(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作制御端及び出力電圧制御端を有し、前記動作制御端に印加される電圧レベルによって作動状態と停止状態とに切り換えられるとともに、前記出力電圧制御端に入力される電圧によって出力電圧が制御される直流−直流変換回路と、前記動作制御端に出力端が接続され、前記動作制御端の電圧レベルを前記直流−直流変換回路が作動状態となる第一のレベルに保持する自己保持回路と、前記直流−直流変換回路の出力側に接続された一次巻線と、その一次巻線に誘導結合された二次巻線とを有するトランスを含み、前記直流−直流変換回路の出力電圧を高周波電圧に変換する直流−交流変換回路と、前記トランスの二次巻線に並列接続された負荷と、前記負荷と接地点との間に接続された負荷電流検出抵抗と、前記トランスの二次巻線の低電位側と接地点との間に接続されて前記二次巻線の通流電流を検出する過電流検出素子と、前記負荷電流検出抵抗の非接地端の電圧を整流して前記出力電圧制御端に入力する帰還回路と、前記過電流検出素子の通流電流が所定値を超えた場合に、前記自己保持回路の前記第一のレベルの保持を解除し、前記動作制御端の電圧レベルを前記直流−直流変換回路が停止状態となる第二のレベルに切り換える過電流検出回路とを備えたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記過電流検出素子を抵抗素子とし、前記過電流検出回路は少なくとも整流ダイオードと平滑コンデンサとを有し、前記抵抗素子の両端間の交流電圧を前記整流ダイオードで整流するとともに、前記平滑コンデンサで直流電圧に平滑し、前記直流電圧に基づいて前記自己保持回路の前記出力端の電圧を前記第二のレベルで切り換えるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記過電流検出回路には前記直流電圧を分圧する少なくとも二つの分圧抵抗を設け、前記分圧抵抗によって分圧された電圧で前記自己保持回路の前記出力端の電圧を前記第二のレベルに切り換えるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記直流−直流変換回路への電源供給を遮断するヒューズを設け、前記ヒューズが遮断するときに前記過電流検出素子に流れる電流よりも前記所定電流を低く設定したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインバータ装置。
【請求項５】
前記自己保持回路は、前記第一のレベルの電圧が入力される入力端と、前記入力端に入力された前記第一のレベルの電圧を前記出力端に出力する第一のトランジスタと、コンデンサを有して前記第一のレベルの電圧を充電する充電回路と、前記コンデンサの両端を短絡する第二のトランジスタとを備え、前記充電回路に生じる充電電圧の電圧レベルに応じて前記第一のトランジスタを導通させるとともに前記第一のレベルの電圧を前記出力端に出力し、前記出力端における前記第一のレベルの電圧によって前記第二のトランジスタを導通させるとともに前記コンデンサに充電された電圧を放電させることによって前記第一のトランジスタの導通状態を保持するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記出力端と前記第二のトランジスタのベースとの間に帰還回路を設け、前記出力端の電圧レベルを前記第二のレベルに切り換えるための制御端を前記帰還回路に設け、前記過電流検出回路には前記過電流検出素子を通流する電流に基づいた電圧によって導通する検出トランジスタを設け、前記検出トランジスタのコレクタを前記帰還回路の前記制御端に接続したことを特徴とする請求項５に記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆるノ−トパソコン（携帯型のパ−ソナルコンピュ−タ）におけるＬＣＤのバックライトとして用いられる冷陰極蛍光ランプ等を点灯する電源として好適なインバ−タ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインバ−タ装置を図３に従って説明する。図３において、インバ−タ装置は、直流−直流変換回路（以下コンバ−タという）５１と、直流−交流変換回路（以下、インバ−タという）５２と、出力電流安定用の帰還回路５３とから構成されている。コンバ−タ５１にはバッテリ−等の電源５４の直流電圧が供給される。この直流電圧は、一旦、矩形波の電圧に変換された後に平滑されて再び直流電圧に変換される。即ち、コンバ−タ５１は集積回路化されたパルス幅制御回路５５、チョッパ−回路５６、平滑用チョ−クコイル５７等を備えており、電源５４の直流電圧はパルス幅制御回路５５の電圧供給端５５ａと接地端５５ｂとに加えられる。ここで、パルス幅制御回路５５は動作制御端５５ｃを有しており、この動作制御端５５ｃにハイレベルの電圧が加えられたときにパルス幅制御回路５５が作動して、出力端５５ｄに所定の繰り返し周波数でハイレベルとロ−レベルとに変化するパルス信号が出力される。動作制御端５５ｃに加えられる電圧としては、例えば電源５４の直流電圧がそのまま用いられ、スイッチ５８を介して加えられる。スイッチ５８が開のときは動作制御端５５ｃがロ−レベルとなってパルス幅制御回路５５は停止状態となり、出力端５５ｄにはパルス信号が現れず、電源５４の電圧とほぼ同じ電圧であるハイレベルに固定される。
【０００３】
チョッパ−回路５６はＰＮＰのパワ−トランジスタ５６ａとダイオ−ド５６ｂとを備えており、このパワ−トランジスタ５６ａのエミッタが電源５４に接続され、コレクタが平滑用チョ−クコイル５７の一端に接続されている。そして、パルス幅制御回路５５の出力端５５ｄからのパルス信号がパワ−トランジスタ５６ａのベ−スに入力されることによって、パワ−トランジスタ５６ａが断続的に導通し、コレクタには電源５４の直流電圧が矩形波状となって現れることになる。この矩形波状の電圧がチョ−クコイル５７によって平滑されて再び直流電圧に変換され、インバ−タ５２に加えられる。
【０００４】
パルス幅制御回路５５内には、図示はしないが鋸歯状波（あるいは三角波）発生器が備えられており、この鋸歯状波（あるいは三角波）を用いて出力端５５ｄから出力されるパルス信号のデュ−ティ比を調整するようにしている。即ち、パルス幅制御回路５５には出力電圧制御端５５ｅが備えられており、この出力電圧制御端５５ｅに入力される電圧によって鋸歯状波等のスライスレベルを変えてパルス信号のデュ−ティ比を調整するようにしている。
【０００５】
チョ−クコイル５７によって平滑された直流電圧（コンバ−タ５１の出力電圧という）はインバ−タ５２に加えられる。インバ−タ５２はＮＰＮ型の二つの発振トランジスタ６１、６２とこれらの発振トランジスタ６１、６２にロイヤ−接続されたトランス６３で構成される。即ち、発振トランジスタ６１および６２のそれぞれのコレクタにトランス６３の一次巻線６３ａの両端が接続され、一次巻線６３ａの中点にコンバ−タ５１の出力電圧が印加される。また、発振トランジスタ６１、６２のそれぞれのベ−スが帰還巻線６３ｂに接続されて発振するようになっている。このインバ−タ５２の発振周波数は発振トランジスタ６１、６２のそれぞれのコレクタ間に接続されたコンデンサ６４の容量と一次巻線６３ａのインダクタンスとによって決まり、およそ５０ＫＨｚである。そして、トランス６３の二次巻線６３ｃの両端には一次巻線６３ａとの巻数比によってほぼ１０００ボルトの電圧が発生する。二次巻線６３ｃの一端は、このインバ−タ装置が組み込まれる、例えば、ノ−トパソコンの導電性の筺体（グランド）に接地されて他端が高電位端となる。そして、高電位端がバラストコンデンサ６５を直列に介してインバ−タ５２の一方の出力端子５２ａに接続される。また、接地された二次巻線６３ｃの一端は、後述する負荷電流検出抵抗６６を直列に介してインバ−タ５２の他方の出力端子５２ｂに接続される。
そして、出力端子５２ａ、５２ｂ間に負荷となる冷陰極蛍光ランプ６７がリ−ド線６７ａ、６７ｂを介して接続される。
【０００６】
ここで、帰還回路５３について説明する。冷陰極蛍光ランプ６７をノ−トパソコンのＬＣＤのバックライトに使用する場合にはその明るさを一定にする必要があるので、負荷電流に基づいて冷陰極蛍光ランプ６７に流れる電流が一定になるように制御している。
即ち、接地された二次巻線６３ｃ一端と他方の出力端子５２ｂとの間に接続された負荷電流検出抵抗６６と、この抵抗６６の両端に発生する電圧を整流する整流ダイオ−ド６８と、平滑コンデンサ６９と、分圧抵抗７０、７１とによって帰還回路５３を構成し、分圧抵抗７０、７１に現れる分圧電圧（直流電圧）がパルス幅制御回路５５の出力電圧制御端５５ｅに帰還される。そこで、例えば、負荷電流検出抵抗６６に流れる負荷電流が所定の値よりも大きく（または小さく）なった場合には、帰還回路５３で検出される分圧電圧が高く（または低く）なるので、この検出される電圧を出力電圧制御端５５ｅに入力することによって鋸歯状波（あるいは三角波）のスライスレベルを高く（または低く）してデュ−ティ比を上げ（または下げ）てコンバ−タ５１の出力電圧を低く（または高く）して負荷電流を調整するようにしている。なお、出力端５５ｄから出力されるパルス信号の繰り返し周波数は前述した鋸歯状波（または三角波）発生器の繰り返し周波数となり、周波数設定端５５ｆに接続された周波数設定回路６０の抵抗６０ａとコンデンサ６０ｂとによっておよそ２００ＫＨｚに設定されている。
また、バラストコンデンサ６５は、負荷である冷陰極蛍光ランプ６７の点灯時と点灯後の負荷電流を調整するものである。
【０００７】
以上のように構成されたインバ−タ装置は、例えば、ノ−トパソコン等に組み込まれ、ＬＣＤのバックライトである冷陰極蛍光ランプ６７を負荷として使用される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来のインバ−タ装置では、帰還回路５３の制御によって負荷電流が一定になるようになされており、正常な動作状態では問題がないが、負荷の短絡（デッドショ−ト）等によってインバ−タ装置が熱破壊や発煙を引き起こすという問題がある。
【０００９】
即ち、ノ−トパソコン等では不要輻射を防止するために、パソコンの筺体の内側に導電性のメッキ等を施し、これを接地することによってインバ−タ５２の発振による高周波電圧の輻射を防止しているが、パソコンの組立時に誤って冷陰極蛍光ランプ６７のリ−ド線６７ａを筺体に挟んでしまうとリ−ド線６７ａの被覆が破られて筺体に施したメッキ部分に接触し、冷陰極蛍光ランプ６７が点灯しないばかりかインバ−タ装置の特にパワ−トランジスタ５６ａが熱破壊されたり、短絡した部分に電流が集中し、発火、発煙を起こすおそれがある。
そこで、本発明は、このようなデッドショ−トによるインバ−タ装置の破壊や発煙を防止し、さらにはデッドショ−トに到らないレアショ−ト状態においても破壊や発煙等を防止するようにするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のインバ−タ装置は、動作制御端を有し、前記動作制御端に印加される電圧レベルによって作動状態と停止状態とに切り換えられる直流−直流変換回路と、前記動作制御端に出力端が接続され、前記動作制御端の電圧レベルを前記直流−直流変換回路が作動状態となる第一のレベルに保持する自己保持回路と、前記直流−直流変換回路の出力側に一次巻線が接続されたトランスを含み、前記直流−直流変換回路の出力電圧を高周波電圧に変換する直流−交流変換回路と、前記トランスの二次巻線に流れる電流が通流する過電流検出素子と、前記過電流検出素子を通流する電流が所定値を越えた場合に、前記自己保持回路の前記第一のレベルの保持を解除し、前記動作制御端の電圧レベルを前記直流−直流変換回路が停止状態となる第二のレベルに切り換える過電流検出回路とを備えた。
【００１１】
また、本発明のインバ−タ装置は、前記過電流検出素子の一端を前記二次巻線の低電位側に接続した。
【００１２】
また、本発明のインバ−タ装置は、前記過電流検出素子の他端をグランドに接続した。
【００１３】
また、本発明のインバ−タ装置は、前記直流−直流変換回路は出力電圧制御端を有するとともに、前記出力電圧制御端に入力される電圧によって前記直流−直流変換回路の出力電圧が制御され、一方、前記二次巻線によって流れる負荷電流が通流する負荷電流検出抵抗を設け、前記負荷電流検出抵抗を前記二次巻線および前記過電流検出素子と直列に接続し、前記負荷電流検出抵抗の一端を前記グランドに接続するとともに、前記負荷電流検出抵抗の他端の電圧に基づいた電圧を前記出力電圧制御端に入力した。
【００１４】
また、本発明のインバ−タ装置は、前記過電流検出素子を抵抗素子とし、前記過電流検出回路は少なくとも整流ダイオ−ドと平滑コンデンサとを有し、前記抵抗素子の両端間の交流電圧を前記整流ダイオ−ドで整流するとともに、前記平滑コンデンサで直流電圧に平滑し、前記直流電圧に基づいて前記自己保持回路の前記出力端の電圧を前記第二のレベルに切り換えるようにした。
【００１５】
また、本発明のインバ−タ装置は、前記過電流検出回路には前記直流電圧を分圧する少なくとも二つの分圧抵抗を設け、前記分圧抵抗によって分圧された電圧で前記自己保持回路の前記出力端の電圧を前記第二のレベルに切り換えるようにした。
【００１６】
また、本発明のインバ−タ装置は、前記直流−直流変換回路への電源供給を遮断するヒュ−ズを設け、前記ヒュ−ズが遮断するときに前記過電流検出素子に流れる電流よりも前記所定電流を低く設定した。
【００１７】
また、本発明のインバ−タ装置は、前記自己保持回路は、前記第一のレベルの電圧が入力される入力端と、前記入力端に入力された前記第一のレベルの電圧を前記出力端に出力する第一のトランジスタと、コンデンサを有して前記第一のレベルの電圧を充電する充電回路と、前記コンデンサの両端を短絡する第二のトランジスタとを備え、前記充電回路に生ずる充電電圧の電圧レベルに応じて前記第一のトランジスタを導通させるとともに前記第一のレベルの電圧を前記出力端に出力し、前記出力端における前記第一のレベルの電圧によって前記第二のトランジスタを導通させるとともに前記コンデンサに充電された電圧を放電させることによって前記第一のトランジスタの導通状態を保持するようにした。
【００１８】
また、本発明のインバ−タ装置は、前記出力端と前記第二のトランジスタのベ−スとの間に帰還回路を設け、前記出力端の電圧レベルを前記第二のレベルに切り換えるための制御端を前記帰還回路に設け、前記過電流検出回路には前記過電流検出素子を通流する電流に基づいた電圧によって導通する検出トランジスタを設け、前記検出トランジスタのコレクタを前記帰還回路の前記制御端に接続した。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のインバ−タ装置の実施の形態を図１および図２に従って説明する。ここで、図１は本発明のインバ−タ装置のブロック構成を示し、図２は本発明のインバ−タ装置に関わる詳細な保護回路を示す。
【００２０】
先ず、図１において、本発明のインバ−タ装置は、降圧型の直流−直流変換回路（以下コンバ−タという）１と、直流−交流変換回路（以下、インバ−タという）２と、出力電流安定用の帰還回路３とを有して構成されている。コンバ−タ１にはバッテリ−等の電源４の直流電圧が供給される。この直流電圧は、一旦、矩形波の電圧に変換された後に平滑されて再び直流電圧に変換される。即ち、コンバ−タ１は集積回路化されたパルス幅制御回路５、チョッパ−回路６、平滑用チョ−クコイル７等を備えており、電源４の直流電圧は電源ヒュ−ズ８を介してパルス幅制御回路５の電圧供給端５ａと接地端５ｂとに加えられる。ここで、パルス幅制御回路５は動作制御端５ｃを有しており、この動作制御端５ｃに第一のレベルであるハイレベルの電圧が加えられたときにパルス幅制御回路５が作動して、出力端５ｄに所定の繰り返し周波数でハイレベルとロ−レベルとに変化するパルス信号が出力される。動作制御端５ｃに加えられる電圧としては、例えば電源４の直流電圧が用いられ、スイッチ９と本発明の特徴である自己保持回路１０（後述）を介してパルス幅制御回路５の動作制御端５ｃに加えられる。
【００２１】
この自己保持回路１０は、入力端１０ａ、出力端１０ｂ、制御端１０ｃを有しており、スイッチ９が閉で且つ制御端１０ｃが解放状態（あるいはハイレベル）のときは入力端１０ａに加えられた電源４の直流電圧が出力端１０ｂに現れるようになっている。そして、スイッチ９が閉のときでも、制御端１０ｃが接地状態（あるいはロ−レベル）になったときは出力端１０ｂに電源４の直流電圧が現れず、従ってパルス幅制御回路５の動作制御端５ｃの電圧は第二のレベルであるロ−レベルとなり、パルス幅制御回路５は停止状態となり、このパルス幅制御回路５の出力端５ｄにはパルス信号が現れず、電源４の電圧とほぼ同じ電圧であるハイレベルに固定される。
【００２２】
チョッパ−回路６はＰＮＰのパワ−トランジスタ６ａとダイオ−ド６ｂを備えており、このパワ−トランジスタ６ａのエミッタが電源４に接続され、コレクタが平滑用チョ−クコイル７の一端に接続されている。そして、パルス幅制御回路５の出力端５ｄからのパルス信号がパワ−トランジスタ６ａのベ−スに入力されることによって、パワ−トランジスタ６ａが断続的に導通し、そのコレクタには電源４の直流電圧が矩形波状となって現れることになる。この矩形波状の電圧がチョ−クコイル７によって平滑されて再び直流電圧に変換され、インバ−タ２に加えられる。また、チョ−クコイル７の他端は、後述する出力電圧検出回路１１を介してパルス幅制御回路５の出力電圧制御端５ｅに接続される。
【００２３】
パルス幅制御回路５内には、図示はしないが鋸歯状波（あるいは三角波）発生器が備えられており、この鋸歯状波（あるいは三角波）を用いて出力端５ｄから出力されるパルス信号のデュ−ティ比を調整するようにしている。即ち、パルス幅制御回路５には出力電圧制御端５ｅが備えられており、この出力電圧制御端５ｅに入力される電圧によって鋸歯状波等のスライスレベルを変えてパルス信号のデュ−ティ比を調整するようにしている。
【００２４】
チョ−クコイル７によって平滑された直流電圧（コンバ−タ１の出力電圧という）はインバ−タ２に加えられる。インバ−タ２はＮＰＮ型の二つの発振トランジスタ１３、１４とこれらの発振トランジスタ１３、１４にロイヤ−接続されたトランス１５で構成される。即ち、発振トランジスタ１３および１４のそれぞれのコレクタにトランス１５の一次巻線１５ａの両端が接続され、一次巻線１５ａの中点にコンバ−タ１の出力電圧が印加される。また、発振トランジスタ１３、１４のそれぞれのベ−スが帰還巻線１５ｂに接続されて発振するようになっている。このインバ−タ２の発振周波数は発振トランジスタ１３、１４のそれぞれのコレクタ間に接続されたコンデンサ１６の容量と一次巻線１５ａのインダクタンスとによって決まり、およそ５０ＫＨｚである。そして、トランス１５の二次巻線１５ｃの両端には一次巻線１５ａとの巻数比によってほぼ１０００ボルトの電圧が発生する。
【００２５】
二次巻線１５ｃの一端は抵抗等からなる過電流検出素子１７を介してこのインバ−タ装置が組み込まれるノ−トパソコン等の金属等の導電性の筺体（グランド）に接地されて他端が高電位端となる。この高電位端がバラストコンデンサ１８を直列に介してインバ−タ２の一方の出力端２ａに接続される。また、接地された過電流検出素子１７の他端は、負荷電流検出抵抗１９を直列に介してインバ−タ２の他方の出力端２ｂに接続される。
そして、出力端２ａ、２ｂ間に負荷となる冷陰極蛍光ランプ２０がリ−ド線２０ａ、２０ｂを介して接続される。この結果、トランス１５の二次巻線１５ｃ、バラストコンデンサ１８、冷陰極蛍光ランプ２０、負荷電流検出抵抗１９、過電流検出素子１７で閉ル−プが構成される。ここで、バラストコンデンサ１８は負荷電流を安定化させるものである。
【００２６】
冷陰極蛍光ランプ２０をノ−トパソコンのＬＣＤのバックライトに使用する場合にはその明るさを一定にする必要があるので、負荷電流に基づいて冷陰極蛍光ランプ２０に流れる電流が一定になるように制御している。
即ち、負荷電流検出抵抗１９と、この抵抗１９の両端に発生する電圧を整流する整流ダイオ−ド２１と、平滑コンデンサ２２と、分圧抵抗２３、２４とによって帰還回路３を構成し、分圧抵抗２３、２４に現れる分圧電圧（直流電圧）をパルス幅制御回路５の出力電圧制御端５ｅに帰還することによって負荷電流を一定にしている。
さらに詳しく説明すると、例えば、負荷電流検出抵抗１９に流れる負荷電流が所定の値よりも大きく（または小さく）なった場合には、帰還回路３で検出される電圧が高く（または低く）なるので、この検出された電圧を出力電圧制御端５ｅに入力することによって鋸歯状波（あるいは三角波）のスライスレベルを高く（または低く）して、出力端５ｄから出力されるパルス信号のハイレベルの時間が長く（または短く）なるようにデュ−ティ比を上げ（または下げ）てコンバ−タ１の出力電圧を低く（または高く）して負荷電流を調整するようにしている。なお、出力端５ｄから出力されるパルス信号の繰り返し周波数は前述した鋸歯状波（または三角波）発生器の繰り返し周波数と同じとなり、周波数設定端５ｆに接続された周波数設定回路１２の抵抗１２ａとコンデンサ１２ｂとによっておよそ２００ＫＨｚに設定されている。
【００２７】
次に、出力電圧検出回路１１について説明する。この出力電圧検出回路１１は、ツェナ−ダイオ−ド１１ａ、ダイオ−ド１１ｂ、抵抗１１ｃの直列回路からなり、この直列回路がチョ−クコイル７の他端とパルス幅制御回路５の出力電圧制御端５ｅとの間に接続されている。そして、ツェナ−ダイオ−ド１１ａのツェナ−電圧は、負荷である冷陰極蛍光ランプ２０が正常に接続されて点灯しているときは導通しないように、即ち、コンバ−タ１の正常な出力電圧ではオンとならず、異常と判断されるような高い出力電圧となった場合にオンするような電圧に設定している。ここで、例えば、リ−ド線２０ａ、２０ｂが断線したりして、トランス１５の二次巻線１５ｃに接続される負荷がオ−プン状態となったとする。すると、負荷電流検出抵抗１９には負荷電流が流れなくなり、帰還回路３で検出される電圧がグランドレベル近くまで低くなる。そして、ほぼ０ボルトの電圧が出力電圧制御端５ｅに入力されることとなって、出力端５ｄから出力されるパルス信号のデュ−ティ比はロ−レベルの時間の割合が大きくなるように制御され、コンバ−タ１の出力電圧が高められる。このような制御がパルス幅制御回路５によって行われた結果、ついには、ツェナ−ダイオ−ド１１ａのツェナ−電圧（正確にはツェナ−電圧にダイオ−ド１１ｂの順方向電圧を加えた電圧）を超え、ツェナ−ダイオ−ド１１ａが導通する。ツェナ−ダイオ−ド１１ａが導通すると、出力電圧制御端５ｅには、コンバ−タ１の出力電圧が抵抗１１ｃと分圧抵抗２４とで分圧された分圧電圧が印加され、コンバ−タ１の出力電圧の上昇が抑えられる。このように、出力電圧検出回路１１は負荷がオ−プン状態となったときの保護回路となっている。なお、ツェナ−ダイオ−ド１１ａのツェナ−電圧は、冷陰極蛍光ランプ２０に流れる負荷電流の調整によってコンバ−タ１の出力電圧が多少高くなった場合に、誤ってツェナ−ダイオ−ド１１ａがオンとならないよう正常時のコンバ−タ１の出力電圧よりも数ボルト高く設定している。
【００２８】
また、トランス１５の二次巻線１５ｃと過電流検出素子１７との接続点と自己保持回路１０の制御端１０ｃとの間には本発明の特徴である過電流検出回路２５が接続される。この過電流検出回路２５は、過電流検出素子１７に流れる電流が所定値を越えるとその出力がロ−レベルに変化するようになっており、これによって自己保持回路１０の出力端１０ｂがロ−レベルに変化するようになっている。
【００２９】
ここで、自己保持回路１０、過電流検出回路２５の構成と動作を図２に従って説明する。
先ず、自己保持回路１０は、第一のトランジスタであるＰＮＰトランジスタ３１、第二のトランジスタであるＮＰＮトランジスタ３２を有しており、トランジスタ３１のエミッタが入力端１０ａに、コレクタが出力端１０ｂに接続されている。また、トランジスタ３２のエミッタが接地されている。そして、入力端１０ａとトランジスタ３２のコレクタとの間には互いに直列接続された二つの抵抗３３、３４が接続され、抵抗３３、３４の接続点からトランジスタ３１のベ−スにバイアス電圧が加わるようになっている。トランジスタ３２のコレクタは充電コンデンサ３５を介して接地されている。従って、抵抗３３、３４と充電コンデンサ３５とは充電回路３６を構成し、抵抗３３、３４を介して充電コンデンサ３５に電源４の直流電圧が充電される。また、トランジスタ３１のコレクタは、互いに直列接続された三つの抵抗３７、３８、３９を介して接地され、抵抗３８と抵抗３９との接続点からトランジスタ３２のベ−スにバイアス電圧が加わるようになっている。さらに、抵抗３７と抵抗３８との接続点が制御端１０ｃに接続されている。これらの抵抗３７、３８、３９はトランジスタ３１のコレクタに現れた電源４の直流電圧をトランジスタ３２のベ−スに帰還する帰還回路４０を構成する。
【００３０】
一方、過電流検出回路２５は、トランス１５の二次巻線１５ｃと過電流検出素子１７との接続点にアノ−ドが接続された整流ダイオ−ド４１と、自己保持回路１０の制御端１０ｃにコレクタが接続され、エミッタが接地されたＮＰＮトランジスタ４２を有している。整流ダイオ−ド４１のカソ−ドは平滑コンデンサ４３を介して接地されるとともに互いに直列接続された分圧抵抗４４、４５を介して接地されている。そして、分圧抵抗４４と分圧抵抗４５との接続点とトランジスタ４２のベ−スとが抵抗４６で接続され、このベ−スは抵抗４７を介して接地されている。以上の説明から分かるようにトランジスタ４２はいわゆるオ−プンコレクタとなっている。そして、過電流検出素子１７は一端が二次巻線１５ｃに接続され、他端がグランドに接地されることによって二次巻線の低電位側に設けられるので、過電流検出回路２５を構成する整流ダイオ−ド４１等の部品には高耐圧部品を使用することなく低電圧用のものが使用できる。
【００３１】
ここで、インバ−タ装置を動作する場合について説明する。先ず、スイッチ９を閉にすると抵抗３３、３４を介して充電コンデンサ３５に充電電流が流れ始め、この瞬間はコンデンサ３５の両端が短絡状態であるので抵抗３３と抵抗３４との接続点の電圧、即ち、トランジスタ３１のベ−ス電圧が電源４の直流電圧よりも低くなってトランジスタ３１が導通する。この結果、帰還回路４０の抵抗３７、３８、３９を介してトランジスタ３１のコレクタ電流が流れる。すると抵抗３８と抵抗３９との接続点の電圧がトランジスタ３２のベ−ス加わりトランジスタ３２が導通してトランジスタ３２のコレクタはほぼ０ボルトとなる。この結果、トランジスタ３１によって充電コンデンサの両端が短絡され、充電コンデンサ３５に充電されつつあった電圧はトランジスタ３２によて放電され、トランジスタ３１が導通状態を継続することになり、出力端１０ｂには電源４の直流電圧が出力されることになる。これによって、パルス幅制御回路５が作動する。
【００３２】
そして、インバ−タ装置が作動して冷陰極蛍光ランプ２０が点灯すると過電流検出素子１７にも負荷電流が流れることになるが、過電流検出素子１７に生ずる電圧が整流ダイオ−ド４１によって整流され、平滑コンデンサ４３で直流電圧に平滑される。この直流電圧は分圧抵抗４４、４５によって分圧されてトランジスタ４２のベ−スに加えられるが、ここで、分圧抵抗４４、４５の抵抗値は、負荷電流が正常な値である場合はトランジスタ４２が導通せず、負荷電流が所定値を越えた場合にトランジスタ４２が導通するように設定されている。そしてさらに、この所定値の電流を越えたときにヒュ−ズ８が遮断するようにしている。また、負荷電流が正常な場合はトランジスタ４２が非導通であるのでそのコレクタは解放状態となり、このコレクタが接続されている自己保持回路１０の制御端１０ｃの電圧は変化せず、この自己保持回路１０のトランジスタ３１は導通状態を継続し、出力端１０ｂの電圧は電源４の直流電圧に保持されている。
【００３３】
そして、例えば、冷陰極蛍光ランプ２０のリ−ド線２０ａが図示しない接地された筺体に他の導電体を介して接触したり、あるいは、リ−ド線２０ａが筐体に接するか接していないか区別できないほど接近し、リ−ド線２０ａと接地された筺体とが抵抗を介して接触していると見なせるような状態が発生して、インバ−タ装置の出力端２ａがいわゆるレアショ−トし、ヒュ−ズ８が遮断しないばあいでも過電流検出素子１７に過大な電流が流れた場合は過電流検出回路２５のトランジスタ４２が導通しそのコレクタはほぼ０ボルトに低下する。この結果、自己保持回路１０の制御端１０ｃの電圧もほぼ０ボルトに低下し、トランジスタ３２が非道通となりコンデンサ３５が充電を開始してトランジスタ３１のベ−ス電圧が電源４の直流電圧まで上昇する。これによってトランジスタ３１が非道通となり自己保持回路１０の出力端１０ｂからパルス幅制御回路５の動作制御端５ｃへは電源４の直流電圧が印加されなくなり、動作制御端５ｃの電圧はほぼ０ボルトに保持され、インバ−タ装置の動作が停止し保護される。
【００３４】
上記のように冷陰極蛍光ランプ２０のリ−ド線２０ａが接地された筺体に直接接触するデッドショ−トの場合はもちろん、抵抗を介して接触して負荷電流が増加するようないわゆるレアショ−トの場合でも、過大な電流は必ずトランス１５の二次巻線１５ｃとこの二次巻線１５ｃに直列接続された過電流検出素子１７を流れるので過電流検出回路２５が動作し、インバ−タ装置を保護できる。これは、過電流検出素子１７がトランス１５の二次巻線１５ｃと接地間に直列に接続されていることによる。
【００３５】
ここで、冷陰極蛍光ランプ２０のリ−ド線２０ａがデッドショ−トあるいはレアショ−トした場合には、前述した出力電圧検出回路１１からなる保護回路が作動する前に、換言すればツェナ−ダイオ−ド１１ａがオンする前に、過電流検出回路２５が機能して、インバ−タ装置の動作が停止するように抵抗素子からなる過電流検出素子１７や分圧抵抗４４、４５の抵抗値を設定している。
即ち、リ−ド線２０ａが接地された筺体等と接触してショ−トを起こすと、負荷電流検出抵抗１９には負荷電流が流れなくなり、ほぼグランドレベルの電圧がパルス幅制御回路５の出力電圧制御端５ｅに入力されることとなって、コンバ−タ１の出力電圧が高くなるように制御される。そして、このような制御がパルス幅制御回路５によって行われた結果、前述したように、コンバ−タ１の出力電圧がツェナ−ダイオ−ド１１ａのツェナ−電圧（正確には、ツェナ−電圧にダイオ−ド１１ｂの順方向電圧を加えた電圧）を超え、ツェナ−ダイオ−ド１１ａが導通し、コンバ−タ１の出力電圧の上昇が抑えられる。しかしながら、リ−ド線２０ａのショ−トが発生してツェナ−ダイオ−ド１１ａがオンするまでの間はコンバ−タ１の出力電圧は高くなるように制御されることとなり、この間に、ショ−トした部分に電流が集中し、発煙や発火等を引き起こす可能性がある。そこで、図１、図２で示したインバ−タ装置においては、出力電圧検出回路１１からなる保護回路の作動を待つことなく、過電流検出素子１７に過電流が流れた場合には、直ちに自己保持回路１０の制御端１０ｃの電圧をほぼ０ボルトにして、インバ−タ装置の動作を停止させ、発煙等の発生を防止している。
【００３６】
また、冷陰極蛍光ランプ２０のリ−ド線２０ｂが図示しない接地された筺体に接触してインバ−タ装置の出力端２ｂがデッドショ−トあるいはレアショ−トした場合にも、インバ−タ装置の動作が停止し保護される。即ち、リ−ド線２０ｂがショ−トすると、負荷電流検出抵抗１９には負荷電流が流れなくなるか極端に減少し、負荷電流検出抵抗１９の出力端２ｂとの接続点の電圧はグランドレベル近くまで低下し、パルス幅制御回路５の出力電圧制御端５ｅにもグランドレベル近くの低い電圧が入力される。その結果、パルス幅制御回路５はコンバ−タ１の出力電圧が上昇するように制御され、トランス１５の二次巻線１５ｃに直列接続された過電流検出素子１７に流れる電流も増加し、過電流検出素子１７に生ずる電圧が上昇する。そして、過電流検出素子１７に生ずる電圧が過電流検出回路２５が作動する電圧に達すると、トランジスタ４２が導通し、前述したリ−ド線２０ａのショ−トの場合と同様に、パルス幅制御回路５の動作制御端５ｃ電圧はほぼ０ボルトに保持され、インバ−タ装置の動作が停止する。なお、リ−ド線２０ｂのショ−トの場合にも、出力電圧検出回路１１からなる保護回路が作動する前に過電流検出回路２５が機能するようになっている。
このように、上述したインバ−タ装置においては、過電流検出素子１７と、その電圧（出力端２ｂにおける電圧）がパルス幅制御回路５に帰還される負荷電流検出抵抗１９とを設けたので、リ−ド線２０ａとリ−ド線２０ｂのうち、いずれのリ−ド線がショ−トした場合にもインバ−タ装置の動作を停止させることができる。
【００３７】
さらに、本発明のインバ−タ装置においては、過電流検出素子１７と負荷電流検出抵抗１９とを別個に設けているので、冷陰極蛍光ランプ２０等の負荷に流れる電流を一定にする制御と、トランス１５の二次巻線１５ｃに流れる過電流の検出とをいずれも確実に行うことができる。例えば、両検出素子を兼用し、過電流検出素子１７に負荷電流検出抵抗１９の機能をもたせ、過電流検出素子１７と二次巻線１５ｃとの接続点の電圧を整流ダイオ−ド２１、平滑コンデンサ２２により整流、平滑し、さらに、分圧抵抗２３、２４により分圧した電圧をパルス幅制御回路５の出力電圧制御端５ｅに入力し、コンバ−タ１の出力電圧を制御するとする。このように構成した場合にも、二次巻線１５ｃ（即ち、過電流検出素子１７）に流れる電流量に応じてコンバ−タ１の出力電圧にフィ−ドバックがかかり、出力電圧の安定化が図られると同時に、リ−ド線２０ａの短絡時には、過電流検出回路２５が作動する。しかしながら、正常時においても、過電流検出素子１７に流れる電流と負荷に流れる電流とは同じとは限らない。即ち、特に、ＬＣＤのバックライトとして用いられる冷陰極蛍光ランプ２０を負荷とする場合には、冷陰極蛍光ランプ２０の反射効率を上げるために、ＬＣＤとは反対側に接地した金属製の反射板を設けることがしばしば行われる。このように冷陰極蛍光ランプ２０に接近して金属製の部材が配置されると、両者の間の浮遊容量（静電容量）が大きくなり、本来、冷陰極蛍光ランプ２０に流れるべき電流の何割かは漏れ電流として金属板を介してグランドに流れてしまう。そして、二次巻線１５ｃとグランドとの間に直列接続された過電流検出素子１７では、この漏れ電流を検出することができず、換言すれば、冷陰極蛍光ランプ２０に流れる電流を検出することはできず、従って、冷陰極蛍光ランプ２０の明るさを安定して制御することはできない。そこで、本発明のインバ−タ装置では、過電流検出素子１７と負荷電流検出抵抗１９とを別個に設けることにより、このような不具合を解消している。
【００３８】
以上のように構成されたインバ−タ装置は、例えば、ノ−トパソコン等に組み込まれ、ＬＣＤのバックライトである冷陰極蛍光ランプ２０を負荷として使用される。なお、上述したインバ−タ装置では負荷として冷陰極蛍光ランプ２０を用いたもので説明したが、本発明のインバ−タ装置の負荷はこれに限定されるものではない。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のインバ−タ装置は、作動状態と停止状態とに切り換えられる直流−直流変換回路と、直流−直流変換回路が作動状態となる第一のレベルに保持する自己保持回路と、直流−直流変換回路の出力電圧を高周波電圧に変換する直流−交流変換回路と、トランスの二次巻線に流れる電流が通流する過電流検出素子と、過電流検出素子を通流する電流が所定値を越えた場合に、自己保持回路の第一のレベルの保持を解除し、直流−直流変換回路が停止状態となる第二のレベルに切り換える過電流検出回路とを備えたので、負荷のデッドショ−トの場合はもちろん、レアショ−トの場合でも、過大電流を検出すると直流−直流変換回路が停止状態となるので、インバ−タ装置を保護できる。
【００４０】
また、本発明のインバ−タ装置は、過電流検出素子の一端を前記二次巻線の低電位側に接続したので、過電流検出回路を構成する部品には高耐圧部品を使用することなく低電圧用のものが使用できる。
【００４１】
また、本発明のインバ−タ装置は、過電流検出素子の他端をグランドに接続したので、過電流検出素子は簡単に二次巻線の低電位側に設けられる。
【００４２】
また、本発明のインバ−タ装置は、直流−直流変換回路は出力電圧制御端を有するとともに、前記出力電圧制御端に入力される電圧によって前記直流−直流変換回路の出力電圧が制御され、一方、前記二次巻線によって流れる負荷電流が通流する負荷電流検出抵抗を設け、前記負荷電流検出抵抗を前記二次巻線および前記過電流検出素子と直列に接続し、前記負荷電流検出抵抗の一端を前記グランドに接続するとともに、前記負荷電流検出抵抗の他端の電圧に基づいた電圧を前記出力電圧制御端に入力するようにしたので、負荷の低電位側にショ−トが発生した場合においても、直流−直流変換回路を停止状態とすることができる。また、過電流検出素子と負荷電流検出抵抗とを別個に設けているので、負荷にながれる電流の制御と過電流の検出とをいずれも確実に行うことができる。
【００４３】
また、本発明のインバ−タ装置は、過電流検出素子を抵抗素子とし、過電流検出回路は少なくとも整流ダイオ−ドと平滑コンデンサとを有し、前記抵抗素子の両端間の交流電圧を整流、平滑した直流電圧に基づいて自己保持回路の出力端の電圧を第二のレベルに切り換えようにしたので、過電流検出回路は誤動作を起こしにくく、その回路も簡単に構成できる。
【００４４】
また、本発明のインバ−タ装置は、過電流検出回路に直流電圧を分圧する少なくとも二つの分圧抵抗を設け、分圧抵抗によって分圧された電圧で自己保持回路の出力端の電圧を第二のレベルに切り換えようにしたので、過電流検出素子に流れる電流の所定値を分圧抵抗の分圧比だけで簡単に設定できる。
【００４５】
また、本発明のインバ−タ装置は、直流−直流変換回路への電源供給を遮断するヒュ−ズを設け、ヒュ−ズが遮断するときに過電流検出素子に流れる電流よりも自己保持回路が作動するときに過電流検出素子に流れる電流（所定電流）を低く設定したので、ヒュ−ズが遮断に到らないようなレアショ−ト時にも自己保持回路を動作させて保護できる。
【００４６】
また、本発明のインバ−タ装置は、前記自己保持回路は、第一のレベルの電圧を出力端に出力する第一のトランジスタと、充電コンデンサを有する充電回路と、充電コンデンサの両端を短絡する第二のトランジスタとを備え、充電回路に生ずる充電電圧の電圧レベルに応じて第一のトランジスタを導通させて第一のレベルの電圧を出力し、第一のレベルの電圧によって第二のトランジスタを導通させるとともに前記コンデンサに充電された電圧を放電させるようにしたので、一旦第一のトランジスタが導通するとその導通状態が簡単に保持できる。
【００４７】
また、本発明のインバ−タ装置は、第一のレベルの電圧を第二のトランジスタのベ−スへ帰還する帰還回路に制御端を設け、この制御端に過電流検出回路に設けられ、過電流検出素子を通流する電流に応じて導通する検出トランジスタを接続したので、検出トランジスタが一旦導通すれば第二のトランジスタと第一のトランジスタを非導通とさせ、且つその状態を保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインバ−タ装置のブロック構成図である。
【図２】本発明のインバ−タ装置に関わる詳細な保護回路図である。
【図３】従来のインバ−タ装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
１  直流−直流変換回路（コンバ−タ）
２  直流−交流変換回路（インバ−タ）
２ａ、２ｂ  出力端
３  帰還回路
４  電源
５  パルス幅制御回路
５ａ  電圧供給端
５ｂ  接地端
５ｃ  動作制御端
５ｄ  出力端
５ｅ  出力電圧制御端
５ｆ  周波数設定端
６  チョッパ−回路
６ａ  パワ−トランジスタ
７  チョ−クコイル
８  ヒュ−ズ
９  スイッチ
１０  自己保持回路
１０ａ  入力端
１０ｂ  出力端
１０ｃ  制御端
１１  出力電圧検出回路
１１ａ  ツェナ−ダイオ−ド
１２  周波数設定回路
１２ａ  抵抗
１２ｂ  コンデンサ
１３、１４  発振トランジスタ
１５  トランス
１５ａ  一次巻線
１５ｂ  帰還巻線
１５ｃ  二次巻線
１６  コンデンサ
１７  過電流検出素子
１８  バラストコンデンサ
１９  負荷電流検出抵抗
２０  冷陰極蛍光ランプ
２０ａ、２０ｂ  リ−ド線
２１、４１  整流ダイオ−ド
２２、４３  平滑コンデンサ
２３、２４、４４、４５  分圧抵抗
２５  過電流検出回路
３１  第一のトランジスタ
３２  第二のトランジスタ
４２  検出トランジスタ
３３、３４、３７、３８、３９  抵抗
３５  充電コンデンサ
３６  充電回路
４６、４７  抵抗
【図１】
0003594168.tif 000002
【図２】
0003594168.tif 000003
【図３】
0003594168.tif 000004