KR19980023031A - 방전관용 인버터 회로 - Google Patents

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KR19980023031A
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Abstract

[목적]
승압트랜스등의 소형화를 위해 구동주파수를 높게하더라도 방전관의 점등휘도를 저하시키는 일이 없고, 또한 방전관의 주변의 기생용량이 증대하더라도 방전관에 전압을 가하는 전압을 저하시켜 방전관의 점등휘도를 저하시키는 일이 없도록 한 방전관용 인버터 회로를 제공한다.
[구성]
방전관용 인버터회로는 고주파발진회로(OS)와 그 출력을 승압하는 승압트랜스(T)를 구비하고 그 이차측에 방전관(DT)이 접속된다. 승압트랜스의 이차측에 이 이차측까지의 회로와 방전관과의 임피던스 정합을 하는 임피던스 정합회로(10)가 접속된다. 승압트랜스가 일차권선에 대하여 밀결합 및 소결합된 적어도 1개의 밀결합부와 소결합부를 가지는 이차권선을 가지는 누설자속형 권선트랜스, 도는 압전트랜스로 이루어진다.

Description

방전관용 인버터 회로
제 1도는 본 발명에 의한 방전관용 인버터의 하나의 실시예를 나타내는 원리구성도.
제 2도는 제 1도중의 일부분이 구체적인 회로구성을 나타내는 회로도
제 3도는 제 2도중의 회로의 회로정수의 설정의 방법을 설명하기 위한 도,
제 4도는 제 2도중의 승압트랜스로 하여 사용되는 누설자속형 권선트랜스의 일례의 구성을 나타내는 도로서, (a)는 외관사시도, (b)는 부하가 없을 때의 자속의 모양을 각각 도시한 도면이다.
제 5도는 제 2도중의 승압트랜스로서 사용되는 누설자속형 권선트랜스의 다른예의 구성을 나타내는 도로서, (a)는 외관사시도이고, (b)는 부하가 없을때, (c)는 부하가 있을때의 자속의 모양을 각각 도시한 도,
제 6도는 압전트랜스를 사용한 본 발명에 의한 방전관용 인버터의 하나의 실시예를 나타내는 원리구성도,
제 7도는 제 6도중의 일부분의 구체적인 회로구성을 나타내는 회로도,
제 8도는 압전트랜스를 사용하는 경우의 종래의 문제를 설명한 도,
제 9도는 종래의 방전관용 인버터회로의 일례를 나타내는 회로도,
제 10도는 종래의 문제점을 해결하기 위한 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
DT : 방전관, OS : 고주파발진회로, T : 승압트랜스(권선트랜스), Ta : 승압트랜스(압전트랜스), L1: 일차권선, L2: 이차권선, L21: 밀결합부, L22: 소결합부, 10 : 임피던스 정합회로, 10a: 고주파 쵸크코일, 10b: 고주파 쵸크코일, C3: 이차측 기생용량, C4: 방전관등의 기생용량, C5,C6: 보조적으로 부여된 보조용량
[산업상의 이용 분야]
본 발명은 냉음극형광관, 열음극형광관, 수은등, 나트륨등, 메탈할라이드등, 네온등등의 방전관을 점등 구동하기 위한 방전관용 인버터회로에 관한 것이다.
[종래의 기술]
방전관의 점등에는 상용전원을 비롯하여 고압전원과 전류제한을 위한 밸러스트로부터 점등회로를 필요로 하지만 근년, 점등회로의 소형화를 위해, 또한 가반형기기의 보급을 위해 저압의 직류전원으로부터 고압의 전원을 얻기 위해서 인버터회로가 사용하게 되었다.
종래, 이 종류의 인버터 회로로서, 제 9도에 나타내는 것 같은 구성이 일반적으로 사용되어 있다. 도시된 인버터 회로는 한쌍의 트랜지스터(Q1, Q2)와 일차권선(L1), 이차권선(L2) 및 보조권선(L3)을 가지는 승압트랜스(T)를 구비하여, 트랜지스터(Q1, Q2)의 콜렉터는 승압트랜스(T)의 일차권선(L1)의 양단에 각각 접속됨과 동시에 이미터는 상호접속되고 접지에 접속되어 있다. 또한, 트랜지스터(Q1, Q2)의 베이스에는 일차권선(L1)의 중간점이 저항(R1, R2)을 통해 접속됨과 동시에 승압트랜스(T)의 보조권선(L3)의 양단이 접속되어 있다. 또, 승압트랜스(T)의 일차권선(L1), 이것과 병렬로 접속된 콘덴서(C1), 트랜지스터(Q1, Q2), 보조권선(L3)은 콜렉터 공진형의 인버터회로의 고주파발진회로(OS)를 구성하고 있다.
승압트랜스(T)의이차권선(L2)의 일단은 밸러스트콘덴서(C2), 배선(L)을 통해 방전관(DT)의 일단에 접속됨과 함께 타단은 방전관(DT)의 타단과 같이 접지에 접속되어 있다. 또, C3는 이차권선(L2)의 기생용량, C4는 방전관(DT)의 주변에 생기는 기생용량이다.
상술한 인버터회로의 경우, 회로에서 최대 스페이스를 요하고 있는 것은 승압트랜스이고, 승압트랜스의 소형화가 어려운 것이 인버터회로 전체의 형상을 작게 할 수 없는 원인으로 되어있다. 이 승압트랜스의 소형화를 꾀하기 위해서는 그 구동주파수를 높게 하면 좋지만 이와 같이 하면 인버터회로 전체의 소형화도 가능하게 된다.
[발명이 해결하고자 하는 과제]
상술한 종래의 회로에서는 높은 임피던스로부터 저임피던스 부하에 콘덴서 밸러스트를 통해 강제적으로 접속한 구성으로 되어 있는 것에 불과하고, 고임피던스의 전원측에서 본 부하의 임피던스와 부하측에서 본 전원측의 임피던스와의 정합이 얻어지고 있다고 하기는 곤란하다. 이 때문에 구동주파수가 높게되어 부하측으로 반사가 생겨 공급 전력의 일부가 전원측에 되돌아오게 된다.
또한, 임피던스의 부정합에 의해, 제10도에 도시한 것처럼 전압과 전류와의 위상이 빗나가서 유효하게 사용된다. 전후로 되돌아가는 전력이 증가하고 이에 따르는 무효전류의 증대에 의해서 구리손상 또는 유전체손실이 늘어남과 함께 전력의 변환효율이 저하하는 등의 문제가 생긴다. 또, 전압(RMS)치와 전류(RMS)치를 곱셈하더라도 방전관에 공급되는 전력이 되지 못한다.
또한, 구동주파수가 높게되면, 설계상 밸러스트콘덴서(C2)의 값을 작게 하지만, 이와 같이 되면 밸러스트콘덴서(C2)에 대한 기생용량(C3)의 비율이 높게되어 방전관(DT)에 공급전압을 저하시키기 때문에 방전관(DT)의 점등휘도를 저하시킨다.
방전관을 액정 백 라이트용 광원으로서 사용하기 때문에, PET 필름에 은을 스패터링하여 형성한 도전성 시트로 이루어지는 반사부재를 사용하는 경우에는 방전관의 주변의 기생용량이 더욱 증대하고 이 방전관주변의 기생용량이 방전관에 인가되는 전압을 저하시켜 방전관(DT)의 점등휘도를 크게 저하시킨다.
이 현상은, 승압트랜스로서 압전트랜스를 사용한 것에 있어서도 마찬가지로 생긴다. 압전트랜스가 그 등가회로로서 내포하고 있는 밸러스트 콘덴서(C2)에 해당하는 특성용량과 기생용량(C3)의 사이에도 종래의 권선트랜스와 같은 분압효과가 생기고, 이에 의하여 방전관(DT)의 점등휘도가 저하된다. 압전트랜스로서는 도전성 반사시트에 의한 점등휘도 저하는 피할 수 없는 것으로 되어 있고, 이때문에 이 분압효과를 적게 하기 위해서는 압전트랜스의 형상을 크게하고, 특성용량(C2)을 크게 해야만 한다고 하는 문제가 있었다.
따라서 본 발명은 상술한 종래의 문제점에 비추어 볼 때, 승압트랜스등의 소형화를 위해 구동주파수를 높게하더라도 방전관의 점등휘도를 저하시키는 일이 없도록 한 방전관용 인버터회로를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 또, 방전관의 주변의 기생용량이 증대하더라도 방전관에 전압을 인가하는 전압을 저하시켜, 그 점등휘도를 저하시키는 일이 없도록 한 방전관용 인버터회로를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의해 이루어진 방전관용 인버터 회로는 고주파 발진회로와, 이 고주파발진회로의 출력을 승압하는 승압트랜스를 구비하고, 이 승압트랜스의 이차측에 방전관을 접속하도록 한 방전관용 인버터회로에 있어서, 상기 승압트랜스의 이차측에 이 이차측까지의 회로와 방전관과의 임피던스 정합을 하는 임피던스 정합회로를 접속한 것을 특징으로 한다.
상기 임피던스 정합회로가 승압트랜스의 이차측의 일단과 방전관의 일단과의 사이에 직렬로 삽입한 고주파 쵸크코일과 승압트랜스의 이차측 기생용량과 방전관의 주변에 생기는 기생용량으로 형성되는 π형 정합회로로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 기생용량이 정합조건에 달하지 못하는 경우는 각각의 기생용량에 보조용량을 더하여 정합조건을 갖춘다.
상기 스압트랜스가 일차권선과 이 일차권선에대하여 각각 밀결합 및 소결합된 적어도 1개의 밀결합부와 소결합부를 가지는 이차권선을 구비한 누설자속형 권선트랜스로 이루어지고, 상기 임피던스 정합회로가 상기 권선트랜스의 이차측 기생용량과 방전관의 점등시에 유도성 밸러스트로서 작동하도록 상기 이차권선의 소결합부에 형성되는 유도성분과 상기 방전관등의 기생용량과 보조적으로 부여된 보조용량에 의해서 형성된 정합회로로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 승압트랜스가 압전트랜스로 이루어지고, 상기 임피던스 정합회로가 보조적으로 부여된 보조용량과 고주파 쵸크코일과 상기 방전관의 기생용량과 의해서 형성된 정합회로로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
[작용]
상기 구성에 있어서, 고주파발진회로의 출력을 승압하는 승압트랜스의 이차측에 임피던스 정합회로를 통해 방전관을 접속하여 승압트랜스의 이차측까지의 회로와 방전관과의 임피던스 정합을 하고 있기 때문에 전원측에서 본 부하의 임피던스와 부하측에서 본 전원측의 임피던스와의 정합이 이루어지고 승압한 고주파전력이 부하측에서 반사되어 공급전력의 일부가 전원측에 되돌아오는 일이 없게 된다. 특히, 임피던스 정합회로가 승압트랜스의 이차측의 일단과 방전관의 일단과의 사이에 직렬로 삽입한 고주파 쵸크코일과 승압트랜스의 이차측 기생용량과 방전관의 주변에 생기는 기생용량으로 형성된 π형 정합회로로 되기 때문에 고주파 쵸크코일로 이루어지는 유도성 밸러스트에 의해 방전관 점등시의 전류제한이 적절하게 행해지고 또한 이 고주파 쵸크코일의 사용에 의해 방전관주변에 도전성 반사시트를 감는경우와 같이 방전관측에 기생하는 용량이 좋고, 방전관에 인가되는 전압이 저하하는 것이 없어진다.
또한, 승압트랜스가 누설자속형의 권선트랜스로 이루어지고, 그 이차권선이 일차권선에 대하여 각각 밀결합 및 소결합된 적어도 1개의 밀결합부와 소결합부를 가지고, 권선트랜스의 이차측 기생용량과 방전관의 점등시에 유도성 밸러스트로서 작동하도록 이차권선의 소결합부에 형성되는 유도성분과 방전관등의 기생용량과 보조적으로 부여된 보조용량에 의해서 형성한 정합회로를 임피던스 정합회로로서 사용하고 있기 때문에 임피던스 정합회로를 구성하기 위하여, 각별히 유도성 밸러스트를 접속하는 것이 필요하고, 더구나 방전관이 점등할 때까지는 승압한 높은 고주파전압을 방전관에 인가하고 방전관이 점등한 후에는 점등 전보다도 낮게 그와 같이 전류를 제한한 전력을 공급할 수가 있게 된다.
더우기 승압트랜스로서 압전트랜스를 사용한 경우에는 압전트랜스에 특성적으로 내포된 밸러스트 용량과 보조적으로 부여된 보조용량과 고주파 쵸크코일과 방전관의 기생용량에 의해서 형성한 정합회로를 임피던스 정합회로로서 사용하고 있기 때문에 점등 직전에 높은 승압비에 의해 고전압을 출력하여 방전관의 점등개시가 되고, 정상 방전시에는 안정하게 방전관을 점등시키는 특성을 살려 더욱 임피던스 정합회로에 의해, 전원측에서 본 부하의 임피던스와 부하측에서 본 전원측의 임피던스와의 정합이 되어 승압한 고주파 전력이 부하측으로 반사되어 공급전력의 일부가 전원측으로 되돌아가는 것을방지한다. 예컨대, 역률을 개선하여 변환효율을 양호하게 할 수가 있다.
당연히 방전관의 반사재로서 도전성 반사시트를 사용하는 경우라도 휘도저하를 막을 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라서 설명한다. 제 1도는 본 발명에 의한 인버터회로의 실시예의 원리구성을 도시한 도면이고, 제 9도에 관해서 상술한 것으로 동등의 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 동 도면에 있어서, 승압트랜스(T)의 이차권선(L2)의일단과 방전관(DT)의 한편의 단자의 사이에는 승압트랜스(T)의 이차권선(L2)에서 본 임피던스와 방전관(DT) 측에서 본 임피던스와의 사이에 정합하는 임피던스 정합회로(10)가 삽입되어 있다. 이 임피던스 정합회로(10)는 이차권선(L2)의 기생용량, 방전관(DT)의 주변에 생기는 기생용량등이 넣어 구성되고 이차권선(L2)의 출력이 방전관(DT)에 의해 반사되어 되돌아오는 것이 없고 이차권선(L2)의 출력을 방전관(DT)에 효율좋게 보내줄 수 있도록 한다.
제 2도는 임피던스 정합회로(10)의 구체적인 회로예를 개시하며, 회로(10)는 승압트랜스(T)의 이차권선(L2)의 일단과 방전관(DT)의 일단과의 사이에 직렬로 삽입한 고주파 쵸크코일(10a)과 승입트랜스(T)의 이차측 기생용량(C3)과 방전관(DT)의 주변에 생기는 기생용량(C4)으로 구성된 π형 정합회로로 이루어지는 임피던스 정합회로이다.
또, Cs는 방전관(DT)의주변에 생기는 기생용량(C4)이 부족할시에 병렬로 추가되는 보조용량이고, 이 용량에 의해서 임피던스의 정합조정이 행해지지만, 설계조건에 의해서는 그 용량을 0로도 할 수 있다.
상기 π형 정합회로중의 쵸크코일(10a)의 인덕턴스(La)와 기생용량(C3)과 기생용량(C4) 및 보조용량(Cs)의 합성용량(C)을 계산하기 위해서는 제 3도의 등가회로로 대ㅔ하여 생각하면 좋다. 도면에 있어서, Zp가 이차측 부하의 임피던스, Ra가 방전관(DT)의 저항이고, 이들은 미리 부여된다. La는 La1및 La2의 두개의 부분으로 나누어, C3, La1, La2및 C을 다음과 같이 하여 구한다. La2, C 및 Ra를 제거하여 그것들의 대신에 저항(Rs)를 접속할 때, 좌측에서 본 임피던스가 Zp로 될 수 있는 C3, La1및 Rs를 구한다. 여기서 C3및 La1의 리액턴스를 각각 XC3, Xa1이라고 하면, Zp인 회로의 Q를 정하면 다음 식(1)에 의해서 각 정수를 결정할 수 있다.
Rs를 반상(反想)한 단자로부터 La2, C 및 Ra의 회로를 임피던스가 Rs로 되는 것 같은 La2및 C을 구한다. 여기서, La2및 C의 리액턴스를 Xa1, Xa2, Xc 라고 하면, 위 식(1)으로 구하여 Rs와 방전관(DT)의 저항(Ra)이 부여되면 다음식(2)에 의해서 각 정수를 결정할 수 있다.
여기서 Q'는 La2, C, Ra의 회로의 Q이다.
상기 식(1) 및 (2)의 C3, La및 C은 다음 식(3)에 의해서 계산할 수가 있다.
여기서 f는 구동주파수이다.
제 2도에 관해서 상술한 π형인 임피던스 정합회로(10)의 사용에 의해, 승압트랜스(T)의 일차측에 구성된 고주파발진회로의 발진신호는 승압되어 이차권선(L2)에 유기되지만, 이 유기된 주파수가 높은 고전압은 임피던스 정합회로(10)의 작용에 의해 반사업이 방전관(DT)에 공급되게 된다.
제 2도에 있어서, 실시예로서는 고주파 쵸크코일(10a)이 어떠한 것인지 특히 언급하고 있지 않지만, 승압트랜스(T)로서 제 4도 및 제 5도에 나타내는 것 같은 구조의 누설자속형의 것을 사용함으로써, 승압트랜스(T)의 이차권선(L2)의 일부분에 쵸크코일(10a)의 기능을 갖게 할 수 있다. 제 4도 및 제 5도의 누설자속형 승압트랜스(T)는 극단적인 누설자속형이 되도록 하기 위해서 채용한 것으로, 제 4도의 실시예로서는 원기둥 모양의 형상을 하고 있지만, 그 형상은 원기둥 형상 이외의 각 기둥형상 등으로 형성하는 것도 가능하고 제 5도의 실시예로서는 편평원판상의 형상이 없게 하고 있다.
제 4도의 실시예로서는 구체적으로 중심의 중공부에 둥근 막대형코어(도시하지않음)가 삽입된 보빈(11)의 종단부에 승압트랜스(T)의 보조권선(패스코일)(L3)이 두루 감겨지고, 이것에 인접하여 일차권선(콜렉터권선)(L1)이 두루 감겨지고, 또한 이 이웃에 이차권선(L2)이 두루 감겨지고 있다. 이차권선(L2)의 감기는 일차권선(L1)의 근방으로부터 시작하여 보빈(11)의 다른족의 종단에 형성한 종단(11a)에서 끝나 있다.
또, 일차권선(L1)에 인접한 이차권선(L2)의 일단을 접지한 경우에는 일차권선(L1)으로부터 물리적으로 가장 떨어진 이차권선(L2)의 종단이 전압이 가장 높게 된다.
또한, 12는 승압트랜스(T)와 같이 인버터회로를 구성하는 전자부품이 탑재되는 플릿기판의 부분을 나타낸다.
제 5도의 실시예로서는 구체적으로 원판(11'a)의 중심에서 한편에 원주(12b)를 뚫고나오게 한 구조의 페라이트 코어(11')를 사용하여 중심의 원주(11'b)의 주위에 승압트랜스(T)의 보조권선(패스코일)(L3)과 일차권선(콜렉터권선)(L1)이 인접하여 두루 감겨지고 더욱 그 주위에 이차권선(L2)이 감겨져 있다. 이차권선(L2)의 감기는 일차권선(L1)의 근방으로부터 시작하여 페라이트 코어(11')의 원판(11a)의 외주단에서 끝나 있다.
또한, 일차권선(L1)에 인접한 이차권선(L2)의 일단을 접지한 경우에는 일차권선(L1)로부터 물리적으로 가장 떨어진 이차권선(L2)의 종단의 전압이 가장 높게 된다.
제 4도 및 제 5도에 관해서 상술한 구조의 승압트랜스(T)에서는 무부하시에 이차권선(L2)에 전류가 흐르지 않기 때문에 트랜스(T)의 일차권선(L1)은 제4(a) 및 제5(b)에 도시한 것처럼, 보빈(11)내의 도시하지 않은 코어의 전장을 관통하는 것 같은 자속(Φ1)이 발생한다. 이에 대하여 부하가 접속된 경우에는부하에 흐르는 전류에 의해서 이차권선(L2)가 자계를 발생한다. 이 자계에 의한 자속(Φ2)의 방향은 제4(b)도 및 제5(c)도에 도시한 것처럼 일차권선(L1)이 발생하는 자속(Φ1)과는 역방향이 된다.
이것에 의해 이차권선(L2)은 일차권선에 대해 밀결합으로 되어있는 이차권선으로서 작동하는 부분(L21)과 일차권선에 대하여 소결합으로 되어 있는 유도성 밸러스트, 즉 쵸크코일로서 작동하는 부분(L22)으로 분할되는 현상이 발생한다.
양자의 분기점은 부하의 경중에 의해서 변화하고, 부하가 커지면 일차권선(L1) 측에 가볍게 되면 종단측으로 이동한다.
상술한 바와 같은 작용에 의해, 부하에 전류가 흐르지 않은 무부하시에는 이차권선(L2)의 종단부에 유기되는 고전압이 부하인 방전관(DT)에 인가되지만, 방전관(DT)가 점등하여 전류가 흐르게 되면, 유도성 밸러스트 즉 쵸크코일로서 작동하는 부분(L22)의 작용에 의해서 점등중에 방전관(DT)에 흐르는 전류가 제한됨과 동시에 인가전압도 저하되게 되어 별개로 밸러스트를 설치하는 일없이, 방전관의 점등에 필요한 이상적인 전압·전류 특성이 얻어진다.
더구나, 이 방전관(DT)의 점등시에 분할되고 쵸크코일로서 작동하는 부분(L22)을 임피던스 정합회로(10)의 고주파 쵸크코일(La)로 하여 넣음와 함께, 권선트랜스(T)의 이차권선(L2)의 기생용량, 방전관(DT)의 주변에 생기는 기생용량등을 넣어 임피던스 정합회로(10)를 구성할 수가 있다. 이 임피던스 정합회로(10)가 권선트랜스(T)와 방전관(DT)과의 사이에 삽입되는 것에 의해, 이차권선(L2)의 출력이 방전관(DT)에 의해 반사되어 되돌아오는 것을 없애고, 이차권선(L2)의 출력을 방전관(DT)에 효율이 좋게 보내줄 수 있기 때문에 방전관(DT)을 고휘도로 점등시킬 수 있다.
구체적인 예를 들어 설명하면, 코어지름 2Ø x 23mm, 선지름 0.04Ø, 이차권선 4000턴으로 하면, 이차권선 밀결합부(L21)에 발생하는 기생용량(C3)은 약 10pF(피코-패러드)이고, 구동주파부 12kHz에서 2W, 직경 3Ø의 냉음극형광관으로 이루어지는 방전관(DT)의 등가저항(Ra)을 약 75kΩ으로 하였다면 이차권선 소결합부(L22)에서 발생하는 유도성분(La)은 80미리 헨리이고, 도한 방전관(DT)의 주변에 발생하는 기생용량(C)은 30pF(피코-패러드)정도가 되지만 이 조건하에서 상기 식(1)∼(3)에 따라서 트랜스측에서 본 임피던스(Zp)를 구하면, Zp은 약 188kΩ의 저항성분만으로 간단히 이름구조임에도 불구하고 임피던스 정합이 되고 역률이 개선되어 효율좋은 인버터를 제공할 수가 있다.
상술한 실시예로서는 승압트랜스로서 권선트랜스를 사용한 경우를 나타내고 있지만, 승압트랜스로서는 권선트랜스에 한정되지 않고, 압전트랜스를 사용할수도 있다.
압전트랜스는 기계진동식이기 때문에 권선트랜스와 비교하여 누설자속이 없어지는 것으로 그 대책이 필요하지 않을 뿐만 아니라 소재가 불타지 않는 세라믹으로 이루어지기 때문에 안전성이 향상하고 또한 소형화도 가능하다.
제 6도는 승압트랜스로서 압전트랜스(Ta)를 사용하여 구성한 방전관용 인버터의 개략구성을 나타낸다. 압전트랜스는 전극에 의해서 낀 압전 세라믹을 고주파 구동함으로써 압전세라믹은 비뚤어지며, 이 비뚤어짐에 의해서 발생하는 높은 전하전압을 같은 압전 세라믹을 끼고 있는 다른 전극에 의해서 꺼내도록 한 것이다. 도면중, OS는 고주파 발진회로, 10은 임피던스 정합회로, DT는 방전관이다.
제 7도는 임피던스 정합회로(10)의 구체적인 회로예를 개시하며, 회로(10)는 압전트랜스(Ta)의 이차측의 일단과 방전관(DT)의 일단과의 사이에 직렬로 삽입한 고주파 쵸크코일(10b)와 보조용량(C6)과 방전관(DT)의 주변에 생기는 기생용량(C4)으로 구성된 π형 정합회로로 이루어진다. 이 회로의 고주파 쵸크코일(10b)와 보조용량(C8)과 기생용량(C4)는 임피던스 정합회로를 구성하도록 제3도에 관해서 상술한 같은 방법으로 정수를 결정할 수가 있다.
동 도면에 나타내는 압전트랜스의 이차측의 등가회로(Ta2) 중의 CB는 압전트랜스가 기본적으로 압전세라믹의 양면에 전극을 설치한 구조로 되어있어, 전극 사이에 용량성분이 기생함으로써 생기는 압전트랜스의 등가 용량이지만, 이 용량(CB)이 무시할 수 없는 정도의 리액턴스가 큰 경우에는 이 용량(CB)도 넣어 구성한 π형의 임피던스 정합회로로서도 좋다.
또, 상술한 임피던스 정합회로(10)가 없는 경우, 임피던스 부정합에 의해서 반사가 생기거나 역률이 악화하면, 압전트랜스의 용량성분을 구성하는 유전체손실등에 의해서 열손실이 많이 생기고 변환효율의 저하를 초래한다.
또한, 액정 백라이트를 구성하기 위해서, 형광관으로 이루어지는 방전관을 백라이트 조명용의 도광체의 에지 라이트로서 배치함과 같이, 도광체의 빛도입효율을 올리기 위해서 방전관이 발하는 빛을 반사하는 은시트에 의해서 그 주위를 덮는 것 같은 구성을 채용한 경우에는 은시트와 접지와의 사이에 생기는 용량이 제8(a)도에 도시한 것처럼, 방전관(DT)의 기생용량(C4)에 가해지게 되고 이 용량(C4)과 압전트랜스(Ta2)의 이차측의 용량(C8)과의 용량분압작용에 의해서, 방전관(DT)에 인가되는 전압을 저하시켜, 방전관(DT)의 휘도를 저하시키게 된다. 그러나, 임피던스 정합회로(10)를 삽입한 때에는 이러한 것이 일어나지 않게 되어 용량분압작용에 의한 휘도저하도 방지할 수가 있다.
마찬가지로, 제8(b)도에 도시한 것처럼 가끔 매우 큰 특성용량을 가지는 무전극형광관 같은 것에 있어서도 일어나지만, 이러한 경우에도 임피던스 정합회로(10)의 삽입에 의해 같은 효과가 얻어진다.
[발명의 효과]
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 승압트랜스의 이차측에 임피던스 정합회로를 통해 방전관을 접속하고, 전원측에서 본 부하의 임피던스와 부하측에서 본 전원측의 임피던스와의 정합이 되고, 승압한 고주파전력이 부하측에서 반사되어 공급전력의 일부가 전원측에 되돌아오는 것 같은 일이 없고 또한 승압트랜스등의 소형화를 위해 구동주파수를 높게 하더라도 방전관의 점등휘도를 저하시키는 일이 없다.
특히, 승압트랜스의 이차측의 일단과 방전관의 일단과의 사이에 직렬로 삽입한 고주파 쵸크코일과 승압트랜스의 이차측 기생용량과 방전관의 주변에 생기는 기생용량으로 π형 정합회로를 형성하고, 방전관점등시에 전류제한을 고주파 쵸크코일로 이루어지는 유도성 밸러스트로 적절히 행하여 이 고주파 쵸크코일의 사용에 의해 방전관측에 기생하는 용량이 크더라도, 방전관에 인가되는 전압이 저하하지 않도록 하고 있기 때문에 방전관의 주변의 기생용량이 증대하더라도 방전관에 전압을 가하는 전압을 저하시켜 그 점등휘도를 저하시키는 일이 없다.
또한, 누설자속형의 권선트랜스의 이차권선이 일차권선에 대하여 각각 밀결합 및 소결합된 적어도 1개 밀결합부와 소결합부를 갖고, 권선트랜스의 이차측 기생용량과 방전관의 점등시에 유도성 밸러스트로서 작동하도록 이차권선의 소결합부에 형성되는 유도성분과, 방전관등의 기생용량과 보조적으로 부여된 보조용량에 다라서 임피던스 정합회로를 형성하고, 전원측에서 본 부하의 임피던스와 부하측에서 본 전원측의 임피던스와의 정합이 되고 승압한 고주파전력이 부하측에서 반사되고 공급전력의 일부가 전원측에 되돌아오는 것 같은 일이 없기 때문에 승압트랜스등의 소형화를 위해 구동 주파수를 높게 하더라도 방전관의 점등휘도를 저하시키는 일이 없다.
더구나, 임피던스 정합회로를 구성하기 위해서, 각별히 유도성 밸러스트를 접속하는 것을 없애고 더구나 방전관이 점등할 때까지는 승압한 높은 고주파전압을 방전관에 전압을 가하여 방전관이 점등한 후에는 점등전 보다도 낮게 그와 같이 전류를 제한한 전력을 공급할 수가 있도록 하고 있다.
또한, 승압트랜스로서 압전트랜스를 사용하여 보조적으로 부여된 보조용량과 고주파 쵸크코일과 방전관의 기생용량에 따라서 형성한 회로를 임피던스 정합회로로서 사용하고 있기 때문에 압전트랜스의 성질상 등가적으로 내포하게 되는 특성용량(Cb)과 방전관주변에 생기는 기생용량(C4)에 의하는 용량분압작용을 보정하여, 은제반사 시트에 의한 휘도 저하를 막을 수 있어 아직 점등직전은 높은 승압비에 의해 고전압을 출력하여 방전관점등의 계기를 만들지만, 점등후에는 종래 압전트랜스를 형성하고 있는 압전세라믹에 내포하는 등가용량에 의한 전류제한기능에 의해 방전관 점등전류를 제한하는 것은 아니고 유도성 밸러스트에 의해서 방전관 점등전류를 제한한다. 임피던스 정합회로를 삽입하고 있기 때문에 전원측에서 본 부하의 임피던스와 부하측에서 본 전원측의 임피 던스와의 정합이 되고, 승압한 고주파전력이 부하측에서 반사되어 공급전력의 일부가 전원측에 되돌아오는 것 같은 일이 없게 된다.

Claims (4)

  1. 고주파발진회로와 이 고주파발진회로의 출력을 승압하는 승압트랜스를 구비하고, 이 승압트랜스의 이차측에 방전관을 접속하도록 한 방전관용 인버터회로에 있어서, 상기 승압트랜스의 이차측에 이 이차측까지의 회로와 방전관과의 임피던스 정합을 하는 임피던스 정합회로를 접속한 것을 특징으로 하는 방전관용 인버터회로.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 임피던스 정합회로가 승압트랜스의 이차측의 일단과 방전관의 일단과의 사이에 직렬로 삽입한 고주파 쵸크코일과, 승압트랜스의 이차측 기생용량과 방전관의 주변에 생기는 기생용량으로 형성된 π형 정합회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방전관용 인버터회로.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 승압트랜스가 일차권선 및 이 일차권선에 대하여 각각 밀결합 및 소결합된 적어도 1개의 밀결합부와 소결합부를 가지는 이차권선을 구비하는 누설자속형의 권선트랜스로 이루어지고, 상기 임피던스 정합회로가 상기 권선트랜스의 이차측 기생용량과, 방전관의 점등때에 유도성 밸러스트로서 작동하도록 상기 이차권선의 소결합부에 형성되는 유도성분과, 상기 방전관등의 기생용량과 보조적으로 부여된 보조용량에 의해서 형성된 정합회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방전관용 인버터회로.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 승압트랜스가 압전트랜스로 이루어지고, 상기 임피던스 정합회로가 보조적으로 부여된 보조용량과, 고주파 쵸크코일과, 상기 방전관의 기생용량과 보조적으로 부여된 보조용량에 의해서 형성된 정합회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방전관용 인버터회로
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