JPH09247957A - 自励式圧電トランスインバータ - Google Patents
自励式圧電トランスインバータInfo
- Publication number
- JPH09247957A JPH09247957A JP8047093A JP4709396A JPH09247957A JP H09247957 A JPH09247957 A JP H09247957A JP 8047093 A JP8047093 A JP 8047093A JP 4709396 A JP4709396 A JP 4709396A JP H09247957 A JPH09247957 A JP H09247957A
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- JP
- Japan
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- transformer
- piezoelectric transformer
- electromagnetic
- switching transistor
- voltage
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スイッチングトランジスタの過電流による破
損の防止と圧電トランスの固有の発振周波数にて発振す
る自励式圧電トランスインバータを提供するものであ
る。 【構成】 直流電源を入力とし、電磁トランスの１次巻
線と直列に接続された第１のスイッチングトランジスタ
を有し、前記電磁トランスの２次巻線を圧電トランスの
入力端子に接続し、前記圧電トランスの出力端子に負荷
を接続し、前記電磁トランスの３次巻線が前記第１のス
イッチングトランジスタのベース、エミッタ間に接続さ
れ、かつ並列に第二のトランジスタのコレクタ、エミッ
タ間に接続され、該第２のトランジスタのベースには前
記圧電トランスからの帰還を加えるように接続した自励
式圧電トランスインバータ。
損の防止と圧電トランスの固有の発振周波数にて発振す
る自励式圧電トランスインバータを提供するものであ
る。 【構成】 直流電源を入力とし、電磁トランスの１次巻
線と直列に接続された第１のスイッチングトランジスタ
を有し、前記電磁トランスの２次巻線を圧電トランスの
入力端子に接続し、前記圧電トランスの出力端子に負荷
を接続し、前記電磁トランスの３次巻線が前記第１のス
イッチングトランジスタのベース、エミッタ間に接続さ
れ、かつ並列に第二のトランジスタのコレクタ、エミッ
タ間に接続され、該第２のトランジスタのベースには前
記圧電トランスからの帰還を加えるように接続した自励
式圧電トランスインバータ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気・機械変換トラ
ンスを用いた高周波インバータ回路の自励式発振方式に
関するものである。
ンスを用いた高周波インバータ回路の自励式発振方式に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ機器などの液晶表示用バッ
クライト照明に用いられる放電管点灯回路では、点灯時
に高電圧を印加して、確実に始動させなければならな
い。この高電圧を得るために、圧電トランスを使用する
と、従来の巻線型の昇圧トランスよりも、小型、高効率
化が可能となる。この圧電トランスの入力には、寸法で
決まる固有の共振周波数を印加しなければ、大きな昇圧
比が得られず、効率も悪くなる。このため、周波数のコ
ントロール、調整が必要となり、複雑な専用ＩＣを使わ
なければならなかったり、調整のために工数がかかった
りする。一方自励式方式だと、他励式よりも、回路が簡
単になり、個別の圧電トランスの固有の共振周波数にて
発振させることができる利点がある。
クライト照明に用いられる放電管点灯回路では、点灯時
に高電圧を印加して、確実に始動させなければならな
い。この高電圧を得るために、圧電トランスを使用する
と、従来の巻線型の昇圧トランスよりも、小型、高効率
化が可能となる。この圧電トランスの入力には、寸法で
決まる固有の共振周波数を印加しなければ、大きな昇圧
比が得られず、効率も悪くなる。このため、周波数のコ
ントロール、調整が必要となり、複雑な専用ＩＣを使わ
なければならなかったり、調整のために工数がかかった
りする。一方自励式方式だと、他励式よりも、回路が簡
単になり、個別の圧電トランスの固有の共振周波数にて
発振させることができる利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】自励式に於いては、圧
電トランスのそれぞれの固有の共振周波数で発振するた
め、寸法のばらつき、圧電材料の温度特性変化に対し
て、発振周波数は、安定に追随させることができる。し
かしながら、発振は、圧電トランスを介して行われるた
めに、圧電トランスの出力部から、入力側に適切に帰還
させねばならない。特に、負荷が、放電管のような場合
や、入力電圧が低い場合に、十分な帰還が得られないた
め、入力側のスイッチングトランジスタに過電流が流れ
たり、発振が継続せず、点灯できなかったりする問題が
ある。本発明は、簡単な回路方式でスイッチングトラン
ジスタの過電流による破損の防止と固有の発振周波数に
て、効率良く、放電管等を点灯させるものである。
電トランスのそれぞれの固有の共振周波数で発振するた
め、寸法のばらつき、圧電材料の温度特性変化に対し
て、発振周波数は、安定に追随させることができる。し
かしながら、発振は、圧電トランスを介して行われるた
めに、圧電トランスの出力部から、入力側に適切に帰還
させねばならない。特に、負荷が、放電管のような場合
や、入力電圧が低い場合に、十分な帰還が得られないた
め、入力側のスイッチングトランジスタに過電流が流れ
たり、発振が継続せず、点灯できなかったりする問題が
ある。本発明は、簡単な回路方式でスイッチングトラン
ジスタの過電流による破損の防止と固有の発振周波数に
て、効率良く、放電管等を点灯させるものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、直流電源を入
力とし、電磁トランスの１次巻線と直列に接続された第
１のスイッチングトランジスタを有し、前記電磁トラン
スの２次巻線を電気・機械変換トランス（圧電トラン
ス）の入力端子に接続し、前記圧電トランスの出力端子
に負荷を接続し、前記電磁トランスの３次巻線が前記第
１のスイッチングトランジスタのベース、エミッタ間に
接続され、かつ並列に第２のトランジスタのコレクタ、
エミッタ間に接続され、該第２のトランジスタのベース
には前記圧電トランスからの帰還を加えるように接続し
た自励式圧電トランスインバータである。また本発明は
直流電源を入力とし、電磁トランスの１次巻線と直列に
接続されたスイッチングトランジスタを有し、前記電磁
トランスの２次巻線を電気・機械変換トランス（圧電ト
ランス）の入力端子に接続し、前記圧電トランスの出力
端子に負荷を接続し、前記電磁トランスの３次巻線が前
記スイッチングトランジスタのベース、エミッタ間に接
続され、さらに前記圧電トランスからの帰還量と定電圧
とを比較するコンパレータを前記スイッチングトランジ
スタのベースに接続した自励式圧電トランスインバータ
である。また、前記圧電トランスの出力端子の負荷と直
列に抵抗を接続し、その電位を抵抗を介して帰還を加え
るようにしたものである。また、前記電磁トランスの２
次巻線の負荷と接続側の端子と前記電磁トランスの入力
側の３次巻線の直流電源と接続している端子間に抵抗を
直列に接続して、前記帰還を加えるようにしたものであ
る。また本発明は、直流電源を入力とし、電磁トランス
の１次巻線と直列に接続されたスイッチングトランジス
タを有し、前記電磁トランスの２次巻線を電気・機械変
換トランス（圧電トランス）の入力端子に接続し、前記
圧電トランスの出力端子に負荷を接続し、前記電磁トラ
ンスの３次巻線の端子の一方が抵抗、コンデンサを介し
て前記スイッチングトランジスタのベースに接続され、
他方の端子はエミッタに接続され、ベースには前記圧電
トランスからの帰還を加えた回路で、前記抵抗を可変抵
抗とした自励式圧電トランスインバータである。
力とし、電磁トランスの１次巻線と直列に接続された第
１のスイッチングトランジスタを有し、前記電磁トラン
スの２次巻線を電気・機械変換トランス（圧電トラン
ス）の入力端子に接続し、前記圧電トランスの出力端子
に負荷を接続し、前記電磁トランスの３次巻線が前記第
１のスイッチングトランジスタのベース、エミッタ間に
接続され、かつ並列に第２のトランジスタのコレクタ、
エミッタ間に接続され、該第２のトランジスタのベース
には前記圧電トランスからの帰還を加えるように接続し
た自励式圧電トランスインバータである。また本発明は
直流電源を入力とし、電磁トランスの１次巻線と直列に
接続されたスイッチングトランジスタを有し、前記電磁
トランスの２次巻線を電気・機械変換トランス（圧電ト
ランス）の入力端子に接続し、前記圧電トランスの出力
端子に負荷を接続し、前記電磁トランスの３次巻線が前
記スイッチングトランジスタのベース、エミッタ間に接
続され、さらに前記圧電トランスからの帰還量と定電圧
とを比較するコンパレータを前記スイッチングトランジ
スタのベースに接続した自励式圧電トランスインバータ
である。また、前記圧電トランスの出力端子の負荷と直
列に抵抗を接続し、その電位を抵抗を介して帰還を加え
るようにしたものである。また、前記電磁トランスの２
次巻線の負荷と接続側の端子と前記電磁トランスの入力
側の３次巻線の直流電源と接続している端子間に抵抗を
直列に接続して、前記帰還を加えるようにしたものであ
る。また本発明は、直流電源を入力とし、電磁トランス
の１次巻線と直列に接続されたスイッチングトランジス
タを有し、前記電磁トランスの２次巻線を電気・機械変
換トランス（圧電トランス）の入力端子に接続し、前記
圧電トランスの出力端子に負荷を接続し、前記電磁トラ
ンスの３次巻線の端子の一方が抵抗、コンデンサを介し
て前記スイッチングトランジスタのベースに接続され、
他方の端子はエミッタに接続され、ベースには前記圧電
トランスからの帰還を加えた回路で、前記抵抗を可変抵
抗とした自励式圧電トランスインバータである。
【０００５】本発明は、例えば負荷が放電管のように、
点灯始動電圧が高い場合、負荷電流を検出帰還して発振
させるのに、点灯させるために必要な電圧に達しない場
合、帰還されなかったり、帰還量が不十分の場合があ
る。このような場合でも、一応発振を開始させるため
に、１次、２次、３次巻線を有する電磁トランスを使
い、３次巻線に誘起される電圧をスイッチングトランジ
スタのベースに印加し、圧電トランスの固有の共振周波
数より低い周波数で発振させる。その後、放電管を点灯
させ、負荷電流により誘起される帰還量により第２のト
ランジスタを動作させ、それぞれの圧電トランスの固有
の共振周波数にて発振を継続するようにするものであ
る。
点灯始動電圧が高い場合、負荷電流を検出帰還して発振
させるのに、点灯させるために必要な電圧に達しない場
合、帰還されなかったり、帰還量が不十分の場合があ
る。このような場合でも、一応発振を開始させるため
に、１次、２次、３次巻線を有する電磁トランスを使
い、３次巻線に誘起される電圧をスイッチングトランジ
スタのベースに印加し、圧電トランスの固有の共振周波
数より低い周波数で発振させる。その後、放電管を点灯
させ、負荷電流により誘起される帰還量により第２のト
ランジスタを動作させ、それぞれの圧電トランスの固有
の共振周波数にて発振を継続するようにするものであ
る。
【０００６】直流電圧がインバータ回路を構成する電磁
トランスの１次巻線を通して、スイッチングトランジス
タのコレクタ、エミッタに電流が流れ始める。ベース、
エミッタ間には、１次巻線と極性を同じとする３次巻線
による誘起電圧が印加される。これにより、コレクタ電
流は増加するが、ベース電流の飽和により、コレクタ電
流が飽和し、電磁トランスの磁束増加がなくなり、急激
にスイッチングトランジスタがＯＦＦする。電磁トラン
スに蓄積された電磁エネルギは、電磁トランスの２次巻
線を介して圧電トランスの１次側に放出されると元の状
態に戻り同じ動作が繰り返される。この際、放電管が点
灯しなくても、発振は起こされスイッチングトランスが
破損するようなことは防げる。放電灯が、点灯されると
それによる帰還が、第２のトランジスタのベースに加わ
り、第２のトランジスタのコレクタ電位が下がり、スイ
ッチングトランジスタをＯＦＦさせ、スイッチングの周
波数が圧電トランスの固有の共振周波数に合わされるこ
とになる。
トランスの１次巻線を通して、スイッチングトランジス
タのコレクタ、エミッタに電流が流れ始める。ベース、
エミッタ間には、１次巻線と極性を同じとする３次巻線
による誘起電圧が印加される。これにより、コレクタ電
流は増加するが、ベース電流の飽和により、コレクタ電
流が飽和し、電磁トランスの磁束増加がなくなり、急激
にスイッチングトランジスタがＯＦＦする。電磁トラン
スに蓄積された電磁エネルギは、電磁トランスの２次巻
線を介して圧電トランスの１次側に放出されると元の状
態に戻り同じ動作が繰り返される。この際、放電管が点
灯しなくても、発振は起こされスイッチングトランスが
破損するようなことは防げる。放電灯が、点灯されると
それによる帰還が、第２のトランジスタのベースに加わ
り、第２のトランジスタのコレクタ電位が下がり、スイ
ッチングトランジスタをＯＦＦさせ、スイッチングの周
波数が圧電トランスの固有の共振周波数に合わされるこ
とになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。第１図は、本発明に係る一実施例の冷陰
極放電管点灯回路である自励式圧電インバータ回路図で
ある。同図に於いてＶｉは直流電源、Ｃ１は直流電源側
のインピーダンスを小さくするためのコンデンサ、Ｔは
電磁トランスで入力側の１次巻線：Ｎ１と出力側の２次
巻線：Ｎ２と３次巻線：Ｎ３を有するものである。Ｎ１
とＮ２の巻線は、Ｎ２をＮ１よりも多く巻き電圧が昇圧
されるようにする。ＰＴは圧電トランスで出力側に冷陰
極管（ＣＣＦＬ）を負荷として接続する。Ｑ１はスイッ
チングトランジスタであり、Ｒ１はＱ１を始動させるた
めの抵抗である。Ｒ２、Ｒ３は、ＣＣＦＬの点灯時、第
２のトランジスタＱ２のベースに電圧を帰還させるため
の抵抗である。次にこの自励式圧電インバータ回路の動
作を説明する。Ｖｉが印加されるとＲ１を通してＱ１の
ベースに電圧が加わり、コレクタ電流が、Ｎ１を通して
流れ始める。そうするとＴのＮ３巻線端子間に電圧が誘
起されＱ１のコレクタ電流を増加させる。又Ｎ２には、
巻線比だけ昇圧された電圧がＰＴの一次側に印加され、
ＰＴの出力端子に高電圧が誘起される。この電圧が、Ｃ
ＣＦＬの起動電圧以上になれば、ＣＣＦＬは点灯する。
Ｑ１のコレクタ電流は、ベース電流が飽和するまで増加
し続けるが、ベース電流の飽和により、急激に減少しＯ
ＦＦ状態になる。その後、Ｔに蓄積された電磁エネルギ
は、Ｎ２を通して放出され、始動時と同じ状態になり、
この後、同じ動作を繰り返すことになる。この動作は、
ＣＣＦＬが点灯しなくても起こるものである。ＣＣＦＬ
が点灯すると管電流がＲ２に流れその両端の電圧が、Ｒ
３を介してＱ２のベースに接続されＱ１が強制的にＯＦ
Ｆされる。このことにより、発振周波数は、ＰＴの固有
の共振周波数に合わせられることになる。第２図は、別
の実施例であり、Ｑ２のベースへの帰還が、第１図と異
なる回路となっているものである。第３図は、第１図の
Ｑ２の替りにコンパレータＣＯＭＰを使用した実施例で
ある。更に、これらの実施例において、抵抗Ｒ４を可変
にすることにより容易に放電管の輝度を調節することが
できる。
いて説明する。第１図は、本発明に係る一実施例の冷陰
極放電管点灯回路である自励式圧電インバータ回路図で
ある。同図に於いてＶｉは直流電源、Ｃ１は直流電源側
のインピーダンスを小さくするためのコンデンサ、Ｔは
電磁トランスで入力側の１次巻線：Ｎ１と出力側の２次
巻線：Ｎ２と３次巻線：Ｎ３を有するものである。Ｎ１
とＮ２の巻線は、Ｎ２をＮ１よりも多く巻き電圧が昇圧
されるようにする。ＰＴは圧電トランスで出力側に冷陰
極管（ＣＣＦＬ）を負荷として接続する。Ｑ１はスイッ
チングトランジスタであり、Ｒ１はＱ１を始動させるた
めの抵抗である。Ｒ２、Ｒ３は、ＣＣＦＬの点灯時、第
２のトランジスタＱ２のベースに電圧を帰還させるため
の抵抗である。次にこの自励式圧電インバータ回路の動
作を説明する。Ｖｉが印加されるとＲ１を通してＱ１の
ベースに電圧が加わり、コレクタ電流が、Ｎ１を通して
流れ始める。そうするとＴのＮ３巻線端子間に電圧が誘
起されＱ１のコレクタ電流を増加させる。又Ｎ２には、
巻線比だけ昇圧された電圧がＰＴの一次側に印加され、
ＰＴの出力端子に高電圧が誘起される。この電圧が、Ｃ
ＣＦＬの起動電圧以上になれば、ＣＣＦＬは点灯する。
Ｑ１のコレクタ電流は、ベース電流が飽和するまで増加
し続けるが、ベース電流の飽和により、急激に減少しＯ
ＦＦ状態になる。その後、Ｔに蓄積された電磁エネルギ
は、Ｎ２を通して放出され、始動時と同じ状態になり、
この後、同じ動作を繰り返すことになる。この動作は、
ＣＣＦＬが点灯しなくても起こるものである。ＣＣＦＬ
が点灯すると管電流がＲ２に流れその両端の電圧が、Ｒ
３を介してＱ２のベースに接続されＱ１が強制的にＯＦ
Ｆされる。このことにより、発振周波数は、ＰＴの固有
の共振周波数に合わせられることになる。第２図は、別
の実施例であり、Ｑ２のベースへの帰還が、第１図と異
なる回路となっているものである。第３図は、第１図の
Ｑ２の替りにコンパレータＣＯＭＰを使用した実施例で
ある。更に、これらの実施例において、抵抗Ｒ４を可変
にすることにより容易に放電管の輝度を調節することが
できる。
【０００８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の自励式圧
電インバータ回路によれば、圧電トランスの個別の寸法
のばらつき、材質の温度特性によるものの固有の共振周
波数に合わせた発振回路が、部品点数を少なく形成でき
る。又、放電管のように、点灯しがたい負荷の場合、た
とえ、放電管が点灯しなくても、発振は立ち上がり、ス
イッチングトランジスタを過電流による破損から防ぐこ
とができる。
電インバータ回路によれば、圧電トランスの個別の寸法
のばらつき、材質の温度特性によるものの固有の共振周
波数に合わせた発振回路が、部品点数を少なく形成でき
る。又、放電管のように、点灯しがたい負荷の場合、た
とえ、放電管が点灯しなくても、発振は立ち上がり、ス
イッチングトランジスタを過電流による破損から防ぐこ
とができる。
【図１】本発明に係る一実施例の放電管点灯回路図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る他の実施例の放電管点灯回路図で
ある。
ある。
【図３】本発明に係る別の実施例の放電管点灯回路図で
ある。
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸川 治朗 神奈川県相模原市上鶴間519−６
Claims (5)
- 【請求項１】 直流電源を入力とし、電磁トランスの１
次巻線と直列に接続された第１のスイッチングトランジ
スタを有し、前記電磁トランスの２次巻線を電気・機械
変換トランス（圧電トランス）の入力端子に接続し、前
記圧電トランスの出力端子に負荷を接続し、前記電磁ト
ランスの３次巻線が前記第１のスイッチングトランジス
タのベース、エミッタ間に接続され、かつ並列に第２の
トランジスタのコレクタ、エミッタ間に接続され、該第
２のトランジスタのベースには前記圧電トランスからの
帰還を加えるように接続したことを特徴とする自励式圧
電トランスインバータ。 - 【請求項２】 直流電源を入力とし、電磁トランスの１
次巻線と直列に接続されたスイッチングトランジスタを
有し、前記電磁トランスの２次巻線を電気・機械変換ト
ランス（圧電トランス）の入力端子に接続し、前記圧電
トランスの出力端子に負荷を接続し、前記電磁トランス
の３次巻線が前記スイッチングトランジスタのベース、
エミッタ間に接続され、さらに前記圧電トランスの帰還
量と定電圧とを比較するコンパレータを前記スイッチン
グトランジスタのベースに接続したことを特徴とする自
励式圧電トランスインバータ。 - 【請求項３】 前記圧電トランスの出力端子の負荷と直
列に抵抗を接続し、その電位を抵抗を介して帰還を加え
るようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に
記載の自励式圧電トランスインバータ。 - 【請求項４】 前記電磁トランスの２次巻線の負荷と接
続側の端子と前記電磁トランスの入力側の３次巻線の直
流電源と接続している端子間に抵抗を直列に接続して、
前記帰還を加えるようにしたことを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載の自励式圧電トランスインバータ。 - 【請求項５】 直流電源を入力とし、電磁トランスの１
次巻線と直列に接続されたスイッチングトランジスタを
有し、前記電磁トランスの２次巻線を電気・機械変換ト
ランス（圧電トランス）の入力端子に接続し、前記圧電
トランスの出力端子に負荷を接続し、前記電磁トランス
の３次巻線の端子の一方が抵抗、コンデンサを介して前
記スイッチングトランジスタのベースに接続され、他方
の端子はエミッタに接続され、ベースには前記圧電トラ
ンスからの帰還を加えた回路で、前記抵抗を可変抵抗と
したことを特徴とする自励式圧電トランスインバータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8047093A JPH09247957A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 自励式圧電トランスインバータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8047093A JPH09247957A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 自励式圧電トランスインバータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09247957A true JPH09247957A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12765583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8047093A Pending JPH09247957A (ja) | 1996-03-05 | 1996-03-05 | 自励式圧電トランスインバータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09247957A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1220580A2 (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Drive device and drive method for a cold cathode fluorescent lamp |
| CN100464488C (zh) * | 2006-07-12 | 2009-02-25 | 群康科技(深圳)有限公司 | 电源电路 |
-
1996
- 1996-03-05 JP JP8047093A patent/JPH09247957A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1220580A2 (en) * | 2000-12-28 | 2002-07-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Drive device and drive method for a cold cathode fluorescent lamp |
| EP1220580A3 (en) * | 2000-12-28 | 2004-08-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Drive device and drive method for a cold cathode fluorescent lamp |
| CN100464488C (zh) * | 2006-07-12 | 2009-02-25 | 群康科技(深圳)有限公司 | 电源电路 |
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