JP2555306B2 - 電圧共振型のdc−acコンバ−タ - Google Patents
電圧共振型のdc−acコンバ−タInfo
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- JP2555306B2 JP2555306B2 JP60151692A JP15169285A JP2555306B2 JP 2555306 B2 JP2555306 B2 JP 2555306B2 JP 60151692 A JP60151692 A JP 60151692A JP 15169285 A JP15169285 A JP 15169285A JP 2555306 B2 JP2555306 B2 JP 2555306B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は出力電圧を可変可能な正弦波出力の電圧共振
型のDC−ACコンバータに関する。
型のDC−ACコンバータに関する。
〔発明の技術的背景〕 第7図は従来のDC−ACコンバータの一例を示すブロッ
クダイヤグラムで電源端子1,2間に電圧Vdcの直流電源3
を接続する。そして一方の電源端子1をチョークコイル
4を介してトランス5の1次巻線の中点タップに接続す
る。そしてトランス5の1次巻線の両端間に共振コンデ
ンサ6を接続するとともに一対のスイッチング用のトラ
ンジスタ7,8のコレクタ−エミッタを介して他方の電源
端子2へ共通に接続する。そしてトランジスタ7,8のベ
ースへパルス発生器9からパルス信号を与え交互にオン
動作させる。たとえばトランジスタ7がオン、トランジ
スタ8がオフの期間ではトランス5の中点タップとトラ
ンジスタ8のコレクタ側との間の巻線に電圧π/2×Vdc
が印加される。このときトランジスタ8のコレクタ電圧
(第8図(b))はπ×Vdcとなる。次にトランジスタ
8がオン、トランジスタ7がオフすると、トランジスタ
7のコレクタ電圧(第8図(a))はπ×Vdcが印加さ
れる。ここでトランス5の1次巻線には並列に共振コン
デンサ6を接続しているので、この1次巻線のインダク
タンスと共振コンデンサ6のキャパシタンスによって並
列共振動作が行なわれようとする。また電源3とトラン
ス5の中点タップ間には上記並列共振動作の共振周波数
に対して十分に大きいインピーダンスを有するチョーク
コイル4を介挿しているので該チョークコイル4の両端
には平均値がゼロボルトの交流波形が印加されることに
なる。したがって、パルス発生器9のパルス信号の周波
数を上記共振周波数に一致させれば、トランジスタ7,8
のコレクタ電圧波形は交互に交流波形の半サイクルの波
形となる。したがって、トランス5の2次巻線の出力電
圧Vac(第8図(d))は正弦波電圧となる。
クダイヤグラムで電源端子1,2間に電圧Vdcの直流電源3
を接続する。そして一方の電源端子1をチョークコイル
4を介してトランス5の1次巻線の中点タップに接続す
る。そしてトランス5の1次巻線の両端間に共振コンデ
ンサ6を接続するとともに一対のスイッチング用のトラ
ンジスタ7,8のコレクタ−エミッタを介して他方の電源
端子2へ共通に接続する。そしてトランジスタ7,8のベ
ースへパルス発生器9からパルス信号を与え交互にオン
動作させる。たとえばトランジスタ7がオン、トランジ
スタ8がオフの期間ではトランス5の中点タップとトラ
ンジスタ8のコレクタ側との間の巻線に電圧π/2×Vdc
が印加される。このときトランジスタ8のコレクタ電圧
(第8図(b))はπ×Vdcとなる。次にトランジスタ
8がオン、トランジスタ7がオフすると、トランジスタ
7のコレクタ電圧(第8図(a))はπ×Vdcが印加さ
れる。ここでトランス5の1次巻線には並列に共振コン
デンサ6を接続しているので、この1次巻線のインダク
タンスと共振コンデンサ6のキャパシタンスによって並
列共振動作が行なわれようとする。また電源3とトラン
ス5の中点タップ間には上記並列共振動作の共振周波数
に対して十分に大きいインピーダンスを有するチョーク
コイル4を介挿しているので該チョークコイル4の両端
には平均値がゼロボルトの交流波形が印加されることに
なる。したがって、パルス発生器9のパルス信号の周波
数を上記共振周波数に一致させれば、トランジスタ7,8
のコレクタ電圧波形は交互に交流波形の半サイクルの波
形となる。したがって、トランス5の2次巻線の出力電
圧Vac(第8図(d))は正弦波電圧となる。
ところでこのようなDC−ACコンバータで出力電圧を可
変するためには電源3の電圧Vdcを可変にしなければな
らない。このために構成が複雑になり、しかも効率も低
下する問題があった。
変するためには電源3の電圧Vdcを可変にしなければな
らない。このために構成が複雑になり、しかも効率も低
下する問題があった。
又、パルス発生器9のパルス信号のパルス幅を変える
ことにより、トランス5の2次巻線の出力電圧を変える
ことが考えられるが、トランジスタ7,8の双方がオフと
なる期間はチョークコイル4の電流が遮断されるので、
このチョークコイル4の両端およびトランジスタ7,8の
コレクタには過大な電圧が誘起されるため、正確な正弦
波が得られないばかりか、トランジスタ7,8を破損する
虞がある。
ことにより、トランス5の2次巻線の出力電圧を変える
ことが考えられるが、トランジスタ7,8の双方がオフと
なる期間はチョークコイル4の電流が遮断されるので、
このチョークコイル4の両端およびトランジスタ7,8の
コレクタには過大な電圧が誘起されるため、正確な正弦
波が得られないばかりか、トランジスタ7,8を破損する
虞がある。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、過大な
電圧が誘起されるのを防止することにより、正確な正弦
波のまま出力電圧を可変し得る電圧共振型のDC−ACコン
バータを提供することを目的とするものである。
電圧が誘起されるのを防止することにより、正確な正弦
波のまま出力電圧を可変し得る電圧共振型のDC−ACコン
バータを提供することを目的とするものである。
本発明は電圧共振型DC−ACコンバータのスイッチング
用トランジスタの制御パルス幅を可変することにより出
力電圧を正弦波のまま可変することができることを特徴
とするものである。
用トランジスタの制御パルス幅を可変することにより出
力電圧を正弦波のまま可変することができることを特徴
とするものである。
以下本発明の一実施例を第1図に示すブロック図を参
照して詳細に説明する。第1図において電源端子11,12
間には直流電源13を接続する。そして一方の電源端子11
を2次巻線を有するインダクタンス14の1次側を介して
トランス15の1次側の中点タップに接続する。そしてト
ランス15の1次巻線の両端間に共振コンデンサ16を接続
するとともに一対のスイッチング用のトランジスタ17,1
8のコレクタ−エミッタを介して他方の電源端子12へ共
通に接続する。そしてトランジスタ17,18のベースへパ
ルス幅制御発振器19から一定周波数、可変パルス幅のパ
ルス信号を与えて交互にオン動作させる。そしてインダ
クタンス14の2次巻線の一端をダイオード20を順方向に
直列に介して一方の電源端子11に接続し、他端を他方の
電源端子12に接続する。なおトランス15は適当なギャッ
プを設けてインダクタンスを調整し、共振コンデンサ16
との組合せによる共振周波数をパルス幅制御発振器19の
共振周波数に一致させるようにしている。
照して詳細に説明する。第1図において電源端子11,12
間には直流電源13を接続する。そして一方の電源端子11
を2次巻線を有するインダクタンス14の1次側を介して
トランス15の1次側の中点タップに接続する。そしてト
ランス15の1次巻線の両端間に共振コンデンサ16を接続
するとともに一対のスイッチング用のトランジスタ17,1
8のコレクタ−エミッタを介して他方の電源端子12へ共
通に接続する。そしてトランジスタ17,18のベースへパ
ルス幅制御発振器19から一定周波数、可変パルス幅のパ
ルス信号を与えて交互にオン動作させる。そしてインダ
クタンス14の2次巻線の一端をダイオード20を順方向に
直列に介して一方の電源端子11に接続し、他端を他方の
電源端子12に接続する。なおトランス15は適当なギャッ
プを設けてインダクタンスを調整し、共振コンデンサ16
との組合せによる共振周波数をパルス幅制御発振器19の
共振周波数に一致させるようにしている。
このような構成であれば、パルス幅制御発振器19の出
力パルスによってトランジスタ17,18を交互にオン動作
させることにより第7図に示す従来のDC−ACコンバータ
と同様にトランス15の2次巻線に正弦波の交流電圧を得
ることができる。すなわち、トランス15の1次巻線のイ
ンダクタンスと共振コンデンサ16のキャパシタンスによ
って並列共振動作が行われる。また電源13とトランス15
の中点タップ間には上記並列共振動作の共振周波数に対
して十分に大きいインピーダンスを有するインダクタン
ス14を介挿しているのでこのインダクタンス14の両端に
は平均値がゼロボルトの交流波形が印加される。したが
って、パルス幅制御発振器19のパルス信号の周波数を上
記共振周波数に一致させれば、トランジスタ17,18のコ
レクタ電圧波形は交互に交流波形の半サイクルの波形と
なる。したがって、トランス15の2次巻線の出力電圧Va
c(第2図(e))は正弦波電圧となる。この場合、ト
ランス15の1次巻線のインダクタンスと共振コンデンサ
16のキャパシタンスとの組合わせによる共振周波数を上
記パルス幅制御発振器19のパルス信号の周波数に一致さ
せることにより、トランジスタ17,18のベースに加えら
れるパルス信号のパルス幅を可変しても共振動作を持続
することができる。
力パルスによってトランジスタ17,18を交互にオン動作
させることにより第7図に示す従来のDC−ACコンバータ
と同様にトランス15の2次巻線に正弦波の交流電圧を得
ることができる。すなわち、トランス15の1次巻線のイ
ンダクタンスと共振コンデンサ16のキャパシタンスによ
って並列共振動作が行われる。また電源13とトランス15
の中点タップ間には上記並列共振動作の共振周波数に対
して十分に大きいインピーダンスを有するインダクタン
ス14を介挿しているのでこのインダクタンス14の両端に
は平均値がゼロボルトの交流波形が印加される。したが
って、パルス幅制御発振器19のパルス信号の周波数を上
記共振周波数に一致させれば、トランジスタ17,18のコ
レクタ電圧波形は交互に交流波形の半サイクルの波形と
なる。したがって、トランス15の2次巻線の出力電圧Va
c(第2図(e))は正弦波電圧となる。この場合、ト
ランス15の1次巻線のインダクタンスと共振コンデンサ
16のキャパシタンスとの組合わせによる共振周波数を上
記パルス幅制御発振器19のパルス信号の周波数に一致さ
せることにより、トランジスタ17,18のベースに加えら
れるパルス信号のパルス幅を可変しても共振動作を持続
することができる。
ここでパルス幅制御発振器19の出力パルス幅を制御
し、たとえば第2図(a),(c)に示すような一定周
波数、可変パルス幅の矩形パルスを、それぞれトランジ
スタ17,18のベースへ与えるとする。このようにすれば
トランジスタ17,18のコレクタ電圧は、それぞれ第2図
(b),(d)に示すように変化する。
し、たとえば第2図(a),(c)に示すような一定周
波数、可変パルス幅の矩形パルスを、それぞれトランジ
スタ17,18のベースへ与えるとする。このようにすれば
トランジスタ17,18のコレクタ電圧は、それぞれ第2図
(b),(d)に示すように変化する。
すなわち両トランジスタ17,18がオフとなる期間はイ
ンダクタンス14の1次巻線の電流が遮断されるので、こ
の巻線の両端およびトランジスタ17,18のコレクタには
過大な電圧が誘起されようとする。ところがインダクタ
ンス14は、2次巻線を有し、ここにも電圧Vidが誘起さ
れ、この電圧Vidが電源13の電圧Vdcを越えるとダイオー
ド20を介してそのエネルギーは電源13へ回生される。し
たがって、第2図(b),(d)に示すようにトランジ
スタ17,18がオフとなる期間のコレクタ電圧のピーク値
は一定値に制限されることになる。そしてトランス15の
1次巻線のインダクタンスと共振コンデンサ16のキャパ
シタンスとの組合せによる共振周波数を上記パルス幅制
御発振器19のパルス信号の周波数に一致させ且つパルス
幅制御発振器19のパルス信号のパルス幅を可変すること
によりトランス15に蓄えられるエネルギー変化をしてト
ランス15の2次巻線に得られる正弦波の出力電圧Vacを
インダクタンス14の両端の交流電圧に対応した電圧の範
囲内で任意に可変することができる。
ンダクタンス14の1次巻線の電流が遮断されるので、こ
の巻線の両端およびトランジスタ17,18のコレクタには
過大な電圧が誘起されようとする。ところがインダクタ
ンス14は、2次巻線を有し、ここにも電圧Vidが誘起さ
れ、この電圧Vidが電源13の電圧Vdcを越えるとダイオー
ド20を介してそのエネルギーは電源13へ回生される。し
たがって、第2図(b),(d)に示すようにトランジ
スタ17,18がオフとなる期間のコレクタ電圧のピーク値
は一定値に制限されることになる。そしてトランス15の
1次巻線のインダクタンスと共振コンデンサ16のキャパ
シタンスとの組合せによる共振周波数を上記パルス幅制
御発振器19のパルス信号の周波数に一致させ且つパルス
幅制御発振器19のパルス信号のパルス幅を可変すること
によりトランス15に蓄えられるエネルギー変化をしてト
ランス15の2次巻線に得られる正弦波の出力電圧Vacを
インダクタンス14の両端の交流電圧に対応した電圧の範
囲内で任意に可変することができる。
この場合、トランジスタ17,18の双方がオフとなる期
間に発生する過大電圧は、チョークコイル14の2次巻線
からダイオード20を通じて直流電源13のプラス側へエネ
ルギーの回生を行うことができることにより、トランス
15の1次巻線に加わる過大電圧を電源電圧にクランプ
し、トランス15の2次巻線の出力電圧を正確な正弦波で
可変することができると共に、トランジスタ17,18へ加
わる過大電圧を電源電圧にクランプし、トランジスタ1
7,18を破損から保護する。
間に発生する過大電圧は、チョークコイル14の2次巻線
からダイオード20を通じて直流電源13のプラス側へエネ
ルギーの回生を行うことができることにより、トランス
15の1次巻線に加わる過大電圧を電源電圧にクランプ
し、トランス15の2次巻線の出力電圧を正確な正弦波で
可変することができると共に、トランジスタ17,18へ加
わる過大電圧を電源電圧にクランプし、トランジスタ1
7,18を破損から保護する。
なお本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
たとえば第3図に示すようにトランス24の1次巻線に並
列に共振コンデンサ25を接続して、2次巻線から出力電
圧Vacを得るようにしてもよい。この場合はトランジス
タ26,27をインダクタンス28の1次巻線に直列に接続
し、該インダクタンス28の2次巻線の中点タップを電源
端子22に接続し、両端をそれぞれ回生用のダイオード2
9,30を順方向に介して電源端子21,23に接続する。
たとえば第3図に示すようにトランス24の1次巻線に並
列に共振コンデンサ25を接続して、2次巻線から出力電
圧Vacを得るようにしてもよい。この場合はトランジス
タ26,27をインダクタンス28の1次巻線に直列に接続
し、該インダクタンス28の2次巻線の中点タップを電源
端子22に接続し、両端をそれぞれ回生用のダイオード2
9,30を順方向に介して電源端子21,23に接続する。
このようにすればトランジスタ26,27のコレクタ電圧
の最大値は入力電圧に対する割合を小さくできるので、
低くすることができる。
の最大値は入力電圧に対する割合を小さくできるので、
低くすることができる。
なお、第3図の構成で、ブリッジ型のもの、シングル
型のもの等も可能なことは勿論である。
型のもの等も可能なことは勿論である。
ところで第4図に示すように正弦波発振器31の出力を
電源32で駆動される直線増幅器33で増幅する方法がある
が低効率である。これに対して、本願はパルス幅可変の
パルス発生器34の出力により電源35で駆動されるスイッ
チング回路36でスイッチング動作を行なって正弦波出力
を得るので高効率を得られる。
電源32で駆動される直線増幅器33で増幅する方法がある
が低効率である。これに対して、本願はパルス幅可変の
パルス発生器34の出力により電源35で駆動されるスイッ
チング回路36でスイッチング動作を行なって正弦波出力
を得るので高効率を得られる。
しかして本願発明の応用としては、たとえば第6図に
示すようにスイッチング回路36の出力を整流回路37で整
流して直流可変出力Vvrを得ることもできる。さらに直
流高圧可変出力を得るには、出力が方形波のコンバータ
を用いた場合に比して誘電体の損失が少なく、整流ダイ
オードのリカバリーロスも低減でき、効率を向上するこ
とができる。
示すようにスイッチング回路36の出力を整流回路37で整
流して直流可変出力Vvrを得ることもできる。さらに直
流高圧可変出力を得るには、出力が方形波のコンバータ
を用いた場合に比して誘電体の損失が少なく、整流ダイ
オードのリカバリーロスも低減でき、効率を向上するこ
とができる。
以上のように本発明によれば、極めて簡単な構成で正
弦波の出力電圧を任意に可変可能で、しかも高効率を得
られる電圧共振型のDC−ACコンバータを提供することが
できる。
弦波の出力電圧を任意に可変可能で、しかも高効率を得
られる電圧共振型のDC−ACコンバータを提供することが
できる。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
第1図に示す回路の動作を説明する波形図、第3図は本
発明の他の実施例を示すブロック図、第4図,第5図は
従来のDC−ACコンバータと本発明のDC−ACコンバータの
構成を比較して示す図、第6図は本発明の応用例を示す
ブロック図、第7図は従来のDC−ACコンバータの一例を
示すブロック図、第8図は第7図に示すコンバータの動
作を説明する図である。 11,12……電源端子、13……電源、14……インダクタン
ス、15……トランス、16……コンデンサ、17,18……ト
ランジスタ、19……パルス幅制御発振器、20……ダイオ
ード。
第1図に示す回路の動作を説明する波形図、第3図は本
発明の他の実施例を示すブロック図、第4図,第5図は
従来のDC−ACコンバータと本発明のDC−ACコンバータの
構成を比較して示す図、第6図は本発明の応用例を示す
ブロック図、第7図は従来のDC−ACコンバータの一例を
示すブロック図、第8図は第7図に示すコンバータの動
作を説明する図である。 11,12……電源端子、13……電源、14……インダクタン
ス、15……トランス、16……コンデンサ、17,18……ト
ランジスタ、19……パルス幅制御発振器、20……ダイオ
ード。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−129583(JP,A) 特開 昭54−4483(JP,A) 特開 昭53−2739(JP,A) 特開 昭58−170375(JP,A) 特開 昭60−113671(JP,A) 実開 昭55−122494(JP,U) 実開 昭56−22989(JP,U) 実開 昭55−74294(JP,U) 実開 昭57−82892(JP,U)
Claims (1)
- 【請求項1】一方のスイッチングトランジスタをオンす
ると共に他方のスイッチングトランジスタをオフするこ
とにより、所定電圧の直流電源からインダクタンスを介
してコンデンサと並列共振回路を構成するトランスの1
次側巻線に電流が流れ、トランスの2次側巻線に正極性
の電圧が誘起され、且つ一方のスイッチングトランジス
タをオフすると共に他方のスイッチングトランジスタを
オンすることにより、所定電圧の直流電源からインダク
タンスを介してコンデンサと並列共振回路を構成するト
ランスの1次側巻線に電流が流れ、トランスの2次側巻
線に逆極性の電圧が誘起される電圧共振型のDC−ACコン
バータにおいて、 上記インダクタンスに巻かれ上記両スイッチングトラン
ジスタのオフ期間に電圧が誘起される2次巻線と、 上記2次巻線に直列に接続されこの2次巻線に誘起され
た電圧が上記直流電源の電圧を越えると上記直流電源へ
回生されて上記各スイッチングトランジスタの非制御電
極の電圧を所定値に制御するダイオードと、 上記並列共振回路の共振周波数に一致した一定周波数で
あって、パルス幅が可変されるパルス信号を発生して上
記各スイッチングトランジスタを交互にスイッチング制
御するパルス幅制御発振器と を具備し、上記トランスの2次側巻線の出力電圧を制御
することを特徴とする電圧共振型のDC−ACコンバータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60151692A JP2555306B2 (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 電圧共振型のdc−acコンバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60151692A JP2555306B2 (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 電圧共振型のdc−acコンバ−タ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6216078A JPS6216078A (ja) | 1987-01-24 |
JP2555306B2 true JP2555306B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=15524178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60151692A Expired - Lifetime JP2555306B2 (ja) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | 電圧共振型のdc−acコンバ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2555306B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4947312A (en) * | 1988-04-28 | 1990-08-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-resonance type AC power source apparatus |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS544483A (en) * | 1977-06-13 | 1979-01-13 | Toshiba Electric Equip | Device for firing discharge lamp |
JPH0691750B2 (ja) * | 1983-01-14 | 1994-11-14 | 松下電工株式会社 | インバータ装置 |
-
1985
- 1985-07-10 JP JP60151692A patent/JP2555306B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6216078A (ja) | 1987-01-24 |
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