JP2001085759A - 圧電トランスの駆動方法と駆動回路 - Google Patents
圧電トランスの駆動方法と駆動回路Info
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- JP2001085759A JP2001085759A JP25902899A JP25902899A JP2001085759A JP 2001085759 A JP2001085759 A JP 2001085759A JP 25902899 A JP25902899 A JP 25902899A JP 25902899 A JP25902899 A JP 25902899A JP 2001085759 A JP2001085759 A JP 2001085759A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２つ以上の負荷を接続する際にの負荷変動に
対して、確実に安定性を保ち、かつ安価な駆動回路とそ
の駆動回路を提供する。 【解決手段】 １つの駆動回路に並列接続された入力端
子を持つ２つ以上の圧電トランスを備え、該２つ以上の
圧電トランスの出力間に２つ以上の負荷を直列接続し、
前記２つ以上の圧電トランスの出力電圧位相が実質的に
１８０度になるよう入力側を並列接続して前記２つ以上
の負荷を所定周波数の電圧で駆動する。
対して、確実に安定性を保ち、かつ安価な駆動回路とそ
の駆動回路を提供する。 【解決手段】 １つの駆動回路に並列接続された入力端
子を持つ２つ以上の圧電トランスを備え、該２つ以上の
圧電トランスの出力間に２つ以上の負荷を直列接続し、
前記２つ以上の圧電トランスの出力電圧位相が実質的に
１８０度になるよう入力側を並列接続して前記２つ以上
の負荷を所定周波数の電圧で駆動する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は直流電源から圧電ト
ランスを用いて所定の電圧変換を行う為の圧電トランス
の駆動方法と回路に関する。特に、圧電トランスを使用
して冷陰極管等の放電管を効率よく点灯させる為の電源
回路を構成する圧電トランスの駆動方法及び回路に関す
る。
ランスを用いて所定の電圧変換を行う為の圧電トランス
の駆動方法と回路に関する。特に、圧電トランスを使用
して冷陰極管等の放電管を効率よく点灯させる為の電源
回路を構成する圧電トランスの駆動方法及び回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】圧電トランスは、液晶ディスプレイのバ
ックライト用インバータやＤＣ−ＤＣコンバータ等の電
力変換に用いられ、本願出願人も多くの出願をしてきた
（特開平９−７４２３６号公報等）。これは、圧電効果
により圧電体基板に振動波を励起させ、この振動波に応
じた出力電圧を発生するものである。またその駆動回路
として、例えば特開平９−１０７６８４号公報に記載の
ものが知られている。この駆動回路は、１つの圧電トラ
ンスと、これを駆動する交流電圧を発生する昇圧回路
と、圧電トランスの昇圧比を制御する周波数制御回路
と、圧電トランスの駆動電圧を制御する駆動電圧制御回
路と、調光回路とからなる。このような駆動回路は、圧
電トランス固有の特性、すなわち共振周波数で昇圧比が
急激に変化し、負荷インピーダンスによっても昇圧比が
変化するという特性を利用し、駆動周波数により出力電
圧を制御してする冷陰極管の点灯用のインバータ等に用
いられている。さらに、負荷インピーダンスのバラツキ
制御や調光制御でも駆動周波数を制御している。
ックライト用インバータやＤＣ−ＤＣコンバータ等の電
力変換に用いられ、本願出願人も多くの出願をしてきた
（特開平９−７４２３６号公報等）。これは、圧電効果
により圧電体基板に振動波を励起させ、この振動波に応
じた出力電圧を発生するものである。またその駆動回路
として、例えば特開平９−１０７６８４号公報に記載の
ものが知られている。この駆動回路は、１つの圧電トラ
ンスと、これを駆動する交流電圧を発生する昇圧回路
と、圧電トランスの昇圧比を制御する周波数制御回路
と、圧電トランスの駆動電圧を制御する駆動電圧制御回
路と、調光回路とからなる。このような駆動回路は、圧
電トランス固有の特性、すなわち共振周波数で昇圧比が
急激に変化し、負荷インピーダンスによっても昇圧比が
変化するという特性を利用し、駆動周波数により出力電
圧を制御してする冷陰極管の点灯用のインバータ等に用
いられている。さらに、負荷インピーダンスのバラツキ
制御や調光制御でも駆動周波数を制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の圧電ト
ランスの駆動回路には次の問題点があった。 （１）圧電トランスは、電気エネルギーを機械振動に変
換し昇圧し電気エネルギーに戻す為、高電力では振幅が
大きくなり圧電トランスが破壊する恐れがあり大出力化
が出来ない。従って、２つ以上の負荷を１つの圧電トラ
ンスで駆動するのは圧電トランスが破壊する恐れがあり
困難であった。 （２）２つ以上の負荷を１つの圧電トランスで駆動する
のは、負荷電力が増大し、負荷1つに１つの圧電トラン
スが必要であった。更に、２つ以上の負荷を１つの圧電
トランスで安定に駆動するには、負荷のインピーダンス
特性が正特性で無ければならず、従って、冷陰極管のよ
うに電流が増加すると端子電圧が低下するインピーダン
スの負特性を有する負荷の駆動には、それぞれの負荷に
対して、正のインピーダンス素子が必ず必要になるの
で、電力効率が低下した。 （３）圧電トランスは共振特性を有するため、周波数を
可変することで昇圧比を変えて出力（電圧、電流）の制
御を行う必要がある。従って、圧電トランス１つに１つ
の制御回路が必要であった。すなわち、２つの圧電トラ
ンスを駆動するには２つの制御回路が必要であり、コス
トアップを招いていた。 （４）圧電トランスであるから強磁界は発生しないが、
強電界が発生する。従って、周辺の回路及び電子機器に
悪影響を与えることがあった。そこで本発明は、１つの
駆動回路で２つ以上の圧電トランスを駆動し、２つ以上
の負荷を接続する際にの負荷変動に対して、確実に安定
性を保ち、かつ安価であり、前記圧電トランスから発生
する強電界を減少させた圧電トランスの駆動回路とその
駆動回路を提供することを目的とする。
ランスの駆動回路には次の問題点があった。 （１）圧電トランスは、電気エネルギーを機械振動に変
換し昇圧し電気エネルギーに戻す為、高電力では振幅が
大きくなり圧電トランスが破壊する恐れがあり大出力化
が出来ない。従って、２つ以上の負荷を１つの圧電トラ
ンスで駆動するのは圧電トランスが破壊する恐れがあり
困難であった。 （２）２つ以上の負荷を１つの圧電トランスで駆動する
のは、負荷電力が増大し、負荷1つに１つの圧電トラン
スが必要であった。更に、２つ以上の負荷を１つの圧電
トランスで安定に駆動するには、負荷のインピーダンス
特性が正特性で無ければならず、従って、冷陰極管のよ
うに電流が増加すると端子電圧が低下するインピーダン
スの負特性を有する負荷の駆動には、それぞれの負荷に
対して、正のインピーダンス素子が必ず必要になるの
で、電力効率が低下した。 （３）圧電トランスは共振特性を有するため、周波数を
可変することで昇圧比を変えて出力（電圧、電流）の制
御を行う必要がある。従って、圧電トランス１つに１つ
の制御回路が必要であった。すなわち、２つの圧電トラ
ンスを駆動するには２つの制御回路が必要であり、コス
トアップを招いていた。 （４）圧電トランスであるから強磁界は発生しないが、
強電界が発生する。従って、周辺の回路及び電子機器に
悪影響を与えることがあった。そこで本発明は、１つの
駆動回路で２つ以上の圧電トランスを駆動し、２つ以上
の負荷を接続する際にの負荷変動に対して、確実に安定
性を保ち、かつ安価であり、前記圧電トランスから発生
する強電界を減少させた圧電トランスの駆動回路とその
駆動回路を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、１つの駆
動回路に並列接続された入力端子を持つ２つ以上の圧電
トランスを備え、該２つ以上の圧電トランスの出力間に
２つ以上の負荷を直列接続し、前記２つ以上の圧電トラ
ンスの出力電圧位相が実質的に１８０度になるよう入力
側を並列接続して前記２つ以上の負荷を所定周波数の電
圧で駆動する圧電トランスの駆動方法である。第２の発
明は、１つの駆動回路に並列接続された入力端子を持つ
２つ以上の圧電トランスと、該２つ以上の圧電トランス
の出力間に２つ以上の負荷を直列接続し、前記２つ以上
の圧電トランスの出力電圧位相が実質的に１８０度にな
るよう入力側を並列接続した圧電トランスの駆動回路で
ある。第３の発明は、１つの駆動回路に並列接続された
入力端子を持つ２つ以上の圧電トランスを備え、該２つ
以上の圧電トランスの出力間に２つ以上の負荷を直列接
続し、該２つ以上の負荷の接続ループ内に駆動回路から
電位が固定されない検出部を有する電流検出回路を備
え、該電流検出回路の出力を圧電トランス制御回路に帰
還する圧電トランスの駆動回路である。ここで「駆動回
路から電位が固定されない」とは、電流検出回路が駆動
回路に影響されないアイソレート（絶縁）された状態を
言う。また第２又は第３の発明において、前記圧電トラ
ンスを２つとし、当該圧電トランスは互いに逆極性の電
圧を出力する２つの出力端子を有し、且つ実質的に一体
構造とした圧電トランスの駆動回路である。さらには第
２又は第３の発明において、２つ以上の負荷の電位が実
質的にゼロに近い点または低圧側に配置された電磁トラ
ンスを介して、当該電磁トランスを具備した電流検出回
路を備え、該電流検出回路の出力を圧電トランス制御回
路に帰還する圧電トランスの駆動回路である。第４の発
明は、直流電圧を供給する直流電源と、該直流電圧を高
周波交流に変換するインバータと、該高周波交流を高圧
の高周波電圧に昇圧する前記インバータに入力を並列接
続された２以上の圧電トランスと、該２以上の圧電トラ
ンスの出力間に直列接続された２以上の冷陰極管と、前
記高圧の高周波電圧に基づいて前記インバータの共振周
波数を制御する１つの制御回路とから構成されている圧
電トランス駆動回路である。
動回路に並列接続された入力端子を持つ２つ以上の圧電
トランスを備え、該２つ以上の圧電トランスの出力間に
２つ以上の負荷を直列接続し、前記２つ以上の圧電トラ
ンスの出力電圧位相が実質的に１８０度になるよう入力
側を並列接続して前記２つ以上の負荷を所定周波数の電
圧で駆動する圧電トランスの駆動方法である。第２の発
明は、１つの駆動回路に並列接続された入力端子を持つ
２つ以上の圧電トランスと、該２つ以上の圧電トランス
の出力間に２つ以上の負荷を直列接続し、前記２つ以上
の圧電トランスの出力電圧位相が実質的に１８０度にな
るよう入力側を並列接続した圧電トランスの駆動回路で
ある。第３の発明は、１つの駆動回路に並列接続された
入力端子を持つ２つ以上の圧電トランスを備え、該２つ
以上の圧電トランスの出力間に２つ以上の負荷を直列接
続し、該２つ以上の負荷の接続ループ内に駆動回路から
電位が固定されない検出部を有する電流検出回路を備
え、該電流検出回路の出力を圧電トランス制御回路に帰
還する圧電トランスの駆動回路である。ここで「駆動回
路から電位が固定されない」とは、電流検出回路が駆動
回路に影響されないアイソレート（絶縁）された状態を
言う。また第２又は第３の発明において、前記圧電トラ
ンスを２つとし、当該圧電トランスは互いに逆極性の電
圧を出力する２つの出力端子を有し、且つ実質的に一体
構造とした圧電トランスの駆動回路である。さらには第
２又は第３の発明において、２つ以上の負荷の電位が実
質的にゼロに近い点または低圧側に配置された電磁トラ
ンスを介して、当該電磁トランスを具備した電流検出回
路を備え、該電流検出回路の出力を圧電トランス制御回
路に帰還する圧電トランスの駆動回路である。第４の発
明は、直流電圧を供給する直流電源と、該直流電圧を高
周波交流に変換するインバータと、該高周波交流を高圧
の高周波電圧に昇圧する前記インバータに入力を並列接
続された２以上の圧電トランスと、該２以上の圧電トラ
ンスの出力間に直列接続された２以上の冷陰極管と、前
記高圧の高周波電圧に基づいて前記インバータの共振周
波数を制御する１つの制御回路とから構成されている圧
電トランス駆動回路である。
【０００５】
【実施の形態】図１は本発明の一実施例に係る圧電トラ
ンスの駆動回路のブロック図である。以下図１にそって
説明する。本発明では、１つの駆動回路に並列接続され
た入力端子を持つ２つの圧電トランスと、該２つの圧電
トランスの出力間に２つの負荷を直列に接続し、前記２
つの圧電トランスの出力電圧位相が実質的に１８０度に
なるよう入力側を並列接続している。ここで、前記の
「１つの駆動回路」とは、物理的な１つの駆動回路に限
定されるものではなく、フルブリッジ駆動のような物理
的には２つ以上の組合せ回路も含む。また「駆動回路」
とは圧電トランスを駆動するための回路を言う。すなわ
ち、検出した管電流を設定値と比較し圧電トランスを制
御し駆動するインバータを総称する。負荷となる冷陰極
管は電圧電流特性が負特性である（電流を大きくすると
電圧が低下する）から、２つの冷陰極管を並列接続する
と、１つの冷陰極管のみ点灯して、もう１つの冷陰極管
が点灯できないことがある。このため、２つ以上の冷陰
極管をバランスよく点灯させるには、管電流を安定化す
る必要があり、２つの冷陰極管の電流を別に制限しなけ
ればならない。従来は２つの別の制御回路を用いたり、
２つの冷陰極管を直列接続したりしていたが、別の制御
回路を用いる場合ではビート（唸り）等の干渉が生じた
り、冷陰極管を単純に直列接続するだけでは、出力電圧
が２倍の高電圧になり、漏れ電流も多くなり好ましくな
い。そこで本発明では、２つの高電圧出力の端子を、電
位が逆位相（一方がプラスの時は、他方がマイナス）電
圧を出力するように構成している。すなわち、図１に示
す圧電トランスの入出力の端子Ｔｉ１，Ｔｉ２及びＴｏ
１，Ｔｏ２の電圧波形は、図３、図４に示すような位相
差を有する変化をする。本発明における２つの圧電トラ
ンスは、物理的に２つであってもよいが、一体の圧電素
子とし、互いに逆極性である出力電圧を出力する２つの
端子を有する圧電トランスとしてもよい。このような構
成とするには、各部の寸法、焼結条件、分極条件を適当
に設定すればよい。また、図１０は従来の圧電トランス
の制御回路であるが、負荷電流を検出する手段として電
流検出抵抗Ｒをグランドに接続すると、圧電トランスＰ
ＺＴから高電圧が供給され、冷陰極管ＬＰ１から電流検
出抵抗Ｒを経てグランドに管電流ｉ１が流れる為に、電
圧降下を生じて電流バランスがとれなくなる。従って、
本発明ではグランドより分離する為に、電流検知トラン
ス（ＣＴ）方式を採用している。この電流検出トランス
は、直列接続された２つの負荷の中点に接続され、２つ
の負荷の電位が実質的にゼロに近い点または低圧側に配
置されるため、大きな耐電圧特性が不要で、安価な電磁
トランスを用いて容易に電流検出を行なうことが出来
る。電磁トランスとは、１次、２次コイルを磁気的に結
合する変換器である。前記電流検知トランスは、必ずし
も電磁トランスに限定するものではなく、１次、２次間
を電気的に絶縁（アイソレート）できるものならば良
く、他の手段、例えばフォトカプラーを使用できる。さ
らに電流検出トランスの２次側に負荷電流検出回路を設
けて、負荷電流検出回路の出力を、圧電トランス制御回
路に帰還している。本発明に言う「電流検出回路」と
は、冷陰極管の管電流を検出する回路である。電流検出
回路は、高圧側に挿入することもできる。図１で電磁ト
ランスＣＴの一次側に入れることもできるが、本発明の
様に低圧側に挿入すると、耐電圧特性の低い安価な電磁
トランスを用いることが出来、また冷陰極管の浮遊容量
の影響を受けにくい。本発明において、電流検出回路を
省略して、代わりに輝度検出器の検出値を周波数制御回
路に入力することもできる。ここで、輝度検出器は、フ
ォトカプラー、光電管、その他の手段を用いることが出
来る。
ンスの駆動回路のブロック図である。以下図１にそって
説明する。本発明では、１つの駆動回路に並列接続され
た入力端子を持つ２つの圧電トランスと、該２つの圧電
トランスの出力間に２つの負荷を直列に接続し、前記２
つの圧電トランスの出力電圧位相が実質的に１８０度に
なるよう入力側を並列接続している。ここで、前記の
「１つの駆動回路」とは、物理的な１つの駆動回路に限
定されるものではなく、フルブリッジ駆動のような物理
的には２つ以上の組合せ回路も含む。また「駆動回路」
とは圧電トランスを駆動するための回路を言う。すなわ
ち、検出した管電流を設定値と比較し圧電トランスを制
御し駆動するインバータを総称する。負荷となる冷陰極
管は電圧電流特性が負特性である（電流を大きくすると
電圧が低下する）から、２つの冷陰極管を並列接続する
と、１つの冷陰極管のみ点灯して、もう１つの冷陰極管
が点灯できないことがある。このため、２つ以上の冷陰
極管をバランスよく点灯させるには、管電流を安定化す
る必要があり、２つの冷陰極管の電流を別に制限しなけ
ればならない。従来は２つの別の制御回路を用いたり、
２つの冷陰極管を直列接続したりしていたが、別の制御
回路を用いる場合ではビート（唸り）等の干渉が生じた
り、冷陰極管を単純に直列接続するだけでは、出力電圧
が２倍の高電圧になり、漏れ電流も多くなり好ましくな
い。そこで本発明では、２つの高電圧出力の端子を、電
位が逆位相（一方がプラスの時は、他方がマイナス）電
圧を出力するように構成している。すなわち、図１に示
す圧電トランスの入出力の端子Ｔｉ１，Ｔｉ２及びＴｏ
１，Ｔｏ２の電圧波形は、図３、図４に示すような位相
差を有する変化をする。本発明における２つの圧電トラ
ンスは、物理的に２つであってもよいが、一体の圧電素
子とし、互いに逆極性である出力電圧を出力する２つの
端子を有する圧電トランスとしてもよい。このような構
成とするには、各部の寸法、焼結条件、分極条件を適当
に設定すればよい。また、図１０は従来の圧電トランス
の制御回路であるが、負荷電流を検出する手段として電
流検出抵抗Ｒをグランドに接続すると、圧電トランスＰ
ＺＴから高電圧が供給され、冷陰極管ＬＰ１から電流検
出抵抗Ｒを経てグランドに管電流ｉ１が流れる為に、電
圧降下を生じて電流バランスがとれなくなる。従って、
本発明ではグランドより分離する為に、電流検知トラン
ス（ＣＴ）方式を採用している。この電流検出トランス
は、直列接続された２つの負荷の中点に接続され、２つ
の負荷の電位が実質的にゼロに近い点または低圧側に配
置されるため、大きな耐電圧特性が不要で、安価な電磁
トランスを用いて容易に電流検出を行なうことが出来
る。電磁トランスとは、１次、２次コイルを磁気的に結
合する変換器である。前記電流検知トランスは、必ずし
も電磁トランスに限定するものではなく、１次、２次間
を電気的に絶縁（アイソレート）できるものならば良
く、他の手段、例えばフォトカプラーを使用できる。さ
らに電流検出トランスの２次側に負荷電流検出回路を設
けて、負荷電流検出回路の出力を、圧電トランス制御回
路に帰還している。本発明に言う「電流検出回路」と
は、冷陰極管の管電流を検出する回路である。電流検出
回路は、高圧側に挿入することもできる。図１で電磁ト
ランスＣＴの一次側に入れることもできるが、本発明の
様に低圧側に挿入すると、耐電圧特性の低い安価な電磁
トランスを用いることが出来、また冷陰極管の浮遊容量
の影響を受けにくい。本発明において、電流検出回路を
省略して、代わりに輝度検出器の検出値を周波数制御回
路に入力することもできる。ここで、輝度検出器は、フ
ォトカプラー、光電管、その他の手段を用いることが出
来る。
【０００６】直流電源から供給される直流電圧をインバ
ータで高周波の交流に変換し、この高周波の交流を並列
接続された２つの圧電トランスの入力電極に印加する
と、出力電圧位相が実質的に１８０度位相差となる圧電
トランスＰＺＴ１または圧電トランスＰＺＴ２の発電部
から交互に昇圧された高圧の高周波電圧が出力電極より
出力され、直列接続の２つの冷陰極管に印加される。こ
の場合、高圧の高周波電圧の周波数を、冷陰極管のイン
ピーダンス（点灯前は略無限大）における共振周波数に
合致するように、Ｖ−Ｆコンバータ４がインバータ１に
指令を出すので、確実に２つの冷陰極管ＬＰ１、ＬＰ２
を点灯させることができる。冷陰極管が点灯後、前記電
流検出回路２により検出される管電流は、管電流比較回
路３で所定値と比較され、その誤差信号に基づいてＶ−
Ｆコンバータ４等の周波数制御回路によりインバータ１
の共振周波数を制御し、所望の輝度を得ている。
ータで高周波の交流に変換し、この高周波の交流を並列
接続された２つの圧電トランスの入力電極に印加する
と、出力電圧位相が実質的に１８０度位相差となる圧電
トランスＰＺＴ１または圧電トランスＰＺＴ２の発電部
から交互に昇圧された高圧の高周波電圧が出力電極より
出力され、直列接続の２つの冷陰極管に印加される。こ
の場合、高圧の高周波電圧の周波数を、冷陰極管のイン
ピーダンス（点灯前は略無限大）における共振周波数に
合致するように、Ｖ−Ｆコンバータ４がインバータ１に
指令を出すので、確実に２つの冷陰極管ＬＰ１、ＬＰ２
を点灯させることができる。冷陰極管が点灯後、前記電
流検出回路２により検出される管電流は、管電流比較回
路３で所定値と比較され、その誤差信号に基づいてＶ−
Ｆコンバータ４等の周波数制御回路によりインバータ１
の共振周波数を制御し、所望の輝度を得ている。
【０００７】また、２つの圧電トランス入力端子を制御
回路の出力端子に並列接続するので、それぞれ圧電トラ
ンスに同一電圧が印加され、２つの圧電トランス出力端
子間に直列接続された２ヶの負荷（冷陰極管）を接続す
るので、同一電流が２つの冷陰極管を流れ、２つの負荷
のいづれか一方が異常となりインピーダンスにアンバラ
ンスが生じた場合でも、電流検出回路がそれを検出でき
ずに駆動回路が誤った制御、即ち管電流を異常制御する
ことがない。出力電圧位相が１８０度になるように互い
に入力を接続した圧電トランスを１つの駆動回路で駆動
するので、圧電トランスから発生する強電界が互いに打
ち消し合い、外部に漏れ出る強電界は減少する。
回路の出力端子に並列接続するので、それぞれ圧電トラ
ンスに同一電圧が印加され、２つの圧電トランス出力端
子間に直列接続された２ヶの負荷（冷陰極管）を接続す
るので、同一電流が２つの冷陰極管を流れ、２つの負荷
のいづれか一方が異常となりインピーダンスにアンバラ
ンスが生じた場合でも、電流検出回路がそれを検出でき
ずに駆動回路が誤った制御、即ち管電流を異常制御する
ことがない。出力電圧位相が１８０度になるように互い
に入力を接続した圧電トランスを１つの駆動回路で駆動
するので、圧電トランスから発生する強電界が互いに打
ち消し合い、外部に漏れ出る強電界は減少する。
【０００８】なお、２つの冷陰極管を駆動する場合を説
明してきたが、本発明によれば冷陰極管は２つ以上の複
数（例えば３つ）を駆動できる。それにより、液晶画面
により十分な輝度を付与できる利点がある。図２は、３
つの冷陰極管を駆動した場合で、電流検出トランスは冷
陰極管１、冷陰極管２と冷陰極管３の間に入れる。この
場合には、図１に示す２つの冷陰極管の場合と違い電位
はゼロではないが、冷陰極管１〜３間の印加電圧Ｖの１
／３であり相当低く、印加電圧Ｖそのものではないか
ら、電流検出トランスの耐電圧も比較的低いものが使用
できる。
明してきたが、本発明によれば冷陰極管は２つ以上の複
数（例えば３つ）を駆動できる。それにより、液晶画面
により十分な輝度を付与できる利点がある。図２は、３
つの冷陰極管を駆動した場合で、電流検出トランスは冷
陰極管１、冷陰極管２と冷陰極管３の間に入れる。この
場合には、図１に示す２つの冷陰極管の場合と違い電位
はゼロではないが、冷陰極管１〜３間の印加電圧Ｖの１
／３であり相当低く、印加電圧Ｖそのものではないか
ら、電流検出トランスの耐電圧も比較的低いものが使用
できる。
【０００９】図５〜７は、検出した電流の整流、増幅回
路の一例を示す。図５はオペアンプ（演算増幅器）を用
いたものであり、電磁トランスの一次側を流れる管電流
は、電磁トランスの巻数比と抵抗Ｒで規定される電圧値
として検出される。オペアンプの一般的条件として抵抗
値ｒとＲの間にはｒ＜＜Ｒが成立するように回路定数を
選択する。図６図は、電流検出回路の他の例である。ト
ランジスタＴｒ１，Ｔｒ２はペアトランジスタで、いわ
ゆるトランジスタのダイオード接続によりベース・エミ
ッタ間電圧とコレクタ電流との非線形性を避ける為にバ
イアスする機能を有する。これにより管電流をリニアス
ケールで正確に検出できる。電流検出抵抗Ｒｃの電圧降
下を検出する。図７は、電流検出回路の他の例である。
トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４は実質的に同一特性を有す
るトランジスタであり、電流検出抵抗Ｒｃの電圧降下で
管電流が正確に検出される。図５〜７において、電磁ト
ランスの二次側に流れる電流は、検出抵抗Ｒｃにより電
圧変換して、管電流比較回路を経て、周波数制御回路に
伝達する。それにより、周波数制御回路はインバータを
駆動し、圧電トランスを駆動制御する。
路の一例を示す。図５はオペアンプ（演算増幅器）を用
いたものであり、電磁トランスの一次側を流れる管電流
は、電磁トランスの巻数比と抵抗Ｒで規定される電圧値
として検出される。オペアンプの一般的条件として抵抗
値ｒとＲの間にはｒ＜＜Ｒが成立するように回路定数を
選択する。図６図は、電流検出回路の他の例である。ト
ランジスタＴｒ１，Ｔｒ２はペアトランジスタで、いわ
ゆるトランジスタのダイオード接続によりベース・エミ
ッタ間電圧とコレクタ電流との非線形性を避ける為にバ
イアスする機能を有する。これにより管電流をリニアス
ケールで正確に検出できる。電流検出抵抗Ｒｃの電圧降
下を検出する。図７は、電流検出回路の他の例である。
トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４は実質的に同一特性を有す
るトランジスタであり、電流検出抵抗Ｒｃの電圧降下で
管電流が正確に検出される。図５〜７において、電磁ト
ランスの二次側に流れる電流は、検出抵抗Ｒｃにより電
圧変換して、管電流比較回路を経て、周波数制御回路に
伝達する。それにより、周波数制御回路はインバータを
駆動し、圧電トランスを駆動制御する。
【００１０】図８は、調光回路の一例である。管電流は
電流検出トランスでペアトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に
伝達され電流検出抵抗Ｒｃに電圧降下を発生する。Ｖｃ
ｃは電源電圧で、ＧＮＤはグランド端子であり、端子１
は調光制御第１信号端子、端子２は調光第２信号端子、
端子３は検出電圧端子である。前者は出力電流の設定を
小さくするとき、後者は出力電流の設定を大きくすると
きに使用する。出力電流の設定を小さくするときには、
トランジスタＴｒ６をＯＮして電源電圧Ｖｃｃからトラ
ンジスタＴｒ６を経て電流検出抵抗Ｒｃ電流が流入して
管電流の目標値を下げる。逆に、出力電流の設定を大き
くするときには、トランジスタＴｒ５をＯＮしてトラン
ジスタＴｒ５を飽和電圧までドライブして短絡モードに
し、電流検出抵抗Ｒｃの抵抗値を変化させて管電流の目
標値を上げる。
電流検出トランスでペアトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に
伝達され電流検出抵抗Ｒｃに電圧降下を発生する。Ｖｃ
ｃは電源電圧で、ＧＮＤはグランド端子であり、端子１
は調光制御第１信号端子、端子２は調光第２信号端子、
端子３は検出電圧端子である。前者は出力電流の設定を
小さくするとき、後者は出力電流の設定を大きくすると
きに使用する。出力電流の設定を小さくするときには、
トランジスタＴｒ６をＯＮして電源電圧Ｖｃｃからトラ
ンジスタＴｒ６を経て電流検出抵抗Ｒｃ電流が流入して
管電流の目標値を下げる。逆に、出力電流の設定を大き
くするときには、トランジスタＴｒ５をＯＮしてトラン
ジスタＴｒ５を飽和電圧までドライブして短絡モードに
し、電流検出抵抗Ｒｃの抵抗値を変化させて管電流の目
標値を上げる。
【００１１】調光にはバースト調光（パルス幅制御）に
より冷陰極管の管電流を人間の目にチラッキを感じさせ
ない所定周期（例えば２１０Ｈｚ）で点滅（間欠動作）
させて点灯時間と消灯時間の比を変化させて等価的に輝
度を調整しても良い。また、圧電トランスの入力電流あ
るいは出力電圧が過大になった時、圧電トランスの入力
電圧を発生させる発振回路を停止させる保護回路を設
け、冷陰極管の点灯用電圧を間欠的に出力させてもよ
い。圧電トランスが無負荷でスタートした場合には異常
な高電圧が発生して圧電トランス等を破壊するのを防止
するために、圧電トランスの出力電圧を検出して圧電ト
ランスの出力電圧を下げる過電圧保護回路を付加するこ
ともできる。その場合、例えば図９に示すようにツエナ
ーダイオードＺＤ１，ＺＤ２を逆極性で直列接続して周
波数制御回路４のコントロール端子に繋げばよい。
より冷陰極管の管電流を人間の目にチラッキを感じさせ
ない所定周期（例えば２１０Ｈｚ）で点滅（間欠動作）
させて点灯時間と消灯時間の比を変化させて等価的に輝
度を調整しても良い。また、圧電トランスの入力電流あ
るいは出力電圧が過大になった時、圧電トランスの入力
電圧を発生させる発振回路を停止させる保護回路を設
け、冷陰極管の点灯用電圧を間欠的に出力させてもよ
い。圧電トランスが無負荷でスタートした場合には異常
な高電圧が発生して圧電トランス等を破壊するのを防止
するために、圧電トランスの出力電圧を検出して圧電ト
ランスの出力電圧を下げる過電圧保護回路を付加するこ
ともできる。その場合、例えば図９に示すようにツエナ
ーダイオードＺＤ１，ＺＤ２を逆極性で直列接続して周
波数制御回路４のコントロール端子に繋げばよい。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、圧電トランス２つを1
つの制御回路で制御出来る。そして、２つの負荷に対し
てそれぞれ出力インピーダンスの高い端子を接続するこ
とにより、負荷変動に対して、確実に安定性を保つこと
が出来る。さらには圧電トランス入力側接続が並列接続
の為、駆動用パワートランジスタの耐圧は１つの圧電ト
ランスを接続した時と同じで良く、２つの圧電トランス
の出力電圧位相が１８０度異なるため、強電界が打ち消
され発生せず、２つ以上の負荷を接続する際にの負荷変
動に対して、確実に安定性を保ち、かつ安価であり、前
記圧電トランスから発生する強電界を減少させた圧電ト
ランスの駆動回路とその駆動回路を提供することができ
る。
つの制御回路で制御出来る。そして、２つの負荷に対し
てそれぞれ出力インピーダンスの高い端子を接続するこ
とにより、負荷変動に対して、確実に安定性を保つこと
が出来る。さらには圧電トランス入力側接続が並列接続
の為、駆動用パワートランジスタの耐圧は１つの圧電ト
ランスを接続した時と同じで良く、２つの圧電トランス
の出力電圧位相が１８０度異なるため、強電界が打ち消
され発生せず、２つ以上の負荷を接続する際にの負荷変
動に対して、確実に安定性を保ち、かつ安価であり、前
記圧電トランスから発生する強電界を減少させた圧電ト
ランスの駆動回路とその駆動回路を提供することができ
る。
【図１】係本発明にる圧電トランスの駆動回路の１実施
例を表すブロック図である。
例を表すブロック図である。
【図２】係本発明にる圧電トランスの駆動回路の他の実
施例を表すブロック図である。
施例を表すブロック図である。
【図３】２つの圧電トランスの入力端子の電圧の位相関
係の説明図。
係の説明図。
【図４】２つの圧電トランスの出力端子の電圧の位相関
係の説明図。
係の説明図。
【図５】本発明の駆動回路に用いる電流整流増幅回路の
一例を示す回路図である。
一例を示す回路図である。
【図６】本発明の駆動回路に用いる電流整流増幅回路の
その他の例を示す回路図である。
その他の例を示す回路図である。
【図７】 本発明の駆動回路に用いる電流整流増幅回路
のその他の例を示す回路図である。
のその他の例を示す回路図である。
【図８】 一本発明による駆動回路に用いる調光回路の
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
【図９】 係本発明にる圧電トランスの駆動回路の他の
実施例を示すブロック図である。
実施例を示すブロック図である。
【図１０】 従来の圧電トランスの駆動回路の一例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
１ インバータ ２ 管電流検出回路 ３ 管電流比較回路 ４ 周波数制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 邦夫 鳥取県鳥取市南栄町70番地２号日立金属株 式会社鳥取工場内 Ｆターム(参考） 3K072 AA19 AB03 BC07 CA16 DE01 DE02 GA01 GB01 GB14 GB18 GC04 HA05 HA06 5H007 AA06 BB03 CA02 CB06 CC32 DA03 DB03 DC02
Claims (6)
- 【請求項１】 １つの駆動回路に並列接続された入力端
子を持つ２つ以上の圧電トランスを備え、該２つ以上の
圧電トランスの出力間に２つ以上の負荷を直列接続し、
前記２つ以上の圧電トランスの出力電圧位相が実質的に
１８０度になるよう入力側を並列接続して前記２つ以上
の負荷を所定周波数の電圧で駆動することを特徴とする
圧電トランスの駆動方法。 - 【請求項２】 １つの駆動回路に並列接続された入力端
子を持つ２つ以上の圧電トランスと、該２つ以上の圧電
トランスの出力間に２つ以上の負荷を直列接続し、前記
２つ以上の圧電トランスの出力電圧位相が実質的に１８
０度になるよう入力側を並列接続したことを特徴とする
圧電トランスの駆動回路。 - 【請求項３】 １つの駆動回路に並列接続された入力端
子を持つ２つ以上の圧電トランスを備え、該２つ以上の
圧電トランスの出力間に２つ以上の負荷を直列接続し、
該２つ以上の負荷の接続ループ内に前記駆動回路から電
位が固定されない検出部を有する電流検出回路を備え、
該電流検出回路の出力を圧電トランス制御回路に帰還し
たことを特徴とする圧電トランスの駆動回路。 - 【請求項４】 ２つの圧電トランスが、互いに逆極性の
電圧を出力する２つの出力端子を有し、且つ実質的に一
体構造である特徴とする請求項２又は３に記載の圧電ト
ランスの駆動回路。 - 【請求項５】 ２つ以上の負荷の電位が実質的にゼロに
近い点または低圧側に、電磁トランスを具備した電流検
出回路を備え、該電流検出回路の出力を圧電トランス制
御回路に帰還したことを特徴とする請求項２又は３に記
載の圧電トランス駆動回路。 - 【請求項６】 直流電圧を供給する直流電源と、該直流
電圧を高周波交流に変換するインバータと、該高周波交
流を高圧の高周波電圧に昇圧する前記インバータに入力
を並列接続された２以上の圧電トランスと、該２以上の
圧電トランスの出力間に直列接続された２以上の冷陰極
管と、前記高圧の高周波電圧に基づいて前記インバータ
の駆動周波数を制御する１つの制御回路とから構成され
ていることを特徴とする圧電トランスの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25902899A JP2001085759A (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 圧電トランスの駆動方法と駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25902899A JP2001085759A (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 圧電トランスの駆動方法と駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085759A true JP2001085759A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17328346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25902899A Pending JP2001085759A (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 圧電トランスの駆動方法と駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001085759A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6700249B1 (en) * | 2002-11-19 | 2004-03-02 | Aerotech, Inc. | Direct drive vertical lift and rotation stage |
| US6724126B2 (en) * | 2002-05-30 | 2004-04-20 | Shin Jiuh Corp. | Multi-load piezoelectric transformation circuit driver module |
| US6791239B2 (en) * | 2002-11-19 | 2004-09-14 | Shin Jiuh Corp. | Piezoelectric transformation driving apparatus |
| EP1507447A2 (en) * | 2003-08-11 | 2005-02-16 | Global display Solutions S.p.A. | Power supply system for liquid crystal monitors |
| US6949867B1 (en) * | 2002-05-20 | 2005-09-27 | Zippy Technology Corp. | Multi-load driver circuit equipped with piezoelectric transformation circuits |
| WO2006088176A1 (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-24 | Tamura Corporation | 圧電トランスの駆動回路 |
| US7145281B2 (en) * | 2001-11-29 | 2006-12-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Driving circuit for piezoelectric transformer, cold-cathode tube light-emitting apparatus, liquid crystal panel and device with built-in liquid crystal panel |
| WO2007018071A1 (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | 表示装置用照明装置及び表示装置 |
| JP2007173297A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Sharp Corp | 圧電トランス及びその製造方法 |
| US7352106B2 (en) | 2003-10-03 | 2008-04-01 | Tamura Corporation | Piezoelectric transformer driving apparatus |
| JP2008277411A (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 圧電トランスの絶縁回路 |
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| JP2010130732A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 出力ドライバー |
| KR100966873B1 (ko) | 2008-05-26 | 2010-06-29 | (주)아이엠 | 압전 변압기를 이용한 고전압 발생 장치 |
-
1999
- 1999-09-13 JP JP25902899A patent/JP2001085759A/ja active Pending
Cited By (16)
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| US7233113B2 (en) | 2003-08-11 | 2007-06-19 | Global Display Solutions S.P.A. | Power supply system for liquid crystal monitors |
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