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JP3516210B2 - プッシュプルインバ−タ - Google Patents

プッシュプルインバ−タ

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JP3516210B2
JP3516210B2 JP15808293A JP15808293A JP3516210B2 JP 3516210 B2 JP3516210 B2 JP 3516210B2 JP 15808293 A JP15808293 A JP 15808293A JP 15808293 A JP15808293 A JP 15808293A JP 3516210 B2 JP3516210 B2 JP 3516210B2
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JP
Japan
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conduction
control
circuit
switching element
push
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Inventor
精一 木嶋
Original Assignee
株式会社キジマ
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、例えば、冷陰極放電
管や熱陰極放電管などのドライバ−として利用するとこ
ろのプッシュプルインバ−タに関する。 【0002】 【従来の技術】図4は蛍光灯11のドライバ−として構
成されたインバ−タ回路の従来例を示す。このインバ−
タ回路は、昇圧トランス12、スイッチング動作用のト
ランジスタ13、14などによって構成されたプッシュ
プル回路を備えている。 【0003】また、このインバ−タ回路は、制御用のト
ランジスタ15と、このトランジスタ15をバイアス制
御する制御回路(IC回路)16とにより構成された調
光回路を備えている。 【0004】この調光回路の制御回路16は、所定の周
期Tで導通と非導通を繰り返す一種のスイッチング回路
で、導通と非導通の比がボリュウムVRによって調整さ
れるようになっている。つまり、図5(A)に示すよう
にtの間導通し、tの間非導通となり、この導通と
非導通を繰り返す。 【0005】制御回路16が上記のように動作するた
め、トランジスタ15が制御回路16の導通時間t
したがってONを繰返し、起動電流をトランジスタ1
3、14にベ−ス入力させる。 【0006】つまり、電源スイッチ17を投入すると、
制御回路16の導通時間の間トランジスタ15がONす
るから、このトランジスタ15のONにより電池電源1
8から流れる起動電流が抵抗19を通ってトランジスタ
13のベ−スに、また、抵抗20を通ってトランジスタ
14のベ−スに流れ込む。 【0007】このため、これらトランジスタ13、14
が共に導通する方向に移行するが、トランジスタ特性や
回路構成上いずれか一方のトランジスタが大きく導通状
態に進み、そのトランジスタが先にONする。 【0008】例えば、トランジスタ13が先にONした
場合、電池電源18より送られる電源電流がチョ−クコ
イル21を通って中間タップ22に入力し、この電流が
昇圧トランス12の一方側の入力コイル12Pを流れ
る。 【0009】したがって、昇圧トランス12の入力コイ
ル12P、12Pと帰還コイル12fには図示矢印
向きの電圧が発生する。これより、帰還コイル12fに
発生した電圧がトランジスタ13のベ−スにフィ−ドバ
ックされ、このトランジスタ13のコレクタ電流が急速
に増加する。 【0010】このとき、出力コイル12Sには図示矢印
向きの誘導電圧が発生し、この出力コイル12Sの出力
電圧によって蛍光灯11が点灯を開始する。 【0011】トランジスタ13の電流増加はベ−ス電流
と増幅度とによって定まる飽和点に達した時点で抑制さ
れるから、その電流増加が少なくなるに連れて昇圧トラ
ンス12の入力コイル12P、12Pと帰還コイル
12fには図示矢印向きとは逆向きの電圧が発生し、ト
ランジスタ13がONからOFF、トランジスタ14が
OFFからONに切換わる。 【0012】この結果、帰還コイル12fに発生した図
示矢印とは逆向きの電圧がトランジスタ14のベ−スに
フィ−ドバックされ、このトランジスタ14のコレクタ
電流が急速に増加し、昇圧トランス12の出力コイル1
2Sには図示矢印とは逆向きの誘導電圧が発生する。こ
の出力コイル12Sの出力電圧によって蛍光灯11の点
灯が継続する。 【0013】なお、上記したインバ−タ回路では、昇圧
トランス12の入力コイル12P、12Pに共振回
路を形成するコンデンサ23を設けているので、出力コ
イル12Sの出力電圧が正弦波形となる。また、昇圧ト
ランス12の出力コイル12Sと蛍光灯11との間に接
続したコンデンサ24は負荷電流制限用のコンデンサ
(バラストコンデンサ)である。 【0014】一方、上記したインバ−タ回路は、制御回
路16が導通しているかぎり、トランジスタ15がON
となっているから、昇圧トランス12が上記した動作に
よって発振を継続する。 【0015】また、制御回路16が図5(A)に示した
ように導通と非導通とを繰り返すと、導通時間tの間
上記したように昇圧トランス12が発振し、非導通時間
に進むと、トランジスタ15がOFFとなることか
らトランジスタ13、14が共にOFFとなり、昇圧ト
ランス12の発振が時間tの間停止する。そして、次
の導通時間tに進むことにより、トランジスタ15が
ONして上記同様に昇圧トランス12が再度発振する。 【0016】このように昇圧トランス12が発振と発振
停止を繰り返すために、出力電圧が図5(B)のように
なる。ここで、出力電圧の周波数が20KHz〜70K
Hz、周期To(To≒T)が4ミリ秒程度に定められ
ている。 【0017】したがって、制御回路16のボリュウムV
Rを調整して導通時間tと非導通時間tの比を変え
れば、出力電圧の発生時間toと消失時間toのデ
ュ−ティ比が変化し、蛍光灯11の点灯光の明るさを変
えることができる。 【0018】なお、蛍光灯11には出力電圧が断続的に
印加されることになるが、周期Toが極短時間であるこ
とから、明るさが増大し、また、減少したようになる。 【0019】 【発明が解決しようとする課題】上記したように、この
種のインバ−タ回路は、ボリュウムVRを調整して制御
回路16の導通時間を制御することにより、蛍光灯11
の明るさを調光することができる。 【0020】しかしながら、このような調光回路を備え
たインバ−タ回路は、昇圧トランス12の発振と発振停
止とを繰り返して調光するために、昇圧トランス12の
唸りによる雑音が発生する。この唸りは、発振を停止し
たときにトランスコイルに逆起動力(パルス状電圧)が
生ずることから、周波数の高い音として発生する。 【0021】そして、この種のインバ−タ回路が、ワ−
ドプロセッサやパ−ソナルコンピュ−タなどのディスプ
レイ用バックライト(蛍光灯)のドライバ−として使用
されるため、上記した昇圧トランス12の唸り雑音が問
題となる。 【0022】本発明は上記した実情にかんがみ、昇圧ト
ランスの唸りを構成簡単にして防止した調光機能を有す
るこの種のプッシュプルインバ−タを開発することを目
的とする。 【0023】 【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明では、中間タップを有する入力コイルと、
照明用放電管を負荷として接続する出力コイルとを有す
る昇圧トランスと、中間タップより入力コイルの一方側
に流れる入力コイル電流を断続させる第1スイッチング
素子及びその他方側に流れる入力コイル電流を断続させ
る第2スイッチング素子とを設け、第1、第2スイッチ
ング素子の交互のON動作により発振するプッシュプル
回路を備え、さらに、前記第1、第2スイッチング素子
に起動電流を供給する制御用スイッチング素子と、前記
プッシュプル回路の発振周期より長い時間間隔でその制
御用スイッチング素子を導通、非導通制御する制御回路
とからなる調光回路を備えたプッシュプルインバ−タに
おいて、前記制御回路による制御用スイッチング素子の
導通と非導通とに同期して充放電して時定信号を出力す
る時定回路を設け、制御用スイッチング素子の導通制御
時には前記時定信号にしたがって徐々に導通動作させ、
非導通制御時には前記時定信号にしたがって徐々に非導
通動作させる構成としたことを特徴とするプッシュプル
インバ−タを提案する。 【0024】 【作用】プッシュプル回路の第1、第2スイッチング素
子は制御用スイッチング素子が導通しているかぎり起動
電流が供給されてON、OFFを繰り返すから、昇圧ト
ランスが発振を継続して照明用放電管を点灯させる。 【0025】調光回路を動作させた場合は、制御回路
よって制御される制御用スイッチング素子が導通と非導
通とを繰り返し、その導通が繰り返す毎に、導通の間ス
イッチング素子がON、OFFを繰り返し、昇圧トラン
スが発振して照明用放電管を点灯させる。 【0026】そして、調光回路の制御回路が制御用スイ
ッチング素子を導通、非導通制御すると、このスイッチ
ング素子が時定回路の時定信号に応動して徐々に非導
、導通動作する。すなわち、制御用スイッチング素子
が徐々に非導通動作した後に徐々に導通動作に移るた
め、プッシュプル回路の第1、第2スイッチング素子の
起動電流が減少し、昇圧トランスの出力が低レベルとな
る。 したがって、制御用スイッチング素子が非導通から
導通に切り換わるときは、放電管の点灯にはほとんど寄
与しないが、プッシュプル回路のスイッチング素子がO
N、OFFを繰り返す。 【0027】このように、調光回路の制御回路による制
御用スイッチング素子の導通と非導通制御の間において
も昇圧トランスか発振を継続する。そして、昇圧トラン
スの出力電圧が制御用スイッチング素子の導通と非導通
の時間的なタイミングにしたがって高レベル電圧と低レ
ベル電圧とに変化し、照明用放電管の調光が行なわれ
る。 【0028】この結果、照明用放電管の明るさを調光す
る場合でも、昇圧トランスの発振が停止しないため、昇
圧トランスの唸りによる雑音が発生しない。 【0029】 【実施例】次に、本発明の一実施例について図面に沿っ
て説明する。図1は本発明を実施したインバ−タ回路を
示す。このインバ−タ回路は図4の従来例に比べて、抵
抗25、コンデンサ26、ダイオ−ド27を調光回路に
設けた構成としてある。したがって、その他の回路部品
については図4の従来例と同符号を付してその説明を省
略する。 【0030】図示するように、本実施例では、抵抗25
とコンデンサ26の直列回路体を制御回路16に並列に
接続し、この直列回路体と制御用トランジスタ15のベ
−ス抵抗28とで時定回路を形成させる構成としてあ
る。なお、ダイオ−ド27は逆電流を防止するものであ
る。 【0031】上記のように構成すると、制御回路16が
導通したとき、コンデンサ26の充電々荷が、抵抗2
5、ベ−ス抵抗28、制御回路16を通って時定信号と
して放電するため、制御用トランジスタ15が一挙に飽
和点に達せず、コンデンサ26の放電にしたがって徐々
に飽和し、このコンデンサ26の充電々荷の大部分が放
電したときに飽和点に達し、充分な起動電流を導通する
ようになる。 【0032】また、制御回路16が非導通となったとき
は、抵抗25、コンデンサ26を通る時定信号により、
制御用トランジスタ15のベ−ス電流が流れるため、制
御回路16が非導通になる時点ではこのトランジスタが
OFFせずに、コンデンサ26が所定の電圧に充電され
た時にOFFとなる。 【0033】したがって、抵抗25、コンデンサ26、
ベ−ス抵抗28を適度に定めることによって、制御用ト
ランジスタ15のOFF時点を制御回路16の導通進入
時点(導通する時点)に合わせるように設定することが
できる。つまり、図2(B)に示す導通特性にしたがっ
て制御用トランジスタ15を導通動作させることができ
る。なお、図2(A)は制御回路16の導通と非導通と
を示した図5(A)同様の動作説明図である。 【0034】制御用トランジスタ15のこのような導通
動作によってトランジスタ13,14に起動電流が入力
すると、昇圧トランス12の発振によって、図2(C)
に示すような出力電圧が昇圧トランス12より出力さ
れ、蛍光灯11が調光される。なお、図2(B)の時間
11は、制御用トランジスタ15が制御回路16によ
って導通制御されているとき、トランジスタ13、14
のベ−スに入力する起動電流で、時間t12は、制御用
トランジスタ15が時定信号によって導通、非導通され
ているとき、トランジスタ13、14のベ−スに入力す
る起動電流に相当する。 【0035】また、本発明を実施するに際しては、抵抗
25とベ−ス抵抗28の抵抗値、コンデンサ26の容量
値を適当に設定することによって、図3の(A)、
(B)に示すような出力電圧を昇圧トランス12より出
力させ、蛍光灯11の点灯光の明るさを調光することが
できる。 【0036】 【発明の効果】上記した通り、本発明プッシュプルイン
バ−タは、プッシュプル回路の第1、第2スイッチング
素子の起動電流を間欠的に供給する制御用スイッチング
素子が制御回路の導通制御と非導通制御に同期して発生
する時定回路の時定信号に応動して導通、非導通動作す
ることから、昇圧トランスの発振がこの制御用スイッチ
ング素子の非導通によって停止せず、その非導通の動作
過程では低レベルの交番電圧が昇圧トランスから出力さ
れる。 【0037】すなわち、昇圧トランスの出力電圧が、制
御用スイッチング素子の導通によって高レベルとなり、
その非導通移行によって低レベルとなることから、照明
用放電管が調光される。 【0038】そして、特に、この発明によれば、制御用
スイッチング素子を導通、非導通制御して調光する場合
に、昇圧トランスの発振が停止しないことから、昇圧ト
ランスの唸りによる雑音のない調光機能を有するプッシ
ュプルインバ−タとなる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例を示すインバ−タ回路図であ
る。 【図2】図2(A)は制御回路の動作説明図である。図
2(B)は制御用トランジスタの導通動作と非導通動作
を示す動作説明図である。図2(C)は昇圧トランスの
出力電圧を示す簡略図である。 【図3】図3(A)、(B)は昇圧トランスの出力電圧
を変えた変形例を示す簡略的な電圧波形図である。 【図4】従来例として示したインバ−タ回路図である。 【図5】図5(A)は制御回路の動作説明図である。図
5(B)は従来例の昇圧トランスの出力電圧を簡略的に
示す図である。 【符号の説明】 11 蛍光灯 12 昇圧トランス 13、14 トランジスタ 15 制御用トランジスタ 25 抵抗 26 コンデンサ 28 ベ−ス抵抗
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 中間タップを有する入力コイルと、照明
    用放電管を負荷として接続する出力コイルとを有する昇
    圧トランスと、中間タップより入力コイルの一方側に流
    れる入力コイル電流を断続させる第1スイッチング素子
    及びその他方側に流れる入力コイル電流を断続させる第
    2スイッチング素子とを設け、第1、第2スイッチング
    素子の交互のON動作により発振するプッシュプル回路
    を備え、 さらに、前記第1、第2スイッチング素子に起動電流を
    供給する制御用スイッチング素子と、前記プッシュプル
    回路の発振周期より長い時間間隔でその制御用スイッチ
    ング素子を導通、非導通制御する制御回路とからなる調
    光回路を備えたプッシュプルインバ−タにおいて、 前記制御回路による制御用スイッチング素子の導通と非
    導通とに同期して充放電して時定信号を出力する時定回
    路を設け、 制御用スイッチング素子の導通制御時には前記時定信号
    にしたがって徐々に導通動作させ、非導通制御時には前
    記時定信号にしたがって徐々に非導通動作 させる構成と
    したことを特徴とするプッシュプルインバ−タ。
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