JP2923873B2 - 圧電トランスの制御方法及び駆動回路 - Google Patents
圧電トランスの制御方法及び駆動回路Info
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- H10N30/804—Drive or control circuitry or methods for piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for for piezoelectric transformers
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電効果により交
流電圧を昇圧して負荷に印加する圧電トランスの制御方
法及び駆動回路に関する。
流電圧を昇圧して負荷に印加する圧電トランスの制御方
法及び駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、圧電トランスの駆動回路は、例
えば、特開平５−１７６５３０号公報、特開平７−１４
７７７１号公報、特開平８−１０７６７８号公報、特願
平７−０６９２０７号に示すように負荷に対する安定し
た電流や電圧を得るために用いられる。図１３は従来例
を示し、昇圧回路８は直流の入力電圧Ｖccを交流電圧ｖ
inに昇圧し、圧電トランス１の１次側電極に印加する。
圧電トランス１はこの交流電圧ｖinを周波数掃引発振器
７からの可変の周波数ｆの駆動パルスに応じてＡv 倍し
て２次側電極から交流電圧ｖout を発生し、これを負荷
２に印加する。
えば、特開平５−１７６５３０号公報、特開平７−１４
７７７１号公報、特開平８−１０７６７８号公報、特願
平７−０６９２０７号に示すように負荷に対する安定し
た電流や電圧を得るために用いられる。図１３は従来例
を示し、昇圧回路８は直流の入力電圧Ｖccを交流電圧ｖ
inに昇圧し、圧電トランス１の１次側電極に印加する。
圧電トランス１はこの交流電圧ｖinを周波数掃引発振器
７からの可変の周波数ｆの駆動パルスに応じてＡv 倍し
て２次側電極から交流電圧ｖout を発生し、これを負荷
２に印加する。
【０００３】電流電圧変換回路３は負荷２に流れる交流
電流ｉを抵抗等により交流電圧ｖiに変換し、整流回路
４はこの交流電圧ｖi を直流電圧Ｖi に変換して比較器
５に出力する。比較器５はこの直流電圧Ｖi と基準電圧
発生回路６からの一定の基準電圧Ｖref1とを比較し、そ
の結果電圧Ｖc を出力し、周波数掃引発振器７は図１４
（ａ）に示すように、この電圧Ｖc が高レベル又は低レ
ベルの場合に駆動周波数ｆを一定の割合でそれぞれ低い
方向又は高い方向に掃引してその周波数ｆの駆動パルス
を昇圧回路８に出力する。周波数掃引発振器７はまた図
１４（ｂ）に示すように、差電圧Ｖc が低レベルを継続
する場合には駆動周波数ｆが下限値ｆ２まで到達すると
リセットすることにより上限値ｆ１を出力し、以下、こ
の動作を繰り返す。
電流ｉを抵抗等により交流電圧ｖiに変換し、整流回路
４はこの交流電圧ｖi を直流電圧Ｖi に変換して比較器
５に出力する。比較器５はこの直流電圧Ｖi と基準電圧
発生回路６からの一定の基準電圧Ｖref1とを比較し、そ
の結果電圧Ｖc を出力し、周波数掃引発振器７は図１４
（ａ）に示すように、この電圧Ｖc が高レベル又は低レ
ベルの場合に駆動周波数ｆを一定の割合でそれぞれ低い
方向又は高い方向に掃引してその周波数ｆの駆動パルス
を昇圧回路８に出力する。周波数掃引発振器７はまた図
１４（ｂ）に示すように、差電圧Ｖc が低レベルを継続
する場合には駆動周波数ｆが下限値ｆ２まで到達すると
リセットすることにより上限値ｆ１を出力し、以下、こ
の動作を繰り返す。
【０００４】このような構成では圧電トランス１の負荷
電流ｉを安定化するために、図１５に示すように圧電ト
ランス１を駆動する周波数ｆを圧電トランス１の共振周
波数より高い値から低い方向に掃引するように設定され
ている。比較器５は圧電トランス１の負荷電流ｉを整流
した直流電圧Ｖi を基準電圧発生回路６からの基準電圧
Ｖref1と比較し、例えば基準電圧Ｖref1より低いときに
は高レベルの差電圧Ｖc を周波数掃引発振器７に出力す
る。周波数掃引発振器７は差電圧Ｖc が高レベルのとき
には駆動周波数ｆを高い方から低い方向に掃引しながら
その周波数ｆの駆動パルスを出力する。そして、直流電
圧Ｖi が基準電圧Ｖref1と等しくなった時点で掃引方向
を反転した周波数ｆの駆動パルスを出力し、以下、この
動作を繰り返すことにより負荷電流ｉを設定値に到達さ
せる。
電流ｉを安定化するために、図１５に示すように圧電ト
ランス１を駆動する周波数ｆを圧電トランス１の共振周
波数より高い値から低い方向に掃引するように設定され
ている。比較器５は圧電トランス１の負荷電流ｉを整流
した直流電圧Ｖi を基準電圧発生回路６からの基準電圧
Ｖref1と比較し、例えば基準電圧Ｖref1より低いときに
は高レベルの差電圧Ｖc を周波数掃引発振器７に出力す
る。周波数掃引発振器７は差電圧Ｖc が高レベルのとき
には駆動周波数ｆを高い方から低い方向に掃引しながら
その周波数ｆの駆動パルスを出力する。そして、直流電
圧Ｖi が基準電圧Ｖref1と等しくなった時点で掃引方向
を反転した周波数ｆの駆動パルスを出力し、以下、この
動作を繰り返すことにより負荷電流ｉを設定値に到達さ
せる。
【０００５】また、駆動周波数ｆを下限値ｆ２まで掃引
しても直流電圧Ｖi が基準電圧Ｖref1と等しくならない
場合には、掃引方向を反転して駆動周波数ｆを上昇方向
に切り換えてその周波数ｆの駆動パルスを出力する。そ
して、駆動周波数ｆが上限値ｆ１まで上昇した時点で掃
引方向を反転して駆動周波数ｆを下降方向に切り換え、
設定負荷電流になるまで掃引しながらその周波数ｆの駆
動パルスを出力する。
しても直流電圧Ｖi が基準電圧Ｖref1と等しくならない
場合には、掃引方向を反転して駆動周波数ｆを上昇方向
に切り換えてその周波数ｆの駆動パルスを出力する。そ
して、駆動周波数ｆが上限値ｆ１まで上昇した時点で掃
引方向を反転して駆動周波数ｆを下降方向に切り換え、
設定負荷電流になるまで掃引しながらその周波数ｆの駆
動パルスを出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ここで、負荷２が例え
ば冷陰極管のように電源投入直後のインピーダンスが非
常に高く、負荷電流ｉが流れない場合には上記のような
周波数ｆの掃引動作を繰り返す。また、昇圧回路８に入
力する入力電圧Ｖccが負荷電流ｉの設定値により定まる
最小電圧Ｖccl より低い場合には、昇圧回路８から圧電
トランス１の１次側電極に入力する交流電圧Ｖinは、１
次側の入力電圧の最小値Ｖin１より低く、圧電トランス
１により昇圧された２次側電極の交流電圧Ｖout により
圧電トランス１の設定負荷電流が得られないため、上記
動作を繰り返す。したがって、図１７に示すように負荷
電流ｉが駆動周波数ｆに応じて変化し、例えば負荷２が
冷陰極管の場合にはその輝度Ｂが不安定になる。
ば冷陰極管のように電源投入直後のインピーダンスが非
常に高く、負荷電流ｉが流れない場合には上記のような
周波数ｆの掃引動作を繰り返す。また、昇圧回路８に入
力する入力電圧Ｖccが負荷電流ｉの設定値により定まる
最小電圧Ｖccl より低い場合には、昇圧回路８から圧電
トランス１の１次側電極に入力する交流電圧Ｖinは、１
次側の入力電圧の最小値Ｖin１より低く、圧電トランス
１により昇圧された２次側電極の交流電圧Ｖout により
圧電トランス１の設定負荷電流が得られないため、上記
動作を繰り返す。したがって、図１７に示すように負荷
電流ｉが駆動周波数ｆに応じて変化し、例えば負荷２が
冷陰極管の場合にはその輝度Ｂが不安定になる。
【０００７】なお、図１６は負荷電流ｉが設定値に到達
した場合の駆動周波数ｆと、負荷電流ｉと冷陰極管の輝
度Ｂの変化を示し、図１７は入力電圧Ｖccが負荷電流ｉ
の設定値により定まる最小電圧Ｖccl より低く、負荷電
流ｉが設定値に到達しない場合の駆動周波数ｆと、負荷
電流ｉと冷陰極管の輝度Ｂの変化を示し、また、図１８
は負荷２が冷陰極管の場合の入力電圧Ｖccに対する冷陰
極管の輝度Ｂの変化を示している。
した場合の駆動周波数ｆと、負荷電流ｉと冷陰極管の輝
度Ｂの変化を示し、図１７は入力電圧Ｖccが負荷電流ｉ
の設定値により定まる最小電圧Ｖccl より低く、負荷電
流ｉが設定値に到達しない場合の駆動周波数ｆと、負荷
電流ｉと冷陰極管の輝度Ｂの変化を示し、また、図１８
は負荷２が冷陰極管の場合の入力電圧Ｖccに対する冷陰
極管の輝度Ｂの変化を示している。
【０００８】したがって、上記従来の圧電トランス駆動
回路では、バッテリ電源が消耗などしてインバータ回路
への入力電圧が低下すると、冷陰極管のような負荷２に
設定電流を流すための入力電圧Ｖccが不足するので、負
荷電流ｉが不安定になり、例えば図１８に示すように入
力電圧Ｖccが負荷電流ｉの設定値により定まる最小電圧
Ｖccl を下回ると、冷陰極管の輝度Ｂが急激に不足する
という問題点がある。その理由は、負荷電流ｉの設定値
を入力電圧Ｖccに関係なく、一定値に設定しているの
で、入力電圧Ｖccが低く、負荷電流ｉの設定値を得るこ
とが不可能な場合にも周波数ｆの掃引を繰り返して負荷
電流ｉが増減しているからである。
回路では、バッテリ電源が消耗などしてインバータ回路
への入力電圧が低下すると、冷陰極管のような負荷２に
設定電流を流すための入力電圧Ｖccが不足するので、負
荷電流ｉが不安定になり、例えば図１８に示すように入
力電圧Ｖccが負荷電流ｉの設定値により定まる最小電圧
Ｖccl を下回ると、冷陰極管の輝度Ｂが急激に不足する
という問題点がある。その理由は、負荷電流ｉの設定値
を入力電圧Ｖccに関係なく、一定値に設定しているの
で、入力電圧Ｖccが低く、負荷電流ｉの設定値を得るこ
とが不可能な場合にも周波数ｆの掃引を繰り返して負荷
電流ｉが増減しているからである。
【０００９】本発明は上記従来の問題点に鑑み、入力電
圧が不足しても負荷電流が不安定になることを防止する
ことができる圧電トランスの制御方法及び駆動回路を提
供することを目的とする。
圧が不足しても負荷電流が不安定になることを防止する
ことができる圧電トランスの制御方法及び駆動回路を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の圧電トランス制
御方法は上記目的を達成するために、圧電トランスを用
いて負荷電流の定電流制御を行う圧電トランスの制御方
法において、昇圧回路への入力電圧を検出するステップ
と、前記検出された入力電圧が負荷電流の設定値により
定まる最小電圧を下回る場合に前記負荷電流の設定値を
下げるステップとを有することを特徴とする。
御方法は上記目的を達成するために、圧電トランスを用
いて負荷電流の定電流制御を行う圧電トランスの制御方
法において、昇圧回路への入力電圧を検出するステップ
と、前記検出された入力電圧が負荷電流の設定値により
定まる最小電圧を下回る場合に前記負荷電流の設定値を
下げるステップとを有することを特徴とする。
【００１１】本発明の圧電トランス駆動回路は上記目的
を達成するために、入力電圧を昇圧する昇圧回路と、前
記昇圧回路から１次側電極に入力する交流電圧を可変の
周波数の駆動パルスに応じて圧電効果により昇圧して２
次側電極を介して負荷に出力する圧電トランスと、前記
負荷を流れる交流電流を交流電圧に変換する電流電圧変
換回路と、前記電流電圧変換回路により変換された交流
電圧を直流電圧に変換する整流回路と、前記昇圧回路へ
の入力電圧を検出し、負荷電流の設定値により定まる最
小電圧を下回るか否かを比較する入力電圧検出・比較回
路と、前記入力電圧検出・比較回路の比較結果に応じて
異なる基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記整
流回路により変換された直流電圧と前記基準電圧発生回
路から基準電圧の差電圧を出力する比較回路と、前記比
較回路の出力電圧に応じて前記昇圧回路の駆動周波数の
掃引方向を決定し、その周波数の駆動パルスを前記昇圧
回路に印加する周波数掃引発振器とを有することを特徴
とする。
を達成するために、入力電圧を昇圧する昇圧回路と、前
記昇圧回路から１次側電極に入力する交流電圧を可変の
周波数の駆動パルスに応じて圧電効果により昇圧して２
次側電極を介して負荷に出力する圧電トランスと、前記
負荷を流れる交流電流を交流電圧に変換する電流電圧変
換回路と、前記電流電圧変換回路により変換された交流
電圧を直流電圧に変換する整流回路と、前記昇圧回路へ
の入力電圧を検出し、負荷電流の設定値により定まる最
小電圧を下回るか否かを比較する入力電圧検出・比較回
路と、前記入力電圧検出・比較回路の比較結果に応じて
異なる基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記整
流回路により変換された直流電圧と前記基準電圧発生回
路から基準電圧の差電圧を出力する比較回路と、前記比
較回路の出力電圧に応じて前記昇圧回路の駆動周波数の
掃引方向を決定し、その周波数の駆動パルスを前記昇圧
回路に印加する周波数掃引発振器とを有することを特徴
とする。
【００１２】本発明の圧電トランス駆動回路は上記目的
を達成するために、入力電圧を昇圧する昇圧回路と、前
記昇圧回路から１次側電極に入力する交流電圧を可変の
周波数の駆動パルスに応じて圧電効果により昇圧して２
次側電極を介して負荷に出力する圧電トランスと、前記
負荷を流れる交流電流を交流電圧に変換する電流電圧変
換回路と、前記電流電圧変換回路により変換された交流
電圧を直流電圧に変換する整流回路と、前記昇圧回路へ
の入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、前記入力電
圧検出回路により検出された入力電圧と負荷電流の設定
値により定まる最小電圧に応じて異なる基準電圧を発生
する基準電圧発生回路と、前記整流回路により変換され
た直流電圧と前記基準電圧発生回路から基準電圧の差電
圧を出力する比較回路と、前記比較回路の出力電圧に応
じて前記昇圧回路の駆動周波数の掃引方向を決定し、そ
の周波数の駆動パルスを前記昇圧回路に印加する周波数
掃引発振器とを有することを特徴とする。
を達成するために、入力電圧を昇圧する昇圧回路と、前
記昇圧回路から１次側電極に入力する交流電圧を可変の
周波数の駆動パルスに応じて圧電効果により昇圧して２
次側電極を介して負荷に出力する圧電トランスと、前記
負荷を流れる交流電流を交流電圧に変換する電流電圧変
換回路と、前記電流電圧変換回路により変換された交流
電圧を直流電圧に変換する整流回路と、前記昇圧回路へ
の入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、前記入力電
圧検出回路により検出された入力電圧と負荷電流の設定
値により定まる最小電圧に応じて異なる基準電圧を発生
する基準電圧発生回路と、前記整流回路により変換され
た直流電圧と前記基準電圧発生回路から基準電圧の差電
圧を出力する比較回路と、前記比較回路の出力電圧に応
じて前記昇圧回路の駆動周波数の掃引方向を決定し、そ
の周波数の駆動パルスを前記昇圧回路に印加する周波数
掃引発振器とを有することを特徴とする。
【００１３】本発明の圧電トランス駆動回路は上記目的
を達成するために、入力電圧を昇圧する昇圧回路と、前
記昇圧回路から１次側電極に入力する交流電圧を可変の
周波数の駆動パルスに応じて圧電効果により昇圧して２
次側電極を介して負荷に出力する圧電トランスと、前記
昇圧回路への入力電圧を検出し、負荷電流の設定値によ
り定まる最小電圧を下回るか否かを比較する入力電圧検
出・比較回路と、前記入力電圧検出・比較回路の比較結
果と前記負荷を流れる交流電流に応じて異なる交流電圧
に変換する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換回路
により変換された交流電圧を直流電圧に変換する整流回
路と、一定の基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、
前記整流回路により変換された直流電圧と前記基準電圧
発生回路から基準電圧の差電圧を出力する比較回路と、
前記比較回路の出力電圧に応じて前記昇圧回路の駆動周
波数の掃引方向を決定し、その周波数の駆動パルスを前
記昇圧回路に印加する周波数掃引発振器とを有すること
を特徴とする。
を達成するために、入力電圧を昇圧する昇圧回路と、前
記昇圧回路から１次側電極に入力する交流電圧を可変の
周波数の駆動パルスに応じて圧電効果により昇圧して２
次側電極を介して負荷に出力する圧電トランスと、前記
昇圧回路への入力電圧を検出し、負荷電流の設定値によ
り定まる最小電圧を下回るか否かを比較する入力電圧検
出・比較回路と、前記入力電圧検出・比較回路の比較結
果と前記負荷を流れる交流電流に応じて異なる交流電圧
に変換する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換回路
により変換された交流電圧を直流電圧に変換する整流回
路と、一定の基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、
前記整流回路により変換された直流電圧と前記基準電圧
発生回路から基準電圧の差電圧を出力する比較回路と、
前記比較回路の出力電圧に応じて前記昇圧回路の駆動周
波数の掃引方向を決定し、その周波数の駆動パルスを前
記昇圧回路に印加する周波数掃引発振器とを有すること
を特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明に係る圧電トランス
駆動回路の一実施形態を示すブロック図、図２は図１の
入力電圧検出・比較回路を詳細に示す回路図、図３は図
１の基準電圧発生回路を詳細に示す回路図、図４は図１
の圧電トランス駆動回路において入力電圧が変化した場
合の駆動周波数と負荷電流の関係を示すグラフ、図５は
図１の圧電トランス駆動回路における駆動周波数と、負
荷電流と冷陰極管の輝度の変化を示す波形図、図６は図
１の圧電トランス駆動回路において入力電圧に対する冷
陰極管の輝度の関係を示すグラフである。
施の形態を説明する。図１は本発明に係る圧電トランス
駆動回路の一実施形態を示すブロック図、図２は図１の
入力電圧検出・比較回路を詳細に示す回路図、図３は図
１の基準電圧発生回路を詳細に示す回路図、図４は図１
の圧電トランス駆動回路において入力電圧が変化した場
合の駆動周波数と負荷電流の関係を示すグラフ、図５は
図１の圧電トランス駆動回路における駆動周波数と、負
荷電流と冷陰極管の輝度の変化を示す波形図、図６は図
１の圧電トランス駆動回路において入力電圧に対する冷
陰極管の輝度の関係を示すグラフである。
【００１５】図１に示す圧電トランス駆動回路では、図
１３に示す従来例に対して図２に詳しく示す入力電圧検
出・比較回路９が追加され、また、基準電圧発生回路６
ａの構成が異なる。他の構成は図１３に示す従来例と同
一であるので同一の参照符号を付し、その詳細な説明は
省略する。図２に示す入力電圧検出・比較回路９では、
入力電圧Ｖccが抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧されて比較器
１０に印加され、比較器１０では抵抗Ｒ１、Ｒ２により
分圧された電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が最小電圧Ｖ
min より小さい場合にハイレベルの信号が基準電圧発生
回路６ａに印加される。ここで、最小電圧Ｖmin は入力
電圧Ｖccと、分圧比と、負荷電流ｉの設定値による定ま
る最小電圧Ｖccl に対応している。
１３に示す従来例に対して図２に詳しく示す入力電圧検
出・比較回路９が追加され、また、基準電圧発生回路６
ａの構成が異なる。他の構成は図１３に示す従来例と同
一であるので同一の参照符号を付し、その詳細な説明は
省略する。図２に示す入力電圧検出・比較回路９では、
入力電圧Ｖccが抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧されて比較器
１０に印加され、比較器１０では抵抗Ｒ１、Ｒ２により
分圧された電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が最小電圧Ｖ
min より小さい場合にハイレベルの信号が基準電圧発生
回路６ａに印加される。ここで、最小電圧Ｖmin は入力
電圧Ｖccと、分圧比と、負荷電流ｉの設定値による定ま
る最小電圧Ｖccl に対応している。
【００１６】基準電圧発生回路６では図３に示すよう
に、比較器１０の出力信号がトランジスタＱ１のベース
に印加され、したがって、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ
２）が最小電圧Ｖmin より小さい場合にトランジスタＱ
１がオンになる。抵抗Ｒ３の一端には定電圧Ｖreg が印
加され、抵抗Ｒ３の他端は抵抗Ｒ４、Ｒ５の各一端と比
較器５の−入力端子に接続されている。抵抗Ｒ４の他端
は接地され、抵抗Ｒ５の他端はトランジスタＱ１のコレ
クタに接続され、トランジスタＱ１のエミッタは接地さ
れている。
に、比較器１０の出力信号がトランジスタＱ１のベース
に印加され、したがって、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ
２）が最小電圧Ｖmin より小さい場合にトランジスタＱ
１がオンになる。抵抗Ｒ３の一端には定電圧Ｖreg が印
加され、抵抗Ｒ３の他端は抵抗Ｒ４、Ｒ５の各一端と比
較器５の−入力端子に接続されている。抵抗Ｒ４の他端
は接地され、抵抗Ｒ５の他端はトランジスタＱ１のコレ
クタに接続され、トランジスタＱ１のエミッタは接地さ
れている。
【００１７】したがって、比較器５の−入力端子に入力
する基準電圧Ｖref2は、トランジスタＱ１がオフの場合
には Ｖref2a ＝Ｖreg ／（１＋Ｒ３／Ｒ４） …（１） に分圧され、他方、トランジスタＱ１がオンの場合には Ｖref2b ＝Ｖreg ／｛１＋Ｒ３×（Ｒ４＋Ｒ５）／（Ｒ４×Ｒ５）｝ …（２） に分圧される。ここで、式（１）（２）から Ｖref2b ＜Ｖref2a である。
する基準電圧Ｖref2は、トランジスタＱ１がオフの場合
には Ｖref2a ＝Ｖreg ／（１＋Ｒ３／Ｒ４） …（１） に分圧され、他方、トランジスタＱ１がオンの場合には Ｖref2b ＝Ｖreg ／｛１＋Ｒ３×（Ｒ４＋Ｒ５）／（Ｒ４×Ｒ５）｝ …（２） に分圧される。ここで、式（１）（２）から Ｖref2b ＜Ｖref2a である。
【００１８】上記構成において、入力電圧検出・比較回
路９は常時入力電圧Ｖccを監視し、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ
１／Ｒ２）が最小電圧Ｖmin 以上の場合には基準電圧発
生回路６内のトランジスタＱ１をオフする。したがっ
て、基準電圧Ｖref2は比較的高い値Ｖref2a となる。他
方、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が最小電圧Ｖmin よ
り小さい場合にトランジスタＱ１がオンになり、基準電
圧Ｖref2は比較的低い値Ｖref2b となる。
路９は常時入力電圧Ｖccを監視し、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ
１／Ｒ２）が最小電圧Ｖmin 以上の場合には基準電圧発
生回路６内のトランジスタＱ１をオフする。したがっ
て、基準電圧Ｖref2は比較的高い値Ｖref2a となる。他
方、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が最小電圧Ｖmin よ
り小さい場合にトランジスタＱ１がオンになり、基準電
圧Ｖref2は比較的低い値Ｖref2b となる。
【００１９】そして、比較器５は例えば直流電圧Ｖi が
基準電圧Ｖref2より低いときには高レベルの電圧Ｖc を
周波数掃引発振器７に出力する。周波数掃引発振器７は
図４に示すように、電圧Ｖc が高レベルのときには駆動
周波数ｆを高い方から低い方向に掃引しながらその周波
数ｆの駆動パルスを出力し、そして、直流電圧Ｖi が基
準電圧Ｖref2と等しくなった時点で掃引方向を反転した
周波数ｆの駆動パルスを出力し、以下、この動作を繰り
返すことにより負荷電流ｉを設定値に到達させる。
基準電圧Ｖref2より低いときには高レベルの電圧Ｖc を
周波数掃引発振器７に出力する。周波数掃引発振器７は
図４に示すように、電圧Ｖc が高レベルのときには駆動
周波数ｆを高い方から低い方向に掃引しながらその周波
数ｆの駆動パルスを出力し、そして、直流電圧Ｖi が基
準電圧Ｖref2と等しくなった時点で掃引方向を反転した
周波数ｆの駆動パルスを出力し、以下、この動作を繰り
返すことにより負荷電流ｉを設定値に到達させる。
【００２０】図５に示すように、入力電圧Ｖccが負荷電
流ｉの設定値により定まる電圧Ｖccl 以上の範囲では負
荷２に電流ｉが流れると、駆動周波数ｆが一定の値ｆa
になって負荷電流ｉが設定値ｉa に到達し、負荷２であ
る冷陰極管の輝度Ｂa が安定化する。また、入力電圧Ｖ
ccが負荷電流ｉの設定値により定まる電圧Ｖccl よりも
低い場合にも、負荷電流ｉの設定値を下げることにより
駆動周波数ｆがｆa からｆb （＞ｆa ）になって負荷電
流ｉが新たな設定値ｉb （＜ｉa ）に到達し、負荷２で
ある冷陰極管の輝度Ｂb （＜Ｂa ）が安定化する。
流ｉの設定値により定まる電圧Ｖccl 以上の範囲では負
荷２に電流ｉが流れると、駆動周波数ｆが一定の値ｆa
になって負荷電流ｉが設定値ｉa に到達し、負荷２であ
る冷陰極管の輝度Ｂa が安定化する。また、入力電圧Ｖ
ccが負荷電流ｉの設定値により定まる電圧Ｖccl よりも
低い場合にも、負荷電流ｉの設定値を下げることにより
駆動周波数ｆがｆa からｆb （＞ｆa ）になって負荷電
流ｉが新たな設定値ｉb （＜ｉa ）に到達し、負荷２で
ある冷陰極管の輝度Ｂb （＜Ｂa ）が安定化する。
【００２１】したがって、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ
２）が負荷電流ｉの設定値により定まる最小電圧Ｖmin
より小さい場合には、基準電圧Ｖref2が低くなるので、
入力電圧Ｖccが不足しても負荷電流ｉが不安定になるこ
とを防止することができる。また、図６（ａ）に示すよ
うに入力電圧Ｖccに対する冷陰極管の輝度Ｂの安定領域
は、負荷電流ｉの設定値により定まる最小電圧Ｖccl 未
満まで拡大する。
２）が負荷電流ｉの設定値により定まる最小電圧Ｖmin
より小さい場合には、基準電圧Ｖref2が低くなるので、
入力電圧Ｖccが不足しても負荷電流ｉが不安定になるこ
とを防止することができる。また、図６（ａ）に示すよ
うに入力電圧Ｖccに対する冷陰極管の輝度Ｂの安定領域
は、負荷電流ｉの設定値により定まる最小電圧Ｖccl 未
満まで拡大する。
【００２２】次に、図７〜図９を参照して第２の実施形
態を説明する。図７は第２の実施形態の圧電トランス駆
動回路を示すブロック図、図８は図７の入力電圧検出回
路を詳細に示す回路図、図９は図７の基準電圧発生回路
を詳細に示す回路図である。この実施形態では第１の実
施形態に対して入力電圧検出回路１２と基準電圧発生回
路６ｂの構成が異なり、他の構成は同一である。
態を説明する。図７は第２の実施形態の圧電トランス駆
動回路を示すブロック図、図８は図７の入力電圧検出回
路を詳細に示す回路図、図９は図７の基準電圧発生回路
を詳細に示す回路図である。この実施形態では第１の実
施形態に対して入力電圧検出回路１２と基準電圧発生回
路６ｂの構成が異なり、他の構成は同一である。
【００２３】図８に詳しい入力電圧検出回路１２では、
入力電圧Ｖccが抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧されて電圧Ｖ
cc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が検出され、図９に詳しい基準
電圧発生回路６ｂに印加される。基準電圧発生回路６ｂ
では、抵抗Ｒ６の一端に定電圧Ｖreg が印加され、抵抗
Ｒ６の他端はダイオードＤ１のアノードと比較器５の−
入力端子に接続されている。ダイオードＤ１のカソード
には入力電圧検出回路１２により検出された電圧Ｖcc／
（１＋Ｒ１／Ｒ２）が印加される。
入力電圧Ｖccが抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧されて電圧Ｖ
cc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が検出され、図９に詳しい基準
電圧発生回路６ｂに印加される。基準電圧発生回路６ｂ
では、抵抗Ｒ６の一端に定電圧Ｖreg が印加され、抵抗
Ｒ６の他端はダイオードＤ１のアノードと比較器５の−
入力端子に接続されている。ダイオードＤ１のカソード
には入力電圧検出回路１２により検出された電圧Ｖcc／
（１＋Ｒ１／Ｒ２）が印加される。
【００２４】このような構成では、比較器５の−入力端
子に入力する基準電圧Ｖref3は、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１
／Ｒ２）が電圧Ｖccl ／（１＋Ｒ１／Ｒ２）以上の場
合、 Ｖref3a ＝Ｖreg となり、他方、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が電圧Ｖ
ccl ／（１＋Ｒ１／Ｒ２）未満の場合には Ｖref3b ＝Ｖd1＋Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２） となる。但し、図８及び図９において、Ｖd1はダイオー
ドＤ１の順方向電圧であり、また、 Ｖd1＋Ｖccl ／（１＋Ｒ１／Ｒ２）＜Ｖreg Ｉ１>>Ｉd1 に設定されている。
子に入力する基準電圧Ｖref3は、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１
／Ｒ２）が電圧Ｖccl ／（１＋Ｒ１／Ｒ２）以上の場
合、 Ｖref3a ＝Ｖreg となり、他方、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が電圧Ｖ
ccl ／（１＋Ｒ１／Ｒ２）未満の場合には Ｖref3b ＝Ｖd1＋Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２） となる。但し、図８及び図９において、Ｖd1はダイオー
ドＤ１の順方向電圧であり、また、 Ｖd1＋Ｖccl ／（１＋Ｒ１／Ｒ２）＜Ｖreg Ｉ１>>Ｉd1 に設定されている。
【００２５】したがって、この実施形態においても同様
に、図５に示すように入力電圧Ｖccが負荷電流ｉの設定
値により定まる電圧Ｖccl 以上の範囲では負荷２に電流
ｉが流れると、駆動周波数ｆが一定の値ｆa になって負
荷電流ｉが設定値ｉa に到達し、負荷２である冷陰極管
の輝度Ｂa が安定化する。また、入力電圧Ｖccが負荷電
流ｉの設定値により定まる電圧Ｖccl よりも低い場合に
も、入力電圧Ｖccと共に低下する負荷電流ｉの設定値に
より、駆動周波数ｆがｆa からｆb （＞ｆa ）になって
負荷電流ｉが新たな設定値ｉb （＜ｉa ）に到達し、負
荷２である冷陰極管の輝度Ｂb （＜Ｂa ）が安定化す
る。
に、図５に示すように入力電圧Ｖccが負荷電流ｉの設定
値により定まる電圧Ｖccl 以上の範囲では負荷２に電流
ｉが流れると、駆動周波数ｆが一定の値ｆa になって負
荷電流ｉが設定値ｉa に到達し、負荷２である冷陰極管
の輝度Ｂa が安定化する。また、入力電圧Ｖccが負荷電
流ｉの設定値により定まる電圧Ｖccl よりも低い場合に
も、入力電圧Ｖccと共に低下する負荷電流ｉの設定値に
より、駆動周波数ｆがｆa からｆb （＞ｆa ）になって
負荷電流ｉが新たな設定値ｉb （＜ｉa ）に到達し、負
荷２である冷陰極管の輝度Ｂb （＜Ｂa ）が安定化す
る。
【００２６】したがって、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ
２）が負荷電流ｉの設定値により定まる最小電圧Ｖmin
より小さい場合には、基準電圧Ｖref2が低くなるので、
入力電圧Ｖccが不足しても負荷電流ｉが不安定になるこ
とを防止することができる。また、図６（ｂ）に示すよ
うに入力電圧Ｖccに対する冷陰極管の輝度Ｂは、負荷電
流ｉの設定値により定まる最小電圧Ｖccl 未満まで急激
な輝度変化が発生しない。
２）が負荷電流ｉの設定値により定まる最小電圧Ｖmin
より小さい場合には、基準電圧Ｖref2が低くなるので、
入力電圧Ｖccが不足しても負荷電流ｉが不安定になるこ
とを防止することができる。また、図６（ｂ）に示すよ
うに入力電圧Ｖccに対する冷陰極管の輝度Ｂは、負荷電
流ｉの設定値により定まる最小電圧Ｖccl 未満まで急激
な輝度変化が発生しない。
【００２７】次に、図１０〜図１２を参照して第３の実
施形態を説明する。図１０は第３の実施形態の圧電トラ
ンス駆動回路を示すブロック図、図１１は図１０の入力
電圧検出・比較回路を詳細に示すブロック図、図１２は
図１０の電流電圧変換回路を詳細に示すブロック図であ
る。この第３の実施形態では入力電圧検出・比較回路９
は第１の実施形態（図１、図２）と同一であり、基準電
圧発生回路６は従来例（図１２参照）と同一であり、電
流電圧変換回路３ａが異なる。他の構成は、第１、第２
の実施形態及び従来例と同一である。
施形態を説明する。図１０は第３の実施形態の圧電トラ
ンス駆動回路を示すブロック図、図１１は図１０の入力
電圧検出・比較回路を詳細に示すブロック図、図１２は
図１０の電流電圧変換回路を詳細に示すブロック図であ
る。この第３の実施形態では入力電圧検出・比較回路９
は第１の実施形態（図１、図２）と同一であり、基準電
圧発生回路６は従来例（図１２参照）と同一であり、電
流電圧変換回路３ａが異なる。他の構成は、第１、第２
の実施形態及び従来例と同一である。
【００２８】入力電圧検出・比較回路９では図１１に示
すように、入力電圧Ｖccが抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧さ
れて比較器１０に印加され、比較器１０では抵抗Ｒ１、
Ｒ２により分圧された電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が
最小電圧Ｖmin より大きい場合にハイレベルの信号が電
流電圧変換回路３ａに印加される。
すように、入力電圧Ｖccが抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧さ
れて比較器１０に印加され、比較器１０では抵抗Ｒ１、
Ｒ２により分圧された電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が
最小電圧Ｖmin より大きい場合にハイレベルの信号が電
流電圧変換回路３ａに印加される。
【００２９】電流電圧変換回路３ａでは図１１に示すよ
うに、比較器１０の出力信号がトランジスタＱ２のベー
スに印加され、したがって、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ
２）が最小電圧Ｖmin より大きい場合にトランジスタＱ
２がオンになる。負荷電流ｉは抵抗Ｒ７、Ｒ８の各一端
と整流回路４に印加され、抵抗Ｒ７の他端は接地されて
いる。抵抗Ｒ８の他端はトランジスタＱ２のコレクタに
接続され、トランジスタＱ２のエミッタは接地されてい
る。
うに、比較器１０の出力信号がトランジスタＱ２のベー
スに印加され、したがって、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ
２）が最小電圧Ｖmin より大きい場合にトランジスタＱ
２がオンになる。負荷電流ｉは抵抗Ｒ７、Ｒ８の各一端
と整流回路４に印加され、抵抗Ｒ７の他端は接地されて
いる。抵抗Ｒ８の他端はトランジスタＱ２のコレクタに
接続され、トランジスタＱ２のエミッタは接地されてい
る。
【００３０】したがって、整流回路４に印加される交流
電圧ｖi は、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が最小電圧
Ｖmin 以上の場合には、 ｖia＝ｉ×Ｒ７×Ｒ８／（Ｒ７＋Ｒ８） ＜ｖib となり、他方、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が最小電
圧Ｖmin より小さい場合には、 ｖib＝ｉ×Ｒ７ となる。
電圧ｖi は、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が最小電圧
Ｖmin 以上の場合には、 ｖia＝ｉ×Ｒ７×Ｒ８／（Ｒ７＋Ｒ８） ＜ｖib となり、他方、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が最小電
圧Ｖmin より小さい場合には、 ｖib＝ｉ×Ｒ７ となる。
【００３１】したがって、この第３の実施形態によれ
ば、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が負荷電流ｉの設定
値により定まる最小電圧Ｖmin より小さい場合には、基
準電圧Ｖref1は一定であるが、比較器５の＋入力端子の
電圧が高くなるので、入力電圧Ｖccが不足しても負荷電
流ｉが不安定になることを防止することができる。ま
た、図６に示すように入力電圧Ｖccに対する冷陰極管の
輝度Ｂの安定領域は、負荷電流ｉの設定値により定まる
最小電圧Ｖccl 未満まで拡大する。
ば、電圧Ｖcc／（１＋Ｒ１／Ｒ２）が負荷電流ｉの設定
値により定まる最小電圧Ｖmin より小さい場合には、基
準電圧Ｖref1は一定であるが、比較器５の＋入力端子の
電圧が高くなるので、入力電圧Ｖccが不足しても負荷電
流ｉが不安定になることを防止することができる。ま
た、図６に示すように入力電圧Ｖccに対する冷陰極管の
輝度Ｂの安定領域は、負荷電流ｉの設定値により定まる
最小電圧Ｖccl 未満まで拡大する。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
電トランスへの入力電圧を検出し、入力電圧が負荷電流
の設定値により定まる最小電圧を下回る場合に負荷電流
の設定値を下げるようにしたので、入力電圧が不足して
も負荷電流が不安定になることを防止することができ
る。
電トランスへの入力電圧を検出し、入力電圧が負荷電流
の設定値により定まる最小電圧を下回る場合に負荷電流
の設定値を下げるようにしたので、入力電圧が不足して
も負荷電流が不安定になることを防止することができ
る。
【図１】本発明に係る圧電トランス駆動回路の一実施形
態を示すブロック図である。
態を示すブロック図である。
【図２】図１の入力電圧検出・比較回路を詳細に示す回
路図である。
路図である。
【図３】図１の基準電圧発生回路を詳細に示す回路図で
ある。
ある。
【図４】図１の圧電トランス駆動回路において入力電圧
が変化した場合の駆動周波数と負荷電流の関係を示すグ
ラフである。
が変化した場合の駆動周波数と負荷電流の関係を示すグ
ラフである。
【図５】図１の圧電トランス駆動回路における駆動周波
数と、負荷電流と冷陰極管の輝度の変化を示す波形図で
ある。
数と、負荷電流と冷陰極管の輝度の変化を示す波形図で
ある。
【図６】（ａ）は図１の圧電トランス駆動回路において
の、（ｂ）は図７の圧電トランスの駆動回路においての
入力電圧に対する冷陰極管の輝度の関係を示すグラフで
ある。
の、（ｂ）は図７の圧電トランスの駆動回路においての
入力電圧に対する冷陰極管の輝度の関係を示すグラフで
ある。
【図７】第２の実施形態の圧電トランス駆動回路を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図８】図７の入力電圧検出回路を詳細に示す回路図で
ある。
ある。
【図９】図７の基準電圧発生回路を詳細に示す回路図で
ある。
ある。
【図１０】第３の実施形態の圧電トランス駆動回路を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図１１】図１０の入力電圧検出・比較回路を詳細に示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図１２】図１０の電流電圧変換回路を詳細に示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図１３】従来の圧電トランス駆動回路を示すブロック
図である。
図である。
【図１４】図１、図７、図１０、図１３の周波数掃引発
振器の動作を示す説明図である。
振器の動作を示す説明図である。
【図１５】図１３の圧電トランス駆動回路において入力
電圧が変化した場合の駆動周波数と負荷電流の関係を示
すグラフである。
電圧が変化した場合の駆動周波数と負荷電流の関係を示
すグラフである。
【図１６】図１４の圧電トランス駆動回路において負荷
電流が設定値に到達した場合の駆動周波数と、負荷電流
と冷陰極管の輝度の変化を示す波形図である。
電流が設定値に到達した場合の駆動周波数と、負荷電流
と冷陰極管の輝度の変化を示す波形図である。
【図１７】図１４の圧電トランス駆動回路において負荷
電流が設定値に到達しない場合の駆動周波数と、負荷電
流と冷陰極管の輝度の変化を示す波形図である。
電流が設定値に到達しない場合の駆動周波数と、負荷電
流と冷陰極管の輝度の変化を示す波形図である。
【図１８】図１４の圧電トランス駆動回路において入力
電圧に対する冷陰極管の輝度の関係を示すグラフであ
る。
電圧に対する冷陰極管の輝度の関係を示すグラフであ
る。
１ 圧電トランス ２ 負荷 ３，３ａ 電流電圧変換回路 ４ 整流回路 ５ 比較器 ６ａ，６ｂ，６ 基準電圧発生回路 ７ 周波数掃引発振器 ８ 昇圧回路 ９ 入力電圧検出・比較回路 １２ 入力電圧検出回路
Claims (4)
- 【請求項１】 圧電トランスを用いて負荷電流の定電流
制御を行う圧電トランス制御方法において、 昇圧回路への入力電圧を検出するステップと、 前記検出された入力電圧が負荷電流の設定値により定ま
る最小電圧を下回る場合に前記負荷電流の設定値を下げ
るステップと、を有する圧電トランス制御方法。 - 【請求項２】 入力電圧を交流電圧に昇圧する昇圧回路
と、 前記昇圧回路から１次側電極に入力する交流電圧を圧電
効果により昇圧して２次側電極を介して負荷に出力する
圧電トランスと、 前記負荷を流れる交流電流を交流電圧に変換する電流電
圧変換回路と、 前記電流電圧変換回路により変換された交流電圧を直流
電圧に変換する整流回路と、 前記昇圧回路への入力電圧を検出し、負荷電流の設定値
による定まる最小電圧を下回るか否かを比較する入力電
圧検出・比較回路と、 前記入力電圧検出・比較回路の比較結果に応じて異なる
基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、 前記整流回路により変換された直流電圧と前記基準電圧
発生回路から基準電圧の差電圧を出力する比較回路と、 前記比較回路の出力電圧に応じて前記昇圧回路の駆動周
波数の掃引方向を決定し、その周波数の駆動パルスを前
記昇圧回路に印加する周波数掃引発振器と、を有する圧
電トランス駆動回路。 - 【請求項３】 入力電圧を交流電圧に昇圧する昇圧回路
と、 前記昇圧回路から１次側電極に入力する交流電圧を圧電
効果により昇圧して２次側電極を介して負荷に出力する
圧電トランスと、 前記負荷を流れる交流電流を交流電圧に変換する電流電
圧変換回路と、 前記電流電圧変換回路により変換された交流電圧を直流
電圧に変換する整流回路と、 前記昇圧回路への入力電圧を検出する入力電圧検出回路
と、 前記入力電圧検出回路により検出された入力電圧と負荷
電流の設定値により定まる最小電圧に応じて異なる基準
電圧を発生する基準電圧発生回路と、 前記整流回路により変換された直流電圧と前記基準電圧
発生回路から基準電圧の差電圧を出力する比較回路と、 前記比較回路の出力電圧に応じて前記昇圧回路の駆動周
波数の掃引方向を決定し、その周波数の駆動パルスを前
記昇圧回路に印加する周波数掃引発振器と、を有する圧
電トランス駆動回路。 - 【請求項４】 入力電圧を交流電圧に昇圧する昇圧回路
と、 前記昇圧回路から１次側電極に入力する交流電圧を圧電
効果により昇圧して２次側電極を介して負荷に出力する
圧電トランスと、 前記昇圧回路への入力電圧を検出し、負荷電流の設定値
により定まる最小電圧を下回るか否かを比較する入力電
圧検出・比較回路と、 前記入力電圧検出・比較回路の比較結果と前記負荷を流
れる交流電流に応じて異なる交流電圧に変換する電流電
圧変換回路と、 前記電流電圧変換回路により変換された交流電圧を直流
電圧に変換する整流回路と、 一定の基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、 前記整流回路により変換された直流電圧と前記基準電圧
発生回路から基準電圧の差電圧を出力する比較回路と、 前記比較回路の出力電圧に応じて前記昇圧回路の駆動周
波数の掃引方向を決定し、その周波数の駆動パルスを前
記昇圧回路に印加する周波数掃引発振器と、を有する圧
電トランス駆動回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8323211A JP2923873B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 圧電トランスの制御方法及び駆動回路 |
| TW086117974A TW406447B (en) | 1996-12-03 | 1997-11-28 | Piezoelectric transformer driving circuit and load current stabilizing method |
| US08/982,453 US5886514A (en) | 1996-12-03 | 1997-12-02 | Piezoelectric transformer driving curcuit and method capable of stabilizing load current |
| KR1019970065551A KR100275640B1 (ko) | 1996-12-03 | 1997-12-03 | 부하 전류를 안정화할 수 있는 압전 변압기 구동 회로 및 그 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8323211A JP2923873B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 圧電トランスの制御方法及び駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10174459A JPH10174459A (ja) | 1998-06-26 |
| JP2923873B2 true JP2923873B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=18152290
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