(57)【要約】【課題】周期的に充放電されるセラミックコンデンサーを含む回路装置において、セラミックコンデンサーの充放電に伴う圧電現象に起因する鳴動を、セラミックコンデンサーの実装構造を変更することなく、効果的に抑制する。【解決手段】可聴周波数範囲に対応する１周期２４に充電期間２４ｃと放電期間２４ｄとが設けられて、周期的に充放電されるセラミックコンデンサー１６を含む回路装置１１において、前記セラミックコンデンサーの充放電に伴う圧電現象によって発生する鳴動を抑制するための方法であって、前記充電期間終了時点Ｔｅにおける前記セラミックコンデンサーの端子間電圧が前記放電期間で所定電圧値ｖ２まで降下した場合、次の充電期間まで当該所定電圧値を維持するように前記セラミックコンデンサーを充電する回路装置における鳴動抑制方法としている。【選択図】図５
2010135623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可聴周波数範囲に対応する１周期に充電期間と放電期間とが設けられて、周期的に充放電されるセラミックコンデンサーを含む回路装置において、前記セラミックコンデンサーの充放電に伴う圧電現象によって発生する鳴動を抑制するための方法であって、
前記充電期間終了時点における前記セラミックコンデンサーの端子間電圧が前記放電期間で所定電圧値まで降下した場合、次の充電期間まで当該所定電圧値を維持するように前記セラミックコンデンサーを充電する
ことを特徴とする回路装置における鳴動抑制方法。
【請求項２】
請求項１において、前記回路装置は、前記セラミックコンデンサーの端子間電圧の出力端に接続された表示素子を含み、当該表示素子は、前記１周期の間における前記充電期間と放電期間の割合を可変制御することで、１周期中の所定時間だけ表示状態となって階調表示を行い、前記放電期間中に維持される電圧値は、前記表示素子が表示状態となる閾値電圧未満であることを特徴とする回路装置における鳴動抑制方法。
【請求項３】
可聴周波数範囲に対応する１周期を充電期間と放電期間に区分し、前記充電期間中に主充電制御信号を出力する主充電制御回路に接続された回路装置であって、
充電回路と、当該充電回路が出力する充電信号により充電されるセラミックコンデンサーと、当該セラミックコンデンサーの充放電に伴う圧電現象によって発生する鳴動を抑制するための鳴動抑制回路とを含み、
前記鳴動抑制回路は、サンプルホールド回路と、比較信号出力回路と、電圧比較回路と、副充電制御回路と、信号混合回路とを含み、
前記サンプルホールド回路は、前記セラミックコンデンサーにおける端子間電圧の出力端側と、前記主充電制御回路にて生成されて前記充電周期中に出力される充電期間指示信号の出力端とに接続され、前記充電周期の終了時点における前記セラミックコンデンサーの端子間電圧の出力側電圧値ｖ１を次の充電周期の開始時点まで保持し、当該保持した値ｖ１の信号を出力し、
前記比較信号回路は、前記電圧値ｖ１の信号を入力し、当該電圧値ｖ１の所定割合の電圧値ｖ２の比較信号を出力し、
前記電圧比較回路は、前記電圧値ｖ２の比較信号と前記放電期間中のセラミックコンデンサーの端子間電圧の出力側電圧値ｖ３とを比較し、ｖ２＞ｖ３である場合に充電指示信号を出力し、
前記副充電制御回路は、前記電圧比較回路の出力端に接続されて、前記充電指示信号の入力期間中に副充電制御信号を出力し、
信号混合回路は、前記主充電制御回路と前記副充電制御回路のそれぞれの出力端からの信号を入力し、前記１周期の間に入力される前記主充電制御信号と前記副充電制御信号を出力する。
前記充電回路は、前記信号混合回路の出力端に接続されて、前記主充電制御信号または前記副充電制御信号から前記セラミックコンデンサーを充電するための充電信号を生成して出力する
ことを特徴とする鳴動抑制機能を備えた回路装置。
【請求項４】
可聴周波数範囲に対応する１周期を充電期間と放電期間に区分し、前記充電期間中に充電制御信号を出力する主充電制御手段に接続された回路装置であって、
充電手段と、当該充電手段が出力する充電信号により充電されるセラミックコンデンサーと、当該セラミックコンデンサーに接続されてこれを充電する充電手段と、前記セラミックコンデンサーの充放電に伴う圧電現象によって発生する鳴動を抑制するための鳴動抑制手段とを含み、
前記鳴動抑制手段は、サンプルホールド手段と、比較信号出力手段と、電圧比較手段と、副充電制御手段と、信号混合手段とを含み、
前記サンプルホールド手段は、前記セラミックコンデンサーにおける端子間電圧の出力端側と、前記充電回路にて生成されて前記充電周期中に出力される充電期間指示信号の出力端とに接続され、前記充電周期の終了時点における前記セラミックコンデンサーの端子間電圧の出力側電圧をＡ／Ｄ変換してデジタルデータにした電圧値ｖ１を次の充電周期の開始時点まで記憶し、
前記比較信号出力手段は、前記電圧値ｖ１の所定割合となる電圧値ｖ２を計算してその計算した電圧値ｖ２のデータを記憶し、
前記電圧比較手段は、前記放電期間中の前記セラミックコンデンサーにおける端子間電圧の出力側電圧をＡ／Ｄ変換してデジタルデータにした電圧値ｖ３と、前記電圧値ｖ２とを比較し、ｖ２＞ｖ３である場合に充電指示データを出力し、
前記副充電制御手段は、前記電圧比較手段の出力端に接続されて、前記充電指示データの入力期間中に副充電制御信号を出力し、
信号混合手段は、前記主充電制御手段と前記副充電制御手段のそれぞれの出力端からの信号を入力し、前記１周期の間に入力される前記主充電制御信号と前記副充電制御信号を出力する。
前記充電手段は、前記信号混合回路の出力端に接続されて、前記主充電制御信号または前記副充電制御信号から前記セラミックコンデンサーを充電するための充電信号を生成して出力する
ことを特徴とする鳴動抑制機能を備えた回路装置。
【請求項５】
請求項３または４において、前記ｖ１と前記ｖ３は、前記セラミックコンデンサーの端子間電圧をレベルシフトして所定電圧分電圧降下された電圧値であることを特徴とする鳴動抑制機能を備えた回路装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかにおいて、前記セラミックコンデンサーの端子間電圧の出力端に接続された表示素子を含み、当該表示素子は、前記１周期の間における前記充電期間と放電期間の割合が可変制御されることで、１周期中の所定時間だけ表示状態にされて階調表示を行い、前記充電回路が前記副充電制御信号に基づいて前記セラミックコンデンサーを充電した際、当該セラミックコンデンサーの端子間電圧は、前記表示素子が表示状態となる閾値電圧より小さいことを特徴とする鳴動抑制機能を備えた回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、周期的に充放電されるセラミックコンデンサーを含む回路装置において、当該コンデンサーの充放電に伴う圧電現象に起因する鳴動を抑制するための方法に関する。また、その鳴動を抑制する機能を備えた回路装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のごとくセラミックコンデンサーは、充放電に伴う圧電現象により振動する。図７にその振動原理を示した。ここに示したセラミックコンデンサー１は、表面実装型であり、箱型の外形をなし、その箱の左右両端に端子２を備えている。そして、セラミックコンデンサー１が実装される基板３には、端子２と接続されるパッド４が形成されており、端子２とパッド４とを半田付けなどによって接続することで、セラミックコンデンサー１が基板３上に実装される。
【０００３】
そして、セラミックコンデンサー１が周期的に充放電されると、セラミックコンデンサー１が圧電現象により上下方向に振動する（矢印５）。セラミックコンデンサー１は基板３上に固定されているので、その上下の振動５が基板３を左右に伸縮させる力６となり、その結果、基板３が周期的に撓む。このとき、充放電の周期が可聴周波数範囲にあるとセラミックコンデンサー１の振動が基板３を鳴動させる。基板３と共振すればその鳴動による音量はさらに大きくなる。もちろん、セラミックコンデンサー１自体が鳴動する場合もある。なお、可聴周波数範囲は、個人差もあるが、一般的には２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚ程度である。
【０００４】
図８と図９に、上述したセラミックコンデンサー１の振動に伴う鳴動を抑制するための方法について、その従来例を示した。図８に示した鳴動抑制方法では、セラミックコンデンサー１の端子２を基板３から浮かせて実装し、セラミックコンデンサー１における振動が直接基板３に伝達されないようにしている。また、基板３から浮かせるための部材（リードピン、半田バンプなど）７によって、振動を吸収させている。また、図９に示した方法では、基板３を挟んで上下対象に同じセラミックコンデンサー（１ａ，１ｂ）を実装することで振動を相殺させている。なお、上記従来の鳴動抑制方法については、以下の特許文献に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２３５９３１号公報
【特許文献２】特開２０００−２３２０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図８に示した従来例では、セラミックコンデンサーを基板から浮かせて実装しているため、直接表面に実装するより実装強度が低下する。そのため、その強度を確保するための品質管理や信頼性試験が必要となり、その品質管理や信頼性試験のための設備コストが掛かる。また、その管理や試験に要する時間や人件費により製造コストが増加する。図９に示した従来例では、片面実装基板は適用外であり、多種多様な実装基板やその基板を含む回路装置などに対応させることができない。なお、当然のことながら、セラミックコンデンサーの実装構造によって鳴動を抑制する方法では、セラミックコンデンサー自体の鳴動を抑制することが極めて難しい。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、周期的に充放電されるセラミックコンデンサーを含む回路装置において、セラミックコンデンサーの充放電に伴う圧電現象に起因する鳴動を、セラミックコンデンサーの実装構造を変更することなく、効果的に抑制することにある。また、そのセラミックコンデンサーの振動に起因する鳴動を抑制する機能を備えた回路装置を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、可聴周波数範囲に対応する１周期に充電期間と放電期間とが設けられて、周期的に充放電されるセラミックコンデンサーを含む回路装置において、前記セラミックコンデンサーの充放電に伴う圧電現象によって発生する鳴動を抑制するための方法であって、前記充電期間終了時点における前記セラミックコンデンサーの端子間電圧が前記放電期間で所定電圧値まで降下した場合、次の充電期間まで当該所定電圧値を維持するように前記セラミックコンデンサーを充電する回路装置における鳴動抑制方法としている。
【０００８】
また、前記回路装置は、前記セラミックコンデンサーの端子間電圧の出力端に接続された表示素子を含み、当該表示素子は、前記１周期の間における前記充電期間と放電期間の割合を可変制御することで、１周期中の所定時間だけ表示状態となって階調表示を行い、前記放電期間中に維持される電圧値は、前記表示素子が表示状態となる閾値電圧未満である回路装置における鳴動抑制方法としてもよい。
【０００９】
本発明は回路装置にも及んでおり、当該回路装置に係る本発明は、可聴周波数範囲に対応する１周期を充電期間と放電期間に区分し、前記充電期間中に充電制御信号を出力する主充電制御回路に接続された回路装置であって、
充電回路と、当該充電回路が出力する充電信号により充電されるセラミックコンデンサーと、当該セラミックコンデンサーの充放電に伴う圧電現象によって発生する鳴動を抑制するための鳴動抑制回路とを含み、
前記鳴動抑制回路は、サンプルホールド回路と、比較信号出力回路と、電圧比較回路と、副充電制御回路と、信号混合回路とを含み、
前記サンプルホールド回路は、前記セラミックコンデンサーにおける端子間電圧の出力端側と、前記主充電制御回路にて生成されて前記充電周期中に出力される充電期間指示信号の出力端とに接続され、前記充電周期の終了時点における前記セラミックコンデンサーの端子間電圧の出力側電圧値ｖ１を次の充電周期の開始時点まで保持し、当該保持した値ｖ１の信号を出力し、
前記比較信号回路は、前記電圧値ｖ１の信号を入力し、当該電圧値ｖ１の所定割合の電圧値ｖ２の比較信号を出力し、
前記電圧比較回路は、前記電圧値ｖ２の比較信号と前記放電期間中のセラミックコンデンサーの端子間電圧の出力側電圧値ｖ３とを比較し、ｖ２＞ｖ３である場合に充電指示信号を出力し、
前記副充電制御回路は、前記電圧比較回路の出力端に接続されて、前記充電指示信号の入力期間中に副充電制御信号を出力し、
信号混合回路は、前記主充電制御回路と前記副充電制御回路のそれぞれの出力端からの信号を入力し、前記１周期の間に入力される前記主充電制御信号と前記副充電制御信号を出力する。
【００１０】
前記充電回路は、前記信号混合回路の出力端に接続されて、前記主充電制御信号または前記副充電制御信号から前記セラミックコンデンサーを充電するための充電信号を生成して出力する鳴動抑制機能を備えた回路装置としている。
【００１１】
また、上記回路装置は、デジタル回路で構成してもよく、当該デジタル回路で構成された回路装置に係る発明は、可聴周波数範囲に対応する１周期を充電期間と放電期間に区分し、前記充電期間中に充電制御信号を出力する主充電制御手段に接続された回路装置であって、
充電手段と、当該充電手段が出力する充電信号により充電されるセラミックコンデンサーと、当該セラミックコンデンサーに接続されてこれを充電する充電手段と、前記セラミックコンデンサーの充放電に伴う圧電現象によって発生する鳴動を抑制するための鳴動抑制手段とを含み、
前記鳴動抑制手段は、サンプルホールド手段と、比較信号出力手段と、電圧比較手段と、副充電制御手段と、信号混合手段とを含み、
前記サンプルホールド手段は、前記セラミックコンデンサーにおける端子間電圧の出力端側と、前記充電回路にて生成されて前記充電周期中に出力される充電期間指示信号の出力端とに接続され、前記充電周期の終了時点における前記セラミックコンデンサーの端子間電圧の出力側電圧をＡ／Ｄ変換してデジタルデータにした電圧値ｖ１を次の充電周期の開始時点まで記憶し、
前記比較信号出力手段は、前記電圧値ｖ１の所定割合となる電圧値ｖ２を計算してその計算した電圧値ｖ２のデータを記憶し、
前記電圧比較手段は、前記放電期間中の前記セラミックコンデンサーにおける端子間電圧の出力側電圧をＡ／Ｄ変換してデジタルデータにした電圧値ｖ３と、前記電圧値ｖ２とを比較し、ｖ２＞ｖ３である場合に充電指示データを出力し、
前記副充電制御手段は、前記電圧比較手段の出力端に接続されて、前記充電指示データの入力期間中に副充電制御信号を出力し、
信号混合手段は、前記主充電制御手段と前記副充電制御手段のそれぞれの出力端からの信号を入力し、前記１周期の間に入力される前記主充電制御信号と前記副充電制御信号を出力する。
【００１２】
前記充電手段は、前記信号混合回路の出力端に接続されて、前記主充電制御信号または前記副充電制御信号から前記セラミックコンデンサーを充電するための充電信号を生成して出力する鳴動抑制機能を備えた回路装置としている。
【００１３】
上記いずれかの回路装置において、前記ｖ１と前記ｖ３は、前記セラミックコンデンサーの端子間電圧をレベルシフトして所定電圧分電圧降下された電圧値であればより好ましい。
【００１４】
さらに、上記いずれかの回路装置において、前記セラミックコンデンサーの端子間電圧の出力端に接続された表示素子を含み、当該表示素子は、前記１周期の間における前記充電期間と放電期間の割合が可変制御されることで、１周期中の所定時間だけ表示状態にされて階調表示を行い、前記充電回路が前記副充電制御信号に基づいて前記セラミックコンデンサーを充電した際、当該セラミックコンデンサーの端子間電圧は、前記表示素子が表示状態となる閾値電圧より小さい鳴動抑制機能を備えた回路装置としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、周期的に充放電されるセラミックコンデンサーを含む回路装置において、コンデンサーの実装構造を変更することなく、セラミックコンデンサーの振動に起因する鳴動を効果的に抑制することができる。そのため、実装構造の変更に伴うコストアップを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＝＝＝充電回路の構成例＝＝＝
図１は、セラミックコンデンサーを周期的に充放電させるための回路の一例である。この回路１０は、調光制御可能なＬＥＤ点灯回路１０であり、その基本構成部分は、セラミックコンデンサー１６の充電回路１１である。そして、この例における充電回路１１は、コイル１２を用いた典型的な昇圧回路の構成を備えている。この充電回路１１において、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）１３は、ゲート１３ｇ側の入力端ｓ１に印加される主充電制御回路２０からの駆動信号に従って高速でオン／オフし、このＦＥＴ１３のドレイン１３ｄ側にはコイル１２の一端が接続されている。コイル１２の他端は所定電圧の電源１４に接続されている。また、ＦＥＴ１３のドレイン１３ｄには、ダイオード１５のアノード１５ａが接続されている。そのダイオード１５のカソード１５ｃ側には充電対象となるセラミックコンデンサー１６の一端ｓ２が接続されており、他端側は接地されている。すなわち、ダイオード１５とセラミックコンデンサー１６の接続点ｓ２が当該セラミックコンデンサー１６の端子間電圧の出力端となる。そして、ＬＥＤ１７は、この出力端ｓ２に接続されて、ここに出力されるセラミックコンデンサー１６の端子間電圧が所定の電圧（点灯閾値）以上となったときに点灯する。
【００１７】
上記点灯回路１０では、時間階調方式によってＬＥＤ１７を調光制御する。すなわち、人が点滅を視認できない程度の周波数（例えば３０Ｈｚ以上）に相当する周期（以下、点滅周期）の間に点灯閾値以上の電圧を印加する期間と点灯閾値未満の電圧を印加する期間とを設け、その各期間の時間割合を可変制御することで、ＬＥＤ１７の明るさを調整する。主充電制御回路２０は、その調光制御をするための信号（主駆動信号）を生成し、この主駆動信号によってＦＥＴ１３を駆動する。充電回路１１は、主駆動信号に応じてＦＥＴ１３が出力する信号によって点滅周期中の所定期間だけ昇圧してセラミックコンデンサー１６を充電させ、点滅周期の残りの期間は昇圧せずにセラミックコンデンサー１６を放電させる。それによって、点滅周期の１周期分の間に、セラミックコンデンサー１６の端子間電圧がＬＥＤ１７の点灯閾値以上となる点灯期間とその後の閾値未満となる消灯期間とに区分される。
【００１８】
＝＝＝主充電制御回路＝＝＝
図２に主充電制御回路２０が出力するＦＥＴ１３の駆動信号と、この駆動信号を生成するための信号の波形（Ａ）〜（Ｃ）に示した。また、（Ｄ）に、ＦＥＴ１３の駆動信号とセラミックコンデンサー１６における端子間電圧との関係を示した。これら（Ａ）〜（Ｄ）では、横軸を時間、縦軸を電圧として信号波形を示した。（Ａ）は、ＦＥＴ１３の駆動信号２１を示しており、周期的に高周波信号２２が階調に応じた期間２４ｃだけ出力されるような波形となっている。１周期２４の間にセラミックコンデンサー１６を充電する充電期間２４ｃと放電させる放電期間２４ｄとが設けられている。充電回路１１は、充電期間２４ｃ中にこの高周波信号（主充電制御信号）２２から電源１４の電圧を昇圧した信号（充電信号）を生成し、この充電信号によりセラミックコンデンサー１６を充電する。
【００１９】
（Ｂ）（Ｃ）に、上記のＦＥＴの駆動信号（以下、主駆動信号）２１を生成するための信号波形を示した。主駆動信号２１は、（Ｂ）に示した主充電制御信号２２と、（Ｃ）に示したパルス状の信号２３とのＡＮＤ信号である。このパルス状信号（充電期間指示信号）２３は、１周期の間にＨとＬが所定の時間割合となる信号であり、主充電制御回路２０は、例えば、充電期間となる充電期間指示信号２３のパルス幅２４ｃを可変制御する回路などを備えることで、充電期間２４ｃと放電期間２４ｄの時間割合を可変設定することができる。
【００２０】
（Ｄ）は、主駆動信号２１とセラミックコンデンサー１６の端子間電圧の信号波形２５との関係を示しており、セラミックコンデンサー１６は、充電期間２４ｃ中に充電回路１１により充電されて端子間電圧を増加させ、充電期間２４ｃの終了時点で最大値ｖ１となり、その後、放電期間２４ｄ中に放電して徐々に端子間電圧を減少させていく。この充放電の周期を繰り返す。なお、ＬＥＤ１７における点灯期間と消灯期間は、１周期分の端子間電圧波形２６において、点灯閾値ｖ４以上となっている期間２７ａと閾値以下２７ｂとなっている期間に相当する。
【００２１】
＝＝＝コンデンサーに起因する鳴動＝＝＝
上述したように周期的に充放電されるセラミックコンデンサー１６は、圧電現象により振動する。そして、図２（Ｄ）に基づいて説明すると、振動による鳴動は、上記駆動信号２１の１周期２４が可聴周波数範囲に対応し、すなわち、１周期２４の時間の逆数が可聴周波数範囲内であり、端子間電圧の変動幅ｖｃが振動を起こさせるほど大きい場合である。なお、セラミックコンデンサー１６に起因する鳴動が問題となるのは、本実施例のＬＥＤ１７の点灯回路１０では、例えば、ＬＥＤ１７が液晶ディスプレイのバックライトや照明などに使用される場合などが考えられる。このような場合では、ＬＥＤ１７を調光しようとして、充電期間２４ｃの時間を可変させた場合、ある明度のときに、不要な音がディスプレイや照明器具から発生することになる。
【００２２】
＝＝＝鳴動抑制回路＝＝＝
本発明は、周期的に充放電されるセラミックコンデンサー１６に起因する鳴動をそのコンデンサー１６の実装構造ではなく、電気的な信号によって制御することに特徴がある。図３は本発明の鳴動抑制機能を備えた回路装置の要部である、鳴動抑制回路１００の構成例を示している。当該鳴動抑制回路１００は、機能別に、サンプルホールド回路３０と、比較信号出力回路４０と、電圧比較回路５０と、副充電制御回路６０と、信号混合回路７０の各回路構成を備えている。なお、この図３では、主充電制御回路２０の概略構成と、図１に示した充電回路１１との接続点（ｓ１、ｓ２）も併せて示した。
【００２３】
＜サンプルホールド回路＞
図３に示したサンプルホールド回路３０は、典型的な回路構成であり、セラミックコンデンサー１６の端子間電圧を保持するタイミング毎にオン／オフするアナログスイッチ３１と、電圧フォロワ３２、および電圧を保持するためのコンデンサー（ホールドコンデンサ）３３を含んで構成されている。アナログスイッチ３１は、その出力端ｓ３にホールドコンデンサー３３が接続され、入力端ｓ４にセラミックコンデンサー１６の端子間電圧の出力端ｓ２が接続されている。そして、主充電制御回路２０において、主駆動信号２１を生成する過程で生成される充電期間指示信号２３の出力ｓ５をトリガとして動作し、充電期間指示信号２３の立ち下がりでスイッチ３１を切断する。すなわち、充電期間２４ｃ中のセラミックコンデンサー１６の端子間電圧によってホールドコンデンサー３３が充電されることになる。オペアンプ３４の出力ｓ６を負帰還させてなる電圧フォロワ３２のプラス側入力ｓ７にはホールドコンデンサー３３の端子間電圧が入力され、充電期間２４ｃの終了時点におけるホールドコンデンサー３３の端子間電圧が次の充電期間２４ｃの開始時点まで電圧フォロワ３２から出力され続けられる。すなわち、当該充電期間２４ｃにおけるセラミックコンデンサー１６の端子間電圧において、図２に示した最大電圧ｖ１が保持される。
【００２４】
＜比較信号出力回路＞
比較信号出力回路４０は、サンプルホールド回路３０により保持された充電電圧ｖ１を２つの抵抗４１と４２で抵抗分割する回路であり、ｖ１が抵抗４１によって電圧（以下、ｖ２）に電圧降下され、このｖ２を比較電圧として出力としている。
【００２５】
＜電圧比較回路＞
電圧比較回路５０は、コンパレータ５１からなり、上記比較電圧ｖ２と、セラミックコンデンサー１６の端子間電圧（以下、ｖ３）とを比較し、ｖ２＞ｖ３となっている期間中にＨ信号（副充電指示信号）を出力する。
【００２６】
＜副充電制御回路＞
副充電制御回路６０は、２端子のＡＮＤ回路６１を主体にして構成され、電圧比較回路５０の出力端ｓ８からの副充電指示信号を入力するとともに、ＦＥＴ１３を駆動するための高周波信号（副充電制御信号）を発振器６２から入力する。それによって、発振器６２からの副充電制御信号が、副充電指示信号を入力している期間だけ出力される。なお、主充電制御回路２０において高周波信号である主充電制御信号２２を発生させるための発振器が副充電制御回路６０の発振器６２であってもよい。すなわち、主充電制御信号２２と副充電制御信号は同じでもよい。
【００２７】
＜信号混合回路＞
信号混合回路７０は、ＯＲ回路７１により構成され、前記主充電制御装置２０からの主駆動信号２１と、副充電制御回路６０におけるＡＮＤ出力である間欠的な副充電制御信号（副駆動信号）とを個別に入力する。信号混合回路７０の出力端ｓ９は、充電回路１１におけるＦＥＴ１３の駆動信号入力端ｓ１に接続され、充電回路１１では、ＯＲ回路７１に入力された信号が混合された信号をＦＥＴ１３の駆動信号として入力する。図４に信号混合回路７０の入力信号と出力信号を示した。（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）にそれぞれ、主駆動信号、副駆動信号、およびこれらの信号の合成信号を示した。１周期２４の間に、主駆動信号２１と副駆動信号７２が入力される。そして、その出力信号７３は、充電周期２４ｃにおいては主充電制御信号２２が出力され、放電期間２４ｄにおいては副充電指示信号７４が間欠的に出力される波形となっている。
【００２８】
＝＝＝鳴動抑制動作＝＝＝
図５に信号混合回路７０からの出力信号７４とセラミックコンデンサー１６の端子間電圧との関係を示した。また、鳴動抑制機能がない充電回路１１におけるセラミックコンデンサー１６の端子間電圧２５も併せて示した。充電期間２４ｃの終了時点Ｔｅでピーク値ｖ１となった端子間電圧ｖ３の値が放電期間２４ｄ中に徐々に減少しその電圧値ｖ３が閾値ｖ２より小さくなると副充充電制御信号７３が充電回路１１に入力される。それによって、セラミックコンデンサー１６が一時充電されｖ３が閾値ｖ２を超え、副充電制御信号７３の出力が停止する。そして、セラミックコンデンサー１６がまた放電されて端子間電圧ｖ３が再度減少し、また一時充電される。このような充放電動作を次の充電期間２４ｃの開始時点Ｔｓまで繰り返す。それによって、セラミックコンデンサー１６の端子間電圧ｖ３は、ほぼ閾値ｖ２に維持される。
【００２９】
なお、セラミックコンデンサー１６の振動に起因する鳴動を抑制するためには、比較信号出力回４０の２つの抵抗（４１，４２）を適宜に選択し、セラミックコンデンサー１６の振動が鳴動を発生させない程度の振幅となるようにｖ１とｖ２の差Δｖを調整すればよい。また、図１に示したＬＥＤ１７の点灯回路１０に図３の鳴動抑制回路を付加する場合には、鳴動抑制時のセラミックコンデンサー１６の端子間電圧をＬＥＤ１７の点灯閾値電圧ｖ４より小さくすることが必要となる。すなわち、図５に示したように、充電回路１１が副駆動信号に基づいてセラミックコンデンサー１６を一時的に充電した際の端子間電圧の最大値ｖ５が点灯閾値ｖ４より小さいことが必要となる。それによって、ＬＥＤ１７を所望の明るさに調光制御したうえで、セラミックコンデンサー１６の振動に起因する鳴動も抑制することができる。
【００３０】
このように、上記鳴動抑制機能を備えた回路装置では、実装構造に頼らずにセラミックコンデンサー１６の振動に起因する鳴動を効果的に抑制することができる。そのため、実装構造の変更に伴う製造設備の変更や新たな信頼性試験が不要であり、コストアップを防止することができる。また、セラミックコンデンサー１６の振動による鳴動が発生している既存の回路装置に本実施例の鳴動抑制回路１００を付加するだけで、鳴動を抑制することができる。したがって、既存の回路装置を有効活用することも期待できる。
【００３１】
＝＝＝デジタル回路による構成＝＝＝
図３に示した鳴動抑制回路１００は、アナログ回路による構成であったが、デジタル回路で構成することも可能である。その鳴動抑制回路１００をデジタル回路によって構成した鳴動抑制部の機能ブロック構成を図６に例示した。図３に示した鳴動抑制回路１００を構成する各回路（３０，４０，５０，６０，７０）に対応して、鳴動抑制部１００ｂは、サンプルホールド部１３０、比較信号出力部１４０、電圧比較部１５０、副充電制御部１６０、信号混合部１７０を備えている。サンプルホールド部１３０では、サンプルホールド回路３０と同様のアナログ回路からなるｖ１保持部１３１によって電圧ｖ１を保持し、そのｖ１をｖ１データ生成部１３２によりＡ／Ｄ変換して数値化する。そして、レジスタなどによって構成されるｖ１記憶部１３３がそのｖ１の値を記憶する。なお、ｖ１データ生成部１３２は、ｖ１保持部１３１からの出力を随時Ａ／Ｄ変換し、ｖ１の値を随時更新する。そして、ｖ１記憶部はｖ１が更新されればその都度ｖ１の値を書き換える。
【００３２】
比較信号出力部１４０は、所定の係数を記憶し、ｖ１記憶部１３３に記憶されているｖ１の値にその係数を乗算するなどしてｖ１に対して所定の割合の値ｖ２を生成し、そのｖ２を記憶する。また、ｖ１が更新されるごとにｖ２も更新する。電圧比較部１５０は、ｖ３データ生成部１５１にてセラミックコンデンサー１６の端子間電圧ｖ３をリアルタイムでＡ／Ｄ変換して数値化し、比較部にてｖ２とｖ３を比較し、ｖ２＞ｖ３であれば、例えば、バイナリデータの「１」に相当する所定電圧値のＨ信号を副充電指示信号として出力する。
【００３３】
副充電制御部１６０と信号混合部１７０は、図３に示した副充電制御回路６０と信号混合回路７０と同様のものであり、副充電制御部１６０は、副充電指示信号を入力したときに発振器１６１からの副充電制御信号を出力し、信号混合部１７０は、この副充電制御信号と主充電制御信号の混合信号を充電回路１１におけるＦＥＴ１３の駆動信号として出力する。
【００３４】
＝＝＝端子間電圧のレベルシフトについて＝＝＝
本実施例では、セラミックコンデンサー１６の充電回路１１は、昇圧回路であり、セラミックコンデンサー１６の端子間電圧は図３や図６に示した回路構成に用いられる素子の定格電圧を超えてしまう可能性もある。そのため、端子間電圧を周知のレベルシフタにより、例えば、端子間電圧の最大値が回路素子の最大定格電圧程度になるように所定電圧分降下させることが望ましい。そして、そのレベルシフトされた電圧を鳴動抑制回路１００や鳴動抑制部１００ｂに入力させるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】典型的な充電回路の構成を含むＬＥＤ点灯回路の回路図である。
【図２】上記充電回路を構成するトランジスタの駆動信号と、上記充電回路にて充電されるセラミックコンデンサーの充電電圧波形との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例における回路装置を構成する鳴動抑制回路の回路図である。
【図４】上記鳴動抑制回路にて生成される信号の波形を示す図である。
【図５】上記鳴動抑制回路にて生成される信号とセラミックコンデンサーの充電電圧波形との関係を示す図である。
【図６】上記鳴動抑制回路をデジタル回路で構成した場合の機能ブロック図である。
【図７】充放電するセラミックコンデンサーの振動に起因する鳴動の原理を示す図である。
【図８】セラミックコンデンサーの振動に起因する鳴動を抑制するための従来の方法を示す図である。
【図９】上記従来の方法のその他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１、１６  セラミックコンデンサー
３  基板
１１  充電回路
１３  電界効果型トランジスタ
２０  主充電制御回路
２１  主駆動信号
２２  主充電制御信号
２３  充電期間指示信号
３０  サンプルホールド回路
４０  比較電圧出力回路
５０  電圧比較回路
６０  副充電制御回路
７０  信号混合回路
７２  副駆動信号
７３  主充電制御信号と副充電指示信号をと混合した信号
７４  副充電制御信号
１００  鳴動抑制回路
１００ｂ  鳴動抑制部
１３０  サンプルホールド部
１４０  比較信号出力部
１５０  電圧比較部
１６０  副充電制御部
１７０  信号混合部
【図１】
2010135623.tif 000003
【図２】
2010135623.tif 000004
【図３】
2010135623.tif 000005
【図４】
2010135623.tif 000006
【図５】
2010135623.tif 000007
【図６】
2010135623.tif 000008
【図７】
2010135623.tif 000009
【図８】
2010135623.tif 000010
【図９】
2010135623.tif 000011