JPS635996B2 - - Google Patents

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JPS635996B2
JPS635996B2 JP54164092A JP16409279A JPS635996B2 JP S635996 B2 JPS635996 B2 JP S635996B2 JP 54164092 A JP54164092 A JP 54164092A JP 16409279 A JP16409279 A JP 16409279A JP S635996 B2 JPS635996 B2 JP S635996B2
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JP
Japan
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winding
base
inverter transformer
transistor
inverter
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JP54164092A
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English (en)
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JPS5688678A (en
Inventor
Kenichi Inui
Hisao Kobayashi
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Toshiba Electric Equipment Corp
Original Assignee
Toshiba Electric Equipment Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は動作を安定化した自励式のトランジス
タインバータに関する。
従来、自励式のトランジスタインバータとし
て、インバータトランスの入力巻線あるいは出力
巻線の一方側に共振用のコンデンサを設け、この
コンデンサとインバータトランスのインダクタン
ス成分とにより共振させ、発振出力を得るととも
に、インバータトランスに設けたベース巻線の出
力によつてトランジスタをスイツチングさせるも
のが知られている。
しかしながら、このような従来装置は、ベース
巻線の出力に基本発振波形(以下基本波という。)
の他に寄生振動による高調波の電圧が含まれるこ
とがあり、このような高調波を含む電圧を帰還し
てトランジスタをスイツチング制御することによ
つて、トランジスタのスイツチングが不確実とな
り動作が不安定になることがあつた。また、この
ようなスイツチングの不確実さは、甚しい場合に
は異常発振を誘発し、トランジスタ等の回路部品
を破壊することがある。ベース巻線の出力に高調
波の電圧が含まれる原因は、インバータトランス
の入力あるいは出力巻線のインダクタンス成分
と、これら巻線に存在する浮遊容量とによる寄生
振動により発生する電圧、あるいは前記共振用の
コンデンサとこの共振用のコンデンサを設けてい
ない方の巻線やリーケージインダクタンスとが不
所望に共振することにより発生する電圧がベース
巻線にあらわれるためである。
なお、自励式でかつ共振作用を利用して発振さ
せるトランジスタインバータにおいて、インバー
タトランスのベース巻線を他の巻線に対して疎結
合にするものが提案されている(実開昭48−
67225号)が、このものは無負荷時と負荷時との
発振モードを変化させるためのものであつて、本
発明と無関係である。すなわち、このものは単に
ベース巻線を他の巻線と疎結合するのみであるか
ら、影響を受ける程度は少ないものの、やはり他
の巻線に生じる高調波の電圧をベース巻線にも生
じ、トランジスタのスイツチングを不確実にし、
動作を不安定にするものである。
本発明はこれら従来装置の欠点を解消するため
になされたもので、ベース巻線の出力に高調波の
電圧をほとんどあるいはまつたく含まないように
して、トランジスタのスイツチング制御を基本波
に基づいて確実なものとし、もつて動作が安定な
トランジスタインバータを提供することを目的と
するものである。
本発明はベース巻線を共振用コンデンサを設け
た側の巻線に対して相対的に密結合し、他方の巻
線に対して相対的に疎結合して、ベース巻線に寄
生振動等による高調波の電圧を含ませないように
したことを特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を第1〜第4図を参照
して説明する。本実施例においてはプツシユプル
形インバータである場合を示す。1,2は入力端
子で、整流・非平滑化直流電源、整流・平滑化直
流電源あるいはバツテリ等(いずれも図示しな
い。)が接続される。3,4はトランジスタでプ
ツシユプルに接続されている。5はインバータト
ランスで、前記トランジスタ3,4に接続された
入力巻線6、出力巻線7および上記トランジスタ
3,4それぞれのベース回路に設けられるベース
巻線8を有する。なお、トランジスタ3,4に入
力巻線6を接続されるとの意味は、これらの間に
他の素子が介在している場合も含む。前記インバ
ータトランス5の詳細については後述する。前記
インバータトランス5の入力巻線6および出力巻
線7のうちの一方には共振用コンデンサ9が設け
られている。この共振用コンデンサ9はインバー
タトランス5のインダクタンス成分と共振するも
のである。本実施例においては出力巻線7側に設
けられるもので、出力巻線7と直列に接続され、
さらに負荷10たとえば放電灯を直列接続してい
る。したがつて、本実施例において前記共振用コ
ンデンサ9は負荷10である放電灯のバラストを
も兼ねている。なお、インバータトランス5の入
力巻線6側にもコンデンサ11が並列接続して設
けられているが、このコンデンサ11は放電灯で
ある負荷10が始動する以前すなわち無負荷時に
インバータトランス5のインダクタンス成分と共
振して発振させるためのものである。したがつ
て、負荷10が放電灯のように始動時間を要する
ものでなければ、前記コンデンサ11を省略でき
る。本発明において共振用コンデンサとは、定常
作動時にインバータトランスのインダクタンス成
分と共振するものを意味するのであつて、本実施
例において共振用コンデンサは上記出力巻線7側
に設けられたコンデンサ9である。しかし、無負
荷時が定常作動状態とするものにおいてはコンデ
ンサ11が共振用コンデンサとなる。
つぎに、前記インバータトランス5の詳細につ
いて説明する。前記ベース巻線8は、前記共振用
コンデンサ9を設けた側の巻線すなわち本実施例
において出力巻線7に対して相対的に密結合し、
他の巻線すなわち入力巻線6に対して相対的に疎
結合しているものである。構造の一例を第2図に
示す。すなわち、巻装部が2つに分離されたボビ
ン12を有し、このボビン12の一方の巻装部に
入力巻線6を巻装し、他方の巻装部にはまず出力
巻線7を巻装し、つぎにベース巻線8を巻装して
なるものである。13,14はそれぞれE形、I
形のコアで、適宜ギヤツプを形成してある。
15はベース抵抗であり、16は入力側に設け
られた定電流作用のためのインダクタである。
つぎに作用を説明する。入力端子1,2に電源
を投入されることにより、ベース抵抗15を介し
て電流を供給されどちらか一方のトランジスタた
とえばトランジスタ3がONする。したがつて、
インバータトランス5の入力巻線6には電圧が印
加され、インバータトランス5のインダクタンス
成分とコンデンサ11とにより共振し、インバー
タトランス5の出力巻線7に共振電圧が生じる。
これと同時にベース巻線8に電圧が生じ、前記共
振作用により極性が反転することによつて、他方
のトランジスタ4がONし、前記一方のトランジ
スタ3がOFFする。このような動作によりイン
バータトランス5の出力巻線7からは昇圧された
電圧を出し、負荷10に印加するため、負荷10
は始動する。負荷10が始動すると、主共振回路
はインバータトランス5のインダクタンス成分、
共振用コンデンサ9および負荷10によつて形成
される。この共振回路の等価回路を第3図に示
す。第3図において、σはインバータトランス5
のリーケージインダクタンス、Rは負荷10の等
価抵抗を示す。負荷10の始動前は、前述のよう
に入力巻線6側のコンデンサ11とインバータト
ランス5のインダクタンス成分とで共振する。負
荷10の始動後は、第3図中破線イに示すよう
に、インバータトランス5のインダクタンス成分
と共振用コンデンサ9とで共振する。一方、この
とき入力巻線6側のコンデンサ11は第3図中破
線ロに示すようにインバータトランス5のリーケ
ージインダクタンスσおよび共振用コンデンサ9
と共振する。したがつて、出力巻線7には第4図
aのように設計どおりのすなわち基本波の電圧が
生じる。これに対して、入力巻線6には前記基本
波に加えて、前記第3図中破線ロの共振による高
調波の電圧を含む電圧が生じる(第4図b)。こ
のような出力巻線7および入力巻線6に対して、
ベース巻線8を出力巻線7と相対的に密に、入力
巻線6と相対的に疎に結合しているため、ベース
巻線8には第4図aに示す基本波の電圧に対応す
る電圧が生じる。したがつて、トランジスタ3,
4のスイツチングは確実なものであり、安定に動
作するものである。これに対して、ベース巻線8
を入力巻線6に密結合すれば、第4図bの電圧に
対応した電圧があらわれ、トランジスタ3,4の
スイツチングが不確実になり、動作が不安定にな
ることは明らかである。なお、本実施例におい
て、入力巻線6、出力巻線7と、これら巻線に存
在する浮遊容量とによる寄生振動は、前記共振用
コンデンサ9およびコンデンサ11の容量が浮遊
容量に比し格段に大きいため、無視することがで
きる。
第5図および第6図は他の実施例を示すもので
ある。本実施において第1図と同じ部分には同じ
符号を付して説明を省略する。本実施例におい
て、共振用コンデンサ20はインバータトランス
5の入力巻線6側に、入力巻線6と並列接続して
設けられている。インバータトランス5の出力巻
線7にはインダクタ21を介して負荷10たとえ
ば放電灯を接続している。しかし、インバータト
ランス5のリーケージインダクタンスが前記負荷
10である放電灯のバラスト作用を有するとき
は、前記インダクタ21を省略することができ
る。本実施例においては、インバータトランス5
のベース巻線8は入力巻線6に対して相対的に密
結合され、出力巻線7に対して相対的に疎結合さ
れているものである。このようなインバータトラ
ンス5の具体的構造の一例としては、前記第2図
において入力巻線6と出力巻線7とを置換したも
のでよく、あるいは他の構造としてもよい。
本実施例における共振回路の等価回路を第6図
に示す。負荷10の始動前は共振用コンデンサ2
0とインバータトランス5のインダクタンス成分
とで共振し、負荷10を始動させる。負荷10の
始動後は共振用コンデンサ20とリーケージイン
ダクタンスσおよびインダクタ21と共振する。
一方、出力巻線7は、出力巻線7に存在する浮遊
容量22と共振し高調波の電圧を生じる。したが
つて、出力巻線7には基本波と高調波との和の電
圧が生じる。なお、入力巻線6に存在する浮遊容
量23は共振用コンデンサ20に比し容量がはる
かに小さいから無視することができ、入力巻線6
はこの浮遊容量23と寄生振動することがないの
である。このような本実施例において、インバー
タトランス5のベース巻線8を入力巻線6に対し
て相対的に密結合、出力巻線7に対して疎結合し
ているため、トランジスタ3,4のスイツチング
を確実にでき、安定に動作できるものである。
第7図および第8図はさらに他の実施例を示す
ものである。本実施例においても、第1図と同じ
部分には同じ符号を付して説明を省略する。本実
施例は共振用コンデンサ30を出力巻線7側に、
出力巻線7と並列接続して設けたものである。そ
して、前記共振用コンデンサ30の両端子間にイ
ンダクタ31および負荷10を直列に接続してい
る。本実施例におけるインバータトランス5はベ
ース巻線8を出力巻線7に対して相対的に密結
合、入力巻線6に対して疎結合されている。
本実施例の共振回路の等価回路を第8図に示
す。負荷10の始動前においてはインバータトラ
ンス5のインダクタンス成分と共振用コンデンサ
30と共振し、負荷10が始動した後はインダク
タ31と共振用コンデンサ30とが共振する。一
方このとき、入力巻線側においては、入力巻線6
と入力巻線6に存在する浮遊容量32とが寄生振
動し高調波の電圧が生じている。出力巻線7側に
おいては浮遊容量に対して大容量の共振用コンデ
ンサ30が設けられているため、寄生振動は起こ
らない。したがつて、本実施例においても、出力
巻線7に対して密結合されているベース巻線8に
は高調波の電圧は生じない。したがつて、トラン
ジスタ3,4は安定にスイツチングするから、異
常発振等の不都合は生じないのである。
なお、本発明は上記実施例に限られるものでは
ない。すなわち、たとえばインバータはプツシユ
プル形でなく、一石式のインバータであつてもよ
く、その回路構成はどのようなものでもよい。要
するに共振形のトランジスタインバータであれば
よい。また、負荷は放電灯でなくともよい。
なお、インバータトランスにおいて入力巻線と
出力巻線との間にリーケージインダクタンスがな
いとすれば、ベース巻線をいずれに対して密結合
しても寄生振動の影響を受けるのは同じである
が、実際にはどのようなトランスでもリーケージ
インダクタンスがいくらかは存在する。本発明
は、設計時にリーケージインダクタンスを形成し
たものはもちろんのこと、結果的にリーケージイ
ンダクタンスが生じているものの両方の場合に有
効である。
以上詳述したように本発明は、共振形の自励式
トランジスタインバータにおいてインバータトラ
ンスのベース巻線を入力巻線および出力巻線のう
ち共振用のコンデンサを設けた側の巻線に対して
相対的に密結合し他方の巻線に対して疎結合した
ため、ベース巻線の出力電圧として高調波の電圧
をほとんどあるいはまつたく含まない基本波の電
圧とできる。したがつて、トランジスタを前記基
本波の電圧に基づいて確実にスイツチングでき、
異常発振することのない安定なトランジスタイン
バータを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一の実施例を示す回路図、
第2図はインバータトランスの具体例を示す断面
図、第3図は第1図の等価回路図、第4図は電圧
波形図、第5図は他の実施例を示す回路図、第6
図は同じく等価回路図、第7図はさらに他の実施
例を示す回路図、第8図は同じく等価回路図。 3,4…トランジスタ、5…インバータトラン
ス、6…入力巻線、7…出力巻線、8…ベース巻
線、9,20,30…共振用のコンデンサ、10
…負荷。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 トランジスタと、 上記トランジスタに接続された入力巻線および
    出力巻線ならびに上記トランジスタのベース回路
    に設けられるベース巻線を有するインバータトラ
    ンスと、 このインバータトランスの入力巻線および出力
    巻線のうちの一方側に設けられ上記インバータト
    ランスのインダクタンス成分と共振回路を形成す
    る共振用コンデンサとを具備し、 前記インバータトランスは前記ベース巻線を前
    記共振用コンデンサを設けた側の巻線に対して相
    対的に密結合され他方の巻線に対して相対的に疎
    結合されていることを特徴とするトランジスタイ
    ンバータ。 2 前記インバータトランスは巻装部を2個に分
    離されたボビンを有し、上記巻装部の一方にベー
    ス巻線およびこのベース巻線と相対的に密結合さ
    れる巻線を巻装し、他方に上記ベース巻線と相対
    的に疎結合される巻線を巻装したことを特徴とす
    る特許請求の範囲1記載のトランジスタインバー
    タ。
JP16409279A 1979-12-19 1979-12-19 Transistor inverter Granted JPS5688678A (en)

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JPS5688678A JPS5688678A (en) 1981-07-18
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JP2005129004A (ja) 2003-10-03 2005-05-19 Sharp Corp 駆動システムおよび交流変換装置
JP5048920B2 (ja) 2004-11-01 2012-10-17 昌和 牛嶋 電流共振型インバータ回路と電力制御手段
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