JPS62285671A - トランジスタインバ−タ装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は電動機の回転数を制御するトランジスタインバ
ータ装置に関するものである。

従来の坊術 近年、電動機の回転数を可変にし、各種機器の能力を減
少または増加させて使用するために、トランジスタイン
バータ装置が多く利用されて来ている。

以下図面を参照しながら、上述したトランジスタインバ
ータ装置の一例について説明する。

第３図はトランジスタインバータ装置の概略構成図であ
り、第４図は従来のトランジスタインバータ装置のペー
スドライブ回路の回路図を示すものである。第３図にお
いて、１は整流平滑回路で、交流電源の直流化を行なっ
ている。２は主回路トランジスタ群で、トランジスタイ
ンバータ装置の主回路を構成している。３は主回路トラ
ンジスタで、直並列に６個接続され前記トランジスタイ
ンバータ装置の主回路を構成している。４は電動機で前
記主回路トランジスタ３の出力と接続されている。５は
電源回路で、交流商用電源を制御用の直流に変換する。

６は周波数設定部である。７は制御部で、前記周波数設
定部６からの信号により、設定周波数の波形を発生する
。８はベースドライプ部で、前記制御部７にて発生され
た波形を前記主回路トランジスタ群２に伝える。９はベ
ースドライブ回路で、前記主回路トランジスタ３を動作
させる。第４図において、１０はホトカプラで、前記制
御部７の出力を前記ベースドライブ回路９に伝える。１
１はホトＬＥＤで、１２はホトトランジスタであり、前
記ホトカプラ１０を構成して、　いる。１３は電源で、
前記ベースドライブ回路９に電圧を供給している。１４
は第１のＮＰＮ形トランジスタで、ベースは前記ホトト
ランジスタ１２のエミッタより直列に接続された抵抗１
５．１６の接続点に接続され、コレクタは第１の抵抗１
７を介して前記電源１３と接続されている。１８は第２
のＰＮＰ形トランジスタで、ベースは前記ホトトランジ
スタ１２のコレクタに接続され、かつ抵抗１９を介して
電源１３に接続されている。２０は第３のＮＰＮ形トラ
ンジスタで、ベースは前記第１ＣＩＮＰＮ形トランジス
タのコレクタと接続され、コレクタは第２の抵抗２１を
介して前記第２のＰＮＰ形トランジスタのコレクタに接
続され、かつ前記主回路トランジスタ３０ベースに接続
されている。２２はダイオードを直列に接続したダイオ
ード群であり、コンデンサ２３が並列に接続されており
、第３の抵抗２４を介して前記電源１３に接続され、か
つ前記主回路トランジスタ３のエミッタに接続されてい
る。２５はペースドライブ信号回路である。

以上のように構成されたトランジスタインバータ装置に
ついて、以下にその動作について説明する。

前記制御部７の出力がオンになると前記ホトカプラ１０
の前記ホトＬＥＤ１１が発光し、ホトトランジスタ１２
がオンする。このとき第２のＰＮＰ形トランジスタ１８
のペース電流が流れ、オンすると同時に前記第１のＮＰ
Ｎ形トランジスタ１４のペース電流も流れ第１のＮＰＮ
形トランジスタはオンする。このため、前記抵抗１７を
流れる電流は前記第１のＮＰＮ形トランジスタのコレク
タからエミッタに流れ、前記第３のＮＰＮ形トランジス
タ２０には流れないため、前記第３のＮＰＮ形トランジ
スタ２０はオフする。すなわち、前記制御部７の出力が
オンすれば前記第２のＰＮＰ形トランジスタ１８はオン
し、前記第３のＮＰＮ形トランジスタ２ｏはオフする。

このため、前記主回路トランジスタ３のベースには前記
第２の抵抗２１で制限された電流が流れ込み前記主回路
トランジスタ３をオンする。

次に、前記制御部７の出力がオンからオフになると、前
記ホトトランジスタ１２がオフ、前記第２のＰＮＰ形ト
ランジスタ１８がオフ、そして前記第１のＮＰＮ形トラ
ンジスタ１４がオフするため、前記第３のＮＰＮ形トラ
ンジスタ２０はオンする。ここで前記ダイオード群２２
と前記コンデンサ２３にて前記主回路トランジスタ３の
ベースとエミッタ間が逆バイアスされ、ペース内にある
キャリアをベースよシ引き出す電流が流れるため前記主
回路トランジスタ３は急速にオンからオフへ移行する。

そしてこの引き出し電流がなくなると前記主回路トラン
ジスタ３はオフ状態で安定する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、前記主回路トラン
ジスタ３のベースとエミッタ間の逆バイアス量が一定で
あり、前記主回路トランジスタ３のコレクタ電流が増加
すると、前記主回路トランジスタ３のターンオフ時にベ
ース内に蓄積されているキャリア数が増加するためター
ンオフ時間が大きくなり、その結果前記主回路トランジ
スタ３のスイッチング損失が大きくなり、効率が低下す
るという問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、主回路トランジスタのコレ
クタ電流が増加し、ターンオフ時にベース内に蓄積され
ているキャリア数が増加しても、整流平滑回路の２次側
の電流を検知し逆バイアス量を増加させてやることによ
って、主回路トランジスタのターンオフ時間の増加を抑
え、効率の低下を防ぐことのできるトランジスタインバ
ータ装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のトランジスタイン
パータ装置は、整流平滑回路２次側の電流を検知する電
流検知回路と、前記主回路トランジスタがターンオフ時
およびオフ状態のとき前記主回路トランジスタのペース
とエミッタ間を逆バイアスする逆バイアス用電源と、前
記電流検知回路からの信号により前記逆バイアス用電源
の電圧値を変化させる逆バイアス用電源変換回路から構
成されている。

作　　用 本発明は上記した構成によって電流検知回路が整流平滑
回路２次側の電流を検知し、主回路トランジスタのコレ
クタ電流が増加すると前記電流検知回路からの信号によ
り、逆バイアス用電源変換回路が前記主回路トランジス
タのターンオフ時およびオフ状態のときペースとエミッ
タ間の逆バイアス量を増加させ、ターンオフ時間の増加
を抑え、効率の低下を抑えることとなる。

実施例 以下本発明の一実施例のトランジスタインバータ装置に
ついて、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるトランジスタインバ
ータ装置のペースドライブ回路の構成図を示すものであ
り、第２図は本発明の一実施例における逆バイアス用電
源変換回路の回路図を示すものである。第１図において
、１は整流平滑回路、２は主回路トランジスタ群、３は
主回路トランジスタ、４は電動機、９はベースドライブ
回路、１３は電源、１８は第２のＰＮＰ形トランジスタ
、２０は第３のＮＰＮ形トランジスタ、２１は第２の抵
抗、２３はコンデンサ、２４は第３の抵抗、２６はベー
スドライブ信号回路で、以上は第３図。

第４図の構成と同じものであるため詳細な説明を省略す
る。２６は電流検知回路で、前記整流平滑回路１の２次
側の電流を検知し規定電流値以下であれば”Ｌ”の信号
、規定電流値以上であれば”Ｈ”の信号を発生するもの
である。２７は逆バイアス用電源変換回路で、前記電流
検知回路２６の信号により、前記主回路トランジスタ３
のターンオフ時およびオフ状態のときのペースとエミッ
タ間の逆バイアス量を制御するものであり、前記コンデ
ンサ２３が並列に接続されており、端子ａで前記第３の
抵抗２４と、端子すで前記ペースドライブ信号回路２６
と、端子Ｃで前記コレクタ電流検知回路２６と接続され
ている。２８は比較器で、基準電源２９の基準電圧と端
子Ｃより入力される信号とを比較し、端子Ｃより入力さ
れる信号の方が大きければ”Ｈ”を、小さければ”Ｌ”
を出力するものである。３０は第４のＮＰＮ形トランジ
スタで、ペースが前記比較器２８の出力と接続され、前
記比較器２８の出力が”Ｈ”であればＯＮし、”Ｌ”で
あればＯＦＦするものである。３１はリレーで、前記第
４のＮＰＮ形トランジスタ３０がＯＦＦであればＮＣ端
子と端子ａとが接続され、前記第４のＮＰＮ形トランジ
スタ３０がＯＮであればＮ。

端子と端子ｄとが接続されるように動作するものである
。３２は第１の逆バイアス用電源であり、プラス側はＮ
Ｃ端子にマイナス側は端子すに接続されている。３３は
第２の逆バイアス用電源であり、プラス側はＮｏ端子に
マイナス側は端子すに接続されており、前記第１の逆バ
イアス用電源３２より大きい電圧値である。

以上のように構成されたトランジスタインバータ装置て
ついて、以下第１図、第２図を用いてその動作を説明す
る。

前記整流平滑回路１の２次側の電流は電流検知回路２６
で検知され、規定電流値以下であれば”Ｌ”の信号、規
定電流値以上であれば”Ｈ”の信号が前記逆バイアス用
電源変換用回路２７の端子Ｃに出力される。まず、端子
Ｃの入力信号が“Ｌ”のとき、前記比較器２８は“Ｌ”
を出力し、前記第４のＮＰＮ形トランジスタ３０は○Ｆ
Ｆ状態であり、端子ａはＮＣ端子に接続される。したが
って、前記主回路トランジスタ３のターンオフ時および
オフ状態のとき、前記第１の逆バイアス用電源３２にて
、ペースとエミッタ間が逆バイアスされる。

次に、端子Ｃの入力信号が”Ｈ”のとき、前記比較器２
８は”Ｈ”を出力し、前記第４のＮＰＮ形トランジスタ
３ｏはＯＮ状態であり、端子ａはＮｏ端子に接続される
。したがって、前記第２の逆バイアス用電源３３にて、
前記主回路トランジスタ３のターンオフ時およびオフ状
態のとき、ベースとエミッタ間が逆バイアスされる。前
記第２の逆バイアス用電源３３は前記第１の逆バイアス
用電源３２よりも電圧値が大きいため、端子Ｃの入力信
号が”Ｈ”のとき、すなわち、前記整流平滑回路１の２
次側の電流が規定電流値以上のときには、前記主回路ト
ランジスタ３のターンオフ時およびオフ状態のときのベ
ースとエミッタ間の逆バイアス量が大きくなることとな
る。

以上のように本実施例によれば、整流平滑回路２次側の
電流を検知する電流検知回路と、前記主回路トランジス
タがターンオフ時およびオフ状態のとき前記回路トラン
ジスタのベースとエミッタ間を逆バイアスする逆バイア
ス用電源と、前記電流検知回路からの信号により前記逆
バイアス用電源の電圧値を変化させる逆バイアス用電源
変換回路を設けることにより、前記整流平滑回路２次側
の電流が規定電流値以上になれば、前記主回路トランジ
スタのターンオフ時およびオフ状態のときベースとエミ
ッタ間の逆バイアス量を増加させ、ターンオフ時間の増
加を抑えることによって、前記主回路トランジスタのス
イッチング損失の増加を抑え、効率の低下を抑えること
ができ、また、前記主回路トランジスタの放熱の増加が
抑えられ、ヒートシンクが小さくできる。他にも、前記
主回路トランジスタのベースとエミッタ間の逆バ（７ス
量を増加させることにより、コレクタとエミッタ間の耐
圧が増加し、コレクタとベース間の耐圧に近づくために
、サージ電圧や急峻なｄｖ／ｄｔに対しても前記主回路
トランジスタが誤動作を起こさないようにできるという
効果を整流平滑回路の２次側の電流を検知して制御する
最小限の構成で実現可能となる。

なお、本発明は、この実施例に限ることなく逆バイアス
電圧を変化させるもので本発明の主旨を逸脱しない範囲
で有効である。

発明の効果 以上のように本発明はトランジスタインバータの主回路
を構成する主回路トランジスタと、整流平滑回路２次側
の電流を検知する電流検知回路と、前記主回路トランジ
スタがターンオフ時及びオフ状態のとき前記主回路トラ
ンジスタのベースとエミッタ間を逆バイアスする逆バイ
アス用電源と、前記電流検知回路からの信号によシ前記
逆バイアス用電源の電圧値を変化させる逆バイアス用電
源変換回路とを設けることにより、前記整流平滑回路２
次側の電流が規定値以上になれば、前記主回路トランジ
スタのターンオフ時及びオフ状態のときベースとエミッ
タ間の逆バイアス量を増加させ。

ターンオフ時間の増加を抑えることによって、前記主回
路トランジスタのスイッチ損失の増加を抑え、効率の低
下を抑えることが、整流平滑回路の２次側の電流を検知
し制御する最小限の構成で可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるトランジスタインバ
ータのベースドライブ回路の回路図、第２図は第１図の
逆バイアス用電源変換回路の回路図、第３図はトランジ
スタインバータの装置のブロック図、第４図は従来のト
ランジスタインバータ装置のベースドライブ回路の回路
図である。 １・・・・・・整流平滑回路、３・・・・・・主回路ト
ランジスタ、２６・・・・・・電流検知回路、２７・・
・・・・逆バイアス用電源変換回路、３２・・・・・・
第１の逆バイアス用電源、３３・・・・・・第２の逆バ
イアス用電源−１代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　
男　ほか１名７一−−整シ免平シ言国１も ２−一一主司了Ｓトランジスタ ２７−−−％ジアス出電署５仲剰ジ苔 Ｌ−１ ２７一−−逆！ｑ７月電源美換亜応 ３２−一一第１のバイアス扇を厭 ３３−一一篤２のバイアス用電シ違、 第２図 第　４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トランジスタインバータの主回路を構成する主回路トラ
   ンジスタと、前記主回路トランジスタの電源を供給する
   整流平滑回路と、前記整流平滑回路の２次側の電流を検
   知する電流検知回路と、前記主回路トランジスタがター
   ンオフ時及びオフ状態のとき前記主回路トランジスタの
   ベースとエミッタ間を逆バイアスする逆バイアス用電源
   と、前記コレクタ電流検知回路からの信号により前記逆
   バイアス用電源の電圧値を変化させる逆バイアス用電源
   変換回路とを備えたことを特徴とするトランジスタイン
   バータ装置。