JP3432646B2 - 圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置 - Google Patents

圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電セラミック等の
圧電体の圧電効果により交流電圧の振幅値を変換する圧
電トランスを用いた冷陰極蛍光灯駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】1950年代末に開発された圧電トラン
スは、高圧電源用の昇圧トランスとして着目されて開発
が進められたが、圧電セラミック材料の破壊強度などの
材料的制約により大きな製品化が行われないまま開発が
中断されていた。しかし、最近、高強度圧電セラミック
の開発が進むとともに、ノートパソコン、電子手帳、ゲ
ーム機等の携帯用情報機器の小型化・薄型化の要求が強
くなるにつれ、これらの機器に搭載される液晶バックラ
イトのインバータ電源用昇圧トランスとして再び大きく
注目されている。
【0003】バックライト用インバータは、バックライ
ト光源として使用される冷陰極蛍光灯の点灯電源に使用
されるものであり、電池などによる5V、9V、12V
などの直流低電圧から、点灯時1000Vrms程度、定
常時500Vrms程度の高周波高電圧への変換を必要と
する。現在、バックライト用インバータに使用されてい
る電磁式巻線トランスは、特殊コアによる横型構造のト
ランスを用いることにより薄型化に対応してきている
が、絶縁耐圧の確保のため小型・薄型化には限度があ
り、またコアーロスや細い銅線を使用することにより巻
線ロスが大きく、効率が低いという欠点がある。
【0004】これに対し、圧電トランスはチタン酸ジル
コン酸鉛(PZT)などの圧電セラミック材料またはニ
オブ酸リチウムなどの圧電結晶材料に1次側(入力側)
および2次側(出力側)の電極を付け、1次側で圧電ト
ランスの共振周波数近傍の交流電圧を印加して圧電トラ
ンスを機械的に共振させ、この機械的振動を圧電効果に
より変換して2次側電極から高圧発生電力として取り出
すものである。そして、電磁トランスよりも小型化、特
に薄型化を実現でき、また高変換効率を達成することが
できる。
【0005】以下に、図面を参照しながら従来の圧電ト
ランス式冷陰極蛍光灯駆動装置について説明する。
【0006】図20は、ローゼン型圧電トランスの概観
図であり、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電
セラミック材料から成る矩形板に1次側(入力側)およ
び2次側(出力側)の電極を付けて構成している。同図
中にPで示すように、1次側は矩形板の厚さ方向に分極
されており、2次側は長さ方向に分極されている。1次
側電極に圧電トランスの共振周波数近傍の交流電圧を印
加すると、圧電トランスは長さ方向に機械的振動を起こ
し、この機械的振動を圧電効果により2次側電極で電圧
に変換してから高圧発生電力を取り出す。
【0007】図21は、図20に示した圧電トランスの
従来の駆動回路、すなわち従来の圧電トランス式冷陰極
蛍光灯駆動装置のブロック図である。従来から、圧電ト
ランスの駆動方式として、自励発振回路方式と他励発振
回路方式があり、自励発振回路方式は変換効率に問題が
有り、負荷の大きな変動に追随できないなどの欠点があ
るので、最近の従来例では他励発振回路方式が使用され
ることが多く、図21に示す駆動回路も他励方式駆動回
路である。
【0008】図21において、可変発振回路101は圧
電トランス104の共振周波数近傍の駆動交流信号を発
生し、可変発振回路101の出力信号は圧電トランス1
04内での損失低減のために波形整形回路102により
ほぼ正弦波に波形整形される。波形整形回路102は簡
単な場合にはローパスフィルタであり、効率を重視する
場合にはバンドパスフィルタが用いられる。波形整形回
路102の出力はドライブ回路103で圧電トランスを
駆動するに充分なレベルに電流増幅あるいは電圧増幅さ
れる。ここで、ドライブ回路103はトランジスタから
成る通常の増幅回路のみで構成されるか、あるいは増幅
回路と昇圧トランスの組み合せで構成される。ドライブ
回路103の出力は圧電トランス104で昇圧され、冷
陰極蛍光灯105に印加され冷陰極蛍光灯105は点灯
する。
【0009】しかし、圧電トランス104は温度や負荷
等の環境変化により共振周波数が変化するので、図21
に示した回路のように一定周波数で圧電トランスを駆動
したのでは、圧電トランスと駆動周波数との関係が変化
してしまう。駆動周波数が圧電トランスの共振周波数か
ら大きく離れた時には、圧電トランスによる電圧昇圧比
が著しく低下してしまい、冷陰極蛍光灯105に充分な
電流を流すことができなくなり、冷陰極蛍光灯105は
充分な輝度を保つことができなくなる。
【0010】図22に示した回路は、この圧電トランス
104の共振周波数の変化に対応したもので、図20に
示した圧電トランス104の別の従来の駆動回路、すな
わち従来の圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置のブロ
ック図である。可変発振回路101、波形整形回路10
2、ドライブ回路103、圧電トランス104などの機
能は図21に示した回路と同様である。しかし、冷陰極
蛍光灯105には直列に小さな値の帰還抵抗106が接
続され、帰還抵抗106で冷陰極蛍光灯105に流れる
電流検出がなされている。帰還抵抗106の両端電圧は
発振制御回路107に入力され、発振制御回路107は
帰還抵抗106の両端電圧が一定になるように、つまり
冷陰極蛍光灯105に流れる電流が一定になるように、
可変発振回路101の出力信号の周波数を制御する。こ
の制御により冷陰極蛍光灯105はほぼ一定の輝度で点
灯する。これによって、駆動周波数は結果的に圧電トラ
ンス104の共振周波数とほぼ一定の関係に保たれるこ
とになる。
【0011】以上、圧電トランス駆動装置の従来例とし
て、他励発振回路方式の駆動装置を取り上げて説明し
た。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、冷陰極蛍光
灯は交流電圧で駆動すると、特性が大きく急激に変化
し、つまりインピーダンスの絶対値と位相も大きく急激
に変化する。特に高い周波数の交流電圧で駆動した場合
にはこの変化が特に大きく複雑になり、また管径が細く
なるとこの傾向が大きくなる。
【0013】しかしながら、上述の従来の圧電トランス
駆動装置においては、冷陰極蛍光灯の上記変化を考慮し
たものはなく、従来の駆動装置では上記変化に対応する
ことはできず、冷陰極蛍光灯に流れる電流が脈動してし
まい、一定の輝度を保つことができない、冷陰極蛍光灯
の信頼性が低下し、その寿命が短くなるという問題があ
る。
【0014】また、冷陰極蛍光灯に流れる電流が脈動す
ると、図22に示した駆動装置でも冷陰極蛍光灯に流れ
る電流が一定になるように制御することができず、駆動
周波数を圧電トランスの共振周波数とをほぼ一定の関係
に保つことができないので、圧電トランスの駆動効率が
低下し、圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置の効率も
低下する。
【0015】また、圧電トランスがこの脈動により大き
な擾乱を受けて、発熱が大きくなり信頼性が著しく劣化
するという問題がある。
【0016】本発明は、冷陰極蛍光灯に流れる電流の脈
動を抑制することにより、ほぼ一定の輝度を得られ、駆
動効率の高い、信頼性が高く寿命が長いという条件を備
えた圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【0017】
【0018】
【課題を解決するための手段】 発明は、交流駆動信号
を発生する発振回路と、交流駆動信号を増幅する駆動回
路と、圧電体に入力電極と出力電極を設けて構成した圧
電トランスと、冷陰極蛍光灯とを有する圧電トランス式
冷陰極蛍光灯駆動装置であって、圧電トランスの出力電
極と冷陰極蛍光灯との間に電流制限用の抵抗を直列接続
しており、前記抵抗は前記冷陰極蛍光灯のインピーダン
スの5%〜20%程度の抵抗値を有することを特徴とす
る圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置を使用する。
【0019】また、本発明は、交流駆動信号を発生する
発振回路と、交流駆動信号を増幅する駆動回路と、圧電
体に入力電極と出力電極を設けて構成した圧電トランス
と、冷陰極蛍光灯とを有する圧電トランス式冷陰極蛍光
灯駆動装置であって、駆動回路が電流増幅回路と昇圧ト
ランスから成り、昇圧トランスの出力インピーダンスが
圧電トランスの入力インピーダンスの5%〜20%程度
であることを特徴とする圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆
動装置を使用する。
【0020】また、本発明は、交流駆動信号を発生する
発振回路と、交流駆動信号を増幅する駆動回路と、圧電
体に入力電極と出力電極を設けて構成した圧電トランス
と、冷陰極蛍光灯とを有する圧電トランス式冷陰極蛍光
灯駆動装置であって、冷陰極蛍光灯のグランド側に負荷
バランス用のコンデンサを直列接続しており、前記コン
デンサは前記圧電トランスの出力容量の0.2〜2倍程
度のコンデンサ容量を有することを特徴とする圧電トラ
ンス式冷陰極蛍光灯駆動装置を使用する。
【0021】また、本発明は、交流駆動信号を発生する
発振回路と、交流駆動信号を増幅する駆動回路と、圧電
体に入力電極と出力電極を設けて構成した圧電トランス
と、出力電極に電気的に接続された冷陰極蛍光灯とを有
する圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置であって、前
記入力電極は前記圧電トランスの一方の主面上に設けら
れた少なくとも2つ以上の電極を備え、前記出力電極は
第1及び第2の電極を備え、前記第1の電極が前記圧電
体の長さ方向の一方の端面部に設けられ、前記第2の電
極が前記圧電体の長さ方向の他方の端面部に設けられ、
前記第1及び第2の電極が前記冷陰極蛍光灯と電気的に
接続されており、前記冷陰極蛍光灯がバランス型の出力
で駆動されることを特徴とする圧電トランス式冷陰極蛍
光灯駆動装置を使用する
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の実施
の形態例について説明する。 (実施の形態例1)図1は、圧電トランスを使用した冷
陰極蛍光灯駆動装置つまりインバータ回路のブロック図
である。同図において、圧電トランス5はローゼン型の
ものでも、他のタイプのものでも任意の圧電トランスで
よい。可変発振回路1は圧電トランス5の共振周波数近
傍の駆動交流信号を発生する。そして、圧電トランス5
を矩形波形の駆動信号で駆動すると、共振周波数近傍の
成分以外はすべて圧電トランス5内で熱に変わるので、
圧電トランス5の信頼性の点から、また変換効率の点か
ら、可変発振回路1の出力信号は波形整形回路2により
ほぼ正弦波に波形整形される。波形整形回路2は簡単な
場合にはローパスフィルタであり、効率を特に重視する
場合にはバンドパスフィルタが用いられる。波形整形回
路2の出力はドライブ回路3で圧電トランス5を駆動す
るに充分なレベルに電流増幅あるいは電圧増幅される。
ここで、ドライブ回路3はトランジスタから成る通常の
増幅回路のみで構成されるか、あるいは増幅回路と昇圧
トランスの組み合せで構成される。ドライブ回路3の出
力は抵抗4を介して圧電トランス5に入力される。圧電
トランス5は圧電効果により入力電圧を昇圧する。圧電
トランス5の高圧電圧となって出力信号は冷陰極蛍光灯
6に印加され冷陰極蛍光灯6は点灯する。
【0023】通常、図1に示した様な圧電トランス5を
用いた冷陰極蛍光灯駆動回路の駆動周波数は50〜20
0kHz程度に設定されることが多い。この様な高い周
波数で冷陰極蛍光灯6を駆動すると、冷陰極蛍光灯6は
複雑な挙動を示す。すなわち、そのインピーダンスの絶
対値や位相が不安定に変化して、一定振幅の交流電圧で
駆動したとしても、図2に示したように、冷陰極蛍光灯
6に流れる電流は不安定に変化する(脈動する)。ここ
で図2において、横軸は時間であり、縦軸は冷陰極蛍光
灯6に流れる電流値であり、脈動が分かるように電流波
形の包絡線を示している。電流変化の周期は数100H
z〜数kHz程度であり、その変化の大きさは数%〜数
10%にも達する。そして、駆動周波数が高くなるにつ
れて、また蛍光灯の径が細くなるにつれて、この不安定
は大きくなる傾向にある。冷陰極蛍光灯6の不安定さが
大きくなると、圧電トランス5はこの負荷変動に耐えら
れなくなり、回路としてさらに大きな動作不安定を招
き、やがて圧電トランス5は発熱が大きくなり、特性劣
化を招き寿命の低下をきたす。そして、冷陰極蛍光灯6
は輝度が不安定になり、同様に寿命の低下をきたす。
【0024】しかし図1の圧電トランス式冷陰極蛍光灯
駆動装置では、抵抗4をドライブ回路3と圧電トランス
5の入力端子の間に挿入している。この電流制限用の抵
抗4の挿入により、冷陰極蛍光灯6のインピーダンスが
低下しても圧電トランス5は大きな電流を供給すること
はできないので、結果的に図3に示すように冷陰極蛍光
灯6に流れる電流値をほぼ一定にできる。ここで図3に
おいて、横軸は時間であり、縦軸は冷陰極蛍光灯6に流
れる電流値である。つまり、圧電トランスの入力電流に
制限を設けることにより、圧電トランスの出力電流も制
限され、図2に示すような冷陰極蛍光灯6の電流の脈動
を押さえることができる。抵抗4の抵抗値が大きいほど
電流の脈動を押さえる効果が大きいが、抵抗4による損
失が大きくなり駆動回路の効率が低下するので、脈動の
大きさと駆動効率を考慮して適切な値を決める必要があ
る。例えば、圧電トランス5の入力インピーダンスの数
%〜数10%が1つの目安となり、例えば5%〜20%
程度で効率と安定性を満たすことができる。
【0025】図4は、圧電トランスを使用した別の実施
の形態例である冷陰極蛍光灯駆動装置つまりインバータ
回路のブロック図である。同図において、可変発振回路
1、波形整形回路2、ドライブ回路3、抵抗4、圧電ト
ランス5、冷陰極蛍光灯6は図1の実施の形態例と同等
の役目を果たす回路である。ここで、圧電トランスは温
度や負荷等の環境変化により共振周波数が変化するの
で、図1に示した回路のように一定周波数で圧電トラン
ス5を駆動したのでは、圧電トランス5の共振周波数と
駆動周波数との関係が変化してしまう。駆動周波数が圧
電トランスの共振周波数から大きく離れた時には、圧電
トランスによる電圧昇圧比が著しく低下してしまい、冷
陰極蛍光灯6に充分な電流を流すことができなくなり、
冷陰極蛍光灯6は充分な輝度を保つことができなくな
る。
【0026】図4に示した回路は、この圧電トランス5
の環境による共振周波数の変化に対応したもので、冷陰
極蛍光灯6には直列に小さな値の帰還抵抗7が接続さ
れ、帰還抵抗7で冷陰極蛍光灯6に流れる電流検出がな
されている。帰還抵抗7の両端電圧は発振制御回路8に
入力され、発振制御回路8は帰還抵抗7の両端電圧が一
定になるように、つまり冷陰極蛍光灯6に流れる電流が
一定になるように、可変発振回路1の出力信号の周波数
を制御する。この制御により冷陰極蛍光灯6はほぼ一定
の輝度で点灯する。この場合でも、抵抗4がないと、従
来例で説明したように、冷陰極蛍光灯6のインピーダン
スが変化して、図2に示したように、冷陰極蛍光灯6に
流れる電流は不安定に変化するので、冷陰極蛍光灯6に
流れる電流が一定になるように、可変発振回路1の出力
信号の周波数を制御することはできない。つまり、抵抗
4をドライブ回路3と圧電トランス5の入力端子の間に
挿入することにより、冷陰極蛍光灯6に流れる電流値の
脈動を押さえることができるので、冷陰極蛍光灯6に流
れる電流が一定になるように、可変発振回路1の出力信
号の周波数を制御することができるようになる。 (実施の形態例2)図5は、本願発明の実施の形態例2
の圧電トランスを使用した冷陰極蛍光灯駆動装置つまり
インバータ回路のブロック図である。同図において、圧
電トランス5はローゼン型のものでも、他のタイプのも
のでも任意の圧電トランスでよい。可変発振回路1は圧
電トランス5の共振周波数近傍の駆動交流信号を発生す
るように周波数調整を行う。そして、圧電トランス5を
パルス波形の駆動信号で駆動すると、共振周波数近傍の
成分以外は、電圧の変換に寄与することなく圧電トラン
ス5内で熱に変わるので、圧電トランス5の信頼性の点
と変換効率の点から、可変発振回路1の出力信号は波形
整形回路2によりほぼ正弦波に波形整形される。波形整
形回路2は簡単な場合にはローパスフィルタであり、効
率を特に重視する場合にはバンドパスフィルタが用いら
れる。波形整形回路2の出力はドライブ回路3で圧電ト
ランス5を駆動するに充分なレベルに電流増幅あるいは
電圧増幅される。ここで、ドライブ回路3はトランジス
タから成る通常の増幅回路のみで構成されるか、あるい
は増幅回路と昇圧トランスの組み合せで構成される。ド
ライブ回路3の出力は圧電トランス5の駆動電極(入力
電極)に入力される。圧電トランス5は圧電効果により
入力電圧を昇圧する。圧電トランス5の出力信号は出力
電極から抵抗9を介して冷陰極蛍光灯6に印加され、こ
の抵抗9の働きにより冷陰極蛍光灯6は安定に点灯す
る。
【0027】通常、図5に示した様な圧電トランス5を
用いたインバータ回路の駆動周波数は、圧電トランス5
の作り易さから50〜200kHz程度に設定されるこ
とが多い。この様な高い周波数で冷陰極蛍光灯6を駆動
すると、冷陰極蛍光灯6は複雑な挙動を示す。例えば、
そのインピーダンスの絶対値や位相が不安定に変化し
て、一定振幅の交流電圧で駆動したとしても、図2に示
したように、冷陰極蛍光灯6に流れる電流は不安定に変
化(脈動)する。電流変化の周期は数100Hz〜数k
Hz程度であり、その変化の大きさは数%〜数10%に
も達する。そして、駆動周波数が高くなるにつれて、蛍
光灯の管径が細くなるにつれて、この不安定さは大きく
なる傾向にある。冷陰極蛍光灯6の不安定さが大きくな
ると、圧電トランス5はこの負荷変動に耐えられなくな
り、さらに大きな動作不安定を招き、やがて圧電トラン
ス5は発熱が大きくなり、特性劣化を招き寿命の低下を
きたす。そして、冷陰極蛍光灯6は輝度が不安定にな
り、同様に寿命の低下をきたす。
【0028】しかし図5の圧電トランス式冷陰極蛍光灯
駆動装置では、抵抗9を圧電トランス5の出力端子と冷
陰極蛍光灯6との間に挿入している。この抵抗9の挿入
により冷陰極蛍光灯6のインピーダンスが低下しても圧
電トランス5は大きな電流を供給することはできないの
で、結果的に図3に示すように冷陰極蛍光灯6に流れる
電流値をほぼ一定にできる。つまり、圧電トランスの出
力電流に制限を設けることにより、図2に示すような冷
陰極蛍光灯6の電流の脈動を押さえることができる。抵
抗9の抵抗値が大きいほど電流の脈動を押さえる効果が
大きいが、抵抗9による損失が大きくなり駆動回路の効
率が低下するので、脈動の大きさと駆動効率を考慮して
適切な値を決める必要がある。例えば、駆動時の冷陰極
蛍光灯6の入力インピーダンスの数%〜数10%が1つ
の目安となり、例えば5%〜20%程度で効率と安定性
を満たすことができる。
【0029】図6は、圧電トランスを使用した別の実施
の形態例である冷陰極蛍光灯駆動装置つまりインバータ
回路のブロック図である。同図において、可変発振回路
1、波形整形回路2、ドライブ回路3、抵抗4、圧電ト
ランス5、冷陰極蛍光灯6は図1の実施の形態例と同等
の役目を果たす回路である。ここで、圧電トランスは温
度や負荷等の環境変化により共振周波数が変化するの
で、図5に示した回路のように一定周波数で圧電トラン
ス5を駆動したのでは、圧電トランス5の共振周波数と
駆動周波数との関係が変化してしまう。駆動周波数が圧
電トランス5の共振周波数から大きく離れた時には、圧
電トランス5による電圧昇圧比が著しく低下してしま
い、冷陰極蛍光灯6に充分な電流を流すことができなく
なり、冷陰極蛍光灯6は充分な輝度を保つことができな
くなる。
【0030】図6に示した回路は、この圧電トランス5
の環境による共振周波数の変化に対応したもので、冷陰
極蛍光灯6には直列に小さな値の帰還抵抗7が接続さ
れ、帰還抵抗7で冷陰極蛍光灯6に流れる電流検出がな
されている。帰還抵抗7の両端電圧は発振制御回路8に
入力され、発振制御回路8は帰還抵抗7の両端電圧が一
定になるように、つまり冷陰極蛍光灯6に流れる電流が
一定になるように、可変発振回路1の出力信号の周波数
を制御する。この制御により冷陰極蛍光灯6はほぼ一定
の輝度で点灯する。この場合でも、抵抗9がないと、従
来例で説明したように、冷陰極蛍光灯6のインピーダン
スが変化して、図2に示したように、冷陰極蛍光灯6に
流れる電流は不安定に変化するので、冷陰極蛍光灯6に
流れる電流が一定になるように、可変発振回路1の出力
信号の周波数を制御することはできない。つまり、抵抗
9を圧電トランス5の出力端子と冷陰極蛍光灯6との間
に挿入することにより、冷陰極蛍光灯6に流れる電流値
の脈動を押さえることができるので、冷陰極蛍光灯6に
流れる電流が一定になるように、可変発振回路1の出力
信号の周波数を安定に制御することができる。
【0031】図7は、圧電トランスを使用した別の実施
の形態例である冷陰極蛍光灯駆動装置つまりインバータ
回路のブロック図である。同図において、可変発振回路
1、波形整形回路2、ドライブ回路3、圧電トランス
5、冷陰極蛍光灯6は図1の実施の形態例と同等の役目
を果たす回路である。同図の回路は圧電トランス5の環
境変化による共振周波数の変化に対応したもので、冷陰
極蛍光灯6には直列に帰還抵抗10が接続され、従来よ
り大きい抵抗値の帰還抵抗10で冷陰極蛍光灯6に流れ
る電流検出がなされているとともに、その大きい抵抗に
より冷陰極蛍光灯6の電流の脈動を押さえる目的を果た
している。この帰還抵抗10の抵抗値が大きいほど電流
の脈動を押さえる効果が大きいが、抵抗10による損失
が大きくなり駆動回路の効率が低下するので、脈動の大
きさと駆動効率を考慮して適切な値を決める必要があ
る。例えば、駆動時の冷陰極蛍光灯6の入力インピーダ
ンスの数%〜数10%が1つの目安となる。
【0032】なお、帰還制御のためには小さな値が必要
であるので、帰還抵抗10の両端電圧は分割抵抗11と
12により分圧された後に発振制御回路8に入力され、
発振制御回路8は帰還抵抗10の両端電圧が一定になる
ように、つまり冷陰極蛍光灯6に流れる電流が一定にな
るように、可変発振回路1の出力信号の周波数を制御す
る。この制御により冷陰極蛍光灯6はほぼ一定の輝度で
点灯する。つまり、冷陰極蛍光灯6のインピーダンスが
複雑に変化しても、大きな抵抗値の帰還抵抗10が冷陰
極蛍光灯6に流れる電流の脈動を押さえるので、冷陰極
蛍光灯6に流れる電流が一定になるように、可変発振回
路1の出力信号の周波数を制御できる。 (実施の形態例3)図8は、本願発明の実施の形態例3
の1例である圧電トランスを使用した冷陰極蛍光灯駆動
装置つまりインバータ回路のブロック図である。同図に
おいて、圧電トランス5はローゼン型のものでも、他の
タイプのものでも任意の圧電トランスでよい。可変発振
回路1は圧電トランス5の共振周波数近傍の駆動交流信
号を発生する。そして、圧電トランス5を矩形波形の駆
動信号で駆動すると、共振周波数近傍の成分以外はすべ
て圧電トランス5内で熱に変わるので、圧電トランス5
の信頼性の点から、また変換効率の点から、可変発振回
路1の出力信号は波形整形回路2によりほぼ正弦波に波
形整形される。波形整形回路2は簡単な場合にはローパ
スフィルタであり、効率を特に重視する場合にはバンド
パスフィルタが用いられる。波形整形回路2の出力は電
流増幅器12と昇圧トランス13より成るドライブ回路
3で圧電トランス5を駆動するに充分なレベルに電圧増
幅あるいは電流増幅される。ドライブ回路3の出力は圧
電トランス5に入力される。圧電トランス5は圧電効果
により入力電圧を高電圧に昇圧する。圧電トランス5の
出力信号は冷陰極蛍光灯6に印加され、冷陰極蛍光灯6
は点灯する。
【0033】通常、図8に示した様な圧電トランス5を
用いた駆動回路の出力周波数は50〜200kHz程度
に設定されることが多い。この様な高い周波数で冷陰極
蛍光灯6を駆動すると、冷陰極蛍光灯6は複雑な挙動を
示す。例えば、そのインピーダンスの絶対値や位相が不
安定に変化して、一定振幅の交流電圧で駆動したとして
も、図2に示したように、冷陰極蛍光灯6に流れる電流
は不安定に脈動する。冷陰極蛍光灯6の不安定さが大き
くなると、圧電トランス5はこの負荷変動に耐えられな
くなり、さらに大きな動作不安定を招き、やがて圧電ト
ランス5は発熱が大きくなり、特性劣化を招き寿命の低
下をきたす。そして、冷陰極蛍光灯6は輝度が不安定に
なり、同様に寿命の低下をきたす。
【0034】図8の駆動装置では、ドライブ回路3が、
電流増幅回路13の他に、圧電トランス5の入力端子側
に電磁型の昇圧トランス14を有している。この昇圧ト
ランス14の出力インピーダンスは高く設定してあり、
冷陰極蛍光灯6のインピーダンスが低下しても圧電トラ
ンス5は大きな電流を供給することはできないので、結
果的に図3に示すように冷陰極蛍光灯6に流れる電流値
をほぼ一定にできる。つまり、圧電トランスの入力電流
に制限を設けることにより、図2に示すような冷陰極蛍
光灯6の電流の脈動を押さえることができる。昇圧トラ
ンス14の出力インピーダンス値が大きいほど電流の脈
動を押さえる効果が大きいが、昇圧トランス14による
損失が大きくなり駆動回路の効率が低下するので、脈動
の大きさと駆動効率を考慮して適切な値を決める必要が
ある。例えば、圧電トランス5の入力インピーダンスの
数%〜数10%となるように、昇圧トランス14のイン
ピーダンスを巻線またはコアで調整することが1つの目
安となる。
【0035】図9は、圧電トランスを使用した別の実施
の形態例である冷陰極蛍光灯駆動装置つまりインバータ
回路のブロック図である。同図において、可変発振回路
1、波形整形回路2、電流増幅回路13、昇圧トランス
14、圧電トランス5、冷陰極蛍光灯6は図8の実施の
形態例と同等の役目を果たす回路である。ここで、圧電
トランス5は温度や負荷等の環境変化により共振周波数
が変化するので、図8に示した回路のように一定周波数
で圧電トランス5を駆動したのでは、圧電トランス5の
共振周波数と駆動周波数との関係が変化してしまう。駆
動周波数が圧電トランス5の共振周波数から大きく離れ
た時には、圧電トランス5による電圧昇圧比が著しく低
下してしまい、冷陰極蛍光灯6に充分な電流を流すこと
ができなくなり、冷陰極蛍光灯6は充分な輝度を保つこ
とができなくなる。
【0036】図9に示した回路は、この圧電トランス5
の環境による共振周波数の変化に対応したもので、冷陰
極蛍光灯6には直列に小さな値の帰還抵抗7が接続さ
れ、帰還抵抗7で冷陰極蛍光灯6に流れる電流検出がな
されている。帰還抵抗7の両端電圧は発振制御回路8に
入力され、発振制御回路8は帰還抵抗7の両端電圧が一
定になるように、つまり冷陰極蛍光灯6に流れる電流が
一定になるように、可変発振回路1の出力信号の周波数
を制御する。この制御により冷陰極蛍光灯6はほぼ一定
の輝度で点灯する。この場合でも、昇圧トランス14が
ないと冷陰極蛍光灯6のインピーダンスが変化して、図
2に示したように、冷陰極蛍光灯6に流れる電流は不安
定に変化するので、冷陰極蛍光灯6に流れる電流が一定
になるように、可変発振回路1の出力信号の周波数を制
御することはできない。つまり、昇圧トランス14をド
ライブ回路3に備えることにより、冷陰極蛍光灯6に流
れる電流値の脈動を押さえることができるので、冷陰極
蛍光灯6に流れる電流が一定になるように、可変発振回
路1の出力信号の周波数を制御することができる。
【0037】図10は、圧電トランスを使用した別の実
施の形態例である冷陰極蛍光灯駆動装置つまりインバー
タ回路のブロック図である。同図において、可変発振回
路1、波形整形回路2、電流増幅回路13、昇圧トラン
ス14、圧電トランス5、冷陰極蛍光灯6は図8の実施
の形態例と同等の役目を果たす回路である。図10の駆
動装置では、ドライブ回路3は、電流増幅回路13と電
磁型の昇圧トランス14を有している。昇圧トランス1
4の出力側には抵抗15が接続されているので、冷陰極
蛍光灯6のインピーダンスが低下しても圧電トランス5
は大きな電流を供給することはできないので、結果的に
図3に示すように冷陰極蛍光灯6に流れる電流値をほぼ
一定にできる。つまり、圧電トランスの入力電流に制限
を設けることにより、図2に示すような冷陰極蛍光灯6
の電流の脈動を押さえることができる。昇圧トランス1
4の出力に接続した抵抗15の値が大きいほど電流の脈
動を押さえる効果が大きいが、損失が大きくなり駆動回
路の効率が低下するので、脈動の大きさと駆動効率を考
慮して適切な値を決める必要がある。例えば、圧電トラ
ンス5の入力インピーダンスの数%〜数10%となるよ
うに、抵抗15を調整することが1つの目安となる。
【0038】また、図10の駆動装置では昇圧トランス
14の出力側に抵抗15を接続しているが、抵抗15の
代わりにコイルを挿入しても同様の効果がある。昇圧ト
ランス14の出力に接続したコイルのインダクタンス値
が大きいほど電流の脈動を押さえる効果が大きいが、損
失が大きくなり駆動回路の効率が低下するので、脈動の
大きさと駆動効率を考慮して適切なインピーダンス値を
決める必要がある。例えば、圧電トランス5の入力イン
ピーダンスの数%〜数10%となるように、コイルのイ
ンピーダンス値を調整することが1つの目安となり、例
えば5%〜20%程度で効率と安定性の両方を満たすこ
とができる。
【0039】また、圧電トランス5の環境変化による共
振周波数の変化に対応したもので、冷陰極蛍光灯6に直
列に帰還抵抗を接続し、帰還抵抗で冷陰極蛍光灯6に流
れる電流検出を行い、帰還抵抗の両端電圧が一定になる
ように、つまり冷陰極蛍光灯6に流れる電流が一定にな
るように、可変発振回路1の出力信号の周波数を制御す
ることも容易に行える。 (実施の形態例4)図11は、本願発明の実施の形態例
4の1例である圧電トランスを使用した冷陰極蛍光灯駆
動装置つまりインバータ回路のブロック図である。同図
において、圧電トランス5はローゼン型のものでも、他
のタイプのものでも任意の圧電トランスでよい。可変発
振回路1は圧電トランス5の共振周波数近傍の駆動交流
信号を発生する。そして、圧電トランス5を矩形波形の
駆動信号で駆動すると、共振周波数近傍の成分以外はす
べて圧電トランス5内で熱に変わるので、圧電トランス
5の信頼性の点から、また変換効率の点から、可変発振
回路1の出力信号は波形整形回路2によりほぼ正弦波に
波形整形される。波形整形回路2の出力は、電流増幅器
12と昇圧トランス13より成るドライブ回路3で圧電
トランス5を駆動するに充分なレベルに電圧増幅あるい
は電流増幅される。ドライブ回路3の出力は圧電トラン
ス5に入力される。圧電トランス5は圧電効果により入
力電圧を高電圧に昇圧する。圧電トランス5の出力信号
は冷陰極蛍光灯6に印加され冷陰極蛍光灯6は点灯す
る。
【0040】通常、圧電トランス5を用いた駆動回路の
出力周波数は50〜200kHz程度に設定されること
が多い。この様な高い周波数で冷陰極蛍光灯6を駆動す
ると、冷陰極蛍光灯6は複雑な挙動を示す。例えば、そ
のインピーダンスの絶対値や位相が不安定に変化して、
一定振幅の交流電圧で駆動したとしても、図2に示した
ように、冷陰極蛍光灯6に流れる電流は不安定に脈動す
る。
【0041】しかし、図11の駆動回路では、冷陰極蛍
光灯6とコモンとの間にコンデンサ16を直列に接続し
ている。従って、冷陰極蛍光灯6の両端子には圧電トラ
ンス16の出力容量とコンデンサ16の容量が接続され
ていることになる。つまり冷陰極蛍光灯6の両端子には
バランスのために負荷(容量性負荷)が接続されて駆動
されている。
【0042】発明者は、冷陰極蛍光灯6がアンバランス
負荷で駆動すると不安定動作をし、バランスがとれた負
荷で駆動すると冷陰極蛍光灯6の不安定動作を抑制する
ことができることを初めて見出したものであり、上述の
ように冷陰極管蛍光灯6とコモンとの間にコンデンサ1
6を直列に接続して、冷陰極蛍光灯6の両端子にバラン
スのとれた負荷(容量性負荷)を接続して駆動すること
により、図2に示すような冷陰極蛍光灯6の電流の脈動
えることができ、結果的に図3に示すように冷陰極
蛍光灯6に流れる電流値をほぼ一定にできる。尚、コン
デンサ16の容量値として圧電トランスの出力容量の
0.2〜2倍程度の時その効果を確認することができ
た。
【0043】図12は、圧電トランスを使用した別の実
施の形態例である冷陰極蛍光灯駆動装置つまりインバー
タ回路のブロック図である。同図において、可変発振回
路1、波形整形回路2、ドライブ回路3、圧電トランス
5、冷陰極蛍光灯6は図1の実施の形態例と同等の役目
を果たす回路である。同図の回路は圧電トランス5の環
境変化による共振周波数の変化に対応したもので、冷陰
極蛍光灯6には直列に接続されたコンデンサ17で冷陰
極蛍光灯6に流れる電流検出がなされているとともに、
冷陰極蛍光灯6の電流の脈動を押さえる目的を果たして
いる。
【0044】コンデンサ17の両端電圧は発振制御回路
8に入力され、発振制御回路8はコンデンサ17の両端
電圧が一定になるように、つまり冷陰極蛍光灯6に流れ
る電流が一定になるように、可変発振回路1の出力信号
の周波数を制御する。この制御により冷陰極蛍光灯6は
ほぼ一定の輝度で点灯する。 (実施の形態例5) 図13は、本願発明の実施の形態例5の1例である圧電
トランスの側面から見た構造図である。圧電トランス1
8はチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電セラミ
ック材料から成る矩形板に1次側(入力側、電極1と電
極2)および2次側(出力側、電極3と電極4)の電極
を付けて構成されている。同図中の矢印は分極の向き
で、1次側は矩形板の厚さ方向に分極されており、2次
側は長さ方向に分極されている。1次側電極の電極2を
コモンにして電極に圧電トランス1の共振周波数近
傍の交流電圧を印加すると、圧電トランス18は同図の
変位分布曲線で示されるような分布を持つ長さ方向の機
械的振動(2分の1波長モード)を起こし、この機械的
振動を圧電効果により電圧に変換して2次側電極である
電極3と電極4から高圧電圧を取り出すことができる。
ここで、圧電トランス18の出力は、従来の圧電トラン
スのアンバランス出力とは異なり、電極3と電極4から
反対符号の出力(バランス出力)として取り出される。
【0045】図14は圧電トランス18を使用した冷陰
極蛍光灯駆動装置つまりインバータ回路のブロック図で
ある。同図において、圧電トランス18は図13に示し
たものであり、可変発振回路1は圧電トランス18の2
分の1波長モードの共振周波数近傍の駆動交流信号を発
生する。そして、圧電トランス18を矩形波形の駆動信
号で駆動すると、共振周波数近傍の成分以外はすべて圧
電トランス18内で熱に変わるので、圧電トランス18
の信頼性の点から、また変換効率の点から、可変発振回
路1の出力信号は波形整形回路2によりほぼ正弦波に波
形整形される。波形整形回路2は簡単な場合にはローパ
スフィルタであり、効率を特に重視する場合にはバンド
パスフィルタが用いられる。波形整形回路2の出力はド
ライブ回路3で圧電トランス18を駆動するに充分なレ
ベルに電圧増幅あるいは電流増幅される。ドライブ回路
3の出力は圧電トランス18の電極1と電極2に入力さ
れる。圧電トランス18は圧電効果により入力電圧を高
電圧に昇圧する。圧電トランス18の出力信号は電極3
と電極4からバランス信号として取り出され、冷陰極蛍
光灯6に印加され冷陰極蛍光灯6は点灯する。通常、図
13に示した様な圧電トランスを用いた駆動回路の出力
周波数は50〜200kHz程度に設定されることが多
い。従来のアンバランス型出力の圧電トランスで、しか
も高い周波数で冷陰極蛍光灯6を駆動すると、冷陰極蛍
光灯6は特に複雑な挙動を示す。例えば、そのインピー
ダンスの絶対値や位相が不安定に変化して、一定振幅の
交流電圧で駆動したとしても、図2に示したように、冷
陰極蛍光灯6に流れる電流は不安定に脈動する。冷陰極
蛍光灯6の不安定さが大きくなると、アンバランス型出
力の圧電トランスはこの負荷変動に耐えられなくなり、
さらに大きな動作不安定を招き、やがてアンバランス型
圧電トランスは発熱が大きくなり、特性劣化を招き寿命
の低下をきたす。そして、冷陰極蛍光灯6は輝度が不安
定になり、同様に寿命の低下をきたす。
【0046】しかし、図13の圧電トランスを使用した
図14の駆動回路では、冷陰極蛍光灯6を圧電トランス
のバランス出力で駆動している。発明者は冷陰極蛍
光灯6がアンバランス出力で駆動すると不安定動作を
し、バランス出力で駆動すると冷陰極蛍光灯6の不安定
動作を抑制することができることを初めて見出したもの
であり、バランス出力型の圧電トランスを用いることに
より、図2に示すような冷陰極蛍光灯6の電流の脈動を
えることができることを見した。そして、バランス
出力で駆動すると、結果的に図3に示すように冷陰極蛍
光灯6に流れる電流値をほぼ一定にできる。
【0047】図15は、本願発明の実施の形態例の別
例である圧電トランスの側面から見た構造図である。
圧電トランス19はチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)な
どの圧電セラミック材料から成る矩形板に1次側(入力
側、電極1と電極2と電極3)および2次側(出力側、
電極4と電極5)の電極を付けて構成されている。同図
中の矢印は分極の向きで、1次側は矩形板の厚さ方向に
分極されており、2次側は長さ方向に分極されている。
1次側電極の電極3をコモンにして電極1と電極2に圧
電トランス19の共振周波数近傍の交流電圧を印加する
と、圧電トランス19は同図の変位分布曲線で示される
ような分布を持つ長さ方向の機械的振動(1波長モー
ド)を起こし、この機械的振動を圧電効果により電圧に
変換して2次側電極である電極4と電極5から高圧電圧
を取り出すことができる。ここで、圧電トランス19の
出力は、従来の圧電トランスのアンバランス出力とは異
なり、電極4と電極5から反対符号の出力(バランス出
力)として取り出される。
【0048】図16は、本願発明の実施の形態例の別
の例である圧電トランスの側面から見た構造図である。
圧電トランス20はチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)な
どの圧電セラミック材料から成る矩形板に1次側(入力
側、電極1と電極2と電極3と電極4と電極5)および
2次側(出力側、電極6と電極7)の電極を付けて構成
されている。同図中の矢印は分極の向きで、1次側は矩
形板の厚さ方向に分極されており、2次側は長さ方向に
分極されている。1次側電極の電極5をコモンにして電
極1と電極2と電極3と電極4に圧電トランス20の共
振周波数近傍の交流電圧を印加すると、圧電トランス2
0は同図の変位分布曲線で示されるような分布を持つ長
さ方向の機械的振動(2分の3波長モード)を起こし、
この機械的振動を圧電効果により電圧に変換して2次側
電極である電極6と電極7から高圧電圧を取り出すこと
ができる。ここで、圧電トランス20の出力は、従来の
圧電トランスのアンバランス出力とは異なり、電極6と
電極7から反対符号の出力(バランス出力)として取り
出される。
【0049】図17は、本願発明の実施の形態例5の別
の例である圧電トランスの側面から見た構造図である。
圧電トランス21はチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)な
どの圧電セラミック材料から成る矩形板に1次側(入力
側、電極1と電極2)および2次側(出力側、電極3と
電極4)の電極を付けて構成されている。同図中の矢印
は分極の向きで、1次側は矩形板の厚さ方向に分極され
ており、2次側は長さ方向に分極されている。1次側電
極の電極2をコモンにして電極1に圧電トランス21の
共振周波数近傍の交流電圧を印加すると、圧電トランス
21は同図の変位分布曲線で示されるような分布を持つ
長さ方向の機械的振動(2分の1波長モード)を起こ
し、この機械的振動を圧電効果により電圧に変換して2
次側電極である電極3と電極4から高圧電圧を取り出す
ことができる。ここで、圧電トランス21の出力は、従
来の圧電トランスのアンバランス出力と異なり、電極3
と電極4から反対符号の出力(バランス出力)として取
り出される。
【0050】図18は、本願発明の実施の形態例5の別
の例である圧電トランスの側面から見た構造図である。
圧電トランス22はチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)な
どの圧電セラミック材料から成る矩形板に1次側(入力
側、電極1と電極2)および2次側(出力側、電極3と
電極4)の電極を付けて構成されている。同図中の矢印
は分極の向きで、1次側は矩形板の厚さ方向に分極され
ており、2次側は長さ方向に分極されている。1次側電
極の電極2をコモンにして電極1に圧電トランス22の
共振周波数近傍の交流電圧を印加すると、圧電トランス
22は同図の変位分布曲線で示されるような分布を持つ
長さ方向の機械的振動(1波長モード)を起こし、この
機械的振動を圧電効果により電圧に変換して2次側電極
である電極3と電極4から高圧電圧を取り出すことがで
きる。ここで、圧電トランス22の出力は、従来の圧電
トランスのアンバランス出力と異なり、電極3と電極4
から反対符号の出力(バランス出力)として取り出され
る。
【0051】図19は、本願発明の実施の形態例5の別
の例である圧電トランスの側面から見た構造図である。
圧電トランス23はチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)な
どの圧電セラミック材料から成る矩形板に1次側(入力
側、電極1と電極2)および2次側(出力側、電極3と
電極4)の電極を付けて構成されている。同図中の矢印
は分極の向きで、1次側は矩形板の厚さ方向に分極され
ており、2次側は長さ方向に分極されている。1次側電
極の電極2をコモンにして電極1に圧電トランス23の
共振周波数近傍の交流電圧を印加すると、圧電トランス
23は同図の変位分布曲線で示されるような分布を持つ
長さ方向の機械的振動(2分の3波長モード)を起こ
し、この機械的振動を圧電効果により電圧に変換して2
次側電極である電極3と電極4から高圧電圧を取り出す
ことができる。ここで、圧電トランス2の出力は、従
来の圧電トランスのアンバランス出力とは異なり、電極
3と電極4から反対符号の出力(バランス出力)として
取り出される。
【0052】ここで、図17、図18、図19の実施の
形態例では出力電極3を圧電トランスの下面から取って
いるが、もちろん圧電トランスの上面から取っても同様
な効果が望める。また、出力電極3を圧電トランスを鉢
巻状に1周して取っても同様な効果が望める。
【0053】
【発明の効果】本発明によれば、冷陰極蛍光灯の特性変
動を抑制するために、例えば圧電トランスの入力インピ
ーダンスの数%〜数10%の値の抵抗をドライブ回路と
圧電トランスの入力端子の間に挿入している。この抵抗
の挿入により冷陰極蛍光灯のインピーダンスが低下して
も圧電トランスは大きな電流を供給することはできない
ので、冷陰極蛍光灯に流れる電流値をほぼ一定にして脈
動を抑制することができる。
【0054】また本発明によれば、冷陰極蛍光灯の特性
変動を抑制するために、例えば冷陰極蛍光灯の入力イン
ピーダンスの数%〜数10%の値の抵抗を圧電トラン
の出力端子と冷陰極蛍光灯との間に挿入している。この
抵抗の挿入により冷陰極蛍光灯のインピーダンスが低下
しても圧電トランスは大きな電流を供給することはでき
ないので、冷陰極蛍光灯に流れる電流値をほぼ一定にし
て脈動を抑制することができる。
【0055】また本発明によれば、ドライブ回路に電磁
型の昇圧トランスを挿入し、この昇圧トランスの出力イ
ンピーダンスを圧電トランスの入力インピーダンスの数
%〜数10%となるように高く設定し、冷陰極蛍光灯の
インピーダンスが低下しても圧電トランスは大きな電流
を供給することはできないので、冷陰極蛍光灯に流れる
電流値をほぼ一定にして、脈動を抑制することができ
る。
【0056】また本発明によれば、冷陰極蛍光灯とコモ
ンとの間にコンデンサを直列に接続している。従って、
冷陰極蛍光灯の両端子には圧電トランスの出力容量とコ
ンデンサの容量が接続されて駆動されているので、冷陰
極蛍光灯の電流の脈動を押さえることができ、冷陰極蛍
光灯に流れる電流値をほぼ一定にできる。
【0057】また本発明によれば、バランス出力型の圧
電トランスを用いることにより、冷陰極蛍光灯の特性変
動を抑制することができるので、冷陰極蛍光灯に流れる
電流値をほぼ一定にして脈動を抑制して、安定な動作を
する圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動
装置の実施の形態例1の一例のブロック図である。
【図2】圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置における
冷陰極蛍光灯の電流の包絡線波形である。
【図3】本発明の圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置
における冷陰極蛍光灯の電流の包絡線波形である。
【図4】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動
装置の実施の形態例1の別の例のブロック図である。
【図5】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動
装置の実施の形態例2の一例のブロック図である。
【図6】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動
装置の実施の形態例2の別の例のブロック図である。
【図7】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動
装置の実施の形態例2の別の例のブロック図である。
【図8】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動
装置の実施の形態例3の一例のブロック図である。
【図9】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動
装置の実施の形態例3の別の例のブロック図である。
【図10】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆
動装置の実施の形態例3の別の例のブロック図である。
【図11】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆
動装置の実施の形態例4の一例のブロック図である。
【図12】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆
動装置の実施の形態例4の別の例のブロック図である。
【図13】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆
動装置の実施の形態例5に用いる圧電トランスの構造図
である。
【図14】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆
動装置の実施の形態例5の一例のブロック図である。
【図15】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆
動装置の実施の形態例5に用いる別の圧電トランスの構
造図である。
【図16】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆
動装置の実施の形態例5に用いる別の圧電トランスの構
造図である。
【図17】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆
動装置の実施の形態例5に用いる別の圧電トランスの構
造図である。
【図18】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆
動装置の実施の形態例5に用いる別の圧電トランスの構
造図である。
【図19】本発明による圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆
動装置の実施の形態例5に用いる別の圧電トランスの構
造図である。
【図20】従来のローゼン型圧電トランスの構造図であ
る。
【図21】従来の圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置
のブロック図である。
【図22】従来の別の圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動
装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 可変発振回路 2 波形整形回路 3 ドライブ回路 4 抵抗 5 圧電トランス 6 冷陰極蛍光灯 7 帰還抵抗 8 発振制御回路 9 抵抗 10 帰還抵抗 11 分割抵抗 12 分割抵抗 13 電流増幅回路 14 電磁式昇圧トランス 15 抵抗 16 コンデンサ 17 コンデンサ 18 圧電トランス 19 圧電トランス 20 圧電トランス 21 圧電トランス 22 圧電トランス 23 圧電トランス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 和應 大阪市北区長柄東2丁目9番95号 ウエ スト電気株式会社内 (72)発明者 牧野 博 大阪市北区長柄東2丁目9番95号 ウエ スト電気株式会社内 (72)発明者 長谷川 渉 大阪市北区長柄東2丁目9番95号 ウエ スト電気株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−252466(JP,A) 特開 平6−204582(JP,A) 特開 平7−176805(JP,A) 特開 平7−147771(JP,A) 特開 平8−222391(JP,A) 特開 平8−306984(JP,A) 特開 平8−222778(JP,A) 特開 平8−264854(JP,A) 特開 平8−213666(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/48 H01L 41/107

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流駆動信号を発生する発振回路と、前
    記交流駆動信号を増幅する駆動回路と、圧電体に入力電
    極と出力電極を設けて構成した圧電トランスと、冷陰極
    蛍光灯とを有する圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置
    であって、 前記圧電トランスの前記出力電極と前記冷陰極蛍光灯と
    の間に抵抗が直列接続されており、前記抵抗は前記冷陰
    極蛍光灯のインピーダンスの5%〜20%程度の抵抗値
    を有することを特徴とする圧電トランス式冷陰極蛍光灯
    駆動装置。
  2. 【請求項2】 交流駆動信号を発生する発振回路と、前
    記交流駆動信号を増幅する駆動回路と、圧電体に入力電
    極と出力電極を設けて構成した圧電トランスと、冷陰極
    蛍光灯とを有する圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置
    であって、 前記駆動回路は、電流増幅回路と昇圧トランスとを有
    し、前記昇圧トランスの出力インピーダンスが前記圧電
    トランス5の入力インピーダンスの5%〜20%程度で
    あることを特徴とする圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動
    装置。
  3. 【請求項3】 交流駆動信号を発生する発振回路と、前
    記交流駆動信号を増幅する駆動回路と、圧電体に入力電
    極と出力電極を設けて構成した圧電トランスと、冷陰極
    蛍光灯とを有する圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置
    であって、 前記駆動回路は、電流増幅回路と昇圧トランスとを備
    え、前記昇圧トランスの出力端子に直列にインピーダン
    スが前記圧電トランス5の入力インピーダンスの5%〜
    20%程度である抵抗またはインダクタンスが接続され
    ていることを特徴とする圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆
    動装置。
  4. 【請求項4】 交流駆動信号を発生する発振回路と、前
    記交流駆動信号を増幅する駆動回路と、圧電体に入力電
    極と出力電極を設けて構成した圧電トランスと、冷陰極
    蛍光灯とを有する圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置
    であって、 前記冷陰極蛍光灯のグランド側にコンデンサが直列接続
    されており、前記コンデンサは前記圧電トランスの出力
    容量の0.2〜2倍程度のコンデンサ容量を有すること
    を特徴とする圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置。
  5. 【請求項5】 交流駆動信号を発生する発振回路と、 前記交流駆動信号を増幅する駆動回路と、 圧電体に入力電極と出力電極を設けて構成した圧電トラ
    ンスと、前記出力電極に電気的に接続された 冷陰極蛍光灯とを有
    する圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置であって、 前記入力電極は前記圧電トランスの一方の主面上に設け
    られた少なくとも2つ以上の電極を備え、前記出力電極は第1及び第2の電極を備え、 前記第1の電極が前記圧電体の長さ方向の一方の端面部
    に設けられ、前記第2の電極が前記圧電体の長さ方向の
    他方の端面部に設けられ、 前記第1及び第2の電極が前記冷陰極蛍光灯と電気的に
    接続されており、前記冷陰極蛍光灯がバランス型の出力
    で駆動される ことを特徴とする圧電トランス式冷陰極蛍
    光灯駆動装置。
  6. 【請求項6】 前記入力電極は、前記圧電トランスの一
    方の主面上に設けられた第1の電極及び第2の電極と、
    前記圧電トランスの他方の主面上に設けられた第3の電
    極とを備え、前記出力電極は、第4の電極及び第5の電
    極とを備え、前記第1、第2及び第3の電極に前記交流
    駆動信号を入力して前記圧電トランスの長さ方向に1波
    長の機械的振動を起こし、前記第4の電極及び前記第5
    の電極からバランス型出力を取り出す請求項5記載の圧
    電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置。
  7. 【請求項7】 前記入力電極は、前記圧電トランスの一
    方の主面上に設けられた第1の電極、第2の電極、第3
    の電極及び第4の電極と、前記圧電トランスの他方の主
    面上に設けられた第5の電極とを備え、前記出力電極
    は、第6の電極及び第7の電極とを備え、前記第1、第
    2、第3、第4及び第5の電極に前記交流駆動信号を入
    力して前記圧電トランスの長さ方向に2分の3波長の機
    械的振動を起こし、前記第6の電極及び前記第7の電極
    からバランス型出力を取り出す請求項5記載の圧電トラ
    ンス式冷陰極蛍光灯駆動装置。
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