JP2001218458A - High-voltage stabilized circuit - Google Patents

High-voltage stabilized circuit

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JP2001218458A
JP2001218458A JP2000027266A JP2000027266A JP2001218458A JP 2001218458 A JP2001218458 A JP 2001218458A JP 2000027266 A JP2000027266 A JP 2000027266A JP 2000027266 A JP2000027266 A JP 2000027266A JP 2001218458 A JP2001218458 A JP 2001218458A
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Japan
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voltage
circuit
winding
high voltage
switching
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JP2000027266A
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Japanese (ja)
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Masayuki Yasumura
昌之 安村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve power conversion efficiency, and realize downsizing, and cost reduction for a high-voltage stabilized circuit. SOLUTION: A pair of voltage resonance converter is provided on the primary of an isolation converter transformer to obtain high DC voltage (CRT anode voltage) through a multiplying-rectifier circuit on the secondary side thereof. By providing a parallel resonance circuit on the secondary, a composite resonance converter is formed for the whole high-voltage stabilized circuit. The stabilization of the high DC voltage is performed by composite control of simultaneously controlling the switching frequency and continuity angle of the primary side voltage resonance converter according to the level of the high DC voltage. It is thus possible to reduce the number of the switching converters to be attached on the primary to only one pair.

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、例えば陰極線管の
アノード電極に印加すべきアノード電圧を得るために、
商用交流電源から安定化された高電圧を生成する高電圧
安定化回路に関するものである。
The present invention relates to a method for obtaining an anode voltage to be applied to, for example, an anode electrode of a cathode ray tube.
The present invention relates to a high-voltage stabilization circuit that generates a stabilized high voltage from a commercial AC power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】テレビジョン受像機、プロジェクタ装
置、さらにはパーソナルコンピュータ用のディスプレイ
装置などにおいては、表示デバイスとして陰極線管(以
下CRT(Cathode Ray Tube)という)を採用したもの
が広く普及している。
2. Description of the Related Art In television receivers, projectors, and display devices for personal computers, those employing a cathode ray tube (hereinafter referred to as a CRT (Cathode Ray Tube)) as a display device have become widespread. .

【0003】このようなCRTを備えた各種ディスプレ
イ装置においては、周知のように、CRTのアノード電
極に対して所要のレベルの高電圧(アノード電圧)を安
定的に供給する必要がある。即ち、アノード電圧レベル
は、一般には25KV〜35KV程度とされているので
あるが、このアノード電圧は例えば交流入力電圧や負荷
の変動に応じて変動する。そしてアノード電圧の変動に
因っては、CRTに表示される画像の垂直及び水平方向
の画面サイズも変動してしまう。また、画面に高輝度の
白色ピーク画像を表示させた場合にはこれが歪むという
現象が生じる。例えば図11のようにして、本来は実線
で示されるような長方形の白色ピーク画像を表示させた
とすると、これが破線で示されるように、台形形状とな
るようにして歪みが生じるものである。このため、アノ
ード電圧を供給するための回路として、このアノード電
圧を安定化して出力するように構成された、いわゆる高
電圧安定化回路を設けることが実際には行われている。
As is well known, in various display devices having such a CRT, it is necessary to stably supply a high voltage (anode voltage) at a required level to an anode electrode of the CRT. That is, the anode voltage level is generally set to about 25 KV to 35 KV, but this anode voltage fluctuates according to, for example, an AC input voltage or a load fluctuation. The vertical and horizontal screen sizes of the image displayed on the CRT also change due to the change in the anode voltage. Further, when a high-luminance white peak image is displayed on a screen, a phenomenon occurs that the image is distorted. For example, as shown in FIG. 11, if a rectangular white peak image originally indicated by a solid line is displayed, the image is distorted so as to have a trapezoidal shape as indicated by a broken line. Therefore, a so-called high voltage stabilizing circuit configured to stabilize and output the anode voltage is provided as a circuit for supplying the anode voltage.

【0004】図8の回路図は高電圧安定化回路の一例を
示している。この図に示す高電圧安定化回路は、パーソ
ナルコンピュータ用のディスプレイ装置として、いわゆ
るマルチスキャンに対応したディスプレイ装置に備えら
れるものとされる。
FIG. 8 shows an example of a high-voltage stabilizing circuit. The high-voltage stabilizing circuit shown in FIG. 1 is provided in a display device compatible with so-called multi-scan as a display device for a personal computer.

【0005】図8においては、先ず、ブリッジ整流回路
Di及び平滑コンデンサCiから成る整流平滑回路が示
されている。この整流平滑回路は、商用交流電源ACに
ついて整流平滑化を行い、商用交流電源ACレベルの等
倍に対応した整流平滑電圧Eiを得るようにされてい
る。この整流平滑電圧Eiは、直流入力電圧としてスイ
ッチング電源回路部10に対して供給される。
FIG. 8 shows a rectifying and smoothing circuit including a bridge rectifying circuit Di and a smoothing capacitor Ci. This rectifying and smoothing circuit performs rectifying and smoothing on the commercial AC power supply AC, and obtains a rectified and smoothed voltage Ei corresponding to the same level as the commercial AC power supply AC level. This rectified smoothed voltage Ei is supplied to the switching power supply circuit unit 10 as a DC input voltage.

【0006】スイッチング電源回路部10は、整流平滑
電圧Eiを入力してスイッチング、及び安定化を行うこ
とで直流出力電圧Eoを得るように構成されたDC−D
Cコンバータとされ、ここでは、240Vで安定化され
た直流出力電圧Eoを出力するものとされている。
The switching power supply circuit section 10 receives a rectified and smoothed voltage Ei to perform switching and stabilization, thereby obtaining a DC output voltage Eo.
The converter is a C converter, which outputs a DC output voltage Eo stabilized at 240V.

【0007】上記直流出力電圧Eoは、降圧形コンバー
タ20に対して入力される。この降圧形コンバータ20
は、例えば直流出力電圧Eoのラインと平滑コンデンサ
COAの正極端子間に対して、MOS−FETのスイッチ
ング素子Q11のドレイン−ソース、チョークコイルCH
1を順に直列に接続し、さらにスイッチング素子Q11の
ソースとチョークコイルCH1の接続点と、一次側アー
スとの間に対してダイオードDD1を挿入して形成され
る。スイッチング素子Q11は、後述する第1ドライブ回
路14からのドライブ電圧によって他励式により駆動さ
れることで、直流出力電圧Eoについてのスイッチング
を行い、このスイッチング動作に応じて流れる電流が、
チョークコイルCH1、ダイオードDD1を介して平滑コ
ンデンサCOAに対して充電される。そして、この降圧形
コンバータ20の出力として、平滑コンデンサCOAの両
端電圧である降圧直流電圧EOAを得るものである。
[0007] The DC output voltage Eo is input to the step-down converter 20. This step-down converter 20
Are connected between the line of the DC output voltage Eo and the positive terminal of the smoothing capacitor COA, for example, between the drain-source of the MOS-FET switching element Q11 and the choke coil CH.
1 are connected in series in order, and a diode DD1 is inserted between a connection point between the source of the switching element Q11 and the choke coil CH1 and the primary side ground. The switching element Q11 is driven in a separately excited manner by a drive voltage from a first drive circuit 14, which will be described later, to perform switching with respect to the DC output voltage Eo.
The smoothing capacitor COA is charged through the choke coil CH1 and the diode DD1. Then, as the output of the step-down converter 20, a step-down DC voltage EOA which is a voltage across the smoothing capacitor COA is obtained.

【0008】降圧直流電圧EOAは、電圧共振形コンバー
タ30に対して供給される。この図に示す電圧共振形コ
ンバータ30は、1石のMOS−FETのスイッチング
素子Q12を備え、他励式によるシングルエンド動作を行
うものとされている。この電圧共振形コンバータ30に
おいて、スイッチング素子Q12のドレインは、チョーク
コイルCH2を介して降圧直流電圧EOAの正極端子と接
続され、そのソースは一次側アースと接続される。ま
た、ゲートには後述する第2ドライブ回路16から出力
されるドライブ電圧が供給されるようになっている。ス
イッチング素子Q12は、このドライブ電圧によってスイ
ッチング駆動される。
The step-down DC voltage EOA is supplied to the voltage resonance type converter 30. The voltage resonance type converter 30 shown in this figure includes a single MOS-FET switching element Q12 and performs single-ended operation by separately-excited. In the voltage resonance type converter 30, the drain of the switching element Q12 is connected to the positive terminal of the step-down DC voltage EOA via the choke coil CH2, and the source is connected to the primary side ground. The gate is supplied with a drive voltage output from a second drive circuit 16 described later. The switching element Q12 is switched by this drive voltage.

【0009】また、スイッチング素子Q12のドレイン
は、後述するフライバックトランスFBTの一次巻線N
1の巻始め端部と接続される。この場合、一次巻線N1の
巻終わり端部は、直流阻止用コンデンサC11を介して一
次側アースに接地される。これにより、スイッチング素
子Q12のスイッチング出力は、フライバックトランスF
BTの一次巻線N1に対して伝達され、一次巻線N1には
スイッチング周波数に応じた交番電圧が得られることに
なる。
The drain of the switching element Q12 is connected to a primary winding N of a flyback transformer FBT described later.
Connected to the start end of winding 1. In this case, the winding end end of the primary winding N1 is grounded to the primary side ground via the DC blocking capacitor C11. As a result, the switching output of switching element Q12 is connected to flyback transformer F
The power is transmitted to the primary winding N1 of the BT, and an alternating voltage corresponding to the switching frequency is obtained in the primary winding N1.

【0010】また、スイッチング素子Q12のドレイン−
ソース間には、並列共振コンデンサCrが並列に接続さ
れる。この並列共振コンデンサCrは、自身のキャパシ
タンスと、チョークコイルCH2のインダクタンスL12
とフライバックトランスFBTの一次巻線N1側のリー
ケージインダクタンスL1とにより電圧共振形コンバー
タの一次側並列共振回路を形成する。そして、ここでの
詳しい説明を省略するが、スイッチング素子Q12のオフ
時には、この並列共振回路の作用によって共振コンデン
サCrの両端電圧V2は、実際には正弦波状のパルス波
形となって電圧共振形の動作が得られるようになってい
る。さらに、スイッチング素子Q12のドレイン−ソース
間に対しては、クランプダイオードDD2が並列に接続さ
れることで、スイッチング素子Q12のオフ時に流れるク
ランプ電流の経路を形成する。
The drain of the switching element Q12
A parallel resonance capacitor Cr is connected in parallel between the sources. The parallel resonance capacitor Cr is connected to its own capacitance and the inductance L12 of the choke coil CH2.
The primary parallel resonance circuit of the voltage resonance type converter is formed by the leakage inductance L1 of the primary winding N1 side of the flyback transformer FBT. Although the detailed description is omitted here, when the switching element Q12 is turned off, the voltage V2 across the resonance capacitor Cr actually becomes a sinusoidal pulse waveform due to the action of the parallel resonance circuit, and the voltage resonance type Operation is obtained. Further, a clamp diode DD2 is connected in parallel between the drain and source of the switching element Q12, thereby forming a path for a clamp current flowing when the switching element Q12 is turned off.

【0011】ここで、一次側における上記スイッチング
素子Q11、Q12についてのスイッチング駆動のための構
成としては次のようになる。同期回路11においては、
現在設定されている解像度に対応した水平同期信号周波
数fHに基づいて、この周波数fHを有する水平同期信号
を生成して出力する。この場合にはマルチスキャンであ
ることから、水平同期信号周波数fHとしては、例えば
30KHz〜120KHzの範囲で可変されることにな
る。この場合、同期回路11にて生成された水平同期信
号は、発振回路12に対して入力され、ここで、スイッ
チング素子Q11、Q12を駆動するのに利用する発振周波
数信号に変換して、PWM制御回路13、及び第2ドラ
イブ回路16に対して出力する。
Here, the configuration for switching driving of the switching elements Q11 and Q12 on the primary side is as follows. In the synchronous circuit 11,
Based on the horizontal synchronization signal frequency fH corresponding to the currently set resolution, a horizontal synchronization signal having this frequency fH is generated and output. In this case, since it is a multi-scan, the horizontal synchronizing signal frequency fH can be varied in a range of, for example, 30 KHz to 120 KHz. In this case, the horizontal synchronizing signal generated by the synchronizing circuit 11 is input to the oscillating circuit 12, where it is converted into an oscillating frequency signal used to drive the switching elements Q11 and Q12, and is subjected to PWM control. Output to the circuit 13 and the second drive circuit 16.

【0012】第2ドライブ回路16では、入力された発
振周波数信号からスイッチング素子Q12を駆動するため
のドライブ電圧を生成して、スイッチング素子Q12のゲ
ートに出力する。従って、スイッチング素子Q12のスイ
ッチング周波数は、現在設定されている水平同期信号周
波数fHに一致したものとなる。
The second drive circuit 16 generates a drive voltage for driving the switching element Q12 from the input oscillation frequency signal, and outputs it to the gate of the switching element Q12. Therefore, the switching frequency of the switching element Q12 matches the currently set horizontal synchronizing signal frequency fH.

【0013】また、PWM制御回路13は、誤差増幅回
路15からの検出出力に応じて、入力された発振周波数
信号についてPWM制御を行う。つまり、発振周波数信
号についての1周期内のオン/オフ期間のデューティを
可変制御して第1ドライブ回路14に出力する。第1ド
ライブ回路14では、PWM制御回路13から出力され
る、PWMされた発振周波数信号を利用してドライブ電
圧を生成してスイッチング素子Q11に対して出力する。
従って、スイッチング素子Q11のスイッチング周波数も
現在設定されている水平同期信号周波数fHに一致した
ものとなる。つまり、スイッチング素子Q11とスイッチ
ング素子Q12は、共に水平同期信号周波数fHに同期し
たスイッチング周波数によってスイッチング動作を行う
ようにされる。ただし、スイッチング素子Q12について
の1スイッチング周期内のオン/オフ期間のデューティ
は、PWM制御回路13により変化した発振周波数信号
の波形(1周期のデューティ)に従うことになる。これ
は、直流高圧電圧EHVのレベルを安定化、即ち定電圧制
御に関わるのであるが、これについては後述する。
The PWM control circuit 13 performs PWM control on the input oscillation frequency signal in accordance with the detection output from the error amplifier circuit 15. That is, the duty of the oscillation frequency signal in the ON / OFF period within one cycle is variably controlled and output to the first drive circuit 14. The first drive circuit 14 generates a drive voltage using the PWM oscillation frequency signal output from the PWM control circuit 13 and outputs the drive voltage to the switching element Q11.
Therefore, the switching frequency of the switching element Q11 also matches the currently set horizontal synchronizing signal frequency fH. That is, both the switching element Q11 and the switching element Q12 perform a switching operation at a switching frequency synchronized with the horizontal synchronization signal frequency fH. However, the duty of the switching element Q12 in the ON / OFF period within one switching cycle follows the waveform (one cycle duty) of the oscillation frequency signal changed by the PWM control circuit 13. This involves stabilizing the level of the DC high voltage EHV, that is, relating to constant voltage control, which will be described later.

【0014】前述した電圧共振形コンバータ30のスイ
ッチング素子Q12に得られるスイッチング出力は、高圧
発生回路40に対して供給される。高圧発生回路40
は、フライバックトランスFBTと、その二次側に設け
られる高圧整流回路とを備えて形成され、上記したスイ
ッチング素子Q12のスイッチング出力は、フライバック
トランスFBTの一次巻線N1に対して伝達される。
The switching output obtained from the switching element Q12 of the voltage resonance type converter 30 is supplied to a high voltage generation circuit 40. High voltage generation circuit 40
Is formed with a flyback transformer FBT and a high-voltage rectifier circuit provided on the secondary side thereof, and the switching output of the switching element Q12 is transmitted to the primary winding N1 of the flyback transformer FBT. .

【0015】フライバックトランスFBTは、図示する
ように、一次側には一次巻線N1が巻装される。また、
二次側には、二次巻線として、5組の昇圧巻線NHV1,
NHV2,NHV3,NHV4,NHV5が巻装されている。これら
昇圧巻線NHV1〜NHV5は、実際には、分割されて各々独
立した状態でコアに巻装されている。これら昇圧巻線N
HV1〜NHV5は、一次巻線N1に対して逆極性となるよう
に巻装されていることで、フライバック動作が得られる
ようになっている。
As shown in the drawing, the flyback transformer FBT has a primary winding N1 wound on the primary side. Also,
On the secondary side, five sets of boost windings NVH1,
NHV2, NHV3, NHV4, and NHV5 are wound. These boost windings NHV1 to NHV5 are actually divided and wound around the core in an independent state. These boost windings N
HV1 to HV5 are wound so as to have the opposite polarity with respect to the primary winding N1, so that a flyback operation can be obtained.

【0016】これら昇圧巻線NHV1,NHV2,NHV3,NH
V4,NHV5は、それぞれ図示するようにして、高圧整流
ダイオードDHV1,DHV2,DHV3,DHV4,DHV5の各々
と直列接続されることで、計5組の半波整流回路を形成
し、これら5組の半波整流回路がさらに直列に接続され
ているものである。そして、これら5組の半波整流回路
の直列接続に対して平滑コンデンサCOHVが並列に接続
されている。
These boost windings NVH1, NVH2, NHV3, NH
As shown in the figure, V4 and NHV5 are connected in series with each of the high-voltage rectifier diodes DHV1, DHV2, DHV3, DHV4, and DHV5 to form a total of five sets of half-wave rectifier circuits. A half-wave rectifier circuit is further connected in series. Then, a smoothing capacitor COHV is connected in parallel with the series connection of these five half-wave rectifier circuits.

【0017】従ってフライバックトランスFBTの二次
側においては、5組の半波整流回路が昇圧巻線NHV1〜
NHV5に誘起された電圧を整流して平滑コンデンサCOHV
に対して充電するという動作が行われることになる。こ
れによって、平滑コンデンサCOHVの両端には、各昇圧
巻線NHV1〜NHV5に誘起される電圧の5倍に対応するレ
ベルの直流電圧が得られる。そして、この平滑コンデン
サCOHVの両端に得られた直流電圧が直流高電圧EHVと
されて、例えばCRTのアノード電圧として利用され
る。
Therefore, on the secondary side of the flyback transformer FBT, five sets of half-wave rectifier circuits are provided with the step-up windings NVH1 to NHV1.
Rectify the voltage induced in NVH5 and smoothing capacitor COHV
Is charged. As a result, a DC voltage having a level corresponding to five times the voltage induced in each of the boost windings NVH1 to NHV5 is obtained at both ends of the smoothing capacitor COHV. The DC voltage obtained between both ends of the smoothing capacitor COHV is used as a DC high voltage EHV, and is used as, for example, an anode voltage of a CRT.

【0018】次に、この図1に示す回路の定電圧動作に
ついて説明する。フライバックトランスFBTの二次側
に備わる平滑コンデンサCOHVの両端には、分圧抵抗R1
−R2の直列接続回路が並列に接続されている。従っ
て、分圧抵抗R1−R2の接続点には、その分圧比に応じ
て直流高電圧EHVを分圧した電圧レベルが得られること
になる。この分圧抵抗R1−R2の接続点は、誤差増幅器
15の入力に対して接続されており、誤差増幅器15で
は、分圧された直流高電圧EHVのレベルと所定の基準レ
ベルとの比較を行い、その誤差を検出する。つまり、所
定の基準レベルに対する直流高電圧EHVレベルの誤差を
検出するものである。そして例えば、その誤差量に応じ
て可変されたレベルの直流電流、もしくは直流電圧を出
力するようにされる。
Next, the constant voltage operation of the circuit shown in FIG. 1 will be described. A voltage dividing resistor R1 is connected to both ends of the smoothing capacitor COHV provided on the secondary side of the flyback transformer FBT.
A series connection circuit of -R2 is connected in parallel. Therefore, a voltage level obtained by dividing the DC high voltage EHV is obtained at the connection point of the voltage dividing resistors R1 and R2 according to the voltage dividing ratio. The connection point of the voltage dividing resistors R1 and R2 is connected to the input of the error amplifier 15, and the error amplifier 15 compares the level of the divided DC high voltage EHV with a predetermined reference level. , The error is detected. That is, an error of the DC high voltage EHV level with respect to the predetermined reference level is detected. Then, for example, a DC current or a DC voltage of a level that is varied according to the error amount is output.

【0019】誤差増幅器15の検出出力はPWM制御回
路13に供給される。PWM制御回路13では、誤差増
幅器15の検出出力に基づいて、入力された発振周波数
信号についてPWMを行って第1ドライブ回路14に出
力する。従って、第1ドライブ回路14により駆動され
るスイッチング素子Q11は、水平同期信号周波数に同期
したスイッチング周波数で固定とされた上で、直流高電
圧EHVレベル変動に応じたPWM制御により可変される
オン/オフ期間のデューティ比に従ってスイッチング動
作を行うことになる。ここで、降圧直流電圧EOAのレベ
ルは、直流出力電圧Eoレベルと、スイッチング素子Q
11のスイッチング周波数及び1スイッチング周期内のオ
ン/オフ期間のデューティによって決まるもので、スイ
ッチング素子Q11のスイッチング動作の1周期をTs、
1周期内のオン期間をTON1とすると、EOA=Eo・TO
N1/Tsで表される。従って、上記のようにして直流高
電圧EHVレベルの誤差に応じて、スイッチング素子Q11
の1スイッチング周期内のオン/オフ期間のデューティ
比をPWM制御によって可変すれば、降圧直流電圧EOA
のレベルを可変制御することが可能になる。
The detection output of the error amplifier 15 is supplied to a PWM control circuit 13. The PWM control circuit 13 performs PWM on the input oscillation frequency signal based on the detection output of the error amplifier 15 and outputs the signal to the first drive circuit 14. Accordingly, the switching element Q11 driven by the first drive circuit 14 is fixed at a switching frequency synchronized with the horizontal synchronizing signal frequency, and is then turned on / off by PWM control according to the DC high voltage EHV level fluctuation. The switching operation is performed according to the duty ratio in the off period. Here, the level of the step-down DC voltage EOA is the same as the level of the DC output voltage Eo and the switching element Qo.
The switching frequency of the switching element 11 is determined by the duty of the on / off period within one switching cycle.
If the ON period in one cycle is TON1, then EOA = Eo · TO
It is represented by N1 / Ts. Therefore, as described above, the switching element Q11
If the duty ratio of the on / off period within one switching cycle of the above is varied by PWM control, the step-down DC voltage EOA
Can be variably controlled.

【0020】ここで、上記図8に示した回路におけるス
イッチング素子Q11、Q12の動作波形を図9に示す。図
9(a)〜(d)には、水平同期信号周波数fH=30
KHzの場合の動作が示され、図9(e)〜(h)に
は、それぞれ図9(a)〜(d)と同一の部位について
の、水平同期信号周波数fH=120KHzの場合の動
作が示されている。図9(a)(e)には、スイッチン
グ素子Q11のドレイン−ソース間電圧V1が示され、図
9(b)(f)には、スイッチング素子Q11のドレイン
を流れるスイッチング電流I1が示される。また図9
(c)(g)には、スイッチング素子Q12に並列接続さ
れた並列共振コンデンサCrの両端電圧(並列共振電
圧)V2が示され、図9(d)(h)には、スイッチン
グ素子Q11のドレインを流れるスイッチング電流I2が
示される。
FIG. 9 shows operation waveforms of the switching elements Q11 and Q12 in the circuit shown in FIG. FIGS. 9A to 9D show the horizontal synchronization signal frequency fH = 30.
9 (e) to 9 (h) show the operation when the horizontal synchronizing signal frequency fH = 120KHz for the same parts as those in FIGS. 9 (a) to 9 (d). It is shown. FIGS. 9A and 9E show the voltage V1 between the drain and source of the switching element Q11, and FIGS. 9B and 9F show the switching current I1 flowing through the drain of the switching element Q11. FIG.
(C) and (g) show the voltage (parallel resonance voltage) V2 across the parallel resonance capacitor Cr connected in parallel to the switching element Q12, and FIGS. 9 (d) and (h) show the drain of the switching element Q11. Is shown.

【0021】ここでは、水平同期信号周波数fH=30
KHz時の動作として、図9(a)(b)に示されるよ
うに、スイッチング素子Q11の1スイッチング周期Ts
が3.3μsとなり、スイッチング素子Q11がオンとな
る期間TON1が6.9μsとなるようにPWM制御され
たときの状態が示されている。このとき、降圧直流電圧
EOAのレベルとしては、50V程度となる。
Here, the horizontal synchronizing signal frequency fH = 30
As an operation at KHz, as shown in FIGS. 9A and 9B, one switching cycle Ts of the switching element Q11 is performed.
Is 3.3 μs, and the PWM control is performed such that the period TON1 during which the switching element Q11 is on is 6.9 μs. At this time, the level of the step-down DC voltage EOA is about 50V.

【0022】また、水平同期信号周波数fH=120K
Hz時の動作として、図9(e)(f)に示されるよう
に、スイッチング素子Q11の1スイッチング周期Tsは
8.3μsとなり、スイッチング素子Q11がオンとなる
期間TON1が0.4μsとなるようにPWM制御された
ときの状態が示されている。このとき、降圧直流電圧E
OAのレベルとしては、220V程度となる。
The horizontal synchronizing signal frequency fH = 120K
As an operation at Hz, as shown in FIGS. 9E and 9F, one switching cycle Ts of the switching element Q11 is set to 8.3 μs, and a period TON1 during which the switching element Q11 is turned on is set to 0.4 μs. 2 shows a state when the PWM control is performed. At this time, the step-down DC voltage E
The OA level is about 220V.

【0023】そして、この降圧直流電圧EOAを動作電源
として動作する電圧共振形コンバータ30については、
図9(c)(d)及び図9(g)(h)としてのスイッ
チング素子Q12の動作に示されるように、水平同期信号
周波数fHの変化に関わらず、スイッチング素子Q12が
オフとなる期間TOFF2が、3μsで一定となるようにさ
れている。これは、並列共振コンデンサCrのキャパシ
タンスを選定することで設定することができる。
The voltage resonance type converter 30 which operates using the stepped-down DC voltage EOA as an operation power supply is as follows.
As shown in the operation of the switching element Q12 as shown in FIGS. 9C, 9D and 9G, 9H, the period TOFF2 during which the switching element Q12 is turned off regardless of the change of the horizontal synchronizing signal frequency fH. Is constant at 3 μs. This can be set by selecting the capacitance of the parallel resonance capacitor Cr.

【0024】そして上記のようにして、スイッチング素
子Q11のスイッチング動作については直流高電圧EHVレ
ベルの変動に応じてPWM制御を行い、かつ、スイッチ
ング素子Q12のオフ期間TOFF2については3μsで一定
となるように設定すれば、並列共振電圧V2は、図9
(c)に示すようにして、水平同期信号周波数fHの変
化に対して一定となるように制御することができる。並
列共振電圧V2はフライバックトランスFBTの一次巻
線N1に対してスイッチング出力として伝達されるもの
である。従って、並列共振電圧V2が一定となるように
制御されると、フライバックトランスFBTの一次巻線
N1に得られる交番電圧レベルも一定となるように維持
される。そしてこれに伴って、フライバックトランスF
BTの二次側で生成される直流高電圧EHVレベルも一定
となるように制御されることになる。このようにして、
図8に示す高電圧安定化回路では、直流高電圧EHVレベ
ルの安定化を図るようにしている。
As described above, for the switching operation of the switching element Q11, the PWM control is performed according to the fluctuation of the DC high voltage EHV level, and the off period TOFF2 of the switching element Q12 is fixed at 3 μs. , The parallel resonance voltage V2 is
As shown in (c), control can be performed so as to be constant with respect to changes in the horizontal synchronizing signal frequency fH. The parallel resonance voltage V2 is transmitted as a switching output to the primary winding N1 of the flyback transformer FBT. Therefore, when the parallel resonance voltage V2 is controlled to be constant, the alternating voltage level obtained in the primary winding N1 of the flyback transformer FBT is also maintained to be constant. And the flyback transformer F
The DC high voltage EHV level generated on the secondary side of the BT is also controlled to be constant. In this way,
In the high voltage stabilizing circuit shown in FIG. 8, the DC high voltage EHV level is stabilized.

【0025】以上説明した動作のまとめとして、水平同
期信号周波数fHに対する、直流高電圧EHV、直流出力
電圧Eo、降圧直流電圧EOAの変動特性を図10に示
す。この図に依ると、先ず、直流出力電圧Eoについて
は、スイッチング電源回路部10の安定化動作によって
240Vのレベルが安定的に得られている。
As a summary of the operations described above, FIG. 10 shows the fluctuation characteristics of the DC high voltage EHV, the DC output voltage Eo, and the step-down DC voltage EOA with respect to the horizontal synchronizing signal frequency fH. According to this figure, first, the DC output voltage Eo is stably obtained at a level of 240 V by the stabilizing operation of the switching power supply circuit unit 10.

【0026】また、降圧直流電圧EOAは、水平同期信号
周波数fH=30KHz〜120KHzの変動範囲に対
して、約50V〜220Vの範囲で直線的に変化するよ
うに制御されている。なお、ここでは降圧直流電圧EOA
について、直流高電圧EHVにより負荷に供給される負荷
電流IHVが1mAの場合と、0mAの場合とが示されて
いる。降圧直流電圧EOAは、負荷電流IHV=1mA時の
ほうが負荷電流IHV=0mA時よりも若干低くなる傾向
を有しているものの、ほぼ同じ電圧値が得られている。
そして、上記のようにして降圧直流電圧EOAのレベルが
制御されると共に、前述したようにして、スイッチング
素子Q12のスイッチング動作により発生する並列共振電
圧V2が水平同期信号周波数fHの変化(切り換え)に対
して一定となるように設定されることで、直流高電圧E
HVは、例えば、約27KVで一定となるものである。
The step-down DC voltage EOA is controlled so as to linearly change in the range of about 50 V to 220 V with respect to the fluctuation range of the horizontal synchronizing signal frequency fH = 30 KHz to 120 KHz. Here, the step-down DC voltage EOA
3 shows a case where the load current IHV supplied to the load by the DC high voltage EHV is 1 mA and a case where the load current IHV is 0 mA. Although the step-down DC voltage EOA tends to be slightly lower when the load current IHV = 1 mA than when the load current IHV = 0 mA, substantially the same voltage value is obtained.
Then, the level of the step-down DC voltage EOA is controlled as described above, and as described above, the parallel resonance voltage V2 generated by the switching operation of the switching element Q12 changes (changes) the horizontal synchronizing signal frequency fH. Is set to be constant with respect to the DC high voltage E
HV is constant at about 27 KV, for example.

【0027】図8に示した高電圧安定化回路では、この
ようにして直流高電圧EHVの安定化を図ることで、CR
Tに表示される画像の垂直及び水平方向の画面サイズの
変動を抑えている。また、図8に示した高電圧安定化回
路の構成の場合、高輝度の長方形の白色画像の台形形状
の歪みは、白色ピーク時に発生する高圧負荷電流IHVの
増大に因る直流高電圧EHVの変動成分ΔEHVによって生
じるのであるが、これについては、平滑コンデンサC
O、COA、COHVの各キャパシタンスを所要にまで増加し
たものを選定することで対策を行っている。
In the high voltage stabilizing circuit shown in FIG. 8, by stabilizing the DC high voltage EHV in this way, the CR
The vertical and horizontal screen sizes of the image displayed on T are prevented from changing. In the case of the configuration of the high-voltage stabilizing circuit shown in FIG. 8, the trapezoidal distortion of the high-luminance rectangular white image is caused by the increase in the high-voltage load current IHV that occurs at the white peak. This is caused by the fluctuation component ΔEHV.
Countermeasures are being taken by selecting capacitors with O, COA, and COHV capacitances increased as required.

【0028】[0028]

【発明が解決しようとする課題】ただし、上記図8に示
す構成の高電圧安定化回路では、次のような問題点を有
している。先ず、図8に示す構成の高電圧安定化回路
は、商用交流電源を入力して直流高電圧EHVを生成する
までの過程において、降圧形コンバータ20と電圧共振
形コンバータ30による2段の電力変換が行われる。こ
のため、1つには、高電圧安定化回路全体としての総合
的な電力変換効率が低く、例えば実際には、直流高電圧
EHVの高圧負荷電力PHV=27W(=EHV×IHV)時の
電力変換効率は72%程度にとどまり、10.5W程度
が無効電力となる。そして、これに応じて入力電力も大
きいものとなっている。
However, the high voltage stabilizing circuit having the structure shown in FIG. 8 has the following problems. First, the high-voltage stabilization circuit having the configuration shown in FIG. 8 performs a two-stage power conversion by the step-down converter 20 and the voltage resonance type converter 30 in the process from input of the commercial AC power to generation of the DC high voltage EHV. Is performed. For this reason, one reason is that the overall power conversion efficiency as a whole of the high-voltage stabilization circuit is low. For example, actually, the power when the high-voltage load power PHV of the DC high voltage EHV = 27 W (= EHV × IHV) The conversion efficiency is only about 72%, and about 10.5 W is reactive power. The input power is correspondingly large.

【0029】また、このような構成では、実際に組まれ
る回路自体も複雑な構造となり、従って部品点数も増え
ることになる。例えば具体的には、2組のフェライトト
ランス(FBT及びスイッチング電源回路部10内の絶
縁コンバータトランス)と,2組のフェライトチョーク
コイル(CH1,CH2)、さらには、最低で3組のス
イッチング素子(Q11,Q12,スイッチング電源回路部
10内のスイッチング素子)等が必要になる。このた
め、例えばプリント基板の実装面積が大きくなって回路
サイズ自体が大型化し、また、コストも相応に高いもの
となってしまう。また、先にも述べたように、高輝度の
長方形の白色画像の台形形状の歪みを抑えるために、平
滑コンデンサCO、COA、COHVの各キャパシタンスを増
加していることによっても、部品サイズの大型化やコス
トアップを招いているものである。
Further, in such a configuration, the circuit to be actually assembled has a complicated structure, and accordingly, the number of parts increases. For example, specifically, two sets of ferrite transformers (FBT and an insulated converter transformer in the switching power supply circuit unit 10), two sets of ferrite choke coils (CH1, CH2), and a minimum of three sets of switching elements ( Q11 and Q12, switching elements in the switching power supply circuit section 10, etc. are required. For this reason, for example, the mounting area of the printed circuit board is increased, the circuit size itself is increased, and the cost is correspondingly high. In addition, as described above, in order to suppress the trapezoidal distortion of a high-brightness rectangular white image, the capacitance of each of the smoothing capacitors CO, COA, and COHV is increased. This has led to increased costs and increased costs.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】そこで本発明は上記した
課題を考慮して、高電圧安定化回路として次のように構
成する。つまり、商用交流電源を整流平滑化して直流入
力電圧を得る整流平滑手段と、スイッチング素子を備え
て直流入力電圧を断続して出力するスイッチング手段
と、一次側の出力を二次側に伝送するために設けられ、
一次巻線、第1の二次巻線、及び第2の二次巻線を巻回
すると共に、一次巻線と第1の二次巻線とについては疎
結合とされる所要の結合度が得られるようにされ、第1
の二次巻線と第2の二次巻線については密結合の状態が
得られるように構成された絶縁コンバータトランスと、
スイッチング手段の動作を電圧共振形とするようにして
形成される一次側並列共振回路とを備える。また、第1
の二次巻線を有して形成される二次側並列共振回路と、
第1の二次巻線に得られる交番電圧を入力して整流動作
を行うことで二次側直流出力電圧を得るようにされる直
流出力電圧生成手段と、第2の二次巻線に得られる交番
電圧を入力して整流動作を行うことで所定の高圧レベル
とされる直流高電圧を得るようにされる直流高電圧生成
手段と、直流高電圧のレベルに応じてスイッチング素子
のスイッチング周波数を可変することで直流高電圧に対
する定電圧制御を行う定電圧制御手段とを備えることと
する。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention is configured as a high voltage stabilizing circuit as follows. That is, rectifying and smoothing means for obtaining a DC input voltage by rectifying and smoothing a commercial AC power supply, switching means having a switching element for intermittently outputting a DC input voltage, and transmitting an output on a primary side to a secondary side. Provided in
The primary winding, the first secondary winding, and the second secondary winding are wound, and a required degree of loose coupling is established between the primary winding and the first secondary winding. To be obtained, the first
An isolated converter transformer configured to obtain a tightly coupled state with respect to the secondary winding and the second secondary winding,
A primary-side parallel resonance circuit formed so that the operation of the switching means is of a voltage resonance type. Also, the first
A secondary parallel resonance circuit formed with a secondary winding of
DC output voltage generating means for obtaining a secondary side DC output voltage by inputting an alternating voltage obtained in the first secondary winding and performing a rectification operation, and obtaining a DC output voltage in the second secondary winding. DC high voltage generating means which is adapted to obtain a DC high voltage which is a predetermined high level by inputting an alternating voltage and performing a rectifying operation, and a switching frequency of a switching element according to the level of the DC high voltage. And a constant voltage control means for performing constant voltage control on the DC high voltage by making it variable.

【0031】上記したように、本発明の高電圧安定化回
路としては、一次側にはスイッチングコンバータを電圧
共振形とするための並列共振回路を備え、二次側には第
1の二次巻線を含んで形成される並列共振回路を備え
た、複合共振形コンバータとしての回路構成を採る。ま
た、直流高電圧については、絶縁コンバータトランスの
二次側に対して第2の二次巻線(昇圧巻線)を巻装し、
この第2の二次巻線に得られる交番電圧を直流高電圧生
成手段に入力することで得るようにされている。そし
て、この直流高電圧のレベルに応じて、一次側電圧共振
形コンバータのスイッチング周波数を可変制御すること
で直流高電圧の安定化を積極的に図るようにされる。こ
のような構成では、一次側において商用交流電源から得
た直流入力電圧について電力変換を行うスイッチングコ
ンバータとしては、1組の電圧共振形コンバータのみと
されることになる。
As described above, the high-voltage stabilization circuit of the present invention includes a parallel resonance circuit for making the switching converter a voltage resonance type on the primary side and a first secondary winding on the secondary side. A circuit configuration as a complex resonance type converter including a parallel resonance circuit formed including a wire is employed. For the DC high voltage, a second secondary winding (boost winding) is wound around the secondary side of the insulating converter transformer,
The alternating voltage obtained in the second secondary winding is obtained by inputting it to a DC high voltage generating means. The switching frequency of the primary-side voltage resonance type converter is variably controlled in accordance with the level of the DC high voltage, thereby stably stabilizing the DC high voltage. In such a configuration, only one set of the voltage resonance type converter is used as the switching converter that performs power conversion on the DC input voltage obtained from the commercial AC power supply on the primary side.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】図1の回路図は、本発明の実施の
形態としての高電圧安定化回路の構成を示している。こ
の図に示す回路は、その一次側において、1石のスイッ
チング素子Q1を備えて、いわゆるシングルエンド方式
で自励式によりスイッチング動作を行う電圧共振形コン
バータを備えて構成される。この場合、スイッチング素
子Q1には、高耐圧のバイポーラトランジスタ(BJ
T;接合型トランジスタ)が採用されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a high-voltage stabilizing circuit according to an embodiment of the present invention. The circuit shown in this figure is provided with a voltage resonance type converter having a single switching element Q1 on its primary side and performing a switching operation by a self-excited method in a so-called single-ended system. In this case, the switching element Q1 includes a high withstand voltage bipolar transistor (BJ).
T: junction type transistor).

【0033】この場合、商用交流電源ACには、ブリッ
ジ整流回路Di及び平滑コンデンサCiからなる整流平
滑回路が接続されており、交流入力電圧VACのほぼ1倍
のレベルに対応する整流平滑電圧を生成し、上記電圧共
振形コンバータに対して、直流入力電圧として供給する
ようになっている。
In this case, a rectifying / smoothing circuit including a bridge rectifier circuit Di and a smoothing capacitor Ci is connected to the commercial AC power supply AC, and generates a rectified / smoothed voltage corresponding to a level approximately equal to the AC input voltage VAC. Then, the DC voltage is supplied to the voltage resonance type converter as a DC input voltage.

【0034】スイッチング素子Q1のベースは、起動抵
抗RSを介して平滑コンデンサCi(整流平滑電圧E
i)の正極側に接続されて、起動時のベース電流を整流
平滑ラインから得るようにしている。また、スイッチン
グ素子Q1のベースと一次側アース間には、駆動巻線N
B、共振コンデンサCB、ベース電流制限抵抗RBの直列
接続回路よりなる自励発振駆動用の直列共振回路が接続
される。また、スイッチング素子Q1のベースと平滑コ
ンデンサCiの負極(1次側アース)間に挿入されるク
ランプダイオードDDにより、スイッチング素子Q1のオ
フ時に流れるクランプ電流の経路を形成するようにされ
ており、また、スイッチング素子Q1のコレクタは、絶
縁コンバータトランスPITの一次巻線N1の一端と接
続され、エミッタは接地される。
The switching element Q1 has a base connected to a smoothing capacitor Ci (rectified smoothing voltage E) via a starting resistor RS.
It is connected to the positive electrode side of i) so that the base current at the time of startup is obtained from the rectification smoothing line. A drive winding N is provided between the base of the switching element Q1 and the primary side ground.
B, a series resonance circuit for driving self-excited oscillation, comprising a series connection circuit of a resonance capacitor CB and a base current limiting resistor RB is connected. A clamp diode DD inserted between the base of the switching element Q1 and the negative electrode (primary ground) of the smoothing capacitor Ci forms a path for a clamp current flowing when the switching element Q1 is turned off. , The collector of switching element Q1 is connected to one end of primary winding N1 of insulating converter transformer PIT, and the emitter is grounded.

【0035】また、上記スイッチング素子Q1のコレク
タ−エミッタ間に対しては、並列共振コンデンサCrが
並列に接続されている。この並列共振コンデンサCr
は、自身のキャパシタンスと、後述する絶縁コンバータ
トランスPITの一次巻線N1側のリーケージインダク
タンスL1とにより電圧共振形コンバータの一次側並列
共振回路を形成する。そして、ここでは詳しい説明を省
略するが、スイッチング素子Q1のオフ時には、この並
列共振回路の作用によって共振コンデンサCrの両端電
圧V1は、実際には正弦波状のパルス波形となって電圧
共振形の動作が得られるようにされる。
A parallel resonance capacitor Cr is connected in parallel between the collector and the emitter of the switching element Q1. This parallel resonance capacitor Cr
Forms a primary parallel resonance circuit of the voltage resonance type converter by its own capacitance and a leakage inductance L1 on the primary winding N1 side of the insulating converter transformer PIT described later. Although the detailed description is omitted here, when the switching element Q1 is turned off, the voltage V1 across the resonance capacitor Cr becomes a sinusoidal pulse waveform due to the action of the parallel resonance circuit. Is obtained.

【0036】直交形制御トランスPRTは、共振電流検
出巻線ND、駆動巻線NB、及び制御巻線NCが巻装され
た可飽和リアクトルである。この直交形制御トランスP
RTは、スイッチング素子Q1を駆動すると共に、定電
圧制御のために設けられる。この直交形制御トランスP
RTの構造としては、図示は省略するが、4本の磁脚を
有する2つのダブルコの字形コアの互いの磁脚の端部を
接合するようにして立体型コアを形成する。そして、こ
の立体型コアの所定の2本の磁脚に対して、同じ巻回方
向に共振電流検出巻線ND、駆動巻線NBを巻装し、更に
制御巻線NCを、上記共振電流検出巻線ND及び駆動巻線
NBに対して直交する方向に巻装して構成される。
The orthogonal control transformer PRT is a saturable reactor on which a resonance current detecting winding ND, a driving winding NB, and a control winding NC are wound. This orthogonal control transformer P
RT drives switching element Q1 and is provided for constant voltage control. This orthogonal control transformer P
As a structure of the RT, although not shown, a three-dimensional core is formed by joining ends of two magnetic legs of two double U-shaped cores having four magnetic legs. Then, a resonance current detection winding ND and a drive winding NB are wound around the predetermined two magnetic legs of the three-dimensional core in the same winding direction, and the control winding NC is connected to the resonance current detection winding. It is constructed by winding in a direction orthogonal to the winding ND and the driving winding NB.

【0037】この場合、直交形制御トランスPRTの共
振電流検出巻線NDは、平滑コンデンサCiの正極と絶
縁コンバータトランスPITの一次巻線N1との間に直
列に挿入されることで、スイッチング素子Q1のスイッ
チング出力は、一次巻線N1を介して共振電流検出巻線
NDに伝達される。直交形制御トランスPRTにおいて
は、共振電流検出巻線NDに得られたスイッチング出力
がトランス結合を介して駆動巻線NBに誘起されること
で、駆動巻線NBにはドライブ電圧としての交番電圧が
発生する。このドライブ電圧は、自励発振駆動回路を形
成する直列共振回路(NB,CB)からベース電流制限抵
抗RBを介して、ドライブ電流としてスイッチング素子
Q1のベースに出力される。これにより、スイッチング
素子Q1は、直列共振回路(NB,CB)の共振周波数に
より決定されるスイッチング周波数でスイッチング動作
を行うことになる。
In this case, the resonance current detecting winding ND of the orthogonal control transformer PRT is inserted in series between the positive electrode of the smoothing capacitor Ci and the primary winding N1 of the insulating converter transformer PIT, so that the switching element Q1 Is transmitted to the resonance current detection winding ND via the primary winding N1. In the orthogonal control transformer PRT, the switching output obtained in the resonance current detection winding ND is induced in the drive winding NB via the transformer coupling, so that an alternating voltage as a drive voltage is applied to the drive winding NB. appear. This drive voltage is output from the series resonance circuit (NB, CB) forming the self-excited oscillation drive circuit to the base of the switching element Q1 as a drive current via the base current limiting resistor RB. As a result, the switching element Q1 performs a switching operation at a switching frequency determined by the resonance frequency of the series resonance circuit (NB, CB).

【0038】絶縁コンバータトランスPITは、スイッ
チング素子Q1のスイッチング出力を二次側に伝送す
る。この絶縁コンバータトランスPITの二次側には、
第1の二次巻線とされる二次巻線N2と、第2の二次巻
線とされる昇圧巻線NHVとが巻装されている。
The insulation converter transformer PIT transmits the switching output of the switching element Q1 to the secondary side. On the secondary side of this insulation converter transformer PIT,
A secondary winding N2 as a first secondary winding and a boost winding NHV as a second secondary winding are wound.

【0039】ここで、この絶縁コンバータトランスPI
Tの構造を図7に示す。絶縁コンバータトランスPIT
は、図7(a)に示されているように、例えばフェライ
ト材によるE形コアCR1、CR2を互いの磁脚が対向
するように組み合わせたEE形コアCRが備えられる。
そして、このEE形コアCRの中央磁脚に対して、分割
ボビンLB1を利用して一次巻線N1と二次巻線N2がそ
れぞれ分割された状態で巻装されている。この場合、一
次巻線N1及び二次巻線N2の線材には複数の単線を束ね
て形成したリッツ線が用いられる。
Here, the insulation converter transformer PI
FIG. 7 shows the structure of T. Insulation converter transformer PIT
As shown in FIG. 7A, an EE-type core CR in which E-type cores CR1 and CR2 made of, for example, a ferrite material are combined so that their magnetic legs face each other is provided.
The primary winding N1 and the secondary winding N2 are wound around the center magnetic leg of the EE type core CR using the divided bobbin LB1. In this case, a litz wire formed by bundling a plurality of single wires is used as the wire material of the primary winding N1 and the secondary winding N2.

【0040】そして、EE形コアCRの中央磁脚に対し
ては、図のようにギャップGを形成するようにしてい
る。これによって、一次巻線N1と二次巻線N2とについ
ては所要の結合係数による疎結合の状態が得られるよう
にしている。なお、ギャップGは、各E形コアCR1,
CR2の中央磁脚を、2本の外磁脚よりも短くすること
で形成することが出来る。また、一次巻線N1と二次巻
線N2との結合係数kとしては、例えばk≒0.85と
いう疎結合の状態を得るようにしており、その分、飽和
状態が得られにくいようにしている。
A gap G is formed in the center magnetic leg of the EE-type core CR as shown in FIG. As a result, a loose coupling state with a required coupling coefficient can be obtained for the primary winding N1 and the secondary winding N2. The gap G is defined by each E-shaped core CR1,
The CR2 can be formed by making the central magnetic leg shorter than the two outer magnetic legs. In addition, as a coupling coefficient k between the primary winding N1 and the secondary winding N2, for example, a loosely coupled state of k ≒ 0.85 is obtained, so that a saturated state is hardly obtained. I have.

【0041】さらに絶縁コンバータトランスPITで
は、二次巻線N2が巻装されている分割ボビンLB1の
上に高圧巻線ボビンHB1が設けられる。そして、この
高圧巻線ボビンHB1を利用して昇圧巻線NHVが巻装さ
れる。この場合、昇圧巻線NHVと二次巻線N2とは密結
合の状態が得られる。また、昇圧巻線NHVの線材として
は、例えば上記した一次巻線N1及び二次巻線N2がリッ
ツ線とされるのに対して、例えばその線径が30μm〜
60μm程度の細線(単線)が用いられている。
Further, in the insulating converter transformer PIT, a high-voltage winding bobbin HB1 is provided on the divided bobbin LB1 around which the secondary winding N2 is wound. Then, the step-up winding NVH is wound using the high-voltage winding bobbin HB1. In this case, a tightly coupled state is obtained between the boost winding NHV and the secondary winding N2. Further, as the wire material of the boost winding NHV, for example, while the above-described primary winding N1 and secondary winding N2 are litz wires, for example, the wire diameter is 30 μm or more.
A thin line (single line) of about 60 μm is used.

【0042】ところで、上記したような絶縁コンバータ
トランスPITでは、後述するように、昇圧巻線NHVに
誘起される誘起電圧VHVの電圧レベルが、二次巻線N2
に誘起される誘起電圧V2の電圧レベルに比べてはるか
に高いものとなる。このため、高圧巻線ボビンHB1に
対して昇圧巻線NHVを巻装する際には、昇圧巻線NHVの
絶縁が十分確保できるように、例えば図7(b)、図7
(c)に示されているような巻き方が採られる。
Incidentally, in the above-described isolated converter transformer PIT, as described later, the voltage level of the induced voltage VHV induced in the boost winding NVH is changed to the secondary winding N2.
Is much higher than the voltage level of the induced voltage V2. For this reason, when winding the step-up winding NVH around the high-voltage winding bobbin HB1, for example, as shown in FIGS.
The winding method as shown in FIG.

【0043】図7(b)には、昇圧巻線NHVを複数の領
域に分割された高圧巻線ボビンHB1に分割して巻装す
る、いわゆる分割巻き(スリット巻き)が示されてい
る。昇圧巻線NHVを分割巻きによって巻装する場合は、
図示するように、高圧巻線ボビンHB1の内側に対して
一体的に設けた仕切板DVにより、複数の巻線領域であ
るスリットSを形成するようにされる。そして、この各
スリットS内に対して昇圧巻線NHVを巻装することで昇
圧巻線NHV間の絶縁を得るようにしている。また、この
場合、高圧巻線ボビンHB1に巻装された昇圧巻線NHV
の上には、例えばエポキシ樹脂EP等の絶縁樹脂により
モールドが施されている。また図7(c)には、高圧巻
線ボビンHB1に対して昇圧巻線NHVを巻き上げる際
に、昇圧巻線NHVを巻装して形成される巻線層ごとに、
層間フィルムFを挿入することで、昇圧巻線NHV間の絶
縁を得るようにした、層間巻きの形態が示されている。
FIG. 7B shows a so-called split winding (slit winding) in which the boost winding NHV is divided and wound on a high-voltage winding bobbin HB1 divided into a plurality of regions. When winding the step-up winding NVH by split winding,
As shown in the drawing, a plurality of slits S, which are winding areas, are formed by a partition plate DV provided integrally with the inside of the high-voltage winding bobbin HB1. By winding the step-up winding NVH around each slit S, insulation between the step-up windings NHV is obtained. In this case, the step-up winding NHV wound around the high-voltage winding bobbin HB1 is used.
Is molded with an insulating resin such as an epoxy resin EP. Further, FIG. 7 (c) shows that when the boosting winding NVH is wound around the high-voltage winding bobbin HB1, the winding layers formed by winding the boosting winding NHV are:
A form of interlayer winding in which insulation between the step-up windings NHV is obtained by inserting an interlayer film F is shown.

【0044】上記絶縁コンバータトランスPITの一次
巻線N1の巻終わり端部は、図1に示すようにスイッチ
ング素子Q1のコレクタと接続され、巻始め端部は共振
電流検出巻線NDの直列接続を介して平滑コンデンサC
iの正極(整流平滑電圧Ei)と接続されている。そし
て、上記一次巻線N1を流れるスイッチング電流によ
り、二次巻線N2に誘起電圧が発生する。この場合、二
次巻線N2には二次側並列共振コンデンサC2が並列に接
続されていることで、二次巻線N2のリーケージインダ
クタンスL2と二次側並列共振コンデンサC2のキャパシ
タンスとによって並列共振回路が形成される。この並列
共振回路により、二次巻線N2に誘起される交番電圧は
共振電圧V2となる。つまり、絶縁コンバータトランス
PITの二次側においては電圧共振動作が得られる。も
のである。
The end of the primary winding N1 of the insulating converter transformer PIT is connected to the collector of the switching element Q1 as shown in FIG. 1, and the start of the winding is connected in series with the resonance current detecting winding ND. Via the smoothing capacitor C
i (the rectified smoothed voltage Ei). Then, an induced voltage is generated in the secondary winding N2 by the switching current flowing through the primary winding N1. In this case, since the secondary parallel resonance capacitor C2 is connected in parallel to the secondary winding N2, the parallel resonance is caused by the leakage inductance L2 of the secondary winding N2 and the capacitance of the secondary parallel resonance capacitor C2. A circuit is formed. The alternating voltage induced in the secondary winding N2 by this parallel resonance circuit becomes the resonance voltage V2. That is, a voltage resonance operation is obtained on the secondary side of the insulating converter transformer PIT. Things.

【0045】このようにして図1に示す高電圧安定化回
路では、一次側にはスイッチング動作を電圧共振形とす
るための並列共振回路が備えられ、二次側には電圧共振
動作を得るための並列共振回路が備えられる。なお、本
明細書では、このように一次側及び二次側に対して共振
回路が備えられて動作する構成のスイッチングコンバー
タについては、「複合共振形スイッチングコンバータ」
ともいうことにする。
As described above, in the high-voltage stabilizing circuit shown in FIG. 1, the primary side is provided with the parallel resonance circuit for performing the voltage resonance type switching operation, and the secondary side is provided with the voltage resonance operation. Are provided. In the present specification, a switching converter having a configuration in which a resonance circuit is provided for the primary side and the secondary side to operate as described above is referred to as a “composite resonance type switching converter”.
I will call it.

【0046】この場合、上記絶縁コンバータトランスP
ITの二次巻線N2及び二次側並列共振コンデンサC2か
ら成る二次側並列共振回路に対しては、先ず二次巻線N
2についてセンタータップを施したうえで、図示するよ
うに、2本の整流ダイオードDO1,DO2、及び平滑コン
デンサCOから成る全波整流回路を接続することで、所
要のレベルの直流出力電圧EOを生成するようにしてい
る。つまり、この場合には、[整流ダイオードDO1,D
O2、平滑コンデンサCO]から成る整流回路が、二次側並
列共振回路にて得られる並列共振電圧V2を整流平滑化
することで、直流出力電圧EOを得るものである。この
直流出力電圧EOは、例えば本実施の形態の高電圧安定
化回路を備えるCRTディスプレイにおける所要の機能
回路部に対して電源として供給することができる。ま
た、この場合には、制御回路1に対してもその動作電源
として分岐して入力するようにしている。なお、制御回
路1は、後述する定電圧制御のために設けられている。
In this case, the insulation converter transformer P
First, for the secondary side parallel resonance circuit composed of the IT secondary winding N2 and the secondary side parallel resonance capacitor C2, the secondary winding N
After a center tap is applied to 2 and a full-wave rectifier circuit composed of two rectifier diodes DO1 and DO2 and a smoothing capacitor CO is connected as shown in the figure, a DC output voltage EO of a required level is generated. I am trying to do it. That is, in this case, [Rectifier diodes DO1, D0
A rectifier circuit composed of O2 and a smoothing capacitor CO] rectifies and smoothes the parallel resonance voltage V2 obtained by the secondary side parallel resonance circuit, thereby obtaining a DC output voltage EO. This DC output voltage EO can be supplied as power to a required functional circuit section in a CRT display including the high-voltage stabilization circuit of the present embodiment, for example. Further, in this case, the control circuit 1 is also branched and inputted as its operating power. The control circuit 1 is provided for constant voltage control described later.

【0047】また、絶縁コンバータトランスPITの昇
圧巻線NHVには、二次巻線N2と同様に、一次巻線N1に
より誘起された誘起電圧が発生することになる。上述も
したように、昇圧巻線NHVは二次巻線N2とは密結合の
状態で巻装されていることから、昇圧巻線NHVに誘起さ
れる誘起電圧の電圧レベルは、二次巻線N2に得られる
共振電圧V2の電圧レベルと、二次巻線N2と昇圧巻線N
HVとの巻線比によって決定される。即ち、二次巻線N2
の巻線数(ターン数)をN2、共振電圧V2の電圧レベ
ルをV2、昇圧巻線NHVの巻線数をNHVとすれば、昇
圧巻線NHVに誘起される交番電圧VHVの電圧レベルVH
Vは、VHV=V2×NHV/N2によって示される。
即ち、共振電圧V2と交番電圧VHV、及び二次巻線N2と
昇圧巻線NHVとの間には、V2/N2=VHV/NHV
の関係が成り立つ。そして実際には、この関係に基づい
て昇圧巻線NHVの巻線数を決定することで、昇圧巻線N
HVにて励起される交番電圧が所要のレベルにまで昇圧す
るようにされている。
Further, an induced voltage induced by the primary winding N1 is generated in the boost winding NHV of the insulating converter transformer PIT, similarly to the secondary winding N2. As described above, since the boost winding NHV is wound in a tightly coupled state with the secondary winding N2, the voltage level of the induced voltage induced in the boost winding NHV is N2, the voltage level of the resonance voltage V2, the secondary winding N2 and the boost winding N
It is determined by the winding ratio with HV. That is, the secondary winding N2
Assuming that the number of turns (number of turns) is N2, the voltage level of the resonance voltage V2 is V2, and the number of turns of the boost winding NVH is NHV, the voltage level VH of the alternating voltage VHV induced in the boost winding NVH
V is represented by VHV = V2 × NHV / N2.
That is, V2 / N2 = VHV / NHV between the resonance voltage V2 and the alternating voltage VHV and between the secondary winding N2 and the boost winding NHV.
Holds. In practice, the number of windings of the boost winding NHV is determined based on this relationship, so that the boost winding NHV is determined.
The alternating voltage excited by the HV is boosted to a required level.

【0048】上記昇圧巻線NHVには多倍圧整流回路2が
接続されており、多倍圧整流回路2には昇圧巻線NHVに
発生した昇圧交番電圧VHVが入力される。そして、この
多倍圧整流回路2にて交番電圧VHVを利用した多倍圧整
流動作が行われることで、平滑コンデンサCOHVの両端
には、所定の高レベル(例えば27KV)の直流高電圧
EHVが得られる。この直流高電圧EHVがCRTのアノー
ド電圧として利用される。
The multiplying voltage rectifier circuit 2 is connected to the boosting winding NHV. The multiplying voltage rectifying circuit 2 receives the boosted alternating voltage VHV generated in the boosting winding NHV. By performing the multiple voltage rectification operation using the alternating voltage VHV in the multiple voltage rectifier circuit 2, a DC high voltage EHV of a predetermined high level (for example, 27 KV) is applied across the smoothing capacitor COHV. can get. This DC high voltage EHV is used as the anode voltage of the CRT.

【0049】図4には、上記図1に示した回路に備えら
れる多倍圧整流回路2の具体的な構成例として、対称形
カスケード整流回路として知られているジョーンズ&ウ
ォーターズ回路が示されている。ジョーンズ&ウォータ
ーズ回路としては、この図に示されるように、先ず、昇
圧巻線NHVの巻始め端部に対して、高圧コンデンサCHV
A1,CHVA2,・・・CHVAnの直列接続から成る第1のコ
ンデンサ直列回路が接続され、このコンデンサ直列回路
の高圧コンデンサCHVAn側の端部が高圧整流ダイオード
DHVA(n+1)を介して平滑コンデンサCOHVの正極端子
(直流高電圧の出力端)に対して接続される。また、昇
圧巻線NHVの巻終わり端部に対しては、高圧コンデンサ
CHVB1,CHVB2,・・・CHVBnの直列接続から成る第2
のコンデンサ直列回路が接続され、高圧コンデンサCHV
Bnの端部が高圧整流ダイオードDHVB(n+1)を介して平滑
コンデンサCOHVの正極端子に対して接続される。
FIG. 4 shows a Jones & Waters circuit known as a symmetric cascade rectifier circuit as a specific configuration example of the multiple voltage rectifier circuit 2 provided in the circuit shown in FIG. I have. As shown in this figure, the Jones & Waters circuit firstly applies a high voltage capacitor CHV to the winding start end of the boost winding NVH.
A first capacitor series circuit composed of a series connection of A1, CHVA2,... CHVAn is connected, and an end of this capacitor series circuit on the high voltage capacitor CHVAn side is a smoothing capacitor via a high voltage rectifier diode DHVA (n + 1). Connected to the positive terminal of COHV (DC high voltage output terminal). A second high-voltage capacitor CHVB1, CHVB2,... CHVBn is connected in series to the winding end end of the step-up winding NVH.
Capacitor series circuit is connected to the high voltage capacitor CHV
The end of Bn is connected to the positive terminal of the smoothing capacitor COHV via the high voltage rectifier diode DHVB (n + 1).

【0050】また、アースと平滑コンデンサCOHVの正
極端子との間には、高圧整流ダイオードDHVA0,DHVA
1,DHVB2,・・・DHVBn,DHVA(n+1)の直列接続から
成る第1のダイオード直列回路を接続しており、これら
の各高圧整流ダイオードの各接続点は、上記第1のコン
デンサ直列回路と第2のコンデンサ直列回路の各高圧コ
ンデンサ間の接続点に対して、図のように順次はし渡し
ていくようにして接続される。また、同様にして、二次
側アースと平滑コンデンサCOHVの正極端子との間に対
して、高圧整流ダイオードDHVB0,DHVB1,DHVA2,・
・・,DHVAn,DHVB(n+1)の直列接続からなる第2のダ
イオード直列回路を接続し、これらの各高圧整流ダイオ
ードの各接続点を、上記第1のコンデンサ直列回路と第
2のコンデンサ直列回路の各高圧コンデンサ間の接続点
に対して順次接続していくようにされる。
A high voltage rectifier diode DHVA0, DHVA is connected between the ground and the positive terminal of the smoothing capacitor COHV.
.., DHVB2,..., DHVBn, DHVA (n + 1) are connected in series to a first diode series circuit. As shown in the figure, the circuit and the high-voltage capacitors of the second capacitor series circuit are sequentially connected to each other and connected to the connection points. Similarly, high voltage rectifier diodes DHVB0, DHVB1, DHVA2,... Are connected between the secondary side ground and the positive terminal of the smoothing capacitor COHV.
.., a second diode series circuit consisting of a series connection of DHVAn and DHVB (n + 1) is connected, and each connection point of these high-voltage rectifier diodes is connected to the first capacitor series circuit and the second capacitor. The connection points are sequentially connected to the connection points between the high-voltage capacitors of the series circuit.

【0051】このような接続形態では、[DHVA1,DHV
B1,CHVA1,CHVB1]・・・[DHVAn,DHVBn,CHVA
n,CHVBn]というn段の部分整流回路が接続されて整
流回路全体を形成することになる。そして、このような
構成とされる対称形カスケード整流回路によれば、平滑
コンデンサCOHVの両端には、昇圧巻線NHVに誘起され
る誘起電圧VHVの2(n+1)倍(但し、nは整流回路
を形成する部分整流回路の段数を示し、1以上の整数と
される)に対応する高レベルの直流高電圧EHVが得られ
ることになる。
In such a connection form, [DHVA1, DHV
B1, CHVA1, CHVB1] ... [DHVAn, DHVBn, CHVA
n, CHVBn] are connected to form an entire rectifier circuit. According to the symmetric cascade rectifier circuit having such a configuration, both ends of the smoothing capacitor COHV are 2 (n + 1) times the induced voltage VHV induced in the boost winding NHV (where n is the rectifier circuit). , Which indicates the number of stages of the partial rectifier circuit, and is an integer equal to or greater than 1), thereby obtaining a high-level DC high voltage EHV.

【0052】ここで、例えば、上記した対称形カスケー
ド整流回路として何段により構成するのかについては、
実際に必要とされる直流高電圧EHVと、昇圧巻線NHVに
誘起される昇圧交番電圧VHVとのレベルとの関係によっ
て適宜決定されればよい。一例として、昇圧巻線NHVに
誘起される昇圧交番電圧VHVが約3.4KV程度である
として、直流高電圧EHVとして27KVを得る必要があ
るとすれば、上記図4に示す対称形カスケード整流回路
としては3段による8倍電圧整流回路を構成すればよい
ことになる。
Here, for example, the number of stages of the symmetric cascade rectifier circuit is as follows.
What is necessary is just to determine appropriately according to the relationship between the level of the DC high voltage EHV actually required and the step-up alternating voltage VHV induced in the step-up winding NVH. As an example, assuming that the step-up alternating voltage VHV induced in the step-up winding NHV is about 3.4 KV and it is necessary to obtain 27 KV as the DC high voltage EHV, the symmetric cascade rectifier circuit shown in FIG. In this case, an eight-fold voltage rectifier circuit having three stages may be used.

【0053】本実施の形態の高電圧安定化回路の場合、
図1に示すように、直流高電圧EHVが得られる平滑コン
デンサCOHVに対しては、分圧抵抗R1−R2の直列接続
回路が並列に設けられる。そして、この分圧抵抗R1−
R2の分圧点は、制御回路1に対して接続される。つま
り本実施の形態においては、制御回路1に対しては、検
出電圧として、直流高電圧EHVを分圧抵抗R1−R2によ
り分圧して得られる電圧レベルが入力されることにな
る。これは、制御回路1が直流高電圧EHVのレベル変動
を検出するようにされていることを意味する。
In the case of the high voltage stabilizing circuit of the present embodiment,
As shown in FIG. 1, a series connection circuit of voltage dividing resistors R1 and R2 is provided in parallel with respect to a smoothing capacitor COHV from which a high DC voltage EHV is obtained. The voltage dividing resistor R1−
The voltage dividing point of R2 is connected to the control circuit 1. That is, in the present embodiment, a voltage level obtained by dividing the DC high voltage EHV by the voltage dividing resistors R1 and R2 is input to the control circuit 1 as the detection voltage. This means that the control circuit 1 detects the level fluctuation of the DC high voltage EHV.

【0054】制御回路1は、直流高電圧EHVの変化に応
じて、制御巻線NCに流す制御電流(直流電流)レベル
を可変することで、直交形制御トランスPRTに巻装さ
れた駆動巻線NBのインダクタンスLBを可変制御する。
これにより、駆動巻線NBのインダクタンスLBを含んで
形成されるスイッチング素子Q1のための自励発振駆動
回路内の直列共振回路の共振条件が変化する。これは、
スイッチング素子Q1のスイッチング周波数を可変する
動作となり、この動作によって絶縁コンバータトランス
PITにおいて一次側から二次側に伝送されるエネルギ
ーが変化する。これにより、直流高電圧EHVについて所
要の一定レベルが保たれるように制御が行われる。
The control circuit 1 varies the level of the control current (DC current) supplied to the control winding NC in accordance with the change in the DC high voltage EHV, so that the drive winding wound on the orthogonal control transformer PRT is changed. The inductance LB of NB is variably controlled.
Thereby, the resonance condition of the series resonance circuit in the self-excited oscillation drive circuit for the switching element Q1 formed including the inductance LB of the drive winding NB changes. this is,
The operation changes the switching frequency of the switching element Q1, and this operation changes the energy transmitted from the primary side to the secondary side in the insulating converter transformer PIT. As a result, control is performed such that the required constant level is maintained for the DC high voltage EHV.

【0055】また、本実施の形態では、上述のようにし
てスイッチング周波数を可変する動作が行われるときに
は、スイッチング素子Q1がオフとなる期間TOFFは一定
とされたうえで、オンとなる期間TONを可変制御するよ
うにされる。つまり、この回路では、定電圧制御動作と
して、スイッチング周波数を可変制御するように動作す
ることで、スイッチング出力に対する共振インピーダン
ス制御を行い、これと同時に、スイッチング周期におけ
るスイッチング素子Q1の導通角制御(PWM制御)も
行っているものと見ることが出来る。そして、この複合
的な制御動作を1組の制御回路系によって実現してい
る。なお、本明細書では、このような複合的な制御を
「複合制御方式」ともいう。本実施の形態ではこのよう
にして、直流高電圧EHVについての安定化を図るための
構成が採られているものである。
Further, in this embodiment, when the operation of changing the switching frequency is performed as described above, the period TOFF during which the switching element Q1 is off is fixed, and the period TON during which the switching element Q1 is on is reduced. It is variably controlled. That is, in this circuit, as a constant voltage control operation, the switching frequency is variably controlled to perform resonance impedance control on the switching output, and at the same time, the conduction angle control (PWM) of the switching element Q1 in the switching cycle Control). This complex control operation is realized by a set of control circuit systems. In the present specification, such complex control is also referred to as “complex control method”. In this embodiment, a configuration for stabilizing the DC high voltage EHV is employed in this manner.

【0056】ここで、図2に、上記図1に示した構成に
よる高電圧安定化回路の要部の動作波形を示す。なお、
図2に示す測定結果を得るのにあたっては、高電圧安定
化回路として、一次巻線N1=60T、二次巻線N2=5
T、昇圧巻線NHV=1125Tとし、また、高圧コンデ
ンサCHVB1〜CHVBnについては、それぞれ、1000p
Fを選定している。また多倍圧整流回路2については、
図4に示したジョーンズ&ウォーターズ回路により8倍
電圧整流回路を形成しているものとされる。また、交流
入力電圧VAC=100Vとして、スイッチング素子Q1
のスイッチング周波数が100KHz〜167KHzの
制御範囲となる動作条件のもとで測定を行った。
FIG. 2 shows operation waveforms of main parts of the high-voltage stabilization circuit having the configuration shown in FIG. In addition,
In order to obtain the measurement results shown in FIG. 2, the primary winding N1 = 60T and the secondary winding N2 = 5
T, the step-up winding NHV = 1125T, and the high-voltage capacitors CHVB1 to CHVBn are respectively 1000p
F has been selected. In addition, regarding the multiple voltage rectification circuit 2,
The Jones & Waters circuit shown in FIG. 4 forms an eight-fold voltage rectifier circuit. Further, assuming that the AC input voltage VAC = 100 V, the switching element Q1
The measurement was performed under the operating conditions in which the switching frequency was within the control range of 100 KHz to 167 KHz.

【0057】また、図2に示される各波形であるが、図
2(a)〜(d)には、それぞれ、高圧負荷電力PHV=
27W(直流高電圧EHV=27KV、高圧負荷電流IHV
=1mA)時における、一次側並列共振電圧V1、スイ
ッチング出力電流(スイッチング素子Q1のコレクタ電
流)I1、二次側並列共振回路の二次側並列共振電圧V
2、及び昇圧巻線NHVに発生する昇圧交番電圧VHVの波
形が示される。また、図2(e)〜(h)の各々には、
高圧負荷電力PHV=0W時(直流高電圧EHV=27K
V、高圧負荷電流IHV=0mA)における、図2(a)
〜(d)と同一部位の波形が示されている。
FIGS. 2A to 2D show the waveforms shown in FIG. 2, respectively.
27W (DC high voltage EHV = 27KV, high voltage load current IHV
= 1 mA), the primary side parallel resonance voltage V1, the switching output current (collector current of the switching element Q1) I1, and the secondary side parallel resonance voltage V of the secondary side parallel resonance circuit.
2 and the waveform of the step-up alternating voltage VHV generated in the step-up winding NHV. In each of FIGS. 2 (e) to 2 (h),
High voltage load power PHV = 0W (DC high voltage EHV = 27K
V, high voltage load current IHV = 0 mA).
The waveform of the same part as (d) is shown.

【0058】この場合、高圧負荷電力PHV=27W時に
おいては、スイッチング素子Q1のスイッチング周波数
は制御範囲下限の100KHzとなるようにして制御さ
れる。そして、このときの一次側並列共振電圧V1とし
ては、図2(a)に示すように、スイッチング素子Q1
がオフとなる期間TOFFにおいて正弦波上のパルスが得
られ、電圧共振形動作であることに対応している。ま
た、このときのスイッチング素子Q1のスイッチング出
力電流I1は、スイッチング素子Q1がオンとなる期間T
ONにおいて、図2(b)に示す波形により流れるものと
なる。
In this case, when the high-voltage load power PHV is 27 W, the switching frequency of the switching element Q1 is controlled so as to be 100 KHz, which is the lower limit of the control range. The primary side parallel resonance voltage V1 at this time is, as shown in FIG.
A pulse on a sine wave is obtained during the period TOFF when the switch is off, which corresponds to the voltage resonance type operation. Further, the switching output current I1 of the switching element Q1 at this time depends on the period T during which the switching element Q1 is turned on.
At ON, the current flows according to the waveform shown in FIG.

【0059】また、二次側並列共振電圧V2としては、
二次側並列共振回路の共振動作によって、図2(c)に
示すようにして正弦波状の波形が得られている。また、
その周期としては、このときのスイッチング周波数fs
=100KHzに対応しており、ピークレベルとして
は、正/負で共に15V程度となっている。
Further, as the secondary side parallel resonance voltage V2,
Due to the resonance operation of the secondary parallel resonance circuit, a sinusoidal waveform is obtained as shown in FIG. Also,
As the cycle, the switching frequency fs at this time
= 100 KHz, and the peak level is about 15 V both positively and negatively.

【0060】そして、昇圧巻線NHVに得られる昇圧交番
電圧VHVとしては、昇圧巻線NHVが二次巻線N2と密結
合されていることによって、上記二次側並列共振電圧V
2の振幅が大きくなるような波形として得られる。ここ
では、例えば3375V程度のピークレベルを有する正
弦波形が得られている。
As the boosted alternating voltage VHV obtained in the boosted winding NHV, the boosted winding NHV is tightly coupled to the secondary winding N2.
2 is obtained as a waveform that increases the amplitude. Here, for example, a sine waveform having a peak level of about 3375 V is obtained.

【0061】一方、高圧負荷電力PHV=0W時において
は、スイッチング素子Q1のスイッチング周波数は制御
範囲上限の167KHzとなる。そして、このときの一
次側並列共振電圧V1は、図2(e)に示すものとな
る。この場合も、一次側並列共振電圧V1としては、ス
イッチング素子Q1がオフとなる期間TOFFにおいて正弦
波上のパルスが得られる波形となるのであるが、図2
(a)に示す一次側並列共振電圧V1の波形と比較して
分かるように、スイッチング周波数に関わらず、期間T
OFFは3μsで一定とされ、スイッチング素子Q1がオン
となる期間TONが変化するようになっている。つまり、
先に述べた複合制御が行われていることがこれらの波形
によって示されているものである。また、高圧負荷電力
PHV=0W時のスイッチング出力電流I1は、図2
(f)に示すような鋸歯状波によって期間TONに流れる
ものとなる。
On the other hand, when the high-voltage load power PHV = 0 W, the switching frequency of the switching element Q1 is 167 KHz, which is the upper limit of the control range. The primary parallel resonance voltage V1 at this time is as shown in FIG. In this case as well, the primary side parallel resonance voltage V1 has a waveform in which a pulse on a sine wave is obtained during the period TOFF when the switching element Q1 is off.
As can be seen by comparing with the waveform of the primary side parallel resonance voltage V1 shown in FIG.
OFF is constant at 3 μs, and the period TON during which the switching element Q1 is on changes. That is,
These waveforms show that the above-described composite control is being performed. The switching output current I1 when the high-voltage load power PHV is 0 W is shown in FIG.
A saw-tooth wave as shown in (f) flows in the period TON.

【0062】また、このときの二次側並列共振電圧V2
は、図2(g)に示すように、スイッチング周波数fs
=167KHzに対応する周期を有する正弦波となり、
また、ピークレベルとしては12Vとなっている。そし
て、昇圧交番電圧VHVは、上記図2(g)に示す二次側
並列共振電圧V2に対応して、同様に、スイッチング周
波数fs=167KHzに対応する周期で、3375V
程度のピークレベルを有する正弦波形となる。補足的に
述べておくと、このときの直流高電圧EHVは27KV±
50Vであり、直流高電圧EHVのリップル電圧δVは3
2Vにまで抑えられている。
At this time, the secondary side parallel resonance voltage V2
Is the switching frequency fs as shown in FIG.
= Sine wave having a period corresponding to 167 KHz,
The peak level is 12V. The boosted alternating voltage VHV corresponds to the secondary side parallel resonance voltage V2 shown in FIG. 2 (g), and similarly, has a period corresponding to the switching frequency fs = 167 KHz, and is 3375 V
It becomes a sine waveform having a peak level of the order. Supplementally, the DC high voltage EHV at this time is 27 KV ±
50V, and the ripple voltage δV of the DC high voltage EHV is 3
It is suppressed to 2V.

【0063】また、図3に、図1に示した高電圧安定化
回路の特性として、水平同期信号周波数fHに対する昇
圧交番電圧VHVと二次側直流電圧Eoの関係を示す。な
お、この図では、30KHz〜120KHzの範囲で水
平同期信号周波数fH(水平解像度)が可変される場合
が示されている。この図から理解されるように、本実施
の形態では、水平同期信号周波数fHに関わらず、昇圧
交番電圧VHVは、27KVで一定となるように制御され
ている。そして、二次側直流電圧Eoもまた、高圧負荷
電力PHV=27W(直流高電圧EHV=27KV、高圧負
荷電流IHV=1mA)時には15V、高圧負荷電力PHV
=0W(直流高電圧EHV=27KV、高圧負荷電流IHV
=0mA)時には12Vで一定となるように制御されて
いることが分かる。
FIG. 3 shows, as characteristics of the high voltage stabilizing circuit shown in FIG. 1, the relationship between the boosted alternating voltage VHV and the secondary DC voltage Eo with respect to the horizontal synchronizing signal frequency fH. In this figure, the case where the horizontal synchronizing signal frequency fH (horizontal resolution) is changed in the range of 30 KHz to 120 KHz is shown. As understood from this figure, in the present embodiment, the boosted alternating voltage VHV is controlled to be constant at 27 KV regardless of the horizontal synchronizing signal frequency fH. The secondary DC voltage Eo is also 15 V when the high-voltage load power PHV = 27 W (DC high voltage EHV = 27 KV, high-voltage load current IHV = 1 mA), and high-voltage load power PHV
= 0W (DC high voltage EHV = 27KV, high voltage load current IHV
= 0 mA), it can be seen that the voltage is controlled to be constant at 12 V.

【0064】ここで、先に従来例として図8に示した高
電圧安定化回路と、本実施の形態としての図1に示した
回路とを比較すると、次のようなことがいえる。図8に
示した回路では、一次側において電力変換を行うための
スイッチングコンバータのスイッチング周波数が、水平
同期信号周波数fHに同期するようにして構成されてい
る。このため、直流高電圧EHVの安定化を図るには、水
平同期信号周波数に従ってスイッチング周波数が固定と
なる条件の下で、1スイッチング周期内におけるオン期
間を可変制御(PWM制御)する必要があり、従って、
一次側においては、降圧形コンバータ20と電圧共振形
コンバータ30との2組のスイッチングコンバータによ
り電力変換を行うように構成する必要がある。
Here, comparing the high voltage stabilizing circuit shown in FIG. 8 as a conventional example with the circuit shown in FIG. 1 as the present embodiment, the following can be said. The circuit shown in FIG. 8 is configured such that the switching frequency of the switching converter for performing power conversion on the primary side is synchronized with the horizontal synchronization signal frequency fH. Therefore, in order to stabilize the DC high voltage EHV, it is necessary to variably control (PWM control) the ON period within one switching cycle under the condition that the switching frequency is fixed according to the horizontal synchronization signal frequency. Therefore,
On the primary side, it is necessary to configure so that power conversion is performed by two sets of switching converters of the step-down converter 20 and the voltage resonance converter 30.

【0065】これに対して、図1に示した高電圧安定化
回路の一次側に備えられる電圧共振形コンバータのスイ
ッチング周波数は、水平同期信号周波数fHとは無関係
とされて非同期であり、このために、前述した複合制御
方式によって直流高電圧EHVの安定化を図るように構成
することが可能とされている。即ち、本実施の形態の高
電圧安定化回路にあっては、一次側に対して1組のみの
電圧共振形コンバータを備えることによって、直流高電
圧EHVの安定化が実現される。
On the other hand, the switching frequency of the voltage resonance type converter provided on the primary side of the high voltage stabilizing circuit shown in FIG. 1 is not related to the horizontal synchronizing signal frequency fH and is asynchronous. In addition, it is possible to stabilize the DC high voltage EHV by the above-described combined control method. That is, in the high voltage stabilization circuit of the present embodiment, stabilization of the DC high voltage EHV is realized by providing only one set of the voltage resonance type converter on the primary side.

【0066】これにより、図1に示す回路では電力変換
効率が大幅に向上されることになる。例えば高圧負荷電
力PHV=27W時の条件における電力変換効率として、
図8に示す回路では72%であるのに対して、図1に示
す回路では90%にまで向上している。また、交流入力
電力も、高圧負荷電力PHV=27W時では、図8に示す
回路では37.5Wであったのに対して、図1に示す回
路では30W程度にまで低減され、高圧負荷電力PHV=
0W(無負荷)時には、図8に示す回路が3.5Wであ
るのに対して、図1に示す回路では、0.6Wとなる。
Thus, in the circuit shown in FIG. 1, the power conversion efficiency is greatly improved. For example, as the power conversion efficiency under the condition of high voltage load power PHV = 27 W,
The circuit shown in FIG. 8 is 72%, whereas the circuit shown in FIG. 1 is up to 90%. When the high-voltage load power PHV is 27 W, the AC input power is 37.5 W in the circuit shown in FIG. 8, but is reduced to about 30 W in the circuit shown in FIG. =
At 0 W (no load), the circuit shown in FIG. 8 has 3.5 W, whereas the circuit shown in FIG. 1 has 0.6 W.

【0067】また、図1に示す回路では、上述のように
して一次側において1組の電圧共振形コンバータを備え
た構成とされることで、その分、回路を構成する部品点
数が削減されることになるため、回路基板サイズの小型
化及び低コスト化を促進することが可能となる。
Further, in the circuit shown in FIG. 1, since the primary side is provided with one set of the voltage resonance type converter as described above, the number of parts constituting the circuit is reduced accordingly. Therefore, it is possible to promote downsizing of the circuit board size and cost reduction.

【0068】また、例えば図1に示す回路において、図
11にて説明した白色ピーク画像の歪みを抑制するため
には、安定化のための制御範囲を拡大して、高圧負荷電
流IHV=3mAとなる負荷条件にまで対応できるような
回路設計とすれば容易に実現することができる。従って
各種コンデンサ素子について静電容量を増加させる必要
はないことになり、これによっても回路の小型化及び低
コスト化を図ることが可能になる。
For example, in the circuit shown in FIG. 1, in order to suppress the distortion of the white peak image described with reference to FIG. 11, the control range for stabilization is expanded so that the high voltage load current IHV = 3 mA. The circuit can be easily realized if the circuit design is designed to cope with a certain load condition. Therefore, it is not necessary to increase the capacitance of various capacitor elements, and this also makes it possible to reduce the size and cost of the circuit.

【0069】また、本発明にあって、本実施の形態の高
電圧安定化回路に備えられる多倍圧整流回路2として
は、図2に示した対称形カスケード整流回路以外の構成
を採用しても構わない。以下、多倍圧整流回路2の他の
構成例を図5及び図6により説明していくこととする。
Further, in the present invention, as the multiple voltage rectifier circuit 2 provided in the high voltage stabilizing circuit of the present embodiment, a configuration other than the symmetric cascade rectifier circuit shown in FIG. 2 is adopted. No problem. Hereinafter, another configuration example of the multiple voltage rectification circuit 2 will be described with reference to FIGS.

【0070】図5には多倍圧整流回路2の他の回路構成
例として、基本型カスケード整流回路として知られてい
るコッククロフト&ウォルトン回路が示されている。こ
の場合、昇圧巻線NHVの巻終わり端部(二次側アース)
は、高圧コンデンサCHVA1,CHVA2,CHVA3,・・・C
HVAnの直列接続から成る第1のコンデンサ直列回路が接
続されている。また、その巻始め端部は、高圧コンデン
サCHVB1,CHVB2,CHVB3,・・・CHVBnの直列接続か
ら成る第2のコンデンサ直列回路と接続されている。そ
して、昇圧巻線NHVの巻終わり端部と平滑コンデンサC
OHVの正極端子(直流高電圧の出力端)との間には、高
圧整流ダイオードDHVB1,DHVA1,DHVB2,DHVA2,D
HVB3,DHVA3・・・DHVBn,DHVAnの直列接続から成る
ダイオード直列回路が挿入されている。
FIG. 5 shows a Cockcroft & Walton circuit known as a basic cascade rectifier circuit as another example of the circuit configuration of the multiple voltage rectifier circuit 2. In this case, the winding end end of the boost winding NVH (secondary ground)
Are the high voltage capacitors CHVA1, CHVA2, CHVA3, ... C
A first capacitor series circuit composed of a series connection of HVAn is connected. The winding start end is connected to a second capacitor series circuit composed of a series connection of high voltage capacitors CHVB1, CHVB2, CHVB3,... CHVBn. The winding end end of the boost winding NVH and the smoothing capacitor C
High-voltage rectifier diodes DHVB1, DHVA1, DHVB2, DHVA2, D
HVB3, DHVA3,..., DHVBn and DHVAn are connected in series with a diode series circuit.

【0071】そして、図示するように、第1のコンデン
サ直列回路を形成する各高圧コンデンサCHVA1,CHVA
2,CHVA3,・・・CHVAnには、ダイオード直列回路を
形成する高圧整流ダイオードの内、2組の高圧整流ダイ
オードから成る直列回路[DHVB1−DHVA1],[DHVB2
−DHVA2],[DHVB3−DHVA3]・・・[DHVBn−DHV
An]が並列に接続されている。これに対して、第2のコ
ンデンサ直列回路を形成する高圧コンデンサCHVB1は、
昇圧巻線NHVの巻き始め端部と高圧整流ダイオードDHV
B1のカソードとの間に挿入されているが、以降の高圧コ
ンデンサCHVB2,CHVB3・・・CHVBnに関しては、ダイ
オード直列回路を形成する2組の高圧整流ダイオードの
直列回路[DHVA1−DHVB2],[DHVA2−DHVB3],・
・・[DHVA(n-1)−DHVBn]が並列に接続されている。
このような接続形態では、[DHVA1,DHVB1,CHVA1,
CHVB1]・・・[DHVAn,DHVBn,CHVAn,CHVBn]とい
うn段の部分整流回路が接続されることで整流回路全体
を形成していることになる。
Then, as shown, each of the high-voltage capacitors CHVA1, CHVA forming the first capacitor series circuit
2, CHVA3,..., CHVAn include series circuits [DHVB1-DHVA1], [DHVB2] composed of two sets of high-voltage rectifier diodes among the high-voltage rectifier diodes forming a diode series circuit.
-DHVA2], [DHVB3-DHVA3] ... [DHVBn-DHV
An] are connected in parallel. On the other hand, the high-voltage capacitor CHVB1 forming the second capacitor series circuit is
Start winding end of boost winding NVH and high voltage rectifier diode DHV
The high voltage capacitors CHVB2, CHVB3... CHVBn, which are inserted between the cathodes of B1 and B1, are connected in series with two sets of high voltage rectifier diodes [DHVA1-DHVB2], [DHVA2 −DHVB3], ・
[DHVA (n-1) -DHVBn] are connected in parallel.
In such a connection form, [DHVA1, DHVB1, CHVA1,
CHVB1]... [DHVAn, DHVBn, CHVAn, CHVBn] are connected to an n-stage partial rectifier circuit to form the entire rectifier circuit.

【0072】そして、このような基本型カスケード整流
回路の整流動作としては、先ず、昇圧巻線NHVに負方向
の電流が流れる期間では、高圧整流ダイオードDHVB1が
オンになり、高圧整流ダイオードDHVB1からの整流電流
により高圧コンデンサCHVB1に対する充電動作が得られ
る。次に、昇圧巻線NHVに正方向の電流が流れる期間で
は、昇圧巻線NHVに誘起された誘起電圧VHVと高圧コン
デンサCHVB1の両端電圧とにより高圧整流ダイオードD
HVA1がオンになり、高圧整流ダイオードDHVA1により整
流された整流電流により高圧コンデンサCHVA1に対する
充電動作が得られる。そして次に、昇圧巻線NHVに負方
向の電流が流れる期間では、昇圧巻線NHVの誘起電圧V
HVと高圧コンデンサCHVA1の両端電圧により高圧整流ダ
イオードDHVB2がオンになり高圧コンデンサCHVB2に対
する充電動作が得られる。
In the rectifying operation of the basic cascade rectifier circuit, first, during a period in which a negative current flows through the boost winding NHV, the high-voltage rectifier diode DHVB1 is turned on, and the voltage from the high-voltage rectifier diode DHVB1 is reduced. The charging operation for the high-voltage capacitor CHVB1 is obtained by the rectified current. Next, during a period in which a positive current flows through the boost winding NHV, the high-voltage rectifier diode D is generated by the induced voltage VHV induced in the boost winding NHV and the voltage across the high-voltage capacitor CHVB1.
HVA1 is turned on, and a charging operation for the high-voltage capacitor CHVA1 is obtained by the rectified current rectified by the high-voltage rectifier diode DHVA1. Next, during a period in which a negative current flows through the boost winding NHV, the induced voltage V
The high voltage rectifier diode DHVB2 is turned on by the voltage across HV and the high voltage capacitor CHVA1, and a charging operation for the high voltage capacitor CHVB2 is obtained.

【0073】以降、昇圧巻線NHVに正負方向の電流が交
互に流れることで、第1のコンデンサ直列回路を形成し
ている各高圧コンデンサCHVA2,CHVA3・・・CHVAn、
及び第2のコンデンサ直列回路を形成している各高圧コ
ンデンサCHVB3・・・CHVBnに対する充電動作が行われ
ることになる。そして、このようにして充電が行われる
各高圧コンデンサCHVA1〜CHVAn、及びCHVB1〜CHVBn
の各電位によって平滑コンデンサCOHVに対して充電が
行われることで、平滑コンデンサCOHVの両端には誘起
電圧VHVの2n倍に対応する直流高電圧EHVが得られる
ことになる。
Thereafter, the high-voltage capacitors CHVA2, CHVA3,..., CHVAn,
And the high voltage capacitors CHVB3... CHVBn forming the second capacitor series circuit are charged. Then, each of the high-voltage capacitors CHVA1 to CHVAn and CHVB1 to CHVBn, which are charged in this manner,
Is charged to the smoothing capacitor COHV by each of the potentials, a DC high voltage EHV corresponding to 2n times the induced voltage VHV is obtained at both ends of the smoothing capacitor COHV.

【0074】また図6には、多倍圧整流回路2の他の回
路構成例として、変形カスケード整流回路として知られ
ているミッチェル回路が示されている。この図に示す回
路の接続形態は、上記図5に示した基本型カスケード整
流回路とほぼ同様の構成とされているが、昇圧巻線NHV
の巻き始め端部は、高圧コンデンサCHVB1〜CHVBnの直
列接続から成る第2のコンデンサ直列回路の中点に接続
される。また、昇圧巻線NHVの巻き終わり端部は、高圧
コンデンサCHVA1〜CHVAnの直列接続から成る第1のコ
ンデンサ直列回路の中点、及び高圧整流ダイオードDHV
B1,DHVA1,DHVB2,DHVA2,・・・DHVBn,DHVAnの
直列接続からなるダイオード直列回路の中点にそれぞれ
接続されているものである。ここでも、[DHVA1,DHV
B1,CHVA1,CHVB1]・・・[DHVAn,DHVBn,CHVA
n,CHVBn]というn段の部分整流回路が接続されて整流
回路全体を形成することになる。このような接続形態に
より構成されるミッチェル回路としては、結果的には、
誘起電圧VHVの2n倍に対応する直流高電圧EHVが平滑
コンデンサCOHVの両端に得られるものである。
FIG. 6 shows a Mitchell circuit known as a modified cascade rectification circuit as another example of the circuit configuration of the multiple voltage rectification circuit 2. The connection form of the circuit shown in this figure is substantially the same as that of the basic cascade rectifier circuit shown in FIG.
Is connected to the midpoint of a second capacitor series circuit composed of a series connection of high voltage capacitors CHVB1 to CHVBn. The winding end of the boost winding NHV is connected to the middle point of the first capacitor series circuit composed of the series connection of the high-voltage capacitors CHVA1 to CHVAn and the high-voltage rectifier diode DHV.
B1, DHVA1, DHVB2, DHVA2,..., DHVBn, and DHVAn are respectively connected to the midpoints of diode series circuits formed in series. Again, [DHVA1, DHV
B1, CHVA1, CHVB1] ··· [DHVAn, DHVBn, CHVA
n, CHVBn] are connected to form an entire rectifier circuit. As a result, as a Mitchell circuit configured by such a connection form,
A DC high voltage EHV corresponding to 2n times the induced voltage VHV is obtained across the smoothing capacitor COHV.

【0075】このように、図1に示した本実施の形態の
高電圧安定化回路では、先に図2に示した対称形カスケ
ード整流回路、或いは上記図5及び図6に示した基本型
カスケード整流回路及び変形カスケード整流回路を多倍
圧整流回路2として備えることが可能とされる。ただ
し、このような多数の高圧コンデンサと高圧整流ダイオ
ードとの多段接続から成る整流回路により構成した場
合、多倍圧整流回路2から出力される直流高電圧EHVに
は、リップル電圧δVの成分が重畳されると共に、電圧
降下ΔEHV(レギュレーション:電圧変動)が発生す
る。例えば直流高電圧EHVに重畳されるリップル電圧δ
Vという観点から見ると、図2に示した対称形カスケー
ド整流回路が最も少なく、好適な回路といえる。また、
多倍圧整流回路2にて発生する電圧降下ΔEHVの観点か
ら見ると、図6に示した変形カスケード整流回路を適用
した場合が最も小さいため好適な回路といえる。なお、
図6に示した変形カスケード整流回路を多倍圧整流回路
2とした場合は、昇圧巻線NHVには直流高電圧EHVの約
1/2という高電圧が印加されるため、昇圧巻線NHVを
エポキシ樹脂等でモールドして絶縁性を高めることが好
ましい。
As described above, in the high-voltage stabilizing circuit of the present embodiment shown in FIG. 1, the symmetric cascade rectifier circuit shown in FIG. 2 or the basic cascade rectifier circuit shown in FIGS. The rectifier circuit and the modified cascade rectifier circuit can be provided as the multiple voltage rectifier circuit 2. However, in the case where the rectifier circuit is formed by a multi-stage rectifier circuit including a large number of high-voltage capacitors and high-voltage rectifier diodes, the component of the ripple voltage δV is superimposed on the DC high voltage EHV output from the multiple voltage rectifier circuit 2. At the same time, a voltage drop ΔEHV (regulation: voltage fluctuation) occurs. For example, ripple voltage δ superimposed on DC high voltage EHV
From the viewpoint of V, the symmetric cascade rectifier circuit shown in FIG. Also,
From the viewpoint of the voltage drop ΔEHV generated in the multiple voltage rectifier circuit 2, the modified cascade rectifier circuit shown in FIG. In addition,
When the modified cascade rectifier circuit shown in FIG. 6 is a multiple voltage rectifier circuit 2, a high voltage of about 1/2 of the DC high voltage EHV is applied to the boost winding NHV. It is preferable to improve the insulation by molding with an epoxy resin or the like.

【0076】なお、本実施の形態においては、一次側に
自励式共振コンバータを備えた構成の下で定電圧制御を
行うのにあたって直交形制御トランスが用いられている
が、この直交形制御トランスの代わりに、先に本出願人
により提案された斜交形制御トランスを採用することが
できる。上記斜交形制御トランスの構造としては、ここ
での図示は省略するが、例えば直交形制御トランスの場
合と同様に、4本の磁脚を有する2組のダブルコの字形
コアを組み合わせることで立体型コアを形成する。そし
て、この立体形コアに対して制御巻線NCと駆動巻線NB
を巻装するのであるが、この際に、制御巻線と駆動巻線
の巻方向の関係が斜めに交差する関係となるようにされ
る。具体的には、制御巻線NCと駆動巻線NBの何れか一
方の巻線を、4本の磁脚のうちで互いに隣り合う位置関
係にある2本の磁脚に対して巻装し、他方の巻線を対角
の位置関係にあるとされる2本の磁脚に対して巻装する
ものである。そして、このような斜交形制御トランスを
備えた場合には、駆動巻線を流れる交流電流が負の電流
レベルから正の電流レベルとなった場合でも駆動巻線の
インダクタンスが増加するという動作傾向が得られる。
これにより、スイッチング素子をターンオフするための
負方向の電流レベルは増加して、スイッチング素子の蓄
積時間が短縮されることになるので、これに伴ってスイ
ッチング素子のターンオフ時の下降時間も短くなり、ス
イッチング素子の電力損失をより低減することが可能に
なるものである。
In this embodiment, an orthogonal control transformer is used for performing constant voltage control under a configuration having a self-excited resonance converter on the primary side. Alternatively, the oblique control transformer previously proposed by the present applicant can be employed. Although the illustration of the structure of the oblique control transformer is omitted here, for example, as in the case of the orthogonal control transformer, a three-dimensional structure is obtained by combining two sets of double U-shaped cores having four magnetic legs. Form a mold core. The control winding NC and the driving winding NB are applied to the three-dimensional core.
At this time, the winding direction of the control winding and the driving winding is obliquely crossed. Specifically, one of the control winding NC and the driving winding NB is wound around two magnetic legs in a positional relationship adjacent to each other among the four magnetic legs, The other winding is wound around two magnetic legs which are considered to be in a diagonal positional relationship. When such an oblique control transformer is provided, even when the AC current flowing through the drive winding changes from a negative current level to a positive current level, the operation tendency that the inductance of the drive winding increases. Is obtained.
Thereby, the current level in the negative direction for turning off the switching element increases, and the accumulation time of the switching element is shortened.Accordingly, the fall time at the time of turning off the switching element is also shortened, The power loss of the switching element can be further reduced.

【0077】また、本実施の形態の回路においては、一
次側に備えられるべきスイッチングコンバータとして、
自励式の電圧共振形コンバータを備えた場合を例に挙げ
たが、他励式による電圧共振形コンバータを備えた構成
とされても構わないものである。
In the circuit of the present embodiment, the switching converter to be provided on the primary side is
Although the case in which the self-excited voltage resonance type converter is provided has been described as an example, a configuration having a separately excited type voltage resonance type converter may be adopted.

【0078】さらに、本実施の形態の高電圧安定化回路
は、パーソナルコンピュータ用のディスプレイ装置に適
用されることを前提として説明を行ってきたのである
が、例えばテレビジョン受像機をはじめとして、CRT
を表示デバイスとして備える各種ディスプレイ装置に対
して適用が可能とされる。
Further, the description has been given on the assumption that the high-voltage stabilizing circuit according to the present embodiment is applied to a display device for a personal computer. For example, a CRT including a television receiver may be used.
Can be applied to various types of display devices having a display device.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、高電圧安
定化回路として、絶縁コンバータトランスの一次側に1
組の電圧共振形コンバータを備え、その二次側におい
て、多倍圧整流回路によって、例えばCRTのアノード
電圧としての直流高電圧を得るようにされる。また、二
次側には並列共振回路を備えることで、高電圧安定化回
路全体としてはいわゆる複合共振形コンバータを形成す
るようにされる。そしてこのような構成では、直流高電
圧の安定化を図るのに、直流高電圧のレベルに応じて一
次側電圧共振形コンバータのスイッチング周波数と導通
角を同時制御する、複合制御によって行うようにされ
る。この場合、一次側の電圧共振形コンバータのスイッ
チング周波数は、例えば水平同期信号周波数に対してフ
リーランとなる。
As described above, the present invention provides a high-voltage stabilizing circuit in which the primary side of the isolated converter transformer is connected to the primary side.
A set of voltage-resonant converters is provided, on the secondary side of which a multiplying voltage rectifier circuit is adapted to obtain a high DC voltage, for example as the anode voltage of a CRT. In addition, by providing a parallel resonance circuit on the secondary side, a so-called composite resonance converter is formed as the whole high voltage stabilization circuit. In such a configuration, in order to stabilize the DC high voltage, the switching frequency and the conduction angle of the primary-side voltage resonance type converter are simultaneously controlled according to the level of the DC high voltage, so that the composite control is performed. You. In this case, the switching frequency of the primary-side voltage resonance type converter is free-run with respect to the horizontal synchronization signal frequency, for example.

【0080】このような構成であれば、高電圧安定化回
路として一次側に設けるべきスイッチングコンバータは
1組で済むことになる。このため、高電圧安定化回路に
おける総合的な電力変換効率が大幅に向上されると共
に、交流入力電力も低減される。
With such a configuration, only one set of switching converters to be provided on the primary side as a high voltage stabilizing circuit is required. Therefore, the overall power conversion efficiency of the high-voltage stabilization circuit is greatly improved, and the AC input power is also reduced.

【0081】また、一次側に設けられるスイッチングコ
ンバータが1組とされることで部品点数は大幅に削減さ
れ、回路基板サイズの小型化及び低コスト化を促進する
ことが可能になる。さらには、白色ピーク画像の歪みに
ついては、スイッチング周波数の制御範囲を拡大するよ
うに設定を行うことで充分に抑制することが可能である
ことから、回路内の各種コンデンサの静電容量も増加さ
せる必要が無く、これによっても、回路の小型化及び低
コスト化が図られるものである。
In addition, since the number of switching converters provided on the primary side is one, the number of components is greatly reduced, and it is possible to promote downsizing of the circuit board size and cost reduction. Furthermore, since the distortion of the white peak image can be sufficiently suppressed by setting so as to expand the control range of the switching frequency, the capacitance of various capacitors in the circuit is also increased. There is no necessity, and this can also reduce the size and cost of the circuit.

【0082】また、本発明の高電圧安定化回路は、直流
高電圧生成手段として、ジョーンズ&ウォーターズ回
路、コッククロフト&ウォルトン回路、或いはミッチェ
ル回路を採用した多倍圧整流回路により構成することが
可能とされる。これにより、絶縁コンバータトランスの
第2の二次巻線に誘起される誘起電圧について充分な高
圧レベルを発生しないようにした構成であっても、直流
高電圧生成手段において、例えばCRTのアノード電圧
を得るなどの所要の目的に対応して、実用に足るだけの
レベルの直流高電圧を得ることが可能になる。また、特
に直流高電圧生成手段に対してジョーンズ&ウォーター
ズ回路を適用すれば、直流高電圧に重畳されるリップル
電圧の低減を図ることができ、またミッチェル回路を適
用すれば直流高電圧生成手段における電圧降下を有効に
抑えるということが可能になるので、本発明の高電圧安
定化回路を適用する機器ごとに最適な構成を実現するこ
とも可能になる。
Further, the high voltage stabilizing circuit of the present invention can be constituted by a multiple voltage rectifying circuit employing a Jones & Waters circuit, a Cockcroft & Walton circuit or a Mitchell circuit as a DC high voltage generating means. Is done. Thus, even if the induced voltage induced in the second secondary winding of the insulating converter transformer is not generated at a sufficiently high level, the DC high voltage generating means can reduce the anode voltage of the CRT, for example. It is possible to obtain a DC high voltage of a level sufficient for practical use in accordance with a required purpose such as obtaining. In addition, if the Jones & Waters circuit is applied to the DC high voltage generating means, the ripple voltage superimposed on the DC high voltage can be reduced, and if the Mitchell circuit is applied, the DC high voltage generating means can be reduced. Since it is possible to effectively suppress the voltage drop, it is also possible to realize an optimum configuration for each device to which the high-voltage stabilization circuit of the present invention is applied.

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

【図1】本発明の実施の形態としての高電圧安定化回路
の構成例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a high-voltage stabilization circuit as an embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態の高電圧安定化回路における要部
の動作を示す波形図である。
FIG. 2 is a waveform chart showing an operation of a main part in the high voltage stabilization circuit of the present embodiment.

【図3】本実施の形態の高電圧安定化回路における、水
平同期信号周波数に対する直流高電圧レベル及び二次側
直流出力電圧のレベルを示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a DC high voltage level and a secondary DC output voltage level with respect to a horizontal synchronization signal frequency in the high voltage stabilization circuit of the present embodiment.

【図4】本実施の形態の高電圧安定化回路に備えられる
多倍圧整流回路の構成を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a multiple voltage rectification circuit provided in the high voltage stabilization circuit of the present embodiment.

【図5】多倍圧整流回路の他の構成を示した回路図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram showing another configuration of the multiple voltage rectifier circuit.

【図6】多倍圧整流回路の他の構成を示した回路図であ
る。
FIG. 6 is a circuit diagram showing another configuration of the multiple voltage rectifier circuit.

【図7】本実施の形態の絶縁コンバータトランスの構造
例を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a structural example of the insulating converter transformer according to the present embodiment.

【図8】従来としての高電圧安定化回路の構成例を示す
回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional high-voltage stabilization circuit.

【図9】図8に示す高電圧安定化回路の要部の動作を示
す波形図である。
9 is a waveform chart showing an operation of a main part of the high voltage stabilization circuit shown in FIG.

【図10】図8に示す高電圧安定化回路における、水平
同期信号周波数に対する直流高電圧レベル及び二次側直
流出力電圧のレベルを示す説明図である。
10 is an explanatory diagram showing a DC high voltage level and a secondary DC output voltage level with respect to a horizontal synchronization signal frequency in the high voltage stabilization circuit shown in FIG. 8;

【図11】CRTに表示される白色ピーク画像の歪みか
たを示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing how a white peak image displayed on a CRT is distorted.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御回路、2 多倍圧整流回路、Ci 平滑コンデ
ンサ、Q1 スイッチング素子、PIT 絶縁コンバー
タトランス、PRT 直交形制御トランス、Cr 一次
側並列共振コンデンサ、C2 二次側並列共振コンデン
サ、N1 一次巻線、N2 二次巻線、NHV 昇圧巻線、
NC 制御巻線、NB 駆動巻線、ND 共振電流検出巻
線、CB 共振コンデンサ、DO1,DO2 整流ダイオー
ド、DHVA0〜DHVA(n+1) DHVB0〜DHVB(n+1) 高圧整
流ダイオード、CHVA1〜CHVAn CHVB1〜CHVBn 高圧
コンデンサ、CO,COHV 平滑コンデンサ
1 control circuit, 2 multiple voltage rectifier circuit, Ci smoothing capacitor, Q1 switching element, PIT isolation converter transformer, PRT orthogonal control transformer, Cr primary side parallel resonance capacitor, C2 secondary side parallel resonance capacitor, N1 primary winding, N2 secondary winding, NHV boost winding,
NC control winding, NB drive winding, ND resonance current detection winding, CB resonance capacitor, DO1, DO2 rectifier diode, DHVA0 to DHVA (n + 1) DHVB0 to DHVB (n + 1) High voltage rectifier diode, CHVA1 to CHVAAn CHVB1 to CHVBn High voltage capacitors, CO, COHV smoothing capacitors

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 商用交流電源を整流平滑化して直流入力
電圧を得る整流平滑手段と、 スイッチング素子を備え、上記直流入力電圧を断続して
出力するスイッチング手段と、 一次側の出力を二次側に伝送するために設けられ、一次
巻線、第1の二次巻線、及び第2の二次巻線を巻回する
と共に、上記一次巻線と上記第1の二次巻線とについて
は疎結合とされる所要の結合度が得られるようにされ、
上記第1の二次巻線と第2の二次巻線については密結合
の状態が得られるように構成される絶縁コンバータトラ
ンスと、 上記スイッチング手段の動作を電圧共振形とするように
して形成される一次側並列共振回路と、 上記第1の二次巻線を有して形成される二次側並列共振
回路と、 上記第1の二次巻線に得られる交番電圧を入力して整流
動作を行うことで、二次側直流出力電圧を得るようにさ
れる直流出力電圧生成手段と、 上記第2の二次巻線に得られる交番電圧を入力して整流
動作を行うことで、所定の高圧レベルとされる直流高電
圧を得るようにされる直流高電圧生成手段と、 上記直流高電圧のレベルに応じて、上記スイッチング素
子のスイッチング周波数を可変することで、上記直流高
電圧に対する定電圧制御を行うようにされる定電圧制御
手段と、 を備えることを特徴とする高電圧安定化回路。
1. A rectifying / smoothing means for rectifying and smoothing a commercial AC power supply to obtain a DC input voltage; a switching means comprising a switching element for intermittently outputting the DC input voltage; And a primary winding, a first secondary winding, and a second secondary winding, and the primary winding and the first secondary winding are The required degree of loose coupling is obtained,
The first and second secondary windings are insulated converter transformers configured to obtain a tightly coupled state, and the switching means is formed to operate in a voltage resonance type. A primary-side parallel resonance circuit, a secondary-side parallel resonance circuit formed with the first secondary winding, and rectification by inputting an alternating voltage obtained in the first secondary winding. A DC output voltage generating means for obtaining a secondary-side DC output voltage by performing an operation; and a rectifying operation by inputting an alternating voltage obtained to the second secondary winding and performing a rectification operation. DC high voltage generating means configured to obtain a DC high voltage that is a high voltage level of the DC high voltage, and by changing a switching frequency of the switching element according to the level of the DC high voltage, a constant with respect to the DC high voltage. Voltage control High voltage stabilization circuit, characterized in that it comprises a voltage control means.
【請求項2】 上記直流高電圧生成手段は、 ジョーンズ・アンド・ウォーターズ回路を備えて構成さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の高電圧安定
化回路。
2. The high voltage stabilizing circuit according to claim 1, wherein said DC high voltage generating means includes a Jones and Waters circuit.
【請求項3】 上記直流高電圧生成手段は、 コッククロフト・アンド・ウォルトン回路を備えて構成
されていることを特徴とする請求項1に記載の高電圧安
定化回路。
3. The high-voltage stabilizing circuit according to claim 1, wherein said DC high-voltage generating means includes a Cockcroft and Walton circuit.
【請求項4】 上記直流高電圧生成手段は、 ミッチェル回路を備えて構成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の高電圧安定化回路。
4. The high voltage stabilizing circuit according to claim 1, wherein said DC high voltage generating means is provided with a Mitchell circuit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015226401A (en) * 2014-05-29 2015-12-14 サンケン電気株式会社 Step-up dc converter

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