JPH039711B2 - - Google Patents
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- JPH039711B2 JPH039711B2 JP59121537A JP12153784A JPH039711B2 JP H039711 B2 JPH039711 B2 JP H039711B2 JP 59121537 A JP59121537 A JP 59121537A JP 12153784 A JP12153784 A JP 12153784A JP H039711 B2 JPH039711 B2 JP H039711B2
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- Japan
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- voltage
- transistors
- inductance
- current
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion 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
- H02M7/53—Conversion 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
- H02M7/537—Conversion 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
- H02M7/538—Conversion 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 in a push-pull configuration
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、直流・交流の電圧変換を行なうト
ランジスタ・インバータ装置に関するものであ
る。
ランジスタ・インバータ装置に関するものであ
る。
従来この種のトランジスタ・インバータ装置と
して、第１図のような回路構成図のものがあつ
た。第１図において１は直流電源、２はインダク
タンス、３はキヤパシタ、４はトランス、５はコ
レクタ巻線、６はベース巻線、７，８はトランジ
スタ、９は抵抗、１０は２次巻線、１１は負荷で
ある。この出典は“Transistorized high−
voltage supplies、by R.E.Crosbie、
ELECTRONIC ENGINEERING、
DECEMBER 1967”による。
して、第１図のような回路構成図のものがあつ
た。第１図において１は直流電源、２はインダク
タンス、３はキヤパシタ、４はトランス、５はコ
レクタ巻線、６はベース巻線、７，８はトランジ
スタ、９は抵抗、１０は２次巻線、１１は負荷で
ある。この出典は“Transistorized high−
voltage supplies、by R.E.Crosbie、
ELECTRONIC ENGINEERING、
DECEMBER 1967”による。
従来の装置においては、インダクタンス２によ
つてプツシユプル形トランジスタ・インバータか
ら直流電源１を見た時のインピーダンスを高めて
定電流源的な電力源としておき、キヤパシタ３
と、トランス４のコレクタ巻線５のインダクタン
スによる並列共振によつてトランス４の巻線電圧
を正弦波状の共振電圧とし、トランジスタ７，８
のスイツチング時におけるコレクタ電圧を０とし
てスイツチング損失を低減する。またトランジス
タ７，８の駆動はトランス４に設けたベース巻線
６により自励式で行ない、共振電圧が０から上昇
すると同時にコレクタ巻線５からベース巻線６に
電圧が発生して所定のトランジスタにベース電流
が供給されてトランジスタがオンとなり、共振電
圧が０に戻るとトランジスタがオフとなる。この
ようにしてプツシユプル形トランジスタ・インバ
ータが自励で動作し、負荷１１へはトランス４の
２次巻線１０を介して電力が伝送される。なお抵
抗９はベース電流の制限用である。第１図の各部
の電圧、電流波形を第２図に示す。
つてプツシユプル形トランジスタ・インバータか
ら直流電源１を見た時のインピーダンスを高めて
定電流源的な電力源としておき、キヤパシタ３
と、トランス４のコレクタ巻線５のインダクタン
スによる並列共振によつてトランス４の巻線電圧
を正弦波状の共振電圧とし、トランジスタ７，８
のスイツチング時におけるコレクタ電圧を０とし
てスイツチング損失を低減する。またトランジス
タ７，８の駆動はトランス４に設けたベース巻線
６により自励式で行ない、共振電圧が０から上昇
すると同時にコレクタ巻線５からベース巻線６に
電圧が発生して所定のトランジスタにベース電流
が供給されてトランジスタがオンとなり、共振電
圧が０に戻るとトランジスタがオフとなる。この
ようにしてプツシユプル形トランジスタ・インバ
ータが自励で動作し、負荷１１へはトランス４の
２次巻線１０を介して電力が伝送される。なお抵
抗９はベース電流の制限用である。第１図の各部
の電圧、電流波形を第２図に示す。
しかし、自励式インバータは、回路素子の諸元
の温度変動や劣化あるいは負荷変動によつて動作
周波数が変化し、用途によつては好ましくない場
合がある。例えばテレビジヨン装置では、スイツ
チング雑音の生じる、トランジスタのスイツチン
グのタイミングを、ブランキング期間（ブラウン
管上で画像の走査が行なわれていない期間）に入
れたり、あるいはスイツチング周波数を水平同期
信号に同期させて、画面へのランダム雑音の混入
を低減する事が行なわれている。また特定の周波
数帯域に高感度を有する通信装置では、スイツチ
ング周波数あるいはその高調波がその帯域にずれ
込むと通信性能を劣化させる。この様な用途で
は、トランジスタ７，８を自励式に駆動するので
はなく、個別の独立した発振器を有するトランジ
スタ駆動回路によつて外部より駆動し、動作周波
数を一定かつ安定にする事が従来より行なわれて
きた。
の温度変動や劣化あるいは負荷変動によつて動作
周波数が変化し、用途によつては好ましくない場
合がある。例えばテレビジヨン装置では、スイツ
チング雑音の生じる、トランジスタのスイツチン
グのタイミングを、ブランキング期間（ブラウン
管上で画像の走査が行なわれていない期間）に入
れたり、あるいはスイツチング周波数を水平同期
信号に同期させて、画面へのランダム雑音の混入
を低減する事が行なわれている。また特定の周波
数帯域に高感度を有する通信装置では、スイツチ
ング周波数あるいはその高調波がその帯域にずれ
込むと通信性能を劣化させる。この様な用途で
は、トランジスタ７，８を自励式に駆動するので
はなく、個別の独立した発振器を有するトランジ
スタ駆動回路によつて外部より駆動し、動作周波
数を一定かつ安定にする事が従来より行なわれて
きた。
しかし、従来の第１図の回路を外部より駆動し
た場合、以下の様な不具合がある。すなわち、共
振回路の共振周波数と駆動信号の周波数は一致し
ないため、共振回路の共振電圧が正弦波状の弧を
描いて０に戻つた時刻と駆動信号の供給される時
刻が一致しない。それ故、共振電圧は０から負の
電圧となつてトランジスタ７，８のコレクタ・エ
ミツタ間に印加してこれらを損傷したり、ターン
オフ時のコレクタ電圧が０にならず、スイツチン
グ損失が増加する等の不具合があつた。上記動作
における各部の電圧、電流波形を第３図に示す。
第３図は共振周波数がスイツチング周波数より高
くなつた場合の動作波形を示しており、トランジ
スタのターンオフ前に逆電圧がコレクタ・エミツ
タ間に印加され、またターンオフ時のコレクタ・
エミツタ電圧が０にならない。
た場合、以下の様な不具合がある。すなわち、共
振回路の共振周波数と駆動信号の周波数は一致し
ないため、共振回路の共振電圧が正弦波状の弧を
描いて０に戻つた時刻と駆動信号の供給される時
刻が一致しない。それ故、共振電圧は０から負の
電圧となつてトランジスタ７，８のコレクタ・エ
ミツタ間に印加してこれらを損傷したり、ターン
オフ時のコレクタ電圧が０にならず、スイツチン
グ損失が増加する等の不具合があつた。上記動作
における各部の電圧、電流波形を第３図に示す。
第３図は共振周波数がスイツチング周波数より高
くなつた場合の動作波形を示しており、トランジ
スタのターンオフ前に逆電圧がコレクタ・エミツ
タ間に印加され、またターンオフ時のコレクタ・
エミツタ電圧が０にならない。
この発明は、かかる欠点を改善する目的でなさ
れたもので、トランス４のコレクタ巻線５のイン
ダクタンスに蓄えられた電流の循環路を設ける事
により、共振回路の電圧がほぼ０のまま停滞でき
るようになしたトランジスタ・インバータ装置を
提案するものである。
れたもので、トランス４のコレクタ巻線５のイン
ダクタンスに蓄えられた電流の循環路を設ける事
により、共振回路の電圧がほぼ０のまま停滞でき
るようになしたトランジスタ・インバータ装置を
提案するものである。
第４図はこの発明によるトランジスタ・インバ
ータ装置の回路構成図であり、以下詳細に説明す
る。第４図において、１は直流電源、２はインダ
クタンス、３はキヤパシタ、４はトランス、５は
コレクタ巻線、７，８はトランジスタ、１０は２
次巻線、１１は負荷、１２は駆動装置、１３−
ａ，１３−ｂは駆動信号、１４，１５はダイオー
ドである。駆動装置１２は、トランジスタ７，８
の駆動信号１３−ａ，１３−ｂを発生する。トラ
ンジスタ７の駆動信号１３−ａと、トランジスタ
８の駆動信号１３−ｂは以下の様に設定する。す
なわち、第一に駆動信号１３−ａ，１３−ｂの周
期は、回路素子の諸元の変動あるいは負荷変動を
含めて、最長となる共振周期以上とすること、第
二に一方の駆動信号がオフとなる前に、他方の駆
動信号をあらかじめオンにしておく事である。
ータ装置の回路構成図であり、以下詳細に説明す
る。第４図において、１は直流電源、２はインダ
クタンス、３はキヤパシタ、４はトランス、５は
コレクタ巻線、７，８はトランジスタ、１０は２
次巻線、１１は負荷、１２は駆動装置、１３−
ａ，１３−ｂは駆動信号、１４，１５はダイオー
ドである。駆動装置１２は、トランジスタ７，８
の駆動信号１３−ａ，１３−ｂを発生する。トラ
ンジスタ７の駆動信号１３−ａと、トランジスタ
８の駆動信号１３−ｂは以下の様に設定する。す
なわち、第一に駆動信号１３−ａ，１３−ｂの周
期は、回路素子の諸元の変動あるいは負荷変動を
含めて、最長となる共振周期以上とすること、第
二に一方の駆動信号がオフとなる前に、他方の駆
動信号をあらかじめオンにしておく事である。
第５図に第４図の発明における各部の電圧、電
流波形を示す。以下第５図に従つて、第４図の回
路の動作を述べる。駆動信号１３−ａがオンであ
り、駆動信号１３−ｂがオンからオフに反転する
と、トランジスタ４のコレクタ巻線５のインダク
タンスに流れていた電流が断となり、キヤパシタ
３との間で共振を生じる。共振回路の等価回路は
第６図となる。第６図において、ｖは共振回路の
電圧、ｉは共振回路の電流である。共振の開始時
にはｖはほぼ０であり、ｉはトランス４のコレク
タ巻線５のインダクタンスに流れていた電流の初
期値i0と等しい。第６図の系で次式が成立つ。
流波形を示す。以下第５図に従つて、第４図の回
路の動作を述べる。駆動信号１３−ａがオンであ
り、駆動信号１３−ｂがオンからオフに反転する
と、トランジスタ４のコレクタ巻線５のインダク
タンスに流れていた電流が断となり、キヤパシタ
３との間で共振を生じる。共振回路の等価回路は
第６図となる。第６図において、ｖは共振回路の
電圧、ｉは共振回路の電流である。共振の開始時
にはｖはほぼ０であり、ｉはトランス４のコレク
タ巻線５のインダクタンスに流れていた電流の初
期値i0と等しい。第６図の系で次式が成立つ。
ｖ＝−Ｌ・di／dt
ｉ＝Ｃ・dv／dt
ｉ（０）＝i0
ｖ（０）＝０
上式でＬはトランス４のコレクタ巻線５のイン
ダクタンス、Ｃはキヤパシタ３のキヤパシタン
ス、またｉ（０）、ｖ（０）はそれぞれ電圧ｖ、電
流ｉの時間０における値を示す。これらの式より
電圧ｖ、電流ｉは以下の様になる。
ダクタンス、Ｃはキヤパシタ３のキヤパシタン
ス、またｉ（０）、ｖ（０）はそれぞれ電圧ｖ、電
流ｉの時間０における値を示す。これらの式より
電圧ｖ、電流ｉは以下の様になる。
ｖ（ｔ）＝Ａ・sin wt
ｉ（ｔ）＝i0・cos wt
ここでＡは、直流電源１の電圧Ｅ、上式で決ま
るｗ、ならびに駆動信号のタイミングで決まり、
自励式と同じタイミングで動作させ、トランジス
タ７，８および回路中の損失が０と想定した場合
Ａ＝π×Ｅとなる。
るｗ、ならびに駆動信号のタイミングで決まり、
自励式と同じタイミングで動作させ、トランジス
タ７，８および回路中の損失が０と想定した場合
Ａ＝π×Ｅとなる。
上式より、電圧ｖは正弦波の弧を描き、共振周
期Ｔ＝π√の後に再び０となる。また電流ｉ
は方向が反転し、−i0となる。以上の期間の動作
は、従来の回路と変らないが、この後の動作が異
なる。
期Ｔ＝π√の後に再び０となる。また電流ｉ
は方向が反転し、−i0となる。以上の期間の動作
は、従来の回路と変らないが、この後の動作が異
なる。
すなわちＴ＝π√にてｖ＝０となつた後、
ｖは共振の継続として負になろうとする。しか
し、ｖ＝−vd（vdはダイオード１５の順方向電圧
降下）になるとダイオード１５が導通し、電流ｉ
はダイオード１５のアノードからインダクタンス
Ｌ、トランジスタ７を経て再びダイオード１５の
カソードに流れる経路で循環する。この動作の等
価回路は第７図となる。インダクタンスの両端電
圧ｖは、ほぼ−Vd（厳密には−vdにトランジスタ
７の電圧降下を加えた値）で約1V程度であるた
め、電流i0はほとんど減少せずに、循環をつづけ
る。（なぜならばＬ・di0／dt＝−vdで、vdが小さい ためほぼdi0／dt＝０とみなせる。すなわちi0はほぼ 一定となる。） この期間にトランジスタ８の駆動信号１３−ｂ
をオンにしておく。
ｖは共振の継続として負になろうとする。しか
し、ｖ＝−vd（vdはダイオード１５の順方向電圧
降下）になるとダイオード１５が導通し、電流ｉ
はダイオード１５のアノードからインダクタンス
Ｌ、トランジスタ７を経て再びダイオード１５の
カソードに流れる経路で循環する。この動作の等
価回路は第７図となる。インダクタンスの両端電
圧ｖは、ほぼ−Vd（厳密には−vdにトランジスタ
７の電圧降下を加えた値）で約1V程度であるた
め、電流i0はほとんど減少せずに、循環をつづけ
る。（なぜならばＬ・di0／dt＝−vdで、vdが小さい ためほぼdi0／dt＝０とみなせる。すなわちi0はほぼ 一定となる。） この期間にトランジスタ８の駆動信号１３−ｂ
をオンにしておく。
ついで、トランジスタ７の駆動信号１３−ａを
オフにする事により、上記の動作がプツシユプル
インバータ内で対称に行なわれ、継続してゆく。
オフにする事により、上記の動作がプツシユプル
インバータ内で対称に行なわれ、継続してゆく。
このようにして、本発明ではインダクタンス電
流の循環経路が具備されているので、共振周期Ｔ
が変動してもインダクタンス電流の循環期間が増
減する範囲であれば動作に支障はなく、ターンオ
ン、ターンオフ時のトランジスタ７，８のコレク
タ・エミツタ電圧は共にほぼ０にする事ができ、
またコレクタ・エミツタ電圧に過大な逆電圧が印
加される事がない。第５図の波線に、共振周期が
短くなつた場合の動作波形を示している。
流の循環経路が具備されているので、共振周期Ｔ
が変動してもインダクタンス電流の循環期間が増
減する範囲であれば動作に支障はなく、ターンオ
ン、ターンオフ時のトランジスタ７，８のコレク
タ・エミツタ電圧は共にほぼ０にする事ができ、
またコレクタ・エミツタ電圧に過大な逆電圧が印
加される事がない。第５図の波線に、共振周期が
短くなつた場合の動作波形を示している。
以上のように、この発明によるトランジスタ・
インバータ装置は、共振の周期と、駆動信号１３
−ａ，１３−ｂの周期が厳密に一致しなくても支
障なく動作するから、回路諸元の変動や、負荷変
動による共振周期の変化があつても、一定の駆動
周波数で動作でき、しかもトランジスタに逆電圧
が印加される事もなく、スイツチング時のトラン
ジスタのコレクタ・エミツタ電圧は必ず０となる
のでスイツチング損失が少ないという効果があ
る。
インバータ装置は、共振の周期と、駆動信号１３
−ａ，１３−ｂの周期が厳密に一致しなくても支
障なく動作するから、回路諸元の変動や、負荷変
動による共振周期の変化があつても、一定の駆動
周波数で動作でき、しかもトランジスタに逆電圧
が印加される事もなく、スイツチング時のトラン
ジスタのコレクタ・エミツタ電圧は必ず０となる
のでスイツチング損失が少ないという効果があ
る。
第１図は従来のトランジスタ・インバータ装置
の回路構成図、第２図は従来のトランジスタ・イ
ンバータ装置における各部の電圧、電流波形図、
第３図は従来のトランジスタ・インバータ装置を
外部より駆動した時の各部の電圧、電流波形図、
第４図はこの発明のトランジスタ・インバータ装
置の回路構成図、第５図はこの発明のトランジス
タ・インバータ装置における各部の電圧、電流波
形図、第６図は共振回路の等価回路を示す回路
図、第７図はインダクタンス電流の循環経路を示
す回路図である。 図中１は直流電源、２はインダクタンス、３は
キヤパシタ、４はトランス、５はコレクタ巻線、
６はベース巻線、７，８はトランジスタ、９は抵
抗、１０は２次巻線、１１は負荷、１２は駆動装
置、１３−ａ，１３−ｂは駆動信号、１４，１５
はダイオードである。なお、図中同一あるいは相
当部分には同一符号を付して示してある。
の回路構成図、第２図は従来のトランジスタ・イ
ンバータ装置における各部の電圧、電流波形図、
第３図は従来のトランジスタ・インバータ装置を
外部より駆動した時の各部の電圧、電流波形図、
第４図はこの発明のトランジスタ・インバータ装
置の回路構成図、第５図はこの発明のトランジス
タ・インバータ装置における各部の電圧、電流波
形図、第６図は共振回路の等価回路を示す回路
図、第７図はインダクタンス電流の循環経路を示
す回路図である。 図中１は直流電源、２はインダクタンス、３は
キヤパシタ、４はトランス、５はコレクタ巻線、
６はベース巻線、７，８はトランジスタ、９は抵
抗、１０は２次巻線、１１は負荷、１２は駆動装
置、１３−ａ，１３−ｂは駆動信号、１４，１５
はダイオードである。なお、図中同一あるいは相
当部分には同一符号を付して示してある。
Claims (1)
- １ 直流電源と、直流・交流変換を行うプツシユ
プル形トランジスタ・インバータとの間に直列に
挿入したインダクタンス素子と、上記インバータ
のトランスの一巻線に接続したキヤパシタと、上
記インバータのトランジスタをトランスの自己イ
ンダクタンスとキヤパシタの共振周期より長時間
に、かつかさなりを有しつつ交互に駆動する手段
とから構成されたトランジスタ・インバータ装置
において、上記インバータの２つのトランジスタ
と並列に、トランジスタの電流路と逆極性にダイ
オードを並列に接続した事を特徴とするトランジ
スタ・インバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59121537A JPS611275A (ja) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | トランジスタ・インバ−タ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59121537A JPS611275A (ja) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | トランジスタ・インバ−タ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS611275A JPS611275A (ja) | 1986-01-07 |
| JPH039711B2 true JPH039711B2 (ja) | 1991-02-12 |
Family
ID=14813696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59121537A Granted JPS611275A (ja) | 1984-06-13 | 1984-06-13 | トランジスタ・インバ−タ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS611275A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4882666A (en) * | 1989-03-23 | 1989-11-21 | North American Philips Corporation | High frequency high voltage power supply with controlled output power |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57132774A (en) * | 1981-02-07 | 1982-08-17 | Toshibumi Saruga | Large power generator using static induction transistor |
-
1984
- 1984-06-13 JP JP59121537A patent/JPS611275A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS611275A (ja) | 1986-01-07 |
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