JPH0833349A - 圧電トランス駆動回路 - Google Patents

圧電トランス駆動回路

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JPH0833349A
JPH0833349A JP6180530A JP18053094A JPH0833349A JP H0833349 A JPH0833349 A JP H0833349A JP 6180530 A JP6180530 A JP 6180530A JP 18053094 A JP18053094 A JP 18053094A JP H0833349 A JPH0833349 A JP H0833349A
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JP
Japan
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transformer
drive
transistor
piezoelectric transformer
voltage
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Application number
JP6180530A
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English (en)
Inventor
Kimio Yoshimi
公男 吉見
Yuichi Abe
雄一 阿部
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.)
Tamura Corp
Original Assignee
Tamura Corp
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Publication date
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Publication of JPH0833349A publication Critical patent/JPH0833349A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧電トランス駆動部のキャパシタ成分に起因
するスイッチング素子に流れる電流の乱れを是正し、か
つ高入力電圧時におけるデューティ比を制御して圧電ト
ランス駆動部の電荷をディスチャージすることによりト
ンジスタ、駆動トランス及び圧電トランスの損失を減少
させる。 【構成】 入力電圧VINとGND間に駆動トランスTの
1次側巻線とトランジスタQを直列に接続している。駆
動トランスTの2次側に発生した交流電圧を圧電トラン
ス1の駆動部1aに印加し、昇圧した高圧の高周波電圧
を発電部1bから出力させ、負荷2に印加する。駆動ト
ランスTの2次インダクタンスと駆動部1aのキャパシ
タから成る並列共振回路を構成することにより、又電圧
検出回路4で検出した入力電圧VINが高くなるに従い、
トランジスタQのオフ時間を延ばしてコレクタ−エミッ
タ電圧VCEとコレクタIC がゼロクロスさせ、損失を減
少させている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1次側の直流電流をオ
ン・オフするトランジスタのスイッチング動作によって
駆動する駆動トランスの2次側の出力電圧を圧電トラン
スの駆動部に印加して発電部から昇圧した高圧の高周波
電圧を出力させる圧電トランス駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は圧電トランス駆動回路を、図5は
駆動トランスの2次側を説明する回路図である。図にお
いて、1は圧電トランス、1aは駆動部、1bは発電
部、2は負荷、3は発振器、Qはトランジスタ、Tは駆
動トランスである。なお、Lは駆動トランスTの2次側
のインダクタンスであり、Cは圧電トランス1の駆動部
1aにおけるキャパシタである。次にこの圧電トランス
駆動回路の動作を簡単に説明する。直流入力電圧VIN
子とGND端子の間に駆動トランスTの1次側巻線とス
イッチング素子であるトランジスタQが直列に接続され
ている。発振器3からの発振周波数に基づいてトランジ
スタQはスイッチングを行い、駆動トランスTの2次側
に交流電圧が発生する。この2次側に発生した交流電圧
を圧電トランス1の駆動部1aに印加すると昇圧された
高圧の高周波電圧が発電部1bから出力される。この高
圧の高周波電圧が負荷2に印加される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし図6に示すよう
に、従来の圧電トランス駆動回路では、圧電トランス1
の駆動部1aのキャパシタ成分により、発振器3から矩
形波の発振周波数がトランジスタQのベースに与えられ
ていると、トランジスタQのコレクタ−エミッタVCE
形波は矩形波であり、トンジスタQがオンする時に、ト
ランジスタQに急峻なコレクタ電流IC が流れ、トンジ
スタ、駆動トランス及び圧電トランスに大きな損失が生
じ、効率が悪い、という第1の問題がある。
【0004】又、トランジスタQがオンする時に圧電ト
ランス1の駆動部1aにチャージされた電荷をトランジ
スタQがオフ時に駆動トランスTのフライバック電圧に
よりディスチャージしている。駆動トランスTの1次側
の入力電圧VINが低い低入力時には、駆動トランスTの
2次側インダクタンスと圧電トランス1の駆動部1aの
キャパシタで共振状態を保っているので、トンジスタ、
駆動トランス及び圧電トランスの損失は少ない。図7に
示すように、駆動トランスTの1次側の入力電圧VIN
低い低入力時には、トランジスタQのコレクタ−エミッ
タ電圧VCEはスイッチング周期の約1/2の時間t3は
0V以上の電圧でトランジスタQはオフ状態であり、ト
ランジスタQのコレクタ−エミッタ電圧VCEが0Vの間
ではトランジスタQはオン状態であり、トランジスタQ
に正常なコレクタ電流IC が流れている。
【0005】逆に、駆動トランスTの1次側の入力電圧
INが高い高入力時には、駆動トランスTのフライバッ
ク電圧によるディスチャージ時間が延び、トランジスタ
Qのオン時における無効電流が増加してトンジスタ、駆
動トランス及び圧電トランスの損失が大きくなる。すな
わち、図7に示すように、トランジスタQのコレクタ−
エミッタ電圧VCEはスイッチング周期の1/2を越えた
時間t4でも0V以上の電圧であり、トランジスタQの
コレクタ−エミッタ電圧VCEが0Vの間(スイッチング
周期から時間t4を差し引いた時間)、トランジスタQ
に急峻なコレクタ電流IC が流れている。このように、
駆動トランスの2次インダクタンスと、圧電トランス駆
動部のキャパシタで共振波形を形成しているために、入
力電圧が低い時にはトランジスタ,駆動トランス及び圧
電トランスの損失が少ないが、入力電圧が高くなると、
駆動トランスのフライバック電圧が時間が延びてトラン
ジスタ,駆動トランス及び圧電トランスに損失が生じ
る、という第2の問題がある。
【0006】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、トランジスタ,駆動トランス及び圧電トラン
スでの損失を減少させた圧電トランス駆動回路を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による圧電トランス駆動回路は、1次側の直
流電流をオン・オフするトランジスタのスイッチング動
作によって駆動する駆動トランスの2次側の出力電圧を
圧電トランスの駆動部に印加して発電部から昇圧した高
圧の高周波電圧を出力させる圧電トランス駆動回路にお
いて、駆動トランスの2次インダクタンスと圧電トラン
スの駆動部におけるキャパシタから成る並列共振回路を
構成し、トランジスタ,駆動トランス及び圧電トランス
の損失を減少させることに特徴を有している。
【0008】又、本発明による他の圧電トランス駆動回
路は、1次側の直流電流をオン・オフするトランジスタ
のスイッチング動作によって駆動する駆動トランスの2
次側の出力電圧を圧電トランスの駆動部に印加して発電
部から昇圧した高圧の高周波電圧を出力させる圧電トラ
ンス駆動回路において、駆動トランスの1次側に入力電
圧を検出する電圧検出回路を設け、前記入力電圧が高く
なるに従い圧電トランスの共振周波数を高くし、かつ、
トランジスタのコレクタ−エミッタ電圧とコレクタ電流
がゼロクロスするようにトランジスタのオン・オフ時間
比を制御してトランジスタ,駆動トランス及び圧電トラ
ンスの損失を減少させることに特徴を有している。
【0009】
【作用】駆動トランスQの2次インダクタンスと圧電ト
ランス1の駆動部1aにおけるキャパシタから成る並列
共振回路を構成することにより、トランジスタ,駆動ト
ランス及び圧電トランスの損失を減少させている。な
お、共振周波数f0 =1/2π(LC)1/2 である。
又、入力電圧VINのレベルを検出して、入力電圧VIN
高くなるに従い圧電トランスの共振周波数を高くし、か
つ、トランジスタQのオフ時間を延ばしてオン時間を短
くし、トランジスタQのコレクタ−エミッタ電圧VCE
トランジスタQのコレクタ電流IC がゼロクロスするよ
うにして、トランジスタ,駆動トランス及び圧電トラン
スの損失を減少させている。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の第1実施例における駆動トラン
スの1次側のスイッチング波形の図である。駆動トラン
スTの2次インダクタンスと圧電トランス1の駆動部1
aにおけるキャパシタから成る並列共振回路を構成する
ことにより、図に示すように、トランジスタQのコレク
タ−エミッタVCEの波形は略正弦波である。トンジスタ
Qのコレクタ電流IC にも正常な電流が流れ、トランジ
スタ,駆動トランス及び圧電トランスの損失を減少させ
ている。
【0011】図2及図3に基づいて本発明の第2実施例
を説明する。図2は圧電トランス駆動回路の回路図であ
り、図3は駆動トランスの1次側のスイッチング波形の
図である。なお図において、図4と同一符号を付したも
のはそれぞれ同一の要素を示しており、説明を省略す
る。4は電圧検出回路であり、駆動トランスTの1次側
の入力電圧VINを検出する回路である。入力電圧VIN
レベルを検出し、入力電圧VINが高くなるに従い圧電ト
ランスの共振周波数を高くし、かつ、、トランジスタQ
のオフ時間を延ばし、オン時間を短くしてトランジスタ
Qのコレクタ−エミッタ電圧VCEとトランジスタQのコ
レクタIC がゼロクロスするようにして、トランジス
タ,駆動トランス及び圧電トランスの損失を減少させて
いる。
【0012】すなわち、駆動トランスTの1次側の入力
電圧VINが低い低入力時には、トランジスタQのコレク
タ−エミッタ電圧VCEはスイッチング周期の約1/2の
時間t1の間は0V以上の電圧でトランジスタQはオフ
状態であり、トランジスタQのコレクタ−エミッタ電圧
CEが0Vの間は、トランジスタQに正常なコレクタ電
流IC が流れている。逆に、駆動トランスTの1次側の
入力電圧VINが高い高入力時にも、トランジスタQのコ
レクタ−エミッタ電圧VCEはスイッチング周期の1/2
を越えた時間t2の間は0V以上の電圧であり、トラン
ジスタQのコレクタ−エミッタ電圧VCEが0Vの間(ス
イッチング周期から時間t2を差し引いた時間)、トラ
ンジスタQに正常なコレクタ電流IC が流れている。こ
のように、駆動トランスTの1次側の入力電圧VINが高
い高入力時には圧電トランスの共振周波数を高くし、か
つ、トランジスタQのスイッチング周期におけるオン・
オフのデューテイ比を適切に制御することによってトラ
ンジスタ,駆動トランス及び圧電トランスの損失を減少
させている。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による圧電
トランス駆動回路は、駆動トランスの2次インダクタン
スと圧電トランスの駆動部におけるキャパシタから成る
並列共振回路を構成し、トランジスタ,駆動トランス及
び圧電トランスの損失を減少させることができる。
【0014】又、本発明による他の圧電トランス駆動回
路は、駆動トランスの1次側に入力電圧を検出する電圧
検出回路を設け、前記入力電圧が高くなるに従い圧電ト
ランスの共振周波数を高くし、かつ、トランジスタのコ
レクタ−エミッタ電圧とコレクタ電流がゼロクロスする
ようにトランジスタのオン・オフ時間比を制御してトラ
ンジスタ,駆動トランス及び圧電トランスの損失を減少
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例における駆動トランスの1
次側のスイッチング波形の図である。
【図2】本発明の第2実施例における圧電トランス駆動
回路の回路図である。
【図3】本発明の第2実施例における駆動トランスの1
次側のスイッチング波形の図である。
【図4】圧電トランス駆動回路を説明する回路図であ
る。
【図5】駆動トランスの2次側を説明する回路図であ
る。
【図6】従来例における第1の駆動トランスの1次側の
スイッチング波形の図である。
【図7】従来例における第2の駆動トランスの1次側の
スイッチング波形の図である。
【符号の説明】
1 圧電トランス 1a 駆動部 1b 発電部 2 負荷 3 発振器 4 電圧検出回路 C キャパシタ L インダクタンス Q トランジスタ T 駆動トランス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1次側の直流電流をオン・オフするトラ
    ンジスタのスイッチング動作によって駆動する駆動トラ
    ンスの2次側の出力電圧を圧電トランスの駆動部に印加
    して発電部から昇圧した高圧の高周波電圧を出力させる
    圧電トランス駆動回路において、 駆動トランスの2次インダクタンスと圧電トランスの駆
    動部におけるキャパシタから成る並列共振回路を構成
    し、 トランジスタ,駆動トランス及び圧電トランスの損失を
    減少させることを特徴とする圧電トランス駆動回路。
  2. 【請求項2】 1次側の直流電流をオン・オフするトラ
    ンジスタのスイッチング動作によって駆動する駆動トラ
    ンスの2次側の出力電圧を圧電トランスの駆動部に印加
    して発電部から昇圧した高圧の高周波電圧を出力させる
    圧電トランス駆動回路において、 駆動トランスの1次側に入力電圧を検出する電圧検出回
    路を設け、 前記入力電圧が高くなるに従い圧電トランスの共振周波
    数を高くし、かつ、トランジスタのコレクタ−エミッタ
    電圧とコレクタ電流がゼロクロスするようにトランジス
    タのオン・オフ時間比を制御してトランジスタ,駆動ト
    ランス及び圧電トランスの損失を減少させることを特徴
    とする圧電トランス駆動駆動回路。
JP6180530A 1994-07-08 1994-07-08 圧電トランス駆動回路 Pending JPH0833349A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5866969A (en) * 1996-10-24 1999-02-02 Nec Corporation Actuating circuit of piezoelectric transformer and actuating method thereof
US6087757A (en) * 1997-06-19 2000-07-11 Nec Corporation Driving method and driving circuit of piezoelectric transformers

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US5866969A (en) * 1996-10-24 1999-02-02 Nec Corporation Actuating circuit of piezoelectric transformer and actuating method thereof
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