(57)【要約】  【課題】巻線型トランスの多出力化を簡単な構造で実現できるようにする。  【解決手段】コアが挿入されたボビンに一次巻線と複数の二次巻線を装着し、各二次巻線を複数本の互いに並列に重ねた線で構成して一次巻線と二次巻線とで１入力複数出力の巻線型トランスを構成する。この巻線型トランスの一次巻線に共振コンデンサを接続して一次側共振回路を設ける。この一次側共振回路にこの共振回路に共振する交流信号を出力するインバータ回路を接続する。【選択図】図１
2005142458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアが挿入されたボビンに一次巻線と二次巻線を装着した巻線型トランスであって、前記二次巻線を複数本の並列状に重ねた線で構成したことを特徴とする巻線型トランス。
【請求項２】
コアが挿入されたボビンに一次巻線と複数の二次巻線を装着した多出力用の巻線型トランスであって、前記二次巻線を複数本の並列状に重ねた線で構成したことを特徴とする多出力用巻線型トランス。
【請求項３】
コアが挿入されたボビンに一次巻線と複数の二次巻線を装着し、前記各二次巻線を複数本の互いに並列に重ねた線で構成して一次巻線と前記二次巻線とで複数出力の巻線型トランスを構成し、前記巻線型トランスの一次巻線に共振コンデンサを接続して一次側共振回路を設け、該一次側共振回路に該共振回路に共振する交流信号を出力するインバータ回路を接続したことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極型蛍光ランプなどを駆動するインバータ等に用いられる多出力に適した巻線型高圧用出力トランス及びこの高圧用巻線型出力トランスを用いた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１入力２出力型の多灯式リーケージトランスを用いたバラストレス型放電灯点灯回路において、一方の二次巻線の両端が接地線を介して放電灯の両端に接続され、また、他方の二次巻線も同様に接地線を介してもう一つの放電灯の両端に接続され、１つの入力に対して２つの放電灯を同時に駆動することができるようにしたＤＣ／ＡＣインバータ回路が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−０７５７５６号公報（段落００１２，第１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、巻線型出力トランストランスでは、二次側に複数の出力を構成する場合、特許文献１に示すように構造が複雑となってしまうという問題点があった。
本発明は上記問題点を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため本発明は、コアが挿入されたボビンに一次巻線と二次巻線を装着した巻線型トランスであって、前記二次巻線を複数本の並列状に重ねた線で構成したものである。
また本発明は、コアが挿入されたボビンに一次巻線と複数の二次巻線を装着した多出力用の巻線型トランスであって、前記二次巻線を複数本の並列状に重ねた線で構成したものである。
また本発明は、コアが挿入されたボビンに一次巻線と複数の二次巻線を装着し、前記各二次巻線を複数本の互いに並列に重ねた線で構成して一次巻線と前記二次巻線とで複数出力の巻線型トランスを構成し、前記巻線型トランスの一次巻線に共振コンデンサを接続して一次側共振回路を設け、該一次側共振回路に該共振回路に共振する交流信号を出力するインバータ回路を接続したことを特徴とする電源装置。ものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は高圧出力用の巻線型トランスの複数出力を簡単な構成で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１において、１８２はコアであり、２個のコ字状のコアが接合してロの字状のコアを構成している。コア１８２の平行部分の一方には、一次用ボビン１８４が嵌挿配置されている。一次用ボビン１８４の中央には、端子台１８６が固設され、該端子台１８６に一次入力端子１８８，１９０が設けられている。前記ボビン１８４には、一次巻線１９２が装着され、該一次巻線１９２の両端はリード線を介して一次入力端子１８８，１９０に接続している。
【０００７】
前記一次用ボビン１８４の外側には、端子台１８６の両側に位置して、一対の二次用ボビン１９１，１９４が嵌挿配置されている。二次用ボビン１９１，１９４の各一端のパーティション１９６が、端子台１８６の両側面に当接している。図１においては、二次用ボビン１９１，１９４のパーティション１９６は、図面の複雑化を避けるため、図示省略してある。二次用ボビン１９１，１９４には、二重にした２本の線ａ，ｂによって、二次巻線１９８，２００が巻かれている。二重線からなる二次巻線１９８，２００の巻き始め端は、リード線を介して、二次用ボビン１９１，１９４の各々の端子台２０２，２０４に設けられた二次高圧端子２０６，２０８，２１０，２１２に接続し、巻き終わり端は、リード線を介して、グランド端子２１４，２１６，２１８，２２０に接続している。
【０００８】
上記した構成において、一次巻線１９２と二次巻線１９８，２００との関係はボビンの二層構造において、一次巻線の両側に二次巻線１９８，２００が配置されることになり、単純な構造によって多出力を構成することができる。本実施形態において、二次巻線を構成する二重の平行線には高圧がかかるが、この高圧は互いに同電位であるため、平行二次巻線間にショートや電流の漏れが生じることはない。また、コア１８２の他方の平行部分１８２ａも同様な構成とすることができ、この上下対称の構造とした場合には、一次側を直列又は並列に接続して一入力とし、８出力を実現できる。また、二次巻線の巻き線の本数を３本或いは４本等とすることにより、更に多出力が可能となる。
【０００９】
図１に示す上記実施形態の多出力型巻線トランス４４は、図３に示す自励発振回路により駆動される。並列巻きにより、多出力構造の巻線トランスを構成する場合、ボビンの二層構造に特に限定されるものではなく、通常の構造のボビンに二次巻線を並列巻きとして多出力型巻線トランスを構成することができる。
次に、図３を参照して、フルブリッジ型自励発振回路により１入力８出力型巻線トランスを駆動する電源装置について説明する。
【００１０】
図３中、５２，５４，５６，５８はＦＥＴから成るスイッチング素子であり、各々のスイッチング素子のソース、ドレイン間には転流ダイオード６０，６２，６４，６６が接続されている。スイッチング素子５２，５４，５６，５８の各々のゲートにはゲート制御回路６８，７０，７２，７４が接続され、これらのうち、ゲート制御回路６８，７２はＰＷＭ制御回路７６に接続し、ゲート制御回路７０，７４はロジック回路７８に接続している。ＰＷＭ制御回路７６は、ランプ４６に流れる電流を検出する管電流検出回路８０から信号を受け取り、この信号のレベルがライン８２から与えられる設定値になるように、スイッチング素子５２，５６の導通角を制御する。
【００１１】
４４は基板（図示省略）に固設された１入力８出力型の巻線型トランスであり、２本の冷陰極型蛍光ランプ４６を直列に接続したランプ対Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が４対用意されている。ランプ対Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の各一端は、巻線型トランス４４の対応する一対の二次側巻線の高圧端子側にそれぞれ接続している。二次側巻線Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７の各一端は、それぞれ電流検出抵抗ＲＳを介して接地され、二次側巻線Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８はリード線を介して接地されている。各抵抗ＲＳの一端は、図４に示すように、直流阻止用のキャパシタＣと整流用ダイオードＤ１を介して、管電流検出回路８０に接続している。
【００１２】
また、各抵抗ＲＳの一端は、キャパシタＣと整流用ダイオードＤ２を介してそれぞれ対応するオープンコレクタ方式の出力端子を備えるコンパレータ２，４，６，８の反転入力端子に接続している。各コンパレータ２，４，６，８の非反転入力端子には、プラス電源から、抵抗により分圧されたしきい値が印加されている。オープンコレクタ方式の出力端子を備えるコンパレータ２，４，６，８は、反転入力端子の電位が非反転入力端子のしきい値より高いときには出力端子がオフ状態となり、このときには、該出力端子から見た内部インピーダンスが非常に大きな値になり、また、反転入力端子の電位が非反転入力端子のしきい値より低いときには前記出力端子がオン状態になるように設定されている。
【００１３】
コンパレータ２，４，６，８の各出力端は、図示の如く、リード線１０に並列に接続されている。前記出力リード線１０の一方はプラス電源端子に接続し、他方は、抵抗とキャパシタのＣＲ時定数回路と半導体スイッチング素子１２とからなる誤動作防止回路１４を介してアースされている。前記出力リード線１０は、これに接続するリード線１６を通じてランプオープン検出回路９０と起動補償回路８８に接続している。
【００１４】
位相検出回路５１は、リード線２７を介して、ＬＣ直列共振回路の中点Ｐに接続している。ロジック回路７８は、リード線２７に接続する位相検出回路５１からの一次側共振位相信号に基づいて、スイッチング素子をオンオフさせるための信号を造出し、ＰＷＭ制御回路７６を介してゲート制御回路６８，７２にオンオフ制御信号を送るとともに、ゲート制御回路７０，７４にオンオフ制御信号を送るように構成されている。位相検出回路５１は、ＬＣ直列共振回路の中点Ｐの位相電圧信号から９０度遅れた補正位相信号をロジック回路７８に供給する。この信号は、一次側ＬＣ直列共振回路に流れる電流と同位相となる。一次側直列共振回路に流れる電流は、キャパシタＣＴの充電電圧が直流電源電圧に到達しても、トランス４４の一次側端子の電圧は電気的に９０度の位相時間が経過した後に０Ｖを越えて更に低下し、更に９０度の位相時間が経過してマイナスの最大値になる。
【００１５】
この時、この電圧から９０度遅れた信号は０Ｖとなるので、このタイミングでスイッチング制御信号をオンオフする。ロジック回路７８はこのようにして交互にスイッチング制御信号を出力する。ロジック回路７８は、調光信号が入力される調光制御回路８４の出力信号に基づいて、調光制御信号を造出し、この調光制御信号によってスイッチング素子オンオフのバースト制御とＰＷＭ制御回路７６のスイッチオンパルス幅を制御し、ランプ４６，４６の明るさを一定に保つことと、調光信号に基づいて、輝度ゼロから１００％まで任意の値に設定し得るように構成されている。また、ロジック回路７８には過電流検出回路８６が接続し、ランプ２０に過電流が流れたとき、ロジック回路７８は、これを検出し、過電流を阻止する信号をＰＷＭ制御回路７６に送り過電流を防止するように構成されている。
【００１６】
起動補償回路８８は、ランプ４６の通電回路のシャント抵抗ＲＳにそれぞれ接続し、各ランプ対の電流信号が入力されるように構成されている。起動補償回路８８は、電源オンオフ時、自励発振回路が確実に起動するように、起動補償信号を位相検出回路５１に入力する。位相検出回路５１は、この起動補償信号を受けて、ロジック回路７８に自励発振のための起動信号を出力する。起動補償回路８８は、位相検出回路５１から位相補正された信号がロジック回路７８に入ってトランス一次側に電流がロジックで決められた方向に流れても、ランプ４６が放電を開始しない事がある。起動補償回路８８は、このような場合の起動補償のために設けられている。この場合、確実にランプ４６を点灯させるために、起動補償回路８８は、ランプ４６を流れる電流を検出してランプ４６が点灯したか否か判断し、点灯していない時は、点灯するまで起動補償信号を位相検出回路５１に送り出す。
【００１７】
位相検出回路５１はこの起動補償信号を受けてランプ４６が点灯するまで起動信号をロジック回路７８に出力する。調光制御回路８４では、調光信号入力の電圧が、内蔵の三角波発振回路の出力電圧と比較されて、所定の周期のバースト調光信号を生成する。この信号のデューティサイクルに従って、全体のロジック信号をＯＮ−ＯＦＦさせ結果的に明るさを制御している。この方法は、消灯から全点灯まで自由に調整が可能であるが、ランプ４６はこの調光信号の周期でＯＮ−ＯＦＦされているため、その周期ごとに起動確認と確実な起動が必要となる。そのため、起動補償回路８８は、上記のごとく、確実な点灯を実現するために、はじめに起動補償信号を位相検出回路５１に送り出している。起動補償の動作を説明すると、始めて電源を入れる時や、ランプが点灯していない時、例えば、電流がＩ１の方向に流れる様にスイッチング素子５２と５８とを決められたパルス幅でＯＮにする。
【００１８】
これによりコンデンサＣＴとトランス４４の一次巻線に電流が流れ、位相検出回路５１にリード線２７を通じて信号が入り、Ｉ２，Ｉ１，Ｉ２，Ｉ１と交互に電流が流れ、自励発振回路は、検出した共振周波数で発振を開始する。起動補償回路８８は、ロジック回路７８の初期リセット（起動時）も作っている。もしランプが点灯しなかった場合は、再度リセットし、始めの起動信号を位相検出回路５１を通じてロジック回路７８に対し送出する。ランプオープン検出回路９０は、巻線型トランス４４の二次側の各シャント抵抗ＲＳに接続し、二次側の管電流を検出する。ランプ４６が切れ、管電流が流れない状態即ちランプオープンの状態のとき、位相検出回路５１を通じてロジック回路７８に信号を送り、ロジック回路７８、ＰＷＭ制御回路７６及びゲート制御回路６８，７０，７２，７４から成る制御回路を遮断するように構成されている。過電流検出回路８６は、ＰＷＭ制御回路７６が不良であったり、又は、ランプ４６の配線がショートした時等において、ロジック回路７８に信号を送り、制御回路を遮断する。
【００１９】
上記した構成において、電源スイッチがオンとなり、ゲート制御回路６８，７４又は７２，７０のいずれかにＰＷＭ制御回路７６及びロジック回路７８からオン信号が瞬間的に供給されると、直流電源がスイッチング素子５２，５８を通じて、Ｉ１の方向に、あるいは、スイッチング素子５６，５４を通じて、Ｉ２の方向に、巻線型トランス１０の一次側巻線に電流が流れる。これにより、自励発振回路が起動し、巻線型トランス４４が共振電圧を発生する。巻線型トランス４４の一次側の共振電圧の周波数は、リード線２７により、位相検出回路５１に供給される。ロジック回路７８とＰＷＭ制御回路７６は、位相検出回路５１からの位相信号に基づいて、ゲート制御回路６８，７０，７２，７４を駆動し、スイッチング素子５２，５４，５６，５８をオンオフ制御する。
【００２０】
スイッチング素子５２，５４，５６，５８のオンオフによって電流は、Ｉ１とＩ２の方向に交互に流れ、自励発振回路は、巻線型トランス１０の一次側共振周波数で自励発振する。各ランプ対Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の各両端電極には、トランスの二次側巻線の高電圧が印加されるため、明るさにムラが生じない。ランプの管電流の大きさを検出する整流ダイオードＤ１は、ランプ対Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を流れる電流に対応する直流電流信号を出力し、各整流ダイオードＤ１の出力電流の加算された、リード線１８を流れる電流は平滑回路により平滑され、管電流の大きさを表す電圧信号としてリード線１８の下流側に現れ管電流検出回路８０に入力される。。
【００２１】
各整流ダイオードＤ１の各出力信号は、通常は、ほぼ同一であり、リード線１８の下流に現れる電圧信号は略一定である。整流ダイオードＤ１の中、１つでも出力信号が増大すると、この増大分が、リード線１８に現れ、管電流検出回路８０は、この増大現象を検出する。即ち、整流ダイオードＤ１は、アナログ回路におけるワイヤードＯＲ回路を構成する。一方、ランプ点灯中、コンパレータ２，４，６，８の各出力端はオフの状態にあり、リード線１０は、プラスの電源端子から供給される電圧により、Ｈｉの状態になっている。インバータ回路駆動中、例えば、ランプ対Ｌ１のランプが切れ、このランプ対Ｌ１に接続するシャント抵抗ＲＳに電流が流れなくなると、シャント抵抗ＲＳの両端電圧がゼロになり、対応する整流ダイオードＤ２の出力電流がゼロとなる。
【００２２】
これにより、コンパレータ２の反転入力端子の電位がしきい値より低くなり、コンパレータ２の出力端がオンとなる。コンパレータ２の出力端がオンとなると、リード線１０がコンパレータ２を通じてグランドされ、その電圧が下がり、リード線１０は、Ｌｏｗの状態となる。このＬｏｗの信号は、インバータ回路のランプオープン検出回路９０に供給され、ここからランプオープン信号が出力される。本実施形態は上述の如く、巻線型トランスの一次側に入力電源電圧より高い共振電圧が得られるので、巻線型トランスの二次側の巻線数を少なくでき、二次側に巻線用のスペースの余裕ができる。このスペースの増大により、２本又はそれ以上の並列巻きが可能となり、多出力が実現できる。そのため、本発明に使用される巻線型トランスは、普通の１入力１出力型の巻線型トランスとほぼ同じ大きさで、１入力多出力型の巻線型トランスとすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の巻線型トランスの一部を省略した説明図である。
【図２】同上分解外観説明図である。
【図３】本発明の電源装置のブロック回路図である。
【図４】電源装置の一部のブロック回路図である。
【符号の説明】
【００２４】
２      コンパレータ  
４      コンパレータ        
６      コンパレータ
８      コンパレータ
１０    リード線
１２    半導体スイッチング素子
１４    誤動作防止回路
１６    リード線
１８    リード線
４４    巻線型トランス
４６    冷陰極型蛍光ランプ
４８    抵抗
５０    誤動作防止回路
５１    位相差造出回路
５２〜５８  スイッチング素子
６２〜６６  転流ダイオード
６８    ゲート制御回路
７０    ゲート制御回路
７２    ゲート制御回路
７４    ゲート制御回路
７６    ＰＷＭ制御回路
７８    ロジック回路
８０    整流制御回路
８２    ライン
８４    調光制御回路
８６    過電流検出回路
８８    起動補償回路
９０    ランプオープン・ショート検出回路
１８４  ボビン
１８６  端子台
１８８  入力端子
１９０  入力端子
１９２  ボビン
１９４  ボビン
１９６  パーティション
１９８  二次巻線
２００  二次巻線
２０２  端子台
２０４  端子台
２０６  高圧端子
２０８  高圧端子
２１０  高圧端子
２１２  高圧端子
２１４  グランド端子
２１６  グランド端子
２１８  グランド端子
２２０  グランド端子
【図１】
2005142458.tif 000003
【図２】
2005142458.tif 000004
【図３】
2005142458.tif 000005
【図４】
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