JPS5937890A - トランジスタインバ−タ装置 - Google Patents

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】 本発明はトランジスタインバータ装置に関し、インバー
タ起動用の抵抗での無駄な電力損失を抑えた構成を提供
する。

第１図は従来のトランジスタインバータ装置ノー例を示
すもので、商用電源などの交流電源１ａの両端に整流回
路１ｂの交流側端を接続して直流電源１を形成し、その
両端にインバータ２を接続するとともにインバータ２の
リーケージ型の発振トランス８の出力端に負荷たる螢光
フング４を接続して成っている。インバータ２はよく知
られた２石のブツシュグルタイブのもので、定電流イン
ダクタＬが直列接続された発振トランス８の１次巻線８
ａと並列に共振用コンデンサ６を接続し、共振用コンデ
ンサ６の両端に２例の発振用トランジスタ６．７をブツ
シュグルに接続するとともに発振トランス８の帰還巻線
８ｂの両端を発振用ト　ランジスタロ、７の各ベースに
接続している。そして、発１於トランス８にベースドラ
イブ用のドライブ巻線８を設け、ドライブ巻線８の両端
に整流回路９の交流側端を接続し、整流回路９の直流側
端に平滑用コンデンサ１０を接続し、平滑用コンデンサ
ｌＯの両端に、交流電源電圧に同期してオンオフするＮ
ＰＮ型の同期用トランジスタ１１のコレクタ・エミッタ
間を介して、ベース抵抗１２及び発振用トランジスタ６
のベース・エミ、り間の直列回路とベース抵抗１３及び
他方の発振用トランジスタ７のベース・エミッタ間の直
列回路とを並列に接続している。同期用トランジスタ１
１のベースＶ」起動抵抗１４を介して直流電源１の正極
に接続されてし）る。

かかるトランジスタインバータ装置の動作を以下に説明
する。

交流電源が投入されると、定電流インダクタし、起動抵
抗１４及び同期用トランジスタ１１のＪ−−−ス・エミ
ッタ間を介して発振■）？　ンシｙ、ｐ　６　、７にベ
ース電流が供給され、いずれか一方の発振中トランジス
タがオンしてイン！＜−ダ２け発振を開始する。インバ
ータ２が発振を開始するとドライブ巻線８に発振出力が
誘起され、この出力が平滑用コンデンサ１０で直流に平
滑され、以後この平滑出力ｆ）ｉ同期用トランジスタＪ
１のフレフタ電流源、即チ発振用トランジスタ６．７の
ベース電流源となってインバータ２は発振を続ける。

このように、インバータ２の電源投入時の発振開始時の
み起動抵抗１４は発振用トランジスｉ６゜７のベース電
流を供給する役割をし、いったん発振が開始した後は平
滑用コンデンサｌＯが発振用トランジスタ６，７のベー
ス電流源となるので、起動抵抗１４の抵抗イ［ｎは同期
用トランジスタ１１が駆動する程度の大きい値でよい。

然し乍ら、たとえば第１図のもののように負荷に予熱フ
ィラメント付きの螢光ランプ４が用いられその予熱もイ
ンバータ２の作動と同時に行なわれる場合のように負荷
が重い場合には、起動抵抗１４の抵抗値をあまり大きく
すると、平滑用コンデン勺１（）には未だ電圧が発生し
ておらず発振用トランジスタ６．７のベース電流は直流
電源１側から起動抵抗１４を通して供給されるので、発
振用トランジスタ６．７が充分なベース電流を得ること
ができず、インバータ２が発振を開始することができな
いという不都合が生じる恐れがある。

従って起動抵抗１４の抵抗値は余り大きくすることがで
きず、インバータ２の作動中に起動抵抗１４で発生する
電力損失が未だ充分には低減しきれないという欠点があ
った。

なお、同期用トランジスタ１１はインバータ２へ供給さ
れる交流電源の脈流電力に同期して発振用トランジスタ
６．７にベース電流を供給するもので、インバータ２の
異常発振等を防止し動作の安定化に寄与するものである
。

本発明は上述の欠点に鑑みてなされたもので、起動抵抗
部分での電力損失の低減を実現したトランジスタインバ
ータ装置を提供するものである。

以下１図面に示す実施例に基づき本発明を説明する。

第２図は本発明の実施例を示すもので、起動抵抗１４と
同期用トランジスタ１１のベース・コレクタ間と並列に
低インピーダンス部１５たる抵抗１６と電源投入後の所
定時間だけ閉成するスイッチ１７の直列回路を接続して
平滑用コンデンサ！Ｏの初期充電用のバイパス回路１８
を設けた点で第１図のものと構成を異にする。

本実施例においては電源１の投入後所定時間だけスイッ
チ１７が閉成するので抵抗１６及びスイッチ１７を介し
て電源投入初期に平滑用コンデンサｌＯが充分に充電さ
れ、同期用トランジスタ１１さえオンすればインバータ
２の発振用トランジスタ６．７には平滑用コンデンサｌ
Ｏから充分なベース電流が供給されるため、インバータ
２は重負荷状態であっても発振を開始することができる
。従って、起動抵抗１４は発振トランジスタ６．７をオ
ンさせることを考慮せずに同期用トランジスタ】１のみ
をオンさせることを考えればよいので、その抵抗値を充
分大きな値に選ぶことができ、起動抵抗１４での電力消
費を極端に小さくすることができる。

一方、インバータ２が発振を開始すると、従来のものと
同様にインバータ２の発振出力が発生するドフィプ巻線
８により平滑用コンデンサ１０が充電されるので、所定
時間後スイッチ１７が開成した以降Ｑ１平滑用コンデン
サｌｏを発振目」トランジスタ６．７のドライブ源とし
てインバータ２は発振を維持する。

なお、交流型源の電圧が高いような時は、平滑用コンデ
ンサ１０と並列に抵抗を接続し、該抵抗と低インピーダ
ンス部１５の抵抗１６とで電源電圧を分圧してやること
もできる。

上記のように本実施例によれば起動抵抗１４の値を大き
くすることができ、しかも低インピーダンス部１５と直
列に接続されるスイッチ１７は所定時間経過後開成する
ので低インピーダンス部１５での電力損失も一定時間の
み発生するだけで、電力損失の極めて小さいインバータ
装置を得ることができる。

第３図は本発明の別の実施例を示すもので、起動抵抗１
４を抵抗値の低い抵抗１４ａと抵抗値の高い抵抗１４ｂ
との直列接続とするとともに、抵抗１４ｂと並列にコン
デンサ１ｑを接続し、同期ＬＩＵ　）ワンジスタ１１の
ベース・コレクタ間と並列に抵抗加を接続し、抵抗１４
ａ％コンデンサ１９及び同期用トラン　ジスタ１１のベ
ース・コレクタ間の直列回路で平滑用コンデンサｉｏの
初期充電用のバイパス回路１８を構成したもので、コン
デンサ１９を電源投入後所定時開閉成するスイッチ１７
として用いた例である。

本実施例においては、電源ｌが投入されると、＞ｉｌ流
４ンダクタＬ、抵抗１４ａ、コンデンサＩＬ　及ヒ同期
用トヲンジス６２１１のベース・コレクタ間ヲ介して平
滑用コンデンサ１０の初期充電が為されるとともに、抵
抗１４ａ及びコンデンサ１９又は抵抗１４ａ及び抵抗＋
４６を介して同期用トランジスタ１１にベース電流が供
給されてこれがオンし、発振用トランジスタ６．７は平
滑用コンデンサ１ｏよリペース電流が供給されてインバ
ータ２は重負荷状態であっても発振を開始する。いった
ん発振が開始すると、それ以降は平滑用コンデンサ１０
が発振用トランジスタ６．７のベースドライブ源となる
訳であるが、コンデンサＩｌ＋が抵抗１４ａ　、　１４
ｂで決まる電圧まで充電された後は第４図に示すように
コンデンサ１９の電圧Ｖａは一定値を保つので、直流電
源１の脈流出力１イ圧Ｖｌがコンデンサ１９の端子電圧
Ｖａより大きい区間１−には定電流インダクタＬ、抵抗
１４＠及び抵抗１４ｂを介して同期用トランジスタ１１
にベース電流が供給され、端子電圧Ｖａが脈流出　力電
圧Ｖｌより大きい区間Ｔ２には上記ベース電流に加えて
平滑用コンデンサ１ｏから抵抗加を介して同期用トラン
ジスタ１１にベース電流が供給され、同期用トランジス
タ１１はオン状態を維持するものである。

なお、コンデンサ１９はたとえば数十μＦ、抵抗＋４ａ
　、　１４ｂはたとえば各々数十にΩ程度に設定され、
コンデンサ１９の充電時定数が電源電圧の周期に比べ充
分大きくなるよう設定されている。

本実施例ではコンデンサ１９が充電完了後は実質切り離
されてスイッチとして機能するので、抵抗＋４２での電
力損失は充分小さくて済み、勿論、抵抗１４ｂの値を充
分大きくすることが可能で全体としての電力損失を極め
て小さくすることができる。

またコンデンサ１９を電源投入後所定時間閉成するスイ
ッチとして用いているので構成も極めて簡単である。

第５図は本発明のさらに別の実施例を示すもので、スイ
ッチ１７としてデュグレッション型のＭＯＳ　Ｆ　Ｅ　
Ｔ　２１を用いたものである。

即ち、抵抗１４ｂ及び同期用トランジスタ１１のベース
・コレクタ間と並列に、コンデンサρ及びＦＥ’ｒ　２
１のドレイン・ソース間’ｌ続し、Ｆ　ＩＣＴ　２１の
ゲートを抵抗ｎを介して平滑用コンデンサ１ｏの負側端
に接続している。

Ｆ　Ｅ　Ｔ　２１は第６図に示すような特性を有してお
り、ゲート・ソース間電圧Ｖａｓが零であってもオンし
て電流Ｉｎが流れるので、電源投入時に抵抗１４ａ、コ
ンデンサρ及びＦ　ＥＴ　２１を介して初期充電電流が
平滑用コンデンサ１ｏに流れ、一方抵抗＋４１．１４ｂ
を介して同期用トランジスタ１１にベース電流が流れる
ので同期用トランジスタ１１がオンし、初期充電された
平滑用コンデンサ１ｏから同期用トランｅ）スタ１１を
介して発振用トランジスタ６．７にベース電流が供給さ
れてインバータ２は発振を開始ずろ。

インバータ２が発振を開始すると平滑用コンデンサ１０
にはドライブ巻線８の出力により所定の電圧ＶＢが現わ
れるが、その時の電圧ＶＢをＦ　Ｅ　Ｔ　２１のピンチ
オフ電圧Ｖｐより高くなるよう設定しておけば直圧ＶＢ
がピンチオフ電圧Ｖｐを越えた時点でＦ　Ｅ　’ｌ’　
１１はオフし、以後は従来のものと同様にインバータ２
は発振を続ける。

本実施例においても抵抗１４ａ　、　＋４ｂでの電力損
失は非常に小さくできるものであるが、Ｆ　Ｅ　Ｔ　２
１を用いて上記のような構成をとっているので、スイッ
チ１７の開閉制御が特に簡単に行なえるという効果があ
る。

なお、整流回路１ｂの直流側にコンデンサを接続して入
力を完全平滑し、負荷として放電ラング４を用いた場合
には、同期用トランジスタ１１は放電ラング４に発生す
るリング状のチラッキを防出するという格別の効果を奏
し、入力平滑により高効率化を図りつつその場合に起り
がちなチラッキ現象を防止し得る放電灯点灯装置を得る
こともできる。

なお、上記各実施例では発振トランスの交流出力に対応
した出力を検出するドライブ巻線を、いずれも発振トラ
ンスに設けだが、発振用トランジスタ６，７の各コレク
タ回路等に設けたり、定電流インダクタＬの２次側に設
けたりしても勿論構わない。

以上のように本発明は、インバータの交流発振出力に対
応した交流出力を平滑して発振用トランジスタにベース
電流を供給する平滑用コンデンサを、電源投入後所定時
間だけバイパス回路を介して大きな電流で充電し、これ
を先ずベース電源として確立させ、起動抵抗を同期用ト
ランジスタのベース抵抗として用い、平滑用コンデンサ
から同期用トランジスタを介して発振用トランジスタに
ベース電流を供給するようにしたので、起動抵抗の抵抗
（１１は大きなものでよく、しかも発振開始後はバイパ
ス回路の低インピーダンス部を切り離すので低インピー
ダンス部での電力損失も殆んどなく、全体として電力損
失の非常に小さいトランジスタインバータ装置を得るこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第２図は本発明の実施例
を示す回路図、第８図は本発明の別の実施例を示す具体
回路図、第４図は同上説明のための〒■圧波ル図、第６
図は本発明のさらに別の実施例を示す回路図、第６図は
ＦｇＴの電流電圧特性図である。 １・・・直流電源、２・・・インバータ、８・・・発振
トランス、４・・・螢光ラング、６．７・・・発振用ト
ランジスタ、８・・・ドライブ巻線、９・・・整流回路
、　１０・・・平滑用コンデンサ、　１１・・・同期用
トランジスタ、１４・・・起動抵抗、＋５・・・低イン
ピーダンス部、　ｌ？・・・スイッチ、　＋８・・・バ
イパス回路、　＋９・・・コンデンサ、２１・・・ＭＯ
８ＦＥＴ０ 特許出願人 松下電工株式会社 代理人弁理士　　竹　元　敏　丸 （ほか２名） 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１）　　交流電源を整流して成る直流電源と、直流電
   源をスイッチングする発振甲トランジスタと。 発擾甲トランジスタのスイッチングにともなって交流出
   力を発生する発振トランスと、発振トランスに設けられ
   発振用トランジスタを制御する帰還巻線と、上記交流出
   力に対応した出力を検出するドライブ巻線と、ドライブ
   巻線の出力端に接続される整流回路と、整流回路の直流
   側端に接続され発振用トランジスタにベース電流を供給
   する平滑用コンデンサと、平滑用コンデンサと発振用ト
   ランジスタのベース゛・エミッタ間との間に挿入されベ
   ースが起動抵抗を介して直流電源の正極側に接続された
   同期用トランジスタと、低インピーダンヌ部と電源投入
   後所定時間閉成するスイッチとの直列回路から成り直流
   電源と平滑用コンデンサとの間に介在する初期充電用の
   バイパス回路とを備えたことを特徴とするトランジスタ
   インバータ装置。