JPH0564437A - 高圧電源装置 - Google Patents

高圧電源装置

Info

Publication number
JPH0564437A
JPH0564437A JP3220703A JP22070391A JPH0564437A JP H0564437 A JPH0564437 A JP H0564437A JP 3220703 A JP3220703 A JP 3220703A JP 22070391 A JP22070391 A JP 22070391A JP H0564437 A JPH0564437 A JP H0564437A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
load
drive
power supply
piezoelectric transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3220703A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuji Yamashita
哲司 山下
Yasuhito Sasaki
康仁 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3220703A priority Critical patent/JPH0564437A/ja
Publication of JPH0564437A publication Critical patent/JPH0564437A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、負荷変動に対する出力電圧の安定
性とともに、負荷の開放もしくは短絡時に異常出力電圧
の発生等を防止することを目的とする。 【構成】 駆動回路6から圧電トランス1の駆動部に供
給される電流を検出する電流検出手段9と、この電流検
出手段9の検出出力に応じて駆動交流電圧の波高値を制
御する波高値制御手段10とを有することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電トランスを用いた
高圧電源装置に関し、詳しくは負荷状態に応じて圧電ト
ランスの駆動を制御するようにした高圧電源装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】圧電トランスを用いた従来の高圧電源装
置としては、例えば図10に示すようなものがある。同
図において、1は圧電トランスであり、その左半分が駆
動部2、右半分が発電部3である。駆動部2にはその両
側面に入力用電極4が設けられ、発電部3の先端側には
出力用電力5が設けられている。駆動部2は厚み方向に
分極され、発電部3は長手方向に分極されている。駆動
部2の両入力用電極4には圧電トランス1を駆動する駆
動回路6が接続されている。また発電部3の出力用電極
5には整流回路7が接続され、整流回路7の出力端子と
接地間に負荷8が接続されている。
【0003】そして、駆動回路6から両入力用電極4間
に圧電トランス1の共振周波数と等しい周波数の交流電
圧が印加されると、電歪効果によって圧電トランス1の
長さ方向に振動が発生する。この振動により圧電効果で
圧電トランス1の発電部3の先端側に交流の高電圧が発
生する。次いで、この交流高電圧が整流回路7で整流さ
れて負荷8駆動用の直流高電圧が得られる。
【0004】このように、圧電トランスを用いた高圧電
源装置は、圧電トランスに巻線を必要とせず小型で高電
圧を取出すことができるため、その応用として、例えば
電気集塵機やイオン発生器、塗装装置等の高圧電源等と
して大きなメリットを持っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高圧電源装置
は、圧電トランスの出力インピーダンスが高いため電圧
レギュレーションが悪く、負荷状態の変動に対して出力
電圧を一定に保つことが難しい。この対策として特開昭
61−220386号公報には、負荷変動による出力電
圧の変動を防止するため、駆動電圧と電流の位相を検出
し、その位相が等しくなる駆動周波数で圧電トランスを
駆動することにより出力電圧を安定に発生させる技術が
示されている。しかし、この方式では装置が大がかりで
複雑となる。
【0006】また、圧電トランスを用いた高圧電源装置
は出力端子が開放されると、出力電圧が急激に跳ね上っ
て他の部品等にスパークする等の恐れがあり、逆に金属
性や導電性の粉塵等によって出力端子が短絡された場合
には、巻線トランスのように圧電トランスが焼損する恐
れはないが、短絡状態が長時間続くと圧電トランスが破
壊される恐れがある。
【0007】そこで、本発明は、負荷変動に対する出力
電圧の安定性とともに、負荷の開放もしくは短絡状態の
発生時には過大出力電圧の発生等を防止して信頼性を向
上させることができる高圧電源装置を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第1に、駆動部及び発電部を備えた圧電
トランスと、該圧電トランスにおける前記駆動部に駆動
交流電圧を印加して前記発電部から負荷駆動用の交流高
電圧を発生させる駆動回路とを有する高圧電源装置にお
いて、前記駆動回路により前記駆動部に供給される電流
を検出する電流検出手段と、該電流検出手段の検出出力
に応じて前記駆動交流電圧の波高値を制御する波高値制
御手段とを有することを要旨とする。
【0009】第2に、上記第1の構成において、前記電
流検出手段の検出出力に基づいて前記負荷の開放もしく
は短絡が検出されたとき、前記駆動回路による前記圧電
トランスの駆動を停止させる駆動回路停止手段を有する
ことを要旨とする。
【0010】第3に、上記第1の構成において、前記電
流検出手段の検出出力に基づいて前記負荷の開放もしく
は短絡が検出されたとき、前記駆動交流電圧のデューテ
ィ比を低下もしくは上昇させるデューティ比可変手段を
有することを要旨とする。
【0011】
【作用】上記構成において、第1に、負荷変動が生じる
とこれに応じて駆動部に流れる電流が変化し、この変化
が電流検出手段で検出される。そして、この電流検出手
段の検出出力に応じて駆動回路から圧電トランスの駆動
部に印加される駆動交流電圧の波高値が制御され、負荷
変動による出力電圧の変動が抑えられて出力電圧の安定
性が得られる。
【0012】第2に、負荷の開放もしくは短絡状態の発
生時に駆動部に流れる電流が大きく変化し、この変化が
電流検出手段で検出される。そして、このときの電流検
出手段の検出出力による駆動回路停止手段が動作して圧
電トランスの駆動が停止され、開放時の過大出力電圧の
発生等が防止される。
【0013】第3に、負荷の開放もしくは短絡状態の発
生時に駆動部に流れる電流が大きく変化し、この変化が
電流検出手段で検出される。そして、このときの電流検
出手段の検出出力に応じてデューティ比可変手段により
圧電トランスの駆動交流電圧のデューティ比が低下もし
くは上昇するように可変されて出力電圧が低減され過大
出力電圧の発生等が抑えられる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図9に基
づいて説明する。
【0015】なお、図1等において前記図10における
機器等と同一ないし均等のものは、前記と同一符号を以
って示し、重複した説明を省略する。
【0016】図1は、高圧電源装置の全体構成を示して
いる。本実施例では、まず圧電トランス1の入力用電極
4と接地間に、駆動回路6により圧電トランス1の駆動
部2に供給される駆動電流の電流値を検出する電流検出
手段としての電流検出器9が接続されている。そして、
電流検出器9の検出出力が負荷8の変動で変化した場
合、波高値制御手段としての波高値制御部10によって
駆動回路6から出力される駆動交流電圧の波高値が制御
されるようになっている。
【0017】この制御法を、図2ないし図4を用いて説
明する。まず、図2は、電流検出器9の具体的な構成例
を示している。これは電流検出を容易にするため交流の
電流を直流電圧値に変換する回路例であって、電圧変換
用抵抗15、整流用ダイオード16、平滑用コンデンサ
17及び放電用抵抗18で構成されている。この電流検
出器9の検出電圧をVsとする。ここで負荷8を開放状
態(∞)から順次抵抗値を減少させ、最終的に短絡状態
(0)まで変化させたときの検出電圧Vsの推移を図3
に示す。同図に示したように負荷8が開放状態に近づく
と検出電圧Vsの値は上昇し、短絡状態に近づくと検出
電圧Vsの値は低下する傾向があることが分る。
【0018】一方、図4は、駆動回路6から圧電トラン
ス1の駆動部2に印加される入力電圧波高値Vppと上
述の検出電圧Vsとの関係を示している。入力電圧波高
値Vppと検出電圧Vsはほぼ直線的な関係にあって、
図3で説明したようにこの特性でVpp一定のもとで負
荷8を開放状態に近づけるとVsは上昇し、逆に負荷8
を短絡状態に近づけるとその値は低下する。
【0019】ここで、何らかの要因で負荷8の値が通常
負荷RLからRLa(但し、RLaはRLより大きい
が、開放状態ではないものとする)に変化した場合の動
作例を図3、図4を用いて説明する。この負荷変動によ
り図3では動作点がa点からb点へ移行することによ
り、検出電圧VsはVsaからVsbに移行し、また図
4では動作点がc点からd点へ移行する。このとき負荷
8にかかっている電圧は負荷8の値が増したことで上昇
し、この出力電圧を通常負荷時の値と同一値に保つため
にはこの値を下げる必要がある。そこでその方法として
入力電圧波高値Vppを低下させる方法が用いられる。
【0020】波高値制御部10では、図4で移行したd
点を元の検出電圧VsaになるようにRLaの負荷線上
で入力電圧の波高値VppをVpp1からVpp2に低
下させる制御を行う。これにより負荷8が変動しても検
出電圧Vsの値を一定にするよう入力電圧波高値Vpp
を制御すれば、常に一定の出力電圧を得ることができ
る。これは、通常負荷RLが低下した場合についても同
様の制御を行うことで出力電圧を安定化させることがで
きる。
【0021】次に、負荷8の開放もしくは短絡状態を検
出するための回路と動作を説明する。これは図1に示す
ように電流検出器9と負荷状態検出手段としての負荷状
態検出部11、駆動回路停止手段としての駆動回路停止
部12及び負荷異常報知手段としての負荷異常報知部1
3より構成されている。図5は、図2で示した電流検出
器9を用いて、図3と同様に負荷8を開放状態(∞)か
ら順次抵抗値を減少させ、最終的に短絡状態(0)まで
変化させたときの検出電圧Vsの推移を示している。
【0022】まず、負荷8が開放した場合について図
1、図5及び図6を用いて説明する。
【0023】通常負荷RLで動作している時、電流検出
器9の検出電圧Vsはある値Vsaを出力している。こ
こで、あるタイミングtoで何らかの要因により(例え
ば、出力端子と負荷とを接続している電線が切れたり、
或いは外れたりした場合など)負荷8が開放されると、
出力電圧は急激に上昇し、同時に検出電圧Vsも上昇す
る。しかしこの瞬間に検出電圧Vsは、予め設定してお
いた開放閾値電圧Vthoを上回り、この時点で負荷状
態検出部11の出力A点は負荷状態の異常を検出して、
ここでは例えばLレベルの信号を出力する。そして信号
に基づいて駆動回路停止部12により圧電トランス1の
駆動が停止されるとともに、負荷異常報知部13により
負荷異常が発生したことが報知される。
【0024】次に、金属性や導電性の塵等によって出力
端子が短絡した場合について、図1、図5及び図7を用
いて説明する。正常動作時は前述の場合と同様である。
ここであるタイミングtsで出力端子が短絡したとす
る。すると、検出電圧Vsの値は通常時の電圧Vsaよ
り低下し、ここで予め設定しておいた短絡閾値電圧Vt
hsを下回って、この時点で負荷状態検出部11の出力
A点は負荷状態の異常を検出し、ここでは例えばLレベ
ルの信号を出力する。そしてこの信号に基づいて駆動回
路停止部12により圧電トランス1の駆動が停止される
とともに、負荷異常報知部13により負荷異常が発生し
たことが報知される。
【0025】このような動作を実現できる負荷状態検出
部11は、例えば、図8に示すような2個の比較器19
を用いた回路で構成できる。これは電流検出器9の出力
がそれぞれの閾値電圧Vtho,Vthsで囲まれる領
域以外で負荷状態検出部11の出力A点がLレベルとな
るものである。
【0026】また、上述の場合は、負荷8の開放もしく
は短絡が検出された際に駆動回路停止部12により駆動
回路6を停止させたが、他の方法として圧電トランス1
の駆動部2に印加する駆動電圧波形のデューティ比を可
変する方法も考えられる。図9は、駆動電圧のデューテ
ィ比と出力電圧の関係を示している。これに示すよう
に、出力電圧はデューティ50%時が最大で(通常はこ
のデューティ比で駆動する)、これよりデューティ比が
上昇もしくは低下すると出力電圧が減少する。この特性
を用いて負荷8が開放もしくは短絡したことを電流検出
器9で検出し、この検出電圧が開放もしくは短絡により
大きく変化した時、デューティ比可変手段としてのデュ
ーティ比可変部14によりデューティを50%からずら
して出力電圧を低下させる。これにより開放時等に出力
電圧が急激に上昇して危険な状態になることがなくな
る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第1に、駆動回路により圧電トランスの駆動部に供給さ
れる電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段
の検出出力に応じて圧電トランスの駆動交流電圧の波高
値を制御する波高値制御手段とを具備させたため、負荷
変動による駆動部に流れる電流の変化を検出し、この検
出出力により、負荷変動による出力電圧の変動を抑える
ように駆動交流電圧の波高値を制御することができて出
力電圧を顕著に安定化させることができる。
【0028】第2に、電流検出手段の検出出力に基づい
て負荷の開放もしくは短絡が検出されたとき、駆動回路
による圧電トランスの駆動を停止させる駆動停止手段を
具備させたため、負荷の開放もしくは短絡状態の発生時
に圧電トランスの駆動を停止させて過大出力電圧の発生
等を的確に防止し、信頼性を向上させることができる。
【0029】第3に、電流検出手段の検出出力に基づい
て負荷の開放もしくは短絡が検出されたとき、駆動交流
電圧のデューティ比低下もしくは上昇させるデューティ
比可変手段を具備させたため、負荷の開放もしくは短絡
状態の発生時に駆動交流電圧のデューティ比の低下もし
くは上昇により出力電圧が低減して過大出力電圧の発生
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る高圧電源装置の実施例を示すブロ
ック図である。
【図2】図1における電流検出器の回路構成例を示す図
である。
【図3】図2の電流検出器の動作特性を示す図である。
【図4】本実施例における入力電圧波高値と電流検出器
の検出電圧との関係を示す図である。
【図5】図3と同様の電流検出器の動作特性を示す図で
ある。
【図6】本実施例における負荷開放時の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。
【図7】本実施例における負荷短絡時の動作を説明する
ためのタイミングチャートである。
【図8】図1における負荷状態検出部の回路構成例を示
す図である。
【図9】本実施例における駆動交流電圧のデューティ比
と出力電圧との関係を示す特性図である。
【図10】従来の高圧電源装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 圧電トランス 2 駆動部 3 発電部 6 駆動回路 8 負荷 9 電流検出器(電流検出手段) 10 波高値制御部(波高値制御手段) 11 負荷状態検出部 12 駆動回路停止部(駆動回路停止手段) 13 負荷異常報知部 14 デューティ比可変部(デューティ比可変手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動部及び発電部を備えた圧電トランス
    と、該圧電トランスにおける前記駆動部に駆動交流電圧
    を印加して前記発電部から負荷駆動用の交流高電圧を発
    生させる駆動回路とを有する高圧電源装置において、 前記駆動回路により前記駆動部に供給される電流を検出
    する電流検出手段と、該電流検出手段の検出出力に応じ
    て前記駆動交流電圧の波高値を制御する波高値制御手段
    とを有することを特徴とする高圧電源装置。
  2. 【請求項2】 前記電流検出手段の検出出力に基づいて
    前記負荷の開放もしくは短絡が検出されたとき、前記駆
    動回路による前記圧電トランスの駆動を停止させる駆動
    回路停止手段を有することを特徴とする請求項1記載の
    高圧電源装置。
  3. 【請求項3】 前記電流検出手段の検出出力に基づいて
    前記負荷の開放もしくは短絡が検出されたとき、前記駆
    動交流電圧のデューティ比を低下もしくは上昇させるデ
    ューティ比可変手段を有することを特徴とする請求項1
    記載の高圧電源装置。
JP3220703A 1991-08-30 1991-08-30 高圧電源装置 Pending JPH0564437A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3220703A JPH0564437A (ja) 1991-08-30 1991-08-30 高圧電源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3220703A JPH0564437A (ja) 1991-08-30 1991-08-30 高圧電源装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0564437A true JPH0564437A (ja) 1993-03-12

Family

ID=16755175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3220703A Pending JPH0564437A (ja) 1991-08-30 1991-08-30 高圧電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0564437A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5731652A (en) * 1995-03-08 1998-03-24 Nec Corporation Power source unit employing piezoelectric transformer frequency-controlled and voltage-controlled to operate at a maximum efficiency
JP2014030327A (ja) * 2011-10-03 2014-02-13 Seiko Epson Corp 発電装置、電子機器、移動手段、電池、及び、発電装置の制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5731652A (en) * 1995-03-08 1998-03-24 Nec Corporation Power source unit employing piezoelectric transformer frequency-controlled and voltage-controlled to operate at a maximum efficiency
JP2014030327A (ja) * 2011-10-03 2014-02-13 Seiko Epson Corp 発電装置、電子機器、移動手段、電池、及び、発電装置の制御方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060055343A1 (en) Spark management method and device
US7586267B2 (en) Inverter system and detecting device thereof
CN1505236A (zh) 通用电池充电器
EP4024416A1 (en) Coil driving device
US20060208662A1 (en) Low voltage dimmer
WO1994016820A1 (en) Method for controlling the power supply to an electrostatic precipitator
KR100703224B1 (ko) Lcd 백라이트 인버터용 전압 피드백 회로
US7286330B2 (en) Power supply device and method having a spark prevention function
JPH1198835A (ja) Hブリッジ昇圧回路
JPH0340719A (ja) 電源回路の保護装置
JPH0564437A (ja) 高圧電源装置
JP2006238510A (ja) 電源装置
JP3858831B2 (ja) レーザ発振装置とレーザ加工機
JPH0564436A (ja) 高圧電源装置
JP3376123B2 (ja) 絶縁型スイッチング電源装置用半導体集積回路装置
KR100308563B1 (ko) 분리형 공기조화기의 실외기 전원공급장치및 그 방법
JPS6387173A (ja) 電源装置
JP3139220B2 (ja) 電気集塵機のパルス荷電電源装置
JP2006094609A (ja) 電源装置
JPH11266580A (ja) 電源装置
JP3233180B2 (ja) 瞬時電圧低下補償装置のインバータ制御回路
JP2001178141A (ja) 電力変換装置
JP3399064B2 (ja) 整流装置
JP3189766B2 (ja) 圧電トランスの駆動装置及び冷陰極管駆動装置
JPH05300738A (ja) 直流電源装置