JPH11238594A - 放電管駆動回路 - Google Patents
放電管駆動回路Info
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- JPH11238594A JPH11238594A JP4159898A JP4159898A JPH11238594A JP H11238594 A JPH11238594 A JP H11238594A JP 4159898 A JP4159898 A JP 4159898A JP 4159898 A JP4159898 A JP 4159898A JP H11238594 A JPH11238594 A JP H11238594A
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- transformer
- semiconductor switch
- discharge tube
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷陰極放電管駆動用回路のインダクタを省略
することによって安価にすると共に、特性の改善を図る
こと。 【解決手段】 複数の半導体スイッチ、トランストラン
ス及びコンデンサで昇圧回路を構成し、半導体スイッチ
に逆阻止導通特性を付与させ、さらトランスに蓄積され
る磁気エネルギをコンデンサに移して、放電管に供給す
る。
することによって安価にすると共に、特性の改善を図る
こと。 【解決手段】 複数の半導体スイッチ、トランストラン
ス及びコンデンサで昇圧回路を構成し、半導体スイッチ
に逆阻止導通特性を付与させ、さらトランスに蓄積され
る磁気エネルギをコンデンサに移して、放電管に供給す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノートパソコンや
デジタルカメラなどの液晶ディスプレイのバックライト
に使用される冷陰極放電蛍光管を発光させる放電管駆動
用の昇圧回路に関するものである。
デジタルカメラなどの液晶ディスプレイのバックライト
に使用される冷陰極放電蛍光管を発光させる放電管駆動
用の昇圧回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の冷陰極放電管用駆動回路は、昇圧
機能を有した自励共振型発振回路が使われていた。直流
電圧を数十kHzの交流電圧に変換した後、トランスに
よって数百Vに昇圧し、放電管の端子間に印加させて発
光させていた。しかし、共振型であるため、原理上共振
周波数から外れた回路動作は実際上困難であり、出力電
圧は実質的に一定で極めて限られた範囲において電圧を
可変するものであった。このような回路構成では放電管
の端子に印加する電圧は一定として、やむなく輝度調節
の機能を省略するか不完全な電圧制御回路を設けて対応
していた。一方、充分な輝度調整特性を付与するために
回路的には複雑になるが、DC/DCコンバータを前段
に挿入することによって、まず入力側の直流電圧を放電
管の輝度に応じた可変電圧とし、交流変換回路に印加す
る方法がとられる。
機能を有した自励共振型発振回路が使われていた。直流
電圧を数十kHzの交流電圧に変換した後、トランスに
よって数百Vに昇圧し、放電管の端子間に印加させて発
光させていた。しかし、共振型であるため、原理上共振
周波数から外れた回路動作は実際上困難であり、出力電
圧は実質的に一定で極めて限られた範囲において電圧を
可変するものであった。このような回路構成では放電管
の端子に印加する電圧は一定として、やむなく輝度調節
の機能を省略するか不完全な電圧制御回路を設けて対応
していた。一方、充分な輝度調整特性を付与するために
回路的には複雑になるが、DC/DCコンバータを前段
に挿入することによって、まず入力側の直流電圧を放電
管の輝度に応じた可変電圧とし、交流変換回路に印加す
る方法がとられる。
【0003】図4および5はこの従来方式の回路構成と
その主要部における電圧波形を示すものである。図4に
おいて、DC/DCコンバータは半導体スイッチ53,
インダクタ32、コンデンサ73およびダイオード63
で構成され、さらにコンデンサ73により平滑されて可
変直流電圧を得るものである。直流電源1の電圧V71は
半導体スイッチ53の開および閉動作時間に応じたパル
ス状電圧V63に変換され、平滑回路によって直流電圧V
73となる。以上述べた電圧波形を図5に示す。この直流
電圧V73は半導体スイッチ53の閉動作時間(TON)と開
動作時間(TOFF)の比率により任意に選ぶことができ
る。従って、可変直流電圧はV73=V71×TON/(TON
+TOFF)で求められる値に選ぶことが可能である。
その主要部における電圧波形を示すものである。図4に
おいて、DC/DCコンバータは半導体スイッチ53,
インダクタ32、コンデンサ73およびダイオード63
で構成され、さらにコンデンサ73により平滑されて可
変直流電圧を得るものである。直流電源1の電圧V71は
半導体スイッチ53の開および閉動作時間に応じたパル
ス状電圧V63に変換され、平滑回路によって直流電圧V
73となる。以上述べた電圧波形を図5に示す。この直流
電圧V73は半導体スイッチ53の閉動作時間(TON)と開
動作時間(TOFF)の比率により任意に選ぶことができ
る。従って、可変直流電圧はV73=V71×TON/(TON
+TOFF)で求められる値に選ぶことが可能である。
【0004】次に、電圧制御された直流電圧V73はトラ
ンス31の中間タップ312に印加される。端子311
には半導体スイッチ51が、また端子313には半導体
スイッチ52が接続されると共に、コンデンサ72が並
列に接続されている。共振回路はトランス31の1次側
からみた漏れインダクタンスとコンデンサ72とで構成
される。半導体スイッチ51および52を適当なタイミ
ングの開、閉動作を制御回路4の指令で行うことによ
り、トランス31の2次側端子314と315間に正弦
波電圧V72を得ることができる。放電管2の端子間に印
加する電圧は実効値で800V程度である。直流電源1
の電圧は10V程度であるため、トランス31の1次と
2次の巻数比は1:200付近に選ばれ、通常の巻数比
の範囲を遙かに逸脱した高巻数比のトランスである。
ンス31の中間タップ312に印加される。端子311
には半導体スイッチ51が、また端子313には半導体
スイッチ52が接続されると共に、コンデンサ72が並
列に接続されている。共振回路はトランス31の1次側
からみた漏れインダクタンスとコンデンサ72とで構成
される。半導体スイッチ51および52を適当なタイミ
ングの開、閉動作を制御回路4の指令で行うことによ
り、トランス31の2次側端子314と315間に正弦
波電圧V72を得ることができる。放電管2の端子間に印
加する電圧は実効値で800V程度である。直流電源1
の電圧は10V程度であるため、トランス31の1次と
2次の巻数比は1:200付近に選ばれ、通常の巻数比
の範囲を遙かに逸脱した高巻数比のトランスである。
【0005】この自励共振型発振回路は、トランス31
の端子311と313間のインダクタンスとコンデンサ
72で決まる共振周波数で共振し、正弦波電圧V72がト
ランス31の端子間311−313、314−315あ
るいは316−317から得られる。図5に示すV51の
電圧波形は半導体スイッチ51のコレクターエミッタ間
電圧である。ベースに接続されている端子317が負電
圧のときは半導体スイッチ51が開動作期間となってい
るため、半導体スイッチ51のコレクタに接続している
端子311の電圧は正弦波電圧が印加されるが、端子3
17が正電圧に変わると閉動作期間となり、端子311
の電圧差はなくなる。一方、半導体スイッチ52の電圧
波形はV52に示すように、V51と逆位相関係である。
の端子311と313間のインダクタンスとコンデンサ
72で決まる共振周波数で共振し、正弦波電圧V72がト
ランス31の端子間311−313、314−315あ
るいは316−317から得られる。図5に示すV51の
電圧波形は半導体スイッチ51のコレクターエミッタ間
電圧である。ベースに接続されている端子317が負電
圧のときは半導体スイッチ51が開動作期間となってい
るため、半導体スイッチ51のコレクタに接続している
端子311の電圧は正弦波電圧が印加されるが、端子3
17が正電圧に変わると閉動作期間となり、端子311
の電圧差はなくなる。一方、半導体スイッチ52の電圧
波形はV52に示すように、V51と逆位相関係である。
【0006】V312はトランス31の端子312の電圧
波形である。コンデンサ73の直流電圧V73と端子31
2の電圧V312の差電圧が、インダクタ33の端子間に
現れることになる。インダクタ33の端子間には、電圧
時間積S331とS332に等しい電圧脈動分を含む。このた
め、トランス31の端子312の平均電圧値とコンデン
サ73の電圧値が等しい。また、従来のプッシュプル回
路あるいはブリッジ回路では、フライバック電圧を活用
していない。そのため、可能な限りフライバック電圧が
少ない特性のトランスを使用していた。さらに、構成す
る半導体スイッチとして一般的に逆方向が導通するトラ
ンジスタを使用しているため、スイッチ動作開とした期
間に発生する逆起電力によるフライバック電圧は、その
逆方向導通特性の作用により電源電圧以上の高い電圧を
発生させることができなかった。
波形である。コンデンサ73の直流電圧V73と端子31
2の電圧V312の差電圧が、インダクタ33の端子間に
現れることになる。インダクタ33の端子間には、電圧
時間積S331とS332に等しい電圧脈動分を含む。このた
め、トランス31の端子312の平均電圧値とコンデン
サ73の電圧値が等しい。また、従来のプッシュプル回
路あるいはブリッジ回路では、フライバック電圧を活用
していない。そのため、可能な限りフライバック電圧が
少ない特性のトランスを使用していた。さらに、構成す
る半導体スイッチとして一般的に逆方向が導通するトラ
ンジスタを使用しているため、スイッチ動作開とした期
間に発生する逆起電力によるフライバック電圧は、その
逆方向導通特性の作用により電源電圧以上の高い電圧を
発生させることができなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】冷陰極放電蛍光管は放
電開始時に点灯時電圧の150%〜200%の過電圧が
必要である。さらに、点灯時電圧波形が対称性を有して
いないと著しく寿命を縮めることになるため、従来方式
の自励共振型発振回路はその条件を満足する駆動回路で
あった。しかし、従来の駆動回路では発光輝度を調整す
る場合は、供給電源電圧を可変とするDC/DCコンバ
ータ回路が別に必要であった。このため、DC/DCコ
ンバータでの電圧変換部の損失が加わり、変換効率が低
いという技術課題を持っている。また、巻線部品として
2個のインダクタとトランスが必要であるため、高価で
あると共に実装スペースがそれらにとられてしまい、駆
動回路を小型化することが難しいという課題があった。
そのうえ、液晶ディスプレイ用バックライト駆動回路の
低廉、小型化の要請は大きいものがある。
電開始時に点灯時電圧の150%〜200%の過電圧が
必要である。さらに、点灯時電圧波形が対称性を有して
いないと著しく寿命を縮めることになるため、従来方式
の自励共振型発振回路はその条件を満足する駆動回路で
あった。しかし、従来の駆動回路では発光輝度を調整す
る場合は、供給電源電圧を可変とするDC/DCコンバ
ータ回路が別に必要であった。このため、DC/DCコ
ンバータでの電圧変換部の損失が加わり、変換効率が低
いという技術課題を持っている。また、巻線部品として
2個のインダクタとトランスが必要であるため、高価で
あると共に実装スペースがそれらにとられてしまい、駆
動回路を小型化することが難しいという課題があった。
そのうえ、液晶ディスプレイ用バックライト駆動回路の
低廉、小型化の要請は大きいものがある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、逆方向阻止特
性を半導体スイッチに持たせると共に、インダクタ機能
を備えた双方向フライバックトランスを採用することに
よって、トランスの励磁エネルギをフライバック動作時
に共振条件を満たした振動電圧を発生させ、放電管に供
給印加する回路方式を想到したものである。また、トラ
ンスの励磁電流エネルギを制御することによって、発光
輝度調整を可能にしたものである。この結果、従来技術
で使用されていたDC/DCコンバータ回路を省略する
ことができ、巻線部品であるインダクタを不要にできる
ものである。
性を半導体スイッチに持たせると共に、インダクタ機能
を備えた双方向フライバックトランスを採用することに
よって、トランスの励磁エネルギをフライバック動作時
に共振条件を満たした振動電圧を発生させ、放電管に供
給印加する回路方式を想到したものである。また、トラ
ンスの励磁電流エネルギを制御することによって、発光
輝度調整を可能にしたものである。この結果、従来技術
で使用されていたDC/DCコンバータ回路を省略する
ことができ、巻線部品であるインダクタを不要にできる
ものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明による一実施例を図1に示
す。図1は半導体スイッチをプシュプル構成にする場合
である。トランス31の1次巻線端子312は直流電源
1の正端子に接続され、端子311と端子313間には
並列にコンデンサ72を挿入すると共に、ダイオード6
1および62を経由して半導体スイッチ51と52が直
流電源1の接地側に接続される。さらに、半導体スイッ
チ51と52の接地側には電流検出の共通の抵抗器82
を経由して、直流電源1の負端子に接続する。直流電源
1に並列にリップル電流平滑用のコンデンサ71を挿入
する。半導体スイッチ51と52のゲートはそれぞれ制
御回路4につながれ、開および閉動作の期間が制御され
る。また、制御回路4は抵抗器82の両端電圧を検出し
て過電流監視する機能を持たしていると共に、定電流機
能を付与している。過電流値設定は可変抵抗器81を調
整することによって得られる。
す。図1は半導体スイッチをプシュプル構成にする場合
である。トランス31の1次巻線端子312は直流電源
1の正端子に接続され、端子311と端子313間には
並列にコンデンサ72を挿入すると共に、ダイオード6
1および62を経由して半導体スイッチ51と52が直
流電源1の接地側に接続される。さらに、半導体スイッ
チ51と52の接地側には電流検出の共通の抵抗器82
を経由して、直流電源1の負端子に接続する。直流電源
1に並列にリップル電流平滑用のコンデンサ71を挿入
する。半導体スイッチ51と52のゲートはそれぞれ制
御回路4につながれ、開および閉動作の期間が制御され
る。また、制御回路4は抵抗器82の両端電圧を検出し
て過電流監視する機能を持たしていると共に、定電流機
能を付与している。過電流値設定は可変抵抗器81を調
整することによって得られる。
【0010】図3は各部の電圧波形例である。図中のQ
51とQ52はそれぞれ半導体スイッチ51、52の動作状
態であり、開動作及び閉動作の期間とタイミングを表示
したものである。V82は抵抗器82の端子間電圧波形で
あり、半導体スイッチ51及び52の通過電流を示す。
V72aとV72bはコンデンサ72の電圧波形であり、コン
デンサ72の容量を小さくしてその共振周波数を高めた
場合がV72aであり、V72bはそれより低い周波数の場合
のコンデンサ電圧である。
51とQ52はそれぞれ半導体スイッチ51、52の動作状
態であり、開動作及び閉動作の期間とタイミングを表示
したものである。V82は抵抗器82の端子間電圧波形で
あり、半導体スイッチ51及び52の通過電流を示す。
V72aとV72bはコンデンサ72の電圧波形であり、コン
デンサ72の容量を小さくしてその共振周波数を高めた
場合がV72aであり、V72bはそれより低い周波数の場合
のコンデンサ電圧である。
【0011】図1の動作を詳細に説明する。半導体スイ
ッチ52を閉動作にすると、トランス31の端子312
から端子313方向に電流が流入し、ダイオード62お
よび半導体スイッチ52を通って直流電源1に環流す
る。図示するように励磁電流は時間と共に増加し、半導
体スイッチ52が開動作に移行すると、トランス31に
蓄積された励磁電流による磁気エネルギが、コンデンサ
72に電気エネルギとして充電される。その後、コンデ
ンサ72に充電された電圧により、端子313から端子
312を通して端子311の方向に電流が流れることに
より、コンデンサ72の電圧が低下する。この一連の動
作はV72aの電圧波形に示すように、端子311と端子
313間のインダクタンスとコンデンサ72それに負荷
とで決まる減衰振動である。
ッチ52を閉動作にすると、トランス31の端子312
から端子313方向に電流が流入し、ダイオード62お
よび半導体スイッチ52を通って直流電源1に環流す
る。図示するように励磁電流は時間と共に増加し、半導
体スイッチ52が開動作に移行すると、トランス31に
蓄積された励磁電流による磁気エネルギが、コンデンサ
72に電気エネルギとして充電される。その後、コンデ
ンサ72に充電された電圧により、端子313から端子
312を通して端子311の方向に電流が流れることに
より、コンデンサ72の電圧が低下する。この一連の動
作はV72aの電圧波形に示すように、端子311と端子
313間のインダクタンスとコンデンサ72それに負荷
とで決まる減衰振動である。
【0012】次に、半導体スイッチ51を閉動作にする
と、ダイオード61を通して端子312から端子311
方向に励磁電流が流れ、時間の経過と共に上昇する。さ
らに、半導体スイッチ51が開動作になると、トランス
31に蓄積された励磁電流による磁気エネルギが、端子
312から端子311の方向に電流が流れ続ける。その
ため、端子311からコンデンサ72を通して端子31
3の方向に電流が流れて、コンデンサ72を充電して電
圧が上昇する。端子313から端子312を通して端子
311の方向に電流が減少して停止した時、コンデンサ
72の電圧が最大値になる。その後、コンデンサ72に
充電された電圧により、端子311から端子312を通
して端子313の方向に電流が流れることになり、コン
デンサ72の電圧が減少する。この動作は、半導体スイ
ッチ52の動作と全く同じで、振動しながら減衰する。
と、ダイオード61を通して端子312から端子311
方向に励磁電流が流れ、時間の経過と共に上昇する。さ
らに、半導体スイッチ51が開動作になると、トランス
31に蓄積された励磁電流による磁気エネルギが、端子
312から端子311の方向に電流が流れ続ける。その
ため、端子311からコンデンサ72を通して端子31
3の方向に電流が流れて、コンデンサ72を充電して電
圧が上昇する。端子313から端子312を通して端子
311の方向に電流が減少して停止した時、コンデンサ
72の電圧が最大値になる。その後、コンデンサ72に
充電された電圧により、端子311から端子312を通
して端子313の方向に電流が流れることになり、コン
デンサ72の電圧が減少する。この動作は、半導体スイ
ッチ52の動作と全く同じで、振動しながら減衰する。
【0013】ダイオード61の役割を説明する。半導体
スイッチ52が開動作に移行直後に、端子313の電圧
が直流電源1の電圧の2倍電圧以上に上昇する。この場
合、トランス31の端子311及び312間と端子31
2及び313間が同じ巻数のコイルが巻かれているた
め、端子311の電位が直流電源1の負電位より低下し
てしまう。このため、ダイオード61がないと、直流電
源1の負端子より抵抗器82と半導体スイッチ51の逆
導通特性によってソースからドレイン方向に電流が流
れ、端子311から端子312を経由して直流電源1の
正端子に回生電流が流れる。一方、端子313の電圧は
直流電源1の電圧の2倍程度に達しクランプされる。ダ
イオード61は半導体スイッチ51の逆導通特性を阻止
するためのものであるため、半導体スイッチ51が逆導
通特性を示さない場合は不要である。また、半導体スイ
ッチ52が開動作にした後、端子313の電圧上昇が直
流電源1の電圧の2倍値以下で動作する場合は、ダイオ
ード61は不要である。同様に、ダイオード62も上記
した動作を行い、半導体スイッチ51を開動作にした後
の半導体スイッチ52の逆導通特性を阻止するためのも
のである。逆非道通特性を半導体スイッチ51および5
2に持たせた場合は、ダイオード61,62は不要であ
る。
スイッチ52が開動作に移行直後に、端子313の電圧
が直流電源1の電圧の2倍電圧以上に上昇する。この場
合、トランス31の端子311及び312間と端子31
2及び313間が同じ巻数のコイルが巻かれているた
め、端子311の電位が直流電源1の負電位より低下し
てしまう。このため、ダイオード61がないと、直流電
源1の負端子より抵抗器82と半導体スイッチ51の逆
導通特性によってソースからドレイン方向に電流が流
れ、端子311から端子312を経由して直流電源1の
正端子に回生電流が流れる。一方、端子313の電圧は
直流電源1の電圧の2倍程度に達しクランプされる。ダ
イオード61は半導体スイッチ51の逆導通特性を阻止
するためのものであるため、半導体スイッチ51が逆導
通特性を示さない場合は不要である。また、半導体スイ
ッチ52が開動作にした後、端子313の電圧上昇が直
流電源1の電圧の2倍値以下で動作する場合は、ダイオ
ード61は不要である。同様に、ダイオード62も上記
した動作を行い、半導体スイッチ51を開動作にした後
の半導体スイッチ52の逆導通特性を阻止するためのも
のである。逆非道通特性を半導体スイッチ51および5
2に持たせた場合は、ダイオード61,62は不要であ
る。
【0014】可変抵抗器81は抵抗器82の端子電圧の
閾値を設定する。制御回路4内で可変抵抗器81で設定
した基準電圧値と抵抗器82の端子電圧値が比較され、
その差電圧を増幅した値の大きさで半導体スイッチ51
または52の閉時間を制御するものである。抵抗器82
の両端電圧が可変抵抗器81で設定した基準電圧値と比
較され、低いときは半導体スイッチ51または52の閉
時間を長くして、トランス31の励磁電流を増やす。ト
ランス31の励磁電流が増えると、半導体スイッチ51
または52の開動作期間後の電圧が高くなり、放電管2
に流れる電流値増加によって発光輝度が高くなる。この
ようにして、可変抵抗器81により発光輝度が調整でき
る。
閾値を設定する。制御回路4内で可変抵抗器81で設定
した基準電圧値と抵抗器82の端子電圧値が比較され、
その差電圧を増幅した値の大きさで半導体スイッチ51
または52の閉時間を制御するものである。抵抗器82
の両端電圧が可変抵抗器81で設定した基準電圧値と比
較され、低いときは半導体スイッチ51または52の閉
時間を長くして、トランス31の励磁電流を増やす。ト
ランス31の励磁電流が増えると、半導体スイッチ51
または52の開動作期間後の電圧が高くなり、放電管2
に流れる電流値増加によって発光輝度が高くなる。この
ようにして、可変抵抗器81により発光輝度が調整でき
る。
【0015】本発明の他の実施例としてハーフブリッジ
回路構成を図2に示す。直流電源1の正端子を半導体ス
イッチ52とダイオード62を通して、トランス31の
1次巻線の端子313に接続する。さらに、端子313
はダイオード61と半導体スイッチ51を通して直流電
源1の負端子に接続される。一方、直流電源1の正端子
から、コンデンサ74を通して、トランス31の1次巻
線の端子311に接続する。また、端子311はコンデ
ンサ75を通して直流電源1の負端子に接続される。ト
ランス31の1次巻線の端子311及び313間にコン
デンサ72を並列に接続する。コンデンサ72に対し
て、コンデンサ74と75は十分大きいな容量である。
直流電源1に流れるリップル電流はコンデンサ71によ
って平滑される。トランス31の2次巻線の端子314
と端子315に放電管2を接続する。半導体スイッチ5
1及び52のゲートをそれぞれ制御回路4に接続する。
半導体スイッチ51及び52の閉動作時間は設定用の可
変抵抗器81によって行う。
回路構成を図2に示す。直流電源1の正端子を半導体ス
イッチ52とダイオード62を通して、トランス31の
1次巻線の端子313に接続する。さらに、端子313
はダイオード61と半導体スイッチ51を通して直流電
源1の負端子に接続される。一方、直流電源1の正端子
から、コンデンサ74を通して、トランス31の1次巻
線の端子311に接続する。また、端子311はコンデ
ンサ75を通して直流電源1の負端子に接続される。ト
ランス31の1次巻線の端子311及び313間にコン
デンサ72を並列に接続する。コンデンサ72に対し
て、コンデンサ74と75は十分大きいな容量である。
直流電源1に流れるリップル電流はコンデンサ71によ
って平滑される。トランス31の2次巻線の端子314
と端子315に放電管2を接続する。半導体スイッチ5
1及び52のゲートをそれぞれ制御回路4に接続する。
半導体スイッチ51及び52の閉動作時間は設定用の可
変抵抗器81によって行う。
【0016】このように構成した回路は、上述した図1
の場合と同じ動作を行う。図2の回路動作について説明
する。半導体スイッチ52が閉動作になると、電流はダ
イオード62を通して端子313から流入し、コンデン
サ75を経由して励磁電流が流れる。次に、半導体スイ
ッチ52が開動作に移ると、トランス31に蓄積された
磁気エネルギが、コンデンサ72に電気エネルギとして
置換される。端子313から端子311への充電電流が
減少しゼロになった時、コンデンサ72の電圧は最大値
に達する。その後、コンデンサ72に充電された電圧に
よってトランス31の1次巻線内で端子311から端子
313の方向に電流が流れるため、コンデンサ72の電
圧が低下する。この動作は図1の場合に説明したV72a
と全く同一である。
の場合と同じ動作を行う。図2の回路動作について説明
する。半導体スイッチ52が閉動作になると、電流はダ
イオード62を通して端子313から流入し、コンデン
サ75を経由して励磁電流が流れる。次に、半導体スイ
ッチ52が開動作に移ると、トランス31に蓄積された
磁気エネルギが、コンデンサ72に電気エネルギとして
置換される。端子313から端子311への充電電流が
減少しゼロになった時、コンデンサ72の電圧は最大値
に達する。その後、コンデンサ72に充電された電圧に
よってトランス31の1次巻線内で端子311から端子
313の方向に電流が流れるため、コンデンサ72の電
圧が低下する。この動作は図1の場合に説明したV72a
と全く同一である。
【0017】次に、半導体スイッチ51が閉動作となる
と端子313の電位がゼロになるため、コンデンサ74
を経由して端子311から端子313方向にダイオード
61及び半導体スイッチ51を通して電流が流れる。さ
らに、半導体スイッチ51が閉から開動作に制御される
と、トランス31に蓄積された磁気エネルギが、トラン
ス31の1次巻線内で端子311から端子313の方向
に電流が流れ続けるため、端子313からコンデンサ7
2を通して端子311の方向に電流が流れて、コンデン
サ72を充電して電圧が上昇する。充電電流が減少して
停止した時、コンデンサ72の電圧が最大値になる。そ
の後、コンデンサ72に充電された電圧により、トラン
ス31の1次巻線内で端子313から端子311の方向
に電流が流れることで、コンデンサ72の電圧が減少す
る。この動作は、前記同様な減衰振動の電圧である。ダ
イオード61及び62の役割は、図1の実施例の場合と
同様であり、半導体スイッチが逆導通特性を示さないス
イッチを使用すれば不要である。
と端子313の電位がゼロになるため、コンデンサ74
を経由して端子311から端子313方向にダイオード
61及び半導体スイッチ51を通して電流が流れる。さ
らに、半導体スイッチ51が閉から開動作に制御される
と、トランス31に蓄積された磁気エネルギが、トラン
ス31の1次巻線内で端子311から端子313の方向
に電流が流れ続けるため、端子313からコンデンサ7
2を通して端子311の方向に電流が流れて、コンデン
サ72を充電して電圧が上昇する。充電電流が減少して
停止した時、コンデンサ72の電圧が最大値になる。そ
の後、コンデンサ72に充電された電圧により、トラン
ス31の1次巻線内で端子313から端子311の方向
に電流が流れることで、コンデンサ72の電圧が減少す
る。この動作は、前記同様な減衰振動の電圧である。ダ
イオード61及び62の役割は、図1の実施例の場合と
同様であり、半導体スイッチが逆導通特性を示さないス
イッチを使用すれば不要である。
【0018】図2ではハーフブリッジ回路構成である
が、コンデンサ74および75を上述した半導体スイッ
チとダイオードからなる逆阻止半導体スイッチを用いれ
ば、図1に示す本発明と同一な効果が得られる。また、
可変抵抗器81によって、半導体スイッチ51もしくは
52の閉時間を設定する。図1の抵抗器82では電流値
を制御するのではなく、半導体スイッチ51または52
の閉時間を設定することによってトランス31の励磁電
流値を制御するため、発光輝度も調整可能である。この
場合、抵抗器81と誤差増幅回路が不要であるが、直流
電源1の電圧変動がトランス31の励磁電流値の変動と
して現れる欠点がある。さらに、図1及び2ではコンデ
ンサ72を接続しているが、トランス31の巻線間によ
り形成される分布容量を利用すれば、コンデンサ72を
省略もしくは容量を下げたコンデンサに置き換えること
が可能である。
が、コンデンサ74および75を上述した半導体スイッ
チとダイオードからなる逆阻止半導体スイッチを用いれ
ば、図1に示す本発明と同一な効果が得られる。また、
可変抵抗器81によって、半導体スイッチ51もしくは
52の閉時間を設定する。図1の抵抗器82では電流値
を制御するのではなく、半導体スイッチ51または52
の閉時間を設定することによってトランス31の励磁電
流値を制御するため、発光輝度も調整可能である。この
場合、抵抗器81と誤差増幅回路が不要であるが、直流
電源1の電圧変動がトランス31の励磁電流値の変動と
して現れる欠点がある。さらに、図1及び2ではコンデ
ンサ72を接続しているが、トランス31の巻線間によ
り形成される分布容量を利用すれば、コンデンサ72を
省略もしくは容量を下げたコンデンサに置き換えること
が可能である。
【0019】実験試作では、励磁電圧より高いフライバ
ック電圧を使用できたため、励磁印加電圧の6倍にフラ
イバック電圧に設計した。このため、従来のトランスの
巻線数は、1次巻線:10ターン*2巻線、2次巻線:
1800ターンであったのに対して、本発明では1次巻
線:10ターン*2巻線、2次巻線:450ターン、巻
数比で1/4に設計した。外形寸法から見ると、従来は
145mm*20mm*7mmの20.3ccの容積に対して、
95mm*14mm*6mmの8.0cc、容積比39%と大幅
に小型化できた。
ック電圧を使用できたため、励磁印加電圧の6倍にフラ
イバック電圧に設計した。このため、従来のトランスの
巻線数は、1次巻線:10ターン*2巻線、2次巻線:
1800ターンであったのに対して、本発明では1次巻
線:10ターン*2巻線、2次巻線:450ターン、巻
数比で1/4に設計した。外形寸法から見ると、従来は
145mm*20mm*7mmの20.3ccの容積に対して、
95mm*14mm*6mmの8.0cc、容積比39%と大幅
に小型化できた。
【0020】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
る昇圧回路は、インダクタなどの巻線部品を必要としな
いものである。巻線部品はトランスのみであり、放電管
の発光輝度調整も可能にしたものである。本発明により
部品数が少なく、かつ信頼性が向上し、安価に製造でき
るものである。
る昇圧回路は、インダクタなどの巻線部品を必要としな
いものである。巻線部品はトランスのみであり、放電管
の発光輝度調整も可能にしたものである。本発明により
部品数が少なく、かつ信頼性が向上し、安価に製造でき
るものである。
【図1】本発明による実施例である。
【図2】本発明による他の実施例である。
【図3】本発明を実施した場合の電圧波形例である。
【図4】従来例を示す回路図である。
【図5】従来技術による電圧波形である。
1 直流電源、2 放電管、31 トランス、311〜
317 端子、33 インダクタ、4 制御回路、51
〜53 半導体スイッチ、61〜63 ダイオード、7
1〜75 コンデンサ、81 可変抵抗器、82〜84
抵抗器
317 端子、33 インダクタ、4 制御回路、51
〜53 半導体スイッチ、61〜63 ダイオード、7
1〜75 コンデンサ、81 可変抵抗器、82〜84
抵抗器
Claims (6)
- 【請求項1】 トランスの1次側に直流電源、複数の半
導体スイッチ、制御回路等を備え、2次側に放電管を接
続する放電管駆動回路において、1次巻線にコンデンサ
を並列に接続し、前記半導体スイッチに逆非導通特性を
持たせると共に、前記半導体スイッチとトランスはプッ
シュプル構成されることを特徴とする放電管駆動回路。 - 【請求項2】 トランスの1次側に直流電源、複数の半
導体スイッチ、制御回路等を備え、2次側に放電管を接
続する放電管駆動回路において、1次巻線にコンデンサ
を並列に接続し、前記半導体スイッチに逆非導通特性を
持たせると共に、前記半導体スイッチとトランスはハー
フブリッジ構成されることを特徴とする放電管駆動回
路。 - 【請求項3】 トランスの1次側に直流電源、複数の半
導体スイッチ、制御回路等を備え、2次側に放電管を接
続する放電管駆動回路において、1次巻線にコンデンサ
を並列に接続し、前記半導体スイッチに逆非導通特性を
持たせると共に、前記半導体スイッチとトランスはフル
ブリッジ構成されることを特徴とする放電管駆動回路。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記
2次側の電圧波形は実質的に偶数次調波を含まないこと
を特徴とする放電管駆動回路。 - 【請求項5】 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記
トランスの1次と2次の巻数比は1:4以下を特徴とす
る放電管駆動回路。 - 【請求項6】 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記
トランスの1次および2次間の漂遊容量を使い前記コン
デンサを省略するか、低容量のコンデンサを並列に接続
することを特徴とする放電管駆動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4159898A JPH11238594A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 放電管駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4159898A JPH11238594A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 放電管駆動回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11238594A true JPH11238594A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12612843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4159898A Pending JPH11238594A (ja) | 1998-02-24 | 1998-02-24 | 放電管駆動回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11238594A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003039207A1 (fr) * | 2001-11-01 | 2003-05-08 | Harison Toshiba Lighting Corporation | Appareil a lampe a decharge |
-
1998
- 1998-02-24 JP JP4159898A patent/JPH11238594A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003039207A1 (fr) * | 2001-11-01 | 2003-05-08 | Harison Toshiba Lighting Corporation | Appareil a lampe a decharge |
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