JPS63265570A - トランジスタインバ−タ装置 - 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、直流を交流に変換するトランジスタインバー
タ装置の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は従来のトランジスタインパーク装置の回路図で
ある。第５図において、ｌは直流電源、２はインダクタ
ンス素子、３は発振トランス、４・５はトランジスタ、
６は共振コンデンサ、７・８・９・１２は抵抗、１０は
ダイオード、１１はコンデンサ、Ｎ　Ｐ　ｌ’　Ｎ　Ｐ
　ｚは１次巻線、ＮＳは２次＠線、ＮＦＳは第１帰還巻
線、ＮＰ、は第２帰還巻線である。尚、１３は負荷とし
ての放電灯である。

次に上記のように構成されたトランジスタインパーク装
置の動作につい°て第６図をも参照して説明する。直流
電圧が供給されると、先ず、抵抗７、抵抗８、抵抗９を
介してトランジスタ４とトランジスタ５のベースに電流
が流れる。この際、トランジスタの増幅率の差により、
たとえばトランジスタ４が先にＯＮ状態になったとする
と、１法要ｔｌＡＮＰ、に電流が流れ、これにより帰還
巻線ＮＰコにトランジスタ４のベース電流を増加する向
きの電圧が発生し、トランジスタ４はＯＮ状態を維持す
る。一方、トランジスタ５のベースには電流が流れない
ので、ＯＦＦ状態になっている。また、発振トランス３
の各巻線に発生した電圧は発振トランス３のインダクタ
ンスと発振コンデンサ６により振動する。このため、一
定時間経過すると、第１帰還＠＆ＩＮＰｓの極性が反転
し、トランジスタ５のベースに電流が流れ、トランジス
タ５がＯＮ状態となり、トラ〉′ジスク４はＯＦＦ杖態
Ｌｕる。

このようにして、発振が始まると、同時に第２帰還巻線
Ｎ　Ｐ　４に発生した電圧はダイオード１０とコンデン
サ１１とで措成される整流回路により整流されコンデン
サには直流電圧が発生する。この直流電圧は抵抗１２、
抵抗８、抵抗９を介してトランジスタ５のベースに駆動
電流を供給する。

この駆動電流は、ＯＮ状態となっている一方のトランジ
スタを完全に飽和状態とし、そのトランジスタにスイッ
チング動作をさせるためのものである。このように、ト
ランジスタ４とトランジスタ５とは交互にＯＮ状態とＯ
ＦＦ状態とを繰り返し、またＯＮ状態となったトランジ
スタにはインダクタンス２によって定電流化された電流
が流れ、これにより２次＠＆ａＮＳに接続された放電灯
１３に交流を供給することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のトランジスタインバータ装置には
以下に述べる欠点がある。

第６図は従来のトランジスタインパーク装置におけるト
ランジスタのコレクタ電流とコレクタ電圧の波形及び両
者の積による電力損失を示す図である。第６図に示すよ
うに従来のトランジスタインバータ装置はＢ級のスイッ
チング回路で、コレクタ電圧波形は正弦波に近い形状で
あるが、トランジスタに流れる電流波形は方形波に近い
形状となる。このため、トランジスタがＯＮ状態からＯ
ＦＦ状態又はＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移するときに
、コレクタ電流が流れているにもかかわらすコレクタ電
圧がトランジスタに印加されるので、コレクタ電圧とコ
レクタ電流との交差部分がトランジスタの電力損失とな
り、装置の効率を低下させていた。

本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、ト
ランジスタの電力損失を低減して装置の効率の向上を図
ることができ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ｉ〔問題点を解決するための手段〕 上記の目的を達成するための本発明は、複数の巻線を有
する発振トランスと、該発振トランスのインダクタンス
分と共振して振動電圧を発生する共振コンデンサと、前
記振ｅ１を圧により交互に導通状態とされる一対の発振
用トランジスタとを具俯し、直流電力を交流電力に変換
するトランジスタインパーク装置において、前記一対の
発振用トランジスタの各々に一端が前記発振用トランジ
スタのコレクタと他端が前記発振用トランジスタのエミ
ッタと結合するように接続した前記共振用コンデンサを
含む回路を設けたものである。

〔作用〕

本発明は前記の手段により、発振用トランジスタのコレ
クタに流れる電流波形を改善して、その波形を正弦波に
することができるので、発振用トランジスタのスイッチ
イングｔｎ失を低減することができる。

〔実施例〕

以下に本発明の１実施例を第１図乃至第３図を参照して
説明する。第１図は本発明の第１の実施例であるトラン
ジスタインバータ装置の回路図である。第１図において
、第５図に示す従来のものと同一の機能を有するものに
は同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略
する。

第１図に示すトランジスタインバータ装置が第５図に示
すものと異なるのは、共振用のコンデンサを２個配置し
、その共振用コンデンサ６ａ・６ｂを一対の発振用のト
ランジスタの各々のコレクタとエミッタとの間に並列に
接続した点である。

次に、このように構成されたトランジスタインバータ装
置の動作について説明する。直流電圧が供給されると、
先ず抵抗７、抵抗８、抵抗９を通じて、トランジスタ４
とトランジスタ５とにベース電流が流れ、トランジスタ
の増幅率の差により、たとえばトランジスタ４が先にＯ
Ｎ状態になったとする。すると、１次巻線ＮＰＩに電流
が流れこれにより第１帰還’＠’ｈ％ＮＰｓにトランジ
スタ４のベース電流を増幅する向きに電圧が発生し、ト
ランジスタ４はＯＮ状態を維持する。一方トランジスタ
５のベースには電流が流れないのでトランジスタ５はＯ
ＦＦ状態になっている０次に、発振トランス３の各巻線
に発生した電圧は、発振トランス３のリーケージインダ
クタンスと発振コンデンサ６ｂとにより振動する。この
ため、ある時間が経過すると、第１帰還巻線ＮＰａに発
生する電圧の極性が反転し、トランジスタ４がＯＦＦ状
態となると同時に、今度はトランジスタ５のベースに電
流が流れ、トランジスタ５がＯＮ状態となる。

これにより、第１帰還巻線ＮＰＩにはトランジスタ５の
ベース電流を増幅する向きに電圧が発生し、トランジス
タ５はＯＮ状態を維持する。そして今度は発振トランス
３のリーケージインダクタンスと発振コンデンサ６ａと
により振動が発生し、これにより、成る時間経過すると
、第１帰還＠″ｋＪＡＮＰ、に発生する電圧の極性が反
転し、トランジスタ５がＯＦＦ状態となり、同時にトラ
ンジスタ４がＯＮ状態となる。　このようにして、振動
が始まると、同時に別の帰還＠線ＮＰ４に発生した電圧
はダイオード１０とコンデンサ１１で構成される整流回
路により整流され、コンデンサ１１には直流電圧が発生
する。この直流電圧は抵抗１２、抵抗８、抵抗９を通じ
てＯＮ状態となっているトランジスタ４又はトランジス
タ５を完全に飽和状態とし、トランジスタにスイッチイ
ング動作をさせるためのものである。以下、トランジス
タ４とトランジスタ５とが交互にＯＮ状態となることに
より、２次巻線ＮＳに接続された放電灯１３に交流を供
給する。

第２図は第１の実施例であるトランジスタインバータ装
置の各部の波形を示す図である。コレクタ電圧波形は略
正弦波であり、このコレクタ電圧が零になると、トラン
ジスタにはベース電流が供給されるためコレクタ電流が
流れる。ここで、コレクタ電流は一定の位相角だけ遅れ
て正弦波の電流がコレクタからエミッタに流れる。第１
帰還巻線ＮＰ、と第２帰還Ｓ線ＮＰ、とに発生する電圧
は、１次巻線ＮＰＩ　　−ＮＰｔに発生する電圧とほぼ
同相であるため、振動電圧となり、１次巻線ＮＰｌ　−
ＮＰｘに発生する電圧が零になると、零になる。第１帰
還巻線Ｎ　Ｐ　ｓに発生する電圧が零になると、ベース
電流が断たれ、次の瞬間トランジスタは逆バイアスされ
るためコレクタ電流は急激に断たれ、たとえばトランジ
スタ４がＯＮ状態であったときは、同時にコンデンサ６
ａに電流が流れる。この時、コレクタ電圧は略零である
ため、トランジスタがＯＮ状態からＯＦＦ状態へ遷移す
るときに生ずる遷移１ｊ！（スイッチイング填失）は小
さいものとなる。

また、トランジスタがＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移す
るときは、第２図に示すようにトランジスタがＯＮ状態
になってからコレクタ電流が流れ始めるため、このとき
の遷移損も殆どなくなる。

このように、第１の実施例によれば、コレクタ電流の波
形が正弦波に改善されると共に、トランジスタがＯＮ状
態からＯＦＦ状態に遷移するときは、コレクタに流れて
いた電流はコンデンサに流れるようになり、逆にトラン
ジスタがＯＦＦ状態からＯＮ状態に′遷移するときはコ
レクタ電流がコレクタ電圧の零クロス点よりも若干遅れ
るので、トランジスタにコレクタ電圧が加わっていると
きに流れるコレクタ電流が減少する。これにより、トラ
ンジスタにおけるスイッチイング損失を低減することが
できる。

尚、上記の実施例では、直流電源として電池を用いたが
、これは、第３図に示すように商用電源を整流したもの
、又はそれを平滑したものであってもよい。

また、放電灯１３は、ハロゲンランプのような抵抗負荷
だけでなく、たとえば蛍光灯のような放電灯や誘導性の
負荷でもよい。

第４図は本発明の第２の実施例であるトランジスタイン
バータ装置の回路図である。第４図において第１図に示
すものと同一の機能を有するものは同一の符号を付すこ
とにより、その詳細な説明を省略する。第４図に示す第
２の実施例が第１図に示す第１の実施例と異なるのは、
カソードをトランジスタ４のコレクタにアノードをトラ
ンジスタ４のエミッタに接続したグイ・オード１４ａと
、カソードをトランジスタ５のコレクタにアノードをト
ランジスタ５のエミッタに接続したダイオード１４ｂと
を設けた点にある。　゛ このダイオード１４ｍ・１４ｂを設けたことにより、ト
ランジスタ４・５に流れる逆電流を防止することができ
、トランジスタのスイッチイング槓失を低減することが
できる。その他の作用・効果はｆｉｔの実施例と同様で
ある。

第２の実施例を用いて、ＡＣｌｏｏＶの商用交流を全波
整流してインバータに供給し、１２Ｖ、７５Ｗのハロゲ
ンランプを負荷として、定格で点灯して測定した結果、
９５％という高い変換効率が得られた。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、発振用トランジス
タのコレクタ電流波形を改善して、その波形を正弦波に
することができるので、トランジスタの電力損失を低減
して装置の効率の向上を図ることができるトランジスタ
インバータ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例であるトランジスタイン
バータ装置の回路図、第２図は第１の実施例であるトラ
ンジスタインバータ装置の各部の波形を示す図、第３図
は直流電源の変形例を示す回路図、第４図は本発明の第
２の実施例であるトランジスタインバータ装置の回路図
、第５図は従来のトランジスタインバータ装置の回路図
、第６図は従来のトランジスタインバータ装置における
トランジスタのコレクタ電流とコレクタ電圧の波形及び
両者の積による電力損失を示す図１・・・直流電源、２
・・・インダクタンス素子、３・・・発振トランス、４
・５・・・　トランジスタ、６ａ・６ｂ・・・共振用コ
ンデンサ、７・８・９・１２・・・抵抗、１３・・・放
電灯、１４ａ１４ａｂ・・・　ダイオード。 出願人　　岩　崎　電　気　株式会社 手続補正書 昭和６３年　６月／／日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許願第９７４７０号 ２、発明の名称 トランジスタインバータ装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　　所　　東京都港区芝三丁目１２番４号（自発） （１）明細書第２頁第１８行に「負荷としての放電灯」
とあるのを「ハロゲン電球や放電灯のごとき電灯負荷」
と訂正する。 （２）明細書第４頁第１２行、同第９頁第２行、同第１
１頁第３行に、それぞれ「放電灯１３」とあるのを「電
灯負荷１３」と訂正する。 （３）明細書第５頁第１行に１８級」とあるのを１０級
」と訂正する。 （４）明細書筒１１頁第３行、同第１２頁第４行に、「
ハロゲンランプ」とあるのを「ハロゲン電球」と訂正す
る。 （５）明細書第１１頁第１４行にｒカソード」とあるの
を、「カソード」と訂正する。 （６）明細書第１３頁第８行に「放電灯」とあるのを「
電灯負荷」と訂正する。 （７）第６図を別紙のとおりに訂正する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の巻線を有する発振トランスと、該発振トラ
   ンスのインダクタンス分と共振して振動電圧を発生する
   共振コンデンサと、前記振動電圧により交互に導通状態
   とされる一対の発振用トランジスタとを具備し、直流電
   力を交流電力に変換するトランジスタインバータ装置に
   おいて、前記一対の発振用トランジスタの各々に一端が
   前記発振用トランジスタのコレクタと他端が前記発振用
   トランジスタのエミッタと結合するように接続した前記
   共振用コンデンサを含む回路を設けたことを特徴とする
   トランジスタインバータ装置。
2. （２）前記共振用コンデンサを含む回路は前記共振用コ
   ンデンサのみで構成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のトランジスタインバータ装置。
3. （３）前記共振用コンデンサを含む回路は前記共振用コ
   ンデンサと、前記発振用のトランジスタのコレクタにカ
   ソードをエミッタにアノードを接続したダイオードとで
   構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のトランジスタインバータ装置。