JPS6380780A - トランジスタ・インバ−タ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トランジスタ・インバータに関するもので、
特にトランジスタ・インバータに使われているトランジ
スタを、破壊から保８市することに関する。

〔従来の技術〕

第４図に従来のブリッジ式トランジスタ・インバータを
示す。第４図に於いて、１ないし４はトランジスタ、５
は負荷、６はトランジスタ・インバータ、７は発振回路
、８は反転比較回路（第１の比較回路）、９は非反転比
較回路（第２の比較回路）である。

第４図の回路の動作を、第５図を参照しつつ説明する。

第５図は、第４図中のＡ点、Ｂ点、０点の電圧波形を示
している。

発振回路７の出力電圧（つまりＡ点の電圧、これを■、
とする）を、第５図の（イ）に示す如く、ロー（ｌｏｗ
　）とハイ　（ｈｉｇｈ）を繰り返す矩形波とする。電
圧■、がローの時、反転比較回路８の出力端子（０点）
には、入力ローを反転したハイの電圧（ＶＣとする）が
現れる。非反転比較回路９は入力を反転しないから、そ
の出力端子（Ｂ点）の電圧（Ｖ＋ｔ　とする）は、ロー
となる。逆に電圧■、がハイの時は、電圧Ｖ、、Ｖ、も
上記とは逆になる。従って、電圧■４ないし■。の変化
の状況は、第５図に示す如くとなる。

今仮に電圧■、がローとすると、電圧■、もローである
からトランジスタ２．４はＯＦＦである。

一方、電圧■。はハイであるから、トランジスタ１．３
はＯＮとなる。従って負荷５へは、トランジスタ１，３
を通って実線で示す電流１１が供給される。次に電圧ｖ
Ａがハイになると、今度は電圧■。がロー、ｉ４圧■３
がハイになるから、トランジスタ１，３がＯＦＦ、）ラ
ンジスタ２，４がＯＮになる。従って負荷５へは、トラ
ンジスタ２゜４を通って点線で示す電流■２が供給され
る。即ち、負荷５へは発振回路７の出力電圧ＶＡのロー
。

ハイに対応して向きのかわる電流、つまり交流が供給さ
れる。その交流の周波数は、電圧■、の周波数によって
決定される。商用周波数を供給したいのであれば、電圧
ｖＡの周波数を商用周波数と同じにしてやれば良い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来例に於いて、トランジスタ１．３がＯＦＦして
実線電流１１がゼロになった後、トランジスタ２，４が
ＯＮＬ、て点線電流■２が流れ始めるとか、トランジス
タ２．４がＯＦＦして点１７１ｉ流夏２がゼロになった
後、トランジスタ１，３がＯＮして実線電流Ｉ、が流れ
始めるとかという具合にいつも動作してくれれば何も問
題はない。

しかしながら、第５図からも分かるように、電圧■６が
ローからハイになるｔ、の時点において、電圧Ｖ、、Ｖ
Ｃの変化はほぼ同時に行われる。従って、トランジスタ
４がＯＮになってしまっているのに、トランジスタ１が
まだＯＮのままだったり、あるいはＯＮからＯＦＦへ移
る途中の過渡的な状態だったりして、トランジスタ１．
４が同時にＯＮとなっている期間が生ずることがあった
。

そのような期間においては、負荷へ電力を供給する電源
である直流電源の端子間を、２つのトランジスタ１，４
で短絡することとなるから、この２つのトランジスタに
は、大きな電流であるスイッチスルー電流（貫通電流）
＋１＋が流れる。そのため、トランジスタ１，４が破壊
されるという問題点があった。電圧ｖＡがハイからロー
に変化する【２の時点についても同様なことが言え、ス
イッチスルー１ｉＩｔｚが流れてトランジスタ２゜３が
破壊されるという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決するため、本発明では、発振回路の次
段に積分回路を設け、この積分回路の出力を、反転比較
回路および非反転比較回路に入力することとした。そし
て更に、反転比較回路、非反転比較回路に、比較の基準
となすべき電圧として、それぞれ所定の異なった電圧を
与えた。

〔実　施　例〕

第１図は、本発明の実施例を示す。図に於いて、工ない
し４はトランジスタ、５は負荷、６はトランジスタ・イ
ンバータ、７は発振回路、８′は反転比較回路、９′は
非反転比較回路、１０は積分回路、１１は抵抗、１２は
コンデンサ、１３．１４はコンパレータ、１５ないし１
８は抵抗である。

第２図は、第１図中の点Ａ、Ｂ、ＣおよびＦ点の電圧Ｖ
Ａ、Ｖ、、Ｖ。および■２の波形と、点り。

Ｅの電圧■。、ｖＥのレベルを示す。第３図は、電圧Ｖ
、の一部拡大図である。

第１図の回路の動作を、第２図、第３図を参照しつつ説
明する。発振回路７の出力電圧、即ち第１図中Ａ点の電
圧Ｖ＾は、第２図の（イ）に示すような矩形波とする。

電圧■、は抵抗１１とコンデンサ１２からなる積分回路
１０に入力される。

積分回路１０の出力端Ｆの電圧■、の波形は、第２図（
ロ）に示すような、矩形波の鈍った波形となる。第３図
に電圧Ｖ、の波形の一部拡大図を示す。電圧Ｖ、は、反
転比較回路８′、非反転比較回路９′に入力され、それ
ぞれの回路に於いて所定の閾値電圧と比較される。非反
転比較回路９′は、抵抗１７．１８から成る分圧回路と
、コンパレータ１３とを具えている。抵抗１７と抵抗１
８による分圧点Ｅの電圧■、が、非反転比較回路９′に
於ける比較の基準となる。電圧■えがコンパレータ１３
の反転入力端子に加えられ、電圧■２が非反転入力端子
に加えられる。反転比較回路８′も、抵抗１５．１６か
ら成る分圧回路と、コンパレータ１４とを具えている。

抵抗１５と抵抗１６による分圧点りの電圧■。が、反転
比較回路８′に於ける比較の基準となる。電圧■。がコ
ンパレータ１４の非反転入力端子に加えられ、電圧Ｖ、
が反転入力端子に加えられる。

積分回路１０の出力電圧■、が、立ち上がり始めてから
、立ち下がるまでの回路の動作を説明する。電圧Ｖ、は
電圧■。より高くし、電圧Ｖ、の値は電圧Ｖ、の最低値
よりやや高い値に設定し、電圧ｖＥの値は電圧■、の最
高値よりやや低い値に設定しておく。

電圧■、が立ち上がり始めたが、まだ電圧■。

より小さい時には、反転比較回路８′では、コンパレー
タ１４の反転入力端子に加えられる電圧よりも非反転入
力端子に加えられる電圧の方が大きいから、反転比較回
路８゛の出力端子Ｂには、ハイの電圧が出ている。この
ハイの電圧はトランジスタ２．４のペースに印加される
。トランジスタ２．４はＯＮし、点線で示す電流Ｉｚを
４Ｘ荷５に供給する。一方、非反転比較回路９′では、
コンパレータ１３の非反転入力端子に加えられる電圧■
、よりも反転入力端子に加えられる電圧■、の方が大き
いから、非反転比較回路９′の出力端子Ｃには、ローの
電圧が出ている。このローの電圧は、トランジスタ１，
３のベースに印加されるが、ローであるからトランジス
タ１．３はＯＦＦである。結局この期間には、点線の電
流Ｉ２が負荷５に供給される。

次に、電圧Ｖ、かさらに立ち上がって、電圧ＶＤより大
きく電圧■、より小さい範囲にある期間について考える
。この期間は、第２図の（ロ）、第３図においてＴ、で
示す期間である。この時、反転比較回路８′では、反転
入力端子に加えられる電圧の方が太き（なるから、電圧
Ｖ、はローになる。そのため、トランジスタ２，４はＯ
ＦＦとなる。一方、非反転比較回路９′では、まだ反転
入力端子に加えられる電圧の方が大きいから、電圧Ｖｃ
は依然としてローのままである。そのため、トランジス
タ１，３は、依然としてＯＦＦである。

結局この期間Ｔ、においては、全てのトランジスタはＯ
ＦＦの状態にあり、負荷５への電流の供給は停止される
。期間Ｔ１は休止期間ということになる。

電圧■、が電圧■、よりも大きい期間においては、非反
転比較回路９゛では、非反転入力端子に加えられる電圧
の方が大きいから、電圧ＶＣはハイとなり、トランジス
タ１，３をＯＮとする。そのため、実線の電流工、が負
荷５に供給される。

一方、反転比較回路８′では、反転入力端子に加えられ
る電圧の方が大きいから、電圧■８はローである。その
ため、トランジスタ２，４はＯＦＦである。結局この期
間には、実線の電流１１が負荷５に供給される。

電圧■、が立ち下がり始め、電圧■、よりも小さく電圧
■、よりも大きい期間Ｔ２においては、電圧Ｖ、、Ｖ、
、Ｖ、の大小関係は前述した期間Ｔ１の時と同じである
から、反転比較回路８′。

非反転比較回路９′も同様な動作をし、負荷５へは電流
は供給されない。期間Ｔ２も休止期間となる。

電圧ｖＦが電圧Ｖ、よりも下がると、電圧■、。

ＶＥ、ＶＦの大小関係は、電圧■、の立ち上がり当初の
時と同じであるから、電圧■８はハイ、電圧■、はロー
となり、トランジスタ２．４をＯＮ。

トランジスタ１．３をＯＦＦとする。そのため、負荷５
へは点線の電流■２が供給される。以後この動作が繰り
返される。

以上の動作からもはや明らかなように、本発明では、負
荷へ電流を供給する電源の端子間に直列に接続されてい
る２つのトランジスタの内、一方のトランジスタがＯＮ
からＯＦＦになった時、他方のトランジスタを直ちにＯ
Ｎにするのでなく、しばらく休止期間をおいてからＯＮ
させることとしている。これにより、２つのトランジス
タが同時にＯＮしてスイッチスルー電流が流れるという
事態を回避することができ、トランジスタが焼損される
こともなくなる。

休止期間Ｔ＋　、Ｔｚは、積分回路１０により矩形波の
立ち上がり部分、立ち下がり部分の傾斜を棧＜シておき
、これを分圧回路で設定した電圧■。。

■、と比較することにより、作り出している。従って、
休止期間Ｔ＋　、Ｔｚの長さを１Ｉ１１節する場合には
、積分回路ｌＯの時定数を調節するか、或いは分圧回路
の分圧比を調節するか、或いは両方を調節するかすれば
よい。休止期間の長さは、トランジスタ・インバータの
トランジスタが、ＯＮから完全にＯＦＦになる迄の過渡
期間よりも長いことを要する。短かければ、直列に接続
されている２つのトランジスタが同時にＯＮしてしまう
可能性が残るからである。また通常、負荷５に要求され
る電圧、電流の波形は、対称波形であるから、休止期間
Ｔ、とＴ２は、等しくなっていることが望ましい。等し
くするためには、電圧Ｖ、の最低値と電圧Ｖ、との差と
、電圧■、の最高値と電圧■ｔとの差とを等しくしてや
ればよい。そうするためには、反転比較回路８′の中の
分圧回路の分圧比と、非反転比較回路９′の中の分圧回
路の分圧比とを、例えば９；１対１：９というように丁
度逆比の関係にすればよい。具体的には第１図の回路に
於いて、抵抗１５と抵抗１８の抵抗値を等しくし、抵抗
１６と抵抗１７の抵抗値を等しくすればよい。

〔発明の効果〕

以上述べた如き本発明によれば、トランジスタ・インバ
ータに於いて、負荷へ電流を供給する電源の端子間に直
列に接続されている２つのトランジスタの内、一方のト
ランジスタがＯＮからＯＦＦになった時、他方のトラン
ジスタを直ちにＯＮにするのでなく、しばらく休止期間
をおいてからＯＮさせることとしているので、前記２つ
のトランジスタが同時にＯＮしてスイッチスルー電流が
流れるという事態を回避することができ、トランジスタ
が焼損されることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の実施例に係わるトランジスタ・イ
ンバータ 第２図・・・第１図Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｆ点の電圧波形図
第３図・・・第１図Ｆ点の電圧波形拡大図第４図・・・
従来のトランジスタ・インバータ第５図・・・第４図Ａ
、　Ｂ、　０点の電圧波形図図に於いて、１ないし４は
トランジスタ、５は負荷、６はトランジスタ・インバー
タ、７は発振回路、８．８′は反転比較回路、９．９’
は非反転比較回路、１０は積分回路、１１は抵抗、１２
はコンデンサ、１３．１４はコンパレーク、１５ないし
１８は抵抗である。 Ｆ ＄　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トランジスタをブリッジ式に接続し、ブリッジの対角辺
   のトランジスタを交互にＯＮ、ＯＦＦして負荷に交流を
   供給するトランジスタ・インバータにおいて、矩形波発
   振回路と、該矩形波発振回路の出力側に接続された積分
   回路と、該積分回路の出力電圧と第１の閾値電圧とが入
   力される第１の比較回路と、前記出力電圧と第２の閾値
   電圧とが入力される第２の比較回路とを具え、第１の比
   較回路の出力を一方の対角辺のトランジスタのＯＮ、Ｏ
   ＦＦ信号とし、第２の比較回路の出力を他方の対角辺の
   トランジスタのＯＮ、ＯＦＦ信号とすることによって、
   どのトランジスタもＯＮしていない休止期間が生ずるよ
   うにしたことを特徴とするトランジスタ・インバータ。