(57)【要約】【課題】簡単な構成かつ低コストで、直流入力により高圧パルス出力を発生させる高圧パルス発生回路を提供する。【解決手段】制御信号出力部１５によりスイッチ部１４へ制御オン信号が出力されてオンすると、スイッチ部１４へ制御オフ信号が出力され、急速オフ作動回路部１６によりスイッチ部１４をオンから急速にオフとなるように作動させるので、簡単な構成かつ低コストで、直流入力で高圧パルス出力を発生させることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流入力で１次側コイルと２次側コイルからなる昇圧トランスを介して高圧パルス出力を発生させる高圧パルス出力発生回路であって、
パルス出力の時定数を設定する時定数設定部と、前記時定数設定部と前記昇圧トランスの１次側コイルとの間に設けられてなり、直流入力をオンオフ制御して１次側コイルに印加することによりパルス出力を発生させるスイッチ部を有するパルス出力発生部とを備え、
前記パルス出力発生部は、前記スイッチ部へ制御オン・オフ信号を出力する制御信号出力部と、前記制御信号出力部から制御オン信号が出力してスイッチ部がオンすると、前記制御信号出力部から制御オフ信号が出力して、スイッチ部をオンから急速にオフとなるように作動させる急速オフ作動回路部とを有するものである高圧パルス出力発生回路。
【請求項２】
請求項１において、前記スイッチ部はサイリスタからなり、前記制御信号出力部は、前記１次側コイルの第２の入力端に接続された分圧抵抗を有して、この分圧抵抗の接続点が前記サイリスタのゲートに接続され、前記第２の入力端と前記サイリスタのアノードが接続されてなり、
前記急速オフ作動回路部は、前記サイリスタのカソードに接続されて、前記１次側コイルと直列に設けられて前記トランスと電気的に絶縁されたサブコイルと、前記第２の入力端とコレクタが接続され、前記サブコイルとベースが接続され、前記サイリスタのカソードとエミッタが接続されたトランジスタとを有してなり、
前記サイリスタがそのゲートへ前記制御信号出力部からの制御オン信号が入力してオンすると、前記制御信号出力部から前記サイリスタのゲートへ制御オフ信号が出力するとともに、前記急速オフ作動回路部により、前記サブコイルに電圧を発生させ、この電圧がベースに信号として入力して前記トランンジスタがオンし、このオンにより前記サイリスタをオンから急速にオフさせるものである高圧パルス出力発生回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流入力で高圧パルス出力を発生させる高圧パルス出力発生回路に関し、特にその構成の簡単化、低コスト化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、高圧放電灯を点灯させるために、直流入力で高圧パルス出力を発生させる高圧パルス出力発生回路では、電源コントロール用ＩＣのような専用ＩＣを組み込んで高圧パルス出力を発生させる場合が多い。また、従来から、専用ＩＣを使用しない高圧パルス出力発生回路も知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２０９８６５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の直流入力による高圧パルス発生回路では、専用ＩＣを使用しているので、低コスト化が図れない。また、専用ＩＣを使用しない上記従来の回路では、多数のスイッチング素子が必要となって、回路の構成が複雑となる。
【０００５】
本発明は上記の問題点を解決して、簡単な構成かつ低コストの高圧パルス発生回路を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にかかる高圧パルス出力発生回路は、直流入力で１次側コイルと２次側コイルからなる昇圧トランスを介して高圧パルス出力を発生させるものであって、パルス出力の時定数を設定する時定数設定部と、前記時定数設定部と前記昇圧トランスの１次側コイルとの間に設けられてなり、直流入力をオンオフ制御して１次側コイルに印加することによりパルス出力を発生させるスイッチ部を有するパルス出力発生部とを備え、前記パルス出力発生部は、前記スイッチ部へ制御オン・オフ信号を出力する制御信号出力部と、前記制御信号出力部から制御オン信号が出力してスイッチ部がオンすると、前記制御信号出力部から制御オフ信号が出力して、スイッチ部をオンから急速にオフとなるように作動させる急速オフ作動回路部とを有するものである。
【０００７】
この構成によれば、制御信号出力部によりスイッチ部へ制御オン信号が出力されてオンすると、スイッチ部へ制御オフ信号が出力され、急速オフ作動回路部によりスイッチ部をオンから急速にオフとなるように作動させるので、簡単な構成かつ低コストで、直流入力で高圧パルス出力を発生させることができる。
【０００８】
好ましくは、前記スイッチ部はサイリスタからなり、前記制御信号出力部は、前記１次側コイルの第２の入力端に接続された分圧抵抗を有して、この分圧抵抗の接続点が前記サイリスタのゲートに接続され、前記第２の入力端と前記サイリスタのアノードが接続されてなり、前記急速オフ作動回路部は、前記サイリスタのカソードに接続されて、前記１次側コイルと直列に設けられて前記トランスと電気的に絶縁されたサブコイルと、前記第２の入力端とコレクタが接続され、前記サブコイルとベースが接続され、前記サイリスタのカソードとエミッタが接続されたトランジスタとを有してなる。前記サイリスタがそのゲートへ前記制御信号出力部からの制御オン信号が入力してオンすると、前記制御信号出力部から前記サイリスタのゲートへ制御オフ信号が出力するとともに、前記急速オフ作動回路部により、前記サブコイルに電圧を発生させ、この電圧がベースに信号として入力して前記トランンジスタがオンし、このオンにより前記サイリスタをオンから急速にオフさせる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る直流入力による高圧パルス出力発生回路のブロック図を示す。本回路は、例えば高圧放電灯を点灯させるために、直流電源１により直流電力が供給されて、この直流入力で１次側コイルＬ１と２次側コイルＬ２からなる昇圧トランスＴを介して高圧パルス出力を発生させるものである。
【００１０】
本回路は、前記直流電源１にダイオードＤ１を介して接続されて、抵抗Ｒ１と電解コンデンサＣ１からなり、パルス出力の時定数を設定する時定数設定部２を備えている。この時定数設定部２は、抵抗Ｒ１の抵抗値と電解コンデンサＣ１のコンデンサ容量を変えることにより、発生するパルス出力の周期を変えることができる。例えば、電解コンデンサＣ１のコンデンサ容量を大きくすると、充電に時間がかかるので周期が長くなる。
【００１１】
また、本回路は、前記時定数設定部２と前記昇圧トランスＴの１次側コイルＬ１との間に設けられてなり、直流入力をオンオフ制御して１次側コイルＬ１に印加することによりパルス出力を発生させるサイリスタＴＨＹ１のようなスイッチ部１４を有するパルス出力発生部３を備えている。
【００１２】
前記パルス出力発生部３は、前記サイリスタＴＨＹ１へ制御オン・オフ信号を出力する制御信号出力部１５と、この制御信号出力部１５から制御オン信号が出力してサイリスタＴＨＹ１がオンすると、制御信号出力部１５から制御オフ信号が出力して、サイリスタＴＨＹ１をオンから急速にオフとなるように作動させる急速オフ作動回路部１６とを有する。
【００１３】
前記制御信号出力部１５は、１次側コイルＬ１の第２の入力端Ｉｂに接続された分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３を有して、その接続点がサイリスタＴＨＹ１のゲートＧに接続されてなる。第２の入力端ＩｂにはサイリスタＴＨＹ１のアノードＡが接続されている。
【００１４】
前記急速オフ作動回路部１６は、サイリスタＴＨＹ１のカソードＫと抵抗Ｒ４を介して接続されたサブコイルＬ３を有している。サブコイルＬ３は１次側コイルＬ１と直列に設けられてトランスＴと電気的に絶縁されており、サブコイルＬ３に直列に逆流防止用のダイオードＤ２と、並列にノイズ除去用のコンデンサＣ２とが接続されている。また、急速オフ作動回路部１６は、前記第２の入力端ＩｂとコレクタＣが接続され、前記サブコイルＬ３とベースＢが接続され、前記サイリスタＴＨＹ１のカソードＫとエミッタＥが接続されたトランジスタＱ１を備えている。トランジスタＱ１のエミッタＥと抵抗Ｒ４および分圧抵抗のＲ３とが接続されている。
【００１５】
以下、上記構成の高圧パルス発生回路の動作について説明する。
まず、直流電源１から供給された直流電力により、抵抗Ｒ１を通して電解コンデンサＣ１への充電を開始する。電解コンデンサＣ１への充電が終わると、トランスＴの１次側コイルＬ１を通してサイリスタＴＨＹ１のアノードＡに印加され、制御信号出力部１５の抵抗Ｒ２、Ｒ３で分圧された電圧が制御オン信号としてサイリスタＴＨＹ１のゲートＧに入力される。ゲートＧに制御オン信号が入力されて、サイリスタＴＨＹ１がオンする。
【００１６】
つぎに、サイリスタＴＨＹ１がオンすると、その導通により、制御信号出力部１５の抵抗Ｒ２、Ｒ３で分圧された電圧が消滅して制御オン信号が消滅し、制御オフ信号としてサイリスタＴＨＹ１のゲートＧに入力される。またサイリスタＴＨＹ１の導通により、急速オフ作動回路部１６のサブコイルＬ３に電圧が発生し、この電圧がトランジスタＱ１のベースＢへの信号となって入力して、トランジスタＱ１がオンする。そして、このトランジスタＱ１の導通により、サイリスタＴＨＹ１のアノードＡとカソードＫの間に保持電流以上の電流が流れないことから、サイリスタＴＨＹ１をオンから急速にオフさせる。この動作を繰り返すことにより、サイリスタＴＨＹ１におけるアノードＡとカソードＫの間に所定の出力波形を発生させる。
【００１７】
図２は、１次側の出力パルス波形の一例を示す。同図において、波形ａは、サイリスタＴＨＹ１におけるアノードＡとカソードＫの間の波形、波形ｂは、トランジスタＱ１におけるベースＢとエミッタＥの間の波形を示す。こうして、昇圧トランスＴの１次側コイルＬ１にパルス出力を発生させ、２次側コイルＬ２に高圧パルス出力を発生させる。
【００１８】
このように、本回路は、時定数設定部２と昇圧トランスＴの１次側コイルＬ１との間に設けられたパルス出力発生部３において、分圧抵抗Ｒ２、Ｒ３からなる制御信号出力部１５によりサイリスタ（スイッチ部）ＴＨＹ１へ制御オン信号が出力されてオンすると、サイリスタＴＨＹ１へ制御オフ信号が出力され、サブコイルＬ３およびトランジスタＱ１などからなる急速オフ作動回路部１６によりサイリスタＴＨＹ１がオンから急速にオフとなるように作動させるので、簡単な構成でかつ従来のように専用ＩＣを用いないことから低コストで、直流入力により高圧パルス出力を発生させることができる。しかも、急速オフ作動回路部１６のサブコイルＬ３はトランスＴの１次側コイルＬ１と直列に設けられているので、トランスＴの一部分を用いることから、回路を小型化できる。
【００１９】
なお、時定数設定部２の抵抗Ｒ１の抵抗値と電解コンデンサＣ１のコンデンサ容量を自動可変タイプとし、時定数を制御する制御信号を与えることにより、自動的に時定数を変化させるようにしてもよい。
【００２０】
なお、この実施形態では、本回路は、高圧放電灯の点灯用に使用されているが、高圧パルス出力を要する他の用途に使用してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、制御信号出力部によりスイッチ部へ制御オン信号が出力されてオンすると、スイッチ部へ制御オフ信号が出力され、急速オフ作動回路部によりスイッチ部をオンから急速にオフとなるように作動させるので、簡単な構成かつ低コストで、直流入力により高圧パルス出力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る高圧パルス出力発生回路を示す構成図である。
【図２】１次側の出力パルス波形の一例を示す。
【符号の説明】
１…直流電源、２…時定数設定部、３…パルス出力発生部、１４…スイッチ部、１５…制御信号出力部、１６…急速オフ作動回路部、Ｔ…トランス、Ｌ１…１次側コイル、Ｌ２…２次側コイル、Ｌ３…サブコイル。
【図１】
2004229341.tif 000003
【図２】
2004229341.tif 000004