JPH10327587A

JPH10327587A - 圧電トランスの制御回路及びその制御方法

Info

Publication number: JPH10327587A
Application number: JP9135188A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Fujimura; 健藤村; Katsuyuki Ishikawa; 勝之石川; Masaaki Toyama; 正明外山
Original assignee: Chichibu Onoda Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1997-05-26
Filing date: 1997-05-26
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷である冷陰極管の管電流を略一定に保つ
機能と、間欠発振による広範囲な輝度調整機能との両立
が可能であって、特に輝度調整による消灯・再点灯が可
能な圧電トランスの制御回路及びその制御方法の提供。【解決手段】パルス電源回路８にて発振期間が０％に
設定された状態では、圧電トランス１は駆動されないた
め、負荷電流は略ゼロとなる。このとき、誤差増幅回路
５において、負荷電流検出電圧Ｖriは基準電圧Ｖref1よ
り小さくなるので、誤差増幅回路５の出力する制御電圧
Ｖctrは小さくなり、発振周波数は共振周波数を越えて
低周波側にシフトする。そして、制御電圧Ｖctrが基準
電圧Ｖref2よりも小さくなると、電圧比較回路９が“Ｌ
ｏｗ”を出力することにより、電圧制御発振回路６Ａは
上限周波数を設定するための発振信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電トランスの制
御回路及びその制御方法に関し、例えば、冷陰極管の駆
動装置に使用して好適な圧電トランスの制御回路及びそ
の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、持ち運びの容易なノート型パーソ
ナルコンピュータ等には、その表示装置として液晶表示
器が広く用いられている。この液晶表示装置の内部に
は、液晶表示パネルを背照すべく、所謂バックライトと
して冷陰極管が備えられており、その冷陰極管を点灯さ
せるには、電池等の直流低電圧から点灯開始時１０００
Ｖrms以上、定常点灯時、５００Ｖrms程度の交流高電圧
への変換が可能な昇圧インバータが必要とされる。従
来、この昇圧インバータの昇圧用トランスとして、巻線
トランスが使われてきたが、最近では機械エネルギーを
介して電気変換することにより昇圧を行う圧電トランス
が使用されるようになりつつある。この圧電トランス
は、出力負荷（負荷抵抗）の大きさによって昇圧比が大
きく変化するという一般には好ましくない特性を有して
いるが、一方でこの負荷抵抗への依存性が冷陰極管のイ
ンバータ電源の特性に適しており、液晶表示器の薄型
化、高効率化の要求に応える小型高電圧電源として注目
されている。このような圧電トランスの制御回路の一例
を図１を参照して説明する。

【０００３】図１は、従来例としての圧電トランスの制
御回路のブロック構成図である。

【０００４】図中、１０１は圧電トランス、１０２は圧
電トランス１０１の出力側に接続された冷陰極管等の負
荷、１０３は負荷に流れる電流を検出するための検出用
抵抗Ｒdet、１０４は検出用抵抗１０３に生じた交流電
圧を直流電圧に変換する整流回路、１０５は整流回路１
０４にて整流後の電圧Ｖriと基準電圧Ｖref1とを比較
し、その比較結果である差を増幅する誤差増幅回路、１
０６は誤差増幅回路１０５の出力電圧に応じて発振信号
を出力する電圧制御発振回路、そして１０７は電圧制御
発振回路１０６の発振信号に応じて圧電トランス１０１
を駆動する駆動回路である。次に、上記の構成を備える
制御回路の動作について図２を用いて説明する。

【０００５】図２は、圧電トランスの出力電圧及び負荷
電流についての周波数特性の一例を説明する図である。

【０００６】圧電トランス１０１は、同図（上側）に示
す如く圧電トランス１０１が有する共振周波数を頂上と
する山形の共振周波数特性を有し、圧電トランス１０１
の出力電圧によって負荷１０２に流れる電流も同様な山
形の特性となることが一般的に知られている。尚、同図
（下側）では、負荷電流を負荷電流検出電圧Ｖriで表わ
している。この特性において、右側（右下がり）の部分
を使った制御について説明する。当該制御回路への電源
を投入すると、電圧制御発振回路１０６は初期周波数ｆ
ａで発振を開始する。その際、負荷１０２には電流が流
れていないため、検出抵抗１０３に発生する電圧は零で
ある。従って、誤差増幅回路１０５は、負荷電流検出電
圧Ｖriと基準電圧Ｖref1とを比較した結果である負の電
圧を電圧制御増幅回路１０６に出力する。そして、電圧
制御回路１０６はその電圧に応じて発振信号の発振周波
数を低周波側にシフトさせるため、周波数が低周波側に
シフトしていくに従って圧電トランス１０１の出力電圧
は上昇し、負荷電流（負荷電流検出電圧Ｖri）も増加し
始める。そして、負荷電流（負荷電流検出電圧Ｖri）と
基準電圧Ｖref1とが同じになったところで周波数が安定
する（ｆｂ）。もし、温度変化や経時変化により共振周
波数が変化してもそれに応じて周波数がシフトして常に
負荷電流を略一定に保つことができる。

【０００７】従って、図１の制御回路によれば、負荷電
流検出電圧Ｖriを基準電圧Ｖref1にすべく周波数制御が
行われ、その周波数制御によって負荷電流が所定値に保
持されるようになる。このような圧電トランスの制御回
路において負荷を冷陰極管とし、冷陰極管の点灯装置と
して使用すれば、冷陰極管の輝度はそれに流れる管電流
に比例するため、所定の輝度に保持できるという重要な
機能が達成できる。ただし、冷陰極管の点灯装置では、
所定の輝度に保持する機能の他に、輝度を変える機能
（調光機能）が必要である。その手法の１つとして、例
えば、本願出願人による先行する特願平８−２２８４５
８号においては、圧電トランスに間欠的なパルス電圧を
印加して駆動することにより、冷陰極管の平均管電流を
調整する手法を提案している。ここで、その手法の概要
を、図３及び図４を参照して説明する。

【０００８】図３は、従来例としての冷陰極管の輝度調
節が可能な圧電トランスの制御回路のブロック構成図で
ある。

【０００９】図４は、従来例としての冷陰極管の輝度調
節が可能な圧電トランスの制御回路の動作を説明する図
である。

【００１０】図４において、横軸はそれぞれ時間を示し
ており、縦軸はそれぞれ上から順に、パルス電源回路１
０８から駆動回路１０７に供給されるパルス電圧、発振
回路１０９から出力される発振信号、そして圧電トラン
ス１０１の出力電圧を示している。

【００１１】輝度を小さくする場合は、パルス電源回路
１０８よりあるパルス間隔を持ったパルス電圧を駆動回
路１０７に供給する。ここで、パルス電源回路１０８よ
り駆動回路１０７に供給されるパルス電圧のＨｉｇｈ期
間（Ｔhigh）は、発振回路１０９から得られる発振信号
の周期より十分大きいものとする（例えば、パルス電圧
の周波数が１００ｋＨzに対し、発振信号の周波数は数
百Ｈz程度とする）。図示の如く、パルス状の電源電圧
がＬｏｗ期間（Ｔlow）であるときは、駆動回路１０７
は圧電トランス１０１を駆動できないため、出力電圧は
零である。一方、パルス電圧がＨｉｇｈ期間（Ｔhigh）
のときは、駆動回路１０７に電圧が印加されて動作する
ため、圧電トランス１０１は駆動されて出力電圧が発生
する。この動作が繰り返されることにより、冷陰極管
（負荷２）に流れる管電流（負荷電流）の平均値が小さ
くなり、輝度を低下させることができる。この場合、パ
ルス電圧におけるＨｉｇｈ期間をさらに短く、またはＬ
ｏｗ期間を更に長くすれば、冷陰極管に流れる平均管電
流はより小さくなり、輝度は低下する。人間の視覚にと
っては、Ｈｉｇｈ期間における残像が残るためである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３の
手法を図１に示した圧電トランスの制御回路に組み込ん
で調光機能を負荷しようとしても、調光機能は得られな
い。なぜならば、調光させるべく間欠発振による平均管
電流を減少させると、負荷電流検出電圧Ｖriが基準電圧
Ｖrefより小さくなるため、電圧制御発振回路１０６の
発振周波数が低周波側にシフトし、駆動回路１０７が管
電流を増加させる方向に働き、結局平均管電流は変らな
くなってしまうためである。即ち、圧電トランスの制御
回路が持つ、「管電流を略一定に保つ機能」により、
「調光機能」が機能しなくなってしまうためである。

【００１３】そこで本発明は、負荷である冷陰極管の管
電流を略一定に保つ機能と、間欠発振による広範囲な輝
度調整機能との両立が可能であって、特に輝度調整によ
る消灯・再点灯が可能な圧電トランスの制御回路及びそ
の制御方法の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の圧電トランスの制御回路は、以下の構成を
特徴とする。

【００１５】即ち、制御電圧に応じて発振信号を生成す
る発振手段と、その発振手段からの発振信号に応じて発
生させた交流電圧により圧電トランスを駆動する駆動手
段と、前記圧電トランスの出力側に接続された負荷の負
荷電流を検出し、その負荷電流を略一定にすべく該発振
手段の発振周波数を制御する制御手段と、を備える圧電
トランスの制御回路であって、前記発振手段の発振周波
数が所定の制御範囲からはずれた時に、その発振周波数
を、所定周波数に掃引する掃引手段を備えることを特徴
とする。

【００１６】また、例えば前記所定周波数は、前記圧電
トランスが複数有する共振特性のうち、前記制御手段が
使用している共振特性における出力電圧が極小値を示す
周波数であることを特徴とし、好ましくは、前記所定の
制御範囲は、前記制御手段が使用している共振特性のう
ち、前記圧電トランスの出力電圧が極大値を採る周波数
よりも高周波数側の周波数特性に含まれており、且つ前
記所定周波数を含むとよい。

【００１７】更に、好ましくは前記圧電トランスを間欠
的に駆動するためのパルス信号を生成し、そのパルス信
号を前記駆動手段に供給する間欠発振手段を備え、その
間欠発振手段は、生成するパルス信号のデューティー比
を調整することにより、前記負荷電流を調整する調整手
段を含むとよい。

【００１８】また、例えば前記発振手段の制御電圧を検
知する制御電圧検出手段を備え、前記掃引手段は、該制
御電圧検出手段の出力に基づいて、前記発振手段の発振
周波数が前記所定の制御範囲からはずれたことを検出す
るとよい。

【００１９】好ましくは、更に、前記負荷電流検出手段
の出力を前記パルス電圧に同期してサンプリングし、ホ
ールドするサンプルホールド手段と、そのサンプルホー
ルド手段からの出力に基づいて、前記発振手段の制御電
圧を生成する制御電圧生成手段と、を備えることを特徴
とする。これにより、間欠発振により駆動手段が間欠さ
れても、負荷電流の略一定にする周波数制御を実現す
る。

【００２０】または、上記の目的を達成するため、本発
明の圧電トランスの制御方法は、以下の構成を特徴とす
る。

【００２１】即ち、制御電圧に応じて発振信号を生成
し、その発振信号に応じて発生させた交流電圧により圧
電トランスを駆動し、その圧電トランスの出力側に接続
された負荷の負荷電流を検出し、その負荷電流を略一定
にすべく該発振周波数を制御する圧電トランスの制御方
法であって、前記発振周波数が所定の制御範囲からはず
れた時に、その発振周波数を、所定周波数に掃引するこ
とを特徴とする。

【００２２】また、例えば前記所定周波数は、前記圧電
トランスが複数有する共振特性のうち、前記制御方法に
使用している共振特性における出力電圧が極小値を示す
周波数とすることを特徴とし、好ましくは前記所定の制
御範囲は、前記制御方法に使用している共振特性のう
ち、前記圧電トランスの出力電圧が極大値を採る周波数
よりも高周波数側の周波数特性に含まれており、且つ前
記所定周波数を含むとよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】

［第１の実施形態］以下、本発明に係る圧電トランスの
制御回路の第１の実施形態を図面を参照して説明する。

【００２４】図５は、本発明の第１の実施形態としての
圧電トランスの制御回路のブロック構成図である。

【００２５】図中、１は圧電トランス、２は圧電トラン
ス１の出力側に接続された冷陰極管等の負荷、３は負荷
に流れる電流を検出するための検出用抵抗Ｒdet、４は
検出用抵抗３に生じた交流電圧を直流電圧に変換する整
流回路、１２は整流回路４の出力電圧（以下、負荷電流
検出電圧Ｖri）をパルス電源回路８からの信号に応じて
保持するサンプルホールド回路、５はサンプルホールド
回路１２の出力電圧と基準電圧Ｖref1とを比較してその
差を増幅する誤差増幅回路、６は誤差増幅回路５の出力
電圧に応じて発振信号を出力する電圧制御発振回路、７
は電圧制御発振回路６の発振信号に応じて圧電トランス
１を駆動する駆動回路である。また、８はパルス電源回
路であり、冷陰極管（負荷２）の輝度を変化させるべく
駆動回路７に供給するパルス状の電源電圧を入力電圧Ｖ
ｉより生成し、且つそのパルス状の電源電圧におけるパ
ルス幅及び間隔を制御する。

【００２６】また、サンプルホールド回路１２は、同図
に示す如くバッファ１２ａ、充電用のコンデンサ１２
ｂ、スイッチング素子１２ｃで構成される。

【００２７】図６は、本発明の第１の実施形態としての
パルス電源回路の構成を説明する図である。

【００２８】図中、パルス電源回路８は、直流電圧であ
る入力電圧Ｖｉを、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ（ＭＯＳ型電
界効果トランジスタ）等のスイッチング素子８ｂにより
パルス発振回路８ａから出力される信号に応じてオン／
オフさせることにより、駆動回路７へパルス電圧を出力
する。また、パルス発振回路８ａから出力される信号
は、サンプルホールド回路１２のスイッチング素子１２
ｃにも供給されている。従って、パルス発振回路８ａか
ら出力される信号によってスイッチング素子８ｂとスイ
ッチング素子１２ｃとのスイッチング速度が制御される
ように構成されている。

【００２９】次に、上記のような構成を備える圧電トラ
ンスの制御回路の動作について説明する。

【００３０】はじめに、輝度を最大にする場合は、パル
ス電源回路８から供給されるパルス状の電源電圧は連続
的な直流電圧となり、サンプルホールド回路１２ではス
イッチング素子１２ｃは常に閉じた状態となる。従っ
て、サンプルホールド回路１２が無い状態となって従来
技術で説明した回路と同様な制御であるので説明を省略
する。

【００３１】次に、輝度を下げるべくパルス発振回路８
ａが調整され、パルス電源回路８からパルス状の電源電
圧が駆動回路７に供給され、圧電トランス１が関係駆動
されている場合の動作について説明する。

【００３２】今、パルス電源回路８内部のスイッチング
素子８ｂが閉じて駆動回路４に電圧Ｖｉが供給されてい
る時、駆動回路７からの駆動電圧によって圧電トランス
１は駆動され、冷陰極管には管電流が流れる（発振期
間）。この時、サンプルホールド回路１２内のスイッチ
ング素子１２ｃの制御端子には、パルス電源回路内部の
パルス発振回路８ａからの信号が入力されているので、
パルス電源回路８内部のスイッチング素子８ｂと同じく
閉じており、検出抵抗３及び整流回路４により検出され
た負荷電流検出電圧Ｖriは、コンデンサ１２ｂに充電さ
れる共に、バッファ１２ａを介して誤差増幅回路５に出
力される。従って、誤差増幅回路５からは負荷電流検出
電圧Ｖriと基準電圧Ｖref1との差に応じた電圧が出力さ
れ、結果として圧電トランス１が駆動される。

【００３３】次に、パルス電源回路８内部のスイッチン
グ素子８ｂが開き、駆動回路４に電圧が供給されていな
い時には、圧電トランス１が駆動されないため、冷陰極
管には管電流が流れない（休止期間）。この時、サンプ
ルホールド回路１２内部のスイッチング素子１２ｃは開
いているので、整流回路４からの負荷電流検出電圧Ｖri
には影響されず、サンプルホールド回路１２内部の充電
コンデンサ１２ｂにスイッチング素子１２ｃが閉じてい
る間に充電されていた電圧、即ち点灯時の負荷電流検出
電圧Ｖriが誤差増幅回路５に出力される。

【００３４】従って、休止期間においても、発振期間の
負荷電流検出電圧Ｖriにより充電された電圧を使って発
振周波数の制御が可能となるため、発振期間における圧
電トランス１の駆動状態が保持されることになる。ま
た、冷陰極管の調光をするためにパルス発振回路８ａを
調整してＴhighもしくはＴlowを変化させることによ
り、平均管電流を変化させることができるので、結果と
して冷陰極管の輝度を変えることも可能となる。

【００３５】以上説明した図５の制御回路によれば、冷
陰極管を調光すべく間欠的に圧電トランスを駆動した場
合において、発振期間の管電流に相当する電圧制御発振
回路への電圧をサンプルホールド回路の制御により保持
できるため、休止期間であっても該発振期間における駆
動回路の駆動状態を保持可能となり、且つ発振期間もし
くは休止期間の長さを変えることによって平均管電流を
調整できるため、冷陰極管の輝度の調整も可能となる。

【００３６】しかしながら、上述の手法によると、パル
ス電源回路８の発振期間（デューティー）を約２０％〜
１００％に調整することで、相対輝度を約１０％〜１０
０％の範囲で変えることができるが、相対輝度を０％ま
で調整することは不可能である。その理由について説明
すると、発振期間を０％、即ち圧電トランス１の駆動を
停止させると、管電流が零となるため、管電流を所定値
に保持しようとする電圧制御発振回路８の周波数制御に
より、周波数が下限値（例えば、図２の山形の特性の左
端付近）まで掃引される。下限周波数では、共振周波数
から大きくずれているため、圧電トランス１は冷陰極管
の点灯開始に必要な高電圧を発生させることができず、
再点灯できなくなってしまう。また、再点灯しても共振
特性の左側では管電流を略一定にする周波数制御が正帰
還となるために正常な制御が行われない。つまり、輝度
を０％に調整した後、正常な動作に戻れないという問題
が生じる。そこでこの問題を改善した第２の実施形態を
以下に説明する。

【００３７】［第２の実施形態］図７は、本発明の第２
の実施形態としての圧電トランスの制御回路のブロック
構成図であり、同図において、第１の実施形態（図５）
と同様な回路構成の部分については、同一の参照番号を
付して説明は省略する。

【００３８】図中、９は、誤差増幅回路５から出力され
る制御電圧Ｖctrと基準電圧Ｖref2とを比較し、その比
較結果に応じてＨｉｇｈまたはＬｏｗの信号を出力する
電圧比較回路である。電圧制御発振回路６Ａは、図５の
電圧制御発振回路６と同様、誤差増幅回路５の出力電圧
に応じて駆動回路７に発振信号を出力する電圧制御発振
回路であるが、更に、電圧制御発振回路６Ａが出力する
発振信号の周波数を上限周波数（初期周波数）にするス
トローブ端子Ｐが設けられている。以下、電圧制御発振
回路６Ａの構成及び動作について説明する。

【００３９】図８は、本発明の第２の実施形態としての
電圧制御発振回路の構成を示す図である。

【００４０】図中、スイッチング素子６ａには、誤差増
幅回路５の出力電圧と内部電圧Ｖidとが入力されてい
る。ここで、内部電圧Ｖidは、駆動回路７への発振信号
を上限周波数（初期周波数）に固定するために用いる。
これらの入力は、ストローブ端子Ｐに入力される信号の
状態に応じてスイッチング素子６ａにより切り換えら
れ、Ｖ／Ｆコンバータ６ｂに入力されて周波数に変換さ
れる。

【００４１】本実施形態において、電圧制御発振回路６
Ａは、ストローブ端子Ｐに“Ｈｉｇｈ”が入力されたと
きには誤差増幅回路５の出力電圧を選択し、その出力電
圧に応じた周波数の信号を駆動回路７へ出力する。以
下、この一連の制御動作を「通常の調光動作」と言う。
一方、電圧制御発振回路６Ａは、ストローブ端子Ｐに
“Ｌｏｗ”が入力されたときには、内部電圧Ｖidを選択
し、その内部電圧Ｖidに応じた周波数の信号を駆動回路
７へ出力する。

【００４２】ここで、上限周波数には、圧電トランス１
が複数有する共振特性のうち、当該制御回路が制御に使
用している共振特性における高周波数側の所定の制御範
囲内であって、出力電圧が極小値（例えば、図２のｆ
ａ）を示す周波数に設定するのが望ましい。これは、一
般に圧電トランスがその固有振動数の整数倍毎に共振周
波数を有するため、当該制御回路が調光制御に使用して
いる共振特性における上限周波数より大きな周波数まで
を採用すると、次の山形の共振特性の範囲に入ってしま
い、正常な制御ができなくなってしまうからである。

【００４３】本実施形態において、パルス電源回路８の
発振期間が略２０％〜１００％である場合には、前述し
た図５の制御回路と同様の制御がなされているため、発
振周波数は共振周波数より高周波側、即ち、制御電圧Ｖ
ctrは基準電圧Ｖref2よりも大きい。従って、電圧比較
回路９から“Ｈｉｇｈ”が出力され、相対輝度が約１０
％〜１００％の範囲で上記の通常の調光動作が行われ
る。

【００４４】この場合において、パルス電源回路８の発
振期間が２０％よりも小さく調整されると、上述した第
１の実施形態の最後で説明したように、冷陰極管（負
荷）２の調光制御が不可能（消灯状態）となる。

【００４５】次に、パルス電源回路８の発振期間を０％
に設定し、消灯状態から冷陰極管（負荷）２を再点灯さ
せる動作について図９を参照して説明する。

【００４６】図９は、本発明の第２の実施形態としての
圧電トランスの制御回路の動作を説明する図であり、電
圧制御発振回路６Ａによる発振信号の周波数に対する負
荷電流検出電圧Ｖri並びに制御電圧Ｖctrの特性を示
す。

【００４７】本実施形態において、パルス電源回路８の
パルス発振回路８ａにて発振期間が０％に設定された状
態では、圧電トランス１は駆動されないため、圧電トラ
ンス１の出力電圧は略ゼロを示し、負荷電流は略ゼロと
なる。従って、誤差増幅回路５において、負荷電流検出
電圧Ｖriは基準電圧Ｖref1より小さくなるので、誤差増
幅回路５の出力する制御電圧Ｖctrは小さくなり、発振
周波数は共振周波数を越えて低周波側にシフトする。そ
して、制御電圧Ｖctrが基準電圧Ｖref2よりも小さくな
ると、電圧比較回路９が“Ｌｏｗ”を出力することによ
り、電圧制御発振回路６Ａは上述した上限周波数を設定
するための発振信号を出力する。

【００４８】また、このとき、電圧制御発振回路６Ａに
より発振信号の周波数を上限周波数ｆａに復帰させて
も、図２に示したような圧電トランス１の出力特性によ
り、圧電トランス１の発振周波数は共振周波数を超え低
周波側にシフトするため、圧電トランス１の出力電圧は
低下する。従って、パルス発振回路８ａにて発振期間が
０％に設定された状態においては、誤差増幅回路５の制
御電圧Ｖctrが基準電圧Ｖref2よりも小さくなると、電
圧制御発振回路６Ａが、発振信号の周波数を上限周波数
ｆａに再び復帰させるという動作が繰り返される（図９
参照）。

【００４９】そして、この状態から、即ち発振期間０％
の状態から、パルス電源回路８内のパルス発振回路８ａ
が調整されることにより発振期間が延長されていくと、
圧電トランス１の出力には出力電圧が発生し、その結果
冷陰極管（負荷２）には負荷電流が流れて点灯する。そ
して、負荷電流検出電圧Ｖriが、基準電圧Ｖref1より大
きくなると、電圧制御発振回路６Ａは上記の通常の調光
動作に戻る。

【００５０】このように、上述した本実施形態によれ
ば、負荷である冷陰極管の管電流を略一定に保つ機能
と、パルス電源回路の発振期間が０％〜１００％の範囲
における輝度調整機能との両立が可能となり、発振期間
が０％からの冷陰極管の再点灯も確実に行えるようにな
る。

【００５１】＜第２の実施形態の変形例＞図１０は、本
発明の第２の実施形態の変形例１としての圧電トランス
の制御回路のブロック構成図である。

【００５２】同図において、前述の図７と異なる構成を
説明すれば、電圧制御発振回路６はストローブ端子を備
えておらず、図５と同じものである。その代わり、誤差
増幅回路５Ａは、増幅回路５ａ、スイッチング素子５
ｂ、並びに増幅回路５ａに入力する基準電圧をスイッチ
ング素子５ｂを介して基準電圧Ｖref1またはＶref3の何
れかに切り替えるストローブ端子Ｐを備える。

【００５３】本変形例において、電圧制御発振回路６に
入力される制御電圧Ｖctrが基準電圧Ｖref2より大きい
とき、電圧比較回路９は“Ｈｉｇｈ”を出力し、これに
より誤差増幅回路５Ａの負入力端子には基準電圧Ｖref1
が入力される。基準電圧Ｖref1が、誤差増幅回路５Ａに
入力されているときの動作は、前述した実施形態（図
７）における通常の調光動作と同様の制御となるため説
明を省略する。

【００５４】一方、本変形例におて、制御電圧Ｖctrが
基準電圧Ｖref2より小さいとき、例えば、パルス発振回
路８ａにて発振期間が０％に設定され、その結果冷陰極
管２が消灯したとき、電圧比較回路９は“Ｌｏｗ”を出
力し、これにより誤差増幅回路５Ａの負入力端子には基
準電圧Ｖref3として、例えば負の電圧が入力される。こ
のような状態のとき、負荷電流検出電圧Ｖriは基準電圧
Ｖref3よりも常に大きくなるので、本変形例の誤差増幅
回路５Ａは、電圧制御発振回路６が発振信号の周波数を
上限周波数ｆａに復帰させることが可能な電圧を、制御
電圧Ｖctrとして出力する。このような回路構成によっ
ても、上述した図７の制御回路と同様の効果が得られ
る。

【００５５】更に、本実施形態の変形例２として、前述
の図７における駆動回路７を、トランジスタにより構成
した所謂ブリッジ型の駆動回路とした場合について、図
１１を参照して説明する。

【００５６】図１１は、本発明の第２の実施形態の変形
例２としての圧電トランスの制御回路のブロック構成図
である。

【００５７】前述の図７の場合は、パルス電源回路８に
より駆動回路７自体を間欠駆動させて圧電トランス１を
間欠駆動させた。一方、本変形例では、駆動回路７にハ
ーフブリッジ型の回路を採用し、パルス発振回路１３及
びアンド（ＡＮＤ）回路１５を使用して、圧電トランス
１の間欠駆動を実現させる。

【００５８】図１１において、パルス発振回路１３は、
不図示の調整手段を備えており、出力するパルス信号の
デューティー比の調整が可能である。アンド回路１５
は、パルス発振回路１３が出力するパルス信号と電圧制
御発振回路６Ａの出力する発振信号との論理積信号を出
力する。

【００５９】本変形例の駆動回路７は、ハーフブリッジ
型に接続されたＰ型トランジスタ（ＦＥＴ：電界効果ト
ランジスタ）７ａとＮ型トランジスタ（ＦＥＴ）７ｂと
で構成されている。

【００６０】この駆動回路７には、ハイ側にアンド回路
１５からの論理積信号が入力され、ロー側に電圧制御発
振回路６Ａの出力する発振信号が入力されることによ
り、２つのトランジスタ７ａ，７ｂが交互にスイッチン
グを行う。従って、駆動回路７には入力電圧Ｖｉが入力
されるが、２つのトランジスタ７ａ，７ｂによるスイッ
チング動作により、圧電トランス１には入力電圧Ｖｉを
振幅とする駆動電圧（交流電圧）が間欠的に印加され
る。また、パルス発振回路１３が出力するパルス信号
は、サンプルホールド回路１２のスイッチング素子１２
ｃへ出力されており、そのパルス信号に同期してスイッ
チング素子１２ｃの切り換えを図７の実施形態と同様に
制御する。

【００６１】上記の構成以外は、図７の実施形態と同様
なため、同一の参照番号を付して詳細な説明は省略す
る。このような回路構成によっても、上述した図７の制
御回路と同様の効果が得られる。

【００６２】尚、変形例２では、図７の制御回路に基づ
いて説明したが、図１０の制御回路についてもハーフブ
リッジ型の駆動回路７を採用し、パルス電源回路８の代
わりにパルス発振回路１３及びアンド回路１５を使用し
てもよいことは言うまでもない。また、駆動回路７は、
ハーフブリッジ型に限られるものではなく、フルブリッ
ジ型の回路としてもよいことは言うまでもない。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
負荷である冷陰極管の管電流を略一定に保つ機能と、間
欠発振による広範囲な輝度調整機能との両立が可能であ
って、特に輝度調整による消灯・再点灯が可能な圧電ト
ランスの制御回路及びその制御方法の提供が実現する。

【００６４】即ち、パルス電源回路の発振期間が０％〜
１００％の範囲における輝度調整が実現し、発振周波数
が所定の制御範囲からはずれたことを検知した場合には
電圧制御発振回路の発振周波数を上限値に復帰させるよ
うにした。これにより、発振期間を調整して０％から大
きくすれば、管電流を所定値にする周波数制御が再び開
始されて冷陰極管は再点灯できるようになる。

【００６５】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例としての圧電トランスの制御回路のブロ
ック構成図である。

【図２】圧電トランスの出力電圧及び負荷電流について
の周波数特性の一例を説明する図である。

【図３】従来例としての冷陰極管の輝度調節が可能な圧
電トランスの制御回路のブロック構成図である。

【図４】従来例としての冷陰極管の輝度調節が可能な圧
電トランスの制御回路の動作を説明する図である。

【図５】本発明の第１の実施形態としての圧電トランス
の制御回路のブロック構成図である。

【図６】本発明の第１の実施形態としてのパルス電源回
路の構成を説明する図である。

【図７】本発明の第２の実施形態としての圧電トランス
の制御回路のブロック構成図である。

【図８】本発明の第２の実施形態としての電圧制御発振
回路の構成を示す図である。

【図９】本発明の第２の実施形態としての圧電トランス
の制御回路の動作を説明する図である。

【図１０】本発明の第２の実施形態の変形例１としての
圧電トランスの制御回路のブロック構成図である。

【図１１】本発明の第２の実施形態の変形例２としての
圧電トランスの制御回路のブロック構成図である。

【符号の説明】

１，１０１圧電トランス２，１０２負荷３検出用抵抗４，１０４整流回路５，５Ａ，１０５誤差増幅回路５ａ増幅回路５ｂ，６ａ，８ｂ，１２ｃスイッチング素子６ｂＶ／Ｆコンバータ７，１０７駆動回路７ａ，７ｂトランジスタ８ａ，１３パルス発振回路９電圧比較回路８，１０８パルス電源回路１０９発振回路１２サンプルホールド回路１２ａバッファ１２ｂコンデンサ１５ＡＮＤ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】制御電圧に応じて発振信号を生成する発
振手段と、その発振手段からの発振信号に応じて発生さ
せた交流電圧により圧電トランスを駆動する駆動手段
と、前記圧電トランスの出力側に接続された負荷の負荷
電流を検出し、その負荷電流を略一定にすべく該発振手
段の発振周波数を制御する制御手段と、を備える圧電ト
ランスの制御回路であって、前記発振手段の発振周波数が所定の制御範囲からはずれ
た時に、その発振周波数を、所定周波数に掃引する掃引
手段を備えることを特徴とする圧電トランスの制御回
路。
【請求項２】前記所定周波数は、前記圧電トランスが
複数有する共振特性のうち、前記制御手段が使用してい
る共振特性における出力電圧が極小値を示す周波数であ
ることを特徴とする請求項１記載の圧電トランスの制御
回路。
【請求項３】前記所定の制御範囲は、前記制御手段が
使用している共振特性のうち、前記圧電トランスの出力
電圧が極大値を採る周波数よりも高周波数側の周波数特
性に含まれており、且つ前記所定周波数を含むことを特
徴とする請求項２記載の圧電トランスの制御回路。
【請求項４】更に、前記圧電トランスを間欠的に駆動
するためのパルス信号を生成し、そのパルス信号を前記
駆動手段に供給する間欠発振手段を備え、その間欠発振
手段は、生成するパルス信号のデューティー比を調整す
ることにより、前記負荷電流を調整する調整手段を含む
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載
の圧電トランスの制御回路。
【請求項５】前記間欠発振手段は、前記交流電圧の基
となる直流電圧からパルス電圧を発生するパルス電圧手
段であることを特徴とする請求項４記載の圧電トランス
の制御回路。
【請求項６】前記駆動手段は、トランジスタをブリッ
ジ型に構成したブリッジ回路を含み、前記間欠発振手段は、パルス信号を生成するパルス発振手段と、そのパルス発振手段からのパルス信号と前記発振手段か
らの発振信号とに基づいて論理積を算出する論理積算出
手段と、を備え、前記トランジスタのそれぞれを、前記
発振手段からの発振信号または前記論理積算出手段から
の出力信号により駆動することを特徴とする請求項４記
載の圧電トランスの制御回路。
【請求項７】更に、前記発振手段の制御電圧を検知す
る制御電圧検出手段を備え、前記掃引手段は、該制御電
圧検出手段の出力に基づいて、前記発振手段の発振周波
数が前記所定の制御範囲からはずれたことを検出するこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の
圧電トランスの制御回路。
【請求項８】更に、前記負荷電流検出手段の出力を前
記パルス電圧に同期してサンプリングし、ホールドする
サンプルホールド手段と、そのサンプルホールド手段からの出力に基づいて、前記
発振手段の制御電圧を生成する制御電圧生成手段と、を
備えることを特徴とする請求項７記載の圧電トランスの
制御回路。
【請求項９】制御電圧に応じて発振信号を生成し、そ
の発振信号に応じて発生させた交流電圧により圧電トラ
ンスを駆動し、その圧電トランスの出力側に接続された
負荷の負荷電流を検出し、その負荷電流を略一定にすべ
く該発振周波数を制御する圧電トランスの制御方法であ
って、前記発振周波数が所定の制御範囲からはずれた時に、そ
の発振周波数を、所定周波数に掃引することを特徴とす
る圧電トランスの制御方法。
【請求項１０】前記所定周波数は、前記圧電トランス
が複数有する共振特性のうち、前記制御方法に使用して
いる共振特性における出力電圧が極小値を示す周波数と
することを特徴とする請求項９記載の圧電トランスの制
御方法。
【請求項１１】前記所定の制御範囲は、前記制御方法
に使用している共振特性のうち、前記圧電トランスの出
力電圧が極大値を採る周波数よりも高周波数側の周波数
特性に含まれており、且つ前記所定周波数を含むことを
特徴とする請求項１０記載の圧電トランスの制御方法。