JPH0775335A

JPH0775335A - 高圧発生回路

Info

Publication number: JPH0775335A
Application number: JP5221196A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Sakagami; 豊坂上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-09-06
Filing date: 1993-09-06
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】高性能な高圧発生回路を安価で小型に構成す
る。【構成】フライバックトランス５が１次巻線４と密に
結合したクランプ巻線１０を持ち、クランプ巻線１０の
一端に平滑コンデンサ８を接続し、クランプ巻線１０の
他端に電界効果トランジスタ１１を接続し、電界効果ト
ランジスタ１１のボディダイオードによりクランプ巻線
１０の誘起電圧を整流し、平滑コンデンサ９を充電し、
この平滑コンデンサ９の電圧を電界効果トランジスタ１
１の動作により制御することにより、クランプ電圧を制
御し、１次巻線電圧を制御し、高圧出力電圧の制御を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＣＲＴディスプレイ
装置等にフライバックトランスを使用して高電圧を供給
する高圧発生回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来の高圧発生回路の一例の回路
図を示す。図４に示した高圧発生回路は、フライバック
トランスの１次側電圧を矩形波状にクランプするととも
に、２次側の負荷増加時の出力電圧降下を電圧補償用ト
ランスを使用して補償するものであり、特にＣＲＴディ
スプレイ等のマルチスキャン動作に適している。

【０００３】図４において、２５はフライバックトラン
スで、フェライトコアに１次巻線２４，２次巻線２６お
よび１次側電圧をクランプするクランプ巻線２９を巻装
している。２１は一端をフライバックトランス２５の１
次巻線２４の一端に接続し他端をグラウンドに接続した
バイポーラトランジスタからなるスイッチング素子、２
２はバイポーラトランジスタ２１に逆並列に接続したダ
ンパーダイオード、２３はスイッチング素子２１と並列
に接続した共振コンデンサである。

【０００４】２７はフライバックトランス２５の２次巻
線２６の一端に接続したダイオードからなる整流素子で
ある。２８は正極をフライバックトランス２５の１次巻
線２４の他端に接続し負極をグラウンドに接続した直流
電源、３０はフライバックトランス２５の１次巻線２４
の他端とクランプ巻線２９の一端との間に接続したクラ
ンプダイオードで、クランプ巻線２９の他端はグラウン
ドに接続している。

【０００５】３１および３２はフライバックトランス２
５の２次巻線２６の出力電圧を検出するための検出抵
抗、３３は調整用可変抵抗である。３５はフライバック
トランス２５の２次出力電圧の低下を補償する電圧補償
用トランスで、１次巻線３６と２次巻線３７を有し、１
次巻線３６の一端を直流電源２８の正極に接続し、１次
巻線３６の他端を電界効果トランジスタからなるスイッ
チング素子３８を介してグラウンドに接続し、２次巻線
３７の一端をダイオードからなる整流素子３９を介して
フライバックトランス２５の２次巻線２６の他端に接続
し、２次巻線３７の他端をグラウンドに接続している。

【０００６】３４は検出抵抗３１，３２および調整用可
変抵抗３３を介して検出したフライバックトランス２５
の２次巻線２６の出力電圧の高低に応じかつスイッチン
グ素子２１のオフに応答してスイッチング素子３８のオ
ンオフを制御する制御回路である。この高圧発生回路
は、スイッチング素子２１を周期的にオンオフすること
により、フライバックトランス２５の１次巻線２４を励
磁すると、スイッチング素子２１がオフとなったときに
フライバックトランス２５の１次巻線２６にフライバッ
ク電圧が発生し、フライバックトランス２５の２次巻線
２６にも１次２次の巻数比に応じた高圧パルス電圧が発
生する。

【０００７】このとき、クランプ巻線２９の誘起電圧が
１次巻線２４の誘起電圧に減極性に重畳されるため、１
次側電圧（フライバック電圧）が矩形波状にクランプさ
れることになる。また、制御回路３４は、フライバック
トランス２５の２次巻線２６の出力電圧が所定値より低
下したときには、スイッチング素子３８のオンオフを開
始させて電圧補償用トランス３５の１次巻線３６に電圧
を断続的に印加し、これによって電圧補償用トランス３
５の２次巻線３７に電圧を誘起させ、この誘起電圧をフ
ライバックトランス２５の２次巻線２６の誘起電圧に重
畳して負荷が増加することによる電圧低下を補償するよ
うにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４の従来例
では、高圧制御用の電圧補償用トランス３５が別途必要
であり、コスト高になるとともに電圧補償用トランス３
５の設置スペースの増大により大型化するという問題が
あった。また、制御回路３４についても、集積回路等で
構成される複雑な回路が必要であり、この点でもコスト
が高くなるという問題があった。

【０００９】したがって、この発明の目的は、高圧制御
用の電圧補償用トランスを不要としてコストを低く抑え
ることができるとともに小型化を達成でき、さらに制御
回路の構成を簡単化してコストを低く抑えることができ
る高圧発生回路を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の高圧発生回路
は、フライバックトランスの１次巻線に電流供給用の直
流電源および電流断続用の第１のスイッチング素子を接
続し、フライバックトランスの２次巻線に第１の整流素
子を接続し、フライバックトランスのクランプ巻線の一
端とグラウンドとの間に平滑コンデンサを接続し、フラ
イバックトランスのクランプ巻線の他端とグラウンドと
の間に第２のスイッチング素子を接続し、この第２のス
イッチング素子と逆並列に第２の整流素子を設け、フラ
イバックトランスの２次電圧の高低に応じて第２のスイ
ッチング素子をオンオフ制御するようにしている。

【００１１】

【作用】この発明の構成によれば、第１のスイッチング
素子がオンとなると、直流電源からフライバックトラン
スの１次巻線に電流が流れる。このとき、クランプ巻線
に流れる電流が第２の整流素子を通して平滑コンデンサ
を充電する。この後、第１のスイッチング素子がオフと
なると、１次巻線にはフライバック電圧が発生し、２次
巻線からも１次２次の巻数比に応じた高圧パルス電圧が
第１の整流素子を通して出力される。第２のスイッチン
グ素子をオンにしてあると、１次巻線にフライバック電
圧が発生したときに、平滑コンデンサの蓄積電荷がクラ
ンプ巻線を通して放出され、このときにクランプ巻線に
電流が流れることにより、フライバックトランスを１次
巻線とは逆極性に励磁し１次巻線の誘起電圧を矩形波状
にクランプする。この結果、１次巻線に生じるフライバ
ック電圧がクランプ分だけ低くなり、したがって２次巻
線に現れる高圧パルス電圧がそれに対応して低くなる。
一方、第２のスイッチング素子をオフのままにしてある
と、第１のスイッチング素子をオフにしたときに、クラ
ンプ巻線に電流は流れず、１次巻線のフライバック電圧
はクランプされない。したがって、２次巻線に現れる高
圧パルス電圧は高くなる。第２のスイッチング素子のオ
ンオフを制御することで、フライバックトランスの２次
巻線から出力される高圧パルス電圧の波高値を調整する
ことができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図１にこの発明の第１の実施例の高圧発生
回路の回路図を示す。図１において、５はフライバック
トランスで、フェライトコアに１次巻線４，２次巻線６
および１次側電圧をクランプするクランプ巻線（１次巻
線４と密に結合している）１０を巻装している。１は一
端をフライバックトランス５の１次巻線４の一端に接続
し他端をグラウンドに接続したバイポーラトランジスタ
からなる第１のスイッチング素子、２はバイポーラトラ
ンジスタ１に逆並列に接続したダンパーダイオード、３
はスイッチング素子１と並列に接続した共振コンデンサ
である。

【００１３】７はフライバックトランス５の２次巻線６
の一端に接続したダイオードからなる第１の整流素子で
ある。８は正極をフライバックトランス５の１次巻線４
の他端に接続し負極をグラウンドに接続した電流供給用
の電圧Ｅ_Bの直流電源である。９はフライバックトラン
ス５のクランプ巻線１０の一端とグラウンドとの間に接
続した平滑コンデンサ、１１はフライバックトランス５
のクランプ巻線１０の他端とグラウンドとの間に接続し
た電界効果トランジスタからなる第２のスイッチング素
子である。この第２のスイッチング素子１１には、ボデ
ィダイオード（寄生ダイオード）が逆並列接続された状
態に存在しており、第２の整流素子として作用する。

【００１４】つぎに、この高圧発生回路の動作を説明す
る。第１のスイッチング素子１がオンとなると、直流電
源８からフライバックトランス５の１次巻線４に電流が
流れ、１次巻線４にエネルギーが蓄積される。このと
き、クランプ巻線１０に電圧が誘起し、クランプ巻線１
０に流れる電流が第２の整流素子、つまり第２のスイッ
チング素子１１のボディダイオードを通して平滑コンデ
ンサ９を充電する。

【００１５】この後、第１のスイッチング素子１がオフ
となると、フライバックトランス５の１次巻線４の蓄積
エネルギーによって、１次巻線にフライバック電圧が生
じ、２次巻線６にも１次２次の巻数比に応じた高圧パル
ス電圧が第１の整流素子７を通して出力される。第２の
スイッチング素子１１をオンにしてあると、１次巻線４
にフライバック電圧が発生したときに、平滑コンデンサ
９の蓄積電荷がクランプ巻線１０を通して放出され、こ
のときにクランプ巻線１０に電流が流れることにより、
フライバックトランス５を１次巻線４とは逆極性に励磁
し１次巻線４の誘起電圧を矩形波状にクランプする。こ
の結果、１次巻線４に生じるフライバック電圧がクラン
プ分だけ低くなり、したがって２次巻線６に現れる高圧
パルス電圧がそれに対応して低くなる。

【００１６】一方、第２のスイッチング素子１１をオフ
のままにしてあると、第１のスイッチング素子１をオフ
にしたときに、クランプ巻線１０に電流は流れず、フラ
イバックトランス５の１次巻線４の電圧はクランプされ
ない。したがって、２次巻線６に現れる高圧パルス電圧
は高くなる。第２のスイッチング素子１１のオンオフを
制御することで、フライバックトランス５の２次巻線６
から出力される高圧パルス電圧の波高値を調整すること
ができる。

【００１７】今、第２のスイッチング素子１１を動作さ
せず、オフのままに保持した場合においては、クランプ
巻線１０による１次巻線４の誘起電圧（１次巻線４の一
端（スイッチング素子１が接続された方の端子）の電
圧）のクランプは行われず、１次巻線４の誘起電圧、つ
まりフライバック電圧は図２（ａ）のような波形とな
る。このフライバック電圧のピーク値をＶ₁とし、フラ
イバックトランス５の１次巻線４の巻数ｎ_Pとクランプ
巻線１０の巻数ｎ_Cが等しいとすると、第１のスイッチ
ング素子１がオンとなったときに、平滑コンデンサ９の
充電電圧は、直流電源８の電圧をＥ_Bとすると、電圧Ｖ
_Cが次式の値まで充電されたときに安定する。

【００１８】

【数１】Ｖ_C≒（Ｖ₁−Ｅ_B）・ｎ_C／ｎ_P 一方、スイッチング素子１１をオンにしてあると、電圧
Ｖ_Cまで充電された平滑コンデンサ９からクランプ巻線
１０およびスイッチング素子１１を通して電荷が放出さ
れるので、平滑コンデンサ９の端子電圧が低下すること
になる。このとき、クランプ巻線１０と１次巻線４とは
密に結合しているので、クランプ巻線１０に発生する磁
束により、１次巻線４の誘起電圧が図２（ｂ）のように
矩形波状にクランプされることになる。このときの１次
巻線４の誘起電圧のピーク値Ｖは、次式のようになる。

【００１９】

【数２】Ｖ≒Ｅ_B＋Ｖ_C・ｎ_P／ｎ_C 以上述べたように、スイッチング素子１１を動作させる
かさせないかを切り換えることにより、フライバックト
ランス５の１次巻線４の誘起電圧の波形を図２（ｂ）ま
たは（ａ）のように変化させることができ、つまり誘起
電圧のピーク値を変化させることができるのである。

【００２０】この実施例の高圧発生回路によれば、従来
例のような電圧補償用トランスが不要で、フライバック
トランス５の構成も従来例と比べて変更する必要がな
く、コストを低く抑えることができるとともに、小型化
を達成でき、また第２のスイッチング素子１１をオンオ
フ制御する制御回路も第１のスイッチング素子のオンオ
フと同期をとることは不要で単にフライバックトランス
５の２次出力電圧の高低に応じてオンオフするだけでよ
く、従来例のような電圧補償用トランスが省略できるこ
とから、簡単で安価な集積回路を用いて構成でき、コス
トを一層下げることができる。

【００２１】図３に負荷の増加によってフライバックト
ランスの２次巻線の出力電圧が低下したときにフライバ
ックトランスの２次巻線の出力電圧を高めることができ
るように構成したこの発明の第２の実施例の高圧発生回
路の回路図を示す。図３において、１２はフライバック
トランス５の２次巻線６の出力電圧を検出する検出抵
抗、１３は調整用可変抵抗である。１４は演算増幅器、
１５は直流電源、１６はトランジスタ、１７は直流電
源、１８は偏向トランスである。

【００２２】この高圧発生回路においては、フライバッ
クトランス５の２次巻線６から出力される高圧パルス電
圧が高くなると、演算増幅器１４の出力がローレベルと
なり、トランジスタ１６が動作せず、スイッチング素子
１１のゲートがオンとなり、スイッチング素子１１がオ
ンとなって、１次巻線４のフライバック電圧をクランプ
し、１次巻線４のフライバック電圧を低下させて、２次
巻線６の高圧パルス電圧を上昇を補償する。一方、フラ
イバックトランス５の２次巻線６から出力される高圧パ
ルス電圧が低くなると、演算増幅器１４の出力がハイレ
ベルとなり、トランジスタ１６が動作し（オンとな
り）、スイッチング素子１１のゲートがオフとなり、ス
イッチング素子１１がオフとなって、１次巻線４のフラ
イバック電圧のクランプが中止され、１次巻線４のフラ
イバック電圧を上昇させて、２次巻線６の高圧パルス電
圧の低下を補償する。

【００２３】ここで、演算増幅器１４は、点Ａの電圧分
割して得た点Ｂの電圧と直流電源１５の電圧とを比較し
ている。つまり、図３の回路において、出力電流Ｉ_Lが
増大すると点Ａの電圧が低下するので、その電圧低下を
検知する構成となっている。また、偏向トランス１８
は、スイッチング素子１がオフの期間に、スイッチング
素子１１がオンとなるように、スイッチング素子１１の
ゲートに入力するパルスのタイミングを合わせるのに用
いている。

【００２４】以上のように、この実施例では、２次巻線
６の高圧パルス電圧の変化を検出してスイッチング素子
１１のオンオフを制御することで、１次巻線４のフライ
バック電圧のクランプを行うか行わないかを切り換え
て、２次巻線６の負荷の変動による２次巻線６の高圧パ
ルス電圧の変動を補償し、２次巻線６の高圧パルス電圧
を安定化させている。

【００２５】この実施例によれば、２次巻線６の高圧パ
ルス電圧の高低に応じて第２のスイッチング素子１１を
オンオフ制御しているので、負荷の変動にかかわりなく
２次巻線６の高圧パルス電圧を安定化することができ
る。また、制御回路としてシャントレギュレータのよう
な簡単で安価な集積回路を用いて構成でき、コストを下
げることができる。その他の効果は前記実施例と同様で
ある。

【００２６】

【発明の効果】この発明の高圧発生回路によれば、電圧
補償用トランスが不要で、フライバックトランスの構成
も従来例と比べて変更する必要がなく、コストを低く抑
えることができるとともに、小型化を達成でき、また第
２のスイッチング素子をオンオフ制御する制御回路も第
１のスイッチング素子のオンオフと同期をとることは不
要で単にフライバックトランスの２次出力電圧の高低に
応じてオンオフするだけでよく、電圧補償用トランスを
省略できることから、シャントレギュレータのような簡
単で安価な集積回路を用いて構成でき、コストを一層下
げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例の高圧発生回路の回路
図である。

【図２】同じくこの発明の第１の実施例の高圧発生回路
の出力電圧波形図である。

【図３】この発明の第２の実施例の高圧発生回路の回路
図である。

【図４】従来の高圧発生回路の一例の回路図である。

【符号の説明】

１第１のスイッチング素子２ダンパーダイオード３共振コンデンサ４１次巻線５フライバックトランス６２次巻線７第１の整流素子８直流電源９平滑コンデンサ１０クランプ巻線１１第２のスイッチング素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１次巻線，２次巻線および１次側電圧を
クランプするクランプ巻線を有するフライバックトラン
スと、このフライバックトランスの１次巻線に電流を流
す直流電源と、前記フライバックトランスの１次巻線に
流れる電流を断続する第１のスイッチング素子と、前記
フライバックトランスの２次巻線に接続した第１の整流
素子と、前記フライバックトランスのクランプ巻線の一
端とグラウンドとの間に接続した平滑コンデンサと、前
記フライバックトランスのクランプ巻線の他端とグラウ
ンドとの間に接続した第２のスイッチング素子と、この
第２のスイッチング素子と逆並列に設けた第２の整流素
子とを備え、前記フライバックトランスの２次電圧の高低に応じて前
記第２のスイッチング素子をオンオフ制御するようにし
たことを特徴とする高圧発生回路。