JP3268672B2 - インバータ駆動回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばネオン管を点
灯するための高周波信号を発生するための、ハーフブリ
ッジやフルブリッジを駆動するために用いられるインバ
ータ駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】小容量ハーフブリッジインバータを図２
に示す。交流電源入力端子１１、１２間に全波整流回路
１３が接続され、その整流回路１３の出力間にコンデン
サ１４、１５の直列回路が接続されるとともにスイッチ
ング素子としてのＦＥＴ１６、１７の直列回路が接続さ
れる。コンデンサ１４、１５の接続点とＦＥＴ１６、１
７との接続点との間に出力トランス１８の１次コイルが
接続されている。又全波整流回路１３の出力側の両端間
にコンデンサ１９及び抵抗器２１の並列回路が接続され
ている。更にコンデンサ１９の正側はスイッチング用レ
ギュレータのＩＣ２２の電源端子に、負側がアース端子
にそれぞれ接続されている。このＩＣ２２の電源端子と
アース端子との間にコンデンサ２３とツェナーダイオー
ド２０とが並列的に接続されている。ＩＣ２２のスイッ
チング出力はコンデンサ２５を通じてパルストランス２
４の１次側に接続されている。パルストランス２４の２
次コイル２６、２７の各両端はそれぞれスイッチング素
子としてのＦＥＴ１６、１７のゲート、ソースに接続さ
れている。

【０００３】端子１１、１２間に交流電力が印加されて
コンデンサ１９の電圧が所定電圧になると、スイッチン
グレギュレータＩＣ２２の電源端子アース間がツェナー
ダイオード２０で決まる電圧となってＩＣ２２が発振
し、パルストランス２４よりその入力矩形波信号の立ち
上がりパルスでＦＥＴ２６がオンとされ、立ち下がりパ
ルスでＦＥＴ２７がオンとされ、ＦＥＴ２６、２７が交
互にオンとされることによってコンデンサ１４、１５が
交互に出力トランス１８を通じて放電し、出力トランス
１８から交流電力が出力される。尚この出力トランス１
８には第３巻線２８が設けられており、その出力がＩＣ
２２に供給されてＩＣ２２に対する電力を供給する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のこのインバータ
駆動回路においては、起動時にパルストランス２４が飽
和することがあり、その結果起動時における数サイクル
の間駆動信号出力振幅が不安定となり、駆動回路起動後
１０数サイクルまでは主電源の投入を行わず、発信が安
定してから主電源の投入を行うか、或いは主電源電圧を
徐々に立ち上げる必要があり、後者の場合は制御部を簡
単に構成できるが主回路に付属回路が必要となる問題が
あった。

【０００５】このように発信の立ち上がり時に駆動信号
の振幅が不安定となる問題の理由を追求した結果、次の
原因に基づくものであることが分かった。即ちスイッチ
ングレギュレータＩＣ２２の内部構成の一部とパルスト
ランス２４との接続関係を図３Ａに示す。スイッチング
発振動作により定電流Ｉによりコンデンサ２３が充電さ
れ、そのコンデンサ２３は２倍のＩによって放電され、
これらに伴って出力トランジスタ３１がコンデンサ２
５、パルストランス２４の１次側を通じてパルストラン
スの一方向に電流が流れ、次に出力トランジスタ３２が
オンになってパルストランス２４からコンデンサ２５を
通じトランジスタ３２を通じて電流が流れる。

【０００６】このようにコンデンサ２５に対する充放電
を交互に繰り返す。定常状態においてはこのように動作
してパルストランス２４には正負交互に同振幅のパルス
が印加される。しかし起動時においてはコンデンサ２５
に電荷が存在していないため、コンデンサ２５に対する
充電電流も流れる。即ち図３Ｂに示すようにトランジス
タ３１、３２の接続点であるＩＣ２２の発振出力端から
は正及び負側に同一振幅の矩形波出力が生じるが、コン
デンサ２５に対する充電電流が重畳して流れるためパル
ストランス２４の２次コイル２６、２７にそれぞれ誘起
される電圧Ｖ₁及びＶ₂ は、図３Ｃに示すように正負に
振幅が発振出力の振幅より小さくなりしかも偏ったもの
となっている。つまりコンデンサ２５に対する充電電流
が流れ、この時コンデンサ２５の両端間の電圧Ｖｃが図
３Ｅに示すように変動し、これに発振出力が重畳したも
のとなる。このようにパルストランス２４に印加される
矩形波パルスの振幅が小さいもので、且つその平均レベ
ルが変動したものとなり、このためスイッチング素子と
してのＦＥＴ１６、１７に対しての駆動が例えばしきい
値電圧が図３Ｃの点線に示すような状態においてはそれ
ぞれＦＥＴ１６、１７は交互にオンする事なく、図３Ｄ
に二点斜線で×印を付けた箇所はオンしない状態とな
る。このためパルストランス２４に交互に正負の電流が
流れなくなり、パルストランス２４の鉄心が偏磁して飽
和し、過大電流が流れて、スイッチング素子としてのＦ
ＥＴ１６、１７を破壊する恐れがあった。

【０００７】そのため従来においては主電源の投入を１
０数サイクル後に行ったり、或いは主電源電圧を徐々に
立ち上げるような面倒なことが行われていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、発振
回路の正、負電源端子間に分圧抵抗器が接続され、その
分圧点が、発振回路とパルストランスの間に挿入された
コンデンサのパルストランスと反対側、つまり発振回路
側に接続される。従って発振回路に電圧が供給され始め
ると分圧回路を通じてコンデンサ２５に対する充電も同
時に行われるため、発振回路が正常になって動作する状
態になった時には、コンデンサ２５に対する充電電流が
流れなくなり、安定に動作するものとなる。

【０００９】

【実施例】図１にこの発明の実施例を示し、図２、図３
と対応する部分に同一符号を付けてある。この発明にお
いては発振回路、つまりスイッチングレギュレータＩＣ
２２の電源端子の両端、即ちコンデンサ２３の両端間に
抵抗器３５、３６よりなる分圧回路が接続され、その分
圧点はコンデンサ２５のパルストランス２４と反対側に
接続される。尚この分圧抵抗器３５、３６とコンデンサ
２５との間に必要に応じて限流用抵抗器３７が直列に接
続される。またこの実施例においては発振回路２２の出
力側が発振停止状態でアースに短絡しているものであ
り、つまり、この発振回路２２は、その４番端子とアー
ス端子との間を、例えばスイッチ８でオンにすると動作
停止となり、その状態においては発振回路２２の出力側
である２番端子と３番端子とが短絡状態となり、即ち発
振回路２２の出力端子が低レベル状態となっている。ス
イッチ３８をオフとすると発振回路２２が発振動作を開
始するものであって、その状態においては発振回路２２
の出力は高レベルから出力されるようになる。

【００１０】この発振回路２２の場合はこのような関係
にあるため、コンデンサ２５に対し発振開始前に充電し
ておこうとしても、発振回路２２の内部を通じて分圧回
路の分圧点から電流が流れてしまって充電できなくな
る。よってこの例においてはコンデンサ２３の両端間に
ＳＣＲ３９が抵抗器４５を介して接続され、そのＳＣＲ
３９のゲートとカソードの間に抵抗器及びコンデンサの
並列回路が接続され、且つ発振回路２２の出力端子とＳ
ＣＲ３９のゲートとの間にダイオード４１、抵抗器４２
の直列回路が接続され、ダイオード４１はアノード側が
発振回路２２の出力側とされている。又発振回路２２の
出力側と抵抗器３５、３６の接続点との間にダイオード
４３が接続され、ダイオード４３のアノード側が発振回
路２２の出力側とされている。このダイオード４３のア
ノード、カソード間にトランジスタ４４が接続され、ト
ランジスタ４４のコレクタがダイオード４３のカソード
側とされ、つまりダイオード４３とトランジスタ４４は
極性が互いに逆方向とされ、そのトランジスタ４４のベ
ースはＳＣＲ３９のカソード側に接続されるとともにエ
ミッタに接続される。

【００１１】このようにして電源がオフの状態において
はＳＣＲ３９がオフであって、従ってトランジスタ４４
もオフであり、このためコンデンサ２３に対する充電が
開始されると、そのコンデンサ２３の電圧に応じて抵抗
器３５を通じてコンデンサ２５に対する充電が行われ
る。このようにしてコンデンサ２３の両端間電圧の半分
の電圧がコンデンサ２５に充電される。この状態で発振
回路２２に対して起動すると、その出力端子は高レベル
から矩形発振を出力し、従って発振出力が正になったと
きＳＣＲ３９がオンとなりこれによりトランジスタ４４
もオンとなる。その発振回路２２の出力が正の時はダイ
オード４３、コンデンサ２５、パルストランス２４を通
じてアース側に電流が流れ、発振回路２２の出力が負に
なるとアース側からパルストランス、コンデンサ２５を
通じ、更にトランジスタ４４を通じて発振回路２２の出
力端側に電流が流れる。

【００１２】この場合においてはコンデンサ２５に対す
る充電は例えば図１Ｂに示すように上昇して発振が開始
すると、図１Ｃ、Ｄに示すようにＦＥＴ１６、１７のゲ
ートに交互に正電圧が印加する事になり、起動から規定
電圧に達するまでの１パルスだけ幅が広いが、その後は
所定の幅を持って交互にＦＥＴ１６、１７がオンオフす
ることになる。従ってパルストランス２４は偏磁する恐
れはない。

【００１３】尚発振回路２２の出力がトライステートの
出力であって、発振停止状態において、その出力側から
発振回路内を見たインピーダンスが無限大になる場合に
は、ＳＣＲ３９、ダイオード４３、トランジスタ４５等
を省略することができる。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、パ
ルストランスと直列に接続されるコンデンサに対し、充
電が予め自動的に行われるため、主回路電圧を印加した
まま信号の投入や遮断、つまり発振回路の起動や停止が
可能となり、主回路を簡単にすることができ、又外部か
らの発振回路の起動停止も駆動信号回路のみを制御すれ
ば良い。つまり従来において主回路に対する電源投入を
１０数サイクル遅らせたり、あるいは主回路の電源電圧
の立ち上がりを徐々に行うような面倒なことをする必要
はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａはこの発明の実施例を示す接続図、Ｂ乃至Ｄ
はそのコンデンサ２５の電圧とパルストランスの出力電
圧波形を示す図である。

【図２】ハーフブリッジインバータの簡易化構成例を示
す図である。

【図３】Ａは発振回路２２の内部の一部と、パルストラ
ンス２４の接続状態を示す図、Ｂ乃至Ｅはその発振回路
の立ち上がり時の発信出力、パルストランス出力、コン
デンサ２５の両端間電圧をそれぞれ示す波形図である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発振回路の出力によりコンデンサを介し
   てパルストランスの１次側に正電流と負電流とを交互に
   流して、そのパルストランスの出力パルスによりブリッ
   ジ型インバータのスイッチング素子をオン、オフ制御す
   るインバータ駆動回路において、 上記発振回路の正及び負電源端子間に分圧抵抗器が接続
   され、 その分圧抵抗器の接続点が上記コンデンサのパルストラ
   ンスと反対側に接続されていることを特徴とするインバ
   ータ駆動回路。