JPS5825034B2 - インバ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可飽和型トランスのＢ−Ｈ曲線による歪を消去
し、スイッチング特性を向上するようにしたインバータ
回路に関するものである。

周知の如くインパーク回路は、可飽和インダクタ型トラ
ンスの磁心のＢ−Ｈ曲線を利用して、例えば２個のトラ
ンジスタを交互にオン・オフ状態にして、一定の電圧値
の連続したパルス状の出力電圧を得るようにしている。

従ってインバータ回路に用いられる可飽和型トランスの
Ｂ−Ｈ曲線はヒステリシス損の少ない矩形状の特性が必
要となる。

このＢ−Ｈ曲線の飽和特性の良くないトランスを用いた
インバータ回路においては、スイッチング動作が不安定
であり、所望の出力電圧が得られず、また損失が極めて
多いものであった。

またＢ−Ｈ曲線の良好なトランスは高価であり、これを
量産する電子機器に使用することは、生産コスト上昇の
一因となっていた。

本発明は上述の如き欠陥を是正すべ〈発明されたもので
あって、スイッチング動作をなすための可飽和型トラン
スの２次側にキャンセル用の巻線を設け、この巻線に微
分回路を設け、この微分回路によってスイッチング動作
をなすための信号電圧の波形を補正して、インバータ回
路を構成するトランジスタのオン・オフ動作を円滑にす
るようにし、且つ効率を上げるようにしたものである。

上述の如く構成された本発明のインバータ回路は、可飽
和型トランスのＢ−Ｈ曲線による２次電圧の歪を微分回
路によって補正するために、高価なトランスを用いる必
要がなく、簡便な回路構成で良好なスイッチング特性の
インバータ回路を提供することが出来る。

次に本発明のインバータ回路を第１図〜第３Ｃ図にもと
づき説明する。

第１図は本発明によるインバータを用いたＤＣ−ＤＣコ
ンバータの回路を示すものである。

入力端子１ａ、１ｂは整流回路２に接続され、所定電圧
値の交流電源が供給されるようになっている。

そして整流回路２によって得られた正極性の電源電圧は
ライン３ａに導出され、負極性の電源電圧はライン３ｂ
に導出される。

また上記ライン３ａ 、３ｂ間には、平滑用の電解コン
デンサＣ１，Ｃ２が直列に接続されていて、電源電圧の
電圧変動を除去するようになっている。

なお上記電解コンデンサＣ１，Ｃ２の接続点は、出カド
ランス４の１次側巻線４ａの一端に接続されている。

うイン３ａはトランジスタＱ１ のコレクタに接続され
、上記トランジスタＱ１のエミッタはトランジスタＱ２
のコレクタ及び既述の１次側巻線４ａの他端と、可飽和
型トランス５の２次側巻線５ｃの一端とに接続されてい
る。

またトランジスタＱ２のエミッタは、可飽和型トランス
５の２次側巻線５ｅの一端と共に、ライン３ｂに接続さ
れている。

一方、可飽和型トランス５の１次側巻線５ａの両端は、
抵抗Ｒ３を介して出カドランス４０２次側に巻回された
帰還用巻線４ｃの両端に接続されている。

従って帰還用巻線４ｃに誘起された電圧は可飽和型トラ
ンス５０入力電圧となり、増巾された２次電圧が２次側
巻線５ｂ ｔ ５ｃｔ及び本発明により設けられた２次
側巻線５ｃ、５ｅに夫々誘起されるようになっている。

尚巻線５ｂ、５ｃとｓｃｔ 、５ｅは互いに逆極性に巻
回されている。

２次側巻線５ｂの一端は、コンデンサＣ３と抵抗Ｒ１と
して構成された微分回路６ａを介してトランジスタＱ１
のベースに接続され、その他端は２次側巻線５ｃを介し
て、上記トランジスタＱ１のエミッタに接続されている
。

また２次側コイル５ｄの一端は、コンデンサＣ４と抵抗
Ｒ２とで構成された微分回路６ｂを介してトランジスタ
Ｑ２のベースに接続され、その他端は２次側巻線５ｅを
介して、ライン３ｂ及びトランジスタＱ２のエミッタに
接続されている。

なお出カドランス４０２次側巻線４ｂは、負荷回路（図
示せず）に本回路の出力電圧を供給するためのものであ
る。

２次側巻線４ｂの端子Ａは、ダイオードＤ１のアノード
とダイオードＤ３のカソードとに接続されている。

また端子Ｂは、アースラインとなって出力端子８ｂに接
続されている。

そして端子Ｃは、ダイオードＤ２のアノード及びダイオ
ードＤ４０カソードに接続されている。

従ってダイオードＤ１．Ｄ２からは整流された正極性の
電圧が得られ、この電圧はコイルＬ１及びコンデンサＣ
５によって構成されたフィルタ回路１ａを介して出力端
子８ａに供給される。

ま、ノこダイオードＤ３及びＤ４からは整流された負ｍ
の電源電圧が得られ、この電圧はコイルＬ２及びコンデ
ンサＣ６によって構成されたフィルタ回路７ｂを介して
出力端子８ｃに供給される。

故に出力端子８ｂを中心にして出力端子８ａｔ８０から
正極性及び負極性の出力電圧が得られることになる。

次に本回路の回路動作について説明する。

一対の入力端子１ａ、１ｂに、例えば１００ｖの商用電
源が供給されると、既述の如くに整流回路２によって整
流された電源電圧がライン３ａ。

３ｂに導出される。

今、トランジスタＱ、 、 Ｑ２のｈｆｅのバラツキ等
、又は別に設けた起動回路により例えばトランジスタＱ
１がオン状態になったとすれば、ライン３ａ→トランジ
スタＱ１→１次側巻線４ａ→コンデンサＣ２→ライン３
ｂの径路を電流が流れる。

このために帰還用巻線４ｃに２次電圧が誘起されて、可
飽和型トランス５０１次側巻線５ａに供給される。

この結果、２次側巻線５ｂｔ５ｃまたはｓａ 、５ｅの
いづれか一方、例えば２次側巻線５ｄ 、５ｅに正極性
の２次電圧ｖ２が誘起される。

これによりトランジスタＱ２はさらにオン状態に付勢さ
れ、やがて可飽和型トランス５が飽和するため上記電圧
ｖ２は零になりトランジスタＱ２がオフとなる。

この２次電圧ｖ２の波形は、第３Ａ図に斜線で示すよう
な歪をもったものである。

これは可飽和型トランス５の磁心のＢ−Ｈ曲線の飽和部
分が第２図に示すように彎曲しているためであり、Ｂ−
Ｈ曲線が矩形のヒステリシス特性となっていれば上述の
如き歪は表われず電圧ｖ２は第３Ａ図の点線で示すもの
となる。

従って図の斜線部分がスイッチングの際の大きな損失に
なると共に、出カドランス４０２次側巻線４ｂにも、歪
をもった出力電圧が誘起されることになる。

しかるに第３Ａ図に示すパルス信号を、微分回路６ｂを
通過させることにより、第３Ｂ図に示す微分信号ｖｄ２
が得られる。

従ってトランジスタＱ２のベースには、上記電圧ｖ２と
ｖｄ２が加算された、即ち電圧ｖ２の斜線部分の殆んど
ない、第３Ｃ図に示すような歪のないパルス信号■ｂ２
が供給されることになる。

このためにトランジスタＱ２は、パルスｖｂ２の巾に対
応した時間巾においてオン状態となり、スイッチング時
において余分な電流が流れることがない。

尚、第３Ｂ図における正側の微分パルスは第３Ａ図のパ
ルス信号Ｖ２に重畳されるが、この部分は、トランジス
タＱ２によりクリップされるので、パルス信号ｖｂ２は
実質的に第３Ｃ図に示すものと考えてよい。

また出カドランス４の２次側巻線４ｂに誘起される出力
電圧も歪の少ないものとなる。

次に、可飽和型トランス５が飽和して上記パルスｖｂ２
がなくなると、トランジスタＱ２は急激にオフして、帰
還用巻線４ｃの出力電圧が立下る。

これにより可飽和型トランス５０２次側に前述と逆極性
の電圧が誘起され、２次側巻線５ｄ 、 ５ｅの誘起電
圧ｖ２によりトランジスタＱ１がオン状態となる。

即ち前記微分回路６ｂの動作と同様にして微分回路６ａ
によって電圧Ｖ２が微分されてで電圧ｖｄ２が得られる
。

この微分電圧Ｖｄ２とが加算されて歪みのないパルス信
号ｖｂ２となり、これがトランジスタＱ１のベースに供
給される。

従ってトランジスタＱ１はパルス信号ｖｂ２のパルス巾
に対応してオン状態になる。

このときの電流は、ライン３ａ→トランジスタＱ１→１
次側巻線４ａ→コンデンサＣ２と流れることにより、上
記１次側巻線４ａを流れる電流に対応した出力電圧が２
次側巻線４ｂに誘起される。

次に可飽和型トランス５が再び飽和して、トランジスタ
Ｑ２がオフし、トランジスタＱ１がオン状態となる。

この様にして、トランジスタＱ、 、 Ｑ２は、交互に
スイッチング動作を行ない、これに対応して連続したパ
ルス状の出力電圧が２次側巻線４ｂに誘起される。

この出力電圧は、整流用ダイオードＤ１〜Ｄ４によって
整流され、正及び負極性の電源電圧は、フィルタ回路７
ａ 、７ｂによって交流分を除去された後、出力端子８
ａ、８ｂ＊８ｃを介して負荷回路（図示せず）に供給さ
れる。

本発明は一対の発振用トランジスタを有する発振回路と
、上記一対のトランジスタに夫々制御電圧を与えて上記
発振回路を自励発振させるためのトランスを具備するイ
ンバータに於いて、上記トランスに巻線５ｂ 、５ａ等
のキャンセル用巻線を設け、このキャンセル用巻線に上
記トランジスタのスイッチングによる損失を打消すため
の補正電圧を発生する微分回路を設けたことを特徴とす
るインバータである。

□ この様に構成された本発明のインバータ回路は、各
スイッチング用トランジスタのベースに供給されるパル
ス信号の歪を、微分回路等によって消去するために、上
記各トランジスタがオン状態にあるとき、コレクタ・エ
ミッタ間の抵抗値が上昇することなく、電力損失を少く
することが出来る。

このために各トランジスタのスイッチング特性が上昇し
、効率のよいインバータ回路を提供することが出来る。

尚実験によれば効率を従来の約６５％から約７５％位に
向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のインバータ回路の実施例を示すものであ
って、第１図は回路図、第２図は可飽和型トランスのＢ
−Ｈ曲線を示す特性図、第３Ａ図〜３０図は回路動作を
説明するための波形図である。 なお図面に用いられている符号において、４は出カドラ
ンス、４ｃは帰還用巻線、５は可飽和型トランス、５ａ
、６ｂは微分回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一対の発振用トランジスタを有する発振回路と、上
   記一対のトランジスタに夫々制御電圧を与えて上記発振
   回路を自励発振させるためのトランスとを具備するイン
   バータに於いて、上記トランスにキャンセル用巻線を設
   け、このキャンセル用巻線に上記制御電圧を微分する微
   分回路を設け、この微分出力と上記制御電圧とを加算し
   た電圧で上記一対の発振用トランジスタを１駆動するよ
   うにしたことを特徴とするインバータ。