JPS6160668B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は負荷が変動しても異常発振を起こすこ
とのないようにした共振形のトランジスタインバ
ータ装置に関する。

従来、自励形で共振形のトランジスタインバー
タ装置は種々提案されている。しかしながら、従
来装置の問題点は、負荷が変動した場合、発振動
作が異常になることであつた。すなわち、負荷が
たとえば放電灯である場合、放電灯の寿命により
抵抗分が増大すると、共振コンデンサ、トラン
ス、負荷および限流用のインダクタ等によつて決
まる共振条件が変り、よつて、予め設計した共振
現象と異なつてしまうのである。このため、トラ
ンジスタのベースに印加されるバイアス電圧が設
計されたものと異なり、トランジスタのスイツチ
ングが所定どおり行なわれなくなつて、スイツチ
ング時における電力損失を増大させ、発熱した
り、最悪の場合にはトランジスタを破壊したりす
るものであつた。

本発明は、このような従来装置の欠点を解消す
るためになされたもので、負荷が変動した場合で
もトランジスタのバイアス電圧を正常発振時と同
様にして、異常発振をなくしスイツチング時にお
ける電力損失の増大を防止し、もつて温度上昇、
トランジスタの破壊を防止し得るトランジスタイ
ンバータ装置を提供することを目的とするもので
ある。

本発明は、トランスの帰還巻線とトランジスタ
のベースとの間にインバータの共振出力の基本周
波数に共振する共振回路を設け、負荷の変動等に
よつて共振条件が変化しようとしても、前記共振
回路によつて正常発振時と同様のバイアス電圧を
トランジスタのベースに印加して予め設計したと
おりの発振を行なわせるようにしたことを特徴と
するものである。

以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。１は直流電源であり、商用交流電力を整流し
た整流電源、あるいは整流平滑電源を可とするも
のである。２，３はこの電源１に接続されたトラ
ンジスタである。これらトランジスタ２，３はそ
れぞれのエミツタを前記直流電源１の負極側に接
続されているもので、本実施例ではプツシユプル
形のインバータを示す。なお、本発明においてト
ランジスタを直流電源１に接続することは、たと
えば本実施例のように定電流用のインダクタ４を
介して接続する場合も含むものである。つぎに、
５はトランスであり、入力巻線５ａの両端を前記
トランジスタ２，３のコレクタに接続するととも
に、入力巻線５ａの中間点に前記直流電源１の正
極を接続してなり、前記トランジスタ２，３のス
イツチングに基づいて出力巻線５ｂから交流電力
を出力するものである。また、このトランス５は
帰還巻線５ｃを有してなり、この帰還巻線５ｃを
前記トランジスタ２，３それぞれのベースに接続
してなる。６は共振コンデンサであり、前記トラ
ンス５に関連的に接続されて前記出力巻線５ｂか
ら正弦波状の共振電力を出力するためのもので、
本実施例においては入力巻線５ａと並列に接続さ
れている。しかしながら、この共振コンデンサ６
は出力巻線５ｂと並列、あるいは直列に接続して
もよいものである。このような共振コンデンサ６
は前記トランジスタ２，３のスイツチングのタイ
ミングをとるもので、前記帰還巻線５ｃによりト
ランジスタ２，３のベースにバイアス電圧を印加
することによつて、トランジスタ２，３をスイツ
チングさせるのである。そして、この共振周波数
はたとえば15KHz〜30KHz程度に選ばれるもの
である。つぎに、７は負荷たとえば放電灯であつ
て、前記トランス５の出力巻線５ｂによつて高周
波交流電力を供給されて点灯する。負荷７が前記
のように放電灯である場合には、インダクタ、コ
ンデンサあるいはトランス５の漏れインダクタン
ス等によつて構成される限流装置８が設けられ
る。また、放電灯の予熱回路９，１０が設けられ
る。つぎに、１１は、前記トランス５の帰還巻線
５ｃと前記トランジスタ２，３のベースとの間に
設けられた共振回路である。本実施例では、帰還
巻線５ｃに直列接続したインダクタ１２と、この
インダクタ１２および帰還巻線５ｃの直列回路に
並列接続したコンデンサ１３とからなるものであ
る。この共振回路１１は、前記トランス５の正弦
波状の共振電力の基本波周波数に共振して、この
共振出力を前記トランジスタ２，３のベースに供
給するもので、いわゆるフイルタ的作用を行な
う。すなわち、負荷７の変動がなく、かつ共振コ
ンデンサ６、トランス５に異常がなければ、トラ
ンス５は設計どおりの共振電力を出力する。した
がつて、帰還巻線５ｃも正弦波状の電圧を出力す
るが、この場合前記共振回路１１はこの出力にと
つてほとんど影響しないように設計されている。
また、負荷変動等によつて、共振条件が変化し、
これによつて帰還巻線５ｃに正弦波状でない歪ん
だ波形があらわれたときには、共振回路１１は前
記正常発振時の出力波形と同じ波形の電圧を出力
するように共振するものである。１４，１５は前
記トランジスタ２，３のベース抵抗である。

つぎに作用を説明する。負荷７たとえば放電灯
が寿命末期等になつておらず、負荷７が設計値と
変化がなければ、共振コンデンサ６、トランス
５、負荷７あるいはトランスの漏れインダクタン
ス等によつて決定される共振条件は設計値と同じ
であり、正常な共振によりトランス５は正弦波状
の共振電力を出力する。したがつて、このような
バイアス電圧を印加されてトランジスタ２，３は
スイツチング動作する。このときにおいて、共振
回路１１は帰還巻線５ｃの出力に影響を与えない
ことは前述のとおりである。

負荷７が変動して、たとえば放電灯が寿命末期
になつて抵抗分が増大し過負荷になると、当然共
振条件も異なつてくる。すなわち、たとえば放電
灯の寿命末期によつて抵抗分が増えると、共振系
は制動状態になつて共振できなくなることがあ
る。したがつて、帰還巻線５ｃには第２図に破線
で示すように共振によつて極性が反転すべき時点
において反転しきれない電圧が発生し、これによ
つて一方のトランジスタを長時間導通させつ放し
にすることがある。このため、トランジスタのス
イツチングは長時間を必要とするようになり、ま
た電力損が増大して発熱し、最悪の場合にはトラ
ンジスタ２，３を破壊することがあつた。これに
対し、本発明の共振回路１１を設けた場合は、第
２図に破線で示すような帰還巻線５ｃの出力に対
し共振回路１１が共振して、第２図に実線で示す
正常発振時と同様の電圧を出力する。すなわち、
正常発振時と同じ時間で極性が逆転する電圧を出
力するのである。したがつて、この出力を印加さ
れてトランジスタ２，３がバイアスされるから、
トランジスタ２，３は設計値どおりにスイツチン
グするので、異常発振して電力損を増大すること
がなく、発熱、トランジスタ２，３の破壊といつ
た不都合を解消できるのである。

なお、本発明は上記実施例に限定されず、種々
の変形を可とする。たとえば、プツシユプル形の
インバータでなく一石式のインバータにおいても
同様の作用、効果が得られる。要するにトランジ
スタのスイツチングのタイミングを決定する共振
電力を出力する共振形のインバータ装置であれ
ば、本発明の効果を得ることができる。また、共
振回路も本発明の技術思想を脱しない範囲で変形
可能であり、この共振回路の共振周波数とインバ
ータの共振出力の基本波周波数とが必ずしも完全
に一致することを要するものではない。要する
に、負荷変動等によるトランジスタへのバイアス
電圧の歪を低減できるものであればよい。さら
に、負荷は放電灯に限られるものではない。

以上詳述したように本発明は、共振形のインバ
ータにおいて、トランジスタのベースと帰還巻線
との間に上記インバータの共振出力の基本周波数
に共振する共振回路を設け、負荷の変動等があつ
ても常にトランジスタのベースに設計値と同じバ
イアス電圧を印加するようにしたから、異常発振
することがなく、よつてスイツチング時における
電力損失の増加を防止でき、発熱あるいはトラン
ジスタの破壊といつた不都合を解消したトランジ
スタインバータ装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す回路図、第
２図は動作を説明するための波形図である。 １……直流電源、２，３……トランジスタ、５
……トランス、６……共振コンデンサ、７……負
荷、１１……共振回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流電源と、 この電源の出力をスイツチングするトランジス
   タと、 このトランジスタのスイツチング出力を入力す
   る入力巻線および上記トランジスタのベースにバ
   イアス電圧を加える帰還巻線を有してなるトラン
   スと、 このトランスに関連して設けられ上記トランス
   に共振出力を発生させる共振コンデンサと、 上記トランスの出力により付勢される負荷と、 上記トランジスタのベースおよび上記帰還巻線
   の間に設けられ上記共振出力の基本波周波数に共
   振してこの共振出力を上記トランジスタのベース
   に供給する共振回路と、を具備したことを特徴と
   するトランジスタインバータ装置。 ２ 前記共振回路は、前記トランスの帰還巻線に
   直列接続したインダクタと、このインダクタおよ
   び上記帰還巻線に並列接続したコンデンサとから
   なることを特徴とする特許請求の範囲１記載のト
   ランジスタインバータ装置。