴの１次巻線Ｎ１が接続され、この１
次巻線Ｎよと並列に共振用コンデンサＣ工が接続され、
主トランジスタＴｒ。

のエミッタがダイオードＤ工を介して整流回路２の負側
出力端子（共通端子）ｂに接続され、主１ヘランジスタ
Ｔｒ□のコレクタと整流回路２の負側出力端子すとの間
にダイオードＤ２を主トランジスタＴｒ工とダイオード
Ｄ工との直列回路に対して逆極性に接続されている。そ
して、出力トランスＴのベース帰還巻線Ｎｆは一端が整
流回路２の負側出力端子すに接続されているとともに他
端はコンデンサＣ１及びインダクタＬ等からなるＬＣ直
列共振回路を介して主トランジスタＴｒ１のベースに接
続されている。更に、コンデンサＣ１の両端に−は１−
ランジスタＴｒ、のエミッタ及びコレクタがダイオード
Ｄ、を介して接続されているとともに、このトランジス
タＴｒ２のベースが出力トランスＴのベース巻線Ｎｆを
前記他端側に巻き上げて設けた端子に接続されている。

なお、この回路において、ダイオードＤ□は主１−ラン
ジスタＴｒ□をベース・エミッタ間逆電圧から保護する
とともにベース引抜き電流を過不足なく供給させるため
のものである。又、ダイオードＤ２は主トランジスタＴ
ｒ工のオフ時、出力トランスＴの１次巻線Ｎ工に主トラ
ンジスタＴｒ１のコレクタ電流と逆向きの電流経路を与
えることにより出力波形の歪みを防止するダンパーダイ
オードである。更に、トランジスタＴｒ、、ダイオード
Ｄ。

等は、主１−ランジスタＴｒ１がオフしてベース帰還巻
線電圧が負になったとき、コンデンサＣ３を放電してリ
セットさせるもので、これによりコンデンサＣ３と並列
に放電用抵抗を接続することによるＬＣ直列共振回路の
Ｑの低下や主トランジスタＴｒ１のスイッチング特性の
劣化を防止することになる。

このような構成により、まず、交流電源１が投入される
と金波整流回路２より余波整流出力（脈流出力）が発生
してインバータ３に与えられる。

これにより、インバータ３ではこの脈流出力がバイアス
抵抗Ｒ□を介して主トランジスタＴｒ１にベース電流と
して与えられ、主トランジスタＴｒ１がオンする。以後
、この主トランジスタＴｒ□は、コレクター出力トラン
スＴの１次巻線Ｎニーベース帰還巻線Ｎｆ−コンデンサ
Ｃ３−インダクタＬ−ベース等からなるコレクタ・ベー
ス間正帰還ループ及び１次巻線Ｎ工のインダクタンス分
とコンデンサＣ１の共振により発振し、出力トランスＴ
の各巻線Ｎ工、Ｎ２．Ｎｆに高周波出力を発生する。放
電灯４は出力トランスＴの２次巻線Ｎ２　を介してこの
高周波出力が与えられて点灯する。

ところで、このインバータ３においてはコンデンサＣ３
及びインダクタＬの直列回路を介して主１−ランジスタ
Ｔｒ１にベース電流を供給することにより、高周波スイ
ッチング特性の改善を図っているものである。即ち、コ
ンデンサＣ１とインダクタＬは直列共振回路を構成し、
正方向で充分なドライブを主トランジスタＴｒ１に与え
、負方向電流で大きなベース電荷引抜きを行うとともに
、このベース引抜き電流はダイオードＤ１の作用により
、つまり主トランジスタＴｒ１のターンオフの瞬間、主
１ヘランジスタＴｒ工のコレクタ電流がベース引抜き電
流と等しくなることでダイオードＤ１がターンオフした
とき停止して過不足が防止されるものである。

しかし、このような回路構成による場合、主トランジス
タＴｒ工のスイッチングロスが思った程低減されないも
のである。この点に関して更に検討する。まず、第５図
の各都電圧、電流波形図に示すように、主１−ランジス
タＴｒ１のコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅと出力１−
ランスＴの帰還巻線Ｎｆの電圧Ｖｆとはほぼ同一である
が、基準電位（０レベルの位Ｆ１１）が異なる。従って
、コレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅがゼロクロスする前
の正の区間であっても帰還巻線電圧Ｖｆがゼロクロスし
て正の電圧となり主トランジスタＴｒ□のベース電圧が
正となる区間ｔ工が生ずる。この区間ｔ工においては主
トランジスタＴｒ１はベース電流Ｉｂが流れて電圧Ｖｃ
ｅがゼロクロスする前であるにもかかわらずオンしてし
まう。このため、コンデンサＣ工と出力１−ランスＴの
１次巻線Ｎ１の共振回路のエネルギーを主１〜ランジス
タＴｒ工で消費することになる。よって、主トランジス
タＴｒ工のターンオン時のスイッチングロスが大きくな
るものである。

そこで、これを改善するための第６図に示すような回路
構成のものが本出願人により特願昭５８−１５７９４５
号として出願されている。これは、第４図に示したもの
に対して、インバータ３の主１〜ランジスタＴｒ、のベ
ースと整流回路２の負側出刃端子すとの間にスイッチン
グ素子としてのトランジスタＴｒ、を接続し、このトラ
ンジスタＴｒ３のベースと出力トランスＴの帰還巻線Ｎ
ｆのベース側端子との間にコンデンサＣ４とツェナダイ
オードＺＤ工との直列回路を接続し、更に、コンデンサ
Ｃ４及びツェナダイオードＺＤ、との接続点とトランジ
スタＴｒ２のコレクタとをダイオードＤ４を介して接続
したものである。ここで、ダイオードＤ５は主トランジ
スタＴｒ１に対するダイオード口工と同様に１〜ランジ
スタＴｒ、をベース・エミ゛ツタ間逆電圧から保護する
ためのものである。そして、ダイオードＤ４はトランジ
スタＴｒ、とともにコンデンサＣ１をリセットさせるた
めのものである。

しかし、この方式による場合、スイッチングロス低減の
ため多数（数点）の追加部品が必要で、ニス１−高とな
る。

しかして、このような点を改良したものが本出願人によ
る提案として特開昭６０−７４９７６号公報により知ら
れている。これは、第７図に示すように、主トランジス
タＴｒ１のベースとこの主トランジスタＴｒ工のエミッ
タ側に接続したダイオードＤ□との間にコンデンサＣ９
とツェナダイオードＺＤ２との直列回路を接続したもの
である。

このような構成により、主１−ランジスタＴｒ１のベー
ス電流Ｉｂの立上りをそのコレクタ・エミッタ間″砿圧
ＶｃｅがゼロクロスするまでコンデンサＣ５はより遅延
させ、主トランジスタＴｒ□はコレクタ・エミッタ間電
圧Ｖｃｅがゼロクロスした後の区間でのみベース電流が
供給されてオンするようにして、スイッチングロスを低
減させるものである。

発明が解決しようとする問題点 ところが、第７図方式のように改良された方式にあって
も、ツェナダイオードｚＤ２とコンデンサＣｓ　との直
列回路を用いているため、ツェナダイオードＺＤ２の動
作抵抗分だけ主トランジスタＴｒよのターンオン時のス
イッチングロス低減効果が小さくなり、不充分なものと
なってしまうものである。

しかして１本発明は、このような点に鑑みなされたもの
で、簡単にして確実に主トランジスタのスイッチングロ
スを低減させることができる一石式インバータを得るこ
とを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するため、１次巻線Ｎ１及
び帰還巻線Ｎｆを有する出力トランスＴと１次巻線Ｎ工
を付勢する主トランジスタＴｒ１とを備えて、帰還巻線
ＮｆからＬＣ直列共振回路を介して供給される電流によ
り主１−ランジスタＴｒ１のベースを駆動させるベース
帰還型一石式インバータという基本構成において、主１
−ランジスタＴｒ。

のベース・エミッタ間に直接的にコンデンサＣｘを接続
する構成を採用するものである。

作用 主トランジスタＴｒ工のベース・エミッタ間に、適当な
容量のコンデンサＣｘを接続することにより。

主１−ランジスタＴｒ１のベース電流Ｉｂの立上りが主
トランジスタＴｒ□のコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅ
がゼロクロスするまでこのコンデンサＣｘにより遅延さ
れるので、主トランジスタＴｒ１はコレクタ・エミッタ
間電圧Ｖｃａがゼロクロスした後の区間でのみベース電
流Ｉｂが供給されてオンすることになり、主１−ランジ
スタＴｒ１がオンするまでの不要なベース電流をこの主
トランジスタＴｒ１に流有すに済むため、主１−ランジ
スタＴｒ工のターンオン時のスイッチングロスを確実に
低減させることができるものである。

実施例 本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明す
る。第４図ないし第７図で示した部分と同一部分は同一
符号を用いて説明する。本実施例は、主トランジスタＴ
ｒ１のベース・エミッタ間に対して直接的に数μＦ以下
の適当な容量のコンデンサＣｘを接続したものである。

このような構成により、交流電源１が投入されると金波
整流回路２より整流された脈流出力が生じ、これがイン
バータ３に与えられて前述したようにインバータ３が発
振して、高周波出力が発生して放電灯４が点灯する。こ
こで、主トランジスタＴｒ、のベース・エミッタ間には
コンデンサＣｘが接続されているので、主トランジスタ
Ｔｒ、のベース電流Ｉｂの立上りが主１−ランジスタＴ
ｒ１のコレクタ・エミッタ間電圧ｖＣｅがゼロクロスす
るまでこのコンデンサＣｘにより遅延される。これによ
り、主トランジスタＴｒ１はコレクタ・エミッタ間電圧
Ｖｃｅがゼロクロスした後の区間ｔ２でのみベース電流
Ｉｂが供給されてオンすることになる。

このようにして、コンデンサＣｘの選定により主トラン
ジスタＴｒ工がオンするまでの不要なベース電流をこの
主トランジスタＴｒ１に流さすに済むため、主トランジ
スタＴｒ、のターンオン時のスイッチングロスを確実に
低減させることができる。特に、第７図のようなツェナ
ダイオードＺＤ、を用いていないため、その動作抵抗分
のロスもない。

これにより、回路効率が向上し、かつ、主トランジスタ
Ｔｒ１の温度上昇も低減されて、信頼性が増すものであ
る。このためにも、コンデンサＣｘを追加するのみの簡
単で低コスＩ−の構成でよいものである。

なお、コンデンサＣ３をリセットさせるための回路構成
としては、第３図に示すようにダイオードＤ、に代えて
抵抗Ｒ９を接続するとともに、１ヘランジスタＴｒ２の
ベース側にダイオードＤ７．　Ｄ８を接続したものとし
てもよい。

発明の効果 本発明は、上述したように主１−ランジスタのベース・
エミッタ間に直接的にコンデンサを接続したので、コン
デンサのみを追加するという極めて簡単で安価な構成に
して、主トランジスタのターンオン時のスイッチングロ
スを確実に低減させる、ことができ、インバータの回路
効率を向上させ、かつ、温度上昇をも低減させて信頼性
を向上させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はその
動作を示す波形図、第３図は変形例を示す回路図、第４
図は従来例を示す回路図、第５図はその動作を示す波形
図、第６図は異なる従来例を示す回路図、第７図は更に
異なる従来例を示す回路図である。 ３・・・インバータ、Ｎ１・・・１次巻線、Ｎｆ・・・
帰還巻線、Ｔ・・・出力１−ランス、Ｔｒｌ・・・主ト
ランジスタ。 Ｌ・・・インダクタ、Ｃ３・・・コンデンサ、Ｃｘ・・
・コンデンサ 出　願　人　　　東芝電材株式会社 しＸ・・ココテフリ ３７０（柑勝）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １次巻線及び帰還巻線を有する出力トランスと前記１次
   巻線を付勢する主トランジスタとを備えて、前記帰還巻
   線からＬＣ直列共振回路を介して供給される電流により
   前記主トランジスタのベースを駆動させるベース帰還型
   一石式インバータにおいて、前記主トランジスタのベー
   ス・エミッタ間に直接的にコンデンサを接続したことを
   特徴とする一石式インバータ。