JPH0644314Y2

JPH0644314Y2 - 正弦波コンバ−タ

Info

Publication number: JPH0644314Y2
Application number: JP18150586U
Authority: JP
Inventors: 清春稲生; 修一松田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1994-11-14
Anticipated expiration: 2001-11-26
Also published as: JPS6388091U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、負荷に安定化された正弦波電圧を供給する正
弦波コンバータに関し、更に詳しくは、負荷が短絡した
場合等において、コンバータを保護することができるよ
うにするとともに、立上り特性を改善した正弦波コンバ
ータに関するものである。

（従来の技術）第４図は、従来の正弦波コンバータの一例を示す構成ブ
ロック図である。図中、RWGは直流入力電圧Eiを入力し
矩形波信号を出力する矩形波発生器、CVはコンバータ部
で、その出力端Toに正弦波電圧eoを出力する。TDは矩形
波発生器RWGからの矩形波信号によって駆動される駆動
トランス、Ｔはコンバータ部CVの入力側に設けた制御用
トランスで、駆動トランスTDの２次側回路にダイオード
D1,D2及びトランジスタＱを介して接続されており、駆
動信号をコンバータ部CVに印加させる。CNTはトランジ
スタＱの制御回路で、正弦波電圧eoを入力しており、こ
の正弦波電圧eoが所定の値に安定化するようにトランジ
スタＱを制御している。この制御回路CNTは、一般にIC
等の電子回路を含んで構成されている。APSは駆動トラ
ンスTDの２次側に設けた補助電源で、ここに得られる電
力は、制御回路CNTに供給されている。

（考案が解決しようとする問題点）このような構成の正弦波コンバータは、制御回路CNTに
補助電源からの電力が供給されて動作するもので、立上
り特性が悪いうえに、出力最大の時には、制御用トラン
スＴに最大入力電圧が印加されるようになっているため
に、制御用トランスＴが大形になり、また、制御用トラ
ンジスタＱが破損すると、制御用トランスＴに駆動信号
が印加されなくなって、出力電圧eoが得られなくなると
いう問題点がある。また、出力短絡等の事故が生じた場
合、制御回路CNTは、出力電圧eoを大きくするように動
作することとなるので、インバータ部を保護するための
何んらかの保護回路が必要となる。

本考案は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、制御用トランスが小形化可能で、制御用トラ
ンジスタが破損しても出力が得られるようにし、また、
電源投入時において立上り特性を改善するとともに、出
力短絡時においてもインバータ部を保護することのでき
る構成の簡単な正弦波インバータを実現しようとするも
のである。

（問題点を解決するための手段）前記した問題点を解決する本考案正弦波コンバータは、
直流電圧（Ei）を入力し矩形波信号を発生する矩形信号
発生器と、この矩形波信号発生器からの矩形波信号を入
力する駆動トランスと、この駆動トランスを介して矩形
波信号を入力し正弦波電圧（eo）を出力するコンバータ
部と、前記駆動トランスと前記コンバータ部とを結ぶ一
方のラインに１次巻線が直列に接続された制御用トラン
スと、この制御用トランスの２次巻線出力を整流平滑化
する回路と、この整流平滑回路の出力端に接続されたト
ランジスタと、前記正弦波電圧に対応した電圧を入力し
前記トランジスタを制御することによって正弦波電圧を
安定化する制御回路を備え、前記制御回路は前記コンバ
ータ部から得られる正弦波電圧（eo）を整流した電圧及
び前記直流電圧（Ei）が供給されて動作するように構成
されている。

（実施例）第１図は本考案に係る装置の一例を示す電気的接続図で
ある。図において、第２図の各部分と対応する部分には
同一符号を付して示す。

本考案の装置においては、コンバータ部CVは、駆動トラ
ンスTDを介して矩形発生器RWGからの矩形波信号を入力
している。また、制御用トランスＴは、その１次巻線
が、駆動トランスTDとコンバータ部CVを結ぶラインliの
一方に挿入接続されている。RSはこの制御用トランスＴ
の２次巻線に得られた信号を整流，平滑する整流平滑回
路で、ダイオードブリッジによる整流回路BSと、平滑コ
ンデンサC1及び抵抗R1で構成されている。Ｑは整流平滑
回路RSの出力端に接続されたトランジスタ、CNTは端子2
1,22に得られる正弦波電圧eoに対応した電圧を入力し、
トランジスタＱを制御する制御回路である。この制御回
路CNTは、正弦波電圧eoを整流するダイオードD11,D12,
平滑コンデンサC2,平滑コンデンサC2に得られる電圧Eo
を分圧する抵抗R2,R3,抵抗R2,R3による分圧電圧Edに応
じて電流IKを制御する電流制御素子U1、この電流制御素
子U1と並列に接続されたツェナーダイオードZDと抵抗R4
の直列回路で構成されている。ツェナーダイオードZD
と、抵抗RBの共通接続点の電圧EBは、ツェナーダイオー
ドZDで得られる定電圧と分圧電圧EBとの偏差に対応して
おり、この電圧EBがトランジスタＱのベースに印加され
ていて、トランジスタＱのコレクタ・エミッタ間電圧VC
Eを制御するようになっている。

ここで、ツェナーダイオードZD及び電流制御素子U1は、
抵抗R5を介してコンデンサC2の両端、すなわち、コンバ
ータ部CVの出力端からその作動電力を得るとともに、抵
抗RBを介して、入力直流電圧Eiからもその作動電力を得
ている。

このように構成した装置の動作を電源投入時の立上り動
作，安定動作，出力端短絡時の動作に分けて次に説明す
る。

（電源投入時の立上り動作）はじめに、直流電圧Eiが印加されない状態では、出力電
圧eoは当然のことながら零となっており、トランジスタ
Ｑはオフとなっている。この状態から、直流電圧Eiが印
加（電源オンの状態）されると、制御回路CNTには、は
じめに抵抗RBを介して直流電圧Eiが供給される。この
時、出力安定用の電流制御素子U1はオフとなっており、
抵抗RBを介して供給される電流は、ツェナーダイオード
ZD側に流れ、トランジスタＱにベース電流を供給する。
トランジスタＱはこのベース電流によってオンとなり、
トランスＴのインピーダンスを低くする。これによっ
て、矩形波信号は、駆動トランスTDを介してコンバータ
部CVに印加され、正弦波出力電圧eoを急速に立上げる。
正弦波出力電圧eoが立上ると、制御回路CNTの主たる動
作電力は、この出力電圧eoより得ることとなり、次の安
定化動作に入る。

（安定化動作）第２図は、第１図回路の等価回路である。制御用トラン
スＴの２次巻線側回路及び、トランジスタＱからなる回
路は、制御回路CNTの出力電圧EBによって、抵抗値が変
る抵抗R0で代表される。

コンバータ部CVは、駆動トランスTDを介して印加される
駆動信号によって駆動され、端子21,22に正弦波電圧eo
を出力している。いま、第２図において、正弦波出力電
圧eoの平均値が所定値より低下したとすると、分圧電圧
Edが下がり、電流制御素子U1が吸い込む電流IKが減少す
る。このため、ツェナーダイオードZD、抵抗R4の直列回
路側に流れる電流が増大し、トランジスタＱのベース電
流IBが増大し、トランジスタＱのベース電流IBが増加し
て、トランジスタＱはコレクタ・エミッタ電圧VCEが小
さくなるように制御される。トランジスタＱのVCEが小
さくなると、制御用トランスＴの２次巻線側での損失が
小さくなり、抵抗R0の値が見掛上小さくなる。抵抗R0の
値が小さくなると、コンバータ部CVに印加される駆動信
号の振幅が大きくなり、正弦波出力電圧eoが所定値にな
るまで大きくなる。

正弦波出力電圧eoが所定値より増大したとすると、前記
した逆の動作によりり、正弦波出力電圧eoが所定値にな
るまで小さくなる。

以上のような動作により、正弦波出力電圧eoはツェナー
ダイオードZDによって得られる基準電圧に対応する所定
の一定電圧になるように安定化される。なお、正弦波出
力電圧eoの平均値は、抵抗R2,R3による分圧比を変える
ことによって調整できる。

（出力端短絡時の動作）出力端子21,22間が短絡されるというような事故が生じ
た場合、出力電圧eoは零になる。

制御回路CNTを構成しているツェナーダイオードZDや、
電流制御素子U1は、主としてコンバータ部CVの出力電圧
eoによって電力が供給されていて動作しており、eoが零
になると、電力が供給されなくなるために、トランジス
タＱがオフとなって、第２図における抵抗R0の値は相当
大きな値となる。従って、出力端短絡時における第１図
装置は、第３図にような等価回路で表わされ、インバー
タ部CVの短絡保護が可能となる。この状態では、制御用
トランスＴに最大電圧が印加され、前段のインバータ部
CVには負担がかかることはない。

なお、上記の実施例では、制御回路CNTは電流制御素子U
1を含んで構成したものであるが、他の回路構成でもよ
い。

（考案の効果）以上説明したように、本考案によれば、電源投入時にお
いて、制御回路には入力直流電圧Eiが供給されて動作す
るもので立上り特性は良好であり、また、最大出力を得
る時、制御用トランスＴには最小電圧が印加されるもの
であり、制御用トランスＴを小形にすることができる。
また、制御用トランジスタＱが破損をしたとしても、制
御用トランスＴの１次巻線を介して駆動信号が印加され
る構成となっているので、出力電圧eoを引続き得ること
ができ、また、出力短絡等の事故に対しても、インバー
タ部CVを確実に保護することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る装置の一例を示す電気的接続図、
第２図は第１図装置の等価回路図、第３図は第１図装置
における短絡時の等価回路図、第４図は従来装置の構成
ブロック図である。 CV……コンバータ部、Ｔ……制御用トランス、RS……整
流平滑回路、Ｑ……トランジスタ、CNT……制御回路、R
WG……矩形波発生器。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】直流電圧（Ei）を入力し矩形波信号を発生
する矩形信号発生器と、この矩形波信号発生器からの矩
形波信号を入力する駆動トランスと、この駆動トランス
を介して矩形波信号を入力し正弦波電圧（eo）を出力す
るコンバータ部と、前記駆動トランスと前記コンバータ
部とを結ぶ一方のラインに１次巻線が直列に接続された
制御用トランスと、この制御用トランスの２次巻線出力
を整流平滑化する回路と、この整流平滑回路の出力端に
接続されたトランジスタと、前記正弦波電圧に対応した
電圧を入力し前記トランジスタを制御することによって
正弦波電圧を安定化する制御回路を備え、前記制御回路
は前記コンバータ部から得られる正弦波電圧（eo）を整
流した電圧及び前記直流電圧（Ei）が供給されて動作す
るように構成されていることを特徴とする正弦波コンバ
ータ。