JP3061043B2 - 電源回路 - Google Patents
電源回路Info
- Publication number
- JP3061043B2 JP3061043B2 JP10352995A JP35299598A JP3061043B2 JP 3061043 B2 JP3061043 B2 JP 3061043B2 JP 10352995 A JP10352995 A JP 10352995A JP 35299598 A JP35299598 A JP 35299598A JP 3061043 B2 JP3061043 B2 JP 3061043B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- circuit
- voltage
- power supply
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 40
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/36—Means for starting or stopping converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
- H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
- H05B41/282—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
- H05B41/2821—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage
- H05B41/2822—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage using specially adapted components in the load circuit, e.g. feed-back transformers, piezoelectric transformers; using specially adapted load circuit configurations
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
- H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
- H05B41/282—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
- H05B41/285—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
- H05B41/2851—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
- H05B41/2855—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against abnormal lamp operating conditions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源回路に関し、
特に、圧電トランスを介してインピーダンスが変化し易
い負荷に電源供給を行うための電源回路に関する。
特に、圧電トランスを介してインピーダンスが変化し易
い負荷に電源供給を行うための電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】放電管等を負何とする電源回路において
動作中に異常を検出した場合、負荷や電源回路を保護す
るために電源出力を停止する必要がある。このような機
能を備えた従来の電源回路として、例えば、特公平4−
070869号公報、特開平10−052068号公報
に示されるものがある。
動作中に異常を検出した場合、負荷や電源回路を保護す
るために電源出力を停止する必要がある。このような機
能を備えた従来の電源回路として、例えば、特公平4−
070869号公報、特開平10−052068号公報
に示されるものがある。
【0003】図8は従来の電源回路の第1の構成例を示
し、その詳細は特公平4−070869号公報に示され
ている。この電源回路は、抵抗112と113による負
荷電圧検出手段、抵抗126とコンデンサ127による
第1の基準電圧発生手段、抵抗123,124とコンデ
ンサ115による第2の基準電圧発生手段、2つの基準
電圧及び負荷電圧検出値に基づいて電源電圧を発生させ
るIC部100、抵抗104,107、トランジスタ1
05、主トランジスタ106よりなる電力増幅部、主ト
ランジスタ106により駆動される変換器(トランス)
108、変換器108の二次巻線に接続された整流用ダ
イオード109、このダイオード109の出力を平滑す
るコンデンサ110を備えて構成されている。
し、その詳細は特公平4−070869号公報に示され
ている。この電源回路は、抵抗112と113による負
荷電圧検出手段、抵抗126とコンデンサ127による
第1の基準電圧発生手段、抵抗123,124とコンデ
ンサ115による第2の基準電圧発生手段、2つの基準
電圧及び負荷電圧検出値に基づいて電源電圧を発生させ
るIC部100、抵抗104,107、トランジスタ1
05、主トランジスタ106よりなる電力増幅部、主ト
ランジスタ106により駆動される変換器(トランス)
108、変換器108の二次巻線に接続された整流用ダ
イオード109、このダイオード109の出力を平滑す
るコンデンサ110を備えて構成されている。
【0004】IC部100は、第1の基準電圧が入力さ
れるコンパレータ101、該コンパレータ101に接続
されてトランジスタ105を駆動する出力トランジスタ
102、負荷電圧検出値が入力される誤差増幅器11
4、該誤差増幅器114に接続されたコンパレータ12
1、該コンパレータ121に接続されたトランジスタ1
16、該トランジスタ116の負荷となる抵抗125、
抵抗124,125を駆動するトランジスタ117,1
22、トランジスタ117の出力電圧及び基準電圧Vr
が入力されるコンパレータ118、該コンパレータ11
8に接続されたラッチ回路119、該ラッチ回路119
に駆動されて出力トランジスタ102の入力段を制御す
るトランジスタ120、コンパレータ101に発振周波
数を出力する発振器126を備えて構成されている。
れるコンパレータ101、該コンパレータ101に接続
されてトランジスタ105を駆動する出力トランジスタ
102、負荷電圧検出値が入力される誤差増幅器11
4、該誤差増幅器114に接続されたコンパレータ12
1、該コンパレータ121に接続されたトランジスタ1
16、該トランジスタ116の負荷となる抵抗125、
抵抗124,125を駆動するトランジスタ117,1
22、トランジスタ117の出力電圧及び基準電圧Vr
が入力されるコンパレータ118、該コンパレータ11
8に接続されたラッチ回路119、該ラッチ回路119
に駆動されて出力トランジスタ102の入力段を制御す
るトランジスタ120、コンパレータ101に発振周波
数を出力する発振器126を備えて構成されている。
【0005】図8において、出力トランジスタ102
は、コンパレータ101の出力電圧VDによって動作
し、この出力トランジスタ102の動作に伴ってトラン
ジスタ105,106が動作する。主トランジスタ10
6は、変換器108の一次巻線をコンパレータ101よ
り出力される周波数により駆動し、昇圧した交流電圧を
二次巻線に発生させる。この変換器108の出力はダイ
オード109で整流された後、コンデンサ110によっ
て平滑され、出力端子111に直流出力電圧が出力され
る。コンデンサ110の端子電圧(Vout)は、抵抗
112と113による分圧回路を介して取り出され、誤
差増幅器114の一方の端子の入力電圧となり、基準電
圧Verrと比較される。この比較結果による出力電圧
VBは、コンパレータ101の一方の入力電圧となる。
コンパレータ101は、発振器126の出力VA、誤差
増幅器114の出力電圧VB、および抵抗124の端子
電圧VCとの比較を行い、この比較結果によるパルス周
期によってトランジスタ102が駆動され、最終的に変
換器108の通電状態が制御される。この通電状態の制
御により、変換器108の二次巻線出力電圧が変化す
る。
は、コンパレータ101の出力電圧VDによって動作
し、この出力トランジスタ102の動作に伴ってトラン
ジスタ105,106が動作する。主トランジスタ10
6は、変換器108の一次巻線をコンパレータ101よ
り出力される周波数により駆動し、昇圧した交流電圧を
二次巻線に発生させる。この変換器108の出力はダイ
オード109で整流された後、コンデンサ110によっ
て平滑され、出力端子111に直流出力電圧が出力され
る。コンデンサ110の端子電圧(Vout)は、抵抗
112と113による分圧回路を介して取り出され、誤
差増幅器114の一方の端子の入力電圧となり、基準電
圧Verrと比較される。この比較結果による出力電圧
VBは、コンパレータ101の一方の入力電圧となる。
コンパレータ101は、発振器126の出力VA、誤差
増幅器114の出力電圧VB、および抵抗124の端子
電圧VCとの比較を行い、この比較結果によるパルス周
期によってトランジスタ102が駆動され、最終的に変
換器108の通電状態が制御される。この通電状態の制
御により、変換器108の二次巻線出力電圧が変化す
る。
【0006】一方、コンパレータ121の出力電圧によ
ってトランジスタ116,122,117が駆動され、
抵抗124の端子電圧VCが変化する。この端子電圧V
Cの変化と基準電圧Vrがコンパレータ118で比較さ
れ、VC>Vrのときに、コンパレータ118から出力
電圧が発生する。このコンパレータ出力はラッチ回路1
19によりラッチされ、このラッチ出力によりトランジ
スタ120がオンになる。トランジスタ120のオンに
より、出力トランジスタ102のベース電圧が零レベル
になり、トランジスタ102,105,106が非導通
になる結果、変換器108には出力電圧が生じなくな
る。
ってトランジスタ116,122,117が駆動され、
抵抗124の端子電圧VCが変化する。この端子電圧V
Cの変化と基準電圧Vrがコンパレータ118で比較さ
れ、VC>Vrのときに、コンパレータ118から出力
電圧が発生する。このコンパレータ出力はラッチ回路1
19によりラッチされ、このラッチ出力によりトランジ
スタ120がオンになる。トランジスタ120のオンに
より、出力トランジスタ102のベース電圧が零レベル
になり、トランジスタ102,105,106が非導通
になる結果、変換器108には出力電圧が生じなくな
る。
【0007】図9は図8の電源回路の各部の動作を示
す。コンパレータ101においては、誤差増幅器114
の出力電圧VBと抵抗124の端子電圧VCの内、いず
れか電圧の低い方がVAと比較される。起動時には、出
力端子111の出力電圧Voutは零であり、抵抗11
2,113で分圧される電圧VEも零である。分圧電圧
VEは、誤差増幅器114で基準電圧Verrと比較さ
れる。分圧電圧VEが零のときには、誤差増幅器114
の出力電圧VBは、正側に最大限振り切れている。した
がって、コンパレータ101は出力電圧VAとVCとを
比較し、起動後は、コンデンサ115の電位(端子電圧
VC)は零から徐々に充電されながら上昇するので、コ
ンパレータ101の出力電圧VDのパルス幅も徐々に広
がってくる。これにより、ソフトスタートが開始され
る。この間、誤差増幅器114の出力VBは基準電圧V
iを越えているので、コンパレータ121の出力はハイ
レベルになり、トランジスタ116が導通する結果、ト
ランジスタ122,117はコンデンサ115を充電す
る。コンデンサ115の端子電圧VCが基準電圧Ver
rを越える前に、出力端子111の出力電圧Voutは
所定の値に達し、誤差増幅器114の入力はVE≒Ve
rrにバランスし、出力電圧VBは基準電圧Vi以下に
なり、トランジスタ116が遮断する。ここで、コンデ
ンサ115の端子電圧VCは、抵抗123,124によ
り決まる電圧によって安定する。
す。コンパレータ101においては、誤差増幅器114
の出力電圧VBと抵抗124の端子電圧VCの内、いず
れか電圧の低い方がVAと比較される。起動時には、出
力端子111の出力電圧Voutは零であり、抵抗11
2,113で分圧される電圧VEも零である。分圧電圧
VEは、誤差増幅器114で基準電圧Verrと比較さ
れる。分圧電圧VEが零のときには、誤差増幅器114
の出力電圧VBは、正側に最大限振り切れている。した
がって、コンパレータ101は出力電圧VAとVCとを
比較し、起動後は、コンデンサ115の電位(端子電圧
VC)は零から徐々に充電されながら上昇するので、コ
ンパレータ101の出力電圧VDのパルス幅も徐々に広
がってくる。これにより、ソフトスタートが開始され
る。この間、誤差増幅器114の出力VBは基準電圧V
iを越えているので、コンパレータ121の出力はハイ
レベルになり、トランジスタ116が導通する結果、ト
ランジスタ122,117はコンデンサ115を充電す
る。コンデンサ115の端子電圧VCが基準電圧Ver
rを越える前に、出力端子111の出力電圧Voutは
所定の値に達し、誤差増幅器114の入力はVE≒Ve
rrにバランスし、出力電圧VBは基準電圧Vi以下に
なり、トランジスタ116が遮断する。ここで、コンデ
ンサ115の端子電圧VCは、抵抗123,124によ
り決まる電圧によって安定する。
【0008】電源回路の安定動作中に出力端子111間
が短絡すると、出力電圧Voutは零になる。このた
め、誤差増幅器114の出力電圧VBは、正側にシフト
し、基準電圧Viを越える。その結果、トランジスタ1
16が導通し、コンデンサ115はトランジスタ117
により充電される。コンデンサ115の端子電圧が基準
電圧Verrを越えると、コンパレータ118の出力電
圧はハイレベルに転じ、この出力電圧がラッチ回路11
9にラッチされる。これにより、トランジスタ120が
導通し、出力トランジスタ102はオフになる。
が短絡すると、出力電圧Voutは零になる。このた
め、誤差増幅器114の出力電圧VBは、正側にシフト
し、基準電圧Viを越える。その結果、トランジスタ1
16が導通し、コンデンサ115はトランジスタ117
により充電される。コンデンサ115の端子電圧が基準
電圧Verrを越えると、コンパレータ118の出力電
圧はハイレベルに転じ、この出力電圧がラッチ回路11
9にラッチされる。これにより、トランジスタ120が
導通し、出力トランジスタ102はオフになる。
【0009】図8に示す電源回路によれば、1つのコン
デンサ115によってソフトスタートと短絡保護の両回
路を形成できるという特徴がある。又、保護回路を動作
させる過程では、保護回路が動作するまでの遅れ時間を
設けることにより、短時間の負荷短絡やノイズ等によっ
て保護回路が誤動作してしまうことを防止することがで
きる。
デンサ115によってソフトスタートと短絡保護の両回
路を形成できるという特徴がある。又、保護回路を動作
させる過程では、保護回路が動作するまでの遅れ時間を
設けることにより、短時間の負荷短絡やノイズ等によっ
て保護回路が誤動作してしまうことを防止することがで
きる。
【0010】図10は従来の電源回路の第2の構成例を
示す。この電源回路は、放電灯を点灯させるためのイン
バータ装置であり、その詳細は特開平2−065100
号公報に示されている。このインバータ装置は、電源用
のダイオードブリッジ201、この出力に接続された平
滑用のコンデンサ202、検出電源線PL1に接続され
た抵抗203、該抵抗203の出力側に接続されたスイ
ッチ204、該スイッチ204に接続された抵抗20
5、抵抗203の出力側に接続されたコンデンサ20
6、検出電源線PL1の出力端に接続されたダイオード
207、該ダイオード207のアノードと接地ライン間
に接続された抵抗208,209、抵抗208,209
による分圧電圧をベース入力とするトランジスタ21
0、ダイオード207のアノードとトランジスタ210
のコレクタ間に接続された抵抗211、トランジスタ2
10のコレクタと接地ライン間に接続された抵抗21
3、抵抗211と213の接続点の電圧を入力とするト
ランジスタ214、該トランジスタ214のコレクタと
検出電源線PL1のラインに接続された抵抗210,2
12、これら抵抗の接続点にベースが接続されたトラン
ジスタ215、該トランジスタ215のコレクタと接地
ライン間に接続された抵抗216,217,219、抵
抗215の出力電圧をベース入力としエミッタが抵抗2
17と219の接続点に接続されたトランジスタ21
8、該トランジスタ218のエミッタとダイオードブリ
ッジ201の出力間に接続された抵抗220、ダイオー
ド221及び抵抗222、ダイオードブリッジ201の
出力と接地ライン間に直列に挿入されたコンデンサ22
3とトランジスタ227及びダイオード228、トラン
ジスタ227のコレクタとダイオード228のカソード
との間に接続されたダイオード229、検出電源線PL
のラインと接地ライン間に第3のコイルN3が接続され
たバラストトランス232、コイルN3の一端に接続さ
れたダイオード230、コイルN3の他端とダイオード
230間に接続されたコンデンサ231、トランジスタ
227のコレクタとダイオードブリッジ201の出力と
の間に接続されたコンデンサ223、ダイオードブリッ
ジ201の出力とバラストトランス232の第1のコイ
ルN1の間に接続された中間タップ付きのコイル22
4、トランジスタ227のベースと第2のコイルN2の
一端との間に直列接続されたコンデンサ225及びコイ
ル226、ダイオードブリッジ201の出力と第1のコ
イルN1の他端との間に接続された負荷としての放電灯
233(TLP)、該放電灯233のフィラメント間に
接続されたコンデンサ234を備えて構成されている。
示す。この電源回路は、放電灯を点灯させるためのイン
バータ装置であり、その詳細は特開平2−065100
号公報に示されている。このインバータ装置は、電源用
のダイオードブリッジ201、この出力に接続された平
滑用のコンデンサ202、検出電源線PL1に接続され
た抵抗203、該抵抗203の出力側に接続されたスイ
ッチ204、該スイッチ204に接続された抵抗20
5、抵抗203の出力側に接続されたコンデンサ20
6、検出電源線PL1の出力端に接続されたダイオード
207、該ダイオード207のアノードと接地ライン間
に接続された抵抗208,209、抵抗208,209
による分圧電圧をベース入力とするトランジスタ21
0、ダイオード207のアノードとトランジスタ210
のコレクタ間に接続された抵抗211、トランジスタ2
10のコレクタと接地ライン間に接続された抵抗21
3、抵抗211と213の接続点の電圧を入力とするト
ランジスタ214、該トランジスタ214のコレクタと
検出電源線PL1のラインに接続された抵抗210,2
12、これら抵抗の接続点にベースが接続されたトラン
ジスタ215、該トランジスタ215のコレクタと接地
ライン間に接続された抵抗216,217,219、抵
抗215の出力電圧をベース入力としエミッタが抵抗2
17と219の接続点に接続されたトランジスタ21
8、該トランジスタ218のエミッタとダイオードブリ
ッジ201の出力間に接続された抵抗220、ダイオー
ド221及び抵抗222、ダイオードブリッジ201の
出力と接地ライン間に直列に挿入されたコンデンサ22
3とトランジスタ227及びダイオード228、トラン
ジスタ227のコレクタとダイオード228のカソード
との間に接続されたダイオード229、検出電源線PL
のラインと接地ライン間に第3のコイルN3が接続され
たバラストトランス232、コイルN3の一端に接続さ
れたダイオード230、コイルN3の他端とダイオード
230間に接続されたコンデンサ231、トランジスタ
227のコレクタとダイオードブリッジ201の出力と
の間に接続されたコンデンサ223、ダイオードブリッ
ジ201の出力とバラストトランス232の第1のコイ
ルN1の間に接続された中間タップ付きのコイル22
4、トランジスタ227のベースと第2のコイルN2の
一端との間に直列接続されたコンデンサ225及びコイ
ル226、ダイオードブリッジ201の出力と第1のコ
イルN1の他端との間に接続された負荷としての放電灯
233(TLP)、該放電灯233のフィラメント間に
接続されたコンデンサ234を備えて構成されている。
【0011】スイッチ204は調光スィッチであり、こ
のスイッチ204がオンになると、これに直列接続され
た抵抗205が抵抗208に並列接続され、トランジス
タ210のベース電圧は急速に上昇し、トランジスタ2
10がオンとなり、通常の調光動作が実行される状態に
なる。
のスイッチ204がオンになると、これに直列接続され
た抵抗205が抵抗208に並列接続され、トランジス
タ210のベース電圧は急速に上昇し、トランジスタ2
10がオンとなり、通常の調光動作が実行される状態に
なる。
【0012】図11は図10の電源回路のコンデンサ2
06の端子電圧の変化を示す。図11を用いて図10の
電源回路の動作を説明する。交流電源ACは、ダイオー
ドブリッジ201及びコンデンサ202によって、整流
及び平滑される。コイル224を介してバラストトラン
ス232の第1のコイルN1に電力が加えられると、バ
ラストトランス232の第2のコイルN2からコイル2
26及びコンデンサ225を介してトランジスタ227
のベースにフィードバックが行われ、トランジスタ22
7が発振する。これによりトランジスタ227による自
励発振が開始され、第1のコイルN1には所定周期の電
流が継続的に通電され、第1のコイルN1+コイル22
4の両端間には高周波電圧が継続して出力され、放電灯
233に予熱電流を供給する。発生した高周波電圧はバ
ラストトランス232の制御巻線N3から取り出され、
ダイオード230とコンデンサ231によって整流平滑
された電圧が検出電源線PL1を介して取り出され、ト
ランジスタ210,214,215,218にり構成さ
れた制御回路に供給される。
06の端子電圧の変化を示す。図11を用いて図10の
電源回路の動作を説明する。交流電源ACは、ダイオー
ドブリッジ201及びコンデンサ202によって、整流
及び平滑される。コイル224を介してバラストトラン
ス232の第1のコイルN1に電力が加えられると、バ
ラストトランス232の第2のコイルN2からコイル2
26及びコンデンサ225を介してトランジスタ227
のベースにフィードバックが行われ、トランジスタ22
7が発振する。これによりトランジスタ227による自
励発振が開始され、第1のコイルN1には所定周期の電
流が継続的に通電され、第1のコイルN1+コイル22
4の両端間には高周波電圧が継続して出力され、放電灯
233に予熱電流を供給する。発生した高周波電圧はバ
ラストトランス232の制御巻線N3から取り出され、
ダイオード230とコンデンサ231によって整流平滑
された電圧が検出電源線PL1を介して取り出され、ト
ランジスタ210,214,215,218にり構成さ
れた制御回路に供給される。
【0013】電源投入の当初は、コンデンサ206を充
電する電圧が生じていないため、トランジスタ214は
オフ状態にある。したがって、トランジスタ215,2
18は共にオフ状態にあり、また、トランジスタ227
のベース帰還抵抗は抵抗219,220の直列による高
抵抗値となり、トランジスタ227は抵抗222に依存
した動作状態になる。この結果、放電灯233は調光状
態になり、この状態で放電灯233の予熱が行われる。
電する電圧が生じていないため、トランジスタ214は
オフ状態にある。したがって、トランジスタ215,2
18は共にオフ状態にあり、また、トランジスタ227
のベース帰還抵抗は抵抗219,220の直列による高
抵抗値となり、トランジスタ227は抵抗222に依存
した動作状態になる。この結果、放電灯233は調光状
態になり、この状態で放電灯233の予熱が行われる。
【0014】図11に示すように、時間が経過するにつ
れ、抵抗203を介してコンデンサ206が徐々に充電
される。そして、時間t1においてコンデンサ206の
端子電圧が所定値以上に上昇すると、トランジスタ21
4がオンになる。これに応じてトランジスタ215,2
18もオンになり、抵抗219の両端が短絡され、トラ
ンジスタ227のベース帰還抵抗は、ほぼ抵抗220の
みの低い抵抗値になり、フルドライブ状態になる。した
がって、コイルN1には高電圧が発生し、放電灯233
が点灯する。
れ、抵抗203を介してコンデンサ206が徐々に充電
される。そして、時間t1においてコンデンサ206の
端子電圧が所定値以上に上昇すると、トランジスタ21
4がオンになる。これに応じてトランジスタ215,2
18もオンになり、抵抗219の両端が短絡され、トラ
ンジスタ227のベース帰還抵抗は、ほぼ抵抗220の
みの低い抵抗値になり、フルドライブ状態になる。した
がって、コイルN1には高電圧が発生し、放電灯233
が点灯する。
【0015】ここで、放電灯233が点灯性能の末期状
態にあって点灯しない場合、負荷インピーダンスが高く
なって軽負荷状態になり、出力電圧(放電灯233の端
子電圧)は徐々に上昇する。この状態では、コンデンサ
206の両端電圧は、図11に示すように、時間t2を
過ぎても上昇を続ける。そして、抵抗203、コンデン
サ206、抵抗208、および抵抗209からなる時定
数で決まる所定時間後(時間t3)にトランジスタ21
0がオンになり、トランジスタ214,215,218
は共にカットオフになる。これにより、電源回路は調光
モードに変わり、インバータ出力電圧が下げられ、回路
の各部は高電圧から保護される。なお、放電灯233が
正常に点灯する場合、コンデンサ206の両端電圧はそ
れほど上昇しないので、トランジスタ210はオンにな
らず、インバータ回路は放電灯233の定格点灯を継続
する。
態にあって点灯しない場合、負荷インピーダンスが高く
なって軽負荷状態になり、出力電圧(放電灯233の端
子電圧)は徐々に上昇する。この状態では、コンデンサ
206の両端電圧は、図11に示すように、時間t2を
過ぎても上昇を続ける。そして、抵抗203、コンデン
サ206、抵抗208、および抵抗209からなる時定
数で決まる所定時間後(時間t3)にトランジスタ21
0がオンになり、トランジスタ214,215,218
は共にカットオフになる。これにより、電源回路は調光
モードに変わり、インバータ出力電圧が下げられ、回路
の各部は高電圧から保護される。なお、放電灯233が
正常に点灯する場合、コンデンサ206の両端電圧はそ
れほど上昇しないので、トランジスタ210はオンにな
らず、インバータ回路は放電灯233の定格点灯を継続
する。
【0016】図12は圧電トランスを用いた従来の電源
回路の構成を示す。この電源回路は冷陰極管を負荷とし
て駆動するインバータであり、その詳細は、特開平10
−052068号公報に示されている。圧電トランスを
利用したインバータにおいても、負荷のオープン時にお
ける圧電トランスの特性の劣化防止と回路部品の発熱低
減を目的として、保護回路が設けられている。
回路の構成を示す。この電源回路は冷陰極管を負荷とし
て駆動するインバータであり、その詳細は、特開平10
−052068号公報に示されている。圧電トランスを
利用したインバータにおいても、負荷のオープン時にお
ける圧電トランスの特性の劣化防止と回路部品の発熱低
減を目的として、保護回路が設けられている。
【0017】この電源回路は、負荷302が接続された
圧電トランス301、負荷302に接続された周波数制
御回路303、圧電トランス301に結合された昇圧回
路304、負荷302及び周波数制御回路303に接続
された過電圧保護回路310、周波数制御回路303及
び過電圧保護回路310に接続された駆動電圧制御回路
311を備えて構成されている。
圧電トランス301、負荷302に接続された周波数制
御回路303、圧電トランス301に結合された昇圧回
路304、負荷302及び周波数制御回路303に接続
された過電圧保護回路310、周波数制御回路303及
び過電圧保護回路310に接続された駆動電圧制御回路
311を備えて構成されている。
【0018】図13は、圧電トランス301の出力特性
を示す。圧電トランス301は、板状の圧電セラミクス
に一次側電極と二次側電極を形成して構成されている。
一次側電極に共振周波数の交流電圧を印加することによ
り、圧電効果により二次側電極に出力電圧が発生する。
この圧電トランス301は出力インピーダンスが高く、
その動作は負荷インピーダンスに依存するため、図13
に示すように、負荷のインピーダンスが高い時には昇圧
比が高くなり、高電圧を発生する。このような構造及び
特性の圧電トランス301は、電磁トランスに比較して
小型化や薄型化が図れる利点があり、液晶表示装置のバ
ックライト電源などの用途に注目されている。
を示す。圧電トランス301は、板状の圧電セラミクス
に一次側電極と二次側電極を形成して構成されている。
一次側電極に共振周波数の交流電圧を印加することによ
り、圧電効果により二次側電極に出力電圧が発生する。
この圧電トランス301は出力インピーダンスが高く、
その動作は負荷インピーダンスに依存するため、図13
に示すように、負荷のインピーダンスが高い時には昇圧
比が高くなり、高電圧を発生する。このような構造及び
特性の圧電トランス301は、電磁トランスに比較して
小型化や薄型化が図れる利点があり、液晶表示装置のバ
ックライト電源などの用途に注目されている。
【0019】周波数制御回路303は、負荷302の通
電電流を電圧値に変換する電流電圧変換回路312、そ
の出力を整流する整流回路313、基準電圧Vrefと
比較する比較器314、過電圧保護回路310の出力電
圧Vp2と比較器314の出力電圧及び比較器316の
出力電圧を基に積分を行う積分器315、基準電圧Vm
inと積分器315の出力電圧を比較する比較器31
6、積分器315の出力電圧を基に制御電圧Vr及びV
vcoを出力するVCO(電圧制御発振器)317を備
えて構成される。
電電流を電圧値に変換する電流電圧変換回路312、そ
の出力を整流する整流回路313、基準電圧Vrefと
比較する比較器314、過電圧保護回路310の出力電
圧Vp2と比較器314の出力電圧及び比較器316の
出力電圧を基に積分を行う積分器315、基準電圧Vm
inと積分器315の出力電圧を比較する比較器31
6、積分器315の出力電圧を基に制御電圧Vr及びV
vcoを出力するVCO(電圧制御発振器)317を備
えて構成される。
【0020】昇圧回路304は、第1のオートトランス
305、第2のオートトランス306、第1のスイッチ
ングトランジスタ307、第2のスイッチングトランジ
スタ308、第1,第2のスイッチングトランジスタ3
07,308を駆動する2位相駆動回路309を備えて
構成される。2位相駆動回路309は、VCO317か
ら出力される制御電圧Vvcoに基づいて第1,第2の
スイッチングトランジスタ307,308を駆動する。
305、第2のオートトランス306、第1のスイッチ
ングトランジスタ307、第2のスイッチングトランジ
スタ308、第1,第2のスイッチングトランジスタ3
07,308を駆動する2位相駆動回路309を備えて
構成される。2位相駆動回路309は、VCO317か
ら出力される制御電圧Vvcoに基づいて第1,第2の
スイッチングトランジスタ307,308を駆動する。
【0021】過電圧保護回路310は、圧電トランス3
01の出力電圧を分圧する分圧回路318、該分圧回路
318の出力電圧を整流する整流回路319、該整流回
路319の出力電圧と比較電圧Vmaxを比較する比較
ブロック320を備えて構成される。
01の出力電圧を分圧する分圧回路318、該分圧回路
318の出力電圧を整流する整流回路319、該整流回
路319の出力電圧と比較電圧Vmaxを比較する比較
ブロック320を備えて構成される。
【0022】次に、昇圧回路304の動作について説明
する。2位相駆動回路309から出力される逆相のクロ
ックによって第1のスイッチングトランジスタ307と
第2のスイッチングトランジスタ308が交互にオン状
態になる。これにより、電源VDDから第1,第2のオ
ートトランス305,306の一次側に電源が供給さ
れ、電流エネルギーとして充電される。第1,第2のス
イッチングトランジスタ307,308が交互にオフ状
態になると、第1,第2のオートトランス305,30
6はそれぞれ充電エネルギーを放出する。この充電エネ
ルギーは、圧電トランス301と負荷302の等価入力
容量と、オートトランスの一次側インダクタンスと二次
側インダクタンスの合計のインダクタンスによって電圧
共振波形に変換され、圧電トランス301の一次側電極
に印加される。
する。2位相駆動回路309から出力される逆相のクロ
ックによって第1のスイッチングトランジスタ307と
第2のスイッチングトランジスタ308が交互にオン状
態になる。これにより、電源VDDから第1,第2のオ
ートトランス305,306の一次側に電源が供給さ
れ、電流エネルギーとして充電される。第1,第2のス
イッチングトランジスタ307,308が交互にオフ状
態になると、第1,第2のオートトランス305,30
6はそれぞれ充電エネルギーを放出する。この充電エネ
ルギーは、圧電トランス301と負荷302の等価入力
容量と、オートトランスの一次側インダクタンスと二次
側インダクタンスの合計のインダクタンスによって電圧
共振波形に変換され、圧電トランス301の一次側電極
に印加される。
【0023】次に、周波数制御回路303の動作につい
て説明する。負荷302の負荷電流Ioは、電流電圧変
換回路312で電圧値に変換され、さらに整流回路31
3で直流電圧に変換される。この直流電圧は、比較器3
14によって基準電圧Vrefと比較される。直流電圧
が小さい場合、比較器314は積分器315に対して、
積分器315の出力が一定の割合で上昇するような信号
を出力する。積分器315から出力された信号は、VC
O317に入力される。VCO317は、入力された電
圧値に反比例する周波数パルスを出力し、その1/2の
周波数でトランジスタ307,308が駆動されること
により、圧電トランス301が駆動される。したがっ
て、負荷電流Ioが所定値より小さい場合には、圧電ト
ランス301の駆動周波数は低下を続ける。
て説明する。負荷302の負荷電流Ioは、電流電圧変
換回路312で電圧値に変換され、さらに整流回路31
3で直流電圧に変換される。この直流電圧は、比較器3
14によって基準電圧Vrefと比較される。直流電圧
が小さい場合、比較器314は積分器315に対して、
積分器315の出力が一定の割合で上昇するような信号
を出力する。積分器315から出力された信号は、VC
O317に入力される。VCO317は、入力された電
圧値に反比例する周波数パルスを出力し、その1/2の
周波数でトランジスタ307,308が駆動されること
により、圧電トランス301が駆動される。したがっ
て、負荷電流Ioが所定値より小さい場合には、圧電ト
ランス301の駆動周波数は低下を続ける。
【0024】図13に示すように、圧電トランス301
は駆動周波数f1を始点にして低くなるように設定され
ているので、駆動周波数fが共振周波数frに近づくに
つれて、圧電トランス301の昇圧比が増大し、負荷電
流Ioは時間的に増加する。駆動周波数fが低下を続
け、図13に示す駆動周波数f0において比較器314
に入力される電圧が基準電圧Vrefよりも大きくなっ
た場合、積分器315の出力が直前の出力値を保持した
ままになるように、比較器314は出力信号を発生す
る。これにより、VC0317の出力周波数が一定にな
り、圧電トランス301が一定の周波数f0で駆動さ
れ、負荷電流Ioも一定となる。
は駆動周波数f1を始点にして低くなるように設定され
ているので、駆動周波数fが共振周波数frに近づくに
つれて、圧電トランス301の昇圧比が増大し、負荷電
流Ioは時間的に増加する。駆動周波数fが低下を続
け、図13に示す駆動周波数f0において比較器314
に入力される電圧が基準電圧Vrefよりも大きくなっ
た場合、積分器315の出力が直前の出力値を保持した
ままになるように、比較器314は出力信号を発生す
る。これにより、VC0317の出力周波数が一定にな
り、圧電トランス301が一定の周波数f0で駆動さ
れ、負荷電流Ioも一定となる。
【0025】圧電トランス301が一定周波数で駆動さ
れ始めた後、負荷302のインピーダンス変動等によっ
て負荷電流Ioが変動し、比較器314の入力電圧が基
準電圧Vrefより小さくなると、圧電トランス301
駆動周波数は再び低下を始める。比較器314入力電圧
が基準電圧Vrefより大きくなることがない状態にお
いて、圧電トランス301の駆動周波数が低下し続ける
と、駆動周波数は図13に示すf2に達する。駆動周波
数f2に達すると、比較器316の入力(積分器315
の出力)は積分器315の出力電圧Vintが基準電圧
Vminより高くなるため、積分器315に対してリセ
ット信号Vrを出力する。積分器315がリセットされ
ると、その出力電圧Vsは最小になる。その結果、VC
O317の出力は最高周波数になり、圧電トランス30
1は駆動周波数f1で駆動される。この状態から、再び
圧電トランス301の駆動周波数は低下し始める。この
動作の過程で、比較器314の入力電圧が基準電圧Vr
ef以上になる周波数が見つかると、積分器315の出
力電圧はロックされ、VCO317の出力周波数は一定
になる。
れ始めた後、負荷302のインピーダンス変動等によっ
て負荷電流Ioが変動し、比較器314の入力電圧が基
準電圧Vrefより小さくなると、圧電トランス301
駆動周波数は再び低下を始める。比較器314入力電圧
が基準電圧Vrefより大きくなることがない状態にお
いて、圧電トランス301の駆動周波数が低下し続ける
と、駆動周波数は図13に示すf2に達する。駆動周波
数f2に達すると、比較器316の入力(積分器315
の出力)は積分器315の出力電圧Vintが基準電圧
Vminより高くなるため、積分器315に対してリセ
ット信号Vrを出力する。積分器315がリセットされ
ると、その出力電圧Vsは最小になる。その結果、VC
O317の出力は最高周波数になり、圧電トランス30
1は駆動周波数f1で駆動される。この状態から、再び
圧電トランス301の駆動周波数は低下し始める。この
動作の過程で、比較器314の入力電圧が基準電圧Vr
ef以上になる周波数が見つかると、積分器315の出
力電圧はロックされ、VCO317の出力周波数は一定
になる。
【0026】2位相駆動回路309は、位相の異なる出
力電圧Vg1,Vg2を発生する。2位相駆動回路30
9は、周波数制御回路303からVvcoが入力される
毎に出力電圧Vg1とVg2の反転を繰り返す。駆動電
圧制御回路311には、第1のスイッチングトランジス
タ307のドレイン電圧Vd1が入力されており、この
ドレイン電圧Vd1の値が所定値よりも上回っていると
き、第1のオートトランス305と第2のオートトラン
ス306に電源VDDからの入力を時分割して出力し、
ドレイン電圧Vd1が所定値を越えないように制御す
る。この時分割出力の周波数は、VC0317からのV
vcoによって決定される。これにより、電源VDDが
変動しても、インバータとして高電力変換効率を維持す
ることが可能になる。
力電圧Vg1,Vg2を発生する。2位相駆動回路30
9は、周波数制御回路303からVvcoが入力される
毎に出力電圧Vg1とVg2の反転を繰り返す。駆動電
圧制御回路311には、第1のスイッチングトランジス
タ307のドレイン電圧Vd1が入力されており、この
ドレイン電圧Vd1の値が所定値よりも上回っていると
き、第1のオートトランス305と第2のオートトラン
ス306に電源VDDからの入力を時分割して出力し、
ドレイン電圧Vd1が所定値を越えないように制御す
る。この時分割出力の周波数は、VC0317からのV
vcoによって決定される。これにより、電源VDDが
変動しても、インバータとして高電力変換効率を維持す
ることが可能になる。
【0027】過電圧保護回路310は、負荷インピータ
ンスが高いために圧電トランス301の昇圧比が高くな
り、圧電トランス出力電圧Voが大きくなったときに、
圧電トランス301が過振動により自己破壊するのを防
止するために設けられている。分圧回路318には、圧
電トランス301の二次側電極から出力される圧電トラ
ンス出力電圧Voが印加される。分圧回路318の出力
電圧は、整流回路319によって直流電圧Vrに変換さ
れた後、比較ブロック320に入力される。比較ブロッ
ク320は、基準電圧Vmaxと整流回路319の出力
電圧を比較し、Vr>Vmaxの状態にあるとき、2つ
の出力信号Vp1(積分器315をリセットする信
号),Vp2(VC0317の出力周波数の上限値を変
更する信号)を出力する。Vp1は入力電圧が基準電圧
Vmaxより大きい間のみ出力される信号であり、Vp
2は入力電圧が基準電圧Vmaxより大きくなったと
き、或る時間(積分器315の出力が最低電圧から最高
電圧に変化するまでに要する時間)だけ出力を継続する
信号である。
ンスが高いために圧電トランス301の昇圧比が高くな
り、圧電トランス出力電圧Voが大きくなったときに、
圧電トランス301が過振動により自己破壊するのを防
止するために設けられている。分圧回路318には、圧
電トランス301の二次側電極から出力される圧電トラ
ンス出力電圧Voが印加される。分圧回路318の出力
電圧は、整流回路319によって直流電圧Vrに変換さ
れた後、比較ブロック320に入力される。比較ブロッ
ク320は、基準電圧Vmaxと整流回路319の出力
電圧を比較し、Vr>Vmaxの状態にあるとき、2つ
の出力信号Vp1(積分器315をリセットする信
号),Vp2(VC0317の出力周波数の上限値を変
更する信号)を出力する。Vp1は入力電圧が基準電圧
Vmaxより大きい間のみ出力される信号であり、Vp
2は入力電圧が基準電圧Vmaxより大きくなったと
き、或る時間(積分器315の出力が最低電圧から最高
電圧に変化するまでに要する時間)だけ出力を継続する
信号である。
【0028】図14は、図12の電源回路の各部の動作
を示す。図14においては、圧電トランス301の駆動
周波数と圧電トランス出力電圧Vo、出力信号Vp1,
Vp2の関係が示されている。積分器315の出力は、
出力信号Vp1が入力されると最低電圧になる。したが
って、分圧回路318の分圧比は、これ以上大きくなる
と圧電トランス301の特性劣化を招くというレベルの
出力電圧Voが、整流回路319を通過後基準電圧Vm
axと等しくなる(Vo=Vmax)ように設定する。
を示す。図14においては、圧電トランス301の駆動
周波数と圧電トランス出力電圧Vo、出力信号Vp1,
Vp2の関係が示されている。積分器315の出力は、
出力信号Vp1が入力されると最低電圧になる。したが
って、分圧回路318の分圧比は、これ以上大きくなる
と圧電トランス301の特性劣化を招くというレベルの
出力電圧Voが、整流回路319を通過後基準電圧Vm
axと等しくなる(Vo=Vmax)ように設定する。
【0029】負荷302がノートパソコン用LCDのバ
ックライトに用いられる冷陰極管の場合、これに用いら
れる圧電トランス301の定格出力は、一般に4W程度
である。このような圧電トランス301では、その出力
電圧Voの最大値を1500V〜2000V程度に設定
しておけば特性劣化を防ぐことができ、かつ、冷陰極管
(負荷302)の点灯開始電圧を上回る値となる。図1
3において、整流回路319の出力電圧が基準電圧Vm
axより大きくなる周波数がf3である。出力信号Vp
2は、通常、圧電トランス301の駆動周波数の上限を
図13に示す周波数f1にしているが、出力電圧Vp2
がVC0317に入力されている期間は、周波数上限の
f4に切り替わる。
ックライトに用いられる冷陰極管の場合、これに用いら
れる圧電トランス301の定格出力は、一般に4W程度
である。このような圧電トランス301では、その出力
電圧Voの最大値を1500V〜2000V程度に設定
しておけば特性劣化を防ぐことができ、かつ、冷陰極管
(負荷302)の点灯開始電圧を上回る値となる。図1
3において、整流回路319の出力電圧が基準電圧Vm
axより大きくなる周波数がf3である。出力信号Vp
2は、通常、圧電トランス301の駆動周波数の上限を
図13に示す周波数f1にしているが、出力電圧Vp2
がVC0317に入力されている期間は、周波数上限の
f4に切り替わる。
【0030】圧電トランス301の出力電圧Voが所定
値より小さく、かつ、負荷電流Ioが所定値より小さい
場合には、圧電トランス301の駆動周波数は図13に
おける周波数f1からf2の間を掃引する。また、圧電
トランス301の出力電圧Voが所定値より大きく、か
つ、負荷電流Ioが所定値より小さい場合には、圧電ト
ランス301の駆動周波数は図13の周波数f4からf
3の間を掃引する。ここで、圧電トランス301の出力
電圧Voが所定値より大きく、かつ、電流Icが所定値
より小さくなるケースは、例えば、接続線の断線による
負荷オープン時である。負荷オープン時は負荷インピー
ダンスが大きいので、圧電トランス301の出力電圧V
oが大きくなり、負荷302の接続が断たれているの
で、負荷電流Ioは零である。この状態は、負荷302
の接続が復帰する可能性が少なくかつ継続され、負荷電
流Ioが所定値に達しないため、圧電トランス301の
駆動周波数の掃引を継続する。
値より小さく、かつ、負荷電流Ioが所定値より小さい
場合には、圧電トランス301の駆動周波数は図13に
おける周波数f1からf2の間を掃引する。また、圧電
トランス301の出力電圧Voが所定値より大きく、か
つ、負荷電流Ioが所定値より小さい場合には、圧電ト
ランス301の駆動周波数は図13の周波数f4からf
3の間を掃引する。ここで、圧電トランス301の出力
電圧Voが所定値より大きく、かつ、電流Icが所定値
より小さくなるケースは、例えば、接続線の断線による
負荷オープン時である。負荷オープン時は負荷インピー
ダンスが大きいので、圧電トランス301の出力電圧V
oが大きくなり、負荷302の接続が断たれているの
で、負荷電流Ioは零である。この状態は、負荷302
の接続が復帰する可能性が少なくかつ継続され、負荷電
流Ioが所定値に達しないため、圧電トランス301の
駆動周波数の掃引を継続する。
【0031】圧電トランス301を駆動する共振波形
は、図13の周波数f0でゼロスイッチングが最適とな
るようにオートトランス305,306のインダクタン
スを設定し、半波の正弦波になる様にする。これによ
り、インバータとしての電力変換効率を最良にできる。
は、図13の周波数f0でゼロスイッチングが最適とな
るようにオートトランス305,306のインダクタン
スを設定し、半波の正弦波になる様にする。これによ
り、インバータとしての電力変換効率を最良にできる。
【0032】図12の構成においては、圧電トランス3
01の出力電圧Voが所定値より大きく、かつ、負荷電
流Ioが所定値より小さいとき(即ち、負荷オープン
時)には、圧電トランス301の駆動周波数掃引が長期
又は永久に続くことになる。そこで、図13において、
周波数掃引範囲の上限であった周波数f1をf4に切り
換える。この処置により、オートトランス305,30
6における共振波形のゼロスイッチングの崩れが少なく
なり、部品の発熱を低減することができる。
01の出力電圧Voが所定値より大きく、かつ、負荷電
流Ioが所定値より小さいとき(即ち、負荷オープン
時)には、圧電トランス301の駆動周波数掃引が長期
又は永久に続くことになる。そこで、図13において、
周波数掃引範囲の上限であった周波数f1をf4に切り
換える。この処置により、オートトランス305,30
6における共振波形のゼロスイッチングの崩れが少なく
なり、部品の発熱を低減することができる。
【0033】ところで、冷陰極管を負荷とするインバー
タにおいては、電源VDDの投入時に異常を検出した場
合、過電圧保護回路が動作を開始するまでの時間に相反
する要求がある。その第1には、電源投入後、少なくと
も5〜6秒以上インバータ出力を継続させた後に出力を
遮断させる要求である。また、第2には、電源投入後、
例えば、0.1秒程度の瞬時に圧電トランス301を駆
動する回路動作を停止させ、出力を遮断する要求であ
る。その理由について以下に説明する。
タにおいては、電源VDDの投入時に異常を検出した場
合、過電圧保護回路が動作を開始するまでの時間に相反
する要求がある。その第1には、電源投入後、少なくと
も5〜6秒以上インバータ出力を継続させた後に出力を
遮断させる要求である。また、第2には、電源投入後、
例えば、0.1秒程度の瞬時に圧電トランス301を駆
動する回路動作を停止させ、出力を遮断する要求であ
る。その理由について以下に説明する。
【0034】まず、前記第1の要求の理由について説明
する。使用雰囲気が低温などの場合、負荷(冷陰極管)
への電圧の印加開始から点灯までに1秒程度の時間を要
することがある。このような環境下では、冷陰極管の点
灯開始前のインピーダンスが高いので、電圧を印加開始
後、点灯を開始できるインピーダンス値に低下するまで
に通常より長い時間が必要になる。したがって、低温で
も冷陰極管の点灯を保証するためには、電源投入後、冷
陰極管の不点灯状態が5〜6秒以上続いた後に保護回路
の遮断動作を開始するように設定する必要がある。仮
に、インバータ電源投入後、1秒後に冷陰極管が点灯す
る状況にあるとき、インバータ電源投入後、0.5秒後
に動作が遮断される設定にした場合、本来、インバータ
電源投入1秒後に冷陰極管が点灯するはずであるのに、
その前に遮断回路が動作してしまい、圧電トランス30
1を駆動する回路が停止し、冷陰極管が未点灯になると
いう不具合が生じる。なお、最近では、安全性の向上の
ため、冷陰極管の不点灯時には、特開平02−0651
00号公報に示されるように、動作モードを変更するの
ではなく、インバータ回路を完全に停止させてしまう要
求が高まっている。
する。使用雰囲気が低温などの場合、負荷(冷陰極管)
への電圧の印加開始から点灯までに1秒程度の時間を要
することがある。このような環境下では、冷陰極管の点
灯開始前のインピーダンスが高いので、電圧を印加開始
後、点灯を開始できるインピーダンス値に低下するまで
に通常より長い時間が必要になる。したがって、低温で
も冷陰極管の点灯を保証するためには、電源投入後、冷
陰極管の不点灯状態が5〜6秒以上続いた後に保護回路
の遮断動作を開始するように設定する必要がある。仮
に、インバータ電源投入後、1秒後に冷陰極管が点灯す
る状況にあるとき、インバータ電源投入後、0.5秒後
に動作が遮断される設定にした場合、本来、インバータ
電源投入1秒後に冷陰極管が点灯するはずであるのに、
その前に遮断回路が動作してしまい、圧電トランス30
1を駆動する回路が停止し、冷陰極管が未点灯になると
いう不具合が生じる。なお、最近では、安全性の向上の
ため、冷陰極管の不点灯時には、特開平02−0651
00号公報に示されるように、動作モードを変更するの
ではなく、インバータ回路を完全に停止させてしまう要
求が高まっている。
【0035】次に、前記第2の要求の理由について説明
する。オープン・ショート試験に代表されるような異常
時に、ヒューズの溶断前に昇圧回路部品が発煙してしま
うケースがある。この原因は、昇圧回路を構成するコイ
ルやスイッチングトランジスタがオープン又はショート
になり、スイッチングトランジスタのスイッチング動作
が停止した時、昇圧回路に正常時より大きな電流が流
れ、これにより発煙等を生じるものである。一般に、ヒ
ューズは、正常時の通過電流値をヒューズ定格値の80
%以下になるように選定されている。そのため、正常時
より大きい電流が瞬時に通過しても、瞬断しないことが
ある。このような場合、ヒューズが溶断するより先に昇
圧回路の部品に発煙等を生じることがある。しかし、こ
のような事態の発生は、安全上、許されない。このた
め、電源投入時に異常を検知したとき、圧電トランス3
01を駆動する回路を或る時間(例えば、0.1秒)以
内に停止させる必要がある。以上述べた第1,第2の要
求は、遮断回路の動作開始までの時間に対して、相反す
る要求になっている。しかし、どちらも、圧電トランス
を用いた電源回路を動作させるためには不可欠な要求に
なっている。
する。オープン・ショート試験に代表されるような異常
時に、ヒューズの溶断前に昇圧回路部品が発煙してしま
うケースがある。この原因は、昇圧回路を構成するコイ
ルやスイッチングトランジスタがオープン又はショート
になり、スイッチングトランジスタのスイッチング動作
が停止した時、昇圧回路に正常時より大きな電流が流
れ、これにより発煙等を生じるものである。一般に、ヒ
ューズは、正常時の通過電流値をヒューズ定格値の80
%以下になるように選定されている。そのため、正常時
より大きい電流が瞬時に通過しても、瞬断しないことが
ある。このような場合、ヒューズが溶断するより先に昇
圧回路の部品に発煙等を生じることがある。しかし、こ
のような事態の発生は、安全上、許されない。このた
め、電源投入時に異常を検知したとき、圧電トランス3
01を駆動する回路を或る時間(例えば、0.1秒)以
内に停止させる必要がある。以上述べた第1,第2の要
求は、遮断回路の動作開始までの時間に対して、相反す
る要求になっている。しかし、どちらも、圧電トランス
を用いた電源回路を動作させるためには不可欠な要求に
なっている。
【0036】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電源回
路によると、以下に述べる問題がある。 (1)負荷電流が過小のとき、圧電トランスの動作を続
ける必要があるときと、直ちに動作を停止しなければな
らないときがあるが、その判別ができない。例えば、特
開平10−052068号公報の場合、圧電トランス駆
動手段によって冷陰極管を点灯中に第1または第2のス
イッチングトランジスタ(307,308)の一方の動
作が停止したとき、動作している方のスイッチングトラ
ンジスタにより、出力電圧が所定値に達しない状態のま
ま圧電トランスは出力動作を継続する。
路によると、以下に述べる問題がある。 (1)負荷電流が過小のとき、圧電トランスの動作を続
ける必要があるときと、直ちに動作を停止しなければな
らないときがあるが、その判別ができない。例えば、特
開平10−052068号公報の場合、圧電トランス駆
動手段によって冷陰極管を点灯中に第1または第2のス
イッチングトランジスタ(307,308)の一方の動
作が停止したとき、動作している方のスイッチングトラ
ンジスタにより、出力電圧が所定値に達しない状態のま
ま圧電トランスは出力動作を継続する。
【0037】図15はスイッチングトランジスタの一方
が不動作の場合の各部の波形を示す。図15の(a)は
圧電トランス301の駆動周波数を示し、ここでは、負
荷電流Ioが所定の値に達していないために、図13に
示す周波数f1〜f2で掃引している。図15の(b)
は負荷電流Ioを示す。負荷電流Ioは、圧電トランス
301の共振周波数frの付近を駆動周波数が通過する
際、瞬間的に大きな値が生じる。図15の(c)は圧電
トランス301の出力電圧Voを示す。冷陰極管のイン
ピーダンスは点灯可能な値に低下しているので、正常点
灯時の出力電圧より僅かに実効値が低くなっている。
が不動作の場合の各部の波形を示す。図15の(a)は
圧電トランス301の駆動周波数を示し、ここでは、負
荷電流Ioが所定の値に達していないために、図13に
示す周波数f1〜f2で掃引している。図15の(b)
は負荷電流Ioを示す。負荷電流Ioは、圧電トランス
301の共振周波数frの付近を駆動周波数が通過する
際、瞬間的に大きな値が生じる。図15の(c)は圧電
トランス301の出力電圧Voを示す。冷陰極管のイン
ピーダンスは点灯可能な値に低下しているので、正常点
灯時の出力電圧より僅かに実効値が低くなっている。
【0038】しかし、特開平10−052068号公報
の電源回路は、1つの出力状態のみを監視して異常を検
出する構成であるため、出力電圧Voを観測する場合、
正常点灯時と昇圧回路の不具合時の間に顕著な差がない
ため、両者を区別できない。このため、正常点灯時に圧
電トランスを駆動する回路を停止させることができず、
昇圧回路の不具合時にも圧電トランスを駆動し続けるこ
とになり、昇圧回路の部品を損傷する恐れがある。
の電源回路は、1つの出力状態のみを監視して異常を検
出する構成であるため、出力電圧Voを観測する場合、
正常点灯時と昇圧回路の不具合時の間に顕著な差がない
ため、両者を区別できない。このため、正常点灯時に圧
電トランスを駆動する回路を停止させることができず、
昇圧回路の不具合時にも圧電トランスを駆動し続けるこ
とになり、昇圧回路の部品を損傷する恐れがある。
【0039】昇圧回路の不具合時における負荷電流Io
の実効値は、図15の(b)に示すように零に近いが、
負荷オープン時にも負荷電流Ioは零であるので、正常
点灯している場合との区別は可能である。しかし、昇圧
回路の不具合時のように圧電トランス301の駆動を瞬
時(例えば、0.1秒後)に停止させたい場合と、負荷
オープン時のように少なくとも数秒間出力を継続させた
い場合との判別ができない。
の実効値は、図15の(b)に示すように零に近いが、
負荷オープン時にも負荷電流Ioは零であるので、正常
点灯している場合との区別は可能である。しかし、昇圧
回路の不具合時のように圧電トランス301の駆動を瞬
時(例えば、0.1秒後)に停止させたい場合と、負荷
オープン時のように少なくとも数秒間出力を継続させた
い場合との判別ができない。
【0040】(2)駆動回路の停止又は動作モードの切
り替えまでのタイマ回路の時定数を変更できないことで
ある。前記各公報の電源回路(インバータ)は、異常を
検出した場合、その異常原因にかかわらず、単一の時定
数によって、特定の時間経過後に駆動回路の停止または
動作モードを切り替える構成である。このため、異常状
態や動作状態に応じた適切な制御を実行できない。
り替えまでのタイマ回路の時定数を変更できないことで
ある。前記各公報の電源回路(インバータ)は、異常を
検出した場合、その異常原因にかかわらず、単一の時定
数によって、特定の時間経過後に駆動回路の停止または
動作モードを切り替える構成である。このため、異常状
態や動作状態に応じた適切な制御を実行できない。
【0041】(3)安全のための出力停止の要求に対す
る対応と、その場合の省電力化が不完全であることであ
る。特開平2−065100号公報及び特開平10−0
52068号公報に示された構成の場合、動作モードを
切り替え可能な構成になっているが、出力は遮断されな
い。近年、安全に関する要求が高まり、冷陰極管の不点
灯や負荷オープンを検知した場合、出力を遮断する要求
が多い。また、特開平2−065100号公報では出力
を遮断する構成になっているが、例えばOSCや各種の
コンパレータ、トランジスタの動作の停止は行っていな
い。出力が遮断されながら回路として機能していない場
合には、省電力化の面から、機能していない各電子部品
への電力供給を遮断することが望まれているが、従来技
術では対応していない。
る対応と、その場合の省電力化が不完全であることであ
る。特開平2−065100号公報及び特開平10−0
52068号公報に示された構成の場合、動作モードを
切り替え可能な構成になっているが、出力は遮断されな
い。近年、安全に関する要求が高まり、冷陰極管の不点
灯や負荷オープンを検知した場合、出力を遮断する要求
が多い。また、特開平2−065100号公報では出力
を遮断する構成になっているが、例えばOSCや各種の
コンパレータ、トランジスタの動作の停止は行っていな
い。出力が遮断されながら回路として機能していない場
合には、省電力化の面から、機能していない各電子部品
への電力供給を遮断することが望まれているが、従来技
術では対応していない。
【0042】したがって、本発明の目的は、出力系の異
常動作と負荷の安定待ち状態を的確に判別し、それぞれ
に応じた適切な保護動作および負荷への電源供給が行え
るようにする電源回路を提供することにある。
常動作と負荷の安定待ち状態を的確に判別し、それぞれ
に応じた適切な保護動作および負荷への電源供給が行え
るようにする電源回路を提供することにある。
【0043】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、駆動電圧を昇圧回路で昇圧して圧電トラ
ンスの1次側に入力し、前記圧電トランスの2次側の出
力電圧で温度依存性の大きいインピーダンスを有する負
荷を駆動する電源回路において、前記負荷を流れる負荷
電流が所定のレベルより小なるとき、過小電流信号を出
力する過小電流検出手段と、前記出力電圧が所定のレベ
ルより大なるとき、過電圧信号を出力する過電圧信号発
生手段と、 前記過電圧信号が出力されないとき、前記過
小電流信号の出力に基づいて第1の遅延時間を計時して
第1の遅延信号を出力し、前記過電圧信号が出力された
とき、前記過小電流信号の出力に基づいて前記第1の遅
延時間より大なる第2の遅延時間を計時して第2の遅延
信号を出力する遅延手段と、 前記第1あるいは第2の遅
延信号を入力して前記昇圧回路の動作を停止させる停止
手段を備えたことを特徴とする電源回路を提供する。
達成するため、駆動電圧を昇圧回路で昇圧して圧電トラ
ンスの1次側に入力し、前記圧電トランスの2次側の出
力電圧で温度依存性の大きいインピーダンスを有する負
荷を駆動する電源回路において、前記負荷を流れる負荷
電流が所定のレベルより小なるとき、過小電流信号を出
力する過小電流検出手段と、前記出力電圧が所定のレベ
ルより大なるとき、過電圧信号を出力する過電圧信号発
生手段と、 前記過電圧信号が出力されないとき、前記過
小電流信号の出力に基づいて第1の遅延時間を計時して
第1の遅延信号を出力し、前記過電圧信号が出力された
とき、前記過小電流信号の出力に基づいて前記第1の遅
延時間より大なる第2の遅延時間を計時して第2の遅延
信号を出力する遅延手段と、 前記第1あるいは第2の遅
延信号を入力して前記昇圧回路の動作を停止させる停止
手段を備えたことを特徴とする電源回路を提供する。
【0044】この構成によれば、圧電トランスを駆動す
る昇圧回路に動作不良を招く原因は、無負荷状態や負荷
が高インピーダンス状態にあるとき、または昇圧回路自
体に原因があるときである。そこで、無負荷状態を負荷
電流から判定し、また、昇圧回路の動作不良を圧電トラ
ンスの出力電圧から判定する。これらの判定結果に基づ
いて、昇圧回路の停止動作を制御する。具体的には、昇
圧回路の動作不良が判定されたときには、発煙等の発生
を防止するために直ちに昇圧回路を停止させ、また、無
負荷状態(高インピーダンス状態)のみが判定されたと
きには、負荷が定常状態に落ちつく前の状態にあると見
なして、昇圧回路を停止させるまでの猶予時間を比較的
長く設定する。これにより、昇圧回路の異常動作等に対
して駆動手段の動作停止を適切に行えるほか、負荷イン
ピーダンスの変化しやすい負荷(例えば、冷陰極管)で
あれば、低温時の点灯保証が可能になる。
る昇圧回路に動作不良を招く原因は、無負荷状態や負荷
が高インピーダンス状態にあるとき、または昇圧回路自
体に原因があるときである。そこで、無負荷状態を負荷
電流から判定し、また、昇圧回路の動作不良を圧電トラ
ンスの出力電圧から判定する。これらの判定結果に基づ
いて、昇圧回路の停止動作を制御する。具体的には、昇
圧回路の動作不良が判定されたときには、発煙等の発生
を防止するために直ちに昇圧回路を停止させ、また、無
負荷状態(高インピーダンス状態)のみが判定されたと
きには、負荷が定常状態に落ちつく前の状態にあると見
なして、昇圧回路を停止させるまでの猶予時間を比較的
長く設定する。これにより、昇圧回路の異常動作等に対
して駆動手段の動作停止を適切に行えるほか、負荷イン
ピーダンスの変化しやすい負荷(例えば、冷陰極管)で
あれば、低温時の点灯保証が可能になる。
【0045】
【0046】
【0047】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を基に説明する。図1は本発明による電源回路を
示す。本発明の電源回路は、負荷302が接続された圧
電トランス301、負荷302に接続された周波数制御
回路303、圧電トランス301に接続された昇圧回路
304、負荷302及び周波数制御回路303に接続さ
れた過電圧保護回路310、周波数制御回路303及び
過電圧保護回路310に接続された駆動電圧制御回路3
11、遮断部400を備えて構成されている。図中、F
uは電源のヒューズである。遮断部400以外の回路
は、図15に示した電源回路と同一構成または同一機能
を有している。したがって、以下においては重複する説
明を省略する。
て図面を基に説明する。図1は本発明による電源回路を
示す。本発明の電源回路は、負荷302が接続された圧
電トランス301、負荷302に接続された周波数制御
回路303、圧電トランス301に接続された昇圧回路
304、負荷302及び周波数制御回路303に接続さ
れた過電圧保護回路310、周波数制御回路303及び
過電圧保護回路310に接続された駆動電圧制御回路3
11、遮断部400を備えて構成されている。図中、F
uは電源のヒューズである。遮断部400以外の回路
は、図15に示した電源回路と同一構成または同一機能
を有している。したがって、以下においては重複する説
明を省略する。
【0048】遮断部400は、負荷電流Ioを入力信号
とする過小電流検出回路401、該過小電流検出回路4
01の出力信号Vmin及び過電圧保護回路310の出
力電圧Vp2に基づいて遅延信号Vadを出力する遅延
回路402、遅延信号Vadに基づいて出力信号Vof
fを出力する遮断回路403を備えて構成されている。
過小電流検出回路401は、負荷電流(Io)検出値を
整流する整流回路404、該整流回路404の出力電圧
と基準電圧Vsを比較するコンパレータ405を備えて
構成されている。
とする過小電流検出回路401、該過小電流検出回路4
01の出力信号Vmin及び過電圧保護回路310の出
力電圧Vp2に基づいて遅延信号Vadを出力する遅延
回路402、遅延信号Vadに基づいて出力信号Vof
fを出力する遮断回路403を備えて構成されている。
過小電流検出回路401は、負荷電流(Io)検出値を
整流する整流回路404、該整流回路404の出力電圧
と基準電圧Vsを比較するコンパレータ405を備えて
構成されている。
【0049】以上の構成において、負荷302からの負
荷電流Ioは、過小電流検出回路401に入力される。
過小電流検出回路401は、負荷電流Ioを電圧値に変
換した値を整流回路404で整流して得た整流出力電圧
と基準電圧Vsとを比較器405で比較する。整流回路
404からの整流出力電圧が基準電圧Vsを越えると
き、比較器405は高レベルの出力信号を発生する。
荷電流Ioは、過小電流検出回路401に入力される。
過小電流検出回路401は、負荷電流Ioを電圧値に変
換した値を整流回路404で整流して得た整流出力電圧
と基準電圧Vsとを比較器405で比較する。整流回路
404からの整流出力電圧が基準電圧Vsを越えると
き、比較器405は高レベルの出力信号を発生する。
【0050】遅延回路402は、過小電流検出回路40
1から低レベルの電圧が入力されたときに動作し、所定
の遅延信号Vadを遮断回路403へ出力する。また、
遅延回路402には、過電圧保護回路310から出力電
圧Vp2が入力される。この出力電圧Vp2は、圧電ト
ランス301の出力電圧が所定値よりも大きいときに過
電圧保護回路310から出力される。遅延回路402は
出力電圧Vp2によって制御され、2種類の遅延信号を
出力する。すなわち、出力電圧Vp2が高レベル信号で
あるときには、遮断回路403が遮断動作を開始させる
までに長い時間が経過するような遅延信号Vadを出力
し、また、出力電圧Vp2が低レベル信号であるときに
は、遮断回路403が遮断動作を開始させるまでの時間
が短くなるような遅延信号を出力する。
1から低レベルの電圧が入力されたときに動作し、所定
の遅延信号Vadを遮断回路403へ出力する。また、
遅延回路402には、過電圧保護回路310から出力電
圧Vp2が入力される。この出力電圧Vp2は、圧電ト
ランス301の出力電圧が所定値よりも大きいときに過
電圧保護回路310から出力される。遅延回路402は
出力電圧Vp2によって制御され、2種類の遅延信号を
出力する。すなわち、出力電圧Vp2が高レベル信号で
あるときには、遮断回路403が遮断動作を開始させる
までに長い時間が経過するような遅延信号Vadを出力
し、また、出力電圧Vp2が低レベル信号であるときに
は、遮断回路403が遮断動作を開始させるまでの時間
が短くなるような遅延信号を出力する。
【0051】遮断回路403は、遅延回路402から或
る時間以上継続して遅延信号Vadが入力され続ける
と、圧電トランス301の駆動を停止する信号を出力す
る回路である。遅延回路402から出力される遅延信号
Vadの発生時間は、出力電圧Vp2が高レベルで遅延
回路402に入力されている間は長く、出力電圧Vp2
が低レベルで遅延回路402に入力されている間は短く
なる。この長い時間と短い時間の具体的数値については
後述する。遮断回路403の目的は、電源を構成する回
路内部に異常が発生した場合や電源の電力供給先である
負荷に異常が発生した場合に、電源の回路破壊防止や高
電圧が継続して出力されるのを防止することにある。
る時間以上継続して遅延信号Vadが入力され続ける
と、圧電トランス301の駆動を停止する信号を出力す
る回路である。遅延回路402から出力される遅延信号
Vadの発生時間は、出力電圧Vp2が高レベルで遅延
回路402に入力されている間は長く、出力電圧Vp2
が低レベルで遅延回路402に入力されている間は短く
なる。この長い時間と短い時間の具体的数値については
後述する。遮断回路403の目的は、電源を構成する回
路内部に異常が発生した場合や電源の電力供給先である
負荷に異常が発生した場合に、電源の回路破壊防止や高
電圧が継続して出力されるのを防止することにある。
【0052】なお、図1においては、遮断回路403の
出力信号を駆動電圧制御回路311に印加する構成にし
たが、圧電トランス301の駆動を停止させることがで
きる回路であれば、駆動電圧制御回路311以外の他の
回路であってもよい。
出力信号を駆動電圧制御回路311に印加する構成にし
たが、圧電トランス301の駆動を停止させることがで
きる回路であれば、駆動電圧制御回路311以外の他の
回路であってもよい。
【0053】図2〜図5は、図1の駆動回路の動作タイ
ミングを示す。図2は、電源回路が常温において正常に
起動したときの動作を示すタイミングチャートである。
図2の(a)は、圧電トランス301の駆動を開始する
ためのON信号である。このON信号は、電源VDDに
よる代用のほか、制御回路をIC化した場合には、IC
の動作開始信号による代用も可能である。ON信号の投
入により、圧電トランス301の出力電圧Voが上昇し
始め、図2の時間Aに至って負荷302(陰極線管)の
点火開始電圧に達する。この時間Aから負荷電流Ioが
増大し始め、逆に、出力電圧Voは負荷302の負性イ
ンピーダンス特性のために減少する。
ミングを示す。図2は、電源回路が常温において正常に
起動したときの動作を示すタイミングチャートである。
図2の(a)は、圧電トランス301の駆動を開始する
ためのON信号である。このON信号は、電源VDDに
よる代用のほか、制御回路をIC化した場合には、IC
の動作開始信号による代用も可能である。ON信号の投
入により、圧電トランス301の出力電圧Voが上昇し
始め、図2の時間Aに至って負荷302(陰極線管)の
点火開始電圧に達する。この時間Aから負荷電流Ioが
増大し始め、逆に、出力電圧Voは負荷302の負性イ
ンピーダンス特性のために減少する。
【0054】ON信号の投入後に、出力電圧Voが上昇
する理由、および、出力電圧Voが冷陰極管点灯開始電
圧に達した後に負荷電流Ioが増大する理由は、圧電ト
ランス301の駆動周波数を高周波数側から低周波数数
側に掃引するためである。ON信号投入直後は負荷電流
Ioが無いため、比較器405の出力電圧は低レベルに
なり、遅延回路405は、遅延信号を遮断回路403に
出力する。また、出力電圧Voが所定値を上回った時に
は、過電圧保護回路310から、出力電圧Vp2が図2
の(e)に示すタイミングで入力される。
する理由、および、出力電圧Voが冷陰極管点灯開始電
圧に達した後に負荷電流Ioが増大する理由は、圧電ト
ランス301の駆動周波数を高周波数側から低周波数数
側に掃引するためである。ON信号投入直後は負荷電流
Ioが無いため、比較器405の出力電圧は低レベルに
なり、遅延回路405は、遅延信号を遮断回路403に
出力する。また、出力電圧Voが所定値を上回った時に
は、過電圧保護回路310から、出力電圧Vp2が図2
の(e)に示すタイミングで入力される。
【0055】図2の時間Bにおいて、負荷電流Ioが所
定値に達するため、比較器405の出力は高レベルにな
り、遅延回路402からの遅延信号Vadは低レベルに
なる。この時点で出力電圧Vp2は低レベルになってい
る。遅延回路402から遅延信号Vadが出力されてい
た期間は、出力電圧Vp2が低レベルの時に遮断回路4
03に遮断信号を発生させるために必要な時間よりも短
い。したがって、遮断回路403は遮断動作をしない。
定値に達するため、比較器405の出力は高レベルにな
り、遅延回路402からの遅延信号Vadは低レベルに
なる。この時点で出力電圧Vp2は低レベルになってい
る。遅延回路402から遅延信号Vadが出力されてい
た期間は、出力電圧Vp2が低レベルの時に遮断回路4
03に遮断信号を発生させるために必要な時間よりも短
い。したがって、遮断回路403は遮断動作をしない。
【0056】図3は、本発明の電源回路の低温環境下に
おける動作を示す。使用雰囲気が低温の場合、負荷30
2(冷陰極管)は常温時よりもインピーダンスが高くな
る。したがって、図3の(b)に示すように、出力電圧
Voは長い期間高電圧を発生し、この間、負荷インピー
ダンスは徐々に低下し始め、やがて時間Cにおいて冷陰
極管は点灯を開始する。図3の(e)に示すように、出
力電圧Vp2(=過電圧信号)が高レベルの期間は、常
温時に比べて長くなっている。時間Cから負荷電流Io
が増大を開始する。時間Dにおいて、負荷電流Ioは所
定値に達し、図3の(d)に示すように、過小電流信号
Vminが低レベルに転じ、同時に、図3の(f)に示
すように、遅延回路信号Vadは低レベルになる。この
場合、出力電圧Vp2(過電圧信号)が長い期間入力さ
れていたため、遅延回路信号Vadが遮断回路403に
遮断動作を行わせるには、遅延信号Vadは高レベルを
長い期間出力をする必要がある。しかし、遅延回路信号
Vadが高レベルを維持していた期間は所定期間より短
いため、遮断回路403は遮断動作を行わない。
おける動作を示す。使用雰囲気が低温の場合、負荷30
2(冷陰極管)は常温時よりもインピーダンスが高くな
る。したがって、図3の(b)に示すように、出力電圧
Voは長い期間高電圧を発生し、この間、負荷インピー
ダンスは徐々に低下し始め、やがて時間Cにおいて冷陰
極管は点灯を開始する。図3の(e)に示すように、出
力電圧Vp2(=過電圧信号)が高レベルの期間は、常
温時に比べて長くなっている。時間Cから負荷電流Io
が増大を開始する。時間Dにおいて、負荷電流Ioは所
定値に達し、図3の(d)に示すように、過小電流信号
Vminが低レベルに転じ、同時に、図3の(f)に示
すように、遅延回路信号Vadは低レベルになる。この
場合、出力電圧Vp2(過電圧信号)が長い期間入力さ
れていたため、遅延回路信号Vadが遮断回路403に
遮断動作を行わせるには、遅延信号Vadは高レベルを
長い期間出力をする必要がある。しかし、遅延回路信号
Vadが高レベルを維持していた期間は所定期間より短
いため、遮断回路403は遮断動作を行わない。
【0057】図4は負荷への接続線の断線に代表される
無負荷時の電源回路の動作を示す。この状況では、負荷
が無いため、負荷インピーダンスが非常に高いときと同
じになり、図4の(b)に示すように、出力電圧Voは
高電圧の出力を継続する。また、負荷が無いため、負荷
電流Ioは流れない。したがって、図4の(d)に示す
ように、過小電流信号Vminは、ON信号の投入後、
高レベルを継続する。図4の(e)に示すように、出力
電圧Vp2(過電圧信号)も高レベルを継続する。この
結果、出力電圧Vp2は高レベルに変わり、圧電トラン
ス301の駆動を停止する。
無負荷時の電源回路の動作を示す。この状況では、負荷
が無いため、負荷インピーダンスが非常に高いときと同
じになり、図4の(b)に示すように、出力電圧Voは
高電圧の出力を継続する。また、負荷が無いため、負荷
電流Ioは流れない。したがって、図4の(d)に示す
ように、過小電流信号Vminは、ON信号の投入後、
高レベルを継続する。図4の(e)に示すように、出力
電圧Vp2(過電圧信号)も高レベルを継続する。この
結果、出力電圧Vp2は高レベルに変わり、圧電トラン
ス301の駆動を停止する。
【0058】図5は、昇圧回路が不具合の場合の電源回
路の動作を示す。この状況では、図5の(b)に示す出
力電圧Voは、正常時の図2の(b)に近い電圧値か又
は全く無いかのいずれかである。負荷電流Ioは図5の
(c)に示すように、ぼぼ零である。よって、図5の
(d)に示すように、過小電流信号Vminは高レベル
を維持し、図5の(e)に示す過電圧信号Vp2は、僅
かな期間だけ高レベルを出力するか、低レベルを継続す
るかのいずれかである。過電圧信号Vadが高レベルに
なる場合でも、僅かな期間だけなので、遅延回路信号V
adは比較的短い期間だけ高レベルを維持した後、時間
Fにおいて、図5の(g)に示すように遮断動作を開始
し、圧電トランス301の駆動を停止させる。
路の動作を示す。この状況では、図5の(b)に示す出
力電圧Voは、正常時の図2の(b)に近い電圧値か又
は全く無いかのいずれかである。負荷電流Ioは図5の
(c)に示すように、ぼぼ零である。よって、図5の
(d)に示すように、過小電流信号Vminは高レベル
を維持し、図5の(e)に示す過電圧信号Vp2は、僅
かな期間だけ高レベルを出力するか、低レベルを継続す
るかのいずれかである。過電圧信号Vadが高レベルに
なる場合でも、僅かな期間だけなので、遅延回路信号V
adは比較的短い期間だけ高レベルを維持した後、時間
Fにおいて、図5の(g)に示すように遮断動作を開始
し、圧電トランス301の駆動を停止させる。
【0059】図6は図1の駆動回路の詳細構成を示す。
周波数制御回路303、過電圧保護回路310、及び、
駆動電圧制御回路311の全部または一部が、調整定数
を除いて1つのICパッケージに実装されている。遅延
回路402は、分圧回路を形成する抵抗406a,40
6b、及びトランジスタ406cから成る増幅部40
6、トランジスタ406cの負荷となる抵抗407、ト
ランジスタ406cのコレクタと接地ライン間に接続さ
れたコンデンサ408、抵抗409及びコンデンサ41
0、トランジスタ406cのコレクタに接続されたスイ
ッチ411、該スイッチ411と接地ライン間に接続さ
れたコンデンサ412を備えて構成されている。抵抗4
06aには比較器405の出力端子と電源VDD間に接
続された抵抗413が直列に接続されている。
周波数制御回路303、過電圧保護回路310、及び、
駆動電圧制御回路311の全部または一部が、調整定数
を除いて1つのICパッケージに実装されている。遅延
回路402は、分圧回路を形成する抵抗406a,40
6b、及びトランジスタ406cから成る増幅部40
6、トランジスタ406cの負荷となる抵抗407、ト
ランジスタ406cのコレクタと接地ライン間に接続さ
れたコンデンサ408、抵抗409及びコンデンサ41
0、トランジスタ406cのコレクタに接続されたスイ
ッチ411、該スイッチ411と接地ライン間に接続さ
れたコンデンサ412を備えて構成されている。抵抗4
06aには比較器405の出力端子と電源VDD間に接
続された抵抗413が直列に接続されている。
【0060】遮断回路403は、遅延回路402の出力
信号によって動作するトランジスタ403a、電源VD
Dとトランジスタ403aのコレクタとの間に接続され
た抵抗403b,403c、抵抗403cに並列接続さ
れたコンデンサ403d、トランジスタ403eを備え
て構成されている。トランジスタ403eは、コレクタ
がトランジスタ403aのベースに接続され、ベースが
トランジスタ403aのコレクタに接続され、エミッタ
が抵抗403bと403cの接続点(分圧点)に接続さ
れている。また、整流回路404は、負荷302の出力
を整流するダイオード404a、このダイオード404
aの整流出力を平滑するコンデンサ404b、及び負荷
抵抗404cを備えて構成されている。
信号によって動作するトランジスタ403a、電源VD
Dとトランジスタ403aのコレクタとの間に接続され
た抵抗403b,403c、抵抗403cに並列接続さ
れたコンデンサ403d、トランジスタ403eを備え
て構成されている。トランジスタ403eは、コレクタ
がトランジスタ403aのベースに接続され、ベースが
トランジスタ403aのコレクタに接続され、エミッタ
が抵抗403bと403cの接続点(分圧点)に接続さ
れている。また、整流回路404は、負荷302の出力
を整流するダイオード404a、このダイオード404
aの整流出力を平滑するコンデンサ404b、及び負荷
抵抗404cを備えて構成されている。
【0061】ICに内蔵されている回路は、電源VDD
から電力供給を受けて動作するが、ON/OFF端子に
所定以上の電圧が印加されていない場合は、VDDから
の電力供給が遮断される構成になっている。この電源V
DDは、ノートパソコン等にACアダプタ(または、バ
ッテリパック等)が接続されているときには、常に印加
される電圧である。また、ON/OFF信号は、ノート
パソコンのパワースイッチがオンされるのに伴って印加
される。
から電力供給を受けて動作するが、ON/OFF端子に
所定以上の電圧が印加されていない場合は、VDDから
の電力供給が遮断される構成になっている。この電源V
DDは、ノートパソコン等にACアダプタ(または、バ
ッテリパック等)が接続されているときには、常に印加
される電圧である。また、ON/OFF信号は、ノート
パソコンのパワースイッチがオンされるのに伴って印加
される。
【0062】整流回路404は、負荷電流Ioを整流お
よび平滑する。比較器405は、整流回路404の出力
電圧と基準電圧Vsを比較し、基準電圧Vsが小さい場
合には、抵抗413を介して遅延回路402へ高レベル
の電圧を出力する。増幅部406内のトランジスタ40
6cは、そのベースに高レベルの電圧が印加されている
間はオンになり、ON/OFF信号ライン415からの
電流Isを接地ラインへ流し込む。遅延回路402の他
方の入力は、過電圧保護回路310の出力電圧Vp2で
あり、この電圧をスイッチ411に入力する。スイッチ
411は、所定値以上の入力が有る間に、その端子間が
導通する。このスイッチ411が導通状態の場合、コン
デンサ412はトランジスタ403aのベースに接続さ
れる。
よび平滑する。比較器405は、整流回路404の出力
電圧と基準電圧Vsを比較し、基準電圧Vsが小さい場
合には、抵抗413を介して遅延回路402へ高レベル
の電圧を出力する。増幅部406内のトランジスタ40
6cは、そのベースに高レベルの電圧が印加されている
間はオンになり、ON/OFF信号ライン415からの
電流Isを接地ラインへ流し込む。遅延回路402の他
方の入力は、過電圧保護回路310の出力電圧Vp2で
あり、この電圧をスイッチ411に入力する。スイッチ
411は、所定値以上の入力が有る間に、その端子間が
導通する。このスイッチ411が導通状態の場合、コン
デンサ412はトランジスタ403aのベースに接続さ
れる。
【0063】遮断回路403は、ON/OFF信号ライ
ン415からの電流Isをトランジスタ403aのベー
ス電圧に変換する。トランジスタ403aはベース電圧
が所定値より高くなるとオンになり、抵抗414および
ダイオード403fを介してON/OFFラインを接地
する。一旦、トランジスタ403aがオンになると、そ
のオン状態が保持され、トランジスタ403aの導通が
継続する。ON/OFFラインがトランジスタ403a
を介して接地されると、ON/OFF信号ライン415
からICに印加されている電圧は低下する。その結果、
IC内への電源VDDの供給が停止され、圧電トランス
301の駆動が停止する。
ン415からの電流Isをトランジスタ403aのベー
ス電圧に変換する。トランジスタ403aはベース電圧
が所定値より高くなるとオンになり、抵抗414および
ダイオード403fを介してON/OFFラインを接地
する。一旦、トランジスタ403aがオンになると、そ
のオン状態が保持され、トランジスタ403aの導通が
継続する。ON/OFFラインがトランジスタ403a
を介して接地されると、ON/OFF信号ライン415
からICに印加されている電圧は低下する。その結果、
IC内への電源VDDの供給が停止され、圧電トランス
301の駆動が停止する。
【0064】次に、図6の構成の動作について説明す
る。電源VDDが供給され、かつ、ON/OFF信号ラ
イン415にON信号が印加されているとき、何らかの
原因により負荷電流Ioが小さくなると、過小電流検出
回路404、遅延回路402、および遮断回路403
は、以下に説明する動作を行い、圧電トランス301の
駆動を停止して出力電圧Voを遮断する。
る。電源VDDが供給され、かつ、ON/OFF信号ラ
イン415にON信号が印加されているとき、何らかの
原因により負荷電流Ioが小さくなると、過小電流検出
回路404、遅延回路402、および遮断回路403
は、以下に説明する動作を行い、圧電トランス301の
駆動を停止して出力電圧Voを遮断する。
【0065】負荷電流Ioが小さいとき、その電圧変換
値は基準電圧Vsより低くなり、比較器19の出力が低
レベルになるため、トランジスタ406cがオフにな
る。このとき、ON/0FF信号ライン415からの電
流Isは、抵抗407,409、コンデンサ408,4
10から成る回路により、トランジスタ403aのベー
ス電圧を上昇させる。コンデンサ408,410への充
電が進み、トランジスタ403aのベース電圧が所定値
を越えるに至ると、トランジスタ403aがオンにな
る。これにより、ON/OFF信号ライン415は抵抗
414、ダイオード403f、トランジスタ403aよ
り成る回路を通して接地される。この結果、ICに印加
されていたON/OFF信号ライン415からの電圧は
著しく低下し、IC内の回路への電源VDDの供給が遮
断され、よって圧電トランス310の駆動が停止され
る。圧電トランス310が駆動を停止したことにより、
圧電トランス301の出力が消失する。この場合、ON
/OFF信号の投入からトランジスタ403aがオンす
るまでの動作時間は約0.1秒であり、ほぼトランジス
タ403aのオンと同時に圧電トランス301の駆動が
停止する。
値は基準電圧Vsより低くなり、比較器19の出力が低
レベルになるため、トランジスタ406cがオフにな
る。このとき、ON/0FF信号ライン415からの電
流Isは、抵抗407,409、コンデンサ408,4
10から成る回路により、トランジスタ403aのベー
ス電圧を上昇させる。コンデンサ408,410への充
電が進み、トランジスタ403aのベース電圧が所定値
を越えるに至ると、トランジスタ403aがオンにな
る。これにより、ON/OFF信号ライン415は抵抗
414、ダイオード403f、トランジスタ403aよ
り成る回路を通して接地される。この結果、ICに印加
されていたON/OFF信号ライン415からの電圧は
著しく低下し、IC内の回路への電源VDDの供給が遮
断され、よって圧電トランス310の駆動が停止され
る。圧電トランス310が駆動を停止したことにより、
圧電トランス301の出力が消失する。この場合、ON
/OFF信号の投入からトランジスタ403aがオンす
るまでの動作時間は約0.1秒であり、ほぼトランジス
タ403aのオンと同時に圧電トランス301の駆動が
停止する。
【0066】圧電トランス301の出力電圧Voが大き
く、過電圧保護回路310から出力電圧Vp1,VP2
が出力される状態にあり、かつ、負荷電流Ioが所定値
より小さいために負荷電流Ioの電圧変換値が基準電圧
Vsより小さい場合には、以下に説明する動作を行い、
圧電トランス301の駆動を停止し、出力を遮断する。
過電圧保護回路310が高レベルの出力電圧Vp2を出
力したときに、スィッチ411はオンになる。
く、過電圧保護回路310から出力電圧Vp1,VP2
が出力される状態にあり、かつ、負荷電流Ioが所定値
より小さいために負荷電流Ioの電圧変換値が基準電圧
Vsより小さい場合には、以下に説明する動作を行い、
圧電トランス301の駆動を停止し、出力を遮断する。
過電圧保護回路310が高レベルの出力電圧Vp2を出
力したときに、スィッチ411はオンになる。
【0067】一方、過電圧保護回路310が出力電圧V
oの過電圧を検知し、出力電圧Vp1を出力した瞬間に
圧電トランス301を駆動する周波数は、図13に示す
周波数f3からf4に変更され、f4から再びf3へ周
波数が低下する。しかし、この間、出力電圧Vp2はス
イッチ411をオンにする高レベルを継続して出力して
いる。このため、例えば、負荷オープン時などのよう
に、負荷インピーダンスが等価的に高インピーダンスを
継続する場合には、出力電圧Vp2は高レベルを維持し
続ける。以上の関係は図14に示した通りである。圧電
トランス301の駆動周波数fによって昇圧回路304
が掃引されている間、スイッチ411はオン状態を継続
し、トランジスタ403aのベースにコンデンサ412
が接続され続けている。
oの過電圧を検知し、出力電圧Vp1を出力した瞬間に
圧電トランス301を駆動する周波数は、図13に示す
周波数f3からf4に変更され、f4から再びf3へ周
波数が低下する。しかし、この間、出力電圧Vp2はス
イッチ411をオンにする高レベルを継続して出力して
いる。このため、例えば、負荷オープン時などのよう
に、負荷インピーダンスが等価的に高インピーダンスを
継続する場合には、出力電圧Vp2は高レベルを維持し
続ける。以上の関係は図14に示した通りである。圧電
トランス301の駆動周波数fによって昇圧回路304
が掃引されている間、スイッチ411はオン状態を継続
し、トランジスタ403aのベースにコンデンサ412
が接続され続けている。
【0068】なお、コンデンサ412の容量値は、過電
圧保護回路310が出力電圧Vp1,Vp2を出力し、
かつ、トランジスタ406cが非導通になる状況におい
て、ON/OFF信号が投入されてから、トランジスタ
403aがオンするまでに5〜6秒となるように設定す
ることが重要である。よって、過電圧保護回路310か
らの出力電圧Vp2が高レベルの場合の方が、電流Is
で充電される容量値が大きくなるため、トランジスタ4
03aのべ−ス電圧上昇が遅くなり、圧電トランス30
1の駆動を停止させるまでに長い時間を必要とする。
圧保護回路310が出力電圧Vp1,Vp2を出力し、
かつ、トランジスタ406cが非導通になる状況におい
て、ON/OFF信号が投入されてから、トランジスタ
403aがオンするまでに5〜6秒となるように設定す
ることが重要である。よって、過電圧保護回路310か
らの出力電圧Vp2が高レベルの場合の方が、電流Is
で充電される容量値が大きくなるため、トランジスタ4
03aのべ−ス電圧上昇が遅くなり、圧電トランス30
1の駆動を停止させるまでに長い時間を必要とする。
【0069】以上により、図6に示した遮断回路403
は、昇圧回路304の不具合時には遮断回路の動作まで
約0.1秒と短い時間で動作し、負荷オープンや負荷点
灯前状態や、負荷特性劣化による不点灯時には5〜6秒
と長い時間をかけた後に動作する。
は、昇圧回路304の不具合時には遮断回路の動作まで
約0.1秒と短い時間で動作し、負荷オープンや負荷点
灯前状態や、負荷特性劣化による不点灯時には5〜6秒
と長い時間をかけた後に動作する。
【0070】以上説明した本発明の電源回路による動作
をまとめたのが〔表1〕である。
をまとめたのが〔表1〕である。
【表1】
【0071】〔表1〕においては、昇圧回路不具合を検
知し早く遮断する時が0.1秒で負荷インピーダンスが
高いことを検知し、遅く遮断する時が5〜6秒としてい
るが、これは、一般的な圧電トランスインバータと冷陰
極管の組み合わせの場合の代表値であり、圧電トランス
インバータ回路の定数や負荷の種類により変更可能であ
る。
知し早く遮断する時が0.1秒で負荷インピーダンスが
高いことを検知し、遅く遮断する時が5〜6秒としてい
るが、これは、一般的な圧電トランスインバータと冷陰
極管の組み合わせの場合の代表値であり、圧電トランス
インバータ回路の定数や負荷の種類により変更可能であ
る。
【0072】例えば、本発明者による設計の図6の構成
による圧電トランスインバータにおいて、ノートパソコ
ン用10.4インチLCDのバックライトを点灯させる
場合、周囲温度0°Cの暗黒において電源投入からバッ
クライト点灯までに6ミリ秒である。したがって、この
圧電トランスインバータLCDの組み合わせにおいて
は、例えば、昇圧回路の不具合を検知し、早く遮断する
時が0.01秒、負荷インピーダンスが高いことを検知
して遅く遮断する時間を0.5秒に設定しても、周囲温
度0°Cの暗黒点灯を保証し、かつ、昇圧回路の不具合
時の発煙発火を防止することができる。
による圧電トランスインバータにおいて、ノートパソコ
ン用10.4インチLCDのバックライトを点灯させる
場合、周囲温度0°Cの暗黒において電源投入からバッ
クライト点灯までに6ミリ秒である。したがって、この
圧電トランスインバータLCDの組み合わせにおいて
は、例えば、昇圧回路の不具合を検知し、早く遮断する
時が0.01秒、負荷インピーダンスが高いことを検知
して遅く遮断する時間を0.5秒に設定しても、周囲温
度0°Cの暗黒点灯を保証し、かつ、昇圧回路の不具合
時の発煙発火を防止することができる。
【0073】図7は本発明の電源回路の他の実施の形態
を示す。本実施の形態は、その主構成は図12と同じで
あり、圧電トランス301、周波数制御回路303、昇
圧回路304、2位相駆動回路309、および駆動電圧
制御回路311を備えて構成されている。そして、図1
2の過電圧保護回路310に代えて、図9に示した遮断
部400(過小電流検出回路401、遅延回路402、
遮断回路403、整流回路404、および比較器405
を備える)を設けた構成にしている。
を示す。本実施の形態は、その主構成は図12と同じで
あり、圧電トランス301、周波数制御回路303、昇
圧回路304、2位相駆動回路309、および駆動電圧
制御回路311を備えて構成されている。そして、図1
2の過電圧保護回路310に代えて、図9に示した遮断
部400(過小電流検出回路401、遅延回路402、
遮断回路403、整流回路404、および比較器405
を備える)を設けた構成にしている。
【0074】図7における昇圧回路23と図1および図
6の昇圧回路304との相違点は、昇圧回路23では、
第2のオートトランス306と第2のスイッチングトラ
ンジスタ308が削除され、2位相駆動回路309の出
力電圧Vg2の接続先が無くなり、オープンになってい
ることである。この昇圧回路23において、スイッチン
グトランジスタ307のスイッチング動作が停止するよ
うな故障が発生した場合、圧電トランス301は出力を
発生しない。したがって、この故障の場合、負荷電流I
oが無いので、過小電流検出回路401のトランジスタ
406cはオフになり、圧電トランス301の出力電圧
Voも無いので、過電圧保護回路310からの出力電圧
Vp2は低レベルのままであり、スイッチ411は導通
しない。これにより、ON/OFF信号投入後から0.
1秒程度で出力が遮断する。この状態は、〔表1〕の負
荷電流Ioが無く、電圧Voも無い状態に相当し、第1
の実施例とはVoの値が違うことが相違するのみとな
る。なお、第1の実施の形態においても、第1のスイッ
チングトランジスタ307と第2のスイッチングトラン
ジスタ308が共にスイッチング動作を停止する不具合
が発生した場合、〔表1〕の負荷電流Ioが無く、電圧
Voも無い状態に相当する。
6の昇圧回路304との相違点は、昇圧回路23では、
第2のオートトランス306と第2のスイッチングトラ
ンジスタ308が削除され、2位相駆動回路309の出
力電圧Vg2の接続先が無くなり、オープンになってい
ることである。この昇圧回路23において、スイッチン
グトランジスタ307のスイッチング動作が停止するよ
うな故障が発生した場合、圧電トランス301は出力を
発生しない。したがって、この故障の場合、負荷電流I
oが無いので、過小電流検出回路401のトランジスタ
406cはオフになり、圧電トランス301の出力電圧
Voも無いので、過電圧保護回路310からの出力電圧
Vp2は低レベルのままであり、スイッチ411は導通
しない。これにより、ON/OFF信号投入後から0.
1秒程度で出力が遮断する。この状態は、〔表1〕の負
荷電流Ioが無く、電圧Voも無い状態に相当し、第1
の実施例とはVoの値が違うことが相違するのみとな
る。なお、第1の実施の形態においても、第1のスイッ
チングトランジスタ307と第2のスイッチングトラン
ジスタ308が共にスイッチング動作を停止する不具合
が発生した場合、〔表1〕の負荷電流Ioが無く、電圧
Voも無い状態に相当する。
【0075】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の電源回路に
よれば、昇圧回路から圧電トランスに至る出力状態、お
よび負荷のインピーダンス変化を検出し、これらに基づ
いて昇圧回路の動作停止を可能にする時間を設定しこの
設定に基づいて昇圧回路の動作を停止させることができ
るようにしたので、低温時などの負荷インピーダンスが
高い時の負荷の点灯動作等を保証できるとともに、昇圧
回路を含む出力系の異常に対処することができる。すな
わち、周囲環境が低温のときには、電圧印加前の冷陰極
管のインピーダンスが高いために、電圧印加開始後点灯
までに時間がかかるが、出力電圧と負荷電流を同時に検
出することにより、昇圧回路等の異常とを判別すること
が可能になった。
よれば、昇圧回路から圧電トランスに至る出力状態、お
よび負荷のインピーダンス変化を検出し、これらに基づ
いて昇圧回路の動作停止を可能にする時間を設定しこの
設定に基づいて昇圧回路の動作を停止させることができ
るようにしたので、低温時などの負荷インピーダンスが
高い時の負荷の点灯動作等を保証できるとともに、昇圧
回路を含む出力系の異常に対処することができる。すな
わち、周囲環境が低温のときには、電圧印加前の冷陰極
管のインピーダンスが高いために、電圧印加開始後点灯
までに時間がかかるが、出力電圧と負荷電流を同時に検
出することにより、昇圧回路等の異常とを判別すること
が可能になった。
【0076】また、遮断回路が動作する時には、ICに
供給されるON/OFF電圧が低下することにより、I
C内で電源VDDからIC内の各回路への電力供給が停
止される。したがって、出力遮断時のIC内の消費電力
を零にでき、出力遮断時の低消費電力化を図ることがで
きる。
供給されるON/OFF電圧が低下することにより、I
C内で電源VDDからIC内の各回路への電力供給が停
止される。したがって、出力遮断時のIC内の消費電力
を零にでき、出力遮断時の低消費電力化を図ることがで
きる。
【図1】本発明による電源回路の構成を示すブロック図
である。
である。
【図2】図1の電源回路が常温において正常に起動した
ときの動作を示すタイミングチャートである。
ときの動作を示すタイミングチャートである。
【図3】図1の電源回路の低温環境下における動作を示
すタイミングチャートである。
すタイミングチャートである。
【図4】無負荷時における電源回路の動作を示すタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図5】昇圧回路が不具合の場合の電源回路の動作を示
すタイミングチャートである。
すタイミングチャートである。
【図6】図1の駆動回路の詳細構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図7】本発明の電源回路の他の実施の形態を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図8】従来の電源回路の第1の構成例を示すブロック
図である。
図である。
【図9】図8の電源回路の各部の動作を示す波形図であ
る。
る。
【図10】従来の電源回路の第2の構成例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図11】図10の電源回路における入力側コンデンサ
の端子電圧の変化を示す波形図である。
の端子電圧の変化を示す波形図である。
【図12】圧電トランスを用いた従来の電源回路の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図13】図12の圧電トランスの出力特性を示す波形
図である。
図である。
【図14】図12の電源回路の各部の動作を示す波形図
である。
である。
【図15】図12のスイッチングトランジスタの一方が
不動作時における各部の動作を示す波形図である。
不動作時における各部の動作を示す波形図である。
301 圧電トランス 302 負荷 303 周波数制御回路 304 昇圧回路 305 第1のオートトランス 306 第2のオートトランス 307 第1のスイッチングトランジスタ 308 第2のスイッチングトランジスタ 309 2位相駆動回路 310 過電圧保護回路 311 駆動電圧制御回路 312 電流電圧変換回路 314,316 比較器 315 積分器 317 VCO(電圧制御発振器) 400 遮断部 401 過小電流検出回路 402 遅延回路 403 遮断回路 404 整流回路 405 コンパレータ 406 増幅部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/42 - 7/98 H02M 3/24 H05B 41/24 - 41/29
Claims (11)
- 【請求項1】 駆動電圧を昇圧回路で昇圧して圧電トラ
ンスの1次側に入力し、前記圧電トランスの2次側の出
力電圧で温度依存性の大きいインピーダンスを有する負
荷を駆動する電源回路において、 前記負荷を流れる負荷電流が所定のレベルより小なると
き、過小電流信号を出力する過小電流検出手段と、前記出力電圧が所定のレベルより大なるとき、過電圧信
号を出力する過電圧信号発生手段と、 前記過電圧信号が出力されないとき、前記過小電流信号
の出力に基づいて第1の遅延時間を計時して第1の遅延
信号を出力し、前記過電圧信号が出力されたとき、前記
過小電流信号の出力に基づいて前記第1の遅延時間より
大なる第2の遅延時間を計時して第2の遅延信号を出力
する遅延手段と、 前記第1あるいは第2の遅延信号を入力して前記昇圧回
路の動作を停止させる停止手段を備えたこと を特徴とす
る電源回路。 - 【請求項2】 前記遅延手段は、前記第2の遅延時間と
して前記負荷の前記温度依存性に基づく立ち上り時間の
最大値より大なる時間を設定され、前記第1の遅延時間
として前記昇圧回路が異常によって欠陥に至る時間より
小なる時間を設定されることを特徴とする請求項1記載
の電源回路。 - 【請求項3】 前記過小電流検出手段は、前記負荷とし
て冷陰極管の負荷電流を検出することを特徴とする請求
項1記載の電源回路。 - 【請求項4】 前記遅延手段は、前記第2の遅延時間と
して5〜6秒を設定され、前記第1の遅延時間として
0.05〜0.15秒を設定されることを特徴とする請
求項2記載の電源回路。 - 【請求項5】 前記遅延手段は、前記第1の遅延時間を
設定するコンデンサに追加のコンデンサを並列に接続す
ることによって前記第2の遅延時間を設定されることを
特徴とする請求項2記載の電源回路。 - 【請求項6】 前記過小電流検出手段は、前記負荷電流
を整流して整流信号を出力する整流手段と、前記整流信
号と基準値を比較して前記過小電流信号を出力する比較
手段を有することを特徴とする請求項1記載の電源回
路。 - 【請求項7】 前記停止手段は、前記昇圧回路の動作を
停止させるとき、前記昇圧回路への前記駆動電圧の印加
を停止することを特徴とする請求項1記載の電源回路。 - 【請求項8】 前記停止手段は、前記遅延手段が前記第
2の遅延時間を計時したとき、前記過小電流信号が消失
していた場合、前記昇圧回路の動作を停止させないこと
を特徴とする請求項1記載の電源回路。 - 【請求項9】 前記停止手段は、前記遅延手段が前記第
2の遅延時間を計時したとき、前記過小電流信号が継続
していた場合、前記昇圧回路の動作を停止させることを
特徴とする請求項2記載の電源回路。 - 【請求項10】 前記負荷は、冷陰極管であることを特
徴とする請求項1記載の電源回路。 - 【請求項11】 前記遅延手段は、前記過小電流信号の
出力が中断したとき、前記第1あるいは第2の遅延時間
の計時を中断することを特徴とする請求項1記載の電源
回路。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10352995A JP3061043B2 (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 電源回路 |
TW088121833A TW522756B (en) | 1998-12-11 | 1999-12-10 | Power supply circuit |
KR10-1999-0056915A KR100371792B1 (ko) | 1998-12-11 | 1999-12-11 | 전원공급회로 |
US09/460,662 US6151232A (en) | 1998-12-11 | 1999-12-13 | Power supply circuit utilizing a piezoelectric transformer that supplies power to a load whose impedance varies depending on temperature |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10352995A JP3061043B2 (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 電源回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000184727A JP2000184727A (ja) | 2000-06-30 |
JP3061043B2 true JP3061043B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=18427861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10352995A Expired - Fee Related JP3061043B2 (ja) | 1998-12-11 | 1998-12-11 | 電源回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6151232A (ja) |
JP (1) | JP3061043B2 (ja) |
KR (1) | KR100371792B1 (ja) |
TW (1) | TW522756B (ja) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6804129B2 (en) | 1999-07-22 | 2004-10-12 | 02 Micro International Limited | High-efficiency adaptive DC/AC converter |
JP4694681B2 (ja) * | 1999-11-26 | 2011-06-08 | セイコーインスツル株式会社 | 超音波モータ及び超音波モータ付き電子機器 |
JP3482378B2 (ja) * | 2000-06-01 | 2003-12-22 | 松下電器産業株式会社 | スイッチング電源装置 |
US6278625B1 (en) * | 2000-07-13 | 2001-08-21 | Face International Corp. | Inverter circuit with multilayer piezoelectric transformer |
JP3788214B2 (ja) * | 2000-08-15 | 2006-06-21 | 株式会社村田製作所 | 放電管点灯用高圧電源装置の異常保護回路 |
US6977224B2 (en) | 2000-12-28 | 2005-12-20 | Intel Corporation | Method of electroless introduction of interconnect structures |
US6501234B2 (en) | 2001-01-09 | 2002-12-31 | 02 Micro International Limited | Sequential burst mode activation circuit |
KR100839958B1 (ko) * | 2001-10-09 | 2008-06-19 | 삼성전자주식회사 | 휴대용 컴퓨터 |
JP4269938B2 (ja) * | 2002-03-27 | 2009-05-27 | サンケン電気株式会社 | 冷陰極管点灯装置 |
KR100493312B1 (ko) * | 2003-02-21 | 2005-06-07 | 엘지전자 주식회사 | Lcd 모니터의 피드백 시스템 |
US7057611B2 (en) * | 2003-03-25 | 2006-06-06 | 02Micro International Limited | Integrated power supply for an LCD panel |
US6936975B2 (en) | 2003-04-15 | 2005-08-30 | 02Micro International Limited | Power supply for an LCD panel |
US6897698B1 (en) | 2003-05-30 | 2005-05-24 | O2Micro International Limited | Phase shifting and PWM driving circuits and methods |
KR101126477B1 (ko) * | 2004-10-25 | 2012-03-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | 램프 구동장치 및 구동방법과 이를 이용한 액정표시장치 |
KR101126345B1 (ko) * | 2004-11-23 | 2012-03-26 | 엘지디스플레이 주식회사 | 램프 구동장치와 이를 이용한 액정표시장치 |
KR101110132B1 (ko) | 2004-11-24 | 2012-02-10 | 엘지디스플레이 주식회사 | 램프 오픈 감지회로와 감지방법 및 그 디스플레이 장치 |
US7548708B2 (en) * | 2005-04-01 | 2009-06-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Power supply unit in image forming apparatus |
JP4760110B2 (ja) * | 2005-04-25 | 2011-08-31 | パナソニック電工株式会社 | 照明装置、照明器具、照明システム |
TWM289005U (en) * | 2005-06-08 | 2006-03-21 | Logah Technology Corp | Phase-sampling protection device |
WO2006135056A1 (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 誘導加熱装置 |
US7746318B2 (en) | 2006-04-04 | 2010-06-29 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd | Liquid crystal display backlight inverter |
JP4763622B2 (ja) * | 2007-01-19 | 2011-08-31 | 株式会社日立製作所 | 電圧制御発振回路およびそれを用いた通信機器 |
WO2008109715A2 (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-12 | Jorge Sanchez | Method and firmware for controlling voltage and current in a fluorescent lamp array |
JP4979521B2 (ja) * | 2007-09-12 | 2012-07-18 | ローム株式会社 | インバータおよびその制御回路、制御方法、ならびにそれらを用いた発光装置 |
WO2011018720A1 (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Non-magnetic high voltage charging system for use in cardiac stimulation devices |
JP4902708B2 (ja) * | 2009-08-27 | 2012-03-21 | 株式会社沖データ | 電源装置及び画像形成装置 |
US8659921B2 (en) * | 2009-08-28 | 2014-02-25 | General Electric Company | Power supply with a piezoelectric transformer and method for power conversion |
CA2844139A1 (en) | 2011-08-01 | 2013-02-07 | Gareth J. Knowles | Intrinsic adaptive and autonomic piezotransformer circuits |
KR101450973B1 (ko) * | 2012-12-27 | 2014-10-14 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 이어캡 및 사용자 단말의 구동 방법 |
CN103780064B (zh) * | 2014-02-14 | 2016-06-29 | 成都启臣微电子有限公司 | 具备副边反馈电流检测的开关电源控制电路 |
CN113381617A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-10 | 昂宝电子(上海)有限公司 | 恒压开关电源及其控制芯片和方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4749897A (en) * | 1986-03-12 | 1988-06-07 | Nippondenso Co., Ltd. | Driving device for piezoelectric element |
JPH0265100A (ja) * | 1988-08-30 | 1990-03-05 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 放電灯点灯装置 |
JPH0470869A (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-05 | Brother Ind Ltd | トナージェット記録装置 |
US5621184A (en) * | 1995-04-10 | 1997-04-15 | The Ensign-Bickford Company | Programmable electronic timer circuit |
JP2778554B2 (ja) * | 1995-10-12 | 1998-07-23 | 日本電気株式会社 | 圧電トランス駆動回路 |
JP2842526B2 (ja) * | 1996-08-01 | 1999-01-06 | 日本電気株式会社 | 圧電トランスの駆動回路 |
JP3031265B2 (ja) * | 1996-10-24 | 2000-04-10 | 日本電気株式会社 | 圧電トランスの駆動回路および駆動方法 |
JP3063645B2 (ja) * | 1996-10-24 | 2000-07-12 | 日本電気株式会社 | 圧電トランスの駆動回路 |
JP2923873B2 (ja) * | 1996-12-03 | 1999-07-26 | 日本電気株式会社 | 圧電トランスの制御方法及び駆動回路 |
TW356618B (en) * | 1997-01-16 | 1999-04-21 | Nippon Electric Co | AC/DC converter with a piezoelectric transformer |
JP3216572B2 (ja) * | 1997-05-27 | 2001-10-09 | 日本電気株式会社 | 圧電トランスの駆動回路 |
US5912428A (en) * | 1997-06-19 | 1999-06-15 | The Ensign-Bickford Company | Electronic circuitry for timing and delay circuits |
JP3067715B2 (ja) * | 1997-10-31 | 2000-07-24 | 日本電気株式会社 | 圧電トランスの駆動装置 |
JPH11167474A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-06-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 印刷装置 |
-
1998
- 1998-12-11 JP JP10352995A patent/JP3061043B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-12-10 TW TW088121833A patent/TW522756B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-12-11 KR KR10-1999-0056915A patent/KR100371792B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-12-13 US US09/460,662 patent/US6151232A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100371792B1 (ko) | 2003-02-11 |
TW522756B (en) | 2003-03-01 |
KR20000057052A (ko) | 2000-09-15 |
US6151232A (en) | 2000-11-21 |
JP2000184727A (ja) | 2000-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3061043B2 (ja) | 電源回路 | |
JP3672034B2 (ja) | 直流−交流変換装置、及びそのコントローラic | |
JP4744301B2 (ja) | 直流−交流変換装置、そのコントローラic、及びその直流−交流変換装置を用いた電子機器 | |
US7508142B2 (en) | Ballast control circuit for use with CCFL and EEFL lamps | |
KR100771063B1 (ko) | 방전등 점등 회로 | |
US7436127B2 (en) | Ballast control circuit | |
JPH06197545A (ja) | スイッチモード電源 | |
JP3788214B2 (ja) | 放電管点灯用高圧電源装置の異常保護回路 | |
US5770926A (en) | Feedback control system of an electronic ballast which detects arcing of a lamp | |
WO2004051835A1 (ja) | 直流−交流変換装置、及びそのコントローラic | |
US20040227471A1 (en) | Hybrid ballast control circuit in a simplified package | |
JP3261142B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
US8080949B2 (en) | HID ballast with integrated voltage multiplier and lamp temperature compensation | |
US8058811B2 (en) | HID lamp ballast circuit | |
US9220160B2 (en) | Discharge lamp lighting device and headlight using same | |
JP3082259B2 (ja) | El点灯回路 | |
JP4721937B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
JPH07272880A (ja) | 放電灯点灯装置 | |
JP3746673B2 (ja) | 圧電トランスの制御回路 | |
JP2002231485A (ja) | 高圧放電ランプ点灯装置および照明装置 | |
JP2001052886A (ja) | 点灯装置および照明装置 | |
JP2005019172A (ja) | 放電灯点灯装置および放電灯点灯装置を用いた照明器具 | |
JP2004158203A (ja) | 高圧放電灯点灯装置 | |
JP2006073315A (ja) | 放電灯点灯回路及び放電灯点灯方法 | |
JP4439969B2 (ja) | 放電灯点灯装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |