JPS6339460A

JPS6339460A - 昇圧回路

Info

Publication number: JPS6339460A
Application number: JP61180424A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Sano; 佐野　良男; Chikahisa Hayashi; 林　知加久; Kunikazu Hirozawa; 広沢　邦和; Shuji Inui; 修司乾
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1986-07-31
Publication date: 1988-02-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】発明の目的（産業上の利用分野）本発明は直流電圧を昇圧させてさらに交流電圧に変換す
るための昇圧回路に係り、該昇圧回路はエレクトロルミ
ネッセンス（以下、ＥＬという）、ネオン管、蛍光燈、
プラズマデイスプレィ、写真用フラッシュ等の各種照明
装置の点灯、ライタやスパータブラグの着火、その他の
各種用途に使用されるものである。

（従来の技術）従来の［Ｌ点灯用の昇圧回路を例にと、つて説明すやと
、第５図に示すように、直流（以下、ＤＣという。また
、交流をＡＣという。）入力電源に５接続される入力端
子３１には、発振回路３２と単巻トランス３３とから構
成されるＤＣ−ＡＣ臂圧インバータ３４が接続され、該
単巻ｌ・ランス３３の両端から引出された出力端子３５
に「Ｉ−３６が接続されている。

前記ＤＣ−ＡＣ昇斤インバータ３４１は、第（５図に示
すように、［し３Ｇと別体であるグーース３７内に収め
られ、該ケース３７に突設されｌこ出力４η：子３５か
らＥ　Ｌ　３６まて゛（ま二１−ド３８（こＪ二って接
続されている。

従ッテ、ＤＣ入力電圧（コ、マｆＤ　Ｃ−Ａ　Ｃ響りに
−１’ンバータ３／１の発振回路３２によって［］Ｃ−
ＡＣ変換され、そのＡＣ電圧は中巻トランス３３の電磁
誘導作用によって昇圧されるため、別の箇所に設置され
たＥｌ　３６が効率に＜点灯されることになる。

〈発明か解決しにうとする問題点）ところが、単巻トランス３３を一１ンパクトかつ平面的
に形成することは技術的に困難であり、現状ではどうし
ても三次元的に大きクイ【るため、これに伴ってインバ
ータ３４仝体及びケース３７も大型化してしまうという
問題があった。

特に、用途によっては昇圧回路をＦｌ　３６等に絹込み
、両者を一体化させて使用したい場合もあるが、単巻１
ヘランス３３を使用する以上、この一体止も勤しかった
。

さらに、電磁誘導を利用して昇圧する方式であるため、
ＤＣ電源の０Ｎ１０ＦＦ切換時に過渡的な（Ｊ−−ジ電
圧が発生して回路を破壊したり、電磁誘導に基因してノ
イズや振動を発生したりするおそれもあった。

発明の構成（問題点を解決するだめの手段）そこで、本発明の昇圧回路は前記問題点を解決するため
に、コイルと同コイルに流れる電流を断続するスイッチ
ング回路とからなる高電圧発生回路と、同コイルに発生
する電圧を負荷の両極に交ｎに印加するインバータ回路
とを備えさせるという手段をとった。

（作用）コイルにＤＣパノＪ電圧をかＣプて電流を流し、スイッ
チング回路により同コイルに流れる電流を断続させると
、同」イルにＩＪ逆起電力作用によって電流の変化率（
ｄ＋／ｄｔ）に応じた高電圧が発生する。この高定ＪＴ
ＩＪ　Ｄ　Ｃ入力電圧より高くなるため、−次が圧が起
こる。

続い′Ｃ１この高電圧はインバータ回路によって負荷の
両極ＩＪ交７−７に印加される。従って、同負荷力＼ら
みると周期的イ＾交流電圧が印加されることと等価にな
るから、ＤＣ−ＡＣ変換がなされる。

また、同交流電圧のピーク間の電圧は前記高電圧の２倍
となるから、二次昇圧が起こり、昇圧効采が高まる。

本臂圧回路においては、三次元的に大きくなる１ヘラン
スは不要であって、コイルには従来のトランスに比べて
著しく小型のものを使用することができるばかりてなく
、スイッチング回路及びインバータ回路は各々半導体素
子、抵抗等で構成するＩとｈ＼できる。従って、該昇圧
回路の小型化及び薄型化を図ることができ、［１−等の
負荷に対する昇圧回路の一体化か容易になる。

（第一実施例）以下、本発明をＦｌ一点灯用の昇圧回路に具体化した第
一実施例を第１，２図に従って説明する。

本昇斤回路の負荷であるＦｌｌは透過表示板２の裏面に
装着されており、幅３０ｔｒｕｎ、長さ１３０ｍの平板
状のものであって、約０．０１〜０．１μ「の静電容量
を有している。

このＥ　Ｌ　１の裏面には薄型のケース３が取着され、
該ケース３内には図示しないプリント基板−七に小型か
つ薄型に形成された昇圧回路４が収められている。この
ように、本実施例はＦＬｌと小型かつ薄型の昇圧回路４
とが一体化されている点に一つの特徴がある。

また、ケース３には外部のＤＣ電源５に接続される昇圧
回路４の入力端子６が突設され、一方、昇圧回路４の出
力端子７ａ、７ｂはＦＬｌに直接接続されている。

さて、本発明の主要部である昇圧回路４につき、その全
体構成を第１図に従って概説すると、前記入力端子６に
はコイルと同コイルに流れる電流を断続するスイッチン
グ回路とからなる高電圧発生回路Ａが接続され、同高電
圧発生回路Ａには前記コイルに発生する高電圧を負荷で
ある［１−１の両極に交互に印加するインバータ回路Ｂ
か接続されている。

次に、胃圧回路２における前記各回路Ａ、Ｂについて詳
しく分説する。

し高電圧発生回路Ａ］入力端子６の正側には小型のコイル］１の一端が接続さ
れており、コイル１１の他端にはスイッチング回路のス
イッチング素子であるトランジスタＴＲＩのコレクタか
接続されている。同トランジスタＴＲＩのベースには入
力抵抗Ｒ１と］ンデンサＣ１との並列回路を介してスイ
ッチング用発振回路１２が接続されている。

しインバータ回路Ｂ］前記コイル１１の他端（トランジスタＴＲＩの］レクタ
）には電荷掘れ防止用のダイオードＤ１が順方向に挿入
され、同ダイオードＤ１には次のインバータ回路Ｂが接
続されている。

すなわち、ダイオードＤ１のイ也端に（ｊスイッチング
素子である２つのＰＮＰ型１〜ランジスタＴＲ２、ＴＲ
３の各エミッタか接続され、これらのトランジスタＴＲ
２、丁Ｒ３の］レクタには各々ＮＰＮ型の１−ランジス
タ丁Ｒ４２丁Ｒ５の］レクタか接続され、両ｌ−ランジ
スタＴＲ４、ＴＲ５のエミッタは共に接地されている。

各トランジスタＴＲ２、ＴＲ３のベース−エミッタ間に
はベース抵抗Ｒ２、Ｒ３が接続されており、１〜ランジ
スタ丁Ｒ２のベースは抵抗Ｒ４を介してトランジスタＴ
Ｒ３、ＴＲ５のコレクタに、１ヘランジスタＴＲ３のベ
ースは抵抗Ｒ５を介して１−ランジスタＴＲ２、丁Ｒ４
のコレクタに、各々接続されている。

また、トランジスタＴＲ５のベースには人力抵抗Ｒ６を
介して切換用発振回路１３が接続されており、トランジ
スタＴＲ３のベースには位相反転回路１４及び人力抵抗
Ｒ７を介して同発振周波数３が接続されている。

そして、トランジスタＴＲ２，、ＴＲ４のコレクタから
一方の出力端子７ａが、トランジスタＴＲ３、ＴＲ５の
］レクタから他方の出力端子７ｂが、各々引き出されて
おり、両出力端子７ａ、７ｂに前記ＥＬＩか接続されて
いる。

なお、スイッチング用発振回路１２、切換用発振回路１
３及び位相反転回路１４には、それらの駆動電源として
前記ＤＣ電源５か接続されている。

以上のように構成された第一実施例について、次にその
作用効果を説明する。

高電圧発生回路Ａのコイル１１にはＤＣ電源５によって
ＤＣ入力電圧が印加される。

スイッチング用発振回路１２の発振出力か１−ランジス
タＴＲＩのベースに入力されると、同１〜ラン、ジスタ
丁Ｒ１は同発振周波数に従って周期的に０Ｎ１０ＦＦＬ
、コレクタ電流すなわち」イル１１に流れる電流を断続
させる。

従って、］コイル１に流れる電流は周期的じ急激に変化
するため、同コイルの両端には逆起電力作用によって同
電流の変化速度（ｄｉ／ｄ↑）に応じた高電圧が周期的
に発生する。この高電圧はＤＣ入力電圧より高くなるた
め、−次昇斤が起こることになる。

一方、インバータ回路Ｂにおいては、切換用発振回路１
３の発振出力がトランジスタＴ’Ｒ４，ＴＲ５の各ベー
スに入力されるが、トランジスタＴＲ４には位相反転回
路１４が挿入されているため、両入力は豆いに逆相とな
り、両トランジスタＴＲ４、ＴＲ５は交互にＯＮするこ
とになる。

まず、トランジスタＴＲ５がＯＮしたときには、トラン
ジスタＴＲ２のベース電流が、ＤＣ電源５→コブル］１
→ダイオードＤ１．→トラジスタＴＲ２のエミッタ→同
じくベース→抵抗Ｒ４→トランジスタＴＲ５のコレクタ
→同じくエミッタ→接地の経路に流れるため１．同トラ
ンジスタＴＲ２がＯＮする。

従って、］コイル１に発生した高電圧は、コイル１１→
ダイオードＤ１→トラジスタＴＲ２のエミッタ→同じく
］レクタ→出力端子７ａ−＋ＥＬ１→出力端子７ｂ→ト
ランジスｐＴＲ５の］レクタ→同じくエミッタ→接地の
経路に流れ１．Ｅし１の両端に対して高電圧か印加され
るため、同ＥＬ１か点灯する。

次に、トランジスタ１−Ｒ４かＯＮしたとぎには、トラ
ンジスタＴＲ３のベース電流か、［）Ｃ電源５→コイル
１１→ダイＡ−トＤ１→１ヘラジスタＴ　Ｒ３のエミッ
タ→同じくベース→抵抗Ｒ５→トランジスタＴＲ４の］
レクタ→同じくエミッター〉接地の経路に流れるため、
同トランジスタＴＲ３がＯＮする。

従って、コイル１１に発生した高電圧は、コイル１１→
ダイオードＤ１→１〜ラジスタＴＲ３のエミッタ→同じ
く］レクタ→出力端子７ｂ→［Ｉ−１→出力端子７ａ→
トランジスタＴ［く４の］１ノクタ→同じくエミッタ→
接地の経路に流れ、［１−１の両端に対して逆方向に高
電圧か印加されるため、同ＥＬＩか点灯する。

以上のようにして、コイル１１の下端に発生した高電圧
はインバータ回路Ｂにより「１−１の両極に交ｎに印加
される。従って、同Ｅ　Ｉ−１からみると周期的な交流
電圧が印加されることと等価になるから、ＤＣ−ＡＣ変
換がなされる。

また、同交流電圧のピーク間の電圧は前記高電圧の２倍
となるから、二次昇圧か起こり、が圧効果が高まる。

なお、高電圧発生回路へとインバータ回路Ｂとの間には
電荷漏れ防止用のダイオードＤ１か挿入されているため
、［１−１に充電された電荷か漏れるようなことは起こ
らない。

本臂圧回路４においては、三次元的に大きくなるｌヘラ
ンスは不要であって、前記コイル１１には従来のトラン
スに比べて著しく小型のものを使用することができるば
かりでなく、スイッチング回路及びインバータ回路Ｂは
各々半導体素子、抵抗等で構成することができる。

従って、該昇圧回路４の小型化及び薄型化を図ることが
でき、本実施例のようにＦｌ−１に対する昇圧回路４の
一体化が容易になる。この一体止によって昇圧回路４の
存在を意識することなく、あたかも電池等の低電圧ＤＣ
電源によって直接点灯できるかのような感覚で、Ｆｌ−
１を使用することも可能となる。

−１２＝さらに、高電圧発生回路Ａやインバータ回路Ｂをチップ
化したり、ＩＣ（集積回路）化したりすることも可能と
なり、これらの手段を採ることによって昇圧回路４をさ
らに小型かつ薄型に形成することができる。

また、各回路Ａ、Ｂは半導体等で構成されているため、
ロット数か多くなるほどコス］〜低減の効果が高くなる
。

（第二実施例）第二実施例（図示略）は、インバータ回路Ｂのトランジ
スタＴＲ２、ＴＲ３に代えて、抵抗負荷とした点におい
てのみ第一実施例と相違している。

抵抗負荷にすると、抵抗によって電圧降下が起こるとか
、無駄な電流か流れるとかという欠点がある。

しかしながら、本実施例も基本的には第一実施例と同様
の作用効果を奏するし、さらには部品点数が減るためコ
ストを低減させることができるという効果がある。

（第三実施例）第三実施例は、第３図に示すように、インバータ回路Ｂ
のトランジスタ丁Ｒ４、ＴＲ５の］レフターエミッタ間
に各々ダイオードを並列に接続した点においてのみ、前
記第一実施例と相違している。

前記第一、二実施例では、トランジスタＴＲ４。

ＴＲ５のＯＮ・ＯＦＦが切換ねる際に、Ｆｌｌに蓄えら
れていた電荷が放電しにくいという問題がある。

ところか、本第三実施例では、同電荷がＥＬ’１→トラ
ンジスタＴＲ４→ダイオードＤ３→［［１のループ、又
は［［１→トランジスタＴＲ５→ダイオードＤ２→ＥＬ
１のループを流れて放電するため、トランジスタＴＲ２
〜ＴＲ５やダイオードＤ１の逆電圧保護も果しうるとい
う優れた効果がある。

（第四実施例）第四実施例は、第４図に示すように、インバータ回路Ｂ
の切換用発振回路１３に代えて、スイッチング用発振回
路１２を代用した点においてのみ、第一実施例と相違し
ている。

すなわち、高電圧発生回路Ａのスイッチング用発振回路
１２に（ユカウンタ１６が接続されており、スイッチン
グ用発振回路１２の発振周波数を分周して、トランジス
タ丁Ｒ４、ＴＲ５を交ｎに０Ｎ１０ＦＦさせるようにな
っている。

従って、本実施例は第一実施例と同様の効果を奏する伯
、スイッチング用発振回路１２をインバータ切換用に共
用することができるため、コスト１〜低減に効果的であ
る。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、例えばＪｘ下のように発明の趣旨から透照しない
範囲で任意に変更して具体化することもできる。

（１）　高電圧発生回路Ａに用いるスイッチング回路は
コイルに流れる電流を断続しうるちのであれば、任意に
変更することができる。

（２）インバータ回路Ｂも、コイルに発生する高電圧を
負荷の両極に交可に印加しうるちのであれば、任意に変
更することができる。

（３）　本発明の昇圧回路はＥｌの点灯用以外にも、ネ
オン管、蛍光燈、プラズマデイスプレィ、写真用フラッ
シュ等の各種照明装置の点灯、ライタやスパークプラグ
の着火、その仙の各種負荷に使用することができる。

発明の効果以上詳）ホしたように、本発明は昇圧効果が高いばかり
でなく、小型化及び薄型化を可能とし、負荷との一体化
も容易にするという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を［Ｌ点灯用の昇圧回路に具体化した第
一実施例の回路図、第２図は同臂圧回路５図は従来の昇
圧回路の回路図、第６図は同従来回路を［１−に接続し
た状態の斜視図である。１・・・「し、１１・・・コイル、△・・・高電圧発生
回路、Ｂ・・・インバータ回路。特許出願人　　　　　　　豊田合成　株式会社第２図第５匡壬

Claims

【特許請求の範囲】１、コイル（１１）と同コイル（１１）に流れる電流を
断続するスイッチング回路とからなる高電圧発生回路（
Ａ）と、同コイル（１１）に発生する高電圧を負荷（１
）の両極に交互に印加するインバータ回路（Ｂ）とを備
えていることを特徴とする昇圧回路。２、前記スイッチング回路はスイッチング用発振回路（
１２）と、該スイッチング用発振回路（１２）によつて
制御されるスイッチング素子（ＴＲ１）とから構成され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
昇圧回路。３、前記インバータ回路（Ｂ）は切換用発振回路（１３
）と、該切換用発振回路（１３）によって制御されるス
イッチング素子（ＴＲ２〜ＴＲ５）とから構成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の昇圧
回路。４、前記高電圧発生回路（Ａ）とインバータ回路（Ｂ）
との間には電荷漏れ防止用のダイオード（Ｄ１）が挿入
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の昇圧回路。