JP4526488B2 - 電流共振型放電管用インバータ回路 - Google Patents
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Description
トランスの一次巻線の電圧位相と電流位相との間に位相差が必然的になくなる。そのために昇圧トランスの力率が改善され、トランス一次巻線に流れる電流が減るとともに、スイッチングトランジスタに流れる電流も最小となり、その結果、昇圧トランス一次巻線の発熱とスイッチングトランジスタの発熱が減り、インバータ回路の効率が改善されるものである。これを、ゼロ電流スイッチング手段により高効率がもたらされたものと誤認したものと考えられる。
的な冷陰極管用の昇圧トランスは二次側共振回路のQ値は決して高く設定されていない。つまり、Q値を高く設定するという技術的思想が本発明の出願時点において、当業者の間で公知であるとは言えないためである。
仮に、二次側回路の共振周波数よりもインバータ回路の動作周波数が高くなった場合、電流検出手段R2に発生する電圧の位相は昇圧トランス一次巻線に与えられる電圧の実効値の位相に対して少し遅れる。その結果、コンパレータA2及びA3を介して生じるスイッチング信号の位相も遅れるようになり、インバータ回路の周波数は低くなる。逆にインバータ回路の動作周波数が低くなった場合にはコンパレータA2及びA3を介して生じるスイッチング信号の位相が進むようになりインバータ回路の動作周波数は高くなる。このようにして、インバータ回路の動作周波数は二次側回路の共振周波数に自動的に一致させられる。
(作用)
,615号、同第6,259,615号及び特開2002−233158の各公報では、これをtank circuitと称しており、特開昭59−032370号の共振回路及び本発明の発明者による特許第2733817号(米国特許第5495405号)及び特開2003−168585の各公報においては共振回路と称しているものであるが、いずれも同じものを意味するものである。この場合、電流検出手段は昇圧トランスの一次側に設けられている。
図17は前記図16の等価回路によりシミュレーションを行った場合の位相特性(上)と伝達特性(下)を示す説明図である。図17において、横軸はインバータ回路の駆動周波数を表し、図17(上)はトランス一次側から見た電圧と電流の位相関係を示した図であり、図17(下)は放電管のインピーダンスZに与えられる電圧を表したものである。この図17の中で、放電管のインピーダンスZは3段階に変化させている。aがインピーダンス高、bがインピーダンス中、cがインピーダンス低の場合である。
図19(上)および図19(下)において横軸は周波数であり、図19(上)は位相特性、図19(下)は伝達特性を表している。aは冷陰極管のインピーダンスが大、bはインピーダンスが中、cはインピーダンスが小の場合である。
図20は図7の回路を等価回路に置き換えたものである。電流検出手段は昇圧トランス二次巻線のGND側に取り付けても高圧側に取り付けても回路シミュレーション上においては等価である。
図21(上)および図21(下)において横軸は周波数であり、図21(上)は位相特性、図21(下)は、前記図17、図19と同様に、伝達特性を表している。aは冷陰極管のインピーダンスが大、bはインピーダンスが中、cはインピーダンスが小の場合である。
〔発明の効果〕
Claims (8)
- 電流共振型のインバータ回路は昇圧トランスを有し、該昇圧トランスの二次側巻線側には該昇圧トランスの二次巻線の漏れインダクタンスと二次側回路に存在する容量成分との間で共振回路を構成し、該昇圧トランスの二次側回路の容量成分に含まれる補助的な共振容量と該補助的な容量に流れる共振電流の位相を検出する共振電流位相検出手段と、該共振電流位相検出手段の出力を受けて切り替えタイミングを決定するスイッチング手段を有し、該スイッチング手段は該昇圧トランスの一次側巻線を駆動し、該昇圧トランスの二次巻線の漏れインダクタンスと該補助的な共振容量を含む容量成分が直列共振回路を構成し、該直列共振回路の共振周波数において自励発振をすることを特徴とする電流共振型放電管用インバータ回路。
- 電流共振型のインバータ回路は昇圧トランスを有し、該昇圧トランスの二次巻線に流れる共振電流の位相を検出する共振電流位相検出手段と、該共振電流位相検出手段の出力を受けて切り替えタイミングを決定するスイッチング手段を有し、該スイッチング手段は該昇圧トランスの一次側巻線を駆動し、該昇圧トランスの二次巻線の漏れインダクタンスと該補助的な共振容量を含む容量成分が直列共振回路を構成し、該直列共振回路の共振周波数において自励発振をすることを特徴とする電流共振型放電管用インバータ回路。
- 前記昇圧トランスの一次巻線はセンター・タップを有し、該センター・タップは電源に接続され、他の二つの端子はそれぞれスイッチング手段であるトランジスタを介して接地されている請求項1又は2記載の電流共振型放電管用インバータ回路。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の電流共振型放電管用インバータ回路において、前記共振電流位相検出手段に生じる電圧と電力制御信号の電圧とを比較することにより、該共振電流位相検出手段に生じる電圧の正側のピークまたは負側のピークを中心として時間的前後に均等に広がる電力制御波形を生じせしめ、該電力制御波形によって前記昇圧トランスの一次側巻線を駆動するスイッチング手段を導通させる電流共振型放電管用インバータ回路。
- 電流共振型のインバータ回路は昇圧トランスを有し、該昇圧トランスの二次側巻線側には該昇圧トランスの二次巻線の漏れインダクタンスと二次側回路に存在する容量成分との間で共振回路を構成し、電流共振型のインバータ回路をフル・ブリッジ形回路で構成し、該フル・ブリッジ形回路は昇圧トランスを有し、該昇圧トランスの二次巻線に流れる電流を検出する共振電流位相検出手段を有し、該共振電流位相検出手段の出力を受けて切り替えタイミングを決定するスイッチング手段を有し、該スイッチング手段は該昇圧トランスの一次側巻線を駆動し、該昇圧トランスの二次巻線の漏れインダクタンスと該補助的な共振容量を含む容量成分が直列共振回路を構成し、該直列共振回路の共振周波数において自励発振をすることを特徴とする電流共振型放電管用インバータ回路。
- 請求項5記載の電流共振型のインバータ回路をフル・ブリッジ形回路で構成し、該フル・ブリッジ形回路は昇圧トランスを有し、該昇圧トランスの二次巻線に流れる電流を検出する共振電流位相検出手段を有し、該共振電流位相検出手段に生じる電圧と電力制御信号の電圧とを比較することにより、該共振電流位相検出手段に生じる電圧の正側のピークまたは負側のピークを中心として時間的前後に均等に広がる電力制御波形を生じせしめ、該電力制御波形によって前記昇圧トランスの一次側巻線を駆動するスイッチング手段を導通させることを特徴とする電流共振型放電管用インバータ回路。
- 請求項1又は2の電流共振型放電管用インバータ回路において、前記共振電流位相検出手段は一端がGNDに接続されたツェナー・ダイオードである放電管用インバータ回路。
- 請求項1又は2の電流共振型放電管用インバータ回路において、前記共振電流位相検出手段はフォトカプラである放電管用インバータ回路。
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