JPH03139176A

JPH03139176A - プッシュプルインバータ

Info

Publication number: JPH03139176A
Application number: JP1274825A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Kijima; 木嶋　精一
Original assignee: Kijima Co Ltd
Current assignee: Kijima Co Ltd
Priority date: 1989-10-24
Filing date: 1989-10-24
Publication date: 1991-06-13
Anticipated expiration: 2014-04-05
Also published as: JP2879227B2

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」この発明は、例えば、冷陰極放電管や熱陰極放電管など
のドライバーとして利用するところのプッシュプルイン
バータに関する。

「従来の技術」第６図は螢光管１１のドライバーとして構成されている
プッシュプルインバータ回路の従来例を示す。

このインバータ回路は、昇圧用トランス１２、スイッチ
ング動作用のトランジスタ１３，１４．共振回路用のコ
ンデンサ１５、チョークコイル１６などによって構成さ
れたプッシュプル回路となっている。

このプッシュプル回路は、電源スィッチ１７を閉成する
と、給電用スイッチとして働くトランジスタ１８がＯＮ
Ｌ、ＤＣ電源１９より直流電力が供給される。

これより、抵抗２０を通ってトランジスタ１３に、また
、抵抗２１を通ってトランジスタ１４に各々ペース電流
が流れ込む。このため、これらトランジスタ１３．１４
が共に導通する方向に移行するが、トランジスタ特性や
回路構成上いずれか一方のトランジスタが大きく導通状
態に進み、このトランジスタが先にＯＮする。

例えば、トランジスタ１３が先にＯＮした場合。

ＤＣ電源１９より送られる電流がチョークコイル１６を
通ってトランス１２の一次コイル１２Ｐに流れ、この−
次コイル１２Ｐには図示実線向きの電圧が発生し、トラ
ンジスタ１４のコレクタ電位に比ベトランジスタ１３の
コレクタ電位が低くなる。

また、三次コイル１２Ｆには図示実線向きの電圧が発生
するため、トランジスタ１３のベースに正帰還がかかり
、コレクタ電流が急速に増加する。

このとき、二次コイル１２Ｓには図示実線向きの誘導電
圧が発生し、螢光管１１の点灯を開始させる。

トランジスタ１３の電流増加はベース電流と増帳度とに
よって定まる飽和点に達した時点で抑制されるから、そ
の電流増加が少なくなるに連れてトランス１２の一次コ
イル１２Ｐには図示点線向きの電圧が発生し、トランジ
スタ１３がＯＮからＯＦＦ、トランジスタ１４がＯＦＦ
からＯＮに切換わる。

この結果、三次コイル１２Ｆに発生した図示点線向きの
電圧によってトランジスタ１４のベースに正帰還がかか
り、二次コイル１２Ｓには図示点線向きの誘導電圧が発
生し、螢光管１１の点灯を継続させる。

以後はトランジスタ１３．１４が同様に交互にＯＮを繰
返し、二次コイル１．２　Ｓに高い交流電圧を発生させ
る。

なお、トランス１２の一次コイル１２Ｐはコンデンサ１
５と共に共振回路を形成しており、この共振回路の共振
電圧によって二次コイル１２Ｓの出力電圧と出力電流が
第７図に示す交流電圧■７と交流電流工、のようになり
、また、螢光管１１に加わる負荷電圧ｖｅと負荷電流工
、が第８図に示すようになる。

その他、第６図に示した参照符号２２は電源電圧安定用
のコンデンサ、２３は安定動作のためのコンデンサであ
る。

「発明が解決しようとする課題」上記したインバータ回路を構成する場合、トランス１２
には帰還用の三次コイル１２Ｆを設けなければならない
。

したがって、この三次コイル１２Ｆを巻線する工程やこ
のコイル端部の半田付は工程などが増え、トランス生産
能率を高める上に必ずしも好ましくない。

また、上記のような三次コイル１２Ｆを設けると、この
コイル用の端子ピンが必要となるため、トランス１２の
小形化に問題となる。

具体的には、上記したトランス１２では、−次コイル１
２Ｐの３本の端子ピン、二次コイル１２Ｓの２本の端子
ピン、三次コイル１２Ｆの２本の端子ピンを要し、端子
ピン合計が７本となる。

そして、二次コイル１２Ｓの高電圧側となる端子ピンは
、他の端子ピンと離す関係で、この高電圧用の端子ピン
をコイルが巻装されるボビンの一方の鍔に、他の端子ピ
ンを他方の鍔に固着するようになる。つまり、ボビンの
他方の鍔には６本の端子ピンを適当な間隔をおいて固着
することになり、この結果、ボビン形態が大きくなり、
トランスの小形化が困難となる。

一方、上記したインバータ回路では、トランス１２の一
次コイル１２Ｐに共振回路用のコンデンサ１５を設けな
ければならない６そのため、共振回路の共振電流によっ
てＤＣ電源１９からの入力電流が増すと共に、トランス
１２の発熱が多くなる。この発熱の問題はトランス形態
を小形化する程大きく影響する。

本発明は上記した実情にかんがみ、帰還用の三次コイル
が省略できるトランスとし、また、必要に応じて共振回
路用のコンデンサが省略できるプッシュプル回路を用い
たインバータを開発することを目的とする。

「課題を解決するための手段」上記した目的を達成するため、本発明では、中間タップ
を有する一次コイル、負荷接続される二次コイルを備え
たトランスと、中間タップより一方側の一次コイルとそ
の他方側の一次コイルに流れる電流を交互に断続させる
制御極付の第１．第２スイッチング素子とを備えたプッ
シュプルインバータにおいて、第１スインチング素子の
制御極と第２スイッチング素子の制御極とを接続するコ
ンデンサを設けると共に、このコンデンサに負荷電流が
回り込む回路接続として第１．第２スイッチング素子を
交互に動作させる構成としたことを特徴とするプッシュ
プルインバータを提案する。

「作　　用」上記インバータは、負荷に流れる交番電流が第１、第２
スイッチング素子の制御極に流れ、これらスイッチング
素子が交互に動作する。

このスイッチング動作によって、中間タップより一方側
の一次コイルとその他方側の一次コイルに交互に入力電
流が流れ、二次コイルにはほぼ交流波形の出力電圧が現
われる。

また、トランスの一次コイルにコンデンサを並列に接続
すれば、出力電圧が一層交流電圧に近ずいたものとなる
。

「実施例」次に、本発明の一実施例について図面に沿って説明する
。

第１図に示すプッシュプルインバータ回路では一次コイ
ル３０Ｐ、二次コイル３ｏＳを有する昇圧用トランス３
０が使用しである。

このトランス３０は二次コイル３０Ｓの一端をコンデン
サ２３を介して螢光管１１の一方の電極に、その他端を
トランジスタ１３のベースに各々接続しである。

そして、螢光管１１の他の電極はトランジスタ］、４の
ベースに接続し、さらに、トランジスタ１３．１４の各
々のベース−エミッタ間にバイアス用コンデンサ３１．
３２を接続した構成となっている。

二点鎖線で示した共振回路用のコンデンサ３３は、必要
に応じて設けるもので、必ずしも備えなくともよい。

その他は第６図に示した従来例と同梼成であるので、同
じ回路部品には同符号が付しである。

上記したインバータ回路は電源スィッチ１７を閉成して
従来例同様に発振始動させる。

電源スィッチ１７の開成によってトランジスタが先にＯ
Ｎすると、トランス３ｏの一次コイル３０Ｐに発生する
図示実線向きの電圧にしたがい、二次コイル３０Ｓには
図示実線向きの出力電圧が発生し、螢光管１１を発光始
動させる。

ここで、螢光管１１を流れる負荷電流が、螢光管１１、
コンデンサ３２．３１、二次コイル３０Ｓ、コンデンサ
２３、螢光管１１の経路を通って流れるため、コンデン
サ３１．３２が図示極性に充電され、充電々圧が所定値
に達したとき、トランジスタ１３がＯＮからＯＦＦ、ト
ランジスタ１４がＯＦＦからＯＮに切換わる。

この結果、トランス３０の一次コイル３０Ｐに発生する
図示点線向きの電圧にしたがい、二次コイル３０Ｓには
図示点線向きの出力電圧が発生し、螢光管１１の発光が
継続する。

また、このとき、螢光管１１を流れる負荷電流は上記と
は逆方向に流れるため、コンデンサ３１．３２が図示極
性とは反対方向に充電され、これらの充電々圧が所定値
になったとき、トランジスタ１３がＯＮ、トランジスタ
１４がＯＦＦに切換わる。

以後は同様に螢光管１１を流れる負荷電流にしたがって
トランジスタ１３．１４が交互にＯＮを繰返し発振動作
を継続する。

第２図は共振回路用のコンデンサ３３を設けないときの
トランス３ｏの出力電圧ｖ２と出力電流工２を示す波形
図である。

図示するように、第７図に示した従来例のインバータ出
力電圧■７に比べて多少歪んだ交流電圧波形となるが、
螢光管１１の発光には実用上問題とならない。

第３図は上記出力電圧ｖ２によって螢光管１１に加わる
負荷電圧Ｖ、と負荷電施工、とを示す波形図である。

この図に示したパルス状の負荷電流■３がバイアス用の
コンデンサ３１．３２を充電するように流れることにな
る。

第４図は共振回路用のコンデンサ３３を取付けたときの
トランス３ｏの出力電圧ｖ４と出力電流■、とを示す波
形図である。

図示する如く、電圧波形が改善され第７図に示した従来
例のインバータ出力電圧ｖ７とほぼ同様の交流電圧とな
る。

第５図は上記した出力電圧ｖ４によって螢光管１１に加
わる負荷電圧ｖ５と負荷電流■、とを示した波形図であ
る。

次に、上記したインバータ回路の実験結果について下記
に第１表として示す。

この実験では、ＤＣ電源１２Ｖ、負荷電圧２１７゜５Ｖ
、＃囲温度２０℃とし、また、トランス３０は中間タッ
プの一方側の一次コイルとその他方側の一次コイルとの
各々に２５ターン（φ０．１６）二次コイルに１５００
ターン（φ０．０４）の巻線を施したものを使用した。

第１表また、この実験においてトランス３０の温度について甜
定したところ、コンデンサ３３を設けない場合、−次コ
イル温度９，７℃、二次コイル温度ｉｏ、ｉ’ｃ上昇す
るに対し、コンデンサ３３を設けた場合は、−次コイル
温度２ｏ、６℃、二次コイル温度１８．４℃上昇し、共
振回路用のコンデンサ３３を設けないときにはトランス
の温度上昇が約半減することが確認された。

さらに、発振周波数については、コンデンサ３３を設け
ないとき６２ＫＨｚ、このコンデンサ３３を設けたとき
２６　Ｋ　Ｈｚとなり、従来例のように帰還用の三次コ
イルを設けると４２ＫＨｚとなることが確認された。

なお、本発明の実施に際しては、バイアス用コンデンサ
３１．３２に換えて、トランジスタ１３．１４のベース
間を一つのコンデンサを用いて接続する構成としてもよ
い。

「発明の効果」上記した通り、本発明に係るプッシュプルインバータで
はトランスに帰還用の三次コイルを設ける必要がないの
で、トランス生産能率を高め得ると共に、この三次コイ
ル用の端子ピンが省略できるためトランス形態の小形設
計に極めて有利となる。　また、本発明のプッシュプル
インバータでは、トランスの一次コイルに並列接続して
共振回路を形成するコンデンサが省略できる結果、トラ
ンスの発熱が極めて少なく、効率の高いインバータとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプッシュプルインバー
タの回路図、第２図は共振回路用のコンデンサを設けな
いときの出力電圧と出力電流を示す波形図、第３図は共
振回路用のコンデンサを設けないときの螢光管に加わる
負荷電圧と負荷電流を示した波形図、第４図は共振回路
用のコンデンサを設けたときの出力電圧と出力電流を示
す波形図、第５図は共振回路用のコンデンサを設けたと
きの螢光管に加わる負荷電圧と負荷電流を示す波形図、
第６図は従来例として示したプッシュプルインバータの
回路図、第７図は上記従来例のプッシュプルインバータ
における出力電圧と出力電流を示す波形図、第８図は上
記従来例のプッシュプルインバータによって螢光管に加
わる負荷電圧と負荷電流を示す波形図である。１１・・・螢光管１３．１４・・・トランジスタ１６・・・チョークコイル１９・・・ＤＣ電源３０・・・トランス３１．３２・・・バイアス用コンデンサ３３・・・共振
回路用コンデンサ第２図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中間タップを有する一次コイル、負荷接続される
二次コイルを備えたトランスと、中間タップより一方側
の一次コイルとその他方側の一次コイルに流れる電流を
交互に断続させる制御極付の第１、第２スイッチング素
子とを備えたプッシュプルインバータにおいて、第１ス
イッチング素子の制御極と第２スイッチング素子の制御
極とを接続するコンデンサを設けると共に、このコンデ
ンサに負荷電流が回り込む回路接続として第１、第２ス
イッチング素子を交互に動作させる構成としたことを特
徴とするプッシュプルインバータ。
（２）トランスの一次コイルに共振回路用のコンデンサ
を並列に接続したことを特徴とする請求項第（１）項記
載のプッシュプルインバータ。