JPS626873Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、スイツチングレギユレータのイン
バータに関する。

スイツチングレギユレータのインバータは従来
たとえば第１図に示すような構成になつている。

図は、４個のパワートランジスタＱ１〜Ｑ４を
有するハーフブリツジ型のもので、チヨツパー式
の定電圧回路から入力端１Ａ及び１Ｂ間に一定の
直流電圧Ｖ_Iが供給されて方形波発振を行ない、
出力端２Ａ及び２Ｂ間に方形波電圧υ_pが取り出
されるものである。

Ｔ１はドライブ用トランス、Ｔ２は出力用トラ
ンスである。出力用トランスＴ２により１次、２
次の回路の絶縁と電圧の変換がなされる。ドライ
ブ用トランスＴ１には、トランジスタＱ１，Ｑ２
のベース巻線NB１と、トランジスタＱ３，Ｑ４
のベース巻線NB２と、電流帰還用の巻線Ｎ６
と、電圧帰還用の巻線Ｎ１が設けられている。Ｔ
３は電流帰還用のトランスで、その１次側の巻線
Ｎ４が出力用トランスＴ２の１次側の巻線Ｎ３に
接続され、その２次側の巻線Ｎ５がドライブ用ト
ランスＴ１の巻線Ｎ６に接続されて電流帰還ルー
プが構成される。また、トランスＴ２に巻線Ｎ２
が設けられ、この巻線Ｎ２が抵抗Ｒ１を介してト
ランスＴ１の巻線Ｎ１に接続されて電圧帰還ルー
プが構成される。

まず、起動回路３によつて巻線Ｎ１にパルスが
発生する。このパルスは、たとえばトランジスタ
Ｑ１，Ｑ２をオンさせ、トランジスタＱ３，Ｑ４
をオフさせる向きに発生する。したがつて、トラ
ンジスタＱ１，Ｑ２がオンし、トランジスタＱ
３，Ｑ４がオフする。トランジスタＱ１，Ｑ２が
オンすると、入力端１Ａ→トランジスタＱ１，Ｑ
２→巻線Ｎ３→巻線Ｎ４→コンデンサＣ２→抵抗
Ｒ２→入力端１Ｂと電流が流れる。このとき、巻
線Ｎ６にはトランスＴ３を介して巻線Ｎ３に流れ
る電流に比例した電流が流れ、これがベース巻線
NB１に帰還されて、トランジスタＱ１，Ｑ２を
さらにオンにする起電圧を生じる。同時に、巻線
Ｎ２に電圧が発生し、これが抵抗Ｒ１を介して巻
線Ｎ１に加えられ、ベース巻線NB１に帰還され
て、やはりトランジスタＱ１，Ｑ２をさらにオン
にする起電圧を生じる。

このように電流、電圧の２種類の帰還によりト
ランジスタＱ１，Ｑ２が十分飽和してトランスＴ
２に電力を送り込むが、やがてトランスＴ１が飽
和してトランジスタＱ１，Ｑ２をオンさせる電圧
を生じることができなくなる。その瞬間、トラン
ジスタＱ１，Ｑ２がオフし、巻線Ｎ２に今までと
逆極性の電圧が生じる。この電圧は、トランスＴ
１の磁束を今までと逆の方向に増加させ、ベース
巻線NB２にトランジスタＱ３，Ｑ４をオンさせ
る電圧を発生させ、トランジスタＱ３，Ｑ４がオ
ンする。トランジスタＱ３，Ｑ４がオンすると、
入力端１Ａ→コンデンサＣ１→巻線Ｎ４→巻線Ｎ
３→トランジスタＱ３，Ｑ４→抵抗Ｒ２→入力端
１Ｂと電流が流れる。このとき、前の半サイクル
と同様に電流、電圧の帰還によつてベース巻線
NB２にトランジスタＱ３，Ｑ４をさらにオンに
する起電圧を生じる。

以後、上述と同様の動作をくり返して、正帰還
による自己発振が持続し、出力端２Ａ及び２Ｂ間
に方形波電圧υ_pが得られる。

ところで、この回路の場合、巻線Ｎ６の電流
が、第２図Ａに示すように、ある半サイクルでは
前の部分がとがり、次の半サイクルではこれに対
応して前の部分がまるまつたものになる。これ
は、トランジスタＱ１，Ｑ２とトランジスタＱ
３，Ｑ４の特性のアンバランスやコンデンサＣ１
とコンデンサＣ２のアンバランスなどでトランジ
スタのデユーテイーが完全に１：１にならず、片
側のトランジスタがオフする前に反対側のトラン
ジスタがオンしたりするためである。

そして、とがつた波形の電流で片側のトランジ
スタをオンさせ、まるまつた波形の電流で反対側
のトランジスタをオンさせるので、トランジスタ
Ｑ１，Ｑ２とトランジスタＱ３，Ｑ４の動作にア
ンバランスを生じ、このアンバランスがこの電流
波形の非対称性をさらに強調するように働く。そ
して、このようにトランジスタＱ１，Ｑ２とトラ
ンジスタＱ３，Ｑ４の動作がアンバランスになる
ために、スイツチング特性が悪くなるとともに効
率が悪くなる不都合がある。

この考案は、この点にかんがみ、帰還電流波形
を上下対称な安定なものにし、これによりトラン
ジスタの動作をバランスさせて、スイツチング特
性を改善するとともに効率を向上させるようにし
たものである。

第３図はこの考案のインバータの一例で、電流
帰還用の巻線Ｎ６と直列に積分回路乃至は低域フ
イルタを構成するコイルＬ_Xを挿入する。あるい
は第４図に示すように巻線Ｎ６と並列に積分回路
を構成するコンデンサＣ_Xを挿入してもよい。

いずれにしても、このように積分回路Ｌ_Xない
しＣ_Xを挿入することにより、巻線Ｎ６の電流は
高域成分が減衰して第２図Ｂに示すように上下対
称になるとともに安定化する。したがつて、トラ
ンジスタＱ１，Ｑ２とトランジスタＱ３，Ｑ４の
動作がバランスし、スイツチング特性が改善され
るとともに効率が向上する。

第５図に示すように電圧帰還用の巻線Ｎ１と直
列に積分回路を構成するコイルＬ_Xを挿入し、あ
るいは第６図に示すように巻線Ｎ１と並列に積分
回路を構成するコンデンサＣ_Xを挿入してもよ
く、この場合も電流帰還ループに積分回路を挿入
した場合と等価になる。

このように、この考案によれば、電流ないし電
圧の帰還ループに積分回路を挿入することによ
り、上下のトランジスタの動作がバランスし、ス
イツチング特性が改善されるとともに効率が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインバータの一例の接続図、第
２図はこの考案の説明のための波形図、第３図〜
第６図はそれぞれこの考案のインバータの一例の
全体ないし要部の接続図である。 Ｔ１はドライブ用トランス、Ｔ２は出力用トラ
ンス、Ｎ６は電流帰還用の巻線、Ｎ１は電圧帰還
用の巻線、Ｌ_Xは積分回路を構成するコイル、Ｃ_X
は積分回路を構成するコンデンサである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １対のコンデンサの直列回路と１対のスイツチ
   ング素子の直列回路とが１対の電源入力端の間に
   それぞれ接続されると共に、上記１対のコンデン
   サ及び上記１対のスイツチング素子の各接続中点
   の間に出力用トランスの１次側巻線が接続され、 上記１対のスイツチング素子がドライブ用トラ
   ンスからの駆動信号により交互に断続するように
   なされたハーフブリツジ型インバータにおいて、 上記出力用トランスの１次側巻線の電流が上記
   ドライブ用トランスの一方の巻線に供給されて電
   流帰環ループが形成され、 上記出力用トランスの別巻線が上記ドライブ用
   トランスの他方の巻線に接続されて電圧帰環ルー
   プが形成されると共に、 上記電流帰還ループまたは上記電圧帰還ループ
   のいずれか一方に積分回路を挿入し、 この積分回路により帰還電流または帰還電圧の
   高周波成分を除去するようにしたインバータ。