JP3121306B2 - Inverter circuit for cold cathode discharge tube with dimming function - Google Patents

Inverter circuit for cold cathode discharge tube with dimming function

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JP3121306B2
JP3121306B2 JP35011197A JP35011197A JP3121306B2 JP 3121306 B2 JP3121306 B2 JP 3121306B2 JP 35011197 A JP35011197 A JP 35011197A JP 35011197 A JP35011197 A JP 35011197A JP 3121306 B2 JP3121306 B2 JP 3121306B2
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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】この発明は、直流電流を交流
電流に変換するインバータ回路に係り、特に冷陰極放電
管の電源供給用に適した調光機能を備えたインバータ回
路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter circuit for converting a direct current into an alternating current, and more particularly to an inverter circuit having a dimming function suitable for supplying power to a cold cathode discharge tube.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示器のバックライトや紫外線ラン
プ等の冷陰極放電管を点灯するためには、電池等の直流
電源を高電圧の交流に変換するためのインバータ回路が
必要とされる。このようなインバータ回路として、従来
は図10に示すように、DC−DCコンバータに用いら
れるロイヤー回路を改良した中点タップ方式共振回路50
が用いられている。
2. Description of the Related Art In order to light a cold cathode discharge tube such as a backlight of a liquid crystal display or an ultraviolet lamp, an inverter circuit for converting a DC power supply such as a battery into a high-voltage AC is required. As such an inverter circuit, conventionally, as shown in FIG. 10, a midpoint tap type resonance circuit 50 in which a lower circuit used in a DC-DC converter is improved is used.
Is used.

【0003】これは、一対のトランジスタTr4,Tr5
とを備えており、両トランジスタのベース側はそれぞれ
ドライブコイル52に接続されており、該ドライブコイル
52はトランス54のコアを介して一次コイル56に結合され
ている。この一次コイル56の中点には、直流電源58が接
続されている。また、一次コイル56の一端はTr4のコ
レクタに接続されると共に、他端はTr5のコレクタに
接続されている。この結果一次コイル56は、Tr4のコ
レクタコイル56aと、Tr5のコレクタコイル56bに二
分されている。この回路50に電源が投入されると、トラ
ンジスタTr4あるいはTr5の何れかのベースに電流が
流れてONする。例えば、Tr4がONしたとすると、
該Tr4にコレクタ電流が流れてコレクタコイル56aに
一定方向の電流が流れる。そして、トランジスタTr4
のコレクタ電流の増大につれて、トランス54のコア内磁
束も増大し、飽和して行く。トランス54が飽和すると、
トランジスタTr4のコレクタ電流は急増して、ドライ
ブコイル52によって与えられるドライブ電圧により制限
される値まで増大する。そして、制限値に達すると、コ
レクタコイル56aの両端の電圧は降下してくるので、ト
ランジスタTr4はOFF状態となる。この瞬間、トラ
ンス54には前の状態とは逆の方向に誘起電圧が発生する
と共に、ドライブコイル52にもトランジスタTr5のベ
ースを正バイアスする方向に電圧が誘起される。この結
果、トランジスタTr5がON状態に入ることとなる。
このような両トランジスタTr4,Tr5のスイッチング
は自動的かつ連続的に行われ、一次コイル56に流れる電
源電流の方向が絶えず変化するため、二次コイル60側に
高圧の交流出力が現れ、冷陰極放電管62の点灯が実現さ
れるのである。
This is because a pair of transistors Tr4 and Tr5
The base sides of both transistors are connected to the drive coil 52, respectively.
Reference numeral 52 is connected to a primary coil 56 via a core of a transformer 54. A DC power supply 58 is connected to the middle point of the primary coil 56. One end of the primary coil 56 is connected to the collector of Tr4, and the other end is connected to the collector of Tr5. As a result, the primary coil 56 is divided into a collector coil 56a of Tr4 and a collector coil 56b of Tr5. When power is supplied to the circuit 50, a current flows to the base of either the transistor Tr4 or Tr5, and the circuit 50 is turned on. For example, if Tr4 is turned on,
A collector current flows through Tr4, and a current in a certain direction flows through collector coil 56a. And the transistor Tr4
As the collector current increases, the magnetic flux in the core of the transformer 54 also increases and saturates. When transformer 54 saturates,
The collector current of transistor Tr4 increases sharply to a value limited by the drive voltage provided by drive coil 52. When the voltage reaches the limit value, the voltage across the collector coil 56a drops, so that the transistor Tr4 is turned off. At this moment, an induced voltage is generated in the transformer 54 in a direction opposite to the previous state, and a voltage is also induced in the drive coil 52 in a direction to positively bias the base of the transistor Tr5. As a result, the transistor Tr5 enters the ON state.
Such switching of the transistors Tr4 and Tr5 is performed automatically and continuously, and the direction of the power supply current flowing through the primary coil 56 constantly changes, so that a high-voltage AC output appears on the secondary coil 60 side, and the cold cathode The lighting of the discharge tube 62 is realized.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の回路50
は、比較的簡素な構成であるため盛んに用いられてきた
が、これは基本的には冷陰極放電管62のON/OFF制
御しかできないものであり、各トランジスタTr4,T
r5のスイッチングのタイミングは予め固定されてい
る。このため、冷陰極放電管18に供給される電流の値も
変化せず、その光出力も一定のままである。そして、こ
の回路50に冷陰極放電管62の光出力を可変とする調光機
能を付加するとすれば、制御用の補助電源が必要となる
など、回路構成が複雑化する欠点があった。
The above-described conventional circuit 50
Has been actively used because of its relatively simple configuration, but basically, it can only control ON / OFF of the cold cathode discharge tube 62, and each transistor Tr4, T4
The switching timing of r5 is fixed in advance. Therefore, the value of the current supplied to the cold cathode discharge tube 18 does not change, and its light output remains constant. If a dimming function for changing the light output of the cold-cathode discharge tube 62 is added to the circuit 50, there is a disadvantage that the circuit configuration becomes complicated, for example, an auxiliary power supply for control is required.

【0005】この発明は、従来のインバータ回路の上記
欠点を解消するために案出されたものであり、その目的
とするところは、簡易な回路構成でありながら、単一電
源でもって冷陰極放電管の光出力を制御可能なインバー
タ回路を実現することにある。
The present invention has been devised to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional inverter circuit. It is an object of the present invention to provide a cold cathode discharge using a single power supply while having a simple circuit configuration. An object of the present invention is to realize an inverter circuit capable of controlling the light output of a tube.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明に係る調光機能付き冷陰極放電管用インバ
ータ回路は、発振用コントローラ回路と、昇圧トランス
と、インピーダンス整合回路とを備え、直流電源と冷陰
極放電管との間に介装される冷陰極放電管用インバータ
回路であって、上記発振用コントローラ回路は、可変抵
抗器と、該可変抵抗器の設定値に対応した周波数で連続
的にパルス信号を発生させる発振器と、該パルス信号を
二分して状態が交互に反転する一対のプッシュプル信号
を出力するフリップフロップと、該フリップフロップか
ら出力されたプッシュプル信号をベースに受けてON/
OFFが交互に切り替わる一対のトランジスタとを備え
ており、また上記昇圧トランスの一次コイルの中点は上
記直流電源に接続されていると共に、該一次コイルの一
端は上記一方のトランジスタのコレクタに接続され、ま
た該一次コイルの他端は上記他方のトランジスタのコレ
クタに接続され、上記インピーダンス整合回路は、上記
昇圧トランスと上記冷陰極放電管との間に介装され、昇
圧トランスの二次コイルの一端と冷陰極放電管の一端と
の間に挿入された第1のコンデンサと、昇圧トランスの
二次コイルの他端と冷陰極放電管の他端との間に挿入さ
れた第2のコンデンサと、上記第1のコンデンサ及び第
2のコンデンサより昇圧トランス側において、当該昇圧
トランスの二次コイルの両端間に挿入された第3のコン
デンサとを備えてなり、上記昇圧トランスの二次コイル
から出力された交流電流と上記冷陰極放電管のインピー
ダンスとのマッチングを行うよう構成した。
In order to achieve the above object, an inverter circuit for a cold cathode discharge tube with a dimming function according to the present invention comprises an oscillation controller circuit, a boosting transformer, and an impedance matching circuit. An inverter circuit for a cold-cathode discharge tube interposed between a DC power supply and a cold-cathode discharge tube, wherein the oscillation controller circuit includes a variable resistor and a variable resistor connected at a frequency corresponding to a set value of the variable resistor. An oscillator that generates a pulse signal, a flip-flop that outputs a pair of push-pull signals whose states are alternately inverted by bisecting the pulse signal, and a push-pull signal output from the flip-flop being received at a base. ON /
A pair of transistors that alternately switch OFF, and a middle point of a primary coil of the step-up transformer is connected to the DC power supply, and one end of the primary coil is connected to a collector of the one transistor. The other end of the primary coil is connected to the collector of the other transistor, and the impedance matching circuit is interposed between the boosting transformer and the cold cathode discharge tube, and has one end of a secondary coil of the boosting transformer. And a first capacitor inserted between the other end of the cold cathode discharge tube, a second capacitor inserted between the other end of the secondary coil of the step-up transformer and the other end of the cold cathode discharge tube, A third capacitor inserted between both ends of a secondary coil of the step-up transformer on the step-up transformer side of the first capacitor and the second capacitor; Ri, and configured to perform matching of the impedance of the step-up transformer of the alternating current output from the secondary coil and the cold cathode discharge tube.

【0007】上記のインバータ回路にあっては、両トラ
ンジスタのON/OFFの交代に呼応して、一次コイル
に流れる電源電流の方向が切り替わることとなり、この
結果として二次コイル側に交流出力が得られる。しか
も、上記可変抵抗器の設定値を変えて発振器の発振周波
数を変化させれば、上記した両トランジスタのON/O
FFの切り替え速度が変化すると共に、上記昇圧トラン
スの二次コイル側に現れる交流出力の電流値も変化し、
この結果冷陰極放電管の光出力も変化することとなる。
すなわち、従来のように調光用の補助電源を主電源とは
別に用意することなく、単に可変抵抗器の設定値を調整
することによって、冷陰極放電管の光出力を制御するこ
とが可能となる。
In the inverter circuit described above, the direction of the power supply current flowing through the primary coil is switched in response to the turning on / off of both transistors, and as a result, an AC output is obtained on the secondary coil side. Can be In addition, if the oscillation frequency of the oscillator is changed by changing the set value of the variable resistor, the ON / O
As the switching speed of the FF changes, the current value of the AC output appearing on the secondary coil side of the step-up transformer also changes,
As a result, the light output of the cold cathode discharge tube also changes.
That is, it is possible to control the light output of the cold cathode discharge tube by simply adjusting the set value of the variable resistor without preparing an auxiliary power supply for dimming separately from the main power supply as in the related art. Become.

【0008】上記一方のトランジスタのコレクタと上記
一次コイルの一端との間、及び該トランジスタのエミッ
タとグランドとの間に、それぞれ逆流防止用のダイオー
ドを挿入すると共に、上記他方のトランジスタのコレク
タと上記一次コイルの他端との間、及び該トランジスタ
のエミッタとグランドとの間にも、それぞれ逆流防止用
のダイオードを挿入することが望ましい。
A backflow preventing diode is inserted between the collector of the one transistor and one end of the primary coil and between the emitter of the transistor and ground, respectively. It is desirable to insert backflow preventing diodes between the other end of the primary coil and between the emitter of the transistor and the ground.

【0009】[0009]

【発明の実施の態様】図1に示すように、この発明に係
る調光機能付き冷陰極放電管用インバータ回路10は、発
振用コントローラ回路12と、昇圧トランス14と、インピ
ーダンス整合回路16とを備えている。また、該インピー
ダンス整合回路16には、紫外線ランプ18が接続されてい
る。さらに、上記発振用コントローラ回路12には、紫外
線ランプ18の点灯及び調光制御兼用の直流電源20(9〜
12〔V〕DC)と、電源スイッチ22と、可変抵抗器24が
接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, a cold cathode discharge tube inverter circuit 10 having a dimming function according to the present invention includes an oscillation controller circuit 12, a step-up transformer 14, and an impedance matching circuit 16. ing. Further, an ultraviolet lamp 18 is connected to the impedance matching circuit 16. Further, the oscillation controller circuit 12 includes a DC power supply 20 (9 to 9) for controlling the lighting of the ultraviolet lamp 18 and dimming control.
12 [V] DC), a power switch 22 and a variable resistor 24 are connected.

【0010】上記紫外線ランプ18は、図2に示すよう
に、細長いガラス管を略U字形状に湾曲させると共に、
両端開口部を気密に封着させて成る気密容器18a と、該
気密容器18a の両端部にそれぞれ配置された一対の電極
18b,18bと、各電極18b,18bに接続されたリード線18
c,18cとを備えて成る。気密容器18a 内には、例えばア
ルゴンと水銀とを混合してなる紫外線放射ガス、或い
は、キセノンを主体とした紫外線放射ガスが充填され、
上記リード線18c,18cを介して紫外線ランプ18に電圧が
印加されると、両電極18b,18b間に放電が生成され、電
子が紫外線放射ガスに衝突して様々な波長の紫外線が放
射されるのである。上記気密容器18は、例えば石英ガラ
スや鉛ガラス等の紫外線透過ガラスで構成される。尚、
石英ガラスは、約180nmの短波長の紫外線から約3
60nmの長波長の紫外線まで広範囲に透過させること
ができるため、紫外線ランプ18の気密容器18a の構成材
料として好適なものである。
As shown in FIG. 2, the ultraviolet lamp 18 has a long and thin glass tube curved into a substantially U-shape.
An airtight container 18a having both ends opened in an airtight manner, and a pair of electrodes respectively disposed at both ends of the airtight container 18a.
18b, 18b and the lead wires 18 connected to the respective electrodes 18b, 18b
c, 18c. The airtight container 18a is filled with, for example, an ultraviolet radiation gas obtained by mixing argon and mercury, or an ultraviolet radiation gas mainly containing xenon,
When a voltage is applied to the ultraviolet lamp 18 through the lead wires 18c, 18c, a discharge is generated between the electrodes 18b, 18b, and the electrons collide with the ultraviolet radiation gas to emit ultraviolet rays of various wavelengths. It is. The airtight container 18 is made of, for example, an ultraviolet transmitting glass such as quartz glass or lead glass. still,
Quartz glass can be converted from ultraviolet light with a short wavelength of about 180 nm to about 3 nm.
It is suitable as a constituent material of the hermetic container 18a of the ultraviolet lamp 18 because it can transmit a wide range of ultraviolet light having a long wavelength of 60 nm.

【0011】図3は、上記インバータ回路10の具体的な
構成例を示す回路図であり、発振用コントローラ回路12
の主要部分を構成するスイッチングレギュレータ用IC
26と、一次コイル28及び二次コイル30を備えた表面実装
用の小型昇圧トランス14と、コンデンサC1 ,C2 及び
C3 よりなるインピーダンス整合回路16が示されてい
る。昇圧トランス14の一次コイル28の一端は、上記IC
26の(8)端子に接続されると共に、他端は(11)端子に接
続されている。また、一次コイル28の中点28aは、上記
直流電源20(Vcc)に接続されている。直流電源20とし
ては、例えば9〜12〔V〕のバッテリが用いられる。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific example of the configuration of the inverter circuit 10.
IC for switching regulator that constitutes the main part of
26, a small surface-mount step-up transformer 14 having a primary coil 28 and a secondary coil 30, and an impedance matching circuit 16 including capacitors C1, C2 and C3 are shown. One end of the primary coil 28 of the step-up transformer 14 is connected to the IC
The other end is connected to the (11) terminal while being connected to the 26 (8) terminal. The midpoint 28a of the primary coil 28 is connected to the DC power supply 20 (Vcc). As the DC power supply 20, for example, a battery of 9 to 12 [V] is used.

【0012】上記一次コイル28の一端とIC26の(8)端
子との間には、逆流防止用のダイオードD1が挿入され
ている。同じく、上記一次コイル28の他端とIC26の(1
1)端子との間にも、逆流防止用のダイオードD2が挿入
されている。また、上記IC26の(9)及び(10)端子は、
共にグランドに接続されており、IC26の(8)端子と
(9)端子間、及び(10)端子と(11)端子間には、それぞれ
逆流防止用のダイオードD3及びD4が挿入されている。
A diode D1 for preventing backflow is inserted between one end of the primary coil 28 and the terminal (8) of the IC 26. Similarly, the other end of the primary coil 28 and (1
1) A diode D2 for backflow prevention is inserted between the terminal and the terminal. The terminals (9) and (10) of the IC 26 are
Both are connected to ground, and are connected to the (8) terminal of IC26.
Diodes D3 and D4 for preventing backflow are inserted between terminals (9) and between terminals (10) and (11), respectively.

【0013】上記インピーダンス整合回路16を構成する
コンデンサC1 は、上記昇圧トランス14の二次コイル30
の一端と上記紫外線ランプ18の一端との間に挿入されて
いる。また、コンデンサC2 は、上記昇圧トランス14の
二次コイル30の他端と上記紫外線ランプ18の他端との間
に挿入されている。さらに、コンデンサC3 は、上記コ
ンデンサC1 及びコンデンサC2 より昇圧トランス14側
において、当該昇圧トランス14の二次コイル30の両端間
に挿入されている。
The capacitor C1 of the impedance matching circuit 16 is connected to the secondary coil 30 of the step-up transformer 14.
And one end of the ultraviolet lamp 18. The capacitor C2 is inserted between the other end of the secondary coil 30 of the step-up transformer 14 and the other end of the ultraviolet lamp 18. Further, the capacitor C3 is inserted between both ends of the secondary coil 30 of the step-up transformer 14 on the step-up transformer 14 side with respect to the capacitors C1 and C2.

【0014】尚、図4に示す他のインピーダンス整合回
路16a のように、昇圧トランス14の二次コイル30の一端
と紫外線ランプ18の一端との間にコンデンサC1 を挿入
すると共に、上記コンデンサC1 より紫外線ランプ18側
において、昇圧トランス14の二次コイル30の両端間にコ
ンデンサC2 を挿入したものを採用しても良い。
As in the other impedance matching circuit 16a shown in FIG. 4, a capacitor C1 is inserted between one end of the secondary coil 30 of the step-up transformer 14 and one end of the ultraviolet lamp 18. On the UV lamp 18 side, a capacitor having a capacitor C2 inserted between both ends of the secondary coil 30 of the step-up transformer 14 may be employed.

【0015】ただし、紫外線ランプ18の気密容器18a の
構成材料として石英ガラスの如く短波長の紫外線から長
波長の紫外線まで広範囲に透過させることができる材料
を選定した場合には、紫外線ランプ18のインピーダンス
が非常に小さくなる。この場合、極めて稀なことではあ
るが、図4のインピーダンス整合回路16a では、使用す
る紫外線ランプ18の気密容器18a の形状や直径等の条件
によっては、昇圧トランス14の二次コイル30から出力さ
れる交流電流と紫外線ランプ18のインピーダンスとのマ
ッチングを行うことができないことがある。このため、
紫外線ランプ18の気密容器18a が短波長の紫外線から長
波長の紫外線まで広範囲に透過させることのできる材料
で構成されている場合には、図3に示すインピーダンス
整合回路16を用いて、二次コイル30から出力される交流
電流と紫外線ランプ18のインピーダンスとのマッチング
を行うのが望ましい。このことを図5を用いて説明す
る。図5は、気密容器が石英ガラスで構成された、或る
紫外線ランプ18を使用した場合における、インピーダン
ス整合回路を構成するコンデンサの値と、本発明に係る
冷陰極放電管用インバータ回路10(入力電流の最大定格
200mA)の入力電流の値との関係を示すグラフであ
る。図5において、Aは図4のインピーダンス整合回路
16a を構成するコンデンサC1 、C2 の値をC1 =10
0pF、C2 =18pFとした場合の入力電流値の変化
を示す曲線であり、Bは図3のインピーダンス整合回路
16を構成するコンデンサC1 、C2 、C3 の値をC1 =
39pF、C2 =39pF、C3 =10pFとした場合
の入力電流値の変化を示す曲線である。而して、図4の
インピーダンス整合回路16a にあっては、入力電流値が
約2分で最大定格が200mAを越えるオーバーフロー
状態となって回路故障をもたらしてしまい、コンデンサ
C1 、C2 の値を種々変えてみても、ついに、昇圧トラ
ンス14の二次コイル30から出力される交流電流と、この
実験で使用した紫外線ランプ18とのマッチングを行うこ
とができなかった。これに対し、図3のインピーダンス
整合回路16にあっては、コンデンサC1 、C2 、C3 の
値が上記条件の時に、入力電流値が180〜190mA
の範囲で安定し、二次コイル30から出力される交流電流
と、この実験で使用した紫外線ランプ18のインピーダン
スとのマッチングを行うことができた。
However, when a material capable of transmitting a wide range of ultraviolet light having a short wavelength to ultraviolet light having a long wavelength, such as quartz glass, is selected as a constituent material of the airtight container 18a of the ultraviolet lamp 18, the impedance of the ultraviolet lamp 18 may be reduced. Becomes very small. In this case, although extremely rare, in the impedance matching circuit 16a of FIG. 4, the output from the secondary coil 30 of the step-up transformer 14 depends on the shape and diameter of the airtight container 18a of the ultraviolet lamp 18 to be used. In some cases, matching between the alternating current and the impedance of the ultraviolet lamp 18 cannot be performed. For this reason,
When the hermetic container 18a of the ultraviolet lamp 18 is made of a material that can transmit a wide range of ultraviolet light having a short wavelength to ultraviolet light having a long wavelength, the secondary coil is formed by using the impedance matching circuit 16 shown in FIG. It is desirable to match the alternating current output from 30 with the impedance of the ultraviolet lamp 18. This will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows the values of the capacitors forming the impedance matching circuit and the inverter circuit 10 for the cold-cathode discharge tube (input current) according to the present invention when a certain ultraviolet lamp 18 whose quartz container is made of quartz glass is used. 5 is a graph showing a relationship with a maximum rated input current value of 200 mA. In FIG. 5, A is the impedance matching circuit of FIG.
The value of the capacitors C1 and C2 constituting 16a is set to C1 = 10
3 is a curve showing a change in input current value when 0 pF and C2 = 18 pF, and B is the impedance matching circuit of FIG.
The values of the capacitors C1, C2 and C3 constituting the 16 are represented by C1 =
It is a curve which shows the change of the input current value at the time of 39pF, C2 = 39pF, and C3 = 10pF. Thus, in the impedance matching circuit 16a of FIG. 4, when the input current value is about 2 minutes, the maximum rating exceeds 200 mA and an overflow occurs, causing a circuit failure, and the values of the capacitors C1 and C2 are varied. Even if it was changed, finally, the alternating current output from the secondary coil 30 of the step-up transformer 14 could not be matched with the ultraviolet lamp 18 used in this experiment. On the other hand, in the impedance matching circuit 16 shown in FIG. 3, when the values of the capacitors C1, C2 and C3 are under the above conditions, the input current value is 180 to 190 mA.
Thus, the alternating current output from the secondary coil 30 could be matched with the impedance of the ultraviolet lamp 18 used in this experiment.

【0016】上記IC26の(6)端子には可変抵抗器24の
一端が接続されており、該(6)端子と可変抵抗器24との
間には、抵抗器R1が挿入されている。上記IC26の
(5)端子とグランドとの間には、コンデンサC4が挿入
されている。上記IC26の(4)端子は、上記電源Vccに
接続されている。またこの(4)端子と電源Vccとの間に
は、電源スイッチ22と、トランジスタTr1が挿入され
ている。また、上記IC26の(2)、(15)、(13)、(14)端
子は、それぞれ(4)端子に接続されている。 さらに、
上記IC26の(1)、(16)及び(7)端子は、グランドに接
続されている。
One end of a variable resistor 24 is connected to the terminal (6) of the IC 26, and a resistor R1 is inserted between the terminal (6) and the variable resistor 24. The above IC26
(5) A capacitor C4 is inserted between the terminal and the ground. The terminal (4) of the IC 26 is connected to the power supply Vcc. A power switch 22 and a transistor Tr1 are inserted between the terminal (4) and the power supply Vcc. The terminals (2), (15), (13) and (14) of the IC 26 are connected to the terminal (4). further,
The terminals (1), (16) and (7) of the IC 26 are connected to the ground.

【0017】図6は上記IC26の内部構造を示す等価回
路図であり、該IC26は、鋸歯状のパルスを連続的に発
生させる発振器(OSCILATOR)32と、Dタイプのフリッ
プフロップ34と、一対のスイッチング・トランジスタT
r2,Tr3と、一対のコンパレータCMP1、CMP2
と、一対の誤差増幅器A1、A2等を内蔵している。な
お、図5における(1)〜(16)は、図3に示したIC26の
端子番号(1)〜(16)にそれぞれ対応している。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram showing the internal structure of the IC 26. The IC 26 includes an oscillator (OSCILATOR) 32 for continuously generating saw-tooth pulses, a D-type flip-flop 34, Switching transistor T
r2, Tr3 and a pair of comparators CMP1, CMP2
And a pair of error amplifiers A1, A2 and the like. Note that (1) to (16) in FIG. 5 correspond to the terminal numbers (1) to (16) of the IC 26 shown in FIG. 3, respectively.

【0018】上記発振器32より、所定の周波数で鋸歯状
のパルス信号が連続的に出力されると、該パルス信号は
フリップフロップ34にて二分され、該フリップフロップ
34の両端子からは「H」「L」の状態が交互に反転する
プッシュプル信号が一定周期で連続的に出力され、それ
ぞれトランジスタTr2,Tr3のベースに入力される。
この結果、IC26の(9)端子及び(10)端子が交互にON
/OFFを繰り返すこととなり、上記昇圧トランス14の
一次コイル28に流れる電源電流の方向が変化するため、
昇圧トランス14の二次コイル30側には高圧の交流出力が
現れる。
When the oscillator 32 continuously outputs a sawtooth pulse signal at a predetermined frequency, the pulse signal is bisected by a flip-flop 34,
From both terminals, a push-pull signal in which the state of “H” and “L” is alternately inverted is continuously output at a constant period, and is input to the bases of the transistors Tr2 and Tr3, respectively.
As a result, the terminals (9) and (10) of the IC 26 are alternately turned on.
/ OFF is repeated, and the direction of the power supply current flowing through the primary coil 28 of the step-up transformer 14 changes.
A high-voltage AC output appears on the secondary coil 30 side of the step-up transformer 14.

【0019】上記のように、IC26と一次コイル28及び
グランドとの間に、逆流防止用のダイオードD1〜D4を
挿入したことにより、一次コイル28に流れる電流の方向
は上記フリップフロップ34から出力されるプッシュプル
信号の反転動作に対応して正確に切り替わることとな
り、結果として二次コイル側に規則正しい電流波形を生
じさせることができる。
As described above, by inserting the diodes D1 to D4 for preventing backflow between the IC 26 and the primary coil 28 and the ground, the direction of the current flowing through the primary coil 28 is output from the flip-flop 34. The switching is accurately performed in accordance with the inversion operation of the push-pull signal, and as a result, a regular current waveform can be generated on the secondary coil side.

【0020】上記発振器32の発振周波数は、(5)端子に
接続されたコンデンサC4の容量と、(6)端子に接続さ
れた抵抗器R1及び可変抵抗器24の合成抵抗値との時定
数によって定まるものであり、上記可変抵抗器24の抵抗
値を変化させることで、発振器32から出力されるパルス
信号の発振周波数を約20kHz〜100kHzの範囲で変化させ
ることが可能となる。すなわち、可変抵抗器24の抵抗値
が低下するにつれて、上記発振器32から出力されるパル
ス信号の周波数が高まり、上記フリップフロップ34から
出力されるプッシュプル信号の反転動作、ひいては上記
トランジスタTr2,Tr3のスイッチング動作が高速化
するため、結果として上記トランスの二次コイル30から
出力される交流電流の電流値が上昇することとなる。
The oscillation frequency of the oscillator 32 is determined by the time constant of the capacitance of the capacitor C4 connected to the terminal (5) and the combined resistance of the resistor R1 and the variable resistor 24 connected to the terminal (6). The oscillation frequency of the pulse signal output from the oscillator 32 can be changed in a range of about 20 kHz to 100 kHz by changing the resistance value of the variable resistor 24. That is, as the resistance value of the variable resistor 24 decreases, the frequency of the pulse signal output from the oscillator 32 increases, and the push-pull signal output from the flip-flop 34 is inverted, and the transistors Tr2 and Tr3 are inverted. Since the switching operation speeds up, as a result, the current value of the alternating current output from the secondary coil 30 of the transformer increases.

【0021】例えば、可変抵抗器24の抵抗値を24.7kΩ
に合わせ、発振器32の発振周波数を20kHzに設定した場
合、紫外線ランプ18に供給される電流の波形は図7に示
す通りオフタイムが長くなり、紫外線ランプ18への管電
流は2.3mAと低い値となる。この結果、紫外線ランプ18
の光出力も、0.44mW/cm2程度と低いレベルにとどまるこ
ととなる。これに対し、可変抵抗器24の抵抗値を4.3k
Ωにまで下げ、発振器32の発振周波数を60kHzに設定し
た場合、紫外線ランプ18に供給される電流の波形は図8
に示す通りオフタイムが減少し、それにつれて紫外線ラ
ンプ18への管電流も4.6mAにまで上昇する。この結果、
紫外線ランプの光出力も2.3mW/cm2まで上昇すること
となる。さらに、可変抵抗器24の抵抗値を0Ωに設定
し、発振器32の発振周波数を104kHzにまで上げると、紫
外線ランプ18に供給される電流の波形は図9に示す通り
オフタイムがほとんど消滅する。そして管電流値も7.7m
Aにまで上昇し、紫外線ランプ18の光出力も最高の8mW/
cm2をマークした。
For example, the resistance value of the variable resistor 24 is set to 24.7 kΩ.
When the oscillation frequency of the oscillator 32 is set to 20 kHz, the off-time of the current supplied to the ultraviolet lamp 18 becomes longer as shown in FIG. 7, and the tube current to the ultraviolet lamp 18 is as low as 2.3 mA. Becomes As a result, the ultraviolet lamp 18
The light output of the device also remains at a low level of about 0.44 mW / cm 2 . On the other hand, the resistance value of the variable resistor 24 is set to 4.3 k.
When the oscillation frequency of the oscillator 32 is set to 60 kHz, the waveform of the current supplied to the ultraviolet lamp 18 is as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the off-time decreases, and accordingly, the tube current to the ultraviolet lamp 18 increases to 4.6 mA. As a result,
The light output of the ultraviolet lamp will also rise to 2.3 mW / cm 2 . Further, when the resistance value of the variable resistor 24 is set to 0Ω and the oscillation frequency of the oscillator 32 is increased to 104 kHz, the off-time of the waveform of the current supplied to the ultraviolet lamp 18 almost disappears as shown in FIG. And the tube current value is 7.7m
A, and the light output of the UV lamp 18 is the highest, 8mW /
It was marked down for the cm 2.

【0022】上記発振器32は、IC26の(4)端子が接地
されることによって信号出力を開始する構造となってい
る。このため、上記電源スイッチ22を投入してトランジ
スタTr1をONすることにより、発振器32より信号の
出力が開始され、トランスの二次コイル30側に交流出力
を生じさせることができる。すなわち、このインバータ
回路10にあっては、別に補助電源を用意することなく、
紫外線ランプ18点灯用の主電源をインバータ回路10の駆
動電源として利用できると共に、紫外線ランプ18からの
光出力を加減することができるのである。
The oscillator 32 has a structure in which signal output starts when the terminal (4) of the IC 26 is grounded. Therefore, when the power switch 22 is turned on to turn on the transistor Tr1, signal output from the oscillator 32 is started, and an AC output can be generated on the secondary coil 30 side of the transformer. That is, in the inverter circuit 10, without preparing an auxiliary power supply separately,
The main power source for turning on the ultraviolet lamp 18 can be used as a drive power source for the inverter circuit 10, and the light output from the ultraviolet lamp 18 can be adjusted.

【0023】また、回路の主要構成部品である発振コン
トローラ回路12としてコンパクトなIC26を用いると共
に、昇圧トランス14として表面実装型の小型トランスを
用いることにより、インバータ回路全体の小型軽量化が
図れる。例えば、上記紫外線ランプ18の気密容器18a を
石英ガラスで構成し、紫外線ランプ18からオゾン生成作
用を有する220nm未満(特に185nm)の波長の
紫外線を発生させるようにすれば、乾電池で点灯可能
で、しかも使用目的に応じて出力を調節できるハンディ
なオゾン生成装置装置を実現することができ、一方、紫
外線ランプから殺菌作用の顕著な254nmの波長の紫
外線を発生させるようにすれば、乾電池で点灯可能で、
しかも使用目的に応じて出力を調節できるハンディな紫
外線殺菌装置を実現することができるのである。なお、
上記インピーダンス整合回路16を構成するコンデンサC
1,C2及びC3の容量は、実際に使用する冷陰極放電管
のインピーダンスを考慮して決定する必要がある。
Further, by using a compact IC 26 as the oscillation controller circuit 12, which is a main component of the circuit, and using a small surface-mount type transformer as the step-up transformer 14, the whole inverter circuit can be reduced in size and weight. For example, if the hermetic container 18a of the ultraviolet lamp 18 is made of quartz glass and the ultraviolet lamp 18 emits ultraviolet light having a wavelength of less than 220 nm (particularly 185 nm) having an ozone generating action, it can be turned on by a dry battery. In addition, it is possible to realize a handy ozone generator device whose output can be adjusted according to the purpose of use. On the other hand, if an ultraviolet lamp having a remarkable bactericidal action of 254 nm is generated from an ultraviolet lamp, it can be operated with a dry cell. so,
Moreover, it is possible to realize a handy ultraviolet sterilizer capable of adjusting the output according to the purpose of use. In addition,
The capacitor C constituting the impedance matching circuit 16
It is necessary to determine the capacities of C1, C2 and C3 in consideration of the impedance of the cold cathode discharge tube actually used.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明に係る調光機能付き冷陰極放電管
用インバータ回路にあっては、調光専用の補助電源を設
けることなく、可変抵抗器の設定値を調節して発振用コ
ントローラ回路における発振周波数を変化させること
で、冷陰極放電管に供給される交流電流の電流値を制御
でき、結果として冷陰極放電管の光出力を制御すること
ができる。
In the inverter circuit for a cold-cathode discharge tube having a dimming function according to the present invention, the setting value of the variable resistor is adjusted without providing an auxiliary power supply dedicated to dimming, and the controller circuit for oscillation is used. By changing the oscillation frequency, the current value of the alternating current supplied to the cold cathode discharge tube can be controlled, and as a result, the light output of the cold cathode discharge tube can be controlled.

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

【図1】本発明に係る調光機能付き冷陰極放電管用イン
バータ回路の全体構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a cold cathode discharge tube inverter circuit with a dimming function according to the present invention.

【図2】紫外線ランプを示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an ultraviolet lamp.

【図3】上記調光機能付き冷陰極放電管用インバータ回
路の具体的構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of the inverter circuit for a cold cathode discharge tube with a dimming function.

【図4】他のインピーダンス整合回路を示す回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing another impedance matching circuit.

【図5】インピーダンス整合回路を構成するコンデンサ
の値と、冷陰極放電管用インバータ回路の入力電流の値
との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a value of a capacitor constituting an impedance matching circuit and a value of an input current of an inverter circuit for a cold cathode discharge tube.

【図6】上記調光機能付き冷陰極放電管用インバータ回
路の発振用コントローラ回路を構成するICの内部を示
す等価回路図である。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram showing the inside of an IC constituting an oscillation controller circuit of the inverter circuit for a cold cathode discharge tube with a dimming function.

【図7】冷陰極放電管に入力される交流電流の一例を示
す波形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram showing an example of an alternating current input to a cold cathode discharge tube.

【図8】冷陰極放電管に入力される交流電流の他の例を
示す波形図である。
FIG. 8 is a waveform diagram showing another example of an alternating current input to a cold cathode discharge tube.

【図9】冷陰極放電管に入力される交流電流の他の例を
示す波形図である。
FIG. 9 is a waveform diagram showing another example of the alternating current input to the cold cathode discharge tube.

【図10】従来の冷陰極放電管用インバータ回路を示す
回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a conventional inverter circuit for a cold cathode discharge tube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 調光機能付き冷陰極放電管用インバータ回路 12 発振用コントローラ回路 14 昇圧トランス 16 インピーダンス整合回路 18 紫外線ランプ 20 直流電源 24 可変抵抗器 28 一次コイル 30 二次コイル 32 発振器 34 フリップフロップ Tr2,Tr3 トランジスタ C1,C2,C3 コンデンサ D1,D2,D3,D4 ダイオード 10 Inverter circuit for cold cathode discharge tube with dimming function 12 Controller circuit for oscillation 14 Boost transformer 16 Impedance matching circuit 18 Ultraviolet lamp 20 DC power supply 24 Variable resistor 28 Primary coil 30 Secondary coil 32 Oscillator 34 Flip-flop Tr2, Tr3 transistor C1 , C2, C3 Capacitor D1, D2, D3, D4 Diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/392 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H05B 41/392

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 発振用コントローラ回路と、昇圧トラン
スと、インピーダンス整合回路とを備え、直流電源と冷
陰極放電管との間に介装される冷陰極放電管用インバー
タ回路であって、上記発振用コントローラ回路は、可変
抵抗器と、該可変抵抗器の設定値に対応した周波数で連
続的にパルス信号を発生させる発振器と、該パルス信号
を二分して状態が交互に反転する一対のプッシュプル信
号を出力するフリップフロップと、該フリップフロップ
から出力されたプッシュプル信号をベースに受けてON
/OFFが交互に切り替わる一対のトランジスタとを備
えており、また上記昇圧トランスの一次コイルの中点は
上記直流電源に接続されていると共に、該一次コイルの
一端は上記一方のトランジスタのコレクタに接続され、
また該一次コイルの他端は上記他方のトランジスタのコ
レクタに接続され、上記インピーダンス整合回路は、上
記昇圧トランスと上記冷陰極放電管との間に介装され、
昇圧トランスの二次コイルの一端と冷陰極放電管の一端
との間に挿入された第1のコンデンサと、昇圧トランス
の二次コイルの他端と冷陰極放電管の他端との間に挿入
された第2のコンデンサと、上記第1のコンデンサ及び
第2のコンデンサより昇圧トランス側において、当該昇
圧トランスの二次コイルの両端間に挿入された第3のコ
ンデンサとを備えてなり、上記昇圧トランスの二次コイ
ルから出力された交流電流と上記冷陰極放電管のインピ
ーダンスとのマッチングを行うことを特徴とする調光機
能付き冷陰極放電管用インバータ回路。
An inverter circuit for a cold-cathode discharge tube, comprising a controller circuit for oscillation, a step-up transformer, and an impedance matching circuit, interposed between a DC power supply and the cold-cathode discharge tube. The controller circuit includes a variable resistor, an oscillator that continuously generates a pulse signal at a frequency corresponding to the set value of the variable resistor, and a pair of push-pull signals that divide the pulse signal into two and alternately invert the state. On the basis of the push-pull signal output from the flip-flop
And a pair of transistors that alternately switch between ON and OFF. The middle point of the primary coil of the step-up transformer is connected to the DC power supply, and one end of the primary coil is connected to the collector of the one transistor. And
The other end of the primary coil is connected to the collector of the other transistor, and the impedance matching circuit is interposed between the boosting transformer and the cold cathode discharge tube,
A first capacitor inserted between one end of the secondary coil of the step-up transformer and one end of the cold cathode discharge tube, and a first capacitor inserted between the other end of the secondary coil of the step-up transformer and the other end of the cold cathode discharge tube And a third capacitor inserted between both ends of a secondary coil of the step-up transformer on the side of the step-up transformer with respect to the first capacitor and the second capacitor. An inverter circuit for a cold-cathode discharge tube with a dimming function, which performs matching between an alternating current output from a secondary coil of a transformer and impedance of the cold-cathode discharge tube.
【請求項2】 上記一方のトランジスタのコレクタと上
記一次コイルの一端との間、及び該トランジスタのエミ
ッタとグランドとの間に、それぞれ逆流防止用のダイオ
ードを挿入すると共に、上記他方のトランジスタのコレ
クタと上記一次コイルの他端との間、及び該トランジス
タのエミッタとグランドとの間にも、それぞれ逆流防止
用のダイオードを挿入したことを特徴とする請求項1に
記載の調光機能付き冷陰極放電管用インバータ回路。
2. A diode for preventing backflow is inserted between the collector of the one transistor and one end of the primary coil and between the emitter of the transistor and ground, and the collector of the other transistor is inserted. 2. A cold cathode with a dimming function according to claim 1, wherein a diode for preventing backflow is inserted between the transistor and the other end of the primary coil and between the emitter of the transistor and the ground. Inverter circuit for discharge tube.
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