JPH06245548A - インバータ回路 - Google Patents
インバータ回路Info
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- JPH06245548A JPH06245548A JP5031674A JP3167493A JPH06245548A JP H06245548 A JPH06245548 A JP H06245548A JP 5031674 A JP5031674 A JP 5031674A JP 3167493 A JP3167493 A JP 3167493A JP H06245548 A JPH06245548 A JP H06245548A
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- JP
- Japan
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- transformer
- oscillation
- voltage
- switching elements
- secondary side
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- Pending
Links
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- 238000004804 winding Methods 0.000 description 9
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 効率の高い、また大容量化に対応でき、また
小型化を実現でき、しかも対ノイズ性に優れたインバー
タ回路を提供する。 【構成】 発振トランスの１次側及び２次側が、二つの
スイッチング素子を介して昇圧トランスの１次側に接続
され、かつ、その昇圧トランスの２次側が圧電トランス
の１次側に接続されている。また、その発振トランス及
び昇圧トランスと、二つのスイッチング素子との間に
は、その発振トランス及び昇圧トランス並びにスイッチ
ング素子を駆動するためのエネルギを供給する直流電源
が設けられている。
小型化を実現でき、しかも対ノイズ性に優れたインバー
タ回路を提供する。 【構成】 発振トランスの１次側及び２次側が、二つの
スイッチング素子を介して昇圧トランスの１次側に接続
され、かつ、その昇圧トランスの２次側が圧電トランス
の１次側に接続されている。また、その発振トランス及
び昇圧トランスと、二つのスイッチング素子との間に
は、その発振トランス及び昇圧トランス並びにスイッチ
ング素子を駆動するためのエネルギを供給する直流電源
が設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶のバックラ
イト用電源回路等に用いられるインバータ回路に関す
る。
イト用電源回路等に用いられるインバータ回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶のバックライト用電源回路と
しては、図２に示すように、プッシュプル回路で構成さ
れた、いわゆるロイヤ形回路と呼ばれるものがある。こ
の構成の特徴は２つのトランジスタＴr21,Ｔr22 と２つ
の巻線トランスすなわち、出力トランスＮp1・Ｎp2及び
発振トランスＮf2を用いた点にある。この発振用及び昇
圧用に各々用いられている発振トランスＮf2及び出力ト
ランスＮp1・Ｎp2は共に磁気飽和を必要とし、この磁気
飽和を起こした時点で方形波の交流電圧を発生する。例
えば、この例では１２Ｖの直流の入力電圧ＶINが供給さ
れて、１．５ｋＶの出力電圧ＶOUT が出力側から取り出
される。
しては、図２に示すように、プッシュプル回路で構成さ
れた、いわゆるロイヤ形回路と呼ばれるものがある。こ
の構成の特徴は２つのトランジスタＴr21,Ｔr22 と２つ
の巻線トランスすなわち、出力トランスＮp1・Ｎp2及び
発振トランスＮf2を用いた点にある。この発振用及び昇
圧用に各々用いられている発振トランスＮf2及び出力ト
ランスＮp1・Ｎp2は共に磁気飽和を必要とし、この磁気
飽和を起こした時点で方形波の交流電圧を発生する。例
えば、この例では１２Ｖの直流の入力電圧ＶINが供給さ
れて、１．５ｋＶの出力電圧ＶOUT が出力側から取り出
される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の技術
では、発振トランス及び昇圧用トランスを共に磁気飽和
させる必要があり、効率が悪く、数１０Ｗまでのパワー
しかとることができないという問題があった。さらに、
巻線トランスは、小型化・薄型化が困難であり、また、
最終出力端の対ノイズ性にも劣っているという問題もあ
った。
では、発振トランス及び昇圧用トランスを共に磁気飽和
させる必要があり、効率が悪く、数１０Ｗまでのパワー
しかとることができないという問題があった。さらに、
巻線トランスは、小型化・薄型化が困難であり、また、
最終出力端の対ノイズ性にも劣っているという問題もあ
った。
【０００４】本発明はこれらの問題を解決するためにな
されたもので、効率の高い、また大容量化に対応でき、
また小型化を実現でき、しかも対ノイズ性に優れたイン
バータ回路を提供することを目的とする。
されたもので、効率の高い、また大容量化に対応でき、
また小型化を実現でき、しかも対ノイズ性に優れたイン
バータ回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、本発明のインバータ回路は、発振トランスの１
次側及び２次側が、二つのスイッチング素子を介して昇
圧トランスの１次側に接続され、かつ、その昇圧トラン
スの２次側が圧電トランスの１次側に接続されていると
ともに、その発振トランス及び昇圧トランスと、上記二
つのスイッチング素子との間には、その発振トランス及
び昇圧トランス並びに二つのスイッチング素子を駆動す
るためのエネルギを供給する直流電源が設けられてな
り、その二つのスイッチング素子のうち、一方のスイッ
チング素子をオン状態とすることにより、上記発振トラ
ンスが励磁されるとともに、上記昇圧トランスに所定の
電圧が印加され、その発振トランスが磁気飽和点に達し
た時点で上記一方のスイッチング素子がオフ状態とな
り、上記発振トランスに極性の異なる電圧が発生するこ
とにより、他方のスイッチング素子がオン状態となる動
作が繰り返しなされて、上記発振トランスの発振を継続
させ、上記昇圧トランスの２次側から供給される電圧
を、上記圧電トランスの１次側に供給して、所定の昇圧
比でさらに昇圧してその圧電トランスの２次側に出力す
るよう構成されたことによって特徴付けられている。
ために、本発明のインバータ回路は、発振トランスの１
次側及び２次側が、二つのスイッチング素子を介して昇
圧トランスの１次側に接続され、かつ、その昇圧トラン
スの２次側が圧電トランスの１次側に接続されていると
ともに、その発振トランス及び昇圧トランスと、上記二
つのスイッチング素子との間には、その発振トランス及
び昇圧トランス並びに二つのスイッチング素子を駆動す
るためのエネルギを供給する直流電源が設けられてな
り、その二つのスイッチング素子のうち、一方のスイッ
チング素子をオン状態とすることにより、上記発振トラ
ンスが励磁されるとともに、上記昇圧トランスに所定の
電圧が印加され、その発振トランスが磁気飽和点に達し
た時点で上記一方のスイッチング素子がオフ状態とな
り、上記発振トランスに極性の異なる電圧が発生するこ
とにより、他方のスイッチング素子がオン状態となる動
作が繰り返しなされて、上記発振トランスの発振を継続
させ、上記昇圧トランスの２次側から供給される電圧
を、上記圧電トランスの１次側に供給して、所定の昇圧
比でさらに昇圧してその圧電トランスの２次側に出力す
るよう構成されたことによって特徴付けられている。
【０００６】
【作用】直流の入力電圧が供給されると、一方のスイッ
チング素子が‘ＯＮ’となって、発振トランスが励磁さ
れ、昇圧トランスには電圧が印加され一方のスイッチン
グ素子は急速に‘ＯＮ’となる。その後、発振トランス
が磁気飽和に達した時点で、一方のスイッチング素子が
‘ＯＦＦ’となり、同時にこの発振トランスに逆電圧が
発生し、他方のスイッチング素子が‘ＯＮ’となる。こ
のように一方及び他方のスイッチング素子が交互に‘Ｏ
Ｎ’となるこの一連の動作が繰り返しなされて、発振ト
ランスの自励発振が持続され、その昇圧トランスの２次
側から供給される電圧を圧電トランスの１次側に供給し
て、所定の昇圧比で昇圧され圧電トランスの出力端に高
電圧が出力される。
チング素子が‘ＯＮ’となって、発振トランスが励磁さ
れ、昇圧トランスには電圧が印加され一方のスイッチン
グ素子は急速に‘ＯＮ’となる。その後、発振トランス
が磁気飽和に達した時点で、一方のスイッチング素子が
‘ＯＦＦ’となり、同時にこの発振トランスに逆電圧が
発生し、他方のスイッチング素子が‘ＯＮ’となる。こ
のように一方及び他方のスイッチング素子が交互に‘Ｏ
Ｎ’となるこの一連の動作が繰り返しなされて、発振ト
ランスの自励発振が持続され、その昇圧トランスの２次
側から供給される電圧を圧電トランスの１次側に供給し
て、所定の昇圧比で昇圧され圧電トランスの出力端に高
電圧が出力される。
【０００７】
【実施例】本発明実施例のインバータ回路を図１に示
す。以下にこの図に基づいて本発明実施例を説明する。
す。以下にこの図に基づいて本発明実施例を説明する。
【０００８】スイッチング素子として、互いのエミッタ
が接続された２つのトランジスタＴr1, Ｔr2とが設けら
れている。また、トランジスタＴr1, Ｔr2の各々のべー
ス回路には発振トランスＴ2 が設けられており、一方、
これらのトランジスタＴr1,Ｔr2の各々のコレクタ回路
には昇圧比１：３で昇圧する昇圧トランスＴ1 が設けら
れている。発振トランスＴ2 は昇圧トランスＴ1 に比
べ、小型のトランスが用いられている。また、この昇圧
トランスＴ1 の２次側の出力端には、その昇圧トランス
Ｔ1 から供給される電圧を、後述する昇圧作用により昇
圧する圧電トランスＴ3 が備えられている。この圧電ト
ランスＴ3 は圧電セラミックスの材料粉体を焼結するこ
とにより形成された焼結体に分極処理が施された、長方
形板共振振動子である。この素子の共振周波数の電源に
より一次側を励振すると、電歪効果で素子の長さ方向に
機械振動が生じ、二次側ではその逆変換が行われること
により、電気→機械振動→電気の変換系が成立する。こ
の素子の昇圧作用は、この時のインピーダンス変換によ
り発生するものである。この回路では、直流の方形波の
入力電圧ＶINに対し、出力端から取り出される出力電圧
ＶOUT は交流の正弦波となる。
が接続された２つのトランジスタＴr1, Ｔr2とが設けら
れている。また、トランジスタＴr1, Ｔr2の各々のべー
ス回路には発振トランスＴ2 が設けられており、一方、
これらのトランジスタＴr1,Ｔr2の各々のコレクタ回路
には昇圧比１：３で昇圧する昇圧トランスＴ1 が設けら
れている。発振トランスＴ2 は昇圧トランスＴ1 に比
べ、小型のトランスが用いられている。また、この昇圧
トランスＴ1 の２次側の出力端には、その昇圧トランス
Ｔ1 から供給される電圧を、後述する昇圧作用により昇
圧する圧電トランスＴ3 が備えられている。この圧電ト
ランスＴ3 は圧電セラミックスの材料粉体を焼結するこ
とにより形成された焼結体に分極処理が施された、長方
形板共振振動子である。この素子の共振周波数の電源に
より一次側を励振すると、電歪効果で素子の長さ方向に
機械振動が生じ、二次側ではその逆変換が行われること
により、電気→機械振動→電気の変換系が成立する。こ
の素子の昇圧作用は、この時のインピーダンス変換によ
り発生するものである。この回路では、直流の方形波の
入力電圧ＶINに対し、出力端から取り出される出力電圧
ＶOUT は交流の正弦波となる。
【０００９】以上の構成をなす本発明のインバータ回路
の動作を次に説明する。起動抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 又はＲ1 ，
Ｒ3 を通してトランスＴ2 のＮB1巻線に電流が流れ、ト
ランジスタＴr1, Ｔr2のべース電流となる。このとき、
このべース電流の低い方のトランジスタが先に‘ＯＮ’
となる。
の動作を次に説明する。起動抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 又はＲ1 ，
Ｒ3 を通してトランスＴ2 のＮB1巻線に電流が流れ、ト
ランジスタＴr1, Ｔr2のべース電流となる。このとき、
このべース電流の低い方のトランジスタが先に‘ＯＮ’
となる。
【００１０】例えば、トランジスタＴr1が先に‘ＯＮ’
となった場合、入力電源ＶINからトランスのＮp1巻線に
電流が流れ、Ｎp1巻線とＮp2巻線との両端には２ＶINの
電圧が発生する。このとき、発振トランスＴ2 のＮf 巻
線にも、この電圧が加わり、ＮB1巻線へトランジスタＴ
r1がさらに‘ＯＮ’となる方向の電圧を発生する。この
状態でべース電流は流れ続け、トランジスタＴr1は‘Ｏ
Ｎ’状態を持続する。
となった場合、入力電源ＶINからトランスのＮp1巻線に
電流が流れ、Ｎp1巻線とＮp2巻線との両端には２ＶINの
電圧が発生する。このとき、発振トランスＴ2 のＮf 巻
線にも、この電圧が加わり、ＮB1巻線へトランジスタＴ
r1がさらに‘ＯＮ’となる方向の電圧を発生する。この
状態でべース電流は流れ続け、トランジスタＴr1は‘Ｏ
Ｎ’状態を持続する。
【００１１】その後、発振トランスＴ2 のコアの磁束密
度が増加し、やがて磁気飽和に達する。このため、ＮB1
巻線への電圧が誘起されなくなり、トランジスタＴr1は
‘ＯＦＦ’となる。また、同時に発振トランスＴ2 には
逆起電力が発生し、今までとは反対の極性の電圧が発生
し、トランジスタＴr2が‘ＯＮ’となる。
度が増加し、やがて磁気飽和に達する。このため、ＮB1
巻線への電圧が誘起されなくなり、トランジスタＴr1は
‘ＯＦＦ’となる。また、同時に発振トランスＴ2 には
逆起電力が発生し、今までとは反対の極性の電圧が発生
し、トランジスタＴr2が‘ＯＮ’となる。
【００１２】こうした一連の動作の繰り返しにより、自
励発振が持続され、昇圧トランスＴ 1 の２次側へ電圧が
供給される。この昇圧比１：３の昇圧トランスＴ1 を介
して、２次側に供給された電圧は、さらに圧電トランス
Ｔ3 により昇圧され、出力端から出力電圧ＶOUT として
取り出される。
励発振が持続され、昇圧トランスＴ 1 の２次側へ電圧が
供給される。この昇圧比１：３の昇圧トランスＴ1 を介
して、２次側に供給された電圧は、さらに圧電トランス
Ｔ3 により昇圧され、出力端から出力電圧ＶOUT として
取り出される。
【００１３】この圧電トランスの昇圧比は、一般に数百
倍から１０００倍程度であるが、この昇圧比は、電気機
械係数、機械的品質係数、材料の形状により決定され
る。本発明実施例の場合、入力電源は、直流の１２Ｖ，
１８０ｍＡが用いられ、昇圧トランスＴ1 により、３０
Ｖとなり、圧電トランスを介してその出力端には１．５
ｋＶの電圧が得られる構成となっている。
倍から１０００倍程度であるが、この昇圧比は、電気機
械係数、機械的品質係数、材料の形状により決定され
る。本発明実施例の場合、入力電源は、直流の１２Ｖ，
１８０ｍＡが用いられ、昇圧トランスＴ1 により、３０
Ｖとなり、圧電トランスを介してその出力端には１．５
ｋＶの電圧が得られる構成となっている。
【００１４】以上述べたように、昇圧用トランスＴ1 を
磁気飽和させる必要はなく、発振トランスＴ2 のみを磁
気飽和するだけでよいから、コアの損失、及びトランジ
スタ素子の損失を少なくするとができ、効率が高くな
る。
磁気飽和させる必要はなく、発振トランスＴ2 のみを磁
気飽和するだけでよいから、コアの損失、及びトランジ
スタ素子の損失を少なくするとができ、効率が高くな
る。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインバー
タ回路によれば、発振トランスの１次側及び２次側が、
二つのスイッチング素子を介して昇圧トランスの１次側
に接続され、かつ、その昇圧トランスの２次側が圧電ト
ランスの１次側に接続されているとともに、その発振ト
ランス及び昇圧トランスと、二つのスイッチング素子と
の間には、発振トランス及び昇圧トランス並びにスイッ
チング素子を駆動するためのエネルギを供給する直流電
源を設けた構成としたので、コアの損失、及びトランジ
スタ素子の損失が少なく、効率が高くなる。また、最終
出力端を圧電トランスとしたので、大容量に適応できま
た対ノイズ性に優れ、さらに全体の小型化を図ることが
できる。したがって、今後、例えば、液晶等のバックラ
イトの大容量化に伴う回路構成にも十分に対応すること
ができる。
タ回路によれば、発振トランスの１次側及び２次側が、
二つのスイッチング素子を介して昇圧トランスの１次側
に接続され、かつ、その昇圧トランスの２次側が圧電ト
ランスの１次側に接続されているとともに、その発振ト
ランス及び昇圧トランスと、二つのスイッチング素子と
の間には、発振トランス及び昇圧トランス並びにスイッ
チング素子を駆動するためのエネルギを供給する直流電
源を設けた構成としたので、コアの損失、及びトランジ
スタ素子の損失が少なく、効率が高くなる。また、最終
出力端を圧電トランスとしたので、大容量に適応できま
た対ノイズ性に優れ、さらに全体の小型化を図ることが
できる。したがって、今後、例えば、液晶等のバックラ
イトの大容量化に伴う回路構成にも十分に対応すること
ができる。
【図１】本発明実施例の回路図
【図２】従来例の回路図
Ｔr1, Ｔr2・・・・トランジスタ Ｔ1 ・・・・昇圧トランス Ｔ2 ・・・・発振トランス Ｔ3 ・・・・圧電トランス
Claims (1)
- 【請求項１】 発振トランスの１次側及び２次側が、二
つのスイッチング素子を介して昇圧トランスの１次側に
接続され、かつ、その昇圧トランスの２次側が圧電トラ
ンスの１次側に接続されているとともに、その発振トラ
ンス及び昇圧トランスと、上記二つのスイッチング素子
との間には、その発振トランス及び昇圧トランス並びに
二つのスイッチング素子を駆動するためのエネルギを供
給する直流電源が設けられてなり、その二つのスイッチ
ング素子のうち、一方のスイッチング素子をオン状態と
することにより、上記発振トランスが励磁されるととも
に、上記昇圧トランスに所定の電圧が印加され、その発
振トランスが磁気飽和点に達した時点で上記一方のスイ
ッチング素子がオフ状態となり、上記発振トランスに極
性の異なる電圧が発生することにより、他方のスイッチ
ング素子がオン状態となる動作が繰り返しなされて、上
記発振トランスの発振を継続させ、上記昇圧トランスの
２次側から供給される電圧を、上記圧電トランスの１次
側に供給して、所定の昇圧比でさらに昇圧してその圧電
トランスの２次側に出力するよう構成されたインバータ
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031674A JPH06245548A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | インバータ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031674A JPH06245548A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | インバータ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06245548A true JPH06245548A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12337673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5031674A Pending JPH06245548A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | インバータ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06245548A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5969954A (en) * | 1997-01-16 | 1999-10-19 | Nec Corporation | AC/DC converter with a piezoelectric transformer |
| KR100402432B1 (ko) * | 1996-09-25 | 2004-03-20 | 마사카즈 우시지마 | 방전관용인버터회로 |
-
1993
- 1993-02-22 JP JP5031674A patent/JPH06245548A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100402432B1 (ko) * | 1996-09-25 | 2004-03-20 | 마사카즈 우시지마 | 방전관용인버터회로 |
| US5969954A (en) * | 1997-01-16 | 1999-10-19 | Nec Corporation | AC/DC converter with a piezoelectric transformer |
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