JPH08149850A - 圧電トランスを用いた電圧変換装置 - Google Patents
圧電トランスを用いた電圧変換装置Info
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Abstract
管などの調光を簡素な構成で効率よく制御できる圧電ト
ランスを用いた電圧変換装置を提供する。 【構成】 駆動回路12からの駆動信号と圧電トランス
17の出力電圧との位相差を検出する位相検出回路15
と、位相検出回路15からの位相差検出信号に基づいて
位相差を所定の値にするように電圧制御発振回路11に
おける発振周波数を制御する発振周波数制御回路16と
を有している。
Description
めのインバータ電源等として用いられる電圧変換装置に
関し、特に、圧電トランスを効率よく駆動する電圧変換
装置に関する。
示す回路図である。図4において、電圧変換装置30
は、冷陰極管を点灯するための調光装置(インバータ電
源装置)であり、圧電トランスを駆動するための回路方
式をとっている。圧電トランス31は、一次側の入力端
子32および33と、二次側の出力端子34とを備えて
いる。電圧Vc の直流が駆動トランジスタ35に加わる
と、駆動トランジスタ35の出力電圧が圧電トランス3
1の入力端子32に入力され、一時的に圧電トランス3
1の入力端子33から出力検出用分圧抵抗36を介して
一次側に電流が流れる。その電流の大きさが電圧として
検出され、検出信号増幅用トランジスタ37により増幅
された後に、駆動トランジスタ35のスイッチングを制
御する。かくして、駆動トランジスタ35のスイッチン
グ周波数が、圧電トランス31の共振周波数に追従し、
自励発振が維持され、圧電トランス31の出力端子34
に接続された冷陰極管50を点灯させることができる。
31の入力インピーダンス特性は、図5(a)に示すご
とく低次共振点A、および高次共振点Bが存在する。こ
のため、従来の回路では、自励発振が二か所以上の周波
数のいずれかで維持されることになる。尚、図5(b)
は、圧電トランス31の入力電流位相を示す図であり、
図中符号C、D、E、およびFはそれぞれ、低次共振
点、低次反共振点、高次共振点、および高次反共振点で
ある。
一般の特性として、冷陰極管を負荷とした場合には、図
6(a)に示すごとく、点灯前、即ち、軽負担時の出力
特性Gと、点灯後、即ち、重負担時の出力特性Hでは、
出力振幅および共振周波数が異なる。圧電トランス31
の効率のよいエネルギー変換は、基本周波数で行われる
ため、従来の回路により冷陰極管50を点灯させた場合
には、高次の発振周波数に維持され、変換効率が悪くな
るなどの問題点がある。
回路では、図4における+Vc を制御しなければなら
ず、DC/DCコンバータなどの回路を付加しなければ
ならないなどの問題点がある。
できる圧電トランスを用いた電圧変換装置を提供するこ
とである。
等を、簡素な構成で、効率よく制御できる圧電トランス
を用いた電圧変換装置を提供することである。
共振周波数を有する圧電トランスと、前記共振周波数の
実質的に近傍の周波数で発振する発振回路と、前記発振
回路からの発振信号に基づいて前記圧電トランスを駆動
する駆動回路とを有する圧電トランスを用いた電圧変換
装置において、前記駆動回路からの駆動信号と前記圧電
トランスの出力電圧との位相差を検出する位相検出回路
と、前記位相検出回路からの位相差検出信号に基づいて
前記位相差を所定の値にするように前記発振回路におけ
る発振周波数を制御する発振周波数制御回路とを有する
ことを特徴とする圧電トランスを用いた電圧変換装置が
得られる。
前記駆動信号を前記圧電トランスの前記発振周波数より
も低い周波数にて間欠的に停止させることを特徴とする
前記圧電トランスを用いた電圧変換装置が得られる。
よる圧電トランスを用いた電圧変換装置を説明する。
尚、本実施例は、本発明を冷陰極管の調光装置に適用し
た例である。
すブロック図(一部に回路図をも含む)である。図1に
おいて、電圧変換装置10は、圧電トランス17と、電
圧制御発振回路11と、圧電トランス17を駆動する駆
動回路12と、出力検出用分圧抵抗18で検出された圧
電トランス17の出力の位相と駆動回路12の位相との
位相差を検出する位相検出回路15と、位相検出回路1
5からの位相差検出信号に基づいて位相差を所定の値に
するように電圧制御発振回路11における発振周波数を
制御する発振周波数制御回路16と、調光を制御するた
めの調光発振回路13と、外部から調光を行うための可
変抵抗器14とを有している。
始するまでは電流が殆ど流れず、放電を開始すると、5
mA〜10mA程度電流が流れ、冷陰極管50の両端の
電圧は低下する。つまり冷陰極管50を点灯させるため
の機能として、点灯前では高電圧を発生し、点灯後は点
灯電圧を下げる必要がある。
波数特性は、前述の図6(a)に示すとおりである。図
6(a)において、圧電トランス17の出力電圧の周波
数特性は、軽負担時の出力特性Gのごとく急峻で、わず
かの周波数変動でも、出力電圧は激減する。一方、負荷
が重くなることにより、共振周波数は低い方に移動し、
重負担時の出力特性Hのごとく出力電圧も低下する。こ
のように、圧電トランス17は、冷陰極管50を点灯さ
せるのに適しているといえる。しかし、負荷の変動によ
る共振周波数の変化があり、圧電トランス17の駆動周
波数を制御する必要がある。ここで、圧電トランス17
の出力電圧位相特性に着目すると、圧電トランス17の
出力電圧の位相特性は、図6(b)に示すごとく出力電
圧特性のピークで位相が−90°を示す。本実施例で
は、圧電トランス17の二次側制動容量による容量性負
荷および、負荷の冷陰極管の容量性による、図6(b)
の共振点における位相の進みを利用し、共振周波数が変
動しても、常に圧電トランス17の出力電圧が最大とな
るように発振周波数を制御するものである。
参照して、いま、電圧制御発振回路11から周波数fr
1の発振信号が出力されているとすると、駆動回路12
の出力は、圧電トランス17に加えられ、出力として高
電圧が得られる。ここで、位相検出回路15を、例え
ば、位相差が−90°のときに検出信号を出力しないよ
うに設定しておく。さて、位相検出回路15には、既
に、圧電トランス17に加えられた電圧波形より90°
進んだ波形、即ち、出力検出用分圧抵抗18によって検
出された圧電トランス17の出力波形が検出されている
ため、位相検出回路15から位相差検出信号は出力され
ない。このため、発振周波数制御回路16は、位相検出
回路15から位相差検出信号を受けないので、発振周波
数は変化しない。
くなり圧電トランス17の共振点が周波数fr2に変動
する。このとき、位相検出回路15には、90°よりさ
らに進んだ電圧波形が入力され、電圧制御発振回路11
に対して、周波数を下げる方向の位相差検出信号が出力
される。よって、位相が90°になるように発振が制御
され、発振周波数が周波数fr2に維持される。尚、こ
のときの電圧制御発振回路11は、利用する発振周波数
の近傍でしか発振しない。
回路13から出力される調光発振信号により制御され
る。ここで、図2は、図1における調光発振回路13の
詳細を示すブロック図である。また、図3は、本実施例
による電圧変換装置10の調光機能を説明するためのタ
イミング図である。図1に図2および図3をも併せ参照
すると、電圧制御発振回路11からは、発振信号aが停
止することなく発振出力されている。一方、調光発振回
路13は、周期Tを発振する非安定マルチバイブレータ
131と、駆動回路12の作動時間tを発生する単安定
マルチバイブレータ132とにより構成され、単安定マ
ルチバイブレータ131に接続されている可変抵抗器1
4、および冷陰極管に流れる電流に比例した電圧eによ
り、駆動回路12の作動時間tを調節するように、調光
制御出力端子133から調光制御信号bを出力する。調
光制御信号bが駆動回路12に入力されることにより、
駆動回路12からは圧電トランス駆動信号cが出力さ
れ、圧電トランス17が駆動回路12の作動時間tの間
だけ駆動される。この結果、圧電トランス17からは、
図3に示すような波形の圧電トランス出力信号dが得ら
れ、冷陰極管50の輝度を調節すること等が可能とな
る。
変換装置は、駆動回路からの駆動信号と圧電トランスの
出力電圧との位相差を検出する位相検出回路と、位相検
出回路からの位相差検出信号に基づいて位相差を所定の
値にするように発振回路における発振周波数を制御する
発振周波数制御回路とを有しているため、出力電圧を効
率よく発生できる。また、冷陰極管などの調光等を、簡
素な構成で、効率よく制御できる。特に、負荷が変動
し、圧電トランスの共振周波数が変わっても、出力電圧
を効率よく発生することが可能である。
動回路を制御すれば、作動回路のスイッチング動作が行
われるため、効率のよい輝度調節が可能となる。
ロック図である。
を示すブロック図である。
グ図である。
置を示す回路図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 所定の共振周波数を有する圧電トランス
と、前記共振周波数の実質的に近傍の周波数で発振する
発振回路と、前記発振回路からの発振信号に基づいて前
記圧電トランスを駆動する駆動回路とを有する圧電トラ
ンスを用いた電圧変換装置において、前記駆動回路から
の駆動信号と前記圧電トランスの出力電圧との位相差を
検出する位相検出回路と、前記位相検出回路からの位相
差検出信号に基づいて前記位相差を所定の値にするよう
に前記発振回路における発振周波数を制御する発振周波
数制御回路とを有することを特徴とする圧電トランスを
用いた電圧変換装置。 - 【請求項2】 前記駆動回路からの前記駆動信号を前記
圧電トランスの前記発振周波数よりも低い周波数にて間
欠的に停止させることを特徴とする請求項1記載の圧電
トランスを用いた電圧変換装置。
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JP29124394A JP3271042B2 (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 圧電トランスを用いた電圧変換装置 |
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