JPH02223384A - Resonant inverter - Google Patents
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- JPH02223384A JPH02223384A JP1042703A JP4270389A JPH02223384A JP H02223384 A JPH02223384 A JP H02223384A JP 1042703 A JP1042703 A JP 1042703A JP 4270389 A JP4270389 A JP 4270389A JP H02223384 A JPH02223384 A JP H02223384A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
本発明は、直流電流をスイッチングするとともに共振回
路を介した後、直流に変換して負荷に供給する共振型イ
ンバータに係り、特に負荷変動に応じて変化させるスイ
ッチング周波数の制御に関する。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a resonant inverter that switches direct current, passes it through a resonant circuit, and then converts it to direct current and supplies it to a load, and is particularly applicable to load fluctuations. This invention relates to controlling the switching frequency to be changed accordingly.
従来、この種の共振型インバータとして、第8図に示す
ものが知られている。Conventionally, as this type of resonant inverter, one shown in FIG. 8 is known.
すなわち、第8図において、電iS1からの交流電流が
ダイオードブリッジDBとコンデンサC1により整流、
平滑されて、直列接続されたスイッチング索子Q1、Q
2に導かれている。このスイッチング素子Q1、Q2は
発振部2及びデユーティ決定部3により設定された所定
のデユーティを有するスイッチング周波数でオン、オフ
が交互に繰り返される。That is, in FIG. 8, the alternating current from the electric current iS1 is rectified by the diode bridge DB and the capacitor C1,
Smoothed and series connected switching cables Q1,Q
It is guided by 2. The switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on and off at a switching frequency having a predetermined duty set by the oscillation section 2 and the duty determining section 3.
コンデンサC6とコイルL1は直列共振回路を構成し、
更に該回路にはスイッチング素子Q2、トランスT3の
1次巻線T31が挿入されている。Capacitor C6 and coil L1 constitute a series resonant circuit,
Furthermore, a switching element Q2 and a primary winding T31 of a transformer T3 are inserted into the circuit.
そして、この共振回路は、スイッチング素子Q1のオン
により電源1から電流(電力)を供給され、一方スイツ
チング素子Q2のオンにより共振を行うようになされて
いる。This resonant circuit is supplied with current (power) from the power supply 1 when the switching element Q1 is turned on, and resonates when the switching element Q2 is turned on.
上記共振動作により1次コイルT31に磁束が発生し、
この磁束によってトランスT3の2次側に交流電流が流
れ、ダイオードD6、D7、コンデンサC7、更にはチ
ョークコイルL2、コンデンサC8で整流、平滑され、
負荷5に供給される。Due to the above resonance operation, magnetic flux is generated in the primary coil T31,
This magnetic flux causes an alternating current to flow through the secondary side of the transformer T3, which is rectified and smoothed by diodes D6, D7, capacitor C7, and further by choke coil L2 and capacitor C8.
Supplied to load 5.
また、負荷5には、負荷電流を検出するための抵抗R8
が直列に接続されており、負荷電流に比例する電圧が抵
抗R9を介してオペアンプ6にフィードバックされてい
る。In addition, the load 5 includes a resistor R8 for detecting the load current.
are connected in series, and a voltage proportional to the load current is fed back to the operational amplifier 6 via a resistor R9.
ところで、第7図はスイッチング素子Q1、Q2のオン
、オフ周波数と前記共振回路の共振利得との関係を示す
ものである。同図において、Gaは共振回路の利得、す
なわち共振回路に流れるエネルギーの大きさを表わす特
性曲線である。By the way, FIG. 7 shows the relationship between the on/off frequencies of the switching elements Q1 and Q2 and the resonant gain of the resonant circuit. In the figure, Ga is a characteristic curve representing the gain of the resonant circuit, that is, the amount of energy flowing through the resonant circuit.
また、fwoは共振回路の共振周波数である。Further, fwo is the resonant frequency of the resonant circuit.
スイッチング周波数は共振周波数fwo領域を外した低
周波側の一定範囲内で変化するようにし、これにより負
荷の多少の変動にも拘らず、急激な負荷電流の変化が生
じないように設計されている。The switching frequency is designed to vary within a certain range on the low frequency side outside the resonant frequency fwo region, so that sudden changes in load current do not occur despite slight fluctuations in load. .
すなわち、例えば過負荷状態になり、負荷電流が不足し
て抵抗R9からのフィードバック電圧が低下してくると
、オペアンプ6はフォトカブラP1を構成するフォトト
ランジスタの電流を増大させて、発振部2の発振周波数
、すなわちスイッチング周波数を上昇させ、負荷電流を
増大させている。That is, for example, when an overload condition occurs and the load current is insufficient and the feedback voltage from the resistor R9 decreases, the operational amplifier 6 increases the current of the phototransistor that constitutes the photocoupler P1, and the oscillation section 2 The oscillation frequency, that is, the switching frequency is increased, and the load current is increased.
一方、負荷が軽くなって上記フィードバック電圧が上昇
してくると、オペアンプ6は上記フォトトランジスタの
電流を押さえて、スイッチング周波数を降下させ、負荷
電流を低減させている。この結果、負荷の変動に応じた
適切な負荷電流が供給されることになる。On the other hand, when the load becomes lighter and the feedback voltage increases, the operational amplifier 6 suppresses the current of the phototransistor, lowers the switching frequency, and reduces the load current. As a result, an appropriate load current is supplied according to load fluctuations.
上記従来の共振型インバータにおいては、スイッチング
素子のスイッチング周波数が、第7図で示すように、共
振回路の共振周波数よりも低くなるように設計されてい
るために、負荷の変動、例えば負荷が軽減し、これに応
じてスイッチング周波数が降下してくると、可聴域に入
って騒音を発する。In the conventional resonant inverter described above, the switching frequency of the switching elements is designed to be lower than the resonant frequency of the resonant circuit, as shown in Figure 7, so load fluctuations, such as load fluctuations, are reduced. However, when the switching frequency decreases accordingly, it enters the audible range and generates noise.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、前記共振周波
数を変更させることなく、しかも負荷の変動に応じてス
イッチング周波数が変化しても、騒音を発しないように
した共振型インバータを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above, and provides a resonant inverter that does not generate noise even if the switching frequency changes in accordance with load fluctuations without changing the resonant frequency. The purpose is to
本発明は、直流電源に2個直列接続されたスイッチング
素子の一方のオン期間に電流が供給され、他方のオン期
間に形成される共振回路が共振を行い、この共振回路出
力を抽出し、整流して負荷に供給するようになされてお
り、上記負荷の変動に応じて上記スイッチング素子のス
イッチング周波数が変化すべく制御される共振型インバ
ータにおいて、上記スイッチング周波数が上記共振回路
の共振周波数よりも高く設定されているものである。In the present invention, a current is supplied during the ON period of one of two switching elements connected in series to a DC power supply, a resonant circuit formed during the ON period of the other resonates, and the output of this resonant circuit is extracted and rectified. In the resonant inverter, the switching frequency of the switching element is controlled to change according to fluctuations in the load, and the switching frequency is higher than the resonant frequency of the resonant circuit. This is what has been set.
本発明に係る共振型インバータによれば、負荷の変動に
応じてスイッチング素子のスイッチング周波数が変化し
ても、共振周波数以下に降下することがなく、可聴域に
は入らない。According to the resonant inverter according to the present invention, even if the switching frequency of the switching element changes in accordance with changes in the load, the frequency does not drop below the resonant frequency and does not fall into the audible range.
第1図は、本発明に係る共振型インバータの一実施例を
示す回路図である。なお、図中、第8図と同一符号が付
されたものは同一物を示す。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a resonant inverter according to the present invention. In addition, in the figure, the same reference numerals as in FIG. 8 indicate the same parts.
図において、1は商用電源等の交流電源、DBは上記型
[1からの交流電流を整流するダイオードブリッジ、C
1はダイオードブリッジDBの整流出力を平滑するコン
デンサで、R1はコンデンサC1への突入電流防止用抵
抗である。Q、1、Q2は、例えばMOSトランジスタ
等のスイッチング素子で、そのスイッチング動作は破線
内に示される発振部2、デユーティ決定部3及び振り分
は部4により制御される。すなわち、発振部2はスイッ
チング素子Ql、Q2のスイッチング周波数を決定し、
振り分は部4は発振部2の発振出力を互いに逆極性のス
イッチング制御パルスに振り分けて出力し、デユーティ
決定部3は上記スイッチング制御パルスのパルスデュー
ティを決定するものである。In the figure, 1 is an AC power source such as a commercial power supply, DB is a diode bridge of the above type [1] that rectifies the AC current, and C
1 is a capacitor for smoothing the rectified output of the diode bridge DB, and R1 is a resistor for preventing rush current from flowing into the capacitor C1. Q, 1, and Q2 are switching elements such as MOS transistors, and their switching operations are controlled by an oscillation section 2, a duty determining section 3, and a distribution section 4 shown within the broken lines. That is, the oscillator 2 determines the switching frequencies of the switching elements Ql and Q2,
The distribution section 4 distributes the oscillation output of the oscillation section 2 into switching control pulses of opposite polarity and outputs them, and the duty determining section 3 determines the pulse duty of the switching control pulses.
上記発振部2の発振周波数は、抵抗R4と後述するフォ
トカプラP1を構成するフォトトランジスタの導電性と
による合成抵抗値と、コンデンサC2の容量とで定まる
時定数により決定される。The oscillation frequency of the oscillation section 2 is determined by a time constant determined by the combined resistance value of the resistor R4 and the conductivity of a phototransistor forming a photocoupler P1, which will be described later, and the capacitance of the capacitor C2.
デユーティ決定部3のパルスデューティは、上記フォト
カプラP1を構成するフォトトランジスタの導電性によ
り決定される。また、振り分は部4からの互いに逆極性
のスイッチング制御パルスにより、スイッチング素子Q
1、Q2は交互にオン、オフを行うようになされている
。The pulse duty of the duty determining section 3 is determined by the conductivity of the phototransistor constituting the photocoupler P1. Further, the distribution is made by the switching control pulses of opposite polarity from the section 4 to the switching element Q.
1 and Q2 are alternately turned on and off.
T1、T2は上記スイッチング制御パルスの出力をスイ
ッチング素子Q1、Q2の動作レベルに変換するトラン
スである。上記トランスT1、T2の各2次側に並列に
接続された、互いに逆極性に直列接続されるツェナーダ
イオードD2、D3及びD4、D5は過電圧に対するス
イッチング素子Q1、Q2の耐圧保護用である。また、
各スイッチング素子Q1、Q2のゲートに接続される抵
抗R2、コンデンサC4及び抵抗R3、コンデンサC5
はノイズ吸収用の積分回路である。T1 and T2 are transformers that convert the output of the switching control pulses into operating levels of the switching elements Q1 and Q2. Zener diodes D2, D3 and D4, D5 connected in parallel with the secondary sides of the transformers T1, T2 and connected in series with mutually opposite polarities are used to protect the switching elements Q1, Q2 from overvoltage. Also,
Resistor R2, capacitor C4 and resistor R3, capacitor C5 connected to the gates of each switching element Q1, Q2
is an integrating circuit for noise absorption.
コンデンサC6とコイルL1は直列共振回路を構成し、
その共振周波数f w oは、f w o = 1 /
2 yr fTゴーr[τ−・−(1)で表わされる
。Capacitor C6 and coil L1 constitute a series resonant circuit,
Its resonant frequency f w o is f w o = 1 /
2 yr fTgo r[τ−·−(1).
また、この直列共振回路にはスイッチング索子Q2及び
トランスT3の2次コイルT31.も直列に挿入されて
いる。This series resonant circuit also includes a switching cable Q2 and a secondary coil T31 of the transformer T3. are also inserted in series.
上記直列共振回路は、以下に説明するように、スイッチ
ング素子Ql、Q2のスイッチングIJi!1期の後半
において直列共振を行う。すなわち、先ず、スイッチン
グ素子Q1がオンするスイッチング周期の前半期間に、
電源1側からの直流電流(電力)が該スイッチング素子
Q1を介してコンデンサC6に流入し、蓄積される。次
くスイッチング周期の後半期間に、スイッチング索子Q
2がオンし、これにより直列共振回路が形成され、コン
デンサC6に蓄積された電荷がコイルL1に、更にコン
デンサC6に、というように1 / f w 。The series resonant circuit has switching elements Ql and Q2 switching IJi!, as will be explained below. Series resonance occurs in the latter half of the first period. That is, first, in the first half of the switching period when the switching element Q1 is turned on,
Direct current (power) from the power supply 1 side flows into the capacitor C6 via the switching element Q1 and is accumulated. Next, in the second half of the switching period, the switching cable Q
2 turns on, thereby forming a series resonant circuit, and the charge stored in capacitor C6 is transferred to coil L1, then to capacitor C6, and so on, 1/f w .
の周期で交互に振動して流れることにより共振する。It resonates by vibrating and flowing alternately with a period of .
上記において、スイッチング周波数は共振周波数f w
oより高くなるように予め設定されている。In the above, the switching frequency is the resonant frequency f w
It is set in advance to be higher than o.
従って直列共振回路に流れるエネルギーは、第7図に示
すように、スイッチング周波数が降下して共振周波数f
w oに接近する程太き(、逆に、より上昇して共振
周波数fwoから離れる程小さくなる。Therefore, as shown in Fig. 7, the energy flowing in the series resonant circuit decreases as the switching frequency decreases to the resonant frequency f.
The closer it gets to fwo, the thicker it becomes (and, conversely, the more it rises and the farther away from the resonant frequency fwo, the smaller it becomes.
トランスT3は電源側と負荷側とを直流的に分離すると
ともに、上記の直列共振回路に流れるエネルギーを負荷
側に伝達するものである。該トランスT3の2次コイル
T32、T33に誘起される電圧によって生じる2次交
流電流はダイオードD6、D7で全波整流され、コンデ
ンサC7で平滑された後、更にチョークコイルL2及び
コンデンサC8で平滑されて負荷5に供給される。なお
、ダイオードD8はチョークコイルL2に蓄積されたエ
ネルギーを負荷5を介して逃がすフライホイールダイオ
ードとして機能するものである。The transformer T3 separates the power supply side and the load side in terms of direct current, and transmits the energy flowing in the series resonant circuit to the load side. The secondary alternating current generated by the voltage induced in the secondary coils T32 and T33 of the transformer T3 is full-wave rectified by diodes D6 and D7, smoothed by a capacitor C7, and further smoothed by a choke coil L2 and a capacitor C8. and is supplied to the load 5. Note that the diode D8 functions as a flywheel diode that releases the energy accumulated in the choke coil L2 via the load 5.
また、トランジスタQ3、抵抗R10、ツェナーダイオ
ードD9及びコンデンサCIOからなる回路は端子Aに
、後述のオペアンプ6の電源電圧を供給する電圧を得る
ためのものである。Further, a circuit including a transistor Q3, a resistor R10, a Zener diode D9, and a capacitor CIO is used to obtain a voltage for supplying a power supply voltage to an operational amplifier 6, which will be described later, to a terminal A.
R8は負荷5に直列に接続された負荷電流検出用の抵抗
で、その両端に発生する電圧は抵抗R9を介してフィー
ドバック電圧として前記オペアンプ6の非・反転入力端
子に入力される。C9はフィードバック電圧の急激な変
化を緩衝させるためのものである。R8 is a load current detection resistor connected in series with the load 5, and the voltage generated across it is inputted to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 6 as a feedback voltage via the resistor R9. C9 is for buffering sudden changes in the feedback voltage.
オペアンプ6は増幅率1+ (R6/R7)の非ドのア
ノード側に接続されている。The operational amplifier 6 is connected to the non-domain anode side with an amplification factor of 1+ (R6/R7).
上記オペアンプ6は、負荷が軽減してフィードバック電
圧が上昇すると、出力電圧を上昇させてへ二3ダイオー
ドに流れる電流を増加させ、フォトトランジスタの導電
率を低下させる。このため、抵抗R4との並列合成抵抗
値が減少し、時定数が小さくなって、発振部2による発
振周波数、すなわちスイッチング周波数カへ上昇する。When the load is reduced and the feedback voltage increases, the operational amplifier 6 increases the output voltage, increases the current flowing through the diode, and lowers the conductivity of the phototransistor. Therefore, the parallel combined resistance value with the resistor R4 decreases, the time constant decreases, and the oscillation frequency by the oscillation section 2, that is, the switching frequency increases.
この結果、第7図に示すように負荷5へ供給される負荷
電流が減少することとなる。逆に、負荷5が過負荷にな
ってフィードバック電圧が低下すると、オペアに流れる
電流を減少させ、フォトトランジスタの導電率を上昇さ
せる。このため、抵抗R4との並列合成抵抗値が増加し
、時定数が大きくなって、発振部2による発振周波数、
すなわちスイッチング周波数が降下する。この結果、第
7図に示すように負荷5へ供給される負荷電流が増大す
ることとなる。As a result, the load current supplied to the load 5 decreases as shown in FIG. 7. Conversely, when the load 5 becomes overloaded and the feedback voltage decreases, the current flowing through the au pair is reduced and the conductivity of the phototransistor is increased. Therefore, the parallel combined resistance value with resistor R4 increases, the time constant increases, and the oscillation frequency by the oscillator 2 increases.
In other words, the switching frequency decreases. As a result, the load current supplied to the load 5 increases as shown in FIG. 7.
すなわち、本実施例によれば、負荷が軽減した場合、ス
イッチング周波数は上昇するので、従来のように騒音が
発生することはない。また、過負荷状態でも、スイッチ
ング周波数は共振周波数以下には降下しないように予め
設定しているので、この場合にも騒音は生じない。That is, according to this embodiment, when the load is reduced, the switching frequency increases, so noise is not generated as in the conventional case. Further, even in an overload state, the switching frequency is set in advance so as not to drop below the resonant frequency, so no noise occurs in this case as well.
次に、第2図は、別の実施例を示す回路図であり、図中
第1図と同一符号が付されているものは同一物を示す。Next, FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment, in which the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same components.
この実施例は、蓄電池7への充電を制御する共振型イン
バータで、該蓄電池7の充電状況に応じて、スイッチン
グ周波数と、これに加えてスイッf ンク制御パルスの
パルスデューティとを変化させ、充電電流の制御を行う
ものである。This embodiment is a resonant inverter that controls the charging of a storage battery 7, and changes the switching frequency and, in addition, the pulse duty of the switch control pulse, depending on the charging status of the storage battery 7. It controls the current.
同図において、第1図に示す負荷5に代えて充電用の蓄
電池7が接続され、また満充電を検出して充電電流の切
換を制御する充電制御部8、スイッチSW1 トランジ
ス204部分及びフォトカブラP2が新たに付加されて
いる。なお、R13、R14はトランジスタQ4の分圧
用抵抗である。In the same figure, a storage battery 7 for charging is connected in place of the load 5 shown in FIG. P2 has been newly added. Note that R13 and R14 are voltage dividing resistors of the transistor Q4.
さて、直流に変換された電源電流はスイッチング素子Q
1、Q2、直列共振回路及びトランスT3を経た後、整
流、平滑されて充電電流として蓄電池7に供給される。Now, the power supply current converted to DC is passed through the switching element Q
1, Q2, a series resonant circuit, and a transformer T3, the current is rectified and smoothed, and then supplied to the storage battery 7 as a charging current.
蓄電池7が満充電に達するまでは、スイッチSWが開成
状態にあるために、トランジスタ04及びフォトカブラ
P2はオフ状態にある。従って、この状態では、第1図
の回路と同様な動作が行われる。すなわち、充?l1f
uが少ない間はフィードバック電圧が高く、オペアンプ
6の出力電圧が高いために、時定数が小さくなってスイ
ッチング周波数が上昇し、比較的小電流が供給される。Since the switch SW is in an open state until the storage battery 7 reaches full charge, the transistor 04 and the photocoupler P2 are in an off state. Therefore, in this state, the same operation as the circuit of FIG. 1 is performed. In other words, Mitsuru? l1f
While u is small, the feedback voltage is high and the output voltage of the operational amplifier 6 is high, so the time constant becomes small, the switching frequency increases, and a relatively small current is supplied.
そして、充電量が増加して蓄電池の端子間電圧が上昇し
て来るに従って、ブイ−ドパツク電圧が低下してオペア
ンプ6の出力電圧が低下するために、時定数が大きくな
ってスイッチング周波数が降下し、電流が次第に増大し
て来る。このような電流制御により、満充電に至るまで
充分な電流供給ができるようになされている。As the amount of charge increases and the voltage between the terminals of the storage battery rises, the voltage of the wave pack decreases and the output voltage of the operational amplifier 6 decreases, so the time constant increases and the switching frequency decreases. , the current gradually increases. Such current control allows sufficient current to be supplied until full charge.
その後、満充電が検出されると、充電制御部8が動作し
て、スイッチSWを開成状態に切換える。Thereafter, when full charge is detected, the charge control section 8 operates to switch the switch SW to the open state.
このスイッチSWの切換えにより、後述するように、満
充電後のトリクル(細流電流による)充電が開始され、
自己放電分を補充して、満充電状態の保持が図られる。By switching this switch SW, trickle charging (by trickle current) after full charging is started, as will be described later.
A fully charged state is maintained by replenishing the self-discharged amount.
スイッチSWが閉成されると、フォトカブラP2を構成
する鈑Iダイオードに端子Aから端子Bを介して電流が
流れ、これによりデユーティ決定部3はスイッチング素
子Ql、Q2のパルスデューティを低下させて直列共振
回路に供給するエネルギー自体を減少させる。この結果
、スイッチング周波数のみで制御する場合に比して、2
次電池7へ流入する電流を減少させることが出来る。When the switch SW is closed, a current flows from the terminal A to the terminal B to the plate I diode constituting the photocoupler P2, which causes the duty determining unit 3 to reduce the pulse duty of the switching elements Ql and Q2. Reduces the energy itself supplied to the series resonant circuit. As a result, compared to controlling only by the switching frequency, the
The current flowing into the secondary battery 7 can be reduced.
更に、スイッチSWが閉成されると、トランジスタQ4
がオンして、オペアンプ6の増幅率は1+(R6/ (
R7+R12>)
但し、(R7+R12>はR7と
R12の並列合成抵抗値
のように、満充電までの増幅率以上に変更される。Furthermore, when the switch SW is closed, the transistor Q4
is turned on, and the amplification factor of operational amplifier 6 is 1+(R6/ (
R7+R12>) However, (R7+R12> is changed to be greater than the amplification factor until full charge, like the parallel combined resistance value of R7 and R12.
従って、満充電後はフィードバック電圧が低くても、オ
ペアンプ6の出力電圧は比較的高くなり、時定数を小さ
くするので、満充電までの同一のフィードバック電圧に
比べるとスイッチング周波数はより上昇したものとなる
。この結果、第7図に示すように、直列共振回路出力は
一層小さくなって、充電電流を細流電流にまで抑制する
ことが出来る。Therefore, even if the feedback voltage is low after full charge, the output voltage of operational amplifier 6 becomes relatively high and the time constant becomes small, so the switching frequency is considered to be higher than the same feedback voltage until full charge. Become. As a result, as shown in FIG. 7, the series resonant circuit output becomes even smaller, and the charging current can be suppressed to a trickle current.
このように、この実施例はスイッチング周波数にパルス
デューティとオペアンプの増幅率の変更を相乗的に加味
した充15 fa流の抑制制御により、スイッチング周
波数のみの制御ではその変化範囲に限度があるために好
適な細流電流を得ることが出来なかった困難を解消し、
インバータ出力の調整範囲を拡張することが出来る。In this way, this embodiment uses the suppression control of the full 15fa flow, which synergistically takes into account changes in the pulse duty and the amplification factor of the operational amplifier to the switching frequency. Eliminates the difficulty of obtaining a suitable trickle current,
The adjustment range of the inverter output can be expanded.
次に、第3図は、第1図又は第2図の破線で囲まれた直
列共振回路部分を一部抜き出した他の回路例を示すもの
である。同図において、トランスT3の1次側にはコイ
ルT31と直列にコイルLllとL12が接続されてい
る。第4図はトランスT3の構造の一例を示す断面図で
、図中40は断面8の字状の鉄芯で、中心片401には
複数のコイルが巻回されている。すなわち、コイルLl
l、L12は上記中心片401の両端に各々巻回され、
コイルT31は中心片401の略中央位置に巻回され、
更に2次側のコイルT32とT33とがコイルT31の
外周に同軸状に巻回されている。Next, FIG. 3 shows another circuit example in which a part of the series resonant circuit surrounded by the broken line in FIG. 1 or 2 is extracted. In the figure, coils Lll and L12 are connected in series with coil T31 to the primary side of transformer T3. FIG. 4 is a sectional view showing an example of the structure of the transformer T3. In the figure, reference numeral 40 denotes an iron core having a figure-8 cross section, and a central piece 401 has a plurality of coils wound around it. That is, the coil Ll
l and L12 are respectively wound around both ends of the center piece 401,
The coil T31 is wound approximately at the center of the center piece 401,
Furthermore, secondary coils T32 and T33 are coaxially wound around the outer periphery of coil T31.
コイルT31によって、他のコイルを全て鎖交する磁束
φ3と、漏洩磁束φ31とが生じ、これら両磁束はいず
れも2次コイルT32とT33を鎖交し、トランスT3
の本来の役割を果たしている。また、コイルLllとコ
イルL12によって発生する磁束はそのほとんどが漏洩
磁束φ11、φ12となり、2次コイルT32とT33
を鎖交する磁束は少なくなるようにしたので、コイルL
11とコイルL12.の漏洩インダク゛タンスを大きく
設定出来る。コイルL11、L12をこの様に配設する
ことにより、第1図、第2図に示すコイルL1と等価に
取り扱うことが出来、従って、この実施例に示す構成の
トランスT3を用いることにより、コイルL1を省略す
ることが出来、部品点数の削減が図れる。Coil T31 generates a magnetic flux φ3 that interlinks all other coils and a leakage magnetic flux φ31. Both of these magnetic fluxes interlink secondary coils T32 and T33, and transformer T3
fulfills its original role. In addition, most of the magnetic flux generated by the coil Lll and the coil L12 becomes leakage magnetic flux φ11 and φ12, and the secondary coils T32 and T33
Since the magnetic flux interlinking with the coil L is reduced, the coil L
11 and coil L12. The leakage inductance can be set large. By arranging the coils L11 and L12 in this way, they can be treated equivalently to the coil L1 shown in FIGS. 1 and 2. Therefore, by using the transformer T3 having the configuration shown in this embodiment, the coil L1 can be omitted and the number of parts can be reduced.
第5図は第3図同様、直列共振回路部分を一部抜き出し
た他の回路例を示すものである。Similar to FIG. 3, FIG. 5 shows another circuit example in which a part of the series resonant circuit is extracted.
同図は、第1図、第2図に示すトランスT3を取り除き
、コイルL1とコンデンサC6の共振回路、及びコンデ
ンサC6の交流出力を全波整流するダイオードD6、D
7、D61及びD71から構成されるダイオードブリッ
ジを用いたものである。In this figure, the transformer T3 shown in FIGS. 1 and 2 is removed, and a resonant circuit consisting of the coil L1 and the capacitor C6, as well as diodes D6 and D for full-wave rectification of the AC output of the capacitor C6 are shown.
7, a diode bridge composed of D61 and D71 is used.
コンデンサC6からの交流出゛力の内、コイルLl側が
プラスであるときは順方向となるダイオードD6とD7
から出力され、逆にコイルLl側がマイナスであるとき
は順方向となるダイオードD61とD71から出力され
て、負荷5あるいは蓄7ヒ池7に供給される。Of the AC output from capacitor C6, diodes D6 and D7 act in the forward direction when the coil Ll side is positive.
Conversely, when the coil Ll side is negative, it is output from diodes D61 and D71 which are in the forward direction, and is supplied to the load 5 or storage reservoir 7.
第6図は第3図同様、直列共振回路部分を一部抜き出し
た他の回路例を示すものである。Similar to FIG. 3, FIG. 6 shows another circuit example in which a part of the series resonant circuit is extracted.
同図は、第1図、第2図に示すトランスT3に代えて、
コイルL1をコイルLllとコイルL12に分割すると
ともにトランスを形成し、更に、このトランスにコンデ
ンサC6を並列に接続して共振回路を構成したものであ
る。In this figure, in place of the transformer T3 shown in FIGS. 1 and 2,
The coil L1 is divided into a coil Lll and a coil L12 to form a transformer, and a capacitor C6 is connected in parallel to this transformer to form a resonant circuit.
コンデンサC6の両端に発生する交流出力はダイオード
D6、D7で交互に全波整流されて負荷側に供給される
。The AC output generated across the capacitor C6 is alternately full-wave rectified by the diodes D6 and D7 and then supplied to the load side.
すなわち、この実施例では、例えば第5図の場合のよう
に負荷が2個のダイオード、すなわちD6とD7、ある
いはD61とD71と直列に接続されるということがな
く、1個のダイオード、D6あるいはD7Lか直列に接
続されないので、ダイオードの順方向電圧降下分の影響
が小さく、整流損失も最少限に押さえられ、インバータ
効率が改浮される。That is, in this embodiment, the load is not connected in series with two diodes, D6 and D7, or D61 and D71, as is the case, for example, in FIG. Since D7L is not connected in series, the influence of the forward voltage drop of the diode is small, the rectification loss is also minimized, and the inverter efficiency is improved.
本発明に係る共振型インバータによれば、スイッチング
素子のスイッチング周波数を共振回路の共振周波数より
も常時高く設定しているので、負荷の変動に応じてスイ
ッチング周波数が変化しても、共振周波数以下に降下す
ることがなく、可聴域には入らないので騒音の発生を防
止することが出来る。According to the resonant inverter according to the present invention, the switching frequency of the switching element is always set higher than the resonant frequency of the resonant circuit, so even if the switching frequency changes according to load fluctuations, the switching frequency remains below the resonant frequency. Since it does not descend and does not enter the audible range, it is possible to prevent the generation of noise.
第1図は本発明に係る共振型インバータの一実施例を示
す回路図、第2図は他の実施例を示す回路図、第3図は
共振回路部分の他の回路例、第4図は第3図に示すトラ
ンスT3の断面図、第5図及び第6図は共振回路部分の
その他の回路例、第7図はスイッチング周波数と共振回
路に流れるエネルギーの大きさの関係を示す特性図、第
8図は従来の共振型インバータの回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a resonant inverter according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment, FIG. 3 is another circuit example of the resonant circuit portion, and FIG. A sectional view of the transformer T3 shown in FIG. 3, FIGS. 5 and 6 are other circuit examples of the resonant circuit portion, and FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the switching frequency and the amount of energy flowing in the resonant circuit. FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional resonant inverter.
Claims (1)
一方のオン期間に電流が供給され、他方のオン期間に形
成される共振回路が共振を行い、この共振回路出力を抽
出し、整流して負荷に供給するようになされており、上
記負荷の変動に応じて上記スイッチング素子のスイッチ
ング周波数が変化すべく制御される共振型インバータに
おいて、上記スイッチング周波数が上記共振回路の共振
周波数よりも高く設定されていることを特徴とする共振
型インバータ。1. Current is supplied during the ON period of one of two switching elements connected in series to a DC power supply, the resonant circuit formed during the ON period of the other resonates, and the output of this resonant circuit is extracted and rectified. In a resonant inverter configured to supply power to a load, the switching frequency of the switching element is controlled to vary according to fluctuations in the load, the switching frequency being set higher than the resonant frequency of the resonant circuit. A resonant inverter characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042703A JPH02223384A (en) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | Resonant inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042703A JPH02223384A (en) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | Resonant inverter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02223384A true JPH02223384A (en) | 1990-09-05 |
Family
ID=12643423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1042703A Pending JPH02223384A (en) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | Resonant inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02223384A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5781418A (en) * | 1996-12-23 | 1998-07-14 | Philips Electronics North America Corporation | Switching scheme for power supply having a voltage-fed inverter |
| JP2008210384A (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Siemens Ag | ASI network for explosion hazard areas |
-
1989
- 1989-02-21 JP JP1042703A patent/JPH02223384A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5781418A (en) * | 1996-12-23 | 1998-07-14 | Philips Electronics North America Corporation | Switching scheme for power supply having a voltage-fed inverter |
| JP2008210384A (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Siemens Ag | ASI network for explosion hazard areas |
| US8242901B2 (en) | 2007-02-27 | 2012-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | ASI network for explosion-hazard areas |
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