(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇圧トランスを備え、直流電源からの入力電圧を昇圧して高電圧の交流電圧に変換するプッシュプルインバ−タにおいて、一つの入力コイルに対して第１の出力コイルと第２の出力コイルとを備えた昇圧トランスを設け、高電圧を出力するこれら第１、第２の出力コイルはコイル間にインピ−ダンス素子を接続して直列回路体とし、かつ、前記第１、第２の出力コイルのいずれか一方のコイルについてはその出力部を直流電源の負電位と同電位となるように接続すると共に、第１、第２の出力コイルの出力部に負荷接続する構成としたことを特徴とするプッシュプルインバ−タ。
【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、冷陰極管、セミホットとして使用する熱陰極管などの放電管を点灯させるドライバ−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６は螢光灯１１のドライバ−として構成されているプッシュプルインバ−タの従来例を示す回路図である。
このインバ−タは、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】
すなわち、端子１５よりＬｏｗレベルの始動信号を送ると、電源スイッチ用のトランジスタ１６がＯＮし、端子１７、１８に接続されたＤＣ電源より直流電力が供給される。
これより、起動抵抗１９を通ってトランジスタ１３に、また、起動抵抗２０を通ってトランジスタ１４に各々ベ−ス電流が流れ込む。
【０００４】
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、このトランジスタが先にＯＮする。
例えば、トランジスタ１４が先にＯＮした場合、ＤＣ電源より送られる電流がチョ−クコイル２１を通ってトランス１２の一次コイル１２Ｐに流れ、この一次コイル１２Ｐには図示矢印向きの電圧Ｅｐ１、Ｅｐ２が発生する。
【０００５】
また、三次コイル１２Ｆには図示矢印向きの電圧Ｅｆが発生するため、トランジスタ１４のベ−スに帰還がかかり、コレクタ電流が急速に増加する。
このとき、二次コイル１２Ｓには図示矢印向きの誘導電圧が発生し、この誘導電圧がトランスの出力電圧Ｅｓとして螢光灯１１に印加され、螢光灯１１が点灯を開始する。
このとき、螢光灯１１には管電圧Ｖｏが加わり、バラストコンデンサ２２には充電電圧Ｖｃが発生する。
【０００６】
トランジスタ１４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の一次コイル１２Ｐには図示矢印とは反対向きの電圧が発生し、トランジスタ１４がＯＮからＯＦＦ、トランジスタ１３がＯＦＦからＯＮに切換わる。
【０００７】
この結果、三次コイル１２Ｆに発生した図示矢印とは反対向きの電圧によってトランジスタ１３に帰還がかかり、二次コイル１２Ｓには図示矢印とは反対向きの誘導電圧が発生し、螢光灯１１の点灯を継続させる。
以後はトランジスタ１３、１４が同様にして交互にＯＮを繰返し、二次コイル１２Ｓに高い交流電圧が発生する。
なお、一次コイル１２Ｐに並列接続したコンデンサ２３は共振用コンデンサで、正弦波電圧を発生させるためのものである。
【０００８】
図７は下記する諸条件の下に上記インバ−タを動作させたときのトランス出力電圧Ｅｓ、、螢光灯電圧Ｖｏ、バラストコンデンサ電圧Ｖｃの関係を示したベクトル図である。
【０００９】
0003543236.tif 000002
このベクトル図から分かるように、Ｅｓ＝Ｖｏ＋Ｖｃ（ただし、この式はベクトル加算式）となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記したインバ−タの昇圧トランス１２は、一次コイル１２Ｐ、二次コイル１２Ｓ、三次コイル１２Ｆをボビンの巻線筒状部に重ね巻きした後、その巻線筒状部内に一部を挿入するようにしてフエライトコアを組み付けると共に、ボビンに植設した端子ピンにコイル端部を止着した構成の小形トランスとなっている。
【００１１】
ところで、この種のインバ−タは、ワ−ドプロセッサやパ−ソナルコンピュ−タなどに装備されたディスプレ−のバックライト電源などとして使用される関係で、インバ−タの昇圧トランス１２としては高さを極力制限した薄形トランスが要請されている。
【００１２】
今日では開発が進むにつれて可成り薄形となった昇圧トランス１２が提案されているが、しかし、この種のトランス１２では直流電圧（例えば、３〜２４ボルト）を高電圧（例えば、６００〜３０００ボルト）に昇圧して出力させる必要があるために、耐電処理が困難となり、その薄形化と小形化が限度に近い実情にある。
【００１３】
具体的に述べれば、上記構成のこの種の昇圧トランス１２では、二次コイル１２Ｓ（出力コイル）の低電圧側が零ボルト、高電圧側が数千ボルトとなるため、二次コイル１２Ｓの高電圧部に対して、一次コイル１２Ｐ、三次コイル１２Ｆ、フエライトコア、端子ピン、グランドの間の絶縁処理構成が薄形化するほど困難となる。
【００１４】
また、この種の昇圧用トランス１２は、トランスの分布容量による漏れ電流の他に、螢光灯、高電圧部の各部品、リ−ド線等から放射されるノイズの問題が薄形化するほど発生し易くなる。
【００１５】
本発明は上記した実情にかんがみ、トランス形態を薄形化、小形化した小形昇圧トランスの絶縁耐電圧を可能なる限り低くすると共に、漏れ電流とノイズとを防止することに有利となるようにしたプッシュプルインバ−タを開発することを目的とする。
【００１６】
【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、昇圧トランスを備え、直流電源からの入力電圧を昇圧して高電圧の交流電圧に変換するプッシュプルインバ−タにおいて、一つの入力コイルに対して第１の出力コイルと第２の出力コイルとを備えた昇圧トランスを設け、高電圧を出力するこれら第１、第２の出力コイルはコイル間にインピ−ダンス素子を接続して直列回路体とし、かつ、前記第１、第２の出力コイルのいずれか一方のコイルについてはその出力部を直流電源の負電位と同電位となるように接続すると共に、第１、第２の出力コイルの出力部に負荷接続す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。
【００１７】
このように構成したプッシュプルインバ−タは、第１、第２の出力コイルの一方が直流電源の負電位と同電位となるように接続してあることから、その一方の出力コイルに発生する出力電圧がその負電位を基準に正負に変化する交流電圧となり、その他方の出力コイルに発生する出力電圧がインピ−ダンス素子電圧を基準に正負に変化する交流電圧となる。
したがって、第１、第２の出力コイルの各々に発生した出力電圧とインピ−ダンス素子電圧とがベクトル加算され、この加算電圧がトランスの総体的な出力電圧として出力される。
この結果、第１の出力コイルと第２の出力コイルとに個別に発生する各々の出力電圧が総体的な出力電圧に比べて低電圧化したものとなるから、トランスの絶縁処理構成が容易となる。
言換えれば、高電圧となる総体的な出力電圧について絶縁処理を行なう必要がなく、第１、第２の出力コイルに発生する低電圧化された出力電圧について絶縁処理を施せばよいので、トランス形態の薄形化と小形化に適するプッシュプルインバ−タとなる。
【００１８】
【実施例】
次に、本発明の実施例について図面に沿って説明する。
図１は螢光灯のドライバ−として実施した第１実施例を示す回路図で、この実施例では昇圧トランス３０に特徴があり、その他の構成は図６に示した従来例のインバ−タ回路に比べて同構成であるので、共通する回路部品には同符号が付してある。
【００１９】
図示するように、昇圧トランス３０は、一次コイル３０Ｐ、第１の二次コイル３０Ｓ１、第２の二次コイル３０Ｓ２、三次コイル３０Ｆを備えている。
また、この昇圧トランス３０には、出力コイルとなっている第１の出力コイル３０Ｓ１と第２の出力コイル３０Ｓ２とをカップリング用コンデンサ３１によって接続し、これら出力コイル３０Ｓ１、３０Ｓ２とコンデンサ３１とで直列回路体を形成するようになっている。
【００２０】
さらに、上記昇圧トランス３０は、出力コイル３０Ｓ１の出力部ｂと出力コイル３０Ｓ２の出力部ａとに螢光灯１１を接続すると共に、出力コイル３０Ｓ１の出力部ｂは直流電源の負電位と同電位（グランドＧ）となるように接続してある。
【００２１】
このように構成したインバ−タは、プッシュプルインバ−タとして発振動作することにより、昇圧トランス３０の第１の二次コイル３０Ｓ１には誘導電圧Ｅｓ１が第２の二次コイル３０Ｓ２には誘導電圧Ｅｓ２が各々発生し、これら誘導電圧Ｅｓ１、Ｅｓ２が加算されて総体的な出力電圧Ｅｓとなる。
【００２２】
図２は下記するように具体的に諸条件を設定し本実施例のインバ−タを動作させた場合の各電圧を示したベクトル図である。
0003543236.tif 000003
【００２３】
このベクトル図から分かるように、第１の二次コイル３０Ｓ１の出力電圧Ｅｓ１と、第２の二次コイル３０Ｓ２の出力電圧Ｅｓ２は起電力電圧、螢光灯１１とカップリング用コンデンサ３１は負荷となるため、Ｅｓ１＋Ｅｓ２＝Ｖｏ＋Ｖｃａとなることから、（Ｅｓ／２）＋（Ｅｓ／２）＝Ｖｏ＋Ｖｃａとなる。（ただし、これらの各式はベクトル加算式である。）
このように、カップリング用コンデンサ３１が出力電圧を２分する作用と、バラストコンデンサ作用とを行なう。
【００２４】
したがって、Ｅｓ１＝Ｅｓ２＝９００ボルト（Ｖｐ−ｐ＝２５４５．５Ｖ）となり、従来例に比べてトランス絶縁の耐電圧を半減することができる。
この結果、耐電圧処理構成が簡素化されるので、トランス形態の薄形化、小形化に有利となり、また、薄形化、小形化を図っても分布容量による漏れ電流や高電圧部からのノイズの放射が防止される。
また、トランス形態の薄形化、小形化を追求しないかぎり、各々の出力コイル電圧を高く設定することができるから、総体的な出力電圧Ｅｓを充分に高くすることができ、管電圧の高い螢光灯のドライバ−として使用することができる。
【００２５】
図３は第２実施例を示すインバ−タ回路で、この実施例は、二次コイル３０Ｓ１と３０Ｓ２のｄ〜ｅ端部間に螢光灯１１を接続し、これら二次コイル３０Ｓ１と３０Ｓ２のａ〜ｂ端部間にカップリング用コンデンサ３１を接続した構成となっている。
【００２６】
そして、起動用のトランジスタ３２を設け、このトランジスタ３２をＯＮさせてトランジスタ１３、１４のベ−スに起動電流を入力させる構成としてある。
その他は図１に示した第１実施例と同じ構成である。
この第２実施例は第１実施例と同じ動作となるから、その動作説明は省略する。
【００２７】
図４は第３実施例を示すインバ−タ回路の部分図で、この実施例は昇圧トランス３０の第１の二次コイル３０Ｓ１と第２の二次コイル３０Ｓ２とをコイル素子３３によって連結させたことに特徴があり、その他は図１に示したインバ−タ回路と同一構成となっている。
【００２８】
本実施例では、管電流Ｉｏが出力電圧Ｅｓ１、Ｅｓ２に対して遅れ電流となるため、出力電圧Ｅｓ１、Ｅｓ２、管電圧Ｖｏ、コイル素子電圧ＶＬが図５に示すベクトル図のようになり、ベクトル加算式がＥｓ１＋Ｅｓ２＝Ｖｏ＋ＶＬとなる。
この結果、（Ｅｓ／２）＋（Ｅｓ／２）＝Ｖｏ＋ＶＬ（ベクトル加算式）が成立するから、上記した各実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
以上、具体的な実施例について説明したが、昇圧トランス３０の第１の二次コイル３０Ｓ１と第２の二次コイル３０Ｓ２とを抵抗素子によって連結して実施することも可能である。ただ、この場合はインバ−タ効率が多少低下する。
【００３０】
また、本発明の実施に際しては、昇圧トランス３０の出力電圧が必ずしもＥｓ１＝Ｅｓ２となるように構成する必要がなく、Ｅｓ１＞Ｅｓ２またはこの反対となるようにトランスを構成してもよい。
【００３１】
さらに、本発明は上記した実施例のように照明用放電管のドライバ−として使用する場合は、デュティ比を変えたパルスを端子１５より供給することにより調光動作させることができる。
【００３２】
その他、本発明のインバ−タは、螢光灯のような抵抗性負荷にかぎらず、誘導性負荷または容量性負荷についても同様に実施することができる。
【００３３】
【発明の効果】
上記した通り、本発明に係るプッシュプルインバ−タによれば、トランスの耐電圧処理構成が簡単となる他、分布容量を少なくして可能なるかぎり漏れ電流を減少させ、また、高電圧部から放射するノイズを防止することができる。
この結果、昇圧トランスの薄形化、小形化に適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】第１実施例を示すインバ−タの回路図である。
【図２】第１実施例のインバ−タにおけるトランス出力電圧、管電圧、カップリング用コンデンサ電圧を示すベクトル図である。
【図３】第２実施例を示すインバ−タの回路図である。
【図４】第３実施例を示すインバ−タの回路の部分図である。
【図５】第３実施例のインバ−タにおけるトランス出力電圧、管電圧、コイル素子電圧を示すベクトル図である。
【図６】従来例として示したインバ−タの回路図である。
【図７】従来例のインバ−タにおけるトランス出力電圧、管電圧、バラストコンデンサ電圧を示すベクトル図である。
【符号の説明】
１１  螢光灯
１３、１４  トランジスタ
１９、２０  起動抵抗
２１  チョ−クコイル
３０  昇圧トランス
３０Ｐ  一次コイル
３０Ｓ１  第１の二次コイル
３０Ｓ２  第２の二次コイル
３１  カップリング用コンデンサ
【図１】
0003543236.tif 000004
【図２】
0003543236.tif 000005
【図３】
0003543236.tif 000006
【図４】
0003543236.tif 000007
【図５】
0003543236.tif 000008
【図６】
0003543236.tif 000009
【図７】
0003543236.tif 000010