JPH10174448A - Power supply - Google Patents

Power supply

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JPH10174448A
JPH10174448A JP8344452A JP34445296A JPH10174448A JP H10174448 A JPH10174448 A JP H10174448A JP 8344452 A JP8344452 A JP 8344452A JP 34445296 A JP34445296 A JP 34445296A JP H10174448 A JPH10174448 A JP H10174448A
Authority
JP
Japan
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load
voltage
core
cores
normal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8344452A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
光昭 ▲高▼阪
Mitsuaki Kosaka
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Yupiteru Industries Co Ltd
Original Assignee
Yupiteru Industries Co Ltd
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Publication date
Application filed by Yupiteru Industries Co Ltd filed Critical Yupiteru Industries Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect whether a load is normal or abnormal, even if the output voltage to the load is DC or DC-superposed by making a difference in induced voltages between both U cores a specified value or below, when the load is normal and making it a larger value than that when the load is normal, when the load is abnormal. SOLUTION: When the output voltage to a load is DC-superposed, leakage magnetic flux is different at the A side (negative side) and B side (positive side) of a secondary winding. Therefore, low resistors R1, R2 are set to such values that the voltages V1 , V2 at points A, B are nearly the same at normal operation. With the appropriate setting of the values of the low resistors R1, R2, current is not made to flow into a detection resistor R5, because V1 becomes equal to V2 and R3 becomes equal to R4 in the case that each neon tube is correctly connected, and therefore the neon tube emits light. When one of the neon tubes is broken or the like, however, the voltages induced in both the U cores are greatly different, and a specified voltage Vdet appears in a second high resistor R5. By this method, it can be told clearly distinguished whether a load is normal or abnormal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、電源装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply.

【0002】[0002]

【発明の背景】図6は、従来のネオン管を点灯させるた
めの高周波電源装置を示している。同図に示すように、
商用電源(図の例ではAC220V)を全波整流回路1
に接続し、そこにおいて整流し、さらに全波整流回路1
の出力側に接続された平滑コンデンサ2により平滑す
る。平滑コンデンサ2の両端子間にインバータ回路3を
接続し、そこにおいて所定の高周波数に変換する。さら
に、インバータ回路3は昇圧型のトランス4の一次側に
接続されており、前記高周波数の信号をトランス4にて
昇圧するようにしている。そして、このトランス4の二
次側をネオン管6に接続するようにしている。そして、
ネオン管6は、通常複数本を直列接続している。
FIG. 6 shows a conventional high frequency power supply for lighting a neon tube. As shown in the figure,
A commercial power supply (in the example shown, AC 220 V) is connected to a full-wave rectifier circuit 1
To the rectifier, where it is rectified,
Is smoothed by the smoothing capacitor 2 connected to the output side of the circuit. An inverter circuit 3 is connected between both terminals of the smoothing capacitor 2, where the frequency is converted to a predetermined high frequency. Further, the inverter circuit 3 is connected to the primary side of the step-up transformer 4 so that the transformer 4 steps up the high-frequency signal. Then, the secondary side of the transformer 4 is connected to the neon tube 6. And
Usually, a plurality of neon tubes 6 are connected in series.

【0003】インバータ回路3は、トランス4の一次側
に電流を通電したり、遮断したりするスイッチング素子
3aと、そのスイッチング素子3aのON/OFFを制
御する制御回路3bとを備えている。
[0003] The inverter circuit 3 includes a switching element 3a for supplying or interrupting a current to the primary side of the transformer 4, and a control circuit 3b for controlling ON / OFF of the switching element 3a.

【0004】ところで、二次側部分を等価回路で示す
と、図7のようになる。各ネオン管6が、並列接続され
たコンデンサCと抵抗Rで表わされ、それらが直列接続
される。そして、各ネオン管6と大地との間で浮遊容量
C1が発生する。そして、負荷であるネオン管6が割れ
たり、ガス抜けすると、抵抗Rが大きくなるので発光で
きなくなり、オープン状態となる。出力電圧がオープン
状態による持ち上りに共振が加わって上昇し、ネオン管
6が取り付けられた看板に放電したり、リード線が燃え
たりするおそれがある。
FIG. 7 shows an equivalent circuit of the secondary part. Each neon tube 6 is represented by a capacitor C and a resistor R connected in parallel, and they are connected in series. Then, a stray capacitance C1 is generated between each neon tube 6 and the ground. If the neon tube 6 serving as a load breaks or gas escapes, the resistance R increases, so that light cannot be emitted and the device is opened. The output voltage rises due to the resonance in addition to the lift due to the open state, and there is a possibility that the signboard to which the neon tube 6 is attached may discharge or the lead wire may burn.

【0005】そこで、出力電圧が高圧の場合、二次側の
電流を直接検出することが困難なため、従来は、図6に
示すように、保護回路7を設け、一次側回路に流れる入
力電流を監視し、その入力電流が一定以上になった場合
に異常ありとして制御回路3bを強制的に停止しスイッ
チング素子3aをOFF(スイッチが開)にするように
している。
Therefore, when the output voltage is high, it is difficult to directly detect the current on the secondary side. Therefore, a protection circuit 7 is conventionally provided as shown in FIG. Is monitored, and when the input current exceeds a certain value, the control circuit 3b is forcibly stopped and the switching element 3a is turned off (the switch is opened) as an abnormality is determined.

【0006】具体的には、トランス4の一次側に電流を
検出する検出回路7aを設け、入力電流(交流)を検出
する。その検出回路7aの出力を検出整流回路7bに送
り、そこにおいて整流平滑化して入力電流のレベルを求
める。さらに、その平滑化後の検出値を遮断保持回路7
cに送り、検出値が一定の基準値を超えた場合には、制
御回路3bに対して所定の信号を送り、動作停止するよ
うにしている。さらに、遮断保持回路7cは、一旦上記
動作停止状態になったならば、その停止状態を保持する
機能も有している。
More specifically, a detection circuit 7a for detecting a current is provided on the primary side of the transformer 4 to detect an input current (AC). The output of the detection circuit 7a is sent to the detection and rectification circuit 7b, where it is rectified and smoothed to determine the level of the input current. Further, the detection value after the smoothing is stored in the cutoff holding circuit 7.
When the detected value exceeds a certain reference value, a predetermined signal is sent to the control circuit 3b to stop the operation. Further, the cutoff holding circuit 7c has a function of holding the stopped state once the operation is stopped.

【0007】しかしながら、従来の装置では、入力電流
が大きくなったときに初めて遮断するようになっている
ので、二次側の異常状態の一部の現象しか検出すること
ができない。すなわち、例えばネオン管6の一端が大地
に接地しても、二次側に流れる負荷電流は小さくなるか
あまり変わらない。よって、入力電流も変わらないた
め、上記した従来の装置では係る異常を検出できない。
しかし、一端が大地に接地すると、その部分で放電して
火花が飛ぶおそれがあるので、検出できないと危険であ
る。特に、直列接続されたネオン管6のうちの端の方で
発生すると、電流値も大きいため、上記問題が顕著とな
る。
[0007] However, in the conventional device, since the cutoff is performed only when the input current becomes large, only a part of the abnormal state on the secondary side can be detected. That is, for example, even if one end of the neon tube 6 is grounded to the ground, the load current flowing to the secondary side is reduced or does not change much. Therefore, since the input current does not change, the above-described conventional apparatus cannot detect such an abnormality.
However, if one end is grounded, there is a danger that sparks may be discharged at that portion and sparks may be emitted. In particular, if it occurs at the end of the neon tubes 6 connected in series, the above problem becomes significant because the current value is large.

【0008】また、ネオン管6の片側が外れている場合
には、そのネオン管6の接続端子には、高い開放電圧が
発生している。従って、誤ってその接続端子を触ると感
電するおそれがある。しかし、二次側は開放状態となっ
ているので、入力電流が増加することはなく、従来のも
のでは係る異常状態を検出できない。
When one side of the neon tube 6 is off, a high open-circuit voltage is generated at the connection terminal of the neon tube 6. Therefore, there is a risk of electric shock if the connection terminal is touched by mistake. However, since the secondary side is in an open state, the input current does not increase, and the conventional state cannot detect such an abnormal state.

【0009】また、高周波なため、トランス4とネオン
管6とを結ぶリード線は例えば2m以内等というように
長さも規制されるが、実際の施工では係る規制の長さよ
りも長くなるおそれがある。しかし、係る現象があった
としても、入力電流に与える影響はわずかであるので、
大きく変化することはないので、やはり異常と検出する
ことはできない。従って、従来のものでは、二次側で共
振して電圧が上昇するような異常を検出することができ
るにすぎない。
[0009] Further, because of the high frequency, the length of the lead wire connecting the transformer 4 and the neon tube 6 is regulated, for example, to within 2 m. However, in actual construction, there is a possibility that the length is longer than the regulated length. . However, even if such a phenomenon occurs, the effect on the input current is small,
Since there is no significant change, it cannot be detected as abnormal. Therefore, in the conventional device, it is only possible to detect an abnormality such that the voltage increases due to resonance on the secondary side.

【0010】さらに、一次側に流れる電流は数A程度と
大きいので、検出回路7aに使用する検出用の抵抗や電
流検出用トランスも大きなものが必要となり、装置が大
型化する。また、大電流が流れることにより生じる発熱
に伴う熱損失も無視できない。
Further, since the current flowing to the primary side is as large as about several A, the detection resistor and the current detection transformer used in the detection circuit 7a need to be large, and the device becomes large. Further, heat loss due to heat generated by the flow of a large current cannot be ignored.

【0011】そこで本発明者は、インバータ回路と昇圧
型のトランスとを備え、前記トランスの二次側に所定の
周波数の交流電圧を発生する高周波電源装置において、
前記トランスは、コアに対して相互に絶縁状態で取り付
けられた一次巻線と二次巻線とを備え、前記コアに発生
する誘導電圧を検出し、前記誘導電圧が一定の値以上の
時に出力を停止するようにした電源装置を開発した。
Therefore, the present inventor has provided a high frequency power supply device comprising an inverter circuit and a step-up type transformer for generating an AC voltage having a predetermined frequency on a secondary side of the transformer.
The transformer includes a primary winding and a secondary winding attached to the core in a mutually insulated state, detects an induced voltage generated in the core, and outputs when the induced voltage is equal to or more than a certain value. A power supply unit was designed to stop the operation.

【0012】すなわち、負荷が複数直列接続したネオン
管などの場合には、正常時は負荷のバランスがとれてい
るので、コアの両端の対地電圧は等しい。よって、コア
に2次巻線側から誘導電圧が発生しないか、仮にしたと
してもごく小さい値となる。一方、管割れや地絡などの
異常が発生すると、負荷のバランスが崩れ、コアの両端
の対地電圧に差が発生する。これにより、コアに誘導電
圧が発生する。従って、二次側の異常の有無は、コアの
誘導電圧を監視することにより判断できる。
That is, in the case of a neon tube or the like in which a plurality of loads are connected in series, since the loads are balanced in a normal state, the ground voltages at both ends of the core are equal. Therefore, no induced voltage is generated in the core from the secondary winding side, or the value becomes very small, if at all. On the other hand, when an abnormality such as a pipe crack or a ground fault occurs, the load balance is lost, and a difference occurs between the ground voltages at both ends of the core. As a result, an induced voltage is generated in the core. Therefore, the presence or absence of an abnormality on the secondary side can be determined by monitoring the induced voltage of the core.

【0013】そこで、例えば、コアを検出抵抗などの検
出部材を介してアースに接続すると、誘導電圧が発生し
た場合にはコアから検出抵抗を通ってアースに電流が流
れる。それに伴い検出抵抗の両端には所定の電圧が発生
し、その大きさは誘導電圧に比例する。従って、係る電
圧を監視し、一定の値以上の時に異常ありと判断し、出
力を停止する。このようにすると、一次側の電流値がさ
ほど上昇せず、地絡や管割れ等でもコアには電圧が誘起
されるので、確実に異常状態が検出されるようになる。
Therefore, for example, if the core is connected to the ground via a detecting member such as a detecting resistor, a current flows from the core to the ground through the detecting resistor when an induced voltage is generated. Accordingly, a predetermined voltage is generated at both ends of the detection resistor, and its magnitude is proportional to the induced voltage. Therefore, the voltage is monitored, and when the voltage exceeds a certain value, it is determined that there is an abnormality, and the output is stopped. With this configuration, the current value on the primary side does not increase so much, and a voltage is induced in the core even in the case of a ground fault or pipe breakage, so that an abnormal state can be reliably detected.

【0014】ところで、上記した電源装置の場合には、
二次(出力)側が高周波の交流・正負対象出力であるた
め、上記した原理に従いコアの誘導電圧を監視すること
により精度よく二次側の異常を検出することが可能とな
る。但し、高周波出力の場合には、静電誘導で隣接のネ
オン管が点灯してしまい、配線を長くした場合には漏洩
電流が大きくなって点灯能力が低下し、さらには漏洩電
流にともない中央部が端部に対して暗くなるという問題
を有している。
By the way, in the case of the above-mentioned power supply,
Since the secondary (output) side is a high-frequency AC / positive / negative target output, it is possible to accurately detect an abnormality on the secondary side by monitoring the induced voltage of the core according to the above-described principle. However, in the case of high-frequency output, the adjacent neon tube is lit by electrostatic induction, and if the wiring is lengthened, the leakage current increases and the lighting performance decreases, and furthermore, the central part is caused by the leakage current. Has a problem that it becomes dark with respect to the edge.

【0015】そこで、二次側の出力電圧がDCまたはD
C重畳となる電源装置に対して上記したコアの誘導電圧
を監視することにより、二次側の異常の有無を監視する
構成を適用することを考えた。しかし新たに以下の問題
を生じ、そのまま適用することができない。
Therefore, when the output voltage on the secondary side is DC or D
The present inventors have considered applying a configuration for monitoring the presence or absence of an abnormality on the secondary side by monitoring the above-described induced voltage of the core with respect to a power supply device that is superimposed on C. However, the following problem newly arises and cannot be applied as it is.

【0016】すなわち、通常トランスの巻線は、均一に
巻き付けているため、係る巻線を用いると正常時でもコ
アの両端のバランスが崩れており、誘導電圧が発生して
しまう。すると、異常時との比較・弁別が十分に行え
ず、異常を検出できなくなってしまう。
That is, since the winding of the transformer is usually wound uniformly, if such a winding is used, the balance between both ends of the core is lost even in a normal state, and an induced voltage is generated. Then, comparison and discrimination with the abnormal state cannot be sufficiently performed, and the abnormal state cannot be detected.

【0017】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、出力方式が、DCまたはDC重畳であっても、負荷
が正常の時はコアに誘起される誘導電圧が一定の値以下
になるようにし、負荷の正常と異常とをコアの誘導電圧
の大きさに基づいて正確に弁別することのできる電源装
置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above background, and has as its object to solve the above-mentioned problems and to solve the problem when the load is normal even if the output method is DC or DC superposition. An object of the present invention is to provide a power supply device capable of reducing an induced voltage induced in a core to a predetermined value or less and accurately discriminating between normal and abnormal loads based on the magnitude of the induced voltage in the core. .

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係る電源装置では、インバータ回路とト
ランスとを備えるとともに、DCまたはDC重畳の出力
電圧を発生させる電源装置において、前記トランスは、
コアに対して相互に絶縁状態で取り付けられた一次巻線
と二次巻線とを備え、前記コアが、2つに分割されたU
コアの端面同士を、絶縁シートを介して対向配置するこ
とにより、電気的に絶縁状態を持たせながら両Uコアで
閉磁路を形成するようにした。そして、前記両コアに分
圧回路を設けることにより、前記負荷が正常なときに前
記二次巻線の漏れ磁束に基づく前記両Uコアに発生する
誘導電圧の差が一定の値以下になるとともに、前記負荷
が異常なときに前記コアに発生する誘導電圧の差が正常
時よりも大きくなるようにした(請求項1)。
In order to achieve the above object, a power supply device according to the present invention includes an inverter circuit and a transformer, and further comprises a DC or DC superimposed output voltage. Is
A primary winding and a secondary winding attached to each other in an insulated state with respect to a core, wherein the core is divided into two parts;
By arranging the end faces of the cores to face each other with an insulating sheet interposed therebetween, a closed magnetic path is formed by both U cores while maintaining an electrically insulating state. And by providing the voltage dividing circuit in the both cores, the difference between the induced voltages generated in the two U cores based on the leakage magnetic flux of the secondary winding when the load is normal becomes equal to or less than a certain value. The difference between the induced voltages generated in the core when the load is abnormal is larger than that in the normal state (claim 1).

【0019】そして、実際に正常/異常を弁別するため
には、例えば、前記分圧回路に加減算回路を接続し、前
記誘導電圧の差を前記加減算回路により求めるようにす
ることができる(請求項2)。さらに具体的には、前記
分圧回路は、前記両コアとアースとの間にそれぞれ配置
された低抵抗(R1,R2)であり、前記加減算回路
は、前記低抵抗に並列的に接続された、第1高抵抗(R
3,R4)と、それら両第1高抵抗に直列接続されてア
ースに落ちる第2高抵抗(R5)とで構成されたものを
含むようにすることができる(請求項3)。
In order to actually discriminate between normal and abnormal, for example, an adding / subtracting circuit may be connected to the voltage dividing circuit, and the difference between the induced voltages may be obtained by the adding / subtracting circuit. 2). More specifically, the voltage dividing circuit is a low resistance (R1, R2) disposed between the cores and ground, respectively, and the adding / subtracting circuit is connected to the low resistance in parallel. , The first high resistance (R
3, R4) and a second high resistance (R5) connected in series to both first high resistances and falling to the ground (claim 3).

【0020】すなわち、出力電圧がDCやDC重畳の場
合には、二次巻線に発生する電圧の方向が等しいため、
二次巻線の巻線状態を均一にすると、負荷が正常であっ
ても、そのままではコアに誘導電圧が発生する。そこ
で、コアを構成する2つのUコアの接合面に絶縁シート
を介在させることにより、両Uコアを電気的に絶縁し、
それぞれのUコアに独立して誘導起電力を発生させるよ
うにした。そして、Uコアに接続する分圧回路のパラメ
ータ(実施の形態では、低抵抗R1,R2の抵抗値)を
適宜に設定することにより、正常時に発生する誘導電圧
(請求項3や実施の形態における低抵抗の両端子間電
圧)の差を可及的に抑制するようにした。
That is, when the output voltage is DC or DC superimposed, the directions of the voltages generated in the secondary windings are equal.
If the winding state of the secondary winding is made uniform, an induced voltage is generated in the core as it is even when the load is normal. Therefore, by interposing an insulating sheet on the joint surface of the two U cores constituting the core, both U cores are electrically insulated,
An induced electromotive force is generated independently for each U core. Then, by appropriately setting the parameters (the resistance values of the low resistances R1 and R2 in the embodiment) of the voltage dividing circuit connected to the U core, the induced voltage generated in the normal state (in the third embodiment and the embodiment). The difference in the low-resistance voltage between both terminals is minimized.

【0021】そして、負荷に異常があると、負荷のバラ
ンスが正常時の状態から大きく異なり、両Uコアに発生
する誘導電圧も変化し、両者に差ができる。従って、係
る差の程度を監視することにより、正常/異常を弁別で
きる。なお、パラメータは、想定する負荷に応じて設定
すると、より精度のよい正常/異常の弁別ができる。特
に、実施の形態のように負荷がネオン管の場合には、負
荷の状態がある程度特定できるので、本発明が有効に寄
与する。
If there is an abnormality in the load, the load balance greatly differs from the normal state, and the induced voltage generated in both U cores also changes, so that there is a difference between the two. Therefore, normal / abnormal can be discriminated by monitoring the degree of the difference. If the parameters are set according to the assumed load, more accurate normal / abnormal discrimination can be performed. In particular, when the load is a neon tube as in the embodiment, the state of the load can be specified to some extent, and the present invention effectively contributes.

【0022】なお、本発明が対象とする負荷としては、
複数直列接続したネオン管などである。そこで、管割れ
や地絡などの異常が発生すると、負荷のバランスが正常
時のものと比べて崩れ、コアの両端の対地電圧により大
きな差が発生する。これにより、Uコアに発生する誘導
電圧が大きく異なり、上記した原理により異常を検出で
きる。
Note that the loads targeted by the present invention include:
A plurality of neon tubes connected in series are used. Therefore, when an abnormality such as a pipe crack or a ground fault occurs, the load balance is broken as compared with that in a normal state, and a large difference is generated due to the ground voltage at both ends of the core. As a result, the induced voltage generated in the U core greatly differs, and an abnormality can be detected based on the above-described principle.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る電源装置が
実装される電源装置の一例を示している。同図に示すよ
うに、電源装置10は、入力側を図示省略の商用電源に
接続され、その商用電源から供給される電力を、所望の
出力方式に変換し、出力側に接続された負荷(複数本を
直列接続したネオン管11)を駆動するようになってい
る。
FIG. 1 shows an example of a power supply device on which a power supply device according to the present invention is mounted. As shown in FIG. 1, the power supply device 10 has an input side connected to a commercial power supply (not shown), converts power supplied from the commercial power supply into a desired output method, and loads the load ( A neon tube 11) in which a plurality of tubes are connected in series is driven.

【0024】具体的には、まず、インバータ回路12
と、昇圧型のトランス13とを備えている。入力側に設
けたインバータ回路12により商用電源を所定の高周波
数に変換する。インバータ回路12は昇圧型のトランス
13の一次側に接続されており、前記高周波数の信号を
トランス13にて15000V程度に昇圧する。そし
て、トランス13は、所定形状のコア13aの脚部に一
次巻線13bと二次巻線13cとを取り付ける。さら
に、負荷変動に対する出力の変動を抑制するため、漏洩
型の構造をとるようにしている。
Specifically, first, the inverter circuit 12
And a step-up type transformer 13. The commercial power supply is converted to a predetermined high frequency by the inverter circuit 12 provided on the input side. The inverter circuit 12 is connected to the primary side of the step-up type transformer 13, and boosts the high-frequency signal to about 15000 V by the transformer 13. The transformer 13 attaches the primary winding 13b and the secondary winding 13c to the leg of the core 13a having a predetermined shape. Furthermore, in order to suppress the fluctuation of the output due to the fluctuation of the load, a leakage type structure is adopted.

【0025】さらに本例では、トランス13の二次巻線
13cと出力端子15の間に直列にコンデンサ16を挿
入し、さらに出力端子15間を接続するようにダイオー
ド17を挿入する。そして、両出力端子15に上記した
ネオン管11を接続可能としている。これにより、ネオ
ン管11を出力端子15に接続した状態では、二次巻線
13c,コンデンサ16並びにネオン管11が直列接続
された閉ループが構成される。
Further, in this embodiment, a capacitor 16 is inserted in series between the secondary winding 13c of the transformer 13 and the output terminal 15, and a diode 17 is inserted so as to connect between the output terminals 15. The neon tube 11 can be connected to both output terminals 15. Thus, when the neon tube 11 is connected to the output terminal 15, a closed loop is formed in which the secondary winding 13c, the capacitor 16, and the neon tube 11 are connected in series.

【0026】さらに、出力端子15間をダイオード17
で負側を短絡しているので、出力電圧は負側に波形が出
現しない半波整流されることになる。よって、高周波を
片側にシフトさせた高周波のDC重畳波形となる。但
し、出力電流は、ネオン管11と二次巻線13cとの共
振により、交流電流となる。
Further, a diode 17 is connected between the output terminals 15.
Since the negative side is short-circuited, the output voltage is half-wave rectified without a waveform appearing on the negative side. Therefore, a high frequency DC superimposed waveform in which the high frequency is shifted to one side is obtained. However, the output current becomes an alternating current due to resonance between the neon tube 11 and the secondary winding 13c.

【0027】このように、出力電圧がDC重畳になるた
め、静電誘導や漏洩電流が小さくなるので、「発明の背
景」の欄で説明したような交流電圧による弊害が解消さ
れる。しかも、出力電流は交流であるので、低電圧から
点灯でき、少ない電流で安定放電でき、変換効率がよい
等の高周波方式の長所も発揮する優れた電源装置とな
る。
As described above, since the output voltage is superimposed on DC, the electrostatic induction and the leakage current are reduced, so that the adverse effects due to the AC voltage as described in the section "Background of the Invention" are eliminated. In addition, since the output current is alternating current, it is possible to provide an excellent power supply device that can emit light from a low voltage, stably discharge with a small current, and exhibit the advantages of a high-frequency system such as high conversion efficiency.

【0028】さらに本例では、二次側の負荷バランスを
検出するために、二次巻線13cからコア13aへの静
電誘導電圧を検出するための電圧検出回路20を設けて
いる。具体的には、コア13aを検出抵抗を介してアー
スに落とすようにし、その検出抵抗の両端子間電圧を検
出するようにしている。なお、アースは、回路中のアー
スでもよく、あるいは大地を用いてもよい。
Further, in this embodiment, a voltage detection circuit 20 for detecting an electrostatic induction voltage from the secondary winding 13c to the core 13a is provided in order to detect a load balance on the secondary side. Specifically, the core 13a is grounded via a detection resistor, and the voltage between both terminals of the detection resistor is detected. The ground may be the ground in the circuit or the ground may be used.

【0029】そして、検出回路20の出力を検出整流回
路21に接続する。この検出整流回路21では、検出回
路20で発生する交流電圧を検出し、それを整流平滑化
して直流電圧に変換し、その直流電圧を遮断保持回路2
2に与えるようにしている。そして、遮断保持回路22
では、直流電圧のレベルが基準値以上の場合には、イン
バータ12に対して動作停止命令を送るようにしてい
る。
Then, the output of the detection circuit 20 is connected to the detection rectification circuit 21. The detection and rectification circuit 21 detects an AC voltage generated by the detection circuit 20, rectifies and smoothes the converted AC voltage, converts the DC voltage into a DC voltage, and converts the DC voltage into a cutoff holding circuit 2.
2 is given. Then, the cutoff holding circuit 22
Thus, when the level of the DC voltage is equal to or higher than the reference value, an operation stop command is sent to the inverter 12.

【0030】一方、上記したトランス13の具体的な構
成の一例を示すと、図2,図3に示すようなものを用い
ることができる。同図に示すように、コア13aは、2
つのUコア26,26を用い、そのUコア26の側面に
形成した溝26a内に固定金具27を装着する。そし
て、その固定金具27のばね力により2つのUコア26
が固定される。
On the other hand, as an example of a specific configuration of the transformer 13, the one shown in FIGS. 2 and 3 can be used. As shown in FIG.
Using two U-cores 26, 26, a fixture 27 is mounted in a groove 26 a formed on the side surface of the U-core 26. Then, the two U-cores 26 are formed by the spring force of the fixture 27.
Is fixed.

【0031】さらに、Uコア26の脚部26bには、一
次巻線13bと二次巻線13cがそれぞれ装着されてい
る。一次巻線13bは角型ボビン28の周囲に巻線29
を施すことにより構成され、その角型ボビン28には、
4つのリードピン30が取り付けられる。そして、その
うちの2本のリードピン30には、巻線29の両端が電
気的に接続され、そのリードピン30を介して図示省略
の回路基板に接続されるようになっている。
Further, a primary winding 13b and a secondary winding 13c are mounted on the leg 26b of the U core 26, respectively. The primary winding 13b has a winding 29 around the square bobbin 28.
The square bobbin 28 includes:
Four lead pins 30 are attached. The two ends of the winding 29 are electrically connected to the two lead pins 30, and are connected to a circuit board (not shown) via the lead pins 30.

【0032】なお、このようにリードピン30を回路基
板に形成された所定の孔内に挿入することにより、回路
基板上にトランスを実装するため、リードピン30を4
個設け、トランス13を安定状態で固定できるようにし
ている。従って、巻線29の両端をそのリードピンに接
続すると、残りの2本のリードピンは、通常は電気的に
は未接続で、固定用に利用されている。
Since the transformer is mounted on the circuit board by inserting the lead pins 30 into the predetermined holes formed in the circuit board in this manner, the four lead pins 30 are connected.
Provided so that the transformer 13 can be fixed in a stable state. Therefore, when both ends of the winding 29 are connected to the lead pins, the remaining two lead pins are normally electrically unconnected and used for fixing.

【0033】一方、二次巻線13cは、丸型ボビン31
の周囲に巻線32を施すことにより構成される。そし
て、一次巻線13b,二次巻線13cの巻線構造をとも
に均一にしている。すなわち、巻線構造が均一とは、軸
方向の各部でターン数が等しく、しかも、巻線29,3
2の内周面とコア26の脚部26bの外周面との距離が
軸方向で一定である状態のことを言い、従来から一般的
に行われている巻線構造である。
On the other hand, the secondary winding 13c is
Is formed by applying a winding 32 to the periphery of the wire. In addition, the winding structures of the primary winding 13b and the secondary winding 13c are both uniform. That is, the uniform winding structure means that the number of turns is equal in each part in the axial direction, and the windings 29, 3
2 is a state in which the distance between the inner peripheral surface of the core 2 and the outer peripheral surface of the leg portion 26b of the core 26 is constant in the axial direction, which is a conventional winding structure generally used.

【0034】ここで本発明では、両Uコア26,26の
先端接合面26c,26c間にフィルムシート33を介
在させ、両Uコア26,26を電気的に絶縁状態にして
いる。また、固定金具27の先端27aを樹脂コーティ
ングし、Uコア26の溝26aと接触する部分を絶縁処
理し、固定金具27を介して両コア26が電気的に導通
するのを抑制している。なお、固定金具27の先端27
aを樹脂コーティングするのではなく、絶縁性のチュー
ブを装着するようにしてもよく、或いは、固定金具27
自体を絶縁材料を構成するようにしてもよく、種々の構
成を採ることができる。
In the present invention, the U cores 26 are electrically insulated from each other by interposing the film sheet 33 between the front end joining surfaces 26c of the U cores 26. In addition, the tip 27a of the fixture 27 is coated with a resin, and a portion of the U-core 26 that is in contact with the groove 26a is insulated so that electrical conduction between the two cores 26 via the fixture 27 is suppressed. In addition, the tip 27 of the fixture 27
a may be fitted with an insulating tube instead of being coated with a resin.
It may itself be made of an insulating material, and various configurations can be adopted.

【0035】さらに、両Uコア26と、巻線29が接続
されていない2本のリードピン30とをそれぞれ導通さ
せる。具体的には、導電性テープ34やその他各種の材
料を用いて両者を接続する。すると、両Uコア26は、
導電性テープ34を介して所定のリードピン30と導通
状態になる。したがって、そのリードピン30を回路基
板上に実装した検出回路20に接続することにより、コ
ア13aに発生した電圧を簡単に取り出すことができ
る。
Further, both U-cores 26 and the two lead pins 30 to which the winding 29 is not connected are electrically connected. Specifically, both are connected using a conductive tape 34 or other various materials. Then, both U cores 26
It becomes conductive with a predetermined lead pin 30 via the conductive tape 34. Therefore, by connecting the lead pin 30 to the detection circuit 20 mounted on the circuit board, the voltage generated in the core 13a can be easily taken out.

【0036】このようにすると、従来単に固定用にしか
使用していなかったリードピンを介してコアに発生する
電圧を取り出すことができる。そして、そのために必要
な新たな部材としては、導電性テープ34で済み、構成
も簡略化できる。そして、回路基板上に実装するだけ
で、検出回路20との接続も容易に行える。
In this way, it is possible to extract the voltage generated in the core through the lead pin which has conventionally been used only for fixing. A new member required for that purpose is the conductive tape 34, and the configuration can be simplified. Then, the connection with the detection circuit 20 can be easily performed only by mounting on the circuit board.

【0037】一方、検出回路20は、図4,図5に示す
ように、両Uコア26には、それぞれ分圧回路を構成す
る低抵抗R1,R2を介してアースに落としている。ま
た、両低抵抗R1,R2には、それと並列的に第1高抵
抗R3,R4が接続され、さらに第1高抵抗R3,R4
は、第2高抵抗R5の一端に接続し、その第2高抵抗R
5の他端をアースに落としている。これら高抵抗R3〜
R5により、加減算回路が構成される。そして、R1〜
R5の抵抗値は、 R1,R2<<R3,R4,R5 R3=R4 となるようにしている。
On the other hand, in the detection circuit 20, as shown in FIGS. 4 and 5, both U cores 26 are grounded via low resistances R1 and R2 constituting a voltage dividing circuit. Further, a first high resistance R3, R4 is connected in parallel with the low resistances R1, R2, and a first high resistance R3, R4
Is connected to one end of a second high resistance R5, and the second high resistance R5
The other end of 5 is grounded. These high resistance R3 ~
R5 forms an addition / subtraction circuit. And R1
The resistance value of R5 is such that R1, R2 << R3, R4, R5 R3 = R4.

【0038】そして、係る構成にすると、図5に示すよ
うな等価回路となる。つまり、Uコア26には、二次巻
線13c側からの漏れ磁束により所定の誘導電圧が発生
している。そして、上記した「発明の背景」の欄でも説
明したように、負荷への出力電圧がDC重畳とすると、
二次巻線13cの巻線構造を均一の場合には、二次巻線
13cのA側(出力電圧の負側)とB側(出力電圧の正
側)での漏れ磁束が異なる。つまり、コイルからの漏れ
磁束は、B側(正側)がA側(負側)より大きくなり、
正常時でもB側に電圧が誘起されようとする(図1参
照)。一方、本例では、両Uコア28をフィルムシート
33で電気的に絶縁するとともに、コアのインピーダン
スが十分に高いことから、それぞれが電流源とみなせ
る。そこで、本発明では、低抵抗R1,R2を適宜に設
定し、正常時でA,B両点での電圧V1,V2がほぼ等
しくなるように設定した。なお、Uコア26に対して低
抵抗R1(R2)と第2高抵抗R3(R4)は並列接続
されているが、両者の抵抗値が大きく異なるので、低抵
抗側の抵抗値がきくため、低抵抗R1,R2を調整する
ことにより、正常時に発生する両電圧V1,V2をほぼ
等しくできる。
With this configuration, an equivalent circuit as shown in FIG. 5 is obtained. That is, a predetermined induced voltage is generated in the U core 26 by the leakage magnetic flux from the secondary winding 13c. Then, as described in the “Background of the Invention” section above, if the output voltage to the load is DC superimposed,
When the winding structure of the secondary winding 13c is uniform, the leakage flux on the A side (the negative side of the output voltage) and the B side (the positive side of the output voltage) of the secondary winding 13c are different. That is, the leakage flux from the coil is larger on the B side (positive side) than on the A side (negative side),
A voltage tends to be induced on the B side even in a normal state (see FIG. 1). On the other hand, in the present example, both the U cores 28 are electrically insulated by the film sheet 33 and the impedance of the cores is sufficiently high, so that each can be regarded as a current source. Therefore, in the present invention, the low resistances R1 and R2 are appropriately set so that the voltages V1 and V2 at both points A and B are almost equal in a normal state. Note that the low resistance R1 (R2) and the second high resistance R3 (R4) are connected in parallel to the U core 26, but since the resistance values of both are greatly different, the resistance value on the low resistance side is large. By adjusting the low resistances R1 and R2, the voltages V1 and V2 generated during normal operation can be made substantially equal.

【0039】すると、各ネオン管11が正常に接続され
ている場合には、V1=V2,R3=R4より、検出抵
抗である第2高抵抗R5の両端に発生する電圧Vdet
は、0となる。したがって、コア13aに接続された検
出抵抗R5 には電流が流れない。よって、遮断保持回路
22も動作せず、インバータ12は通常のスイッチング
動作を行い、トランス13の一次巻線13bに、所定の
高周波数の電流を流す。そして、二次巻線13cに高電
圧が発生し、ネオン管11を発光させる。
Then, when the neon tubes 11 are normally connected, the voltage Vdet generated across the second high resistance R5, which is the detection resistance, is obtained from V1 = V2 and R3 = R4.
Becomes 0. Therefore, no current flows through the detection resistor R5 connected to the core 13a. Therefore, the cutoff holding circuit 22 does not operate, and the inverter 12 performs a normal switching operation, so that a current of a predetermined high frequency flows through the primary winding 13 b of the transformer 13. Then, a high voltage is generated in the secondary winding 13c, causing the neon tube 11 to emit light.

【0040】一方、Vdet は、次式で表わすことができ
る。
On the other hand, Vdet can be expressed by the following equation.

【0041】[0041]

【数1】 そこで、例えば直列接続されたネオン管11のうちの1
本が割れたり、ネオン管11が外れてトランス13の二
次側端子15が開放状態になったり、ネオン管11の一
端が接地したり、トランス13の二次巻線13cとネオ
ン管11を接続するリード線の長さが規定以上ある場合
には、図6に示す負荷側の等価回路における抵抗値や容
量が局部的に変化し、全体としてバランスが崩れる。
(Equation 1) Therefore, for example, one of the serially connected neon tubes 11
The book is broken, the neon tube 11 comes off, the secondary terminal 15 of the transformer 13 is opened, one end of the neon tube 11 is grounded, or the secondary winding 13c of the transformer 13 is connected to the neon tube 11. If the length of the lead wire to be used is longer than the specified length, the resistance value and the capacitance in the equivalent circuit on the load side shown in FIG. 6 locally change, and the balance is lost as a whole.

【0042】すると、コア13aに大電圧が誘起される
ので、両Uコア26に発生する電圧バランスが大きく異
なる(V1=V2でなくなる)。すると、上記した式に
従って所定の電圧Vdet (0でない)が第2高抵抗R5
に発生するので、係る電圧を検出することにより、正常
か異常かを弁別できる。
Then, since a large voltage is induced in the core 13a, the voltage balance between the two U cores 26 is greatly different (V1 = V2 is not satisfied). Then, the predetermined voltage Vdet (not 0) is changed to the second high resistance R5 according to the above equation.
Therefore, by detecting such a voltage, it is possible to determine whether the voltage is normal or abnormal.

【0043】この時、検出した電圧は、交流であるの
で、その交流電圧を検出整流回路21にて整流し、さら
に平滑化して直流電圧に変換する。そして、その直流電
圧が、遮断保持回路22にて基準値と比較され、基準値
以上の場合に以上と判断され、インバータ12が停止さ
れる。
At this time, since the detected voltage is an AC voltage, the AC voltage is rectified by the detection rectifier circuit 21 and is further smoothed and converted into a DC voltage. Then, the DC voltage is compared with a reference value in the cutoff holding circuit 22, and when the DC voltage is equal to or more than the reference value, it is determined that the above is the case, and the inverter 12 is stopped.

【0044】よって、トランス13の二次巻線13cに
電圧が発生せず、二次側で共振したりすることがない。
また、ネオン管11の一端が外れて出力端子15がオー
プンになったり、ネオン管11の一端が接地されたとし
ても、上記のようにトランス13の二次巻線13cの出
力電圧は0であるので、感電したり火花が飛ぶおそれが
なくなる。さらにリード線の長さが規定以上に長い場合
も、それにより二次側の負荷バランスが崩れた場合に
は、検出が可能となる。
Therefore, no voltage is generated in the secondary winding 13c of the transformer 13, and no resonance occurs on the secondary side.
Further, even if one end of the neon tube 11 comes off to open the output terminal 15 or one end of the neon tube 11 is grounded, the output voltage of the secondary winding 13c of the transformer 13 is 0 as described above. Therefore, there is no danger of electric shock or sparks. Further, even when the length of the lead wire is longer than the specified length, if the load balance on the secondary side is lost due to this, it is possible to detect.

【0045】なお、上記した各実施の形態では、実装す
る電源装置として、DC重畳が出力する方式のものに適
用した例を示したが、本発明はこれに限ることはなく、
DC出力でもよく、さらには、出力電圧,出力電流がと
もに直流(DC)のものでもよい。すなわち、要は出力
が全波整流されずに、正常状態でもコアに誘導起電力が
発生するタイプのものに適用できる。
In each of the above-described embodiments, an example is shown in which the power supply device to be mounted is applied to a device that outputs a DC superposition, but the present invention is not limited to this.
A DC output may be used, and the output voltage and the output current may be direct current (DC). That is, the present invention can be applied to a type in which the output is not full-wave rectified and an induced electromotive force is generated in the core even in a normal state.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る電源装置で
は、出力方式が、DCまたはDC重畳であっても、分圧
回路を構成する素子の値を適宜にすることにより、正常
時に分割された2つのコアのそれぞれに発生する電圧を
ほぼ等しくする(差が、所定のマージン以内にする)こ
とができる。よって、負荷の正常と異常とをUコアの誘
導電圧の大きさに基づいて正確に弁別することができ
る。
As described above, in the power supply device according to the present invention, even if the output method is DC or DC superposition, the values of the elements constituting the voltage dividing circuit are appropriately set, so that the power supply device can be divided in the normal state. The voltage generated in each of the two cores can be made substantially equal (the difference is within a predetermined margin). Therefore, it is possible to accurately discriminate between the normal load and the abnormal load based on the magnitude of the induced voltage of the U core.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る電源装置の実施の形態の一例を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an embodiment of a power supply device according to the present invention.

【図2】本発明の要部となるトランスの一例を示す分解
斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an example of a transformer which is a main part of the present invention.

【図3】本発明の要部となるトランスの一例を示す斜視
図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a transformer which is a main part of the present invention.

【図4】本発明の要部となるトランスと検出回路を示す
平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a transformer and a detection circuit which are main parts of the present invention.

【図5】その等価回路である。FIG. 5 is an equivalent circuit thereof.

【図6】従来の電源装置の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a conventional power supply device.

【図7】その等価回路である。FIG. 7 is an equivalent circuit thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電源装置 11 ネオン管(負荷) 12 インバータ 13 トランス 13a コア 13b 一次巻線 13c 二次巻線 20 検出回路 26 Uコア 33 フィルムシート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power supply apparatus 11 Neon tube (load) 12 Inverter 13 Transformer 13a Core 13b Primary winding 13c Secondary winding 20 Detection circuit 26 U core 33 Film sheet

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インバータ回路とトランスとを備えると
ともに、DCまたはDC重畳の出力電圧を発生させる電
源装置において、 前記トランスは、コアに対して相互に絶縁状態で取り付
けられた一次巻線と二次巻線とを備え、 前記コアが、2つに分割されたUコアの端面同士を、絶
縁シートを介して対向配置することにより、電気的に絶
縁状態を持たせながら両Uコアで閉磁路を形成するよう
にし、 さらに、前記両コアに分圧回路を設けることにより、前
記負荷が正常なときに前記二次巻線の漏れ磁束に基づく
前記両Uコアに発生する誘導電圧の差が一定の値以下に
なるとともに、前記負荷が異常なときに前記コアに発生
する誘導電圧の差が正常時よりも大きくなるようにした
ことを特徴とする電源装置。
1. A power supply device comprising an inverter circuit and a transformer, and generating a DC or DC superimposed output voltage, wherein the transformer has a primary winding and a secondary winding attached to a core in a mutually insulated state. The core is arranged so that the end faces of the U core divided into two parts are opposed to each other with an insulating sheet interposed therebetween, thereby providing a closed magnetic path with both U cores while maintaining an electrically insulated state. Further, by providing a voltage dividing circuit in the two cores, a difference between induced voltages generated in the two U cores based on leakage magnetic flux of the secondary winding when the load is normal is constant. And a difference between the induced voltages generated in the core when the load is abnormal is larger than that in a normal state.
【請求項2】 前記分圧回路に加減算回路を接続し、前
記誘導電圧の差を前記加減算回路により求めるようにし
たことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
2. The power supply device according to claim 1, wherein an addition / subtraction circuit is connected to the voltage dividing circuit, and the difference between the induced voltages is obtained by the addition / subtraction circuit.
【請求項3】 前記分圧回路は、前記両コアとアースと
の間にそれぞれ配置された低抵抗(R1,R2)を含
み、 前記加減算回路は、前記低抵抗に並列的に接続された、
第1高抵抗(R3,R4)と、それら両第1高抵抗に直
列接続されてアースに落ちる第2高抵抗(R5)とで構
成されたものを含むことを特徴とする請求項2に記載の
電源装置。
3. The voltage dividing circuit includes low resistances (R1, R2) respectively disposed between the cores and ground, and the addition / subtraction circuit is connected in parallel to the low resistance.
3. The method according to claim 2, further comprising a first high resistance (R3, R4) and a second high resistance (R5) connected in series to both first high resistances and falling to ground. Power supply.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6611190B2 (en) * 2001-08-17 2003-08-26 Ambit Microsystems Corp. Transformer for inverter circuit
JP2009060779A (en) * 2007-08-08 2009-03-19 Panasonic Corp Power converter of fuel cell

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