JP2004201457A - インバータ回路の駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】発振動作を安定させて、放電管のちらつきや回路素子の騒音の発生を防止したインバータ回路の駆動方法を提供する。
【解決手段】入力巻線に直流電流を供給し、入力巻線電流をスイッチング素子によって断続させて、出力巻線より交番電圧を出力する昇圧トランスを具えたインバータ回路の駆動方法において、インバータ回路の駆動周波数を、昇圧トランスの入出力電圧の位相差が50〜130°となる周波数範囲から外れた周波数とする。トランスの巻数、ギャップ、結合等を調整して動作Ｑ周波数を調整する。
【選択図】 図１
【解決手段】入力巻線に直流電流を供給し、入力巻線電流をスイッチング素子によって断続させて、出力巻線より交番電圧を出力する昇圧トランスを具えたインバータ回路の駆動方法において、インバータ回路の駆動周波数を、昇圧トランスの入出力電圧の位相差が50〜130°となる周波数範囲から外れた周波数とする。トランスの巻数、ギャップ、結合等を調整して動作Ｑ周波数を調整する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷陰極蛍光管などの放電管を点灯するためのインバータ回路の駆動方法に関するもので、インバータ回路において発振が不安定になることを避けるための駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献】特開平９−２５２５８０号公報
【０００３】
従来のインバータ回路として図２に示すようなものが知られている。図２のインバータ回路は、プッシュプル接続されたスイッチングトランジスタ２、３と入力巻線４、出力巻線５そして帰還巻線６を有する昇圧トランス７を具えている。８はバイアス抵抗、９は入力巻線に並列に接続された共振コンデンサ、10は負荷１（放電管）に直列接続されたバラストコンデンサであり、入力巻線４の中間タップはチョークコイル11を介して直流電源12に接続されている。帰還巻線６によって自励発振させ、トランジスタ２、３を交互にスイッチングし、出力巻線５に高い交流電圧を発生させて放電管を点灯させるものである。
【０００４】
このようなインバータ回路において、入力巻線４と出力巻線５の電磁結合を弱めることによって、バラストコンデンサ10を不要にするものも考えられている。その場合には、バラストコンデンサ10が要らなくなるだけでなく、負荷１（放電管）が点灯した後はトランスの２次側の出力電圧が負荷１の点灯電圧まで低下するので、安定性がよくなる利点もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
漏洩磁束型トランスを使用したインバータ回路では、負荷（放電管）の条件によっては発振が不安定になり、負荷（放電灯）の明るさがちらついたり、トランスやチョークコイルのフェライトコアが振動して騒音を発生することがあった。本発明は、発振動作を安定させて、放電管のちらつきや回路素子の騒音の発生を防止したインバータ回路の駆動方法を提供するののである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、昇圧トランスの入出力電圧の位相差が一定の範囲で不安定な発振が生じていることに鑑み、回路の駆動周波数をその範囲から外すことによって、上記の課題を解決するものである。すなわち、入力巻線に直流電流を供給し、入力巻線電流をスイッチング素子によって断続させて、出力巻線より交番電圧を出力する昇圧トランスを具えたインバータ回路の駆動方法において、インバータ回路の駆動周波数を、昇圧トランスの入出力電圧の位相差が50〜130°となる周波数範囲から外れた周波数とすることに特徴を有するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
一対のスイッチング素子と、入力巻線と出力巻線および帰還巻線を有する昇圧トランスと、共振コンデンサを具え、入力巻線の両端をそれぞれスイッチング素子に接続するとともに、入力巻線の中間タップをチョークコイルを介して直流電源に接続する。一対のスイッチング素子を交互に導通させて出力巻線に交番電圧を発生させて放電管である負荷を駆動（点灯）するが、このインバータ回路の発振周波数と放電灯を負荷とした昇圧トランスの、図２に示すような、入出力電圧位相差が90°となる周波数あるいはその近傍とが重ならないようにして、インバータ回路の異常発振を防止するものである。
【０００８】
例えば、放電管を負荷としたとき、昇圧トランスの入出力電圧位相差がおよそ50〜130°となる周波数とインバータ回路の発振周波数が重ならないように、１次巻線と２次巻線の巻数およびエアーギャップ等の設計をした昇圧トランスで回路を構成する。これによって、負荷インピーダンスの変動に対する入出力電圧の変動幅を狭くして異常発振を防止する。
【０００９】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。本発明においては、回路構成自体は従来と同じであるので、図２を利用して説明する。図において、12は直流電源、2、3はトランジスタ、11はチョークコイルである。7は昇圧トランスで、入力巻線4、出力巻線5および帰還巻線６を有している。入力巻線４には共振コンデンサ9が並列に接続されており、入力巻線４の両端はそれぞれトランジスタ２、３のコレクタに接続してある。入力巻線４の中間タップはチョークコイル11を介して直流電源12に接続されている。出力巻線5には負荷１（放電管）が直列接続されている。帰還巻線６の両端はそれぞれトランジスタ２、３のベースに接続してある。トランジスタ2のベースはバイアス抵抗８を介して直流電源12の正極に接続してあり、トランジスタ2、3のエミッタは接地されている。なお、13は電源電圧平滑用のコンデンサである。
【００１０】
このインバータ回路は、帰還巻線6によって一対のトランジスタ２、３を自励発振させ、中間タップから入力巻線４の片側に流れる電流と他方の片側に流れる電流を交互に断続させて、出力巻線５に交番電圧を発生させて負荷１に交流電圧を供給する。通常、図４に示すように、昇圧トランス７の動作Ｑ周波数を回路発振周波数近傍としてトランスを設計する。そして、昇圧トランスの入出力位相差が90°となって利得が最大となる周波数でインバータを駆動する。しかし、負荷条件によるが、初期起動および低温等のときに負荷１のインピーダンスが変動し、これにともなって昇圧トランスの入出力電圧も大きく変動して発振が不安定になっていた。
【００１１】
そこで、本発明においては、負荷１のインピーダンスが変動しても昇圧トランスの入出力電圧変動幅が小さくなるように、図１に示したように、昇圧トランス７の動作Q周波数を回路発振周波数から遠ざけるように選択して、インバータ回路の動作を安定化させている。実験の結果によると、昇圧トランスの入出力電圧の位相差が90°±40°となる範囲で発振が不安定になることが確認された。図１に示したように、昇圧トランスの入出力電圧の位相差がその範囲すなわち50°〜130°となる周波数範囲を避けて、インバータ回路の駆動周波数を選択している。図１にも現れているように、利得のピークを外して駆動することになるので、効率は若干低下するが、回路の動作の安定という面では有効である。昇圧トランスの動作Q周波数を変更するためには、トランスの巻数、エアーギャップ、結合の調整等を行う。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、インバータ回路の発振動作および出力電圧が安定して、放電管のちらつきを生じない。入力電圧の変動がなくなるので、トランス、チョークコイルのフェライトコアの振動による騒音も低減できる。このように、昇圧トランスの入出力電圧の位相差をおよそ50°〜130°となる周波数範囲とインバータ回路の発振周波数とが重ならないようにしたので、負荷インピーダンスの変動による入出力電圧変動幅を狭くして発振を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の駆動方法の説明図
【図２】本発明を適用するインバータ回路の回路図
【図３】電圧位相差の説明図
【図４】従来の駆動方法の説明図
【符号の説明】
1：負荷（放電管）
２、３：トランジスタ
４：入力巻線
５：出力巻線
６：帰還巻線
７：昇圧トランス
９：共振コンデンサ
11：チョークコイル
12：直流電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷陰極蛍光管などの放電管を点灯するためのインバータ回路の駆動方法に関するもので、インバータ回路において発振が不安定になることを避けるための駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献】特開平９−２５２５８０号公報
【０００３】
従来のインバータ回路として図２に示すようなものが知られている。図２のインバータ回路は、プッシュプル接続されたスイッチングトランジスタ２、３と入力巻線４、出力巻線５そして帰還巻線６を有する昇圧トランス７を具えている。８はバイアス抵抗、９は入力巻線に並列に接続された共振コンデンサ、10は負荷１（放電管）に直列接続されたバラストコンデンサであり、入力巻線４の中間タップはチョークコイル11を介して直流電源12に接続されている。帰還巻線６によって自励発振させ、トランジスタ２、３を交互にスイッチングし、出力巻線５に高い交流電圧を発生させて放電管を点灯させるものである。
【０００４】
このようなインバータ回路において、入力巻線４と出力巻線５の電磁結合を弱めることによって、バラストコンデンサ10を不要にするものも考えられている。その場合には、バラストコンデンサ10が要らなくなるだけでなく、負荷１（放電管）が点灯した後はトランスの２次側の出力電圧が負荷１の点灯電圧まで低下するので、安定性がよくなる利点もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
漏洩磁束型トランスを使用したインバータ回路では、負荷（放電管）の条件によっては発振が不安定になり、負荷（放電灯）の明るさがちらついたり、トランスやチョークコイルのフェライトコアが振動して騒音を発生することがあった。本発明は、発振動作を安定させて、放電管のちらつきや回路素子の騒音の発生を防止したインバータ回路の駆動方法を提供するののである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、昇圧トランスの入出力電圧の位相差が一定の範囲で不安定な発振が生じていることに鑑み、回路の駆動周波数をその範囲から外すことによって、上記の課題を解決するものである。すなわち、入力巻線に直流電流を供給し、入力巻線電流をスイッチング素子によって断続させて、出力巻線より交番電圧を出力する昇圧トランスを具えたインバータ回路の駆動方法において、インバータ回路の駆動周波数を、昇圧トランスの入出力電圧の位相差が50〜130°となる周波数範囲から外れた周波数とすることに特徴を有するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
一対のスイッチング素子と、入力巻線と出力巻線および帰還巻線を有する昇圧トランスと、共振コンデンサを具え、入力巻線の両端をそれぞれスイッチング素子に接続するとともに、入力巻線の中間タップをチョークコイルを介して直流電源に接続する。一対のスイッチング素子を交互に導通させて出力巻線に交番電圧を発生させて放電管である負荷を駆動（点灯）するが、このインバータ回路の発振周波数と放電灯を負荷とした昇圧トランスの、図２に示すような、入出力電圧位相差が90°となる周波数あるいはその近傍とが重ならないようにして、インバータ回路の異常発振を防止するものである。
【０００８】
例えば、放電管を負荷としたとき、昇圧トランスの入出力電圧位相差がおよそ50〜130°となる周波数とインバータ回路の発振周波数が重ならないように、１次巻線と２次巻線の巻数およびエアーギャップ等の設計をした昇圧トランスで回路を構成する。これによって、負荷インピーダンスの変動に対する入出力電圧の変動幅を狭くして異常発振を防止する。
【０００９】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。本発明においては、回路構成自体は従来と同じであるので、図２を利用して説明する。図において、12は直流電源、2、3はトランジスタ、11はチョークコイルである。7は昇圧トランスで、入力巻線4、出力巻線5および帰還巻線６を有している。入力巻線４には共振コンデンサ9が並列に接続されており、入力巻線４の両端はそれぞれトランジスタ２、３のコレクタに接続してある。入力巻線４の中間タップはチョークコイル11を介して直流電源12に接続されている。出力巻線5には負荷１（放電管）が直列接続されている。帰還巻線６の両端はそれぞれトランジスタ２、３のベースに接続してある。トランジスタ2のベースはバイアス抵抗８を介して直流電源12の正極に接続してあり、トランジスタ2、3のエミッタは接地されている。なお、13は電源電圧平滑用のコンデンサである。
【００１０】
このインバータ回路は、帰還巻線6によって一対のトランジスタ２、３を自励発振させ、中間タップから入力巻線４の片側に流れる電流と他方の片側に流れる電流を交互に断続させて、出力巻線５に交番電圧を発生させて負荷１に交流電圧を供給する。通常、図４に示すように、昇圧トランス７の動作Ｑ周波数を回路発振周波数近傍としてトランスを設計する。そして、昇圧トランスの入出力位相差が90°となって利得が最大となる周波数でインバータを駆動する。しかし、負荷条件によるが、初期起動および低温等のときに負荷１のインピーダンスが変動し、これにともなって昇圧トランスの入出力電圧も大きく変動して発振が不安定になっていた。
【００１１】
そこで、本発明においては、負荷１のインピーダンスが変動しても昇圧トランスの入出力電圧変動幅が小さくなるように、図１に示したように、昇圧トランス７の動作Q周波数を回路発振周波数から遠ざけるように選択して、インバータ回路の動作を安定化させている。実験の結果によると、昇圧トランスの入出力電圧の位相差が90°±40°となる範囲で発振が不安定になることが確認された。図１に示したように、昇圧トランスの入出力電圧の位相差がその範囲すなわち50°〜130°となる周波数範囲を避けて、インバータ回路の駆動周波数を選択している。図１にも現れているように、利得のピークを外して駆動することになるので、効率は若干低下するが、回路の動作の安定という面では有効である。昇圧トランスの動作Q周波数を変更するためには、トランスの巻数、エアーギャップ、結合の調整等を行う。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、インバータ回路の発振動作および出力電圧が安定して、放電管のちらつきを生じない。入力電圧の変動がなくなるので、トランス、チョークコイルのフェライトコアの振動による騒音も低減できる。このように、昇圧トランスの入出力電圧の位相差をおよそ50°〜130°となる周波数範囲とインバータ回路の発振周波数とが重ならないようにしたので、負荷インピーダンスの変動による入出力電圧変動幅を狭くして発振を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の駆動方法の説明図
【図２】本発明を適用するインバータ回路の回路図
【図３】電圧位相差の説明図
【図４】従来の駆動方法の説明図
【符号の説明】
1：負荷（放電管）
２、３：トランジスタ
４：入力巻線
５：出力巻線
６：帰還巻線
７：昇圧トランス
９：共振コンデンサ
11：チョークコイル
12：直流電源
Claims (3)
- 入力巻線に直流電流を供給し、入力巻線電流をスイッチング素子によって断続させて、出力巻線より交番電圧を出力する昇圧トランスを具えたインバータ回路の駆動方法において、
インバータ回路の駆動周波数を、昇圧トランスの入出力電圧の位相差が50〜130°となる周波数範囲から外れた周波数とすることを特徴とするインバータ回路の駆動方法。 - 昇圧トランスの出力巻線に接続される負荷が放電灯である請求項１記載のインバータ回路の駆動方法。
- 入力巻線に直流電流を供給し、入力巻線電流をスイッチング素子によって断続させて、出力巻線より交番電圧を出力する昇圧トランスを具えたインバータ回路の駆動方法において、
インバータ回路の駆動周波数を、昇圧トランスの入出力電圧の位相差が50〜130°となる周波数範囲から外れた周波数として、
負荷インピーダンスの変動に対して昇圧トランスの入出力電圧を安定させることを特徴とするインバータ回路の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002369378A JP2004201457A (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | インバータ回路の駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002369378A JP2004201457A (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | インバータ回路の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004201457A true JP2004201457A (ja) | 2004-07-15 |
Family
ID=32765618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002369378A Pending JP2004201457A (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | インバータ回路の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004201457A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006051630A1 (ja) * | 2004-11-12 | 2006-05-18 | Minebea Co., Ltd. | バックライトインバータ及びその駆動方法 |
| EP2071903A1 (en) | 2007-12-13 | 2009-06-17 | Minebea Co. Ltd. | Backlight inverter and method of driving same |
| WO2023219066A1 (ja) * | 2022-05-09 | 2023-11-16 | 株式会社Winser | インバータ装置 |
-
2002
- 2002-12-20 JP JP2002369378A patent/JP2004201457A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006051630A1 (ja) * | 2004-11-12 | 2006-05-18 | Minebea Co., Ltd. | バックライトインバータ及びその駆動方法 |
| JP2006140055A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Minebea Co Ltd | バックライトインバータ及びその駆動方法 |
| US7489087B2 (en) | 2004-11-12 | 2009-02-10 | Minebea Co., Ltd. | Backlight inverter and method of driving same |
| EP2071903A1 (en) | 2007-12-13 | 2009-06-17 | Minebea Co. Ltd. | Backlight inverter and method of driving same |
| WO2023219066A1 (ja) * | 2022-05-09 | 2023-11-16 | 株式会社Winser | インバータ装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050930 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051011 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060117 |