JP3755975B2 - 高圧発生用電源装置 - Google Patents
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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばテレビジョン受像機やディスプレイ装置などに用いられる高圧発生用電源装置に係り、特に一次側の共振パルスを昇圧して高電圧を得る高圧発生用電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
テレビジョン受像機やディスプレイ装置において、高圧出力を安定化する手段として多くの提案がなされている。その中で高圧出力の変化に対して高速応答できるという点で、フライバックトランス(以下、FBTと略記する)の一次側電流を高圧出力の変化に応じてスイッチ素子のオンオフ期間を直接制御する方法が提案されている。
【0003】
この方法は、高速応答が可能であるという利点はあるが、ダンパー期間のオフ期間(スイッチ素子のオフ期間)にFBTと共振コンデンサによる不要な共振パルスが発生するという欠点を有している。
この欠点を解消するため、例えば特開平6−178138号公報(特許第2531008号)に記載されているような共振型電源回路が提案されている。この電源回路は、共振コンデンサの低圧側にダイオードからなるクランプ回路を設け、それにより不要パルス共振電圧の発生を抑止しようとするものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの電源回路では、ダンパー期間終了後からスイッチ素子がオンする間には共振コンデンサに起因するパルスは発生しないが、FBTあるいは他の回路素子の浮遊容量に起因する不要パルスを生じるという問題は依然解決されていない。この不要パルスは画面への有害なノイズ源となるため、解決しなければならない重要な問題である。
【0005】
一方、この種の電源装置は一般にパーソナルコンピュータのモニタに用いられることが多いが、この場合は駆動周波数が広い範囲にわたることになる。このような場合従来は、スイッチ素子がオンする時点のFBT電流は前記浮遊容量とFBTインダクタンスで共振しているから、周波数により正方向から負方向まで大きく変動する。このため、高圧出力変動をスイッチ素子のオンタイムで制御する場合、周波数によって前記オンタイムと高圧出力がリニアに変化しないという欠点を有している。
【0006】
これを解消するため、図6に示すような回路構成が検討されている。図中の1はFBT、3はスイッチ素子、4はダイオード、5はダンパーダイオード、8は共振コンデンサ、9はダイオード、12は1次コイル、13はインダクタとコンデンサと抵抗からなるLCR並列回路、Bは駆動電源である。
【0007】
同図に示すように1次コイル12と駆動電源Bの間にLCR並列回路13が接続されて、周波数により共振電流が大きく変動するのを抑制している。しかしこの方法ではLCR並列回路13が必要であり、またLCR並列回路13には大きな電流を流すため2W程度の電力を消費するという欠点がある。
【0008】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、ダンパー期間終了後からスイッチ素子がオンする期間に生じる不要パルスを小さくして、画面への有害なノイズの発生を抑制でき、しかも消費電力の少ない高圧発生用電源装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第1の本発明は、
一端に駆動電源が接続されたフライバックトランスの1次コイルメイン巻線と、
その1次コイルメイン巻線と磁気的に結合された1次コイルサブ巻線と、
ダイオードを介して前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続され、出力変動に応じてフライバックトランスの1次コイルに流れる電流のオン期間を制御するスイッチ素子と、
前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続されて、ダンパー期間にダンパー電流を流すダンパーダイオードと、
前記1次コイルサブ巻線の高圧側にアノード端を接続した第1のダイオードと、
一端をその第1のダイオードのカソード端に接続し、他端をグランドに接続した共振コンデンサと、
その共振コンデンサと前記第1のダイオードのカソード端との接続部にアノード端が接続され、カソード端が前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続された第2のダイオードとを備えたことを特徴とするものである。
【0010】
前記目的を達成するため、第2の本発明は、
一端に駆動電源が接続されたフライバックトランスの1次コイルメイン巻線と、
その1次コイルメイン巻線と磁気的に結合された1次コイルサブ巻線と、
ダイオードを介して前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続され、出力変動に応じてフライバックトランスの1次コイルに流れる電流のオン期間を制御するスイッチ素子と、
前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続されて、ダンパー期間にダンパー電流を流すダンパーダイオードと、
前記1次コイルサブ巻線の低圧側とグランドとの間に接続した第1のダイオードと、
一端を前記1次コイルサブ巻線の高圧側に接続し、他端をグランドに接続した共振コンデンサと、
その共振コンデンサと前記1次コイルサブ巻線の高圧端との接続部にアノード端が接続され、カソード端が前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続された第2のダイオードとを備えたことを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る高圧発生用電源装置回路図、図2は図1に示した回路中の電圧v1 ,v2 ならびに電流i1 〜i5 の波形図である。
【0012】
図中の1はFBT、2は1次コイルメイン巻線、3はスイッチ素子、4はダイオード、5はダンパーダイオード、6は1次コイルサブ巻線、7は第1のダイオード、8は共振コンデンサ、9は第2のダイオード、10は抵抗、Bは駆動電源である。
【0013】
FBT1の1次コイルは1次コイルメイン巻線2と1次コイルサブ巻線6により構成され、1次コイルメイン巻線2と1次コイルサブ巻線6は磁気的に充分密に結合している。FBT1における1次コイルメイン巻線2の一端A点に駆動電源Bが接続され、他端B点は高圧出力の変化に伴いオンオフ制御される。ダンパー期間にダンパー電流を流すダンパーダイオード5が、ダイオード4を介してスイッチ素子3に接続されている。
【0014】
1次コイルサブ巻線6の一端はグランドに、他端は第1のダイオード7に接続され、また共振コンデンサ8をグランドとの間に接続する。共振コンデンサ8は、第2のダイオード9を介して1次コイルメイン巻線2のB点に接続する。このB点と共振コンデンサ8の間、すなわち第2のダイオード9の両端に抵抗10が接続されている。
【0015】
本実施の形態に係る高圧発生用電源装置はこのような回路構成になっており、前記スイッチ素子3がオンすると駆動電源Bから1次コイルメイン巻線2を通って電流i1 が流れ、その1次コイルメイン巻線2に電磁エネルギーが蓄積される。
【0016】
スイッチ素子3がオフすると、1次コイルメイン巻線2に流れていた電流は磁気的に密に結合した1次コイルサブ巻線6を通り共振コンデンサ8に流れ込み(i2 )、共振コンデンサ8を充電する。充電が終わった時点で1次コイルサブ巻線6は第1のダイオード7で遮断されているので、共振コンデンサ8から第2のダイオード9を通って1次コイルメイン巻線2に放電してパルス電圧を発生する。
【0017】
次にダンパー期間に入ると、1次コイルメイン巻線2からダンパーダイオード5のルートで電流i5 が流れる。ダンパー期間が終了すると、1次コイルメイン巻線2に流れていた電流はそれに密に結合した1次コイルサブ巻線6を通って再度共振コンデンサ8を充電する。充電が終わった時点では、第2のダイオード9はカットオフの状態になつているため、共振コンデンサ8の電位はそのまま保持される。従って、ダンパー期間が終了してからスイッチ素子3のオン時の間に、共振コンデンサ8と1次コイルの間に不要なパルスの発生はない。
【0018】
但しこれはFBT1が理想トランスとして、また回路に浮遊容量がないという条件の場合に不要パルスの発生はないが、現実にはFBT1および他の回路は相当の浮遊容量を有しており、この浮遊容量とFBT1の1次コイルの間でパルス電圧を生じることになる。
そこで共振コンデンサ8と1次コイルメイン巻線2との間に、すなわち第2のダイオード9の両端間に抵抗10を接続しているので、この間に生じている交流成分は抵抗10を通して流れるため、この交流成分は急速に減衰する。なお、第2のダイオード9間に生じている電圧のほとんどは、FBT1および他の回路が有している浮遊容量に起因するパルス成分であり、このパルス成分は抵抗10によって有効に減衰することができる。なお、この減衰に要する電力は0.5W程度の僅かなものである。
【0019】
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図である。図1に示す第1の実施の形態に係る電源装置は、第2のダイオード9に対して抵抗10を並列に接続したが、この実施の形態では第1のダイオード7に対して抵抗10を並列に接続している。
【0020】
図4は、本発明の第3の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図である。図1に示す第1の実施の形態に係る電源装置は、第1のダイオード7を1次コイルサブ巻線6の高圧側に接続し、1次コイルサブ巻線6の低圧側をグランドに接続したが、この実施の形態では第1のダイオード7を1次コイルサブ巻線6の低圧側とグランドの間に接続している。
【0021】
図5は本発明の第4の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図であり、この例で前記第3の実施の形態と相違する点は、第1のダイオード7に対して抵抗11を並列に追加接続している点である。
【0022】
【発明の効果】
本発明は前述のような構成になっており、ダンパー期間終了後からスイッチ素子オンまでの間に生じる共振コンデンサに起因する不要なパルス成分をなくすことができ、さらに浮遊容量に起因するパルス成分を大幅に減衰することができ、画面への有害なノイズの発生が抑制できる高圧発生用電源装置を提供することができる。
【0023】
また本発明の高圧発生用電源装置では共振電流を大きくダンピングさせることができるので、スイッチ素子のオンタイムと高圧出力はリニアに変化し、従って図6に示したようなLCR回路は不要となり、消費電力の削減が図れるなどの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図である。
【図2】その高圧発生用電源装置における各部電圧ならびに電流の波形図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図である。
【図5】本発明の第4の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図である。
【図6】従来検討された高圧発生用電源装置の回路図である。
【符号の説明】
1 FBT
2 1次コイルメイン巻線
3 スイッチ素子
4 ダイオード
5 ダンパーダイオード
6 1次コイルサブ巻線
7 第1のダイオード
8 共振コンデンサ
9 第2のダイオード
10,11 抵抗
B 駆動電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばテレビジョン受像機やディスプレイ装置などに用いられる高圧発生用電源装置に係り、特に一次側の共振パルスを昇圧して高電圧を得る高圧発生用電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
テレビジョン受像機やディスプレイ装置において、高圧出力を安定化する手段として多くの提案がなされている。その中で高圧出力の変化に対して高速応答できるという点で、フライバックトランス(以下、FBTと略記する)の一次側電流を高圧出力の変化に応じてスイッチ素子のオンオフ期間を直接制御する方法が提案されている。
【0003】
この方法は、高速応答が可能であるという利点はあるが、ダンパー期間のオフ期間(スイッチ素子のオフ期間)にFBTと共振コンデンサによる不要な共振パルスが発生するという欠点を有している。
この欠点を解消するため、例えば特開平6−178138号公報(特許第2531008号)に記載されているような共振型電源回路が提案されている。この電源回路は、共振コンデンサの低圧側にダイオードからなるクランプ回路を設け、それにより不要パルス共振電圧の発生を抑止しようとするものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの電源回路では、ダンパー期間終了後からスイッチ素子がオンする間には共振コンデンサに起因するパルスは発生しないが、FBTあるいは他の回路素子の浮遊容量に起因する不要パルスを生じるという問題は依然解決されていない。この不要パルスは画面への有害なノイズ源となるため、解決しなければならない重要な問題である。
【0005】
一方、この種の電源装置は一般にパーソナルコンピュータのモニタに用いられることが多いが、この場合は駆動周波数が広い範囲にわたることになる。このような場合従来は、スイッチ素子がオンする時点のFBT電流は前記浮遊容量とFBTインダクタンスで共振しているから、周波数により正方向から負方向まで大きく変動する。このため、高圧出力変動をスイッチ素子のオンタイムで制御する場合、周波数によって前記オンタイムと高圧出力がリニアに変化しないという欠点を有している。
【0006】
これを解消するため、図6に示すような回路構成が検討されている。図中の1はFBT、3はスイッチ素子、4はダイオード、5はダンパーダイオード、8は共振コンデンサ、9はダイオード、12は1次コイル、13はインダクタとコンデンサと抵抗からなるLCR並列回路、Bは駆動電源である。
【0007】
同図に示すように1次コイル12と駆動電源Bの間にLCR並列回路13が接続されて、周波数により共振電流が大きく変動するのを抑制している。しかしこの方法ではLCR並列回路13が必要であり、またLCR並列回路13には大きな電流を流すため2W程度の電力を消費するという欠点がある。
【0008】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、ダンパー期間終了後からスイッチ素子がオンする期間に生じる不要パルスを小さくして、画面への有害なノイズの発生を抑制でき、しかも消費電力の少ない高圧発生用電源装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第1の本発明は、
一端に駆動電源が接続されたフライバックトランスの1次コイルメイン巻線と、
その1次コイルメイン巻線と磁気的に結合された1次コイルサブ巻線と、
ダイオードを介して前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続され、出力変動に応じてフライバックトランスの1次コイルに流れる電流のオン期間を制御するスイッチ素子と、
前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続されて、ダンパー期間にダンパー電流を流すダンパーダイオードと、
前記1次コイルサブ巻線の高圧側にアノード端を接続した第1のダイオードと、
一端をその第1のダイオードのカソード端に接続し、他端をグランドに接続した共振コンデンサと、
その共振コンデンサと前記第1のダイオードのカソード端との接続部にアノード端が接続され、カソード端が前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続された第2のダイオードとを備えたことを特徴とするものである。
【0010】
前記目的を達成するため、第2の本発明は、
一端に駆動電源が接続されたフライバックトランスの1次コイルメイン巻線と、
その1次コイルメイン巻線と磁気的に結合された1次コイルサブ巻線と、
ダイオードを介して前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続され、出力変動に応じてフライバックトランスの1次コイルに流れる電流のオン期間を制御するスイッチ素子と、
前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続されて、ダンパー期間にダンパー電流を流すダンパーダイオードと、
前記1次コイルサブ巻線の低圧側とグランドとの間に接続した第1のダイオードと、
一端を前記1次コイルサブ巻線の高圧側に接続し、他端をグランドに接続した共振コンデンサと、
その共振コンデンサと前記1次コイルサブ巻線の高圧端との接続部にアノード端が接続され、カソード端が前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続された第2のダイオードとを備えたことを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る高圧発生用電源装置回路図、図2は図1に示した回路中の電圧v1 ,v2 ならびに電流i1 〜i5 の波形図である。
【0012】
図中の1はFBT、2は1次コイルメイン巻線、3はスイッチ素子、4はダイオード、5はダンパーダイオード、6は1次コイルサブ巻線、7は第1のダイオード、8は共振コンデンサ、9は第2のダイオード、10は抵抗、Bは駆動電源である。
【0013】
FBT1の1次コイルは1次コイルメイン巻線2と1次コイルサブ巻線6により構成され、1次コイルメイン巻線2と1次コイルサブ巻線6は磁気的に充分密に結合している。FBT1における1次コイルメイン巻線2の一端A点に駆動電源Bが接続され、他端B点は高圧出力の変化に伴いオンオフ制御される。ダンパー期間にダンパー電流を流すダンパーダイオード5が、ダイオード4を介してスイッチ素子3に接続されている。
【0014】
1次コイルサブ巻線6の一端はグランドに、他端は第1のダイオード7に接続され、また共振コンデンサ8をグランドとの間に接続する。共振コンデンサ8は、第2のダイオード9を介して1次コイルメイン巻線2のB点に接続する。このB点と共振コンデンサ8の間、すなわち第2のダイオード9の両端に抵抗10が接続されている。
【0015】
本実施の形態に係る高圧発生用電源装置はこのような回路構成になっており、前記スイッチ素子3がオンすると駆動電源Bから1次コイルメイン巻線2を通って電流i1 が流れ、その1次コイルメイン巻線2に電磁エネルギーが蓄積される。
【0016】
スイッチ素子3がオフすると、1次コイルメイン巻線2に流れていた電流は磁気的に密に結合した1次コイルサブ巻線6を通り共振コンデンサ8に流れ込み(i2 )、共振コンデンサ8を充電する。充電が終わった時点で1次コイルサブ巻線6は第1のダイオード7で遮断されているので、共振コンデンサ8から第2のダイオード9を通って1次コイルメイン巻線2に放電してパルス電圧を発生する。
【0017】
次にダンパー期間に入ると、1次コイルメイン巻線2からダンパーダイオード5のルートで電流i5 が流れる。ダンパー期間が終了すると、1次コイルメイン巻線2に流れていた電流はそれに密に結合した1次コイルサブ巻線6を通って再度共振コンデンサ8を充電する。充電が終わった時点では、第2のダイオード9はカットオフの状態になつているため、共振コンデンサ8の電位はそのまま保持される。従って、ダンパー期間が終了してからスイッチ素子3のオン時の間に、共振コンデンサ8と1次コイルの間に不要なパルスの発生はない。
【0018】
但しこれはFBT1が理想トランスとして、また回路に浮遊容量がないという条件の場合に不要パルスの発生はないが、現実にはFBT1および他の回路は相当の浮遊容量を有しており、この浮遊容量とFBT1の1次コイルの間でパルス電圧を生じることになる。
そこで共振コンデンサ8と1次コイルメイン巻線2との間に、すなわち第2のダイオード9の両端間に抵抗10を接続しているので、この間に生じている交流成分は抵抗10を通して流れるため、この交流成分は急速に減衰する。なお、第2のダイオード9間に生じている電圧のほとんどは、FBT1および他の回路が有している浮遊容量に起因するパルス成分であり、このパルス成分は抵抗10によって有効に減衰することができる。なお、この減衰に要する電力は0.5W程度の僅かなものである。
【0019】
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図である。図1に示す第1の実施の形態に係る電源装置は、第2のダイオード9に対して抵抗10を並列に接続したが、この実施の形態では第1のダイオード7に対して抵抗10を並列に接続している。
【0020】
図4は、本発明の第3の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図である。図1に示す第1の実施の形態に係る電源装置は、第1のダイオード7を1次コイルサブ巻線6の高圧側に接続し、1次コイルサブ巻線6の低圧側をグランドに接続したが、この実施の形態では第1のダイオード7を1次コイルサブ巻線6の低圧側とグランドの間に接続している。
【0021】
図5は本発明の第4の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図であり、この例で前記第3の実施の形態と相違する点は、第1のダイオード7に対して抵抗11を並列に追加接続している点である。
【0022】
【発明の効果】
本発明は前述のような構成になっており、ダンパー期間終了後からスイッチ素子オンまでの間に生じる共振コンデンサに起因する不要なパルス成分をなくすことができ、さらに浮遊容量に起因するパルス成分を大幅に減衰することができ、画面への有害なノイズの発生が抑制できる高圧発生用電源装置を提供することができる。
【0023】
また本発明の高圧発生用電源装置では共振電流を大きくダンピングさせることができるので、スイッチ素子のオンタイムと高圧出力はリニアに変化し、従って図6に示したようなLCR回路は不要となり、消費電力の削減が図れるなどの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図である。
【図2】その高圧発生用電源装置における各部電圧ならびに電流の波形図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図である。
【図5】本発明の第4の実施の形態に係る高圧発生用電源装置の回路図である。
【図6】従来検討された高圧発生用電源装置の回路図である。
【符号の説明】
1 FBT
2 1次コイルメイン巻線
3 スイッチ素子
4 ダイオード
5 ダンパーダイオード
6 1次コイルサブ巻線
7 第1のダイオード
8 共振コンデンサ
9 第2のダイオード
10,11 抵抗
B 駆動電源
Claims (4)
- 一端に駆動電源が接続されたフライバックトランスの1次コイルメイン巻線と、
その1次コイルメイン巻線と磁気的に結合された1次コイルサブ巻線と、
ダイオードを介して前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続され、出力変動に応じてフライバックトランスの1次コイルに流れる電流のオン期間を制御するスイッチ素子と、
前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続されて、ダンパー期間にダンパー電流を流すダンパーダイオードと、
前記1次コイルサブ巻線の高圧側にアノード端を接続した第1のダイオードと、
一端をその第1のダイオードのカソード端に接続し、他端をグランドに接続した共振コンデンサと、
その共振コンデンサと前記第1のダイオードのカソード端との接続部にアノード端が接続され、カソード端が前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続された第2のダイオードとを備えたことを特徴とする高圧発生用電源装置。 - 請求項1記載において、
前記第1のダイオードまたは第2のダイオードに抵抗を並列に接続したことを特徴とする高圧発生用電源装置。 - 一端に駆動電源が接続されたフライバックトランスの1次コイルメイン巻線と、
その1次コイルメイン巻線と磁気的に結合された1次コイルサブ巻線と、
ダイオードを介して前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続され、出力変動に応じてフライバックトランスの1次コイルに流れる電流のオン期間を制御するスイッチ素子と、
前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続されて、ダンパー期間にダンパー電流を流すダンパーダイオードと、
前記1次コイルサブ巻線の低圧側とグランドとの間に接続した第1のダイオードと、
一端を前記1次コイルサブ巻線の高圧側に接続し、他端をグランドに接続した共振コンデンサと、
その共振コンデンサと前記1次コイルサブ巻線の高圧端との接続部にアノード端が接続され、カソード端が前記1次コイルメイン巻線の高圧側に接続された第2のダイオードとを備えたことを特徴とする高圧発生用電源装置。 - 請求項3記載において、
前記第1のダイオードまたは第2のダイオードに抵抗を並列に接続したことを特徴とする高圧発生用電源装置。
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30583897A JP3755975B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 高圧発生用電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11146643A JPH11146643A (ja) | 1999-05-28 |
JP3755975B2 true JP3755975B2 (ja) | 2006-03-15 |
Family
ID=17949988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30583897A Expired - Fee Related JP3755975B2 (ja) | 1997-11-07 | 1997-11-07 | 高圧発生用電源装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3755975B2 (ja) |
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1997
- 1997-11-07 JP JP30583897A patent/JP3755975B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH11146643A (ja) | 1999-05-28 |
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