JP2000152660A - Power supply - Google Patents

Power supply

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JP2000152660A
JP2000152660A JP10318029A JP31802998A JP2000152660A JP 2000152660 A JP2000152660 A JP 2000152660A JP 10318029 A JP10318029 A JP 10318029A JP 31802998 A JP31802998 A JP 31802998A JP 2000152660 A JP2000152660 A JP 2000152660A
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piezoelectric transformer
power supply
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Shinjiro Wada
眞治郎 和田
Hidefumi Todoroki
秀文 轟
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Nagano Japan Radio Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter which allows improving power supply efficiency without being effected by a kind of piezoelectric transformer and its load circuit. SOLUTION: In an inverter 1, comprising a piezoelectric transformer 3 for outputting a boosted voltage which is boosted in the predetermined boosting rate from an input AC voltage and switching circuits 13, 14 for generating with a switching operation the AC signal supplied to the piezoelectric transformer 3, trimming elements 18, 19 are further provided to operate the switching circuits 13, 14 in a quasi-class E or class E operating region.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電トランスを用
いて交流電圧を生成する電源装置に関し、詳しくは、冷
陰極蛍光管などの負荷回路に供給するための交流信号を
圧電トランスによって生成する電源装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for generating an AC voltage using a piezoelectric transformer, and more particularly, to a power supply for generating an AC signal for supplying a load circuit such as a cold cathode fluorescent tube using the piezoelectric transformer. It concerns the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の電源装置として、出願人は、図
3に示すインバータ装置31を既に提案している(特願
平10−158522号)。このインバータ装置31
は、液晶用バックライトなどに用いられる冷陰極蛍光管
2に供給する疑似正弦波の交流電圧を圧電トランス3に
よって生成する。具体的構成として、インバータ装置3
1は、圧電トランス3と、圧電トランス3の駆動回路3
2とを備えている。また、駆動回路32は、等価的に定
電流源を構成する直流電源部10と、スイッチング信号
SS に同期して交互にオン状態に制御されることにより
プッシュプル動作で交流信号SACを生成するnチャネル
形のFET13,14と、スイッチング信号SS を反転
してFET13のゲートに供給するインバータ回路15
と、中間端子(センタータップ)付きのスイッチング用
のコイル16とを備えている。この場合、直流電源部1
0は、直流電源11と、定電流源を構成するためのチョ
ークコイル12とを備えて構成されている。また、コイ
ル16は、内部に備えている磁気コアによって互いに磁
気的に結合する巻線17a,17bを直列接続して構成
されている。
2. Description of the Related Art As a power supply device of this kind, the applicant has already proposed an inverter device 31 shown in FIG. 3 (Japanese Patent Application No. 10-158522). This inverter device 31
The piezoelectric transformer 3 generates a pseudo sine wave AC voltage to be supplied to the cold cathode fluorescent tube 2 used for a backlight for a liquid crystal or the like. As a specific configuration, the inverter device 3
1 is a piezoelectric transformer 3 and a driving circuit 3 for the piezoelectric transformer 3
2 is provided. The drive circuit 32 generates an AC signal SAC by a push-pull operation by being alternately controlled to be in an ON state in synchronism with the switching signal SS, and the DC power supply unit 10 equivalently constituting a constant current source. Channel type FETs 13 and 14, and an inverter circuit 15 for inverting the switching signal SS and supplying the inverted signal to the gate of the FET 13.
And a switching coil 16 with an intermediate terminal (center tap). In this case, the DC power supply unit 1
Numeral 0 is provided with a DC power supply 11 and a choke coil 12 for constituting a constant current source. The coil 16 is configured by connecting windings 17a and 17b that are magnetically coupled to each other by a magnetic core provided therein in series.

【0003】このインバータ装置31では、スイッチン
グ信号SS に同期してFET13およびFET14が交
互にオン状態に制御されることにより準E級またはE級
の動作領域でいわゆるゼロボルトスイッチによるスイッ
チングを行う。この場合、FET13およびFET14
の内部の寄生容量に蓄積される電荷をスイッチングする
ことに起因する電力損失がゼロボルトスイッチによって
回避され、これにより、交流信号SACが高効率で生成さ
れる。次いで、圧電トランス3が、入力端子3a,3b
間に印加された交流信号SACを所定の利得で昇圧すると
共に、昇圧した交流出力信号SO を出力端子3cを介し
て冷陰極蛍光管2に出力する。この結果、交流出力信号
SO の電圧に応じた輝度で冷陰極蛍光管2が点灯する。
In the inverter device 31, the FET 13 and the FET 14 are alternately controlled to be turned on in synchronization with the switching signal SS to perform switching by a so-called zero volt switch in a quasi-E or E-class operation region. In this case, FET13 and FET14
The power loss due to switching the charge stored in the parasitic capacitance inside is avoided by the zero volt switch, whereby the AC signal SAC is generated with high efficiency. Next, the piezoelectric transformer 3 is connected to the input terminals 3a and 3b.
The AC signal SAC applied therebetween is boosted with a predetermined gain, and the boosted AC output signal SO is output to the cold cathode fluorescent tube 2 via the output terminal 3c. As a result, the cold-cathode fluorescent tube 2 is turned on with a luminance corresponding to the voltage of the AC output signal So.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この出願人
が提案しているインバータ装置31には以下の改善点が
ある。すなわち、インバータ装置31では、本来的に
は、FET13,14を準E級またはE級の動作領域で
ゼロボルトスイッチによるスイッチングを行わせること
により、装置の電源効率の向上を図っている。一方、図
2に示すように、インバータ装置31における駆動回路
32は、値LO の出力インダクタンスとして等価的に表
され、圧電トランス3および冷陰極蛍光管2は、駆動回
路32の負荷回路RL として等価的に表される。この場
合、負荷回路RL における並列のサセプタンス成分およ
び直列のリアクタンス成分をそれぞれ値Bおよび値Xと
し、抵抗成分を値Rとすれば、FET13,14がE級
動作領域で作動するためには、下記の式および式を
満たす必要がある。なお、下記の式および式の条件
をほぼ満たす場合には、FET13,14は、準E級動
作領域で作動する。 B・R=0.186・・・・式 X/R=1.152・・・・式
However, the inverter device 31 proposed by the present applicant has the following improvements. That is, in the inverter device 31, the power supply efficiency of the device is originally improved by causing the FETs 13 and 14 to perform switching by the zero volt switch in the quasi-E or E-class operation region. On the other hand, as shown in FIG. 2, the drive circuit 32 in the inverter device 31 is equivalently represented as an output inductance having a value Lo, and the piezoelectric transformer 3 and the cold cathode fluorescent lamp 2 are equivalent as a load circuit RL of the drive circuit 32. Is represented by In this case, if the parallel susceptance component and the series reactance component in the load circuit RL are set to a value B and a value X, respectively, and the resistance component is set to a value R, in order for the FETs 13 and 14 to operate in the class E operation region, And the equation must be satisfied. When the following equations and the conditions of the equations are almost satisfied, the FETs 13 and 14 operate in the quasi-E class operation region. BR · 0.186 ··· Formula X / R = 1.152 ··· Formula

【0005】一方、上記したサセプタンス成分Bおよび
リアクタンス成分Xは、圧電トランス3の種類、製造上
の素子特性のばらつき、および交流信号SACの周波数な
どに応じて変動する。特に、サセプタンス成分Bについ
ては、積層型の圧電トランス3を中央駆動で動作させる
場合には、単板Rosen型の圧電トランス3を一次モ
ード、二次モードまたは三次モードで動作させる場合と
比較して、数倍大きくなる。また、単板Rosen型の
圧電トランス3と同一の厚みで積層型の圧電トランス3
を製造した場合には、積層型の圧電トランス3のサセプ
タンス成分Bは、単板Rosen型の圧電トランス3よ
りもさらに数倍大きくなる。また、抵抗成分Rについて
も、負荷としての冷陰極蛍光管2の種類などに応じて変
動する。したがって、圧電トランス3や冷陰極蛍光管2
の種類によっては、FET13,14が、必ずしも準E
級またはE級の動作領域で作動するとは限らず、ゼロボ
ルトスイッチの確実化を図ることが困難となる。この場
合、ゼロボルトスイッチが行われないときには、その際
の電力損失は、FET13,14の寄生容量に蓄積され
ている電荷の電圧が高くなるに従い、二次関数的に増大
する。このため、圧電トランス3や冷陰極蛍光管2の種
類などに影響されることなく高効率で作動するインバー
タ装置の開発が要請されている。
On the other hand, the above-mentioned susceptance component B and reactance component X fluctuate in accordance with the type of the piezoelectric transformer 3, variations in element characteristics in manufacturing, the frequency of the AC signal SAC, and the like. In particular, for the susceptance component B, when the laminated piezoelectric transformer 3 is operated by the central drive, the single-plate Rosen-type piezoelectric transformer 3 is operated in the primary mode, the secondary mode, or the tertiary mode. , Several times larger. A laminated piezoelectric transformer 3 having the same thickness as the single-plate Rosen-type piezoelectric transformer 3 is used.
Is manufactured, the susceptance component B of the multilayer piezoelectric transformer 3 is several times larger than that of the single-plate Rosen piezoelectric transformer 3. Further, the resistance component R also varies according to the type of the cold cathode fluorescent tube 2 as a load. Therefore, the piezoelectric transformer 3 and the cold cathode fluorescent tube 2
FETs 13 and 14 may not always have quasi-E
It does not always operate in the class or E class operation region, and it is difficult to ensure the zero volt switch. In this case, when the zero volt switch is not performed, the power loss at that time increases quadratically as the voltage of the charge stored in the parasitic capacitance of the FETs 13 and 14 increases. For this reason, there is a demand for the development of an inverter device that operates with high efficiency without being affected by the types of the piezoelectric transformer 3 and the cold cathode fluorescent tubes 2.

【0006】本発明は、かかる改善点に鑑みてなされた
ものであり、圧電トランスやその負荷回路の種類などに
影響されることなく装置の電源効率の向上が可能な電源
装置を提供することを主目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a power supply device capable of improving the power supply efficiency of a device without being affected by the type of a piezoelectric transformer or its load circuit. Main purpose.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項1記載の電源装置は、入力した交流電圧を所定の昇
圧比で昇圧して出力する圧電トランスと、圧電トランス
に供給する交流信号をスイッチング動作によって生成す
るスイッチング回路とを備えている電源装置において、
スイッチング回路を準E級またはE級の動作領域で動作
させるためのトリミング用素子を備えていることを特徴
とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power supply device comprising: a piezoelectric transformer for boosting an input AC voltage at a predetermined boosting ratio and outputting the boosted AC voltage; and an AC signal supplied to the piezoelectric transformer. And a switching circuit that generates a switching operation by
A trimming element for operating the switching circuit in the quasi-E or E-class operation region is provided.

【0008】請求項2記載の電源装置は、請求項1記載
の電源装置において、スイッチング回路は、1対のスイ
ッチング素子によるプッシュプル回路で構成されている
ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the power supply device of the first aspect, the switching circuit is constituted by a push-pull circuit including a pair of switching elements.

【0009】請求項3記載の電源装置は、請求項1また
は2記載の電源装置において、トリミング用素子は、誘
導性素子および容量性素子の少なくとも一方で構成され
ていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the power supply device according to the first or second aspect, the trimming element is constituted by at least one of an inductive element and a capacitive element.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る電源装置をインバータ装置1に適用した実施の
形態について説明する。なお、インバータ装置31にお
ける構成要素と同一のものについては、同一の符号を付
して重複した説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a power supply device according to the present invention is applied to an inverter device 1 will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the same components as those of the inverter device 31 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0011】図1に示すように、インバータ装置1は、
圧電トランス3と、圧電トランス3を駆動するための駆
動回路4とを備えている。駆動回路4は、従来のインバ
ータ装置31における駆動回路32と同様にして、直流
電源11およびチョークコイル12からなる直流電源部
10と、本発明におけるスイッチング素子にそれぞれ相
当するFET13,14と、インバータ回路15と、ス
イッチング用のコイル16とを備えている。この場合、
コイル16は、巻線17a,17bを直列接続して構成
され、その一端16aがFET13のドレインおよび後
述するインダクタ18に接続され、他端16bがFET
14のドレインおよび圧電トランス3の他方の入力端子
3bに接続され、両巻線17a,17bの接続点である
中間端子16cがチョークコイル12の一端に接続され
ている。
As shown in FIG. 1, the inverter device 1 comprises:
It includes a piezoelectric transformer 3 and a drive circuit 4 for driving the piezoelectric transformer 3. The drive circuit 4 includes a DC power supply unit 10 including a DC power supply 11 and a choke coil 12, FETs 13 and 14 corresponding to switching elements in the present invention, and an inverter circuit, similarly to the drive circuit 32 in the conventional inverter device 31. 15 and a switching coil 16. in this case,
The coil 16 is configured by connecting windings 17a and 17b in series, one end 16a of which is connected to the drain of the FET 13 and an inductor 18 described later, and the other end 16b of which
The intermediate terminal 16 c, which is connected to the drain 14 and the other input terminal 3 b of the piezoelectric transformer 3, and is a connection point between the two windings 17 a, 17 b, is connected to one end of the choke coil 12.

【0012】さらに、インバータ装置1は、インバータ
装置31とは異なり、必要に応じて、トリミング用素子
としてのインダクタ18およびコンデンサ19,20が
配設される。これらのトリミング素子18〜20の各値
を調整することにより、FET13,14は、圧電トラ
ンス3および冷陰極蛍光管2の種類に影響されずに準E
級またはE級の動作領域で作動する。
Further, the inverter device 1 is different from the inverter device 31 in that an inductor 18 and capacitors 19 and 20 as trimming elements are provided as necessary. By adjusting the respective values of these trimming elements 18 to 20, the FETs 13 and 14 are controlled by the quasi-E, regardless of the types of the piezoelectric transformer 3 and the cold cathode fluorescent tube 2.
Operates in Class-E or Class-E operating range.

【0013】圧電トランス3は、例えば、チタン酸ジル
コン酸鉛系セラミック(PZT)をベースにして第三成
分や添加物で変成されたセラミック材料を使用したロー
ゼン型(Rosen Type)で構成されている。こ
の圧電トランス3は、入力端子3a,3bに交流信号S
ACを印加すると、交流信号SACを所定の利得で昇圧し、
昇圧した出力交流信号SO を圧電効果により出力端子3
cから出力する。本発明の実施の形態では、圧電トラン
ス3は、特に限定されないが、共振周波数が116KH
zで、出力交流信号SO の電力値が2Wの仕様で構成さ
れている。
The piezoelectric transformer 3 is composed of, for example, a Rosen type using a ceramic material modified with a third component or an additive based on a lead zirconate titanate-based ceramic (PZT). . This piezoelectric transformer 3 has an AC signal S at input terminals 3a and 3b.
When AC is applied, the AC signal SAC is boosted with a predetermined gain,
The boosted output AC signal SO is applied to the output terminal 3 by the piezoelectric effect.
Output from c. In the embodiment of the present invention, the piezoelectric transformer 3 is not particularly limited, but has a resonance frequency of 116 KH.
In z, the power value of the output AC signal So is configured to be 2 W.

【0014】一方、インバータ装置1の負荷回路として
の冷陰極蛍光管2は、ノート型パソコンの液晶ディスプ
レイのバックライト用などとして用いられるものであ
り、その仕様は、例えば、点灯開始時に必要とする印加
電圧が約1200Vrms、通常点灯時に必要とする印
加電圧が約500Vrmsで消費電流が約2.5mA〜
5mAとなっている。
On the other hand, the cold-cathode fluorescent tube 2 as a load circuit of the inverter device 1 is used for a backlight of a liquid crystal display of a notebook type personal computer. The applied voltage is about 1200 Vrms, the applied voltage required for normal lighting is about 500 Vrms, and the current consumption is about 2.5 mA or more.
It is 5 mA.

【0015】次に、インバータ装置1の全体的な動作に
ついて説明する。
Next, the overall operation of the inverter device 1 will be described.

【0016】最初に、トリミング用素子の調整につい
て、図2を参照して説明する。なお、同図は、駆動回路
4の等価回路と、圧電トランス3および冷陰極蛍光管2
から構成される等価的な負荷回路RL を示している。例
えば、圧電トランス3の入力容量が上記の式を満たす
ために必要とされるサセプタンス成分B(同図参照)よ
りも余分なときには、その余分なサセプタンス成分Bを
キャンセルするためのインダクタを、コンデンサ19に
代えて圧電トランス3の入力端子3a,3b間に接続す
る。逆に、圧電トランス3の入力容量が必要とされるサ
セプタンス成分Bよりも不足しているときには、その不
足分のサセプタンス成分を等価的に補うためのインダク
タ18を配設する。この場合、インダクタ18を配設す
ることなく、その不足分と同容量のコンデンサ19を圧
電トランス3の入力端子3a,3b間に並列接続しても
よい。この結果、圧電トランス3の種類に応じて特に値
が変動するサセプタンス成分Bを、FET13,14が
準E級またはE級の動作領域で作動するために最も適切
な値に調整することができる。これにより、同図に示す
サセプタンス成分Bと、抵抗成分Rとが上記の式を満
足することになる。なお、抵抗成分Rは、圧電トランス
3の内部抵抗および冷陰極蛍光管2の入力抵抗の合計抵
抗値を意味する。
First, adjustment of the trimming element will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an equivalent circuit of the driving circuit 4 and the piezoelectric transformer 3 and the cold cathode fluorescent tube 2.
Is shown as an equivalent load circuit RL. For example, when the input capacitance of the piezoelectric transformer 3 is more than the susceptance component B required to satisfy the above equation (see FIG. 4), an inductor for canceling the extra susceptance component B is replaced with a capacitor 19. Is connected between the input terminals 3a and 3b of the piezoelectric transformer 3. Conversely, when the input capacitance of the piezoelectric transformer 3 is less than the required susceptance component B, an inductor 18 is provided to equivalently compensate for the insufficient susceptance component. In this case, a capacitor 19 having the same capacity as the shortage may be connected in parallel between the input terminals 3a and 3b of the piezoelectric transformer 3 without disposing the inductor 18. As a result, it is possible to adjust the susceptance component B, whose value varies in particular according to the type of the piezoelectric transformer 3, to the most appropriate value for the FETs 13 and 14 to operate in the quasi-E or E-class operation region. As a result, the susceptance component B and the resistance component R shown in the figure satisfy the above equation. Note that the resistance component R means the total resistance value of the internal resistance of the piezoelectric transformer 3 and the input resistance of the cold cathode fluorescent tube 2.

【0017】また、圧電トランス3内部のリアクタンス
成分が上記の式を満たすために必要とされるリアクタ
ンス成分X(図2参照)よりも余分なときには、その余
分なリアクタンス成分をキャンセルするためのコンデン
サ20を配設する。逆に、圧電トランス3のリアクタン
ス成分が必要とされるリアクタンス成分Xよりも不足し
ているときには、コンデンサ20に代えて、その不足分
と等しいインダクタンスを有するチョークコイルを配設
する。この結果、図2に示すリアクタンス成分Xと、抵
抗成分Rとで、上記の式を満足することになる。
When the reactance component inside the piezoelectric transformer 3 is more than the reactance component X (see FIG. 2) required to satisfy the above equation, a capacitor 20 for canceling the extra reactance component is used. Is arranged. Conversely, when the reactance component of the piezoelectric transformer 3 is less than the required reactance component X, a choke coil having an inductance equal to the shortage is provided instead of the capacitor 20. As a result, the above equation is satisfied by the reactance component X and the resistance component R shown in FIG.

【0018】一方、作動後の定常状態においては、スイ
ッチング信号SS がハイレベルのときに、FET14お
よびFET13がそれぞれオン状態およびオフ状態に制
御される。この際には、チョークコイル12が直流電源
11の出力電流を電流制限することにより擬似的に定電
流制御する。同時に、コイル16の巻線17bには、電
流が流れることによりエネルギーが蓄積される。一方、
コイル16の一端16aからは、その直前にFET13
がオン状態に制御されていた時に巻線17aに蓄積され
たエネルギーに基づく電流ILaが放出される。この時
に、FET13のドレインには、直流電源11の出力電
圧Voのほぼ3.5倍程度の電圧値である電圧VDaが発
生する。また、電流ILaは、インダクタ18、圧電トラ
ンス3の一方の入力端子3a、圧電トランス3の内部、
圧電トランス3の他方の入力端子3b、並びにFET1
4のドレインおよびソースからなる電流経路を導通させ
られる。これにより、圧電トランス3は、入力端子3
a,3b間に印加された交流信号SACを所定の利得で昇
圧すると共に、昇圧した交流出力信号SO を出力端子3
cを介して冷陰極蛍光管2に出力する。
On the other hand, in a steady state after the operation, when the switching signal SS is at a high level, the FET 14 and the FET 13 are controlled to be on and off, respectively. At this time, the choke coil 12 performs pseudo-constant current control by limiting the output current of the DC power supply 11. At the same time, energy is accumulated in the winding 17b of the coil 16 by the flow of current. on the other hand,
From one end 16a of the coil 16, the FET 13
Is controlled to the ON state, the current ILa based on the energy stored in the winding 17a is released. At this time, a voltage VDa which is approximately 3.5 times the output voltage Vo of the DC power supply 11 is generated at the drain of the FET 13. The current ILa is supplied to the inductor 18, one input terminal 3a of the piezoelectric transformer 3, the inside of the piezoelectric transformer 3,
The other input terminal 3b of the piezoelectric transformer 3 and the FET1
4 can be conducted. Thereby, the piezoelectric transformer 3 is connected to the input terminal 3
a and 3b are boosted with a predetermined gain, and the boosted AC output signal SO is output to an output terminal 3
The light is output to the cold cathode fluorescent tube 2 via the line c.

【0019】次いで、スイッチング信号SS がローレベ
ルのときには、FET13およびFET14がそれぞれ
オン状態およびオフ状態に制御される。この際には、コ
イル16の巻線17aには、電流が流れることによりエ
ネルギーが蓄積される。一方、コイル16の他端16b
からは、その直前にFET14がオン状態に制御されて
いた時に巻線17bに蓄積されたエネルギーに基づく電
流ILbが放出される。この時に、FET14のドレイン
には、直流電源11の出力電圧Voのほぼ3.5倍程度
の電圧値である電圧VDbが発生する。また、電流ILb
は、圧電トランス3の他方の入力端子3b、圧電トラン
ス3の内部、圧電トランス3の一方の入力端子3a、イ
ンダクタ18、並びにFET13のドレインおよびソー
スからなる電流経路を導通させられる。これにより、圧
電トランス3の入力端子3a,3b間に交流信号SACが
印加される。これらの過程において、両FET13,1
4が準E級またはE級の動作領域でゼロボルトスイッチ
を行う結果、インバータ装置1の電源効率が向上されて
いる。次いで、圧電トランス3は、入力端子3a,3b
間に印加された交流信号SACを所定の利得で昇圧すると
共に、昇圧した交流出力信号SO を出力端子3cを介し
て冷陰極蛍光管2に出力する。
Next, when the switching signal SS is at a low level, the FET 13 and the FET 14 are controlled to be on and off, respectively. At this time, energy is accumulated in the winding 17a of the coil 16 by the current flowing. On the other hand, the other end 16b of the coil 16
Thereafter, a current ILb based on the energy stored in the winding 17b when the FET 14 is controlled to the ON state immediately before that is released. At this time, a voltage VDb, which is approximately 3.5 times the output voltage Vo of the DC power supply 11, is generated at the drain of the FET. Also, the current ILb
Is conducted through the other input terminal 3 b of the piezoelectric transformer 3, the inside of the piezoelectric transformer 3, the one input terminal 3 a of the piezoelectric transformer 3, the inductor 18, and the current path including the drain and source of the FET 13. As a result, the AC signal SAC is applied between the input terminals 3a and 3b of the piezoelectric transformer 3. In these processes, both FETs 13, 1
4 performs the zero volt switch in the quasi-E class or E-class operation region, so that the power supply efficiency of the inverter device 1 is improved. Next, the piezoelectric transformer 3 is connected to the input terminals 3a and 3b.
The AC signal SAC applied therebetween is boosted with a predetermined gain, and the boosted AC output signal SO is output to the cold cathode fluorescent tube 2 via the output terminal 3c.

【0020】このように、このインバータ装置1によれ
ば、必要に応じて、インダクタ18やコンデンサ19,
20などのトリミング用素子を配設することにより、両
FET13,14を確実に準E級またはE級の動作領域
でゼロボルトスイッチ動作を行わせることができる。こ
の結果、インバータ装置1の電源効率を向上させること
ができる。また、トリミング用素子として、電力損失を
招くおそれのある抵抗を用いずに、誘導性素子や容量性
素子を用いたことにより、トリミング用素子による電力
損失の防止が図られている。
As described above, according to the inverter device 1, the inductor 18, the capacitor 19,
By arranging a trimming element such as 20, it is possible to make both FETs 13 and 14 perform the zero volt switch operation reliably in the quasi-E or E-class operation region. As a result, the power supply efficiency of the inverter device 1 can be improved. In addition, by using an inductive element or a capacitive element without using a resistor that may cause power loss as a trimming element, power loss due to the trimming element is prevented.

【0021】なお、本発明は、上記した発明の実施の形
態に示した構成に限定されず、適宜変更が可能である。
例えば、圧電トランス3の種類などに応じて、上記の
式および式を満足させるために、インダクタ18に代
えてコンデンサを配設することもできる。また、各トリ
ミング用素子の配設位置は、上記した位置に限らず、
式および式を満足する位置であれば任意の位置に配設
することができる。さらに、各トリミング用素子は、そ
の値を可変できるタイプの素子であってもよい。また、
FET13,14および圧電トランス3の間のインピー
ダンス、並びに圧電トランス3および冷陰極蛍光管2の
間のインピーダンスの両者の少なくとも一方をインピー
ダンス整合する整合手段を適宜配設することもできる。
Note that the present invention is not limited to the configuration shown in the above-described embodiment of the invention, and can be appropriately changed.
For example, a capacitor may be provided in place of the inductor 18 in order to satisfy the above equations and the equations according to the type of the piezoelectric transformer 3 and the like. In addition, the arrangement position of each trimming element is not limited to the above-described position,
It can be arranged at any position as long as the expression and the position satisfying the expression. Further, each trimming element may be an element of a type whose value can be varied. Also,
Matching means for impedance matching between at least one of the impedance between the FETs 13 and 14 and the piezoelectric transformer 3 and the impedance between the piezoelectric transformer 3 and the cold cathode fluorescent tube 2 may be appropriately provided.

【0022】また、負荷回路は、冷陰極蛍光管2に限ら
ず他の負荷であってもよいし、スイッチング回路は、F
ET1に限らず、トランジスタなどを用いてもよい。さ
らに、スイッチング回路は、プッシュプル回路に限ら
ず、シングル出力タイプで構成してもよい。また、FE
T13,14の負荷側回路についても、コイル16に代
えてトランスを用いることもできる。また、インバータ
装置1における圧電トランス3の負荷側に整流平滑回路
を配設することにより、DC/DCコンバータを構成す
ることもできる。
The load circuit is not limited to the cold cathode fluorescent tube 2 and may be another load.
Not limited to ET1, a transistor or the like may be used. Further, the switching circuit is not limited to the push-pull circuit, and may be configured as a single output type. Also, FE
As for the load side circuits of T13 and T14, a transformer can be used instead of the coil 16. In addition, a DC / DC converter can be configured by disposing a rectifying and smoothing circuit on the load side of the piezoelectric transformer 3 in the inverter device 1.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のように、請求項1記載の電源装置
によれば、トリミング用素子によってスイッチング回路
を準E級またはE級の動作領域で作動させることがで
き、これにより、スイッチング回路の効率を高めること
ができる結果、電源装置全体としての電源効率を向上さ
せることができる。
As described above, according to the power supply device of the first aspect, the switching circuit can be operated in the quasi-E class or E-class operation region by the trimming element. As a result, the power efficiency of the power supply device as a whole can be improved.

【0024】また、請求項2記載の電源装置によれば、
トリミング用素子によってプッシュプル回路のスイッチ
ング回路を準E級またはE級の動作領域で作動させるこ
とができるため、高電圧かつ大電力の交流電圧を圧電ト
ランスに供給する場合であっても、スイッチング回路の
効率を高めることができ、これにより、電源装置全体と
しての電源効率を向上させることができる。
According to the power supply device of the second aspect,
Since the switching circuit of the push-pull circuit can be operated in the quasi-E or E-class operation region by the trimming element, even when a high-voltage and high-power AC voltage is supplied to the piezoelectric transformer, the switching circuit can be used. Of the power supply device, thereby improving the power supply efficiency of the power supply device as a whole.

【0025】さらに、請求項3記載の電源装置によれ
ば、誘導性素子および容量性素子の少なくとも一方でト
リミング用素子を構成したことにより、そのトリミング
用素子による電力損失を防止することができる。
Further, according to the power supply device of the third aspect, since the trimming element is formed in at least one of the inductive element and the capacitive element, power loss due to the trimming element can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係るインバータ装置1の
回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an inverter device 1 according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係るインバータ装置1お
よび従来のインバータ装置31の等価回路図である。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the inverter device 1 according to the embodiment of the present invention and a conventional inverter device 31.

【図3】従来のインバータ装置31の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional inverter device 31.

【符号の説明】 1 インバータ装置 3 圧電トランス 4 駆動回路 13 FET 14 FET 18 インダクタ 19 コンデンサ 20 コンデンサ[Description of Signs] 1 Inverter device 3 Piezoelectric transformer 4 Drive circuit 13 FET 14 FET 18 Inductor 19 Capacitor 20 Capacitor

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年1月19日(2000.1.1
9)
[Submission date] January 19, 2000 (2000.1.1)
9)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項1記載の電源装置は、入力した交流電圧を所定の昇
圧比で昇圧して出力する圧電トランスと、一対のスイッ
チング素子によるプッシュプル回路で構成され圧電トラ
ンスに供給する交流信号をスイッチング動作によって生
成するスイッチング回路とを備えている電源装置におい
て、 B・R=0.186・・・・式、および X/R=1.152・・・・式(ただし、「B」、
「X」および「R」が、それぞれ、圧電トランスを含む
負荷回路における等価的な並列のサセプタンス成分、直
列のリアクタンス成分、および並列の抵抗成分とする)
で表される条件をほぼ満たす動作領域でスイッチング回
路を動作させるためのトリミング用素子を備えているこ
とを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus comprising: a piezoelectric transformer for boosting an input AC voltage at a predetermined boosting ratio and outputting the boosted AC voltage; And a switching circuit configured to generate an AC signal to be supplied to the piezoelectric transformer by a switching operation by a switching operation. BR × 0.186..., And X / R = 1.152 ... formula (however, "B",
“X” and “R” are equivalent parallel susceptance components, series reactance components, and parallel resistance components in a load circuit including a piezoelectric transformer, respectively.)
And a trimming element for operating the switching circuit in an operation region that substantially satisfies the condition represented by:

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0008】請求項2記載の電源装置は、請求項1記載
の電源装置において、トリミング用素子は、誘導性素子
および容量性素子の少なくとも一方で構成されているこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the power supply unit of the first aspect, the trimming element is configured by at least one of an inductive element and a capacitive element.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】請求項3記載の電源装置は、請求項2記載
の電源装置において、トリミング用素子は、その値が可
変できるタイプの素子で構成されていることを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the power supply unit according to the second aspect, wherein the trimming element is constituted by an element whose value can be varied.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Correction target item name] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0022】また、負荷回路は、冷陰極蛍光管2に限ら
ず他の負荷であってもよいし、スイッチング回路は、F
ET1に限らず、トランジスタなどを用いてもよい。さ
らに、FET13,14の負荷側回路についても、コイ
ル16に代えてトランスを用いることもできる。また、
インバータ装置1における圧電トランス3の負荷側に整
流平滑回路を配設することにより、DC/DCコンバー
タを構成することもできる。
The load circuit is not limited to the cold cathode fluorescent tube 2 and may be another load.
Not limited to ET1, a transistor or the like may be used. Further, a transformer can be used instead of the coil 16 for the load-side circuits of the FETs 13 and 14. Also,
By providing a rectifying and smoothing circuit on the load side of the piezoelectric transformer 3 in the inverter device 1, a DC / DC converter can be configured.

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Correction target item name] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る電源装置に
よれば、トリミング用素子によってプッシュプル回路の
スイッチング回路を準E級またはE級の動作領域で作動
させることができ、これにより、高電圧かつ大電力の交
流電圧を圧電トランスに供給する場合であっても、スイ
ッチング回路の効率を高めることができる結果、電源装
置全体としての電源効率を向上させることができる。ま
た、誘導性素子および容量性素子の少なくとも一方でト
リミング用素子を構成したことにより、そのトリミング
用素子による電力損失を防止することができる。
As described above, according to the power supply device of the present invention, the switching circuit of the push-pull circuit can be operated in the quasi-E or E-class operation region by the trimming element. Even when a high-voltage and high-power AC voltage is supplied to the piezoelectric transformer, the efficiency of the switching circuit can be increased, and as a result, the power supply efficiency of the entire power supply device can be improved. In addition, since the trimming element is configured as at least one of the inductive element and the capacitive element, power loss due to the trimming element can be prevented.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3K072 AA01 AA19 BA03 BC01 BC07 GA02 GB14 GC04 HA10 HB03 5H007 BB03 CA02 CB04 CB06 CC07 5H730 AA14 AS11 DD02 DD04 EE48 FG01 ZZ19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3K072 AA01 AA19 BA03 BC01 BC07 GA02 GB14 GC04 HA10 HB03 5H007 BB03 CA02 CB04 CB06 CC07 5H730 AA14 AS11 DD02 DD04 EE48 FG01 ZZ19

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力した交流電圧を所定の昇圧比で昇圧
して出力する圧電トランスと、当該圧電トランスに供給
する交流信号をスイッチング動作によって生成するスイ
ッチング回路とを備えている電源装置において、 前記スイッチング回路を準E級またはE級の動作領域で
動作させるためのトリミング用素子を備えていることを
特徴とする電源装置。
1. A power supply device comprising: a piezoelectric transformer that boosts an input AC voltage at a predetermined boost ratio and outputs the boosted AC voltage; and a switching circuit that generates an AC signal to be supplied to the piezoelectric transformer by a switching operation. A power supply device comprising a trimming element for operating a switching circuit in a quasi-E or E-class operation region.
【請求項2】 前記スイッチング回路は、1対のスイッ
チング素子によるプッシュプル回路で構成されているこ
とを特徴とする請求項1記載の電源装置。
2. The power supply device according to claim 1, wherein said switching circuit comprises a push-pull circuit including a pair of switching elements.
【請求項3】 前記トリミング用素子は、誘導性素子お
よび容量性素子の少なくとも一方で構成されていること
を特徴とする請求項1または2記載の電源装置。
3. The power supply device according to claim 1, wherein the trimming element includes at least one of an inductive element and a capacitive element.
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