JPS636926Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、消費電力を削減するとともに、出
力効率を向上させるようにした高圧発生回路に関
する。

従来、たとえばテレビジヨン受像機の高圧ユニ
ツトなどに設けられた高圧発生回路すなわち反結
合型LC発振回路を応用した高圧発生回路は、第
１図に示すように、低圧電源端子＋Ｂに、バイア
ス設定用第１抵抗Ｒ１を介してNPN型の発振用
トランジスタＱ１のベースが接続されるととも
に、発振昇圧兼用の変圧器Ｔの発振用１次巻線ｌ
１の一端が接続され、１次巻線ｌ１の両端に共振
用第１コンデンサＣ１が接続されるとともに、１
次巻線ｌ１の他端にトランジスタＱ１のコレクタ
が接続されている。

また、変圧器Ｔの帰還用２次巻線ｌ２ａの一端
が、共振用第２コンデンサＣ２、第２低抗Ｒ２の
並列回路および入力用第３低抗Ｒ３を介してトラ
ンジスタＱ１のベースに接続されるとともに、帰
還用２次巻線ｌ２ａの他端が低圧側接地端子Ga
に接続され、第１トランジスタＱ１のエミツタと
接地端子Gaとの間にバイアス用第４抵抗Ｒ４が
設けられている。

さらに、２次巻線ｌ２ａの一端に整流用第１ダ
イオードＤ１のアノードが接続されるとともに第
１ダイオードＤ１のカソードが分圧用第５，第６
抵抗R5，R6の直列回路を介して低圧側接地端子
Gaに接続され、第１ダイオードＤ１のカソード
と低圧側接地端子Gaとの間に平滑用第３コンデ
ンサＣ３が設けられている。また、第５，第６抵
抗R5，R6の接続点に第１ツエナダイオードZD１
のカソードが接続され、第１ツエナダイオード
ZD１のアノードが、バイアス用第７抵抗Ｒ７を
介して接地されるとともに、第１ツエナダイオー
ドZD１のアノードにNPN型の制御用トランジス
タＱ２ａのベースが接続され、トランジスタＱ２
ａのエミツタが接地端子Gaに接続されるととも
に、トランジスタＱ２ａのコレクタとトランジス
タＱ１のベースとの間に、トランジスタＱ２ａの
コレクタにカソードが接続された逆流防止用第２
ダイオードＤ２が設けられ、トランジスタＱ２ａ
のコレクタと接地端子Gaとの間に積分用第４コ
ンデンサＣ４が設けられている。

そして、たとえば低圧電源端子＋Ｂの電圧すな
わち電源電圧が130ボルトに設定されるとともに、
第１抵抗Ｒ１を介した電源電圧により第１トラン
ジスタＱ１が発振起動されて１次巻線ｌ１に正弦
波形の発振出力が入力され、このとき、トランジ
スタＱ１の発振周波数が変圧器Ｔのインダクタン
スと第１コンデンサＣ１の容量により設定され
る。なお、正確にはトランジスタＱ１のベース，
コレクタ間の容量や変圧器Ｔの浮遊容量も発振周
波数に影響を与える。

そして、１次巻線ｌ１に入力される発振出力が
増加すると、２次巻線ｌ２ａの正帰還出力、すな
わち帰還出力が増加し、２次巻線ｌ２ａの正の帰
還出力電圧がダイオードＤ１により整流されると
ともに第３コンデンサＣ３により平滑され第５抵
抗Ｒ５を介して第１ツエナダイオードZD１のカ
ソードに印加されるとともに、帰還出力電圧が第
１ツエナダイオードZD１のツエナ電圧より大き
くなると帰還出力電圧がトランジスタＱ２ａのベ
ースに印加されトランジスタＱ２ａのコレクタ，
エミツタ間の抵抗値が小さくなるとともに、トラ
ンジスタＱ２ａのコレクタ，エミツタ間の抵抗値
が小さくなることにより、トランジスタＱ１のベ
ースバイアス電圧が低下し、トランジスタＱ１の
発振出力が抑制されてトランジスタＱ１の発振出
力が所定の一定値になるように制御され、逆に、
トランジスタＱ１の発振出力が減少すると、２次
巻線ｌ２ａの帰還出力が減少し、第１ダイオード
Ｄ１、第５抵抗Ｒ５を介して第１ツエナダイオー
ドZD１のカソードに印加される帰還出力電圧が
第１ツエナダイオードZD１のツエナ電圧より低
くなると、トランジスタＱ２ａのコレクタ，エミ
ツタ間の抵抗値が大きくなるとともに、トランジ
スタＱ２ａのコレクタ，エミツタ間の抵抗値が大
きくなることにより、トランジスタＱ１のベース
バイアス電圧が上昇し、トランジスタＱ１の発振
出力が増加して発振出力が所定の一定値になるよ
うに制御される。

また、１次巻線ｌ１に入力される発振出力によ
り、変圧器Ｔの出力用２次巻線ｌ２ｂに高圧出力
が発生し、このとき、２次巻線ｌ２ｂの一端と高
圧出力端子Hvとの間に倍電圧用第５コンデンサ
Ｃ５，高圧出力端子Hvにカソードが接続された
整流用第３ダイオードＤ３の直列回路が設けら
れ、２次巻線ｌ２ｂの他端が高圧側接地端子Gb
に接続されるとともに、接地端子Gbと第３ダイ
オードＤ３のアノード，カソードそれぞれとの間
に、アノードが接地端子Gbに接続された整流用
第４ダイオードＤ４，平滑用第６コンデンサＣ６
それぞれが設けられ、両ダイオードＤ３，Ｄ４お
よび第５コンデンサＣ５により２次巻線ｌ２ｂの
高圧出力が２倍電圧整流されるとともに第６コン
デンサＣ６により平滑され、高圧出力端子Hvと
接地端子Gbとの間にたとえば15キロボルトの直
流高圧が発生する。

ところで、高圧出力端子Hvと接地端子Gbとの
間に負荷を設け、大電力の直流高圧を負荷に供給
する場合、すなわち２次巻線ｌ２ｂの高圧出力を
増加させる場合は、トランジスタＱ１のコレクタ
電流が増加し、第４抵抗Ｒ４の消費電力が増加
し、第４抵抗Ｒ４の発熱による損失が増大すると
ともに、回路全体の消費電力が増加し出力効率が
悪化する。たとえば第４抵抗Ｒ４の抵抗値を２オ
ームとし、15キロボルト／15ミリアンペアの直流
高圧電力を負荷に供給する場合、電源電圧が130
ボルトであればトランジスタＱ１のコレクタ電流
が約0.8アンペアになり、第４抵抗Ｒ４で消費さ
れる電力は6.4ワツトになり、出力電力の約９％
に相当する。

そこで、第４抵抗Ｒ４を設けずにトランジスタ
Ｑ１のエミツタを接地端子Gaに直接接続できれ
ばよいが、トランジスタＱ１のベース・エミツタ
間電圧が0.7〜0.8ボルトであり、第２ダイオード
Ｄ２の順方向電圧が0.7〜0.8ボルトであるため、
第２ダイオードＤ２のアノード電位を0.9〜1.0ボ
ルト程度に設定する必要があり、トランジスタＱ
１のエミツタを接地端子Gaに直接接続するとト
ランジスタＱ１のバイアス制御ができなくなり、
発振出力の振幅が負荷変動により大きく変動し、
発振出力を安定化して直流高圧を安定化すること
が不可能になる。

一方、発振出力を可変するために、第２図に示
すように、第５抵抗Ｒ５と第６抵抗Ｒ６との間に
第１可変抵抗VR１を設けるとともに、第１可変
抵抗VR１の摺動子に第１ツエナーダイオードZD
１のカソードを接続することが提案されている。

この考案は、前記の諸点に留意してなされたも
のであり、つぎにこの考案を、その実施例を示し
た第３図以下の図面とともに詳細に説明する。

まず、１実施例を示した第３図について説明す
る。

第３図において、第１図と同一記号は同一のも
のを示し、第１図と異なる点はつぎの点である。

すなわち、トランジスタＱ２ａのコレクタとベ
ースとの間にコレクタにカソードが接続された第
２ツエナダイオードZD２が設けられるとともに、
トランジスタＱ２ａのベースとエミツタとの間に
バイアス用第８抵抗Ｒ８が設けられ、トランジス
タＱ２ａのエミツタと接地端子Gaとの間にフイ
ルタ用第７コンデンサＣ７が設けられ、さらに、
変圧器Ｔの２次巻線ｌ２ａの一端が整流用第５ダ
イオードＤ５のカソード，アノードおよび平滑用
第８コンデンサＣ８を介して接地端子Gaに接続
されるとともに、第５ダイオードＤ５のアノード
と接地端子Gaとの間に分圧用第９，第10抵抗Ｒ
９，Ｒ１０が直列に接続され、両抵抗Ｒ９，Ｒ１
０の接続点がトランジスタＱ２ａのエミツタに接
続された点である。なお、第８コンデンサＣ８、
第５ダイオードＤ５により整流平滑部１が形成さ
れるとともに、第２，第３抵抗Ｒ２，Ｒ３により
２次巻線ｌ２ａとトランジスタＱ１のベース側と
のインピーダンス整合も計られている。

そして、前述と同様にトランジスタＱ１が発振
起動されると、変圧器Ｔの１次巻線ｌ１に正弦波
形の発振出力が入力され、２次巻線ｌ２ａに発振
出力に比例した帰還出力が発生し、帰還出力であ
る帰還信号の負の成分が第５ダイオードＤ５によ
り整流されるとともに第８コンデンサＣ８により
平滑され、接地端子Gaの電位に対して負電位の
基準電圧が、第５ダイオードＤ５のアノードから
第９，第10抵抗Ｒ９，Ｒ１０の直列回路に出力さ
れ、トランジスタＱ２ａのエミツタに、第９，第
10抵抗Ｒ９，Ｒ１０により分圧された前述の基準
電圧が印加され、トランジスタＱ２ａの基準電位
が接地端子Gaの電位に対して負電位の基準電圧
により制御される。

そこで、発振出力が設定された所定の一定値か
ら増加し始めると、帰還出力の振幅が大きくなる
とともに帰還出力が増加し、トランジスタＱ２ａ
のエミツタに印加される基準電圧が前述よりさら
に負電位の方向に低下し、トランジスタＱ２ａの
エミツタ電位およびベース電位が低下し、ベース
電位の低下により第２ツエナダイオードZD２を
流れる電流が増加するとともにトランジスタＱ２
ａのコレクタ，エミツタ間の抵抗値が減少し、ト
ランジスタＱ１のベース電位が低下するととも
に、トランジスタＱ１のベース電位の低下により
発振出力の増加が抑制され、発振出力が所定の一
定値に制御される。逆に、発振出力が所定の一定
値から減少し始めると、帰還出力の振幅が小さく
なるとともに帰還出力が減少し、トランジスタＱ
２ａのエミツタに印加される基準電圧が、接地端
子Gaの電位の方向すなわち正電位方向に上昇し、
トランジスタＱ２ａのエミツタ電位およびベース
電位が上昇し、ベース電位の上昇により第２ツエ
ナダイオードZD２を流れる電流が減少するとと
もに、トランジスタＱ２ａのコレクタ，エミツタ
間の抵抗値が増加し、トランジスタＱ１のベース
電位が上昇するとともに、トランジスタＱ１のベ
ース電位の上昇により発振出力の減少が抑制さ
れ、発振出力が所定の一定値に制御される。

すなわち、２次巻線ｌ２ａの帰還信号の整流平
滑により、整流平滑部１からトランジスタＱ２ａ
に、接地端子Gaの電位に対して負電位の基準電
圧が出力され、基準電圧の変動検出により第２ツ
エナダイオードZD２のカソード電位すなわちト
ランジスタＱ２ａのコレクタ電位が変動し、トラ
ンジスタＱ２ａのコレクタ電位の変動によりトラ
ンジスタＱ１のベース電位が変動し、トランジス
タＱ２ａによりトランジスタＱ１のベースバイア
ス電圧が制御されて発振出力の増加、減少が抑制
され、発振出力が設定された所定の一定値に保持
され、発振出力の安定化が計れる。

そして、トランジスタＱ１のエミツタが従来の
第４抵抗Ｒ４を介さずに接地端子Gaに直接接続
されるため、所定の一定値の発振出力が大きい場
合、すなわちトランジスタＱ１のコレクタ電流が
多い場合の消費電力を削減するとともに、出力効
率を向上させることができる。たとえば、前述の
15キロボルト／15ミリアンペアの直流高圧電力を
負荷に供給する場合、従来に比して消費電力を約
９％削減することができる。

つぎに、他の実施例を示した第４図について説
明する。

同図において、第３図と異なる点は、第９，第
10抵抗Ｒ９，Ｒ１０の間に第２可変抵抗VR２を
設けるとともに、第２可変抵抗VR２の摺動子を
トランジスタＱ２ａのエミツタに接続した点であ
り、第２可変抵抗VR２の摺動子を移動させるこ
とにより、トランジスタＱ２ａのエミツタに印加
される基準電圧を連続的に可変することができ、
発振出力の設定値を連続的に可変して、変圧器Ｔ
の２次巻線ｌ２ｂの高圧出力を連続的に可変する
ことができ、このとき、前述と同様に消費電力を
削減するとともに出力効率を向上させ、かつ、発
振出力を安定化することができる。

つぎに、さらに他の実施例を示した第５図およ
び第６図について説明する。

同図において第３図と同一記号は同一のものを
示し異なる点はつぎの点である。

すなわち、第３図のトランジスタＱ２ａの代わ
りにPNP型の制御用トランジスタＱ２ｂを設け
トランジスタＱ２ｂのエミツタをトランジスタＱ
１のベースに接続するとともに、トランジスタＱ
２ｂのコレクタを接地端子Gaに接続し、トラン
ジスタＱ２ｂのベースとエミツタとの間にバイア
ス用第11抵抗Ｒ１１を設けるとともに、トランジ
スタＱ２ｂのベースと、第５ダイオードＤ５のア
ノードとの間に、第５ダイオードＤ５のアノード
にアノードが接続された第３ツエナダイオード
ZD３を設けた点である。

そして、前述と同様にトランジスタＱ１が発振
起動され、このとき、第６図に示すように、トラ
ンジスタＱ１のコレクタ電圧の波形が低圧電源端
子＋Ｂの電圧＋ｂを基準とした正弦波形になり、
１次巻線ｌ１に、正弦波形の発振出力が入力され
ると、両２次巻線ｌ２ａ，ｌ２ｂそれぞれに帰還
出力、高圧用出力が発生し、帰還出力が整流平滑
部１に入力され整流平滑部１から、接地端子Ga
の電位に対して負電位の基準電圧が出力される。
なお、第６図のｇは接地端子Gaの電位である。

そして、発振出力が増加し始め、高圧出力端子
Hvの出力電圧が高くなり始めると、変圧器Ｔの
２次巻線ｌ２ａの電圧、すなわち帰還出力電圧が
大きくなり、整流平滑部１の基準電圧がさらに負
電位の方向に低下し、第３ツエナダイオードZD
３を流れる電流が増加し、トランジスタＱ２ｂの
ベース電流が増加するとともにトランジスタＱ２
ｂのコレクタ，エミツタ間の抵抗値が小さくな
り、トランジスタＱ１のベース電流が減少すると
ともにベース電位が低下し、発振出力の増加が抑
制され発振出力の振幅が小さくなる。逆に、発振
出力が減少し始め、高圧出力端子Hvの電圧が低
くなり始めると、変圧器Ｔの２次巻線ｌ２ａの帰
還出力電圧が小さくなり、整流平滑部１の基準電
圧が正電位方向に上昇し、第３ツエナダイオード
ZD３を流れる電流が減少し、トランジスタＱ２
ｂのベース電流が減少するとともにトランジスタ
Ｑ２ｂのコレクタ，エミツタ間の抵抗値が大きく
なり、トランジスタＱ１のベース電流が増加する
とともにベース電位が上昇し始め、発振出力の減
少が抑制され発振出力の振幅が大きくなろうとす
る。

以上の動作をくり返すことにより、発振出力の
振幅が一定になり、発振出力が所定の一定値に制
御されるとともに高圧出力端子Hvの電圧が一定
になり、発振出力が安定化される。

さらに、前述と同様にトランジスタＱ１のエミ
ツタが接地端子Gaに直接接続されるため、消費
電力を削減するとともに出力効率を向上させるこ
とができる。

つぎに、他の実施例を示した第７図について説
明する。

第７図において第５図と同一記号は同一のもの
を示し、異なる点は第５図の第11抵抗Ｒ１１の代
わりに、トランジスタＱ２ｂのベースと接地端子
Gaとの間にバイアス用第12抵抗Ｒ１２を設けた
点であり、前述と同様に、発振出力が安定化され
るとともに、消費電力の削減および出力効率の向
上を計ることができる。

さらに、他の実施例を示した第８図について説
明する。

第８図において第５図および第７図と同一記号
は同一のものを示し、異なる点はつぎの点であ
る。

すなわち、２次巻線ｌ２ａにタツプtpを設ける
とともに、タツプtpを接地端子Gaに接続し、２
次巻線ｌ２ａの他端に整流用第６ダイオードＤ６
のカソードを接続するとともに第６ダイオードＤ
６のアノードを第５ダイオードＤ５のアノードに
接続し、両ダイオードＤ５，Ｄ６および第８コン
デンサＣ８により両波整流型の整流平滑部１を形
成し、さらに、第６ダイオードＤ６のアノードと
接地端子Gaとの間に第13抵抗Ｒ１３，第３可変
抵抗VR３，第14抵抗Ｒ１４の直列回路を設ける
とともに、第３ツエナダイオードZD３のアノー
ドを第３可変抵抗VR３の摺動子に接続し、第３
可変抵抗VR３の摺動子と接地端子Gaとの間にフ
イルタ用第９コンデンサＣ９が設けられた点であ
る。

そして、整流平滑部１により２次巻線ｌ２ａの
帰還出力を両波整流するとともに平滑するため、
たとえば発振出力の波形が最適な正弦波形から歪
んだ波形、たとえばパルス波形になつた場合に
も、安定した基準電圧を得ることができ、発振出
力を一層安定化することができ、消費電力の削減
および出力効率の向上を計ることができる。

また、第３可変抵抗VR３の摺動子を移動させ
ることにより、発振出力の設定値を連続的に可変
することができ、ツエナ電圧のばらつきを補正す
ることができる。

つぎに、他の実施例を示した第９図について説
明する。

第９図において第８図と同一記号は同一のもの
を示し、異なる点は整流平滑部１を第６ダイオー
ドＤ６および第８コンデンサＣ８により形成した
点であり、前述と同様に発振出力を安定化させ、
消費電力の削減および出力効率の向上を計ること
ができるとともに、整流平滑部１により２次巻線
ｌ２ａの帰還信号を180゜位相をずらして整流する
とともに平滑して基準電圧を出力することができ
る。

以上のように、この考案の高圧発生回路による
と、発振用トランジスタのベースバイアス電圧を
制御する制御用トランジスタに整流平滑部の負の
基準電圧を出力したことにより、消費電力を削減
するとともに出力効率の向上を計ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高圧発生回路の１例の結線図、
第２図は従来の高圧発生回路の他の例の一部の結
線図、第３図以下の図面はこの考案の高圧発生回
路の実施例を示し、第３図は１実施例の結線図、
第４図は他の実施例の一部の結線図、第５図はさ
らに他の実施例の結線図、第６図は第５図の発振
用トランジスタのコレクタ電圧波形図、第７図な
いし第９図それぞれは他の実施例の結線図であ
る。 １……整流平滑部、Ｑ１……発振用トランジス
タ、Ｑ２ａ，Ｑ２ｂ……制御用トランジスタ、Ｔ
……変圧器、ｌ１……発振用第１次巻線、ｌ２ａ
……帰還用２次巻線、ｌ２ｂ……出力用２次巻
線。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 発振用トランジスタの発振出力が入力される
   とともに共振用コンデンサが並列に接続された
   発振用１次巻線と、前記発振出力にもとづく帰
   還出力が発生する帰還用２次巻線と、前記発振
   出力にもとづく高圧用出力が発生する出力用２
   次巻線とを有する変圧器を備え、前記帰還出力
   を前記発振用トランジスタのベースに帰還する
   とともに、前記帰還出力の変動検出により前記
   発振用トランジスタのベースバイアス電圧を制
   御し前記発振出力を所定の一定値に制御する制
   御用トランジスタを設けた高圧発生回路におい
   て、前記帰還出力を整流平滑した基準電圧を前
   記制御用トランジスタに出力する整流平滑部を
   設け、前記基準電圧の変動検出により前記発振
   用トランジスタのベースバイアス電圧を制御し
   た高圧発生回路。 PNP型のトランジスタにより制御用トラン
   ジスタを形成し、該トランジスタのエミツタを
   発振用トランジスタのベースに接続するととも
   に、基準電圧の変動により前記制御用トランジ
   スタのベース電圧を変動させた実用新案登録請
   求の範囲第１項に記載の高圧発生回路。 基準電圧を可変する可変抵抗を備えた実用新
   案登録請求の範囲第１項に記載の高圧発生回
   路。 変圧器の帰還用２次巻線にタツプを設け、整
   流平滑部により前記帰還用２次巻線の帰還出力
   を両波整流した実用新案登録請求の範囲第１項
   に記載の高圧発生回路。