JPH082184B2 - PWM inverter - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、時比率制御によって、直流電源からPWM
(パルス幅変調)矩形波を得るためのPWMインバータに
関し、特に、主巻線と抵抗との直列回路よりなる主回路
の両端に、時比率制御によって直流電圧を交互に極性反
転して印加するスイッチ手段を有するPWMインバータに
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention is a PWM control from a DC power supply by duty ratio control.
(Pulse width modulation) PWM inverter for obtaining rectangular wave, especially switch for alternately inverting and applying polarity of DC voltage by duty ratio control to both ends of main circuit consisting of series circuit of main winding and resistor A PWM inverter having means.
さらに具体的にいえば、本発明は、前記スイッチ手段
のオン・オフ制御を可飽和磁心を用いた可飽和トランス
によって実現したPWMインバータに関する。More specifically, the present invention relates to a PWM inverter in which on / off control of the switching means is realized by a saturable transformer using a saturable magnetic core.
(従来の技術) 直流電源からスイッチ素子の時比率制御により正弦波
(交流)出力または安定な直流出力等を得る従来のスイ
ッチング電源装置において、前記スイッチ素子の切換制
御は、従来、集積回路等の電子回路で構成されたパルス
幅制御回路により、パルス幅変調された一定周期の制御
信号を発生させ、半導体素子などによりこの制御信号を
電力増幅し、増幅された制御信号でスイッチ素子をオン
・オフ制御することによって行なわれている(B.D.Bedf
ord et.al.著、1964年John Wiley & Sons,Inc.発行“P
rinciples of Inverter Circuits"PP.310〜313参照)。(Prior Art) In a conventional switching power supply device that obtains a sine wave (AC) output or a stable DC output from a DC power supply by controlling the duty ratio of a switching element, the switching control of the switching element is conventionally performed by an integrated circuit or the like. A pulse width control circuit composed of an electronic circuit generates a pulse-width-modulated control signal with a constant period, and a semiconductor element or the like power-amplifies this control signal. The amplified control signal turns on / off the switch element. It is done by controlling (BDBedf
Ord et.al., 1964, John Wiley & Sons, Inc. “P
rinciples of Inverter Circuits "PP.310-313).
(発明が解決しようとする課題) このため、パルス幅制御回路およびスイッチ素子駆動
回路の構成が複雑であるばかりでなく、スイッチング周
波数を高周波化する場合、スイッチ素子駆動回路の電力
損失が増す等の欠点があった。(Problems to be solved by the invention) Therefore, not only is the configuration of the pulse width control circuit and the switch element drive circuit complicated, but when the switching frequency is increased, the power loss of the switch element drive circuit increases, etc. There was a flaw.
本発明は、これらの問題を解決するためパルス幅制御
回路に可飽和磁心を含む可飽和トランスを用い、回路構
成が極めて簡単で、スイッチ素子およびその駆動回路の
電力損失が少ないPWMインバータを提供することを目的
とする。In order to solve these problems, the present invention provides a PWM inverter that uses a saturable transformer including a saturable magnetic core in a pulse width control circuit, has an extremely simple circuit configuration, and has low power loss in a switch element and its drive circuit. The purpose is to
本発明の他の目的は、主巻線と抵抗との直列回路より
なる主回路を有し、この主回路の両端に、時比率制御に
よって、直流電圧を交互に極性反転して印加する半導体
スイッチ手段を有するPWMインバータを提供することに
ある。Another object of the present invention is to provide a semiconductor switch having a main circuit composed of a series circuit of a main winding and a resistor, and applying a DC voltage to the both ends of the main circuit by alternately inverting the polarity by duty ratio control. It is to provide a PWM inverter having means.
本発明のさらに他の目的は、前記半導体スイッチ手段
のオン・オフ制御を可飽和磁心を用いた可飽和トランス
によって行なうようにしたPWMインバータを提供するこ
とにある。Still another object of the present invention is to provide a PWM inverter in which on / off control of the semiconductor switching means is performed by a saturable transformer using a saturable magnetic core.
(実施例) 第1図は、本発明の一実施例の回路図である。同図に
おいて、直列接続された2つの直流電源1,2には、ハー
フブリッジ接続のコンプリメンタリFET10および11が直
列に接続されている。両直流電源1,2の接続点はグラン
ド電位に接地される。両FET10,11のソースおよびゲート
はそれぞれ共通に接続される。(Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, half-bridge connected complementary FETs 10 and 11 are connected in series to two DC power supplies 1 and 2 connected in series. The connection point of both DC power supplies 1 and 2 is grounded to the ground potential. The sources and gates of both FETs 10 and 11 are commonly connected.
単一の閉磁路を有する可飽和磁心3には、駆動巻線3
0、主巻線31および制御巻線32が施され、駆動巻線30
は、FET10およびFET11のゲートおよびソース間に接続さ
れ、またFET10およびFET11のソースAとグランド(接
地)A′間には、主巻線31および抵抗5の直列回路より
なる主回路が接続されている。制御巻線32には高抵抗ま
たはチョークコイル等の交流阻止素子6を通して制御回
路7が接続されている。素子6は、FET10,11のスイッチ
ング周波数に相当する周波数の交流を阻止する。各巻線
の極性は、黒点印で図示される。また、FETのソースの
接続点であるA点には、リアクトル(図示省略)を介し
て負荷4が接続される。後述するように、FET10と11
は、一方がONのとき、他方がOFFになるように、交互に
オン・オフ制御される。The saturable magnetic core 3 having a single closed magnetic circuit has a drive winding 3
0, main winding 31 and control winding 32 are provided, and drive winding 30
Is connected between the gate and source of FET10 and FET11, and between the source A of FET10 and FET11 and the ground (ground) A ', a main circuit consisting of a series circuit of a main winding 31 and a resistor 5 is connected. There is. A control circuit 7 is connected to the control winding 32 through an AC blocking element 6 such as a high resistance or a choke coil. The element 6 blocks alternating current having a frequency corresponding to the switching frequency of the FETs 10 and 11. The polarity of each winding is shown by a black dot. A load 4 is connected to a point A, which is a connection point of the FET source, via a reactor (not shown). FETs 10 and 11 as described below
Is alternately on / off controlled such that when one is on, the other is off.
動作時に第2図aのように、FET10がオンで、FET11が
オフの時間T0〜T1において、直流電源1の電圧V1が抵抗
5を通して主巻線31に印加され(第2図の波形b)、こ
のとき主巻線31に流れる電流により磁心3内の磁束は、
第2図cのように増加する。ここで、制御巻線32の電流
Icは実質上0と仮定している。またこの時、駆動巻線30
に誘起される電圧によりFET10のオン状態が保持され
る。During operation, as shown in FIG. 2a, the voltage V1 of the DC power supply 1 is applied to the main winding 31 through the resistor 5 during the time T0 to T1 when the FET 10 is on and the FET 11 is off (waveform b in FIG. 2). At this time, the magnetic flux in the magnetic core 3 due to the current flowing through the main winding 31
It increases as in FIG. 2c. Where the current in the control winding 32
Ic is assumed to be substantially zero. At this time, the drive winding 30
The ON state of the FET 10 is held by the voltage induced in the FET.
磁心3の磁束が、時刻T1において、飽和値Φsに達す
ると、主巻線31のインダクタンスが急激に減少し、FET1
0のゲート・ソース間の容量と駆動巻線30の飽和インダ
クタンスにより、駆動巻線30の電流およびFET10のゲー
ト・ソース間電圧が過渡振動を発生する。このため、FE
T10のゲートから駆動巻線30にパルス電流が流れ、FET10
のゲート・ソース間容量に蓄えられていた電荷が急速に
放出されるので、FET10はターン・オフする。When the magnetic flux of the magnetic core 3 reaches the saturation value Φs at time T1, the inductance of the main winding 31 sharply decreases and the FET1
Due to the gate-source capacitance of 0 and the saturation inductance of the drive winding 30, the current of the drive winding 30 and the gate-source voltage of the FET 10 generate transient oscillation. Therefore, FE
A pulse current flows from the gate of T10 to the drive winding 30,
Since the electric charge stored in the gate-source capacitance of is rapidly released, the FET 10 is turned off.
FET10がターン・オフすると、ターン・オフ時に駆動
巻線30に流れる過渡電流によって、磁心3に蓄えられた
エネルギーが、FET11のゲート・ソース間の容量に電流
として与えられる。その結果、FET11は、そのゲート電
圧が順バイアスとなってターン・オフする。FET11がタ
ーン・オンすると、直流電源2の電圧V2が抵抗5を通し
て主巻線31に印加される。When the FET 10 is turned off, the energy accumulated in the magnetic core 3 is given as a current to the gate-source capacitance of the FET 11 by the transient current flowing through the drive winding 30 at the time of turning off. As a result, the FET 11 turns off because its gate voltage becomes forward biased. When the FET 11 is turned on, the voltage V2 of the DC power supply 2 is applied to the main winding 31 through the resistor 5.
前述と同様に、主巻線31に流れる電流にしたがって磁
心3内の磁束は、第2図cのように、正の飽和値Φsか
ら減少する。磁束が、時刻T2に、負の飽和値−Φsに達
すると、前に説明したのと同じメカニズムにより、FET1
1がターンオフし、FET10がターンオンする。すなわち、
FET11からFET10への転流が生じる。この転流動作は、そ
の後予定の周期で繰り換される。Similarly to the above, the magnetic flux in the magnetic core 3 decreases from the positive saturation value Φs according to the current flowing in the main winding 31, as shown in FIG. 2c. When the magnetic flux reaches the negative saturation value −Φs at time T2, the FET1 operates by the same mechanism as described above.
1 turns off and FET10 turns on. That is,
Commutation from FET11 to FET10 occurs. This commutation operation is then repeated at a predetermined cycle.
前に述べたように、第1図の回路において、一方のFE
Tから他方のFETへの転流は、磁心3の飽和インダクタン
スと各FETのゲート・ソース間の容量との直列回路によ
る過渡的な振動電流によって行なわれるが、FETの種類
によっては、ゲート・ソース間に容量が小さいために転
流が行なわれにくいことがある。このような場合には、
FETのゲート・ソース間にコンデサを付加することによ
り転流が容易となる。As mentioned previously, in the circuit of FIG.
The commutation from T to the other FET is performed by a transient oscillating current due to the series circuit of the saturation inductance of the magnetic core 3 and the capacitance between the gate and the source of each FET. In some cases, since the capacity is small, it may be difficult to perform commutation. In such cases,
Commutation is facilitated by adding a capacitor between the gate and source of the FET.
このとき、正の電源1と負の電源2の電圧V1とV2とが
等しいと仮定すると、巻線31に与えられる電圧、励磁電
流は、FET10がオンのときとFET11がオンのとでは、磁化
の条件も単に極性が逆になるだけであるので、磁化の速
度(第2図cに示す直線の傾き)も極性が反転するだけ
でその値は等しくなる。したがってFET10がオンの時間
τ1(磁束が負の飽和磁束−Φsから正の飽和磁束Φs
に到達するまでの時間)とFET11がオンの時間τ2(反
対に、磁束が正の飽和磁束Φsから負の飽和磁束−Φs
に到達するまでの時間)は等しくなり、主巻線31および
抵抗5の直列回路両端の出力波形は、第2図bに示すよ
うに、正期間と負期間が合同な矩形波となる。At this time, assuming that the voltages V1 and V2 of the positive power supply 1 and the negative power supply 2 are equal, the voltage applied to the winding 31 and the exciting current are different between when the FET 10 is on and when the FET 11 is on. Since the condition (1) is simply opposite in polarity, the magnetization speed (slope of the straight line shown in FIG. 2c) is also equal in value only by reversing the polarity. Therefore, the time when the FET 10 is on τ1 (the magnetic flux is negative saturation flux −Φs to positive saturation flux Φs
Time to reach FET) and the time when the FET 11 is on τ2 (on the contrary, the magnetic flux is from positive saturation flux Φs to negative saturation flux −Φs
2), the output waveforms of the main winding 31 and the resistor 5 at both ends of the series circuit become a rectangular wave in which the positive period and the negative period are congruent, as shown in FIG. 2B.
次に、制御回路7より制御巻線32に、黒丸印方向(主
巻線31の黒丸印と同極性の方向)から制御電流Icが与え
られると、FET10がオンのときは、主巻線31より与えら
れる電圧および励磁電流による磁化方向(磁束を負の飽
和磁束−Φsから正の飽和磁束Φs方向に変化させる方
向)と制御電流Icによる磁化方向の方向は同一方向であ
るので、制御電流Icは、主巻線31より与えられる磁化を
助長することになる。そのため、磁束を負の飽和磁束−
Φsから正の飽和磁束Φs方向に変化させる磁化速度、
即ち、磁化の傾きは、第3図bに示すように、第2図c
に示す制御電流が零のときの傾きに比べて急となり、し
たがって、主巻線31の電圧も制御電流が零のときよりも
Vrだけ高くなる。このため、磁束が負の飽和磁束−Φs
から正の飽和磁束Φsに達する時間τ1も、第3図cに
示されるように短かくなる。Next, when the control current Ic is applied from the control circuit 7 to the control winding 32 in the black circle direction (direction having the same polarity as the black circle of the main winding 31), when the FET 10 is on, the main winding 31 Since the magnetization direction (direction that changes the magnetic flux from the negative saturation magnetic flux −Φs to the positive saturation magnetic flux Φs direction) by the voltage and the excitation current given by the control current Ic is the same direction, the control current Ic is the same. Will promote the magnetization provided by the main winding 31. Therefore, the magnetic flux is a negative saturation flux −
Magnetization speed that changes from Φs to the direction of positive saturation flux Φs,
That is, the magnetization gradient is as shown in FIG.
The steepness is steeper than that when the control current is zero, and therefore the voltage of the main winding 31 is smaller than that when the control current is zero.
It will be higher by Vr. Therefore, the saturation flux with negative magnetic flux −Φs
The time τ1 for reaching the positive saturation magnetic flux Φs from is also short, as shown in FIG. 3c.
逆に、FET11がオンのときは、主巻線31より与えられ
る電圧および励磁電流による磁化方向(磁束を正の飽和
磁束Φsから負の飽和磁束−Φs方向に変化させる方
向)と制御電流Icによる磁化の方向は逆方向となるの
で、制御電流Icは、主巻線31より与えられる磁化を妨げ
ることになる。そのため、磁束を正の飽和磁束Φsから
負の飽和磁束−Φs方向に変化させる磁化速度、即ち、
磁化の傾きは、第3図bに示すように、第2図cに示す
制御電流が零のときの傾きに比べて緩やかとなり、した
がって、主巻線31の電圧も制御電流が零のときに比べて
Vrだけ低くなる。このため、磁束が正の飽和磁束Φsか
ら負の飽和磁束−Φsに達する時間τ2も、第3図cに
示されるように長くなる。On the contrary, when the FET 11 is turned on, it depends on the magnetization direction (direction of changing the magnetic flux from the positive saturation magnetic flux Φs to the negative saturation magnetic flux −Φs direction) and the control current Ic by the voltage and the exciting current applied from the main winding 31. Since the magnetization direction is opposite, the control current Ic hinders the magnetization applied from the main winding 31. Therefore, the magnetization speed that changes the magnetic flux from the positive saturation magnetic flux Φs to the negative saturation magnetic flux −Φs direction, that is,
As shown in FIG. 3b, the gradient of the magnetization becomes gentler than the gradient when the control current shown in FIG. 2c is zero. Therefore, the voltage of the main winding 31 also becomes zero when the control current is zero. Compared to
Vr is lowered. Therefore, the time τ2 for the magnetic flux to reach the negative saturation magnetic flux −Φs from the positive saturation magnetic flux Φs also becomes long as shown in FIG. 3c.
以上のように、第1図の実施例回路に、制御巻線32の
黒丸印方向から制御電流Icが流されると、FET10がオン
の時間τ1は減少し、FET11がオンの時間τ2は増加す
るので、FET10がオンの時間τ1とFET11がオン時間τ2
との比、即ち、時比率が制御電流Icによって制御され
る。また容易に理解されるように、制御電流Icの向きを
反転するとFET10がオンの時間τ1が増加し、FET11がオ
ン時間τ2が減少する。このように、制御電流Icの極性
に応じて、時比率は50%を中心に増加の方向にも減少の
方向にも制御できる。また明らかなように、制御電流Ic
から50Hzないし60Hz程度の、本回路の発振周波数100kHz
にくらべて十分低い周波数の交流であれば、それにした
がって時比率制御される。それ故に、制御電流Icを正弦
波状に変化させれば正弦波出力電圧が得られる。As described above, when the control current Ic is supplied to the embodiment circuit of FIG. 1 from the direction of the black circle of the control winding 32, the time τ1 for which the FET 10 is on decreases and the time τ2 for which the FET 11 is on increases. So, FET10 is on time τ1 and FET11 is on time τ2
And the ratio, that is, the duty ratio, is controlled by the control current Ic. Further, as will be easily understood, when the direction of the control current Ic is reversed, the time τ1 for which the FET 10 is on increases and the on time τ2 for the FET 11 decreases. Thus, depending on the polarity of the control current Ic, the duty ratio can be controlled around 50% either in the increasing direction or in the decreasing direction. Also, as is clear, the control current Ic
From 50Hz to 60Hz, oscillation frequency of this circuit 100kHz
If the frequency of the alternating current is sufficiently lower than that of AC, the duty ratio is controlled accordingly. Therefore, if the control current Ic is changed in a sine wave shape, a sine wave output voltage can be obtained.
以上に説明したように、本実施例では制御巻線32より
制御電流Icが与えられると主巻線31には、制御電流Icの
大きさに応じて定まる磁化力により、主巻線による磁化
を助長する半サイクルと主巻線による磁化を妨げる半サ
イクルとが生じ、FET11がオンの時間τ1とFET10がオン
時間τ2との間に差違が生じ、時比率が制御される。As described above, in this embodiment, when the control current Ic is applied from the control winding 32, the main winding 31 is magnetized by the main winding due to the magnetizing force determined according to the magnitude of the control current Ic. A half cycle that promotes and a half cycle that prevents magnetization by the main winding occur, and a difference occurs between the time τ1 when the FET 11 is on and the time τ2 when the FET 10 is on, and the duty ratio is controlled.
第1の実施例回路により、より正確な正弦波(交流)
出力を得るためには、制御回路7において、正弦波の基
準電圧に対する出力電圧の偏差を検出、増幅し、増幅信
号によって制御巻線32に与える電流Icを制御することに
よって、A点に正弦波状にパルス幅変調された矩形波出
力電圧を得、これをリアクトルとコンデンサとを含む平
滑化回路で平滑化すればよい。More accurate sine wave (AC) by the circuit of the first embodiment
In order to obtain the output, the control circuit 7 detects and amplifies the deviation of the output voltage from the reference voltage of the sine wave, and controls the current Ic to be given to the control winding 32 by the amplified signal. A rectangular wave output voltage whose pulse width is modulated can be obtained, and this can be smoothed by a smoothing circuit including a reactor and a capacitor.
第4図は、本発明の他の実施例を示す回路図である。
第1図では、説明を簡単にするために、FET10とFET11と
して、ハーフブリッジ接続されたコンプリメンタリFET
を使用し、これらFETのゲートおよびソース間に接続さ
れた駆動巻線を両FETに共通に使用した例について述べ
た。FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.
In FIG. 1, in order to simplify the explanation, as FET10 and FET11, complementary FETs connected in a half bridge are used.
We have described an example in which a drive winding connected between the gate and source of these FETs is used in common for both FETs.
これに対し、第4図では、4つのFET10〜13をフルブ
リッジ接続して用いている。そして、各FETの駆動巻線
は、図中30,33〜35で示すように、それぞれ独立に磁心
3に巻回され、それぞれFETのゲートおよびエミッタ間
にそれぞれ別個に接続されている。第4図では、ブリッ
ジの対辺にある1対のFET、すなわちFET10.13およびFET
11,12が交互に、かつ同時にオン・オフ制御される。そ
の他の構成および動作は第1図の実施例と同じである。
なお、本発明をプッシュプル回路等にも簡単に応用でき
ることは明らかである。On the other hand, in FIG. 4, four FETs 10 to 13 are used in a full bridge connection. The drive windings of each FET are independently wound around the magnetic core 3 as shown by reference numerals 30 and 33 to 35 in the figure, and are individually connected between the gate and the emitter of each FET. In Figure 4, a pair of FETs on opposite sides of the bridge, FET 10.13 and FET
11, 12 are alternately and simultaneously controlled to be turned on and off. Other configurations and operations are the same as those of the embodiment shown in FIG.
It is obvious that the present invention can be easily applied to a push-pull circuit or the like.
第5図は本発明を直流安定化電源装置に適用したさら
に他の実施例を示す。符号8および9はDC電源1の電圧
を分圧するための素子(抵抗またはコンデンサの対)を
示す。FET10がオンの時、主巻線31の黒点を施した側、
すなわちA点には電源1の正電圧が印加され、他方の端
子には電源1の電圧を分圧素子8および9により分圧し
た電圧(A′点の電圧)が抵抗5を通して印加される。
換言すれば、主巻線31と抵抗5の直列回路に分圧素子8
の両端の電圧が印加される。FIG. 5 shows still another embodiment in which the present invention is applied to a stabilized DC power supply device. Reference numerals 8 and 9 denote elements (a pair of resistors or capacitors) for dividing the voltage of the DC power source 1. When the FET10 is on, the black dot side of the main winding 31
That is, the positive voltage of the power source 1 is applied to the point A, and the voltage obtained by dividing the voltage of the power source 1 by the voltage dividing elements 8 and 9 (voltage at the point A ′) is applied to the other terminal through the resistor 5.
In other words, the voltage dividing element 8 is connected to the series circuit of the main winding 31 and the resistor 5.
The voltage across both ends of is applied.
FET10がオフの時、フライホイールダイオード15が導
通しているので、巻線31の黒点を施した側の点Aは0電
位となり、他方の端子A′には、前記と同様に、電源1
の電圧を分圧素子8および9により分圧した電圧が抵抗
5を通して印加される。したがって、主巻線31と抵抗5
の直列回路よりなる主回路には、分圧素子9の両端の電
圧が印加される。このため、主巻線31には、第2図bに
示したのと同様の矩形波電圧が抵抗5を通して印加され
る。明らかなように、第5図のフライホイールダイオー
ド15は、一種の半導体スイッチとして機能している。Since the flywheel diode 15 is conducting when the FET 10 is off, the point A on the black dot side of the winding 31 has 0 potential, and the other terminal A ′ has the power supply 1 as described above.
The voltage divided by the voltage dividing elements 8 and 9 is applied through the resistor 5. Therefore, the main winding 31 and the resistor 5
The voltage across the voltage dividing element 9 is applied to the main circuit composed of the series circuit of. Therefore, the same rectangular wave voltage as that shown in FIG. 2B is applied to the main winding 31 through the resistor 5. As is apparent, the flywheel diode 15 of FIG. 5 functions as a kind of semiconductor switch.
制御巻線32に制御回路7から制御電流が与えられる
と、第1図に関して前に説明したのと同様の理由によ
り、FET10のオン・オフ時間比に変化が生じ、A点の電
圧は、第3図dに示したようなPWM矩形波となる。この
矩形波をリアクトル13とコンデンサ14よりなる平滑回路
によって平均化すると、前記制御電流に比例した出力電
圧がコンデンサ14の両端に得られる。When a control current is applied to the control winding 32 from the control circuit 7, the on / off time ratio of the FET 10 changes due to the same reason as described above with reference to FIG. The PWM rectangular wave is shown in Fig. 3d. When this rectangular wave is averaged by the smoothing circuit including the reactor 13 and the capacitor 14, an output voltage proportional to the control current is obtained across the capacitor 14.
それ故に、制御回路7により基準の(直流または交
流)電圧に対する出力電圧の偏差を検出増幅し、増幅信
号に基づいて制御巻線32に与える電流を調整すれば、安
定化された(直流または交流)出力電圧がコンデンサ14
の両端に得られる。Therefore, if the control circuit 7 detects and amplifies the deviation of the output voltage with respect to the reference (DC or AC) voltage and adjusts the current to be applied to the control winding 32 based on the amplified signal, it is stabilized (DC or AC). ) Output voltage is capacitor 14
Obtained at both ends of.
以上では、説明を分り易くするために、本発明を降圧
形直流安定化電源装置(buck type DC−to−DC convert
erまたはstabilized DC power source)に適用した例を
示したが、この他の昇降圧形直流安定化電源装置(buck
−boost type DC−to−DC converter)、昇圧形直流安
定化電源装置(boost type DC−to−DC converter)、
フォワード形直流安定化電源装置(forward type DC−t
o−DC converter)等にも容易に適用できることは、当
業者には理解されるであろう。In order to make the explanation easy to understand, the present invention has been described above with reference to a buck type DC-to-DC convert power supply device.
er or stabilized DC power source), but other buck-boost type DC stabilized power supplies (buck
-Boost type DC-to-DC converter), boost type DC stabilized power supply (boost type DC-to-DC converter),
Forward type DC-t
Those skilled in the art will understand that it can be easily applied to an o-DC converter) or the like.
以上の説明から明らかなように、本発明による可飽和
磁心と半導体スイッチを用いた電源装置を用いれば、従
来複雑であったスイッチングによる電源装置を簡単な装
置で実現することが可能となる。半導体スイッチとして
は、前述のFETのほか、トランジスタやゲートターンオ
フサイリスタ)なども使用することができる。As is clear from the above description, by using the power supply device using the saturable magnetic core and the semiconductor switch according to the present invention, it is possible to realize a power supply device by switching, which has been complicated in the past, with a simple device. As the semiconductor switch, a transistor, a gate turn-off thyristor, etc. can be used in addition to the above-mentioned FET.
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図である。第2
図および第3図は、第1図のPWMインバータの動作を説
明するための波形タイムチャートである。第4図および
第5図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す回路図であ
る。 1〜2……直流電源、3……可飽和磁心、4……負荷、
5……抵抗、6……交流成分阻止素子、7……制御回
路、10〜11……FET、30……駆動巻線、31……主巻線、3
2……制御巻線FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. Second
FIG. 3 and FIG. 3 are waveform time charts for explaining the operation of the PWM inverter of FIG. 4 and 5 are circuit diagrams showing other embodiments of the present invention. 1-2: DC power supply, 3 ... saturable magnetic core, 4 ... load,
5 ... Resistance, 6 ... AC component blocking element, 7 ... Control circuit, 10-11 ... FET, 30 ... Drive winding, 31 ... Main winding, 3
2 ... Control winding
Claims (7)
の駆動巻線を1つの閉磁路に巻回された可飽和磁心と、 主巻線と直列に接続されて両端を第1、第2の出力端子
とされた主回路を構成する抵抗と、 それぞれの一端子が前記第1の出力端子に接続され、他
端子がそれぞれ一極性および反対極性の直流電源端子に
接続され、かつ前記一端子に対して高インピーダンスの
制御端子を有する1対のスイッチ素子と、 制御巻線に制御電流を供給する制御回路手段とを備え、 各駆動巻線の両端は各スイッチ素子の一端子とその制御
端子とにそれぞれ接続され、可飽和磁心の飽和に応答し
て前記1対のスイッチ素子が交互に開閉制御されること
を特徴とするPWMインバータ。1. A saturable magnetic core having a main winding, a control winding, and at least one drive winding wound in one closed magnetic circuit, and a saturable magnetic core connected in series with the main winding and having first and second ends at both ends. A resistor forming a main circuit which is used as two output terminals, one terminal of each of which is connected to the first output terminal, and another terminal of each of which is connected to a DC power supply terminal of one polarity and an opposite polarity, and A pair of switch elements having a high impedance control terminal with respect to the terminals and a control circuit means for supplying a control current to the control winding are provided, and both ends of each drive winding have one terminal of each switch element and its control. A PWM inverter characterized in that the pair of switch elements are alternately opened and closed in response to the saturation of the saturable magnetic core, each of which is connected to a terminal.
であることを特徴とする請求項1に記載のPWMインバー
タ。2. The PWM inverter according to claim 1, wherein the pair of switch elements are semiconductor switch elements.
回路を介して取出されることを特徴とする請求項1また
は2に記載のPWMインバータ。3. The PWM inverter according to claim 1, wherein the output waveform generated at both ends of the main circuit is taken out through a smoothing circuit.
いし3のいずれかに記載のPWMインバータ。4. The PWM inverter according to claim 1, wherein the control current is a direct current having a constant value.
し3のいずれかに記載のPWMインバータ。5. The PWM inverter according to claim 1, wherein the control current is a sine wave alternating current.
れた第1および第2の制御端子付きスイッチ素子よりな
る第1の電流路と、 前記直流電源端子に対して順方向に直列接続された第3
および第4の制御端子付きスイッチ素子よりなる第2の
電流路と、 第1および第2のスイッチ素子の接続点および第3およ
び第4のスイッチ素子の接続点を第1および第2出力端
子とし、その間に接続された主巻線および抵抗の直列回
路よりなる主回路と、 第1ないし第4のスイッチ素子の各一つの端子と、この
端子に対して高インピーダンスの制御端子との間にそれ
ぞれ接続された駆動巻線と、 前記主巻線および駆動巻線が1つの閉磁路に巻回された
可飽和磁心と、 前記可飽和磁心に巻回された制御巻線と、 前記制御巻線に制御電流を供給する制御回路手段とを有
し、 第1、第3のスイッチ素子および第2、第4のスイッチ
素子を対として各対が交互に開閉制御されることを特徴
とするPWMインバータ。6. A first current path composed of first and second switch terminal-equipped switch elements connected in series in a forward direction with respect to a DC power supply terminal, and connected in series in a forward direction with respect to the DC power supply terminal. Done third
And a second current path formed of a switch element with a fourth control terminal, a connection point of the first and second switch elements, and a connection point of the third and fourth switch elements as first and second output terminals. , A main circuit consisting of a series circuit of a main winding and a resistor connected between them, one terminal of each of the first to fourth switch elements, and a control terminal of high impedance with respect to this terminal. A connected drive winding, a saturable magnetic core in which the main winding and the drive winding are wound in one closed magnetic path, a control winding wound in the saturable magnetic core, and the control winding A PWM inverter having control circuit means for supplying a control current, wherein each pair is alternately controlled to be opened and closed with the first and third switch elements and the second and fourth switch elements as a pair.
方向の高インピーダンスの制御端子付き半導体スイッチ
素子および逆方向のダイオードと、 主巻線および抵抗の直列回路よりなり、前記1対の直流
電源端子の中間電位点および前記スイッチ素子とダイオ
ードとの接続点間に接続された主回路と、 主回路の主巻線が巻回された1つの閉磁路を有する可飽
和磁心と、 前記可飽和磁心の1つの閉磁路に巻回されて、その両端
が前記スイッチ素子の一端子および前記一端子に対して
高インピーダンスの制御端子に接続された駆動巻線と、 前記可飽和磁心の1つの閉磁路に巻回された制御巻線
と、 制御巻線に制御電流を供給する制御回路手段とを備え、 可飽和磁心の飽和に応答して、前記駆動巻線の飽和イン
ダクタンスと、前記スイッチ素子の制御端子および1端
子間の容量とによる過渡的振動電流によって、前記スイ
ッチ素子およびダイオードが交互にオン、オフ制御され
ることを特徴とするPWMインバータ。7. A pair of direct current power supply terminals connected in series, a semiconductor switch element with a high-impedance control terminal in the forward direction and a diode in the reverse direction, and a series circuit of a main winding and a resistor. A main circuit connected between an intermediate potential point of the DC power supply terminal and a connection point between the switch element and a diode, and a saturable magnetic core having one closed magnetic path around which a main winding of the main circuit is wound, A drive winding wound around one closed magnetic circuit of the saturable magnetic core and having both ends thereof connected to one terminal of the switch element and a control terminal having high impedance with respect to the one terminal; A control winding wound around two closed magnetic paths, and a control circuit means for supplying a control current to the control winding. In response to saturation of the saturable magnetic core, a saturation inductance of the drive winding and the switch. element The transient oscillation current by the capacitance between the control terminal and the first terminal, the switching element and the diode is alternately turned on, PWM inverter, characterized in that the off control.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61054109A JPH082184B2 (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | PWM inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61054109A JPH082184B2 (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | PWM inverter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62213581A JPS62213581A (en) | 1987-09-19 |
| JPH082184B2 true JPH082184B2 (en) | 1996-01-10 |
Family
ID=12961431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61054109A Expired - Lifetime JPH082184B2 (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | PWM inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH082184B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02122591U (en) * | 1989-03-17 | 1990-10-08 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5768677A (en) * | 1980-10-17 | 1982-04-27 | Tdk Corp | Converter |
-
1986
- 1986-03-12 JP JP61054109A patent/JPH082184B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62213581A (en) | 1987-09-19 |
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