JP3461647B2 - Drive device for piezoelectric transformer - Google Patents

Drive device for piezoelectric transformer

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JP3461647B2
JP3461647B2 JP34283095A JP34283095A JP3461647B2 JP 3461647 B2 JP3461647 B2 JP 3461647B2 JP 34283095 A JP34283095 A JP 34283095A JP 34283095 A JP34283095 A JP 34283095A JP 3461647 B2 JP3461647 B2 JP 3461647B2
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博 牧野
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ウエスト電気株式会社
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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】本発明は、例えば液晶表示装
置のバックライトとして用いられている冷陰極放電灯の
点灯装置において上記放電灯を点灯させる高電圧を発生
させるために用いられる圧電トランスの駆動装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving method of a piezoelectric transformer used for generating a high voltage for lighting a discharge lamp in a lighting device for a cold cathode discharge lamp used as a backlight of a liquid crystal display device, for example. It relates to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えば液晶表示装置のバック
ライトとして用いられている冷陰極放電灯を点灯させる
高電圧を発生するために圧電トランスが使用できること
は、日経エレクトロニクス誌1994.11.7号の第
147頁に記載されているように周知である。
2. Description of the Related Art Conventionally, it is known that a piezoelectric transformer can be used to generate a high voltage for lighting a cold cathode discharge lamp used as a backlight of a liquid crystal display device, for example, Nikkei Electronics magazine No. 1994.11.1.7. , Pp. 147, and is well known.

【0003】また、上記圧電トランスの駆動方式として
は、上記文献に開示されているような他励方式や、ある
いは自励方式による駆動方式が周知である。上記文献に
開示された他励方式について簡単に述べると、電源投入
によりまず電圧制御発振器の発振周波数を設定し、この
設定された周波数の出力信号に基づいて圧電トランスを
駆動し、以降は圧電トランスの出力電流をオペアンプを
介して積分器にフィードバックし、該積分器の出力にて
上記出力電流が設定値になるように上記電圧制御発振器
の発振周波数を制御するように構成されている。
Further, as a driving method of the piezoelectric transformer, a separately-excited method as disclosed in the above-mentioned literature or a driving method by a self-excited method is well known. Briefly describing the separately excited method disclosed in the above-mentioned document, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator is first set by turning on the power source, and the piezoelectric transformer is driven based on the output signal of the set frequency. Is fed back to the integrator through the operational amplifier, and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator is controlled so that the output current of the integrator has a set value.

【0004】また、自励方式は、一般的には増幅器で圧
電トランスを駆動し、当該圧電トランスの状態を示す信
号を上記増幅器の入力端子に正帰還するように構成され
ており、すなわち電源を投入した後、上記増幅器と帰還
回路とによって次第に発振が成長してある時間後に定常
の発振駆動状態に至るように構成されている。
The self-excited system is generally constructed such that an amplifier drives a piezoelectric transformer and a signal indicating the state of the piezoelectric transformer is positively fed back to an input terminal of the amplifier, that is, a power source is used. After being turned on, a steady oscillation drive state is reached after a certain period of time during which oscillation is gradually grown by the amplifier and the feedback circuit.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電ト
ランスの共振周波数は温度特性を持っており、よって他
励方式で駆動する場合、上記温度特性を補償するため
に、例えば上述した電圧で周波数を可変する電圧制御発
振器によって出力電流を安定化するような構成を採用す
る必要があり、その構成が複雑化することになる不都合
点を有していた。
However, the resonance frequency of the piezoelectric transformer has a temperature characteristic, and therefore, when the piezoelectric transformer is driven by the separate excitation method, in order to compensate the temperature characteristic, for example, the frequency is changed by the above voltage. It is necessary to adopt a configuration in which the output current is stabilized by the voltage-controlled oscillator, which has the disadvantage that the configuration becomes complicated.

【0006】一方、自励方式で発振駆動する場合には、
温度によって共振周波数が変化しても自動的に駆動周波
数が追従して安定した出力が得られるため、上述した他
励方式により駆動させる場合に比して回路構成を簡単に
できるものの、上記増幅器としてA級増幅器のような損
失の生じ易い増幅器を使う必要がある不都合点を有して
いた。
On the other hand, when oscillating by the self-excited method,
Even if the resonance frequency changes due to temperature, the drive frequency automatically follows and a stable output is obtained, so the circuit configuration can be simplified compared to the case of driving by the above-mentioned external excitation method, There is a disadvantage that it is necessary to use a lossy amplifier such as a class A amplifier.

【0007】本発明は、この様に複雑な回路構成となる
電圧制御発振器や損失の生じ易いA級増幅器を使用する
ことなく、簡単な回路構成で圧電トランスを駆動できる
圧電トランスの駆動装置を提供することを目的とする。
The present invention provides a piezoelectric transformer drive device capable of driving a piezoelectric transformer with a simple circuit configuration without using a voltage-controlled oscillator or a class A amplifier which easily causes loss, which has such a complicated circuit configuration. The purpose is to do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、圧電トランスの出力状態に応答して上記圧
電トランスの駆動方式を、電源投入時に設定される他励
方式である第1方式から少なくとも自励方式を含む第2
方式に変化させて圧電トランスの駆動装置を構成したも
のである。
In order to solve this problem, the present invention provides a driving method of the piezoelectric transformer in response to the output state of the piezoelectric transformer, which is a separately excited method set when the power is turned on. Second method including at least self-excited method
The piezoelectric transformer driving device is configured by changing the method.

【0009】これにより、圧電トランスを、電圧制御発
振器や損失の生じ易いA級増幅器を使用することなく、
簡単な回路構成で、かつ電源投入直後においても確実に
駆動できることになる。
As a result, the piezoelectric transformer can be used without using a voltage controlled oscillator or a class A amplifier which easily causes a loss.
With a simple circuit configuration, it can be driven reliably even immediately after the power is turned on.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、圧電トランスを起動時は他励方式で、その後自励方
式で駆動させる駆動装置であって、駆動装置の出力には
圧電トランスの出力電流を検出する電流検出器を備え、
電流検出器からの信号を微分した後、時定数回路を接続
した波形整形回路の波高値が自励用発振器のトリガレベ
ルを越えたことを条件として、起動時の他励方式から自
励方式運転に切り替える圧電トランスの駆動装置を構成
したものであり、圧電トランスを、電圧制御発振器や損
失の生じ易いA級増幅器を使用することなく、簡単な回
路構成で、かつ電源投入直後においても確実に駆動でき
るという作用を有する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is a method of separately exciting a piezoelectric transformer at the time of starting, and then self-exciting.
It is a drive device driven by a formula, the output of the drive device
Equipped with a current detector that detects the output current of the piezoelectric transformer,
Connect the time constant circuit after differentiating the signal from the current detector
The peak value of the waveform shaping circuit is the trigger level of the self-excited oscillator.
If the external excitation method at startup is
The piezoelectric transformer driving device is configured to switch to the excitation system operation , and the piezoelectric transformer has a simple circuit configuration without using a voltage-controlled oscillator or a class A amplifier that easily causes loss, and immediately after power-on. It has an effect that it can be driven reliably.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【0013】本発明の請求項に記載の発明は、電源と
圧電トランスとの間に接続され前記圧電トランスに対す
る駆動電圧の供給を行う駆動回路と、前記駆動回路の動
作を制御して前記圧電トランスの駆動動作を制御する第
一方形波出力を発生する方形波発信回路と、圧電トラン
スの出力電流波形に対して位相差のある波形を有する出
力を形成する微分回路及び時定数回路と、微分回路およ
び時定数回路の出力でトリガされ、出力レベルが切り替
わる第二方形波出力を出力する波形整形回路とを備え、
前記波形整形回路の出力端子を前記方形波発信回路の帰
還入力部に、前記第二方形波出力が前記方形波発信回路
の帰還入力に並列的に入力されるように接続すると共
に、前記方形波発信回路を、前記波形整形回路が前記第
二方形波出力を出力した時には前記第二方形波出力を優
先的に出力するように圧電トランスの駆動装置を構成し
たものであり、圧電トランスを、電圧制御発振器や損失
の生じ易いA級増幅器を使用することなく、簡単な回路
構成で、かつ電源投入直後においても確実に駆動できる
という作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a drive circuit which is connected between a power source and a piezoelectric transformer to supply a drive voltage to the piezoelectric transformer, and the piezoelectric circuit which controls the operation of the drive circuit. A square wave oscillator circuit that generates a first one-sided wave output that controls the drive operation of the transformer, a differentiation circuit and a time constant circuit that form an output having a waveform having a phase difference with respect to the output current waveform of the piezoelectric transformer , Differentiation circuit and
And the output level is triggered by the output of the time constant circuit
And a waveform shaping circuit that outputs a second square wave output ,
The output terminal of the waveform shaping circuit is connected to the feedback input section of the square wave transmission circuit so that the second square wave output is input in parallel to the feedback input of the square wave transmission circuit, and the square wave is also connected. The oscillator circuit is a piezoelectric transformer driving device configured to preferentially output the second square wave output when the waveform shaping circuit outputs the second square wave output. The circuit has a simple circuit configuration without using a controlled oscillator or a class A amplifier that easily causes a loss, and can reliably drive even immediately after power-on.

【0014】本発明の請求項に記載の発明は、請求項
に記載の圧電トランスの駆動装置の波形整形回路中の
時定数回路を可変抵抗を含んで構成したものであり、上
述した請求項に記載の発明が有する作用に加え、圧電
トランスの出力電流を可変調整可能とした作用を有す
る。本発明の請求項に記載の発明は、請求項2に記載
の圧電トランスの駆動装置の方形波発信回路を帰還部に
周波数調整手段を設けて、これにより圧電トランスの出
力電流を可変としたものであり、上述した請求項に記
載の発明が有する作用に加え、圧電トランスの出力電流
を可変調整可能とした作用を有する。
The invention according to claim 3 of the present invention is a claim
In the waveform shaping circuit of the piezoelectric transformer driving device described in 2 ,
The time constant circuit is configured to include a variable resistor , and in addition to the function of the invention described in claim 2 described above, it has the function of variably adjusting the output current of the piezoelectric transformer. According to a fourth aspect of the present invention, the square wave transmission circuit of the piezoelectric transformer driving device according to the second aspect is provided with frequency adjusting means in the feedback section, whereby the output current of the piezoelectric transformer is made variable. In addition to the function of the invention described in claim 2 , the output current of the piezoelectric transformer can be variably adjusted.

【0015】本発明の請求項に記載の発明は、請求項
に記載の圧電トランスの駆動装置の方形波発信回路
を、帰還部に電圧に対して非線形な回路を設けて、これ
により圧電トランスの出力電流を安定化したものであ
り、上述した請求項に記載の発明が有する作用に加
え、圧電トランスの出力電流を安定化できる作用を有す
る。
The invention according to claim 5 of the present invention is
The square wave oscillator circuit of the piezoelectric transformer driving apparatus according to 2, provided with a non-linear circuit against voltage feedback unit, thereby is obtained by stabilizing the piezoelectric transformer output current, claim 2 described above In addition to the function of the invention described in (1), it has a function of stabilizing the output current of the piezoelectric transformer.

【0016】本発明の請求項に記載の発明は、請求項
2乃至5に記載の圧電トランスの駆動装置の方形波発信
回路を、非安定マルチバイブレーターで構成したもので
あり上述した請求項2乃至5に記載の発明が有する作用
と同様の作用を有する。以下、本発明の実施の形態につ
いて、図1から図5を用いて説明する。
The invention according to claim 6 of the present invention is
The square wave transmission circuit of the piezoelectric transformer driving device described in 2 to 5 is constituted by an astable multivibrator, and has the same operation as that of the invention described in claims 2 to 5 . Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.

【0017】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1を示す電気回路図であり、圧電トランス1の一次側
1aに印加されることにより圧電トランス1を駆動する
電圧は、インダクタ5とスイッチ素子であるトランジス
タ6とによって形成されている駆動回路4と電源23と
で発生させられ、具体的には図2(A)に示したような
波形を有する電圧がトランジスタ6のベースに印加され
ことにより、上記トランジスタ6がONしている間にイ
ンダクタ5に蓄えられたエネルギーがトランジスタ6が
OFFになった時、上記圧電トランス1の1次側の静電
容量との共振によって放出されることにより図2(B)
のような波形を有する電圧となる。
(Embodiment 1) FIG. 1 is an electric circuit diagram showing Embodiment 1 of the present invention. The voltage for driving the piezoelectric transformer 1 by being applied to the primary side 1a of the piezoelectric transformer 1 is an inductor. 2 and a power source 23, which is generated by the drive circuit 4 formed by the transistor 6 which is a switching element, and specifically, a voltage having a waveform as shown in FIG. By being applied, the energy stored in the inductor 5 while the transistor 6 is ON is released by resonance with the electrostatic capacitance on the primary side of the piezoelectric transformer 1 when the transistor 6 is OFF. By doing so, Fig. 2 (B)
The voltage has a waveform like this.

【0018】上記のような電圧の圧電トランス1の一次
側への印加によって圧電トランス1は機械的共振振動を
して二次側1bにほぼ完全な正弦波の高電圧を発生し、
負荷2である例えば冷陰極蛍光放電灯に出力電流を流
す。図1において、点線で囲んだ部分7は、インバータ
8,9、抵抗10,11、可変抵抗12およびコンデン
サ13とからなる非安定マルチバイブレータである方形
波発振回路を示し、また部分14は、可変抵抗15とコ
ンデンサ16とからなり、圧電トランス1の出力状態で
ある出力電流を検出する状態検出手段である抵抗3の端
子電圧の位相を変えるための位相変換回路を示し、また
部分17は、インバータ18、抵抗19,20およびコ
ンデンサ21とから構成され、上記抵抗20の端子電圧
がインバータ18の入力スレッシュホールド電圧になさ
れて位相変換回路14の出力電圧をゼロクロス点で方形
波に変換するようになされた波形整形回路を示してい
る。なお、上記インバータ18の一端は結合手段である
例えばコンデンサ22を介して方形波発振回路7と接続
されている。
By applying the voltage as described above to the primary side of the piezoelectric transformer 1, the piezoelectric transformer 1 undergoes mechanical resonance vibration to generate a substantially perfect high voltage of a sine wave on the secondary side 1b.
An output current is passed through the load 2, for example, a cold cathode fluorescent discharge lamp. In FIG. 1, a portion 7 surrounded by a dotted line shows a square wave oscillator circuit which is an astable multivibrator including inverters 8 and 9, resistors 10 and 11, a variable resistor 12 and a capacitor 13, and a portion 14 is a variable wave oscillator. A phase conversion circuit for changing the phase of the terminal voltage of the resistor 3 which is a state detecting means for detecting the output current of the piezoelectric transformer 1 and which includes the resistor 15 and the capacitor 16 is shown. 18, a resistor 19, 20 and a capacitor 21, and the terminal voltage of the resistor 20 is converted into an input threshold voltage of the inverter 18 to convert the output voltage of the phase conversion circuit 14 into a square wave at the zero cross point. 2 shows a waveform shaping circuit. In addition, one end of the inverter 18 is connected to the square wave oscillation circuit 7 through a coupling means, for example, a capacitor 22.

【0019】次に電源23が投入された直後の動作につ
いて説明する。電源23が投入されると方形波発振回路
7はコンデンサ13、抵抗10、可変抵抗12、抵抗1
1、コンデンサ22の定数で決まる周波数で発振して駆
動回路4の動作を制御し、圧電トランス1の一次側1a
を図2(B)に図示したような電圧で駆動する。
Next, the operation immediately after the power source 23 is turned on will be described. When the power supply 23 is turned on, the square wave oscillator circuit 7 includes a capacitor 13, a resistor 10, a variable resistor 12, and a resistor 1.
1, the operation of the drive circuit 4 is controlled by oscillating at a frequency determined by the constant of the capacitor 22, and the primary side 1a of the piezoelectric transformer 1 is controlled.
Is driven by the voltage as shown in FIG.

【0020】すなわち、圧電トランス1は他励方式で駆
動されることになり、よって圧電トランス1の機械振動
の振幅は暫時大きくなり、伴って負荷2に流れる電流及
び抵抗3の端子電圧が増大して行く。この抵抗3の端子
電圧の立ち上がり特性は負荷2が冷陰極蛍光放電灯の場
合、さらに緩やかなものになってしまう。
That is, since the piezoelectric transformer 1 is driven by the separate excitation method, the amplitude of mechanical vibration of the piezoelectric transformer 1 temporarily increases, and accordingly, the current flowing through the load 2 and the terminal voltage of the resistor 3 increase. Go. When the load 2 is a cold cathode fluorescent discharge lamp, the rising characteristic of the terminal voltage of the resistor 3 becomes more gradual.

【0021】抵抗3の端子電圧は、位相変換回路14の
可変抵抗15とコンデンサ16とで調整された位相に進
められて波形整形回路17のインバータ18に入力され
るが、抵抗3の端子電圧が適宜の大きさになるまでは上
記インバータ18は動作をせず、かかる状態時における
方形波発振回路7のインバータ9の入力端子に印加され
る電圧の波形を、電源投入時点をt0、上記インバータ
9の入力スレッシュホールド電圧をVthとして示すと
図3(A)に示すようになる。
The terminal voltage of the resistor 3 is advanced to the phase adjusted by the variable resistor 15 and the capacitor 16 of the phase conversion circuit 14 and input to the inverter 18 of the waveform shaping circuit 17, but the terminal voltage of the resistor 3 is The inverter 18 does not operate until it reaches an appropriate size, and the waveform of the voltage applied to the input terminal of the inverter 9 of the square wave oscillation circuit 7 in such a state is t0 when the power is turned on and the inverter 9 is turned on. The input threshold voltage of 1 is shown as Vth in FIG. 3 (A).

【0022】この波形は立ち上がり部が鈍っているがこ
れはコンデンサ22がインバータ9内の接地又は電源と
接続されているからである。上述のような他励方式によ
る駆動にて圧電トランス1の出力電流が流れ始め、時点
t1において抵抗3の端子電圧が適宜の大きさになる
と、インバータ18は動作を始めて出力端子に方形波電
圧を出力し、この時点t1で方形波発振回路7のインバ
ータ9の入力電圧を可変することになる。
The rising portion of this waveform is blunt because the capacitor 22 is connected to the ground in the inverter 9 or the power supply. When the output current of the piezoelectric transformer 1 starts to flow due to the drive by the above-described separate excitation method, and the terminal voltage of the resistor 3 becomes an appropriate magnitude at time t1, the inverter 18 starts operating and applies a square wave voltage to the output terminal. After the output, the input voltage of the inverter 9 of the square wave oscillation circuit 7 is changed at this time t1.

【0023】すなわち、図3(A)に示したように時点
t1において急峻に立ち上がった後当該時点t1からコ
ンデンサ13と抵抗10,11と可変抵抗12との時定
数によって電圧は低下して行くが、まだ入力スレッシュ
ホールド電圧に達していない時点t2でインバータ18
が反転し、以降同様の動作に基づいて形成された電圧波
形がインバータ9の入力電圧として繰り返し供給される
ことになる。
That is, as shown in FIG. 3A, the voltage rises sharply at time t1 and then the voltage decreases due to the time constants of the capacitor 13 , the resistors 10 and 11 and the variable resistor 12 from the time t1. , At time t2 when the input threshold voltage is not reached yet, the inverter 18
Is inverted, and thereafter, the voltage waveform formed based on the similar operation is repeatedly supplied as the input voltage of the inverter 9.

【0024】この様にインバータ9の入力端子にはコン
デンサ13と抵抗10等とによる時定数が作用しなくな
ってしまうので、方形波発振回路7は、それまでの圧電
トランス1を駆動する駆動回路4の動作を制御する発振
回路として機能していた回路からインバータ18の出力
を駆動信号としてトランジスタ6のゲートに伝えるだけ
の伝達回路に移行してしまう。
As described above, since the time constant of the capacitor 13 and the resistor 10 and the like no longer acts on the input terminal of the inverter 9, the square wave oscillator circuit 7 drives the piezoelectric transformer 1 up to that point. The circuit that functions as the oscillation circuit that controls the operation of the above shifts to a transmission circuit that only transmits the output of the inverter 18 as a drive signal to the gate of the transistor 6.

【0025】かかる状態は、トランジスタ6がインバー
タとして働くのでインバータ18との組み合わせによっ
て圧電トランス1の一次側1aに正帰還がかかったこと
になり、すなわち上述した時点t1以降圧電トランス1
はいわゆる自励方式で駆動されることになる。なお、圧
電トランス1の出力の大きさは、共振周波数で駆動され
る時最も大きく、共振周波数より周波数を高くするほど
小さくなるが、本実施の形態1においては可変抵抗15
を調節することによりインバータ18の動作タイミン
グ、すなわち方形波発振回路7を介して駆動回路4に伝
達される駆動信号の周波数を制御できることから、上記
調節を行うことによって上記出力を制御し、負荷2に流
れる電流を適宜設定している。
In such a state, since the transistor 6 functions as an inverter, a positive feedback is applied to the primary side 1a of the piezoelectric transformer 1 in combination with the inverter 18, that is, the piezoelectric transformer 1 after the time t1 described above.
Will be driven by the so-called self-excited method. The magnitude of the output of the piezoelectric transformer 1 is the largest when driven at the resonance frequency, and becomes smaller as the frequency becomes higher than the resonance frequency. However, in the first embodiment, the variable resistor 15 is used.
The operating timing of the inverter 18, that is, the frequency of the drive signal transmitted to the drive circuit 4 via the square wave oscillating circuit 7 can be controlled by adjusting the output voltage. The current flowing through is set appropriately.

【0026】また、図1に示した実施の形態1における
インバータ18と方形波発振回路7との結合手段である
コンデンサ22の容量値を小さくするとインバータ9の
入力電圧波形は図3(B)のようになる。時点t0にお
ける電源投入からの他励方式による駆動にて圧電トラン
ス1の出力電流が流れ始め、時点t3において抵抗3の
端子電圧が適宜の大きさになると該時点t3でインバー
タ18は反転動作を行い、この時点t3でインバータ9
の入力電圧はコンデンサ22によって図中のvだけ電圧
が高くなり、その後低下して行き時点t4でスレッシュ
ホールド電圧に達してインバータ9の出力がローレベル
に反転する。
Further, when the capacitance value of the capacitor 22 which is the coupling means between the inverter 18 and the square wave oscillation circuit 7 in the first embodiment shown in FIG. 1 is reduced, the input voltage waveform of the inverter 9 becomes as shown in FIG. Like When the output current of the piezoelectric transformer 1 starts to flow due to the drive by the separate excitation method after the power is turned on at the time point t0 and the terminal voltage of the resistor 3 becomes an appropriate value at the time point t3, the inverter 18 performs the inverting operation at the time point t3. , At this time t3, the inverter 9
The input voltage of 1 is increased by v in the figure by the capacitor 22, then decreases and reaches the threshold voltage at time t4, and the output of the inverter 9 is inverted to the low level.

【0027】時点t4からはコンデンサ22に流れる電
流の期間によって正常な発振動作が行われて時点t5で
インバータ18の出力電圧が反転する。なお、図3
(B)における時点t4からt5までは位相差であり、
本実施の形態においては位相変換回路14によって設
定される位相差と協働して圧電トランス1の出力の位相
に対して約90度になるようになされている。
From time t4, the normal oscillation operation is performed depending on the period of the current flowing through the capacitor 22, and the output voltage of the inverter 18 is inverted at time t5. Note that FIG.
From time t4 to time t5 in (B), there is a phase difference,
In the first embodiment, it cooperates with the phase difference set by the phase conversion circuit 14 so that the output phase of the piezoelectric transformer 1 becomes approximately 90 degrees.

【0028】なお、位相変換回路14の可変抵抗15の
抵抗値を大きくすれば位相差は90度に近ずき小さくす
ると90度より小さくなって行き、このため上記可変抵
抗15の調整により圧電トランス1の駆動周波数を制御
でき、これにより負荷2に流れる負荷電流を微調節する
ことができる。 (実施の形態2)図4は本発明の実施の形態2を示す電
気回路図(A)とその特徴を説明するための動作特性図
(B)であり、図4(A)からも明らかなように、本実
施の形態2は、図1に示した実施の形態1における方形
波発振回路7に対して抵抗24,ツェナーダイオード2
5,26を追加した構成を有している。
If the resistance value of the variable resistor 15 of the phase conversion circuit 14 is increased, the phase difference approaches 90 degrees, and if it is decreased, the phase difference becomes smaller than 90 degrees. Therefore, by adjusting the variable resistor 15, the piezoelectric transformer is adjusted. 1 can be controlled, and the load current flowing through the load 2 can be finely adjusted. (Embodiment 2) FIG. 4 is an electric circuit diagram (A) showing Embodiment 2 of the present invention and an operation characteristic diagram (B) for explaining the features thereof, which is apparent from FIG. 4 (A). As described above, the second embodiment is different from the square wave oscillator circuit 7 according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that the resistor 24 and the Zener diode 2 are provided.
It has a configuration in which 5, 26 are added.

【0029】したがって、実施の形態2においては、方
形波発振回路7が電源電圧が高い程その発振周波数が高
くなるように動作することになる。この結果、図1に示
した実施の形態1と図4(A)に示した実施の形態2に
おける電源電圧の変動に対する負荷電流の変化特性を夫
々a,bで示した動作特性図である図4(B)からも明
らかなように、発振周波数が一定に固定されていること
から電源電圧が高くなるにしたがって負荷電流が増大し
て行く特性を有する実施の形態1に比して、電源電圧の
上昇に対する負荷電流の増大の割合を小さくできること
なる特徴を有することになる。
Therefore, in the second embodiment, the square wave oscillating circuit 7 operates so that its oscillation frequency becomes higher as the power supply voltage becomes higher. As a result, FIG. 4 is an operation characteristic diagram showing load-current change characteristics with respect to fluctuations in the power supply voltage in the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. As is clear from FIG. 4 (B), since the oscillation frequency is fixed, the power supply voltage is higher than that of the first embodiment, which has a characteristic that the load current increases as the power supply voltage increases. Therefore, the ratio of increase of the load current with respect to increase of is reduced.

【0030】なお、電源電圧の上昇に対する負荷電流の
増大割合を小さくできるということは、電源電圧の変動
に対する負荷電流の変動を小さくできることに他なら
ず、例えば負荷として冷陰極蛍光放電灯を用いる場合、
電源電圧の変動に対する管電流の変動を小さくでき、具
体的には、複雑、かつ高価な定電圧構成を用いることな
く上記冷陰極蛍光放電灯の明るさの変動を抑制できるこ
とになる等の実用的効果を期待できることになる。
The fact that the rate of increase of the load current with respect to the rise of the power supply voltage can be made small means that the change of the load current with respect to the change of the power supply voltage can be made small. For example, when a cold cathode fluorescent discharge lamp is used as the load. ,
The fluctuation of the tube current with respect to the fluctuation of the power supply voltage can be reduced, and specifically, the fluctuation of the brightness of the cold cathode fluorescent discharge lamp can be suppressed without using a complicated and expensive constant voltage configuration. You can expect an effect.

【0031】(実施の形態3)図5は本発明の実施の形
態3を示す電気回路図である。図1に示した本発明の実
施の形態1ではインバータを3素子使っているが、実施
の形態3はこれを5素子用いたものである。圧電トラン
ス1の出力回路が事故的に開放になった時、圧電トラン
スの振動振幅および出力電圧が著しく大きくなり、その
ため圧電トランス1が破壊してしまう等の不都合を生じ
る恐れがあるが、図5はこれを防止するものである。
(Third Embodiment) FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a third embodiment of the present invention. In the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, three inverters are used, but in the third embodiment, five inverters are used. When the output circuit of the piezoelectric transformer 1 is accidentally opened, the vibration amplitude and the output voltage of the piezoelectric transformer become extremely large, which may cause inconvenience such as destruction of the piezoelectric transformer 1. Is to prevent this.

【0032】すなわち、図5は図1に示した実施の形態
1における方形波発振回路7に対してインバータ27,
28、コンデンサ29,30、抵抗31,32、ダイオ
ード33,34および電源35を追加したものである。
図5において、コンデンサ29は抵抗31を介して電源
35により充電されるよう構成されており、このコンデ
ンサ29の充電電圧がインバータ28のスレッシュホー
ルド電圧に達するとインバータ28がローレベルを出力
し、これにより方形波発振回路7のインバータ9の入力
端子がローレベルに固定されることになり、この時点で
圧電トランス1は駆動されなくなる。
That is, FIG. 5 shows an inverter 27 for the square wave oscillator circuit 7 in the first embodiment shown in FIG.
28, capacitors 29 and 30, resistors 31 and 32, diodes 33 and 34, and a power supply 35 are added.
In FIG. 5, the capacitor 29 is configured to be charged by the power source 35 via the resistor 31, and when the charging voltage of the capacitor 29 reaches the threshold voltage of the inverter 28, the inverter 28 outputs a low level, As a result, the input terminal of the inverter 9 of the square wave oscillator circuit 7 is fixed at a low level, and the piezoelectric transformer 1 is no longer driven at this point.

【0033】一方、インバータ18の出力がコンデンサ
30、抵抗32を介してインバータ27に印加される場
合、このインバータ27は上記インバータ18の出力周
期に応じて反転動作することになり、その出力がローレ
ベルになされた場合、コンデンサ29の充電電荷をダイ
オード34を介して放出することになる。したがって、
圧電トランス1が正常に駆動されている場合、圧電トラ
ンス1の出力状態のフィードバックによりインバータ
の反転動作出力がインバータ27に印加されることに
なるため、コンデンサ29の充電電圧が上昇してインバ
ータ28が動作して圧電トランス1が駆動されなくなる
ことはなく、一方、圧電トランス1の出力回路が開放さ
れると、その出力状態のフィードバックが行われなくな
り、よってインバータ18の反転動作出力の出力が停止
され、この結果上記コンデンサ29の充電が継続して行
われ、先にも述べたようにインバータ28の動作により
圧電トランス1が駆動されなくなる。
On the other hand, when the output of the inverter 18 is applied to the inverter 27 via the capacitor 30 and the resistor 32, the inverter 27 will perform an inverting operation according to the output cycle of the inverter 18 , and its output will be low. When the voltage is set to the level, the charged electric charge of the capacitor 29 is discharged through the diode 34. Therefore,
When the piezoelectric transformer 1 is normally driven, the inverter 1 is fed back by the output state of the piezoelectric transformer 1.
Since the inverting operation output of No. 8 is applied to the inverter 27, the charging voltage of the capacitor 29 does not rise and the inverter 28 operates and the piezoelectric transformer 1 is not driven. On the other hand, the output of the piezoelectric transformer 1 does not occur. When the circuit is opened, its output state is not fed back, so that the output of the inverting operation output of the inverter 18 is stopped, and as a result, the capacitor 29 is continuously charged, as described above. Moreover, the operation of the inverter 28 prevents the piezoelectric transformer 1 from being driven.

【0034】例えば、図5においてコンデンサ29と抵
抗31とによる時定数を0.5秒程度に設定しておくこ
とにより、圧電トランス1の駆動時においてインバータ
18のハイレベル出力が0.5秒以内にコンデンサ30
を介してインバータ27に供給されなかった場合、イン
バータ28の動作によって方形波発振回路7のインバー
タ9の入力端子をローレベルに固定できることになり、
これにより圧電トランス1の不所望な駆動を阻止できる
ことになる。
For example, in FIG. 5, by setting the time constant of the capacitor 29 and the resistor 31 to about 0.5 seconds, the inverter is driven when the piezoelectric transformer 1 is driven.
18 high-level output within 30 seconds capacitor 30
If it is not supplied to the inverter 27 via the, the input terminal of the inverter 9 of the square wave oscillation circuit 7 can be fixed to the low level by the operation of the inverter 28.
This can prevent undesired driving of the piezoelectric transformer 1.

【0035】この状態は電源23が開放されるまで続く
ので圧電トランスを破壊したりすることがなくなる。
Since this state continues until the power supply 23 is opened, the piezoelectric transformer is not destroyed.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明による圧電トランスの駆動装置
は、圧電トランスの出力状態に応答して上記圧電トラン
スの駆動方式を、電源投入時に設定される他励方式であ
る第1方式から少なくとも自励方式を含む第2方式に変
化させて構成したものである。したがって、電圧制御発
振器や損失の生じ易いA級増幅器を使用することなく、
簡単な回路構成で、かつ電源投入直後においても確実に
駆動できることになる効果を有している。
According to the piezoelectric transformer driving apparatus of the present invention, the piezoelectric transformer driving method is at least self-excited in response to the output state of the piezoelectric transformer, from the first method, which is the separate excitation method set when the power is turned on. It is configured by changing to the second method including the method. Therefore, without using a voltage controlled oscillator or a class A amplifier that easily causes loss,
It has an effect that it can be driven reliably with a simple circuit configuration even immediately after the power is turned on.

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

【図1】本発明の圧電トランスの駆動装置の実施の形態
1を示す電気回路図
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing a first embodiment of a piezoelectric transformer driving device of the present invention.

【図2】(A)実施の形態1のトランジスタ6のベース
に印加される電圧波形図 (B)実施の形態1の圧電トランス1の1次側に印加さ
れる電圧波形図
FIG. 2A is a voltage waveform diagram applied to the base of the transistor 6 of the first embodiment, and FIG. 2B is a voltage waveform diagram applied to the primary side of the piezoelectric transformer 1 of the first embodiment.

【図3】(A)実施の形態1におけるインバータ9の入
力電圧波形図 (B)実施の形態1におけるインバータ9の入力電圧波
形図
FIG. 3A is an input voltage waveform diagram of the inverter 9 in the first embodiment. FIG. 3B is an input voltage waveform diagram of the inverter 9 in the first embodiment.

【図4】(A)本発明の圧電トランスの駆動装置の実施
の形態2を示す電気回路図 (B)実施の形態2の特徴を説明するための動作特性図
FIG. 4A is an electric circuit diagram showing a piezoelectric transformer driving device according to a second embodiment of the invention, and FIG. 4B is an operation characteristic diagram for explaining the features of the second embodiment.

【図5】本発明の圧電トランスの駆動装置の実施の形態
3を示す電気回路図
FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a third embodiment of the piezoelectric transformer driving device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電トランス 2 負荷 3 抵抗 4 駆動回路 5 インダクタ 6 トランジスタ 7 方形波発振回路 8 インバータ 9 インバータ 10 抵抗 11 抵抗 12 可変抵抗 13 コンデンサ 14 位相変換回路 15 可変抵抗 16 コンデンサ 17 波形整形回路 18 インバータ 19 抵抗 20 抵抗 21 コンデンサ 22 コンデンサ 23 電源 24 抵抗 25 ツェナーダイオード 26 ツェナーダイオード 27 インバータ 28 インバータ 29 コンデンサ 30 コンデンサ 31 抵抗 32 抵抗 33 ダイオード 34 ダイオード 35 電源 1 Piezoelectric transformer 2 load 3 resistance 4 drive circuit 5 inductor 6 transistors 7 Square wave oscillator 8 inverter 9 inverter 10 resistance 11 resistance 12 variable resistance 13 capacitors 14 Phase conversion circuit 15 Variable resistance 16 capacitors 17 Wave shaping circuit 18 Inverter 19 resistance 20 resistance 21 capacitor 22 Capacitor 23 Power 24 resistance 25 Zener diode 26 Zener diode 27 inverter 28 Inverter 29 capacitors 30 capacitors 31 resistance 32 resistance 33 diode 34 diode 35 power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 5/10 H01L 41/107 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 5/10 H01L 41/107

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 圧電トランスを起動時は他励方式で、そ
の後自励方式で駆動させる駆動装置であって、駆動装置
の出力には圧電トランスの出力電流を検出する電流検出
器を備え、電流検出器からの信号を微分した後、時定数
回路を接続した波形整形回路の波高値が自励用発振器の
トリガレベルを越えたことを条件として、起動時の他励
方式から自励方式運転に切り替える圧電トランスの駆動
装置。
1. A piezoelectric transformer is separately excited when starting up.
A drive device driven by a rear self-exciting method,
The current output detects the output current of the piezoelectric transformer
The time constant after the signal from the current detector is differentiated
The peak value of the waveform shaping circuit connected to the circuit is
If the trigger level is exceeded, other excitation at startup
Piezoelectric transformer switching from self-excited operation to self-excited operation
apparatus.
【請求項2】 電源と圧電トランスとの間に接続され前
記圧電トランスに対する駆動電圧の供給を行う駆動回路
と、前記駆動回路の動作を制御して前記圧電トランスの
駆動動作を制御する第一方形波出力を発生する方形波発
信回路と、圧電トランスの出力電流波形に対して位相差
のある波形を有する出力を形成する微分回路及び時定数
回路と、微分回路および時定数回路の出力でトリガさ
れ、出力レベルが切り替わる第二方形波出力を出力する
波形整形回路とを備え、前記波形整形回路の出力端子を
前記方形波発信回路の帰還入力部に、前記第二方形波出
力が前記方形波発信回路の帰還入力に並列的に入力され
るように接続すると共に、前記方形波発信回路を、前記
波形整形回路が前記第二方形波出力を出力した時には前
記第二方形波出力を優先的に出力するように構成したこ
とを特徴とする圧電トランスの駆動装置。
2. A connection between a power supply and a piezoelectric transformer
A drive circuit for supplying a drive voltage to the piezoelectric transformer
And the operation of the drive circuit to control the piezoelectric transformer
Square wave generator that produces a first-sided wave output that controls drive operation
Phase difference between the output current waveform of the transmission circuit and the piezoelectric transformer
Differentiating circuit and time constant forming an output having a certain waveform
Trigger on the output of the circuit and the differentiation circuit and the time constant circuit
Output a second square wave output whose output level is switched.
A waveform shaping circuit, and the output terminal of the waveform shaping circuit
The second square wave output is fed to the feedback input of the square wave oscillator circuit.
Force is input in parallel to the feedback input of the square wave oscillator circuit.
And the square wave transmission circuit,
When the waveform shaping circuit outputs the second square wave output
The second square wave output is configured to be output preferentially.
And a piezoelectric transformer drive device.
【請求項3】 前記波形整形回路中の時定数回路は可変
抵抗を含んで構成され、該可変抵抗の値を調整すること
により発振周波数を変化させ、圧電トランスの出力電流
を可変調整可能とした請求項2に記載の圧電トランスの
駆動装置。
3. The time constant circuit in the waveform shaping circuit is variable
Adjusting the value of the variable resistor, which is configured to include a resistor
The oscillation frequency is changed by the
The piezoelectric transformer according to claim 2, wherein the
Drive.
【請求項4】 前記方形波発信回路は、帰還部に周波数
調整手段を設けて、これにより圧電トランスの出力電流
を可変とした請求項2に記載の圧電トランスの駆動装
置。
4. The square-wave oscillator circuit comprises a frequency feedback circuit.
Adjusting means is provided so that the output current of the piezoelectric transformer
The drive device for the piezoelectric transformer according to claim 2, wherein
Place
【請求項5】 前記方形波発信回路は、帰還部に電圧に
対して非線形な回路を設けて、これにより圧電トランス
の出力電流を安定化した請求項2に記載の圧電トラン
ス。
5. The square-wave oscillator circuit uses a voltage for the feedback section.
A non-linear circuit is provided for the piezoelectric transformer.
The piezoelectric transformer according to claim 2, wherein the output current of the device is stabilized.
Su.
【請求項6】 前記方形波発信回路は非安定マルチバイ
ブレーターである請求項2乃至5に記載の圧電トランス
の駆動回路。
6. The square-wave oscillator circuit is an astable multi-by circuit.
A piezoelectric transformer according to any one of claims 2 to 5, which is a blater.
Drive circuit.
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