JP2011061917A - Dc high-voltage generating circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流高電圧を発生する直流高電圧発生回路にかかり、より詳しくは、入力した電圧をトランスにより昇圧すると共にその昇圧した電圧を整流して直流高電圧として出力するようにした直流高電圧発生回路に関するものである。 The present invention relates to a DC high voltage generation circuit that generates a DC high voltage. More specifically, the present invention relates to a DC high voltage that boosts an input voltage with a transformer and rectifies the boosted voltage to output it as a DC high voltage. The present invention relates to a voltage generation circuit.
図2を参照して、従来の直流高電圧発生回路においては、フライバックトランス50と、高圧整流回路51とを備える。スイッチング素子Q1のスイッチング出力が、フライバックトランス50の一次巻線L51に対して伝達される。フライバックトランス50においては、一次側には一次巻線L51が巻装される。二次側には、二次巻線として、5組の昇圧巻線L52−L55が巻装されている。昇圧巻線L52−L55は、高圧整流ダイオードD51−D55の各々と直列接続されることで、計5組の半波整流回路を形成し、これら5組の半波整流回路がさらに直列に多段接続されている。これら5組の半波整流回路から成る多段型整流回路に対して平滑コンデンサC51が並列に接続されることで、二次側整流平滑回路を形成することになる(特許文献1参照)。
Referring to FIG. 2, the conventional DC high voltage generation circuit includes a
上記従来の直流高電圧発生回路においては、上記フライバックトランスが高電圧発生のために一次側コイルと二次側コイルとの巻数比が大きく、大型重量化しており、小型軽量で薄型の面発光ディスプレイ等の電子機器用の直流高電圧発生回路としては採用し難い。また、フライバックトランスの漏洩磁束による漏れインダクタンスは、有効電力を減少させて力率が悪化する。 In the above conventional DC high voltage generation circuit, the flyback transformer has a large turn ratio between the primary side coil and the secondary side coil to generate a high voltage, and has a large weight, a small, light and thin surface light emission. It is difficult to adopt as a DC high voltage generating circuit for electronic devices such as displays. In addition, the leakage inductance due to the leakage magnetic flux of the flyback transformer decreases the power factor by reducing the effective power.
本発明は、小型薄型で効率的に直流高電圧を発生できる優れた直流高電圧発生回路を提供することを解決すべき課題としている。 An object of the present invention is to provide an excellent DC high voltage generating circuit that can generate a DC high voltage efficiently with a small size and a thin shape.
本発明による直流高電圧発生回路は、複数の高圧共振トランスと、複数の全波整流回路とを含み、各高圧共振トランスは、一次側と二次側に共に共振動作により電圧を昇圧する共振回路を含み、各全波整流回路は、それぞれの全波整流入力側が個別に各高圧共振トランス二次側にそれぞれ接続され、それぞれの全波整流出力側が直列接続されてなり、各高圧共振トランスへの入力電圧は、当該各高圧共振トランスにより昇圧されて各全波整流回路で個別に全波整流された後、各全波整流出力側で重畳されて所定の直流高電圧が出力されるようになっている、ことを特徴とするものである。 A DC high voltage generating circuit according to the present invention includes a plurality of high-voltage resonant transformers and a plurality of full-wave rectifier circuits, and each high-voltage resonant transformer boosts a voltage by a resonance operation on both the primary side and the secondary side. Each full-wave rectifier circuit is configured such that each full-wave rectification input side is individually connected to each high-voltage resonant transformer secondary side, and each full-wave rectification output side is connected in series to each high-voltage resonant transformer. The input voltage is boosted by each high-voltage resonant transformer and individually full-wave rectified by each full-wave rectifier circuit, and then superimposed on each full-wave rectified output side to output a predetermined DC high voltage. It is characterized by that.
本発明において、好ましい態様は、高圧共振トランス複数ずつそれぞれの一次側コイルを並列に接続して複数の並列回路を構成し、これら各並列回路を直列に接続する、ことである。単純に複数のトランスを直列に接続した場合では、漏れインダクタンスも複数倍になり、共振コンデンサの容量が複数倍分の1となり、Q値が極めて小さくなり、ゲインがとれないという問題がある。上記態様では、高圧共振トランスが並列/直列接続されることで、トランスとしての結合率をトランス1個使いと同じ漏れインダクタンスにすることができ、トランスを薄型小型化にできる。 In the present invention, a preferred aspect is to form a plurality of parallel circuits by connecting a plurality of primary side coils in parallel to each other in a plurality of high-voltage resonant transformers, and to connect these parallel circuits in series. When a plurality of transformers are simply connected in series, there is a problem that the leakage inductance is also increased several times, the capacitance of the resonance capacitor is reduced to a multiple of the multiple, the Q value is extremely small, and gain cannot be obtained. In the above aspect, since the high-voltage resonant transformer is connected in parallel / series, the coupling ratio as the transformer can be set to the same leakage inductance as that of using one transformer, and the transformer can be reduced in thickness and size.
本発明において、別の好ましい態様は、各高圧共振トランスそれぞれの二次側は、二次側コイルと共振コンデンサとの並列接続による共振回路を備える、ことである。 In the present invention, another preferred aspect is that the secondary side of each high-voltage resonant transformer includes a resonant circuit formed by parallel connection of a secondary coil and a resonant capacitor.
本発明において、さらに別の好ましい態様は、高圧共振トランス複数ずつそれぞれの一次側コイルを並列に接続して複数の並列回路を構成し、これら各並列回路を直列に接続すると共に、任意1つの並列回路を構成する一次側コイル一端側と、任意別の並列回路を構成する一次側コイル他端側との間を電圧入力側とする、ことである。 In the present invention, still another preferred embodiment is that a plurality of high-voltage resonant transformers are connected in parallel to each of primary coils to form a plurality of parallel circuits, and these parallel circuits are connected in series and any one parallel The voltage input side is between one end side of the primary coil constituting the circuit and the other end side of the primary coil constituting any other parallel circuit.
本発明において、さらに別の好ましい態様は、直流電圧を電圧極性が交互に正負に変化する矩形波電圧に変換して出力する直流チョッパ回路を含み、上記高圧共振トランスを複数個含み、高圧共振トランス複数個ずつそれぞれの一次側コイルを並列に接続して複数の並列回路を構成し、これら各並列回路を直列に接続すると共に、任意の並列回路を構成する一次側コイル一端側と、任意別の並列回路を構成する一次側コイル他端側との間を電圧入力側として、当該電圧入力側に上記直流チョッパ回路の出力電圧を印加する構成とすることである。 In the present invention, still another preferred embodiment includes a DC chopper circuit that converts a DC voltage into a rectangular wave voltage whose voltage polarity alternately changes positive and negative and outputs the square wave voltage, and includes a plurality of the high-voltage resonant transformers, A plurality of primary coils are connected in parallel to form a plurality of parallel circuits, and the parallel circuits are connected in series, and one end side of the primary coil that constitutes an arbitrary parallel circuit, The voltage input side is between the other end side of the primary side coil constituting the parallel circuit, and the output voltage of the DC chopper circuit is applied to the voltage input side.
好ましくは、上記直流チョッパ回路が、ハーフブリッジ回路2個またはフルブリッジ回路で構成されていることである。 Preferably, the DC chopper circuit is composed of two half bridge circuits or a full bridge circuit.
本発明によれば、小型薄型で効率的に高電圧を発生できる優れた直流高電圧発生回路を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the outstanding direct current | flow high voltage generation circuit which can generate | occur | produce a high voltage efficiently is small and thin.
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係る直流高電圧発生回路を説明する。実施の形態の直流高電圧発生回路は、フルブリッジ回路部10と、高圧共振トランス部20と、全波整流回路部30と、平滑コンデンサ回路部40とを含む。
A DC high voltage generating circuit according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The DC high voltage generation circuit according to the embodiment includes a full
フルブリッジ回路部10は、直流電圧を電圧極性が交互に正負に変化する矩形波電圧列に変換して出力する直流チョッパ(直流変換)回路の一例であり、実施の形態では、スイッチング素子として4個のFETQ1−Q4のスイッチング動作により直流電圧を矩形波(パルス)電圧に変換して出力し、その出力電圧を高圧共振トランス部20に入力電圧として印加する。実施の形態では、フルブリッジ回路部10であったが、2個のハーフブリッジ回路を含むハーフブリッジ回路部でもよい。
The full
高圧共振トランス部20は、複数の高圧共振トランス21,22,23,24を含み、各高圧共振トランス21,22,23,24それぞれの一次側に入力した電圧を二次側に昇圧して出力すると共にこの昇圧に際しては磁束漏洩を抑制しつつ回路共振動作と一次と二次側コイルの巻数比により昇圧することができるようになっている。
The high-voltage resonant transformer unit 20 includes a plurality of high-
全波整流回路部30は、複数の全波整流回路31,32,33,34を含み、それぞれ各高圧共振トランス21,22,23,24それぞれの二次側出力電圧を個別に全波整流することができるようになっている。
The full-wave
平滑コンデンサ回路部40は、直列接続された複数の個別平滑コンデンサC25,C26,C27,C28と、これら個別平滑コンデンサC25,C26,C27,C28に並列接続された共通平滑コンデンサC29と、を含み、各全波整流回路31,32,33,34それぞれの全波整流出力を個別平滑化し、これら全ての全波整流出力を重畳した出力を平滑化して直流高電圧とすることができるようになっている。
The smoothing
以下にさらに説明する。 This will be further described below.
高圧共振トランス部20において、各高圧共振トランス21,22,23,24は、それぞれ一次側に、一次側コイルL11,L12,L13,L14を有し、二次側に二次側コイルL21,L22,L23,L24を有する。各高圧共振トランス21,22,23,24それぞれにおいて、高圧共振トランス21,22それぞれの一次側コイルL11,L12の2つは並列接続されてコイル並列回路25aを構成し、また、高圧共振トランス23,24それぞれの一次側コイルL13,L14の2つは並列接続されてコイル並列回路25bを構成する。
In the high-voltage resonant transformer section 20, each of the high-
コイル並列回路25aにおいて、一次側コイルL11,L12は、それぞれ同じ極性である一端側同士点L1A(黒丸同士)と、それぞれ同じ極性である他端側同士点L1B(非黒丸同士)とが接続されている。一端側同士点L1Aの極性と他端側同士点L1Bの極性は相異なる。
In the coil
コイル並列回路25bにおいて、一次側コイルL13,L14は、それぞれの同じ極性である一端側同士点L2A(黒丸同士)と、それぞれ同じ極性である他端側同士点L2B(非黒丸同士)とが接続されている。一端側同士点L2Aの極性と他端側同士点L2Bの極性は相異なる。そして、この他端側同士点L1Bは一端側同士点L1Aに抵抗R1を介して接続され、他端側同士点L2Bは一端側同士点L2Aに抵抗R2を介して接続されて、直列共振出力をダンピングされるようになっている。
In the coil
コイル並列回路25aと25bはコンデンサC11を介して直列接続されている。コンデンサC11の一方極は、コイル並列回路25aの一次側コイルL11,L12の他端側同士点L1Bに、他方極は、コイル並列回路25bの一次側コイルL13,L14の一端側同士点L2Aに、接続されている。
The coil
このコイル並列回路25a内の一次側コイルL11,L12の一端側同士点L1Aと、コイル並列回路25b内の一次側コイルL13,L14の他端側同士点L2Bとの間は、フルブリッジ回路部10の出力電圧が印加される電圧入力側となっている。
The full-
なお、実施の形態では、一次側コイルはL11,L12,L13,L14の4つにおいて、2つを並列にし、その並列した組同士をコンデンサで直列接続したが、並列数は2以上であればよく、また、直列接続組数は2以上でもよい。 In the embodiment, in the four primary side coils L11, L12, L13, and L14, two are connected in parallel, and the parallel sets are connected in series with a capacitor. The number of series connection sets may be two or more.
フルブリッジ回路部10内においてFETQ1のソースとFETQ2のドレインとの接続点にコイル並列回路25a内の一次側コイルL11,L12の一端側接続点L1Aが接続され、FETQ3のソースとFETQ4のドレインとの接続点にコイル並列回路25b内の一次側コイルL13,L14の他端側接続点L2Bが接続されている。フルブリッジ回路部10内においてFETQ1,Q2,Q3,Q4は図示略の制御回路により上記共振周波数に対応する周波数でON/OFFをスイッチング制御される。これにより、コイル並列回路25a内の一次側コイルL11,L12の一端側接続点L1Aと一次側コイルL13,L14の他端側接続点L2Bとの間に交互に電圧極性が正負に変化する矩形波電圧が印加される。これは通常のフルブリッジDC/DCコンバータと同様で周知であるから、詳細を略する。
In the full
以上により高圧共振トランス部20においては、それを構成する各高圧共振トランス21,22,23,24それぞれの一次側は、一次側コイルL11,L12,L13,L14がそれぞれ並列/直列接続されることで一次側での漏洩磁束が減り有効電力の減少を抑制し力率を向上させることができる。
As described above, in the high voltage resonant transformer section 20, the primary side coils L11, L12, L13, and L14 are respectively connected in parallel / series to the primary side of each of the high voltage
そしてコイル並列回路25aと25bと、コンデンサC11とにより直列共振回路が構成されることでフルブリッジ回路部10からの電圧極性が交互に正負に変化する矩形波電圧である一次側入力電圧を高電圧に昇圧することができる。
The
高圧共振トランス部20において、各高圧共振トランス21,22,23,24は、それぞれの二次側コイルL21,L22,L23,L24には、一次側コイルL11,L12,L13,L14との巻数比に対応した電圧に変換される。そして、高圧共振トランス21,22,23,24の二次側コイルL21,L22,L23,L24には、それぞれ、コンデンサC21,C22,C23,C24が並列接続されて、並列共振回路26a,26b,26c,26dが構成されている。したがって、この高圧共振トランス部20においては、各高圧共振トランス21,22,23,24それぞれの二次側コイルL21,L22,L23,L24に誘起した電圧を、並列共振回路26a,26b,26c,26dの共振動作により高電圧とすることができる。
In the high-voltage resonant transformer unit 20, the high-voltage
これにより、高圧共振トランス部20において、各高圧共振トランス21,22,23,24それぞれが、その一次側電圧を二次側に高電圧に変換する場合において、一次側コイルL11,L12,L13,L14と二次側コイルL21,L22,L23,L24それぞれを少ない巻数比構成とすることができる。このことから高圧共振トランス部20は、各高圧共振トランス21,22,23,24それぞれを小型薄型構成のトランスにすることができる。
Thus, in the high-voltage resonant transformer unit 20, when each of the high-voltage
全波整流回路部30において、各全波整流回路31,32,33,34は、整流ダイオードD21−D36を含む。すなわち、全波整流回路31は、整流ダイオードD21−D24を含み、全波整流回路32は、整流ダイオードD25−D28を含み、全波整流回路33は、整流ダイオードD29−D32を含み、全波整流回路34は、整流ダイオードD33−D36を含む。各全波整流回路31,32,33,34は、それぞれ、対応する各高圧共振トランス21,22,23,24それぞれの二次側コイルL21,L22,L23,L24それぞれに誘起した電圧を個別に全波整流する。
In the full-wave
平滑コンデンサ回路部40において、各個別平滑コンデンサC25,C26,C27,C28は、各全波整流回路31,32,33,34それぞれの全波整流出力を個別に平滑化する。この個別平滑コンデンサC25,C26,C27,C28は直列接続されているので、各全波整流回路31,32,33,34それぞれの全波整流出力は平滑化により直流化されたうえで重畳される。そして、平滑コンデンサ回路部40においては、共通平滑コンデンサC29により、重畳されて直流化された全波整流出力が、さらに平滑されて所望する直流高電圧となって出力される。
In the smoothing
以上説明した実施の形態の直流高電圧発生回路では、高圧共振トランス部20を構成する各高圧共振トランス21,22,23,24が小型薄型軽量化できるうえ、漏洩磁束も抑制された回路構成であるので、例えば小型軽量で薄型の面発光ディスプレイ等の電子機器用として、例えば直流100Vを直流10kV程度に昇圧変換して出力することができる直流高電圧発生回路として好適に組み込んで使用することができるようになった。
In the DC high voltage generating circuit of the embodiment described above, the high voltage
10 フルブリッジ回路部
20 高圧共振トランス部
21,22,23,24 高圧共振トランス
30 全波整流回路部
31,32,33,34 全波整流回路
40 平滑コンデンサ回路部
C25,C26,C27,C28 個別平滑コンデンサ
C29 共通平滑コンデンサ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上記各高圧共振トランスは、それぞれ、一次側と二次側に共に共振動作により電圧を昇圧する共振回路を含み、
上記各全波整流回路は、それぞれの全波整流入力側が個別に各高圧共振トランス二次側にそれぞれ接続され、それぞれの全波整流出力側が直列接続されてなり、
上記各高圧共振トランスへの入力電圧は、当該各高圧共振トランスにより一次側と二次側とにおける共振動作とコイル巻数比とにより昇圧されて各全波整流回路で個別に全波整流された後、各全波整流出力側で重畳されて所定の直流高電圧が出力されるようになっている、ことを特徴とする直流高電圧発生回路。 Including a plurality of high-voltage resonant transformers and a plurality of full-wave rectifier circuits,
Each of the high-voltage resonant transformers includes a resonant circuit that boosts the voltage by resonant operation on both the primary side and the secondary side,
Each full-wave rectifier circuit is configured such that each full-wave rectification input side is individually connected to each high-voltage resonant transformer secondary side, and each full-wave rectification output side is connected in series,
The input voltage to each of the high-voltage resonant transformers is boosted by the resonant operation and the coil turns ratio on the primary side and the secondary side by the high-voltage resonant transformers, and individually full-wave rectified by each full-wave rectifier circuit. A DC high voltage generation circuit characterized in that a predetermined DC high voltage is output by being superimposed on each full-wave rectified output side.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012239288A (en) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Tohoku Ricoh Co Ltd | High voltage inverter device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61251473A (en) * | 1985-04-26 | 1986-11-08 | Hitachi Ltd | Switching power source circuit |
JP2001224170A (en) * | 2000-02-09 | 2001-08-17 | Sony Corp | Switching power circuit |
JP2008199808A (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | System-interconnected inverter arrangement |
-
2009
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61251473A (en) * | 1985-04-26 | 1986-11-08 | Hitachi Ltd | Switching power source circuit |
JP2001224170A (en) * | 2000-02-09 | 2001-08-17 | Sony Corp | Switching power circuit |
JP2008199808A (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | System-interconnected inverter arrangement |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012239288A (en) * | 2011-05-11 | 2012-12-06 | Tohoku Ricoh Co Ltd | High voltage inverter device |
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