(57)【要約】【課題】本発明は、省スペース化を図ると共に温度や湿度の変化による検出電圧への影響が生じにくい圧電トランス実装用基板及び圧電トランスを用いた電源装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の圧電トランス実装用基板は、圧電トランスが実装される基板と、圧電トランスの出力端子と基準電位点との間に直列接続される複数のコンデンサで構成され、当該複数のコンデンサの接続点のうちの一つが圧電トランスの出力電圧検出用回路に接続される出力電圧検出用コンデンサと、圧電トランスの出力端子、基準電位点及び出力電圧検出用コンデンサを接続すべく前記基板表面にパターニングされた金属配線とを備え、前記出力電圧検出用コンデンサは、前記金属配線と共にパターニングされることにより形成されている。【選択図】        図１
2004266222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電トランスが実装される基板と、
圧電トランスの出力端子と基準電位点との間に直列接続される複数のコンデンサで構成され、当該複数のコンデンサの接続点のうちの一つが圧電トランスの出力電圧検出用回路に接続される出力電圧検出用コンデンサと、
圧電トランスの出力端子、基準電位点及び出力電圧検出用コンデンサを接続すべく前記基板表面にパターニングされた金属配線と
を備え、前記出力電圧検出用コンデンサは、前記金属配線と共にパターニングされることにより形成されていることを特徴とする圧電トランス実装用基板。
【請求項２】
前記出力電圧検出用コンデンサは、電極面が前記基板表面と直交するように構成されており、前記金属配線及び前記出力電圧検出用コンデンサは、同一面上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電トランス実装用基板。
【請求項３】
前記出力電圧検出用コンデンサを構成する複数のコンデンサは、それぞれ、前記基板の両面に形成された電極対で構成されることを特徴とする請求項１に記載の圧電トランス実装用基板。
【請求項４】
前記基板は複数の層で構成されており、前記出力電圧検出用コンデンサは、前記層間に形成された層間電極を有することを特徴とする請求項１に記載の圧電トランス実装用基板。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載の圧電トランス実装用基板に実装され、負荷に電力を供給する圧電トランスと、
前記圧電トランスを駆動するための交流電圧を発生する駆動回路と、
前記駆動回路の駆動周波数を設定する発振回路と、
前記圧電トランスから前記負荷に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記圧電トランスの出力電圧を検出する出力電圧検出用回路と
を備える圧電トランスを用いた電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイのバックライトとして使用される蛍光管を圧電トランスを用いて駆動する電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の圧電トランスを備える電源装置の構成を示す図である。
圧電トランス１を備えた電源は、発振回路２で駆動周波数を設定して発振し、駆動回路３に供給する。駆動回路３から交流電圧が圧電トランス１に供給されると、圧電トランス１は昇圧されて高電圧を出力し、これを冷陰極管等の負荷４に供給する。電流検出回路５は、負荷に加わる圧電トランス１からの出力電力を一定に維持するために、負荷４に流れる電流を検出し、発振回路３にフィードバックする。圧電トランス１の出力側には、電圧検出用抵抗器６及び電圧検出回路７が設けられており、圧電トランス１の出力電圧を発振回路３にフィードバックする（例えば、特許文献１参照。）。
また、電圧検出用抵抗器６の一部をコンデンサにしたものもあった（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１１６１５７号公報（段落００１４，図１）
【特許文献２】
特開２０００−３１２０３８号公報（図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置は以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。通常、冷陰極管のインピーダンスは１００ＫΩ〜２００ＫΩ程度あり、しかも高周波で使用するため抵抗の浮遊容量が影響するため、電圧検出用抵抗器６における損失を小さくするためには１ＭΩ〜２ＭΩ程度の抵抗器を５〜１０個程度直列接続して分圧回路を構成する必要がある。そのため、抵抗器がスペースを大きく取ってしまい、上述のように抵抗器を複数用いる構成では省スペース化を図ることができないという課題があった。
【０００５】
また、分圧回路の片側をコンデンサにして省スペース化を図ったものもあったが、コンデンサ側のインピーダンスと抵抗器側のインピーダンスとでは明らかに温度や湿度による影響が異なるため、温度や湿度の変化により検出電圧が大きく変動するという課題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、省スペース化を図ると共に、温度や湿度の変化による検出電圧への影響が生じにくい圧電トランス実装用基板を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧電トランス実装用基板は、圧電トランスが実装される基板と、圧電トランスの出力端子と基準電位点との間に直列接続される複数のコンデンサで構成され、当該複数のコンデンサの接続点のうちの一つが圧電トランスの出力電圧検出用回路に接続される出力電圧検出用コンデンサと、圧電トランスの出力端子、基準電位点及び出力電圧検出用コンデンサを接続すべく前記基板表面にパターニングされた金属配線とを備え、前記出力電圧検出用コンデンサは、前記金属配線と共にパターニングされることにより形成されている。
【０００８】
また、前記出力電圧検出用コンデンサは、電極面が前記基板表面と直交するように構成されており、前記金属配線及び前記出力電圧検出用コンデンサは、同一面上に形成されている。
【０００９】
また、前記出力電圧検出用コンデンサを構成する複数のコンデンサは、それぞれ、前記基板の両面に形成された電極対で構成される。
【００１０】
また、前記基板は複数の層で構成されており、前記出力電圧検出用コンデンサは、前記層間に形成された層間電極を有する。
【００１１】
本発明の圧電トランスを用いた電源装置は、前記いずれかに記載の圧電トランス実装用基板に実装され、負荷に電力を供給する圧電トランスと、前記圧電トランスを駆動するための交流電圧を発生する駆動回路と、前記駆動回路の駆動周波数を設定する発振回路と、前記圧電トランスから前記負荷に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記圧電トランスの出力電圧を検出する出力電圧検出用回路とを備える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による圧電トランス実装用基板及び圧電トランスを用いた電源装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
なお、従来装置と同一または同等部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る圧電トランスを用いた電源装置の構成を示す図である。
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る圧電トランスを用いた電源装置の回路構成を示す図であり、図１（ｂ）ないし（ｄ）は、本発明の実施の形態１で用いる圧電トランスの上面、下面及び側面を示す図である。なお、図１（ｃ）の下面図には、説明の便宜上、基板１１の反対側の面（上面図において示されている面）側に実装されて本来は見えない圧電トランス１及び出力コネクタを透視図的に描いてある。
【００１４】
図１（ａ）及び図１（ｃ）に示すように、本発明の圧電トランス実装用基板は、圧電トランス１の出力電圧を検出するための出力電圧検出用コンデンサ１０を備える。この出力電圧検出用コンデンサ１０は、圧電トランス１側に配設される第１コンデンサ１０Ａと、基準電位点であるＧＮＤ側に配設される第２コンデンサ１０Ｂとを直列接続した構成である。第１コンデンサ１０Ａと第２コンデンサ１０Ｂとの接続点が電圧検出回路７の入力側に接続されている。
なお、圧電トランス１は、トランス素子を筐体に収容したものである。
【００１５】
ここで、図１（ａ）及び図１（ｃ）には出力電圧検出用コンデンサ１０が２つのコンデンサで構成される場合を示すが、この出力電圧検出用コンデンサ１０は、圧電トランス１の出力端子１６とＧＮＤ（基準電位点）との間に直列接続された複数のコンデンサで構成され、当該複数のコンデンサの接続点のうちの一つが圧電トランス１の出力電圧検出用回路７に接続されていればよく、図１に示す構成に限定されるものではない。
【００１６】
出力電圧検出用コンデンサ１０は、圧電トランスを実装するための基板上に形成された銅膜をパターニングして配線を作製する際に、共にパターニングすることにより形成されている。
即ち、圧電トランス１を実装するための基板１１には、図示しない銅膜が一面に形成されており、この銅膜をエッチングして配線１２を形成する際に、同時に出力電圧検出用コンデンサ１０を形成する。このとき、ガラスエポキシ等の基板基材がコンデンサの誘電体として機能する。
【００１７】
図１（ｄ）に示すように、この出力電圧検出用コンデンサ１０は、基板１１の表面上において、この表面と直交する電極面を有するコンデンサであり、例えば圧電トランス１を配設する領域の裏面側に形成すればよい。
【００１８】
具体的には、図１（ｃ）に示すように、圧電トランス１が実装される面とは反対側の面において、第１コンデンサ１０Ａ及び第２コンデンサ１０Ｂが直列接続されるように銅膜をパターニングする。図１（ｃ）に示す構成では、直列接続される第１コンデンサ１０Ａ及び第２コンデンサ１０Ｂの接続点側の電極を共通化し、この共通化した電極を電圧検出回路７に接続している。従って、第１コンデンサ１０Ａ及び第２コンデンサ１０Ｂをパターニングする際に、前記共通化した電極と電圧検出回路７とを接続する配線１３、第１コンデンサ１０Ａと出力コネクタを接続する配線１４、及び、第２コンデンサ１０ＢのＧＮＤ用の配線１５を共にパターニングすればよい。
なお、配線１２、１３、１４及び１５は銅膜で構成され、基板１１表面にパターニングされた金属配線である。
【００１９】
出力電圧検出用コンデンサ１０は、銅膜で形成されているため、コンデンサの電極面積は銅膜の厚さと電極の長さとによって確定するが、電極の長さと電極間距離とを設定することにより、所望のインピーダンスを有するコンデンサを作製することができる。
【００２０】
以上、本発明の実施の形態１に係る圧電トランス実装用基板及び圧電トランスを用いた電源装置について説明したが、本発明の圧電トランス実装用基板は、基板１１に出力電圧検出用コンデンサ１０及び配線１２ないし１５を形成したものであり、本発明の圧電トランスを用いた電源装置は、圧電トランス１を実装した圧電トランス用基板１１、発振回路２、駆動回路３、電流検出回路５及び電圧検出回路６を備えるものである。
【００２１】
本発明の圧電トランス実装用基板は、圧電トランス１と基板１１との間に形成される出力電圧検出用コンデンサ１０を備えるため、従来のように圧電トランス１の出力電圧を検出するための検出用抵抗器が不要となり、基板１１の省スペース化が可能となる。また、本発明の圧電トランスを用いた電源装置は、このような圧電トランス実装用基板を用いたので、基板の省スペース化を図ることができ、動作の安定した圧電トランスを用いた電源装置を提供することができる。
【００２２】
また、出力電圧検出用コンデンサ１０を構成する第１コンデンサ１０Ａ及び第２コンデンサ１０Ｂは共に同一の銅膜と誘電体となるガラスエポキシ等の基板基材で構成されているため、コンデンサ容量のパラメータである電極面積、電極間距離の熱膨張率、及び誘電体となるガラスエポキシの誘電率の温度係数は基本的に同一であり、温度や湿度が変化した場合でも、電極面積、電極間距離や誘電率の変化は同様に生じるため、２つのコンデンサ１０Ａ、１０Ｂの割合は基本的に変化せず、従って温度や湿度の変化による影響を受けにくい圧電トランス実装用基板を提供することができる。
【００２３】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る圧電トランス実装用基板の構成を示す図である。
図２に示すように、出力電圧検出用コンデンサ２０を構成する第１コンデンサ２０Ａ及び第２コンデンサ２０Ｂは、共に基板１１の両面に形成された一対の電極によって形成されており、直列接続される第１コンデンサ２０Ａ及び第２コンデンサ２０Ｂの接続点側の電極２０ｂを共通化している。また、基板２１としては、両面に銅膜が形成されているものを用いる。その他の構成は実施の形態１に係る圧電トランス実装用基板及び圧電トランスを用いた電源装置に準ずる。
【００２４】
この電極２０ｂには、電圧検出回路７が接続されており、また、第１コンデンサ２０Ａ及び第２コンデンサ２０Ｂの他方の電極２０ａ及び２０ｃは、それぞれ圧電トランス１及びＧＮＤに接続されている。電極２０ａ及び２０ｃは、圧電トランス１を実装する面側に形成されているため、実施の形態１の場合と同様にパターニングすることによって作製できる。電極２０ｂは、圧電トランス１を実装する面とは反対側の面に形成されるが、電極２０ａ及び２０ｃと同様のエッチング方法によりパターニングすることが可能である。
【００２５】
なお、図２には出力電圧検出用コンデンサ２０を構成する電極２０ａ、２０ｂ及び２０ｃのみを図示し、電圧検出回路７への配線、圧電トランス１への（出力コネクタへの）配線、及び、ＧＮＤ配線は図示しないが、実施の形態１と同様に基板２１の表面にパターニングされるものである。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態２に係る圧電トランス実装用基板によれば、基板１１の省スペース化及び温度や湿度の変化による影響を受けにくい圧電トランス実装用基板を提供することができる。また、出力電圧検出用コンデンサ２０の電極間に基材が挿入された構成となるため、電極表面に不純物が付着することもなく、湿度の影響も受けにくくなり、動作の安定した圧電トランス実装用基板を提供することができる。
【００２７】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３に係る圧電トランス実装用基板の構成を示す図である。
図３に示すように、出力電圧検出用コンデンサ３０を構成する第１コンデンサ３０Ａ及び第２コンデンサ３０Ｂは、直列接続されており、接続点となる電極３０ｂを共通化したものである。また、基板３１としては、２層式のものを用い、そのうちの一方は両面に銅膜が形成されているものである。その他の構成は実施の形態１に係る圧電トランス実装用基板及び圧電トランスを用いた電源装置に準ずる。
【００２８】
図３に示すように、基板３１は２層式であり、第１層３１Ａと第２層３１Ｂとを積層したものである。
層間電極である電極３０ｂは、第１層３１Ａ及び第２層３１Ｂの間に形成されており、第１層３１Ａまたは第２層３１Ｂのいずれかを両面ともエッチングすることにより形成されている。
【００２９】
第１コンデンサ３０Ａ及び第２コンデンサ３０Ｂの電極３０ａ、３０ｃは、実施の形態１，２と同様にエッチングされることにより形成されている。
図３には出力電圧検出用コンデンサ３０を構成する電極３０ａ、３０ｂ及び３０ｃのみを図示し、電圧検出回路７への配線、圧電トランス１への（出力コネクタへの）配線、及び、ＧＮＤ配線は図示しないが、これらの電極と共にパターニングされているものである。
また、図３には、基板３１が２層式の場合を示すが、基板３１は３層以上でもよく、層間電極３０ｂは、いずれかの層間に形成されていればよいものであるため、図３に示すような構成には限定されない。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態３に係る圧電トランス実装用基板によれば、基板１１の省スペース化及び温度や湿度の変化による影響を受けにくい圧電トランス実装用基板を提供することができる。また、各電極間に基材が挿入された構成となるため、電極表面に不純物が付着することもなく、湿度の影響も受けにくくなり、動作の安定した圧電トランス実装用基板を提供することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の圧電トランス実装用基板は、圧電トランスが実装される基板と、圧電トランスの出力端子と基準電位点との間に直列接続される複数のコンデンサで構成され、当該複数のコンデンサの接続点のうちの一つが圧電トランスの出力電圧検出用回路に接続される出力電圧検出用コンデンサと、圧電トランスの出力端子、基準電位点及び出力電圧検出用コンデンサを接続すべく前記基板表面にパターニングされた金属配線とを備え、前記出力電圧検出用コンデンサは、前記金属配線と共にパターニングされることにより形成されているので、容易に作成でき、且つ、温度や湿度の変化による影響を受けにくい圧電トランス実装用基板を提供することができる。
【００３２】
また、前記出力電圧検出用コンデンサは、電極面が前記基板表面と直交するように構成されており、前記金属配線及び前記出力電圧検出用コンデンサは、同一面上に形成されているので、基板の省スペース化を図ることのできる圧電トランス実装用基板を提供することができる。
【００３３】
また、前記出力電圧検出用コンデンサを構成する複数のコンデンサは、それぞれ、前記基板の両面に形成された電極対で構成されるので、省スペース化が可能で、温度や湿度の変化による影響を受けにくく、電源装置としての動作の安定させることのできる圧電トランス実装用基板を提供することができる。
【００３４】
また、前記基板は複数の層で構成されており、前記出力電圧検出用コンデンサは、前記層間に形成された層間電極を有するので、省スペース化が可能で、温度や湿度の変化による影響を受けにくく、電源装置としての動作の安定させることのできる圧電トランス実装用基板を提供することができる。
【００３５】
本発明の圧電トランスを用いた電源装置は、前記いずれかに記載の圧電トランス実装用基板に実装された圧電トランスと、掃引可能な周波数を設定する発振回路と、前記発振回路によって設定された周波数に基づき、前記圧電トランスを昇圧するための交流電圧を供給する駆動回路と、前記圧電トランスに接続される負荷に流れる電流を検出するための電流検出回路と、圧電トランスの出力電圧を検出するための出力電圧検出用回路とを備えるので、基板の省スペース化を図ることができ、動作の安定した圧電トランスを用いた電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る圧電トランスを用いた電源装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る圧電トランスを用いた電源装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る圧電トランスを用いた電源装置の構成を示す図である。
【図４】従来の圧電トランスを用いた電源装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  圧電トランス、１０、２０、３０  出力電圧検出用コンデンサ、１０Ａ、２０Ａ、３０Ａ  第１コンデンサ、１０Ｂ、２０Ｂ、３０Ｂ  第２コンデンサ、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ  電極、１１、２１、３１  基板、１２、１３、１４、１５  配線、１６  出力端子、３１Ａ  第１層、３１Ｂ  第２層。
【図１】
2004266222.tif 000003
【図２】
2004266222.tif 000004
【図３】
2004266222.tif 000005
【図４】
2004266222.tif 000006