JP2005039050A - Power supply apparatus and wire-wound transformer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷陰極型蛍光ランプなどの負荷を駆動するための電源装置及びこの電源装置に使用される高圧出力用の巻線型トランスに関する。 The present invention relates to a power supply device for driving a load such as a cold cathode fluorescent lamp, and a high-voltage output winding transformer used in the power supply device.
CCFL管(冷陰極管)の点灯等、巻線型トランスから高電圧を供給する場合には、巻線型トランスの2次側の巻線数を多くし、巻線型トランスから高電圧が出力されるようにしている。また、高電圧出力用の巻線型トランスでCCFL管等の蛍光ランプを駆動する場合、巻線型トランスの電圧変動を吸収するため、バラストコンデンサを用いている。また、2次巻線と1次巻線との結合度を疎にしたリーケージトランスを用いてバラストコンデンサを省略し、2つの放電灯を同時に駆動する電源装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
またコアにリーケージ用ギャップを形成するため、突起を特別に用意したものが知られている(例えば特許文献2参照)。
In addition, in order to form a leakage gap in the core, there is known one in which a protrusion is specially prepared (for example, see Patent Document 2).
高電圧出力を得るためには、2次側の巻線数を多くしなければならないが、一例として、2つの2次巻線をそれぞれ1500ターンとすると、トランスとしては3000ターンの2次巻線数となる。このように、2次巻線の巻き数が多くなると、トランス自身の共振周波数は低下してしまう。一般的に、もし、1次側を50KHZでスイッチングし、この50KHZで一次側を共振させたいときは、トランス自身の共振周波数はそれより高くなければならない。通常倍以上(100KHZ以上)に設定する。 In order to obtain a high voltage output, the number of secondary windings must be increased. As an example, if each of the two secondary windings is 1500 turns, the transformer has 3000 turns of secondary windings. Number. As described above, when the number of turns of the secondary winding increases, the resonance frequency of the transformer itself decreases. In general, if the primary side is switched at 50 KHZ and the primary side is to resonate at 50 KHZ, the resonant frequency of the transformer itself must be higher. Usually set to more than double (100KHZ or more).
もし、3000ターンでこの状態が実現できないときは2次巻線の巻き数を下げなければならないという問題点が生じる。また、高電圧出力トランスの出力でCCFL管等の蛍光ランプを駆動する場合、バラストコンデンサを省略し、蛍光ランプへの印加電圧を高めるには、リーケージトランスを用いる必要があるが、従来のリーケージトランスは構造的が特殊でコスト高となってしまう。そのため、従来のリーケージトランスでは、1つのトランスで多数の負荷を駆動するのに適さないという問題点がある。
本発明は上記問題点を解決することを目的とするものである。
If this state cannot be realized after 3000 turns, the number of turns of the secondary winding must be reduced. Also, when driving a fluorescent lamp such as a CCFL tube with the output of a high voltage output transformer, it is necessary to use a leakage transformer to omit the ballast capacitor and increase the voltage applied to the fluorescent lamp. Is special in structure and expensive. Therefore, the conventional leakage transformer has a problem that it is not suitable for driving a large number of loads with one transformer.
The present invention aims to solve the above problems.
上記目的を達成するため本発明は、巻線型トランスの1次側巻線に共振コンデンサを接続して1次共振回路を構成し、巻線型トランスの1次側を複数のスイッチング素子を駆動する制御回路に接続し、前記1次共振回路から1次共振電圧を取り出して1次共振電流に位相を合わせた1次共振位相信号を前記制御回路に供給し該制御回路を自励発振動作させて前記巻線型トランスを駆動するようにした電源装置において、前記1次共振周波数に対応して巻線型トランスのコアに空隙を設け、前記巻線型トランス自身の共振周波数を高めたものである。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a primary resonance circuit is configured by connecting a resonance capacitor to a primary side winding of a winding transformer, and a control for driving a plurality of switching elements on the primary side of the winding transformer. A primary resonance phase signal obtained by extracting a primary resonance voltage from the primary resonance circuit and aligning the phase with the primary resonance current is supplied to the control circuit to cause the control circuit to perform a self-excited oscillation operation. In the power supply device configured to drive the winding transformer, a gap is provided in the core of the winding transformer corresponding to the primary resonance frequency to increase the resonance frequency of the winding transformer itself.
また本発明は、一対のE型コア又はE型とI型コアを結合して互いに所定の間隔を有し互いに平行な3本の長手方向コア部分と、該長手方向コア部分の適所に対して直角な両側コア部分とを一体的に形成し、前記コア部分の適所に1次巻線と2つ以上の2次巻線を装着して1入力多出力の高圧出力用の巻線型トランスを構成し、前記コア部分の適所に巻線型トランス自身の共振周波数を高くするための周波数補正用の空隙を設けたものである。 In addition, the present invention relates to a pair of E-type cores or E-type and I-type cores, and three longitudinal core portions that are parallel to each other with a predetermined distance therebetween, and an appropriate position of the longitudinal core portion. Right-angled core parts on both sides are formed integrally, and a primary winding and two or more secondary windings are installed at appropriate positions on the core part to constitute a winding transformer for high voltage output with one input and multiple outputs. In addition, a gap for frequency correction for increasing the resonance frequency of the wound transformer itself is provided at an appropriate position of the core portion.
また本発明は、前記コア部分の適所にリーケージ用の空隙を設けたものである。
また本発明は、一対のE型コア又はE型とI型コアを結合して互いに所定の間隔を有し互いに平行な3本の長手方向コア部分と、該長手方向コア部分の適所に対して直角な両側コア部分とを一体的に形成し、前記コア部分の適所に1次巻線と2つ以上の2次巻線を装着して1入力多出力の高圧出力用の巻線型トランスを構成し、前記コア部分の適所にリーケージ用と巻線型トランス自身の共振周波数を高くするための周波数補正用の両方の機能を有する空隙を設けたものである。
According to the present invention, a leakage gap is provided at an appropriate position of the core portion.
In addition, the present invention relates to a pair of E-type cores or E-type and I-type cores, and three longitudinal core portions that are parallel to each other with a predetermined distance therebetween, and an appropriate position of the longitudinal core portion Right-angled core parts on both sides are formed integrally, and a primary winding and two or more secondary windings are installed at appropriate positions on the core part to constitute a winding transformer for high voltage output with one input and multiple outputs. In addition, a gap having both functions for leakage and for frequency correction for increasing the resonance frequency of the winding transformer itself is provided at an appropriate position of the core portion.
また本発明は、一対のE型コア又はE型とI型のコアを結合して互いに所定の間隔を有し互いに平行な3本の長手方向コア部分と、該長手方向コア部分に対して直角な両側コア部分とを一体的に形成し、前記コア部分の適所に、1次巻線と2つ以上の2次巻線を装着して1入力多出力の高圧出力用の巻線型トランスを構成し、前記コア部分の適所に巻線型トランス自身の共振周波数を高くするための周波数補正用の空隙を設け、前記巻線型トランスの1次側巻線に共振コンデンサを接続して1次共振回路を構成し、該巻線型トランスの1次側を複数のスイッチング素子を駆動する制御回路に接続し、前記1次共振回路から1次共振電圧を取り出して1次共振電流に位相を合わせた1次共振位相信号を前記制御回路に供給し該制御回路を自励発振動作させて前記巻線型トランスを駆動するようにしたものである。 The present invention also provides a pair of E-type cores or E-type and I-type cores, and three longitudinal core portions that are parallel to each other at a predetermined interval, and perpendicular to the longitudinal core portions. The core part is formed integrally with each other, and a primary winding and two or more secondary windings are installed at appropriate positions of the core part to form a one-input multiple-output high-voltage output winding transformer. Then, a gap for frequency correction for increasing the resonance frequency of the winding transformer itself is provided at an appropriate position of the core portion, and a resonance capacitor is connected to the primary side winding of the winding transformer to form a primary resonance circuit. And the primary side of the wire wound transformer is connected to a control circuit for driving a plurality of switching elements, and the primary resonance voltage is extracted from the primary resonance circuit and phased to the primary resonance current. Supply a phase signal to the control circuit to self-excited the control circuit It is obtained so as to drive the wire-wound transformer is operated.
また本発明は、一対のE型コア又はE型とI型のコアを結合して互いに所定の間隔を有し互いに平行な3本の長手方向コア部分と、該長手方向コア部分に対して直角な両側コア部分とを一体的に形成し、前記コア部分の適所に1次巻線と2つ以上の2次巻線を装着して1入力多出力の高圧出力用の巻線型トランスを構成し、前記コア部分の適所に巻線型トランス自身の共振周波数を高くするための周波数補正用の空隙を設け、前記巻線型トランスの1次側巻線に共振コンデンサを接続して1次共振回路を構成し、該巻線型トランスの1次側を複数のスイッチング素子を駆動する制御回路に接続し、前記1次共振回路から1次共振電圧を取り出して1次共振電流に位相を合わせた1次共振位相信号を前記制御回路に供給し該制御回路を自励発振動作させて前記巻線型トランスを駆動するようにし、第1の蛍光ランプの一方の電極を前記巻線型トランスの二次側高圧出力端子にバラストコンデンサを介在させないで直接接続し、該第1の蛍光ランプに直列に第2の蛍光ランプを接続し、該第2の蛍光ランプをバラストコンデンサを介在させないで前記巻線型トランスの他の二次側高圧出力端子に直接接続したものである。 The present invention also provides a pair of E-type cores or E-type and I-type cores, and three longitudinal core portions that are parallel to each other at a predetermined interval, and perpendicular to the longitudinal core portions. The core part is formed integrally with each other, and a primary winding and two or more secondary windings are mounted at appropriate positions of the core part to constitute a winding transformer for high voltage output with one input and multiple outputs. A gap for correcting the frequency for increasing the resonance frequency of the winding transformer itself is provided at an appropriate position of the core portion, and a resonance capacitor is connected to the primary side winding of the winding transformer to constitute a primary resonance circuit. The primary side of the wound transformer is connected to a control circuit that drives a plurality of switching elements, and the primary resonance phase is obtained by extracting the primary resonance voltage from the primary resonance circuit and matching the phase with the primary resonance current. A signal is supplied to the control circuit and the control circuit is self-excited. The winding transformer is driven, and one electrode of the first fluorescent lamp is directly connected to the secondary high-voltage output terminal of the winding transformer without a ballast capacitor. A second fluorescent lamp is connected in series with the lamp, and the second fluorescent lamp is directly connected to the other secondary high-voltage output terminal of the winding transformer without a ballast capacitor.
また本発明は、一対のE型コア又はE型コアとI型コアを結合して互いに所定の間隔を有し互いに平行な3本の長手方向コア部分と、該長手方向コア部分に対して直角な両側コア部分とを一体的に形成し、前記長手方向コア部分のうち、真ん中の長手方向コア部分に1次巻線を装着し、該真ん中のコア部分を挟んだ外側の長手方向コア部分にそれぞれ1つ又は2つ以上の2次巻線を装着して1入力多出力の高圧出力用の巻線型トランスを構成し、前記コア部分の適所に巻線型トランス自身の共振周波数を高くするための空隙を設けたものである。 The present invention also provides a pair of E-type cores or E-type cores and I-type cores connected to each other and three longitudinal core portions parallel to each other at a predetermined interval, and perpendicular to the longitudinal core portions. The core portions are formed integrally with each other, the primary winding is mounted on the middle longitudinal core portion of the longitudinal core portions, and the outer longitudinal core portion sandwiching the middle core portion is disposed on the outer core portion. A single-input multiple-output high-voltage output winding transformer is configured by mounting one or more secondary windings, respectively, to increase the resonance frequency of the winding transformer itself at an appropriate position in the core portion. A space is provided.
また本発明は、一対のE型コア又はE型コアとI型コアを結合して互いに所定の間隔を有し互いに平行な3本の長手方向コア部分と、該長手方向コア部分に対して直角な両側コア部分とを一体的に形成し、前記長手方向コア部分のうち、真ん中の長手方向コア部分の真ん中に1次巻線を装着し、該真ん中の1次巻線の両側にそれぞれ2次巻線を装着して1入力多出力の高圧出力用の巻線型トランスを構成し、前記真ん中の長手方向コア部分の適所に巻線型トランス自身の共振周波数を高くするための空隙を設けたものである。 The present invention also provides a pair of E-type cores or E-type cores and I-type cores connected to each other and three longitudinal core portions parallel to each other at a predetermined interval, and perpendicular to the longitudinal core portions. And a primary winding is mounted in the middle of the middle longitudinal core portion of the longitudinal core portions, and the secondary windings are arranged on both sides of the middle primary winding, respectively. A winding-type transformer for high-voltage output with one input and multiple outputs is constructed by installing a winding, and a gap is provided in the middle of the longitudinal core portion in the middle to increase the resonance frequency of the winding-type transformer itself. is there.
また本発明は、一対のE型コア又はE型コアとI型コアを結合して互いに所定の間隔を有し互いに平行な3本の長手方向コア部分と、該長手方向コア部分に対して直角な両側コア部分とを一体的に形成し、前記長手方向コア部分のうち、真ん中の長手方向コア部分に1次巻線を装着し、該真ん中の長手方向コア部分を挟んだ外側の長手方向コア部分にそれぞれ1つ又は2つ以上の2次巻線を装着して1入力多出力の高圧出力用の巻線型トランスを構成し、前記コア部分の適所に巻線型トランス自身の共振周波数を高くするための空隙を設け、前記巻線型トランスの1次側巻線に共振コンデンサを接続して1次共振回路を構成し、該巻線型トランスの1次側を複数のスイッチング素子を駆動する制御回路に接続し、前記1次共振回路から1次共振電圧を取り出して1次共振電流に位相を合わせた1次共振位相信号を前記制御回路に供給し該制御回路を自励発振動作させて前記巻線型トランスを駆動するようにしたものである。 The present invention also provides a pair of E-type cores or E-type cores and I-type cores connected to each other and three longitudinal core portions parallel to each other at a predetermined interval, and perpendicular to the longitudinal core portions. The cores are formed integrally with each other, the primary winding is mounted on the middle longitudinal core portion of the longitudinal core portions, and the outer longitudinal core sandwiching the middle longitudinal core portion. One or more secondary windings are attached to each part to constitute a one-input multiple-output high-voltage output winding transformer, and the resonant frequency of the winding transformer itself is increased at an appropriate position in the core part. A primary resonance circuit is configured by connecting a resonance capacitor to the primary side winding of the winding transformer, and the primary side of the winding transformer is used as a control circuit for driving a plurality of switching elements. Connected to the primary resonant circuit It was supplied to the primary resonance phase signal in phase with the primary resonant current is taken out a voltage to the control circuit the control circuit is operated self-oscillation that so as to drive the wire-wound transformer.
また本発明は、一対のE型コア又はI型コアを結合して互いに所定の間隔を有し互いに平行な3本の長手方向コア部分と、該長手方向コア部分に対して直角な両側コア部分とを一体的に形成し、前記長手方向コア部分のうち、真ん中の長手方向コア部分に1次巻線を装着し、該真ん中の長手方向コア部分を挟んだ外側の長手方向コア部分にそれぞれ1つ又は2つ以上の2次巻線を装着して1入力多出力の高圧出力用の巻線型トランスを構成し、前記コア部分の適所に巻線型トランス自身の共振周波数を高くするための空隙を設け、前記巻線型トランスの1次側巻線に共振コンデンサを接続して1次共振回路を構成し、該巻線型トランスの1次側を複数のスイッチング素子を駆動する制御回路に接続し、前記1次共振回路から1次共振電圧を取り出して1次共振電流に位相を合わせた1次共振位相信号を前記制御回路に供給し該制御回路を自励発振動作させて前記巻線型トランスを駆動するようにし、第1の蛍光ランプの一方の電極を前記巻線型トランスの二次側高圧出力端子にバラストコンデンサを介在させないで直接接続し、該第1の蛍光ランプに直列に第2の蛍光ランプを接続し、該第2の蛍光ランプをバラストコンデンサを介在させないで前記巻線型トランスの他の二次側高圧出力端子に直接接続したものである。 The present invention also provides a pair of E-shaped cores or I-shaped cores, three longitudinal core portions that are parallel to each other at a predetermined interval, and both core portions that are perpendicular to the longitudinal core portions. And the primary winding is mounted on the middle longitudinal core portion of the longitudinal core portions, and 1 is respectively disposed on the outer longitudinal core portion sandwiching the middle longitudinal core portion. Two or more secondary windings are mounted to form a one-input multiple-output high-voltage output winding transformer, and a gap for increasing the resonance frequency of the winding transformer itself is provided at an appropriate position of the core portion. Providing a primary resonance circuit by connecting a resonance capacitor to a primary winding of the winding transformer, and connecting a primary side of the winding transformer to a control circuit for driving a plurality of switching elements, The primary resonant voltage is taken from the primary resonant circuit. A primary resonance phase signal that is phase-matched to the primary resonance current is supplied to the control circuit to cause the control circuit to self-oscillate to drive the winding transformer, and one of the first fluorescent lamps Are directly connected to the secondary high-voltage output terminal of the winding transformer without a ballast capacitor, a second fluorescent lamp is connected in series with the first fluorescent lamp, and the second fluorescent lamp is connected The ballast capacitor is directly connected to the other secondary side high voltage output terminal without interposing a ballast capacitor.
また本発明は、一対のE型コア又はE型コアとI型コアを結合して互いに所定の間隔を有し互いに平行な3本の長手方向コア部分と、該長手方向コア部分に対して直角な両側コア部分とを一体的に形成し、前記長手方向コア部分のうち、外側の一方の長手方向コア部分に1次巻線を装着し、外側の他方の長手方向コア部分に1つ又は2つ以上の2次巻線を装着して高圧出力用の巻線型トランスを構成し、真ん中の長手方向コア部分の適所に巻線型トランス自身の共振周波数を高くするための周波数補正用とリーケージ用の2つの機能を有する周波数補正、リーケージ両用空隙を設けたものである。 The present invention also provides a pair of E-type cores or E-type cores and I-type cores connected to each other and three longitudinal core portions parallel to each other at a predetermined interval, and perpendicular to the longitudinal core portions. The cores are formed integrally with each other, a primary winding is mounted on one of the longitudinal core portions on the outer longitudinal core portion, and one or two on the other longitudinal core portion. A winding transformer for high-voltage output is configured by attaching two or more secondary windings, and for frequency correction and leakage for increasing the resonance frequency of the winding transformer itself at a suitable position in the middle longitudinal core portion. A frequency correction / leakage air gap having two functions is provided.
また本発明は、一対のE型コア又はE型コアとI型コアを結合して互いに所定の間隔を有し互いに平行な3本の長手方向コア部分と、該長手方向コア部分に対して直角な両側コア部分とを一体的に形成し、前記長手方向コア部分のうち、真ん中の長手方向コア部分の真ん中に1次巻線を装着し、該真ん中の1次巻線の両側にそれぞれ2次巻線を装着して1入力多出力の高圧出力用の巻線型トランスを構成し、前記真ん中の長手方向コア部分の適所に巻線型トランス自身の共振周波数を高くするための空隙を設け、外側の長手方向コア部分の適所にリーケージ用の空隙を設けたものである。 The present invention also provides a pair of E-type cores or E-type cores and I-type cores connected to each other and three longitudinal core portions parallel to each other at a predetermined interval, and perpendicular to the longitudinal core portions. And a primary winding is mounted in the middle of the middle longitudinal core portion of the longitudinal core portions, and the secondary windings are arranged on both sides of the middle primary winding, respectively. A winding type transformer for high voltage output with one input and multiple outputs is constructed by mounting a winding, and a gap for increasing the resonance frequency of the winding type transformer itself is provided at an appropriate position in the middle longitudinal core portion. Leakage gaps are provided at appropriate positions in the longitudinal core portion.
本発明は上述の如く構成したので、高電圧出力用の巻線型トランスの自身の共振周波数を2次巻線の巻き数を減少させることなく高くすることができるので、2次側の巻数を多くしても、1次側の共振周波数に対応することができ、2次側から高圧を効率的に取り出すことができる。また、2次側に多数の巻線を装着できるので、多出力が可能であり、多数の負荷を効率的に駆動することができる。 Since the present invention is configured as described above, the resonance frequency of the high-voltage output winding transformer can be increased without reducing the number of turns of the secondary winding, so that the number of turns on the secondary side is increased. Even so, the resonance frequency on the primary side can be dealt with, and a high voltage can be efficiently extracted from the secondary side. In addition, since a large number of windings can be mounted on the secondary side, multiple outputs are possible, and a large number of loads can be driven efficiently.
以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図4において、符号2は、図1に示す1入力2出力の巻線型トランス44に用いられているコアであり、一対のE型コア2a,2bが接合され、全体として1つのコア2を構成している。互いに所定の間隔を有し互いに平行な3本の長手方向コア部分4a,4b,4cは、図3に示すボビン6,8,10に挿入されている。前記長手方向コア部分4a,4b,4cに対して直角な両側コア部分4d,4eには端子台13,15が配置され、該端子台13,15と前記ボビン6,8,10とは一体的に結合している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
In FIG. 4,
前記ボビン8には、所定のインダクタンスを有する1次巻線40が巻回され、巻始め端側のリード線は、端子台15に形成された溝を通って、1次側入力端子12に接続している。1次巻線40の終端側のリード線は、端子台15に形成された溝を通って、1次側入力端子14に接続している。ボビン6,10にはそれぞれ高圧を得るための2次巻線39,48が巻回され、該2次巻線39,48の高圧側の各一端から延長されたリード線は、端子台13の溝を通って、2次高圧端子16,18に接続し、2次巻線39,48の低圧側の各他端は、グランド端子20,22に接続している。前記コア2には、図4に示すように、巻線型トランス44の自身の共振周波数を高めるための空隙24が形成され、巻線型トランス44自身の共振周波数が1次入力共振周波数に対応した所望の値となるように調整されている。
The
前記1次巻線40と2次巻線39,48との間には、沿面放電防止用の絶縁体からなるバリア材26,28が配置されている。図5は、上記1入力2出力の巻線型トランス44を使用した冷陰極管46,46の電源装置を示している。巻線型トランス44の1次側入力端12には、コンデンサC1により1次直列共振回路が形成されている。図5中、51は位相検出回路であり、直流分を除去するコンデンサC3が接続するリード線27を介して巻線トランス44の一次側の一端、即ち1次直列共振回路の中点Pに接続している。前記位相検出回路51は、1次側の直列共振回路の中点から1次共振電圧を取り出して1次共振電流に位相を合わせ、この位相信号をロジック回路78に供給する。
Between the primary winding 40 and the
52,54,56,58はFETから成るスイッチング素子であり、各々のスイッチング素子のソース、ドレイン間には転流ダイオード60,62,64,66が接続されている。前記スイッチング素子52,54のドレイン間に前記コンデンサC1が接続し、スイッチング素子56,58のドレイン間に1次巻線40の他方が接続している。スイッチング素子52,54,56,58の各々のゲートにはゲート制御回路68,70,72,74が接続され、これらのうち、ゲート制御回路68,72はPWM制御回路76に接続し、ゲート制御回路70,74はロジック回路78に接続している。PWM制御回路76は、冷陰極管からなるランプ46,46に流れる電流を検出する整流平滑回路80から信号を受け取り、この信号のレベルがライン82から与えられる設定値になるように、スイッチング素子52,56の導通角を制御する。
前記ランプ46,46は直列に接続し、一方のランプ46は、巻線型トランス44の高圧端子16に接続し、他方のランプ46は、巻線型トランス44の高圧端子18に接続している。巻線型トランス44のグランド端子20,22は抵抗48を介して接地されている。ロジック回路78は、位相検出回路51からのトランス44の一次側直列共振位相信号に基づいて、スイッチング素子をオンオフさせるための信号を造出し、PWM制御回路76を介してゲート制御回路68,72にオンオフ制御信号を送るとともに、ゲート制御回路70,74にオンオフ制御信号を送るように構成されている。
The
また、ロジック回路78は、調光信号が入力される調光制御回路84の出力信号に基づいて、調光制御信号を造出し、この調光制御信号によってスイッチング素子オンオフのバースト制御とPWM制御回路76のスイッチオンパルス幅を制御し、ランプ46,46の明るさを一定に保つことと、調光信号に基づき、輝度ゼロから100%まで任意の値に設定し得るように構成されている。また、ロジック回路78には過電流検出回路86が接続し、ランプ46,46に過電流が流れたとき、ロジック回路78は、これを検出し、過電流を阻止する信号をPWM制御回路76に送り過電流を防止するように構成されている。
Further, the
起動補償回路88は、ランプ46,46の通電回路に接続し、抵抗48に接続する線からランプ46,46の電流信号が入力されるように構成されている。起動補償回路88は、電源オンオフ時、自励発振回路が確実に起動するように、起動補償信号を位相検出回路51に入力する。位相検出回路51は、この起動補償信号を受けて、ロジック回路78に自励発振のための起動信号を出力する。起動補償回路88は、位相検出回路51から位相補正された1次共振信号がロジック回路78に入ってトランス44の一次側に電流がロジックで決められた方向に流れても、ランプ46,46が放電を開始しない事がある。
The start-up
起動補償回路88は、このような場合の起動補償のために設けられている。この場合、確実にランプ46,46を点灯させるために、起動補償回路88は、ランプ46,46を流れる電流を検出してランプ46,46が点灯したか否か判断し、点灯していない時は、点灯するまで起動補償信号を位相検出回路51に送り出す。位相検出回路51はこの起動補償信号を受けてランプ46,46が点灯するまで起動信号ロジック回路78に起動信号を出力する。また、調光動作では、トランス44の一次側共振周波数よりも低い周波数で、ON幅をPWM制御されたバースト信号で、全体のロジック信号をON−OFFさせ、結果的に明るさを制御している。
The start-up
この方法は、消灯から全点灯まで自由に調整が可能であるが、ランプ46,46はこの調光信号の周期でON−OFFされているため、その周期ごとに起動確認と確実な起動が必要となる。そのため、起動補償回路88は、上記のごとく、確実な点灯を実現するために、はじめに起動補償信号を位相検出回路51に送り出している。起動補償の動作について説明すると、始めて電源を入れる時や、ランプが点灯していない時、例えば、電流がI1の方向に流れる様にスイッチング素子52と58とを決められたパルス幅でONにする。これにより直列共振回路を構成するコンデンサ(C1)とトランス44の一次巻線35に電流が流れ、位相検出回路51にリード線27を通じて信号が入り、I2,I1,I2,I1と交互に電流が流れ、検出した一次共振周波数で発振を開始する。
This method can be freely adjusted from extinction to full lighting, but since the
起動補償回路88は、ロジック回路78の初期リセット(起動時)も作っている。もしランプ46,46が点灯しなかった場合は、再度リセットし、始めの起動信号を位相検出回路51を通じてロジック回路78に対し送出する。ランプオープン・ショート検出回路90は、巻線型トランス44の二次側に接続し、二次側の電圧及び電流を検出する。ランプ46,46が点灯していないか又はランプ46,46が取り付けられていない状態即ちランプオープンやランプの配線等がショートした状態即ちランプショートのとき、位相検出回路51を通じてロジック回路78に信号を送り、ロジック回路78、PWM制御回路76及びゲート制御回路68,70,72,74から成る制御回路を遮断するように構成されている。
The start-up
過電流検出回路86は、PWM制御回路76が不良であったり、又は、ランプ46,46の配線がショートした時等において、ロジック回路78に信号を送り、制御回路を遮断する。尚、図5において、ロジック回路78、PWM制御回路76,ゲート制御回路68,70,72,74は、複数のスイッチング素子を駆動する制御回路を構成している。
The
上記した構成において、電源スイッチがオンとなり、ゲート制御回路68,74又は72,70のいずれかにPWM制御回路76及びロジック回路78からオン信号が瞬間的に供給されると、直流電源がスイッチング素子52,58を通じて、I1の方向に、あるいは、スイッチング素子56,54を通じて、I2の方向に、巻線型トランス44の一次側巻線に電流が流れる。これにより、自励発振回路が起動し、巻線型トランス44が共振電圧を発生する。巻線型トランス44の一次側の共振電圧の周波数は、リード線27により、位相検出回路51に供給される。
In the above configuration, when the power switch is turned on and an ON signal is instantaneously supplied from any of the
ロジック回路78とPWM制御回路76は、位相検出回路51からの位相信号に基づいて、ゲート制御回路68,70,72,74を駆動し、スイッチング素子52,54,56,58をオンオフ制御する。スイッチング素子52,54,56,58のオンオフによって電流は、I1とI2の方向に交互に流れ、自励発振回路は、巻線型トランス44の一次側共振周波数で自励発振する。尚、本発明は、一次側直列共振を利用した自励発振回路に特に限定されるものではなく、一次側に並列共振を利用したロイヤー方式の自励発振回路を使用することもできる。
The
上記実施形態では、E型結合コア2の中央の長手方向コア部分4aに1次巻線40、外側の長手方向コア部分4b,4cに2次巻線39,48を装着し、1入力2出力巻線型トランスを実現しているが、図2に示すように、中央の長手方向コア部分4aに、1次巻線40と2次巻線39,48を装着するようにしても良い。
次に、1入力4出力の巻線型トランスについて説明する。
図6において、91は1次巻線用ボビン、92,94は2次巻線用ボビン、96,98は端子台であり、それぞれ内部にコアが格納配置されている。コアの形状は、図4に示すように、E型コア2a,2bが一体的に結合されたものであり、第1の実施形態の巻線型トランスのコアと同一の構成である。前記コア2の、空隙24が形成された中央の長手方向コア部分4aに、1次巻線用ボビン91を介して1次巻線100が装着されている。コア2の、長手方向コア部分4b,4cに、2次巻線用ボビン92,94を介して、2次巻線102,104と、2次巻線106,108が装着されている。
In the above embodiment, the primary winding 40 is attached to the central longitudinal core portion 4a of the
Next, a 1-input / 4-output winding transformer will be described.
In FIG. 6, 91 is a primary winding bobbin, 92 and 94 are secondary winding bobbins, and 96 and 98 are terminal blocks, each of which has a core stored therein. As shown in FIG. 4, the shape of the core is one in which
2次巻線用ボビン92,94には、それぞれ、複数の絶縁体からなるパーティション110が設けられ、2次巻線102,104,106,108がパーティション110によって複数の巻線領域に仕切られている。2次巻線102,104,106,108の高圧側は、端子台96,98に対して最短距離に位置する側に設定され、それぞれ、高圧側のリード線が最短距離にある2次高圧端子g,h,a,nに、図示の如く接続している。2次巻線102,104,106,108の低圧側のリード線は、対応するボビン92,94の略中央部から端子台96,98のグランド端子e,j,c,lに接続している。1次巻線100の両端のリード線は、それぞれ最短距離にある1次入力端子d,kに接続している。前記1入力多出力の巻線型トランスの1次側巻線100には、共振コンデンサC1が直列に接続され、1次直列共振回路を構成している。4出力巻線型トランスの高圧端子g,h間には、2本の冷陰極管46,46が直列に接続され、端子e,jは電流検出抵抗48を通じてアースされている。
Each of the secondary winding
同様に高圧端子a,n間には2本の冷陰極管46,46が直列に接続され、端子c,lは、電流検出抵抗48を通じてアースされている。前記共振コンデンサC1と1次巻線100のインダクタンスとからなる直列共振回路の中点Pに接続するリード線27は、図5に示す、位相検出回路51に接続し、1入力4出力の巻線型トランスの1次側は、図5に示す、自励発振回路を含む電源装置に接続している。また、電流検出抵抗48,48に接続するリード線112,114は、それぞれ、図5に示す、自励発振回路のランプオープン・ランプショート検出回路90,整流平滑回路80、起動補償回路88に接続している。
上記した構成において、図5に示す、自励発振回路から巻線型トランスの1次巻線側の直列1次共振回路に1次共振入力が供給されると、巻線型トランスの2次側に高圧が発生し、4本の冷陰極管46が駆動される。図1,図6に示す巻線型トランスの実施形態では、E型結合コアの中央の長手方向コア部分4aに1次巻線、両側の長手方向コア部分4b,4cに2次巻線を装着したので、1次と2次の巻線間の結合が疎となる。
Similarly, two
In the configuration described above, when the primary resonance input is supplied from the self-excited oscillation circuit shown in FIG. 5 to the series primary resonance circuit on the primary winding side of the winding transformer, a high voltage is applied to the secondary side of the winding transformer. And four
そのため、巻線型トランスにリーケージ特性が得られ、その結果として、巻線型トランスの電圧変動が小さくなるので、負荷である冷陰極管46にバラストコンデンサを付ける必要が無くなり、これを省略できるようになる。尚、冷陰極管46にバラストコンデンサを付ける構成としても良く、バラストコンデンサを付けても全く問題はない。また、コア2に空隙24を設けているので、2次側に巻線を多く巻いても、1次側入力の共振周波数に対応できるので、巻数を増やすことができる分、多出力が実現でき、多数の冷陰極管などの負荷を効率的に駆動することができる。また、バラストコンデンサを省略することができるので、負荷への印加電圧の分圧がなくなり、2次側の高い電圧を直接負荷に印加でき、負荷を効率的に駆動することが可能となる。
Therefore, leakage characteristics can be obtained in the wound transformer, and as a result, voltage fluctuations in the wound transformer are reduced, so that it is not necessary to attach a ballast capacitor to the
次に、図8及び図9を参照して周波数補正とリーケージの両機能を備えたギャップを設けたEE結合コアについて説明する。
E型コア102aと102bの上下の接合部122,124は、各コア120a,120bの研磨された端面が接合されている。EE結合コア126の中央コア部分140には、リーケージ用のギャップ128と、周波数補正用のギャップ130が形成され、前記ギャップ128,130を形成するコア端面132,134,136には研磨処理が施行されている。ギャップを形成するコア端面の形状は種々のものが考えられ、一例として、図10のように、リーケージ用のギャップを形成するためのコア端面138を傾斜面とし、これを研磨するようにしても良い。リーケージ用のギャップ即ち空隙は、巻線型トランスのコアの磁気回路が飽和したとき、ここから磁束が漏れ、巻線型トランスのインピーダンスが変化し、電流を一定に制御するためのものである。
Next, an EE coupling core provided with a gap having both functions of frequency correction and leakage will be described with reference to FIGS.
The upper and lower
真ん中の長手方向コア部分140に、図11に示すように、リーケージ、周波数補正両用ギャップ142を設け、このコア部分140に、ボビンを介して1次巻線144を装着する場合には、1次巻線を144aと1444bに2分割して、パーティション146,148で区切り、ギャップ142部分から巻線をなくす。これにより、ギャップ142から漏れた磁束が電線をよぎらないようにする。2次巻線の装着については、図1,図2,図6と同じである。図12は、EE結合コア126の中央のコア部分140に、リーケージ、周波数補正両用ギャップ150を設け、外側のコア部分にボビン(図示省略)を介して1次巻線152を装着し、他方の外側のコア部分にボビンを介して2次巻線154,156を装着した巻線型トランスを示している。
As shown in FIG. 11, the middle
また、図13には、E型コア158と、I型コア160からなるEI結合コア162の、中央コア部分164とI型コア160との間に、リーケージ、周波数補正両用ギャップ166を設け、外側のコア部分にボビンを介して1次巻線52を装着し、他方の外側のコア部分にボビンを介して、2次巻線154,156を装着した巻線型トランスを示している。図12、図13に示す巻線型トランスのいずれにも、接合部122,124,168,170に、周波数補正用のギャップを形成するようにしても良い。
In FIG. 13, a leakage and frequency correction dual-
図14は巻線型トランスの他の実施形態を示し、EE結合コア174の中央のコア部分176に周波数補正用のギャップ178が設けられ、外側のコア部分に、リーケージ用のギャップ180が設けられている。1次巻線152と、2次巻線154,156は、中央のコア部分176に、ボビンを介して装着される。図15は巻線型トランスの他の実施形態を示し、E型コア182とI型コア184が結合され、外側の長手方向コア部分にリーケージ用のギャップ186が設けられ、中央の長手方向コア部分に周波数補正用のギャップ188が設けられている。中央の長手方向コア部分には、1次巻線152と、その両側に2次巻線154,156がボビンを介して装着されている。なお、上記、図12,図13,図14,図15に記載された巻線型トランスはいずれも図5に示す自励発振回路に接続し該回路により駆動される。
FIG. 14 shows another embodiment of the wire-wound transformer, and a
2 コア
2a E型コア
2b E型コア
4a 中央部分
4b 平行部分
4c 平行部分
6 ボビン
8 ボビン
10 ボビン
12 入力端
13 端子台
14 入力端
15 端子台
16 2次高圧端子
18 2次高圧端子
20 グランド端子
22 グランド端子
24 空隙
26 バリア材
27 リード線
28 バリア材
39 2次巻線
40 1次巻線
41 2次巻線
44 巻線トランス
46 冷陰極型蛍光ランプ
48 抵抗
50 誤動作防止回路
51 位相検出回路
52〜58 スイッチング素子
62〜66 転流ダイオード
68 ゲート制御回路
70 ゲート制御回路
72 ゲート制御回路
74 ゲート制御回路
76 PWM制御回路
78 ロジック回路
80 整流制御回路
82 ライン
84 調光制御回路
86 過電流検出回路
88 起動補償回路
90 ランプオープン・ショート検出回路
91 ボビン
92 ボビン
94 ボビン
96 端子台
98 端子台
100 1次巻線
102 2次巻線
104 2次巻線
106 2次巻線
108 2次巻線
110 パーティション
120a E型コア
120b E型コア
122 接合部
124 接合部
126 結合コア
128 ギャップ
130 ギャップ
132 コア端面
134 コア端面
136 コア端面
138 コア端面
140 コア部分
142 ギャップ
144 1次巻線
146 パーティション
148 パーティション
150 ギャップ
152 1次巻線
154 2次巻線
156 2次巻線
158 E型コア
160 I型コア
162 結合コア
164 コア部分
166 ギャップ
168 接合部
170 接合部
174 結合コア
176 コア部分
178 ギャップ
180 ギャップ
182 E型コア
184 I型コア
186 ギャップ
188 ギャップ
2 Core 2a
8 Bobbins
10
120a
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