(57)【要約】【課題】簡単な構成で、電子機器内部温度が低温時の電力消費とオゾン発生を減少させ、トータルの消費電力を低減するとともに、オゾン吸着フィルタの寿命を延ばすようにした高圧電源回路を提供する。【解決手段】高圧電源回路１は、入力電圧を昇圧する高圧トランス４を備え、この高圧トランス４によって昇圧された高圧電源出力を、イオン風発生手段の駆動用電源として供給する。高圧トランス４の２次コイル３の低圧側とアースとの間には、電流検出用抵抗素子２３が設けられており、電流検出用抵抗素子２３の両端電圧を検出して出力電流を一定に制御する。ここで、電流検出用抵抗素子２３は、負の温度特性を有する抵抗素子（サーミスタ）であり、高圧電源回路１は、電流検出用抵抗素子２３の周辺温度が高温度時には出力電流を大きくし、低温度時には出力電流を小さくなるように電流制御を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧を昇圧する高圧トランスを備え、この高圧トランスによって昇圧された高圧電源出力を、駆動手段の駆動用電源として供給する高圧電源回路において、
前記高圧トランスの２次コイルの低圧側とアースとの間に、電流検出用抵抗素子を設け、この電流検出用抵抗素子の両端電圧を検出して出力電流を一定に制御することを特徴とする高圧電源回路。
【請求項２】
前記高圧トランスの１次コイルの低圧側とアースとの間に、設けられたスイッチング素子と、
前記電流検出用抵抗素子の両端電圧を検出して前記スイッチング素子の開閉を制御するパルス状制御信号を出力する出力制御回路と、
を備え、
前記出力制御回路が、電流検出用抵抗素子の両端電圧の変動に応じて、パルス状制御信号のパルス幅を変化させて電流検出用抵抗素子の両端電圧を一定になるように制御することにより、出力電流が一定制御されるように構成された、請求項１記載の高圧電源回路。
【請求項３】
前記電流検出用抵抗素子が負の温度特性を有する抵抗素子であり、抵抗素子の周辺温度が高温度時には出力電流を大きくし、低温度時には出力電流を小さくなるように電流制御を行う、請求項１又は２記載の高圧電源回路。
【請求項４】
前記駆動手段は、冷却手段である、請求項１〜３記載の高圧電源回路。
【請求項５】
前記冷却手段は、電子機器内部冷却用のイオン風を発生させるイオン風発生手段である、請求項４記載の高圧電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧電源回路に関し、特に電子機器の内部冷却用のイオン風を発生させるイオン風発生手段に高圧電源を供給する高圧電源回路に好適に実施することができる高圧電源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器の内部部品保護のための冷却する手段として、ファンを使用して冷却する手段が一般的であった。しかし、ファンを使用して冷却する手段においては、ファン作動時の騒音が大きく、耳障りとなることがあるという問題があった。そこで、かかる問題を解決するため、ファンによる冷却に代えて、高圧を利用したイオン風での冷却が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このイオン風での冷却の原理を具体的に説明すると、図３に示すように、針状高圧電極３０とメッシュ状アース電極３１間に、高圧電圧を印加すると、コロナ放電が起こる。その際、針状高圧電極３０周辺の空気がイオン化され、電極間に生じる電界によりメッシュ状アース電極３１方向にイオン風３２が発生する。イオン風の量はコロナ放電による電流にほぼ比例している。ファンを使用しないので、音はほとんどない。また、イオンとともにオゾンも発生するため、オゾン吸着フィルタ３３でオゾンを吸着している。イオン風冷却はこのイオンを利用した騒音の少ない冷却手段である。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４１５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のイオンを利用した冷却手段では、イオン風冷却の高圧電源回路３４の出力は電子機器周辺温度が最高のときに設定されていて、電子機器内部の温度が冷却不要な低温時でも高圧の出力が一定で、多くの電力を消費し、オゾンも多く発生してオゾン吸着フィルタ３３の劣化を早めることになっていた。
【０００６】
本発明は、上記の実情を鑑みて考え出されたものであり、その目的は、簡単な構成で出力電流を一定に制御することができる高圧電源回路を提供することであり、より具体的には、簡単な構成で電子機器内部温度が低温時の電力消費とオゾン発生を減少させ、トータルの消費電力を低減するとともに、オゾン吸着フィルタの寿命を延ばすようにした高圧電源回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、入力電圧を昇圧する高圧トランスを備え、この高圧トランスによって昇圧された高圧電源出力を、駆動手段の駆動用電源として供給する高圧電源回路において、高圧トランスの２次コイルの低圧側とアースとの間に、電流検出用抵抗素子を設け、この電流検出用抵抗素子の両端電圧を検出して出力電流を一定に制御することを特徴とする。
【０００８】
上記構成により、出力電流を一定に制御することができる高圧電源回路を実現できる。なお、比較的低圧の電源回路では、抵抗分割による電圧制御を行う構成のものがあるが、このような電圧制御方式の電源回路を高圧電源回路に適用することは、複数の抵抗素子を備える必要があり、信頼性等の観点から好ましくない。本発明に係る高圧電源回路では、電流制御構成であることから、このような問題が解決される。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の高圧電源回路であって、高圧トランスの１次コイルの低圧側とアースとの間に、設けられたスイッチング素子と、電流検出用抵抗素子の両端電圧を検出してスイッチング素子の開閉を制御するパルス状制御信号を出力する出力制御回路と、を備え、出力制御回路が、電流検出用抵抗素子の両端電圧の変動に応じて、パルス状制御信号のパルス幅を変化させて電流検出用抵抗素子の両端電圧を一定になるように制御することにより、出力電流が一定制御されるように構成されたことを特徴とする。
【００１０】
上記の如く、出力電流を一定制御する具体的構成としては、スイッチング素子と出力制御回路を備えるだけでよく、従って、簡単な回路構成で、出力電流を一定制御する高圧電源回路を実現できる。  
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の高圧電源回路であって、電流検出用抵抗素子が負の温度特性を有する抵抗素子であり、抵抗素子の周辺温度が高温度時には出力電流を大きくし、低温度時には出力電流を小さくなるように電流制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記構成により、低温時の消費電力の低減を図ることができる。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の高圧電源回路であって、駆動手段は、冷却手段であることを特徴とする。
【００１４】
冷却手段としては、イオン風発生手段に限らず、その他の冷却手段が含まれる。
【００１５】
また、請求項５記載の発明は、請求項４に記載の高圧電源回路であって、冷却手段は、電子機器内部冷却用のイオン風を発生させるイオン風発生手段であることを特徴とする。
【００１６】
上記構成により、電子機器内の温度が高いときは、高圧電流が多くイオン風による冷却効果が大きく、冷却の必要のない低温時には高圧電流を抑え、消費電力を少なくするとともに、オゾンの発生を少なくでき、オゾン吸着フィルタの寿命を長くすることができる。  
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡単な構成で、出力電流を一定に制御することができる高圧電源回路を実現できる。特に、電流検出用抵抗素子を負の温度特性を有する抵抗素子とし、冷却手段をイオン風発生手段とした場合には、電子機器内の温度が高いときは、高圧電流が多くイオン風による冷却効果が大きく、冷却の必要のない低温時には高圧電流を抑え、消費電力を少なくするとともに、オゾンの発生を少なくでき、オゾン吸着フィルタの寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下の実施の形態では、本発明に係る高圧電源回路を、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の内部冷却用イオン風発生手段に駆動電源を供給するための高圧電源回路に適用した例を示す。
【００１９】
（実施の形態）
［高圧電源回路の構成］
図１は本発明に係る高圧電源回路の回路図である。高圧電源回路１は、イオン風発生手段の駆動電源を供給するために用いられる。ここで、イオン風発生手段は、背景技術の項で既に説明した図３の針状高圧電極３０とメッシュ状アース電極３１とから構成される。
【００２０】
高圧電源回路１は、１次コイル２と２次コイル３とで構成される高圧トランス４を備えている。高圧トランス４の１次側では、１次コイル２の低圧側とアースとの間に、電界効果型トランジスタ６が設けられている。このトランジスタ６のソース・ドレイン間には、逆流防止用ダイオード７とコンデンサ８とからなる並列回路が並列に接続されている。また、トランジスタ６のゲートには出力制御回路９からのパルス状制御信号Ｍが与えられる。この制御信号Ｍの周波数は一定であり、パルス幅を変化させることにより、トランジスタ６のＯＮ期間とＯＦＦ期間を変化させて、後述するように、出力電流を制御する。即ち、制御信号Ｍのデューテイ制御により出力電流制御を行っている。
【００２１】
また、１次コイル２の高圧側と、直流入力電圧Ｖｉｎが印加される入力端子１０との間には、逆流防止用ダイオード１１が設けられており、このダイオード１１と１次コイル２の高圧側とを接続する接続ライン上には、コンデンサ１２の一端が接続され、コンデンサ１２の他端はアースされている。
【００２２】
高圧トランス４の２次側では、２次コイル３の高圧側に整流・平滑回路１５が設けられている。この整流・平滑回路１５は、ダイオード１６，１７，１８とコンデンサ１９，２０，２１からなる３倍圧整流・平滑回路である。また、２次コイル３の低圧側とアースとの間には、平滑コンデンサ２２が設けられている。この平滑コンデンサ２２と２次コイル３の低圧側との接続点Ａには、出力電流を検出する電流検出用抵抗素子２３の一端が接続され、電流検出用抵抗素子２３の他端はアースされている。そして、電流検出用抵抗素子２３を流れる出力電流の変動は、接続点Ａの電圧レベルに変換されて、出力制御回路９で検出されるようになっている。出力制御回路９は、接続点Ａの電圧レベルが一定になるように、制御信号Ｍのパルス幅を変化させ、１次コイル２に蓄積される磁気エネルギを変化させ、逆起電力を変化させることにより、２次側からの出力電流を一定に制御している。即ち、定電流制御が行われる。
【００２３】
ここで、注目すべきは、本実施の形態では、電流検出用抵抗素子２３が、サーミスタ等によって実現される、温度が高くなると抵抗値が小さくなり、逆に温度が低くなると抵抗値が大きくなる、いわゆる負の温度特性を有する抵抗素子を用いていることである。これにより、高温時には出力電流が多く、低温時には出力電流が少なくなる。従って、この高圧電源回路１全体、または電流検出用抵抗素子２３のみを電子機器内の温度管理が必要な部位付近に設置することで、その部位が高温時には高圧出力電流が大きくなり、イオン風が多く冷却効果を大きくすることができる。逆に低温時には、高圧出力電流が小さくなり、イオン風が少なく冷却効果を小さくすることができる。
【００２４】
［高圧電源回路の動作］
図２は高圧電源回路の動作を説明するための波形図である。図２（１）はトランジスタ６のＯＮ・ＯＦＦ状態を示し、図２（２）は図１の高圧電源回路のＣ点での電流波形図、図２（３）は図１の高圧電源回路のＢ点での電圧波形図、図２（４）は図１の高圧電源回路のＤ点での電圧波形図、図２（５）は図１の高圧電源回路のＥ点での電圧波形図、図２（６）は図１の高圧電源回路のＡ点での電圧波形図である。なお、図２（３）のＢ点での電圧波形図では、入力電圧Ｖｉｎのレベルが低いので、図面作成上の観点からトランジスタ６のＯＮ期間は０Ｖとして描いている。
以下、図２を参照して、上記構成の高圧電源回路の動作について説明する。
【００２５】
（定常動作時の動作）
出力制御回路９は制御信号Ｍをトランジスタ６のゲートに出力する。これにより、制御信号Ｍのハイレベルの期間中は、図２（１）に示すようにトランジスタ６がＯＮ状態となり、入力電流がダイオード１１、１次コイル２、トランジスタ６を経て、アースに流れる。これにより、１次コイル２には、図２（２）に示すような変化状態で電流が流れるとともに、磁気的エネルギが蓄積される。そして、トランジスタ６がＯＦＦになると、蓄積されていた磁気的エネルギに基づく逆起電力が１次コイル２に発生し、１次コイル２とコンデンサ８とで構成される共振回路によって１次コイル２には大きなパルス状電圧ＶB（図２（３）参照）が発生する。これにより、２次コイル３には、１次コイル２と２次コイル３の巻数比に応じて昇圧されたパルス状電圧ＶD（図２（４）参照）が発生する。そして、整流・平滑回路１５によって、整流・平滑されて電圧ＶE（図２（５）参照）の高圧直流電圧となり、高圧出力電流としてイオン風発生手段に供給される。
【００２６】
一方、２次コイルの低圧側の電流検出用抵抗素子２３にも、出力電流が流れ、電流量の変化は点Ａの電圧に変換されて出力制御回路９に与えられる。これにより、出力制御回路９は、点Ａの電圧（図２（６）参照）が一定となるように制御信号Ｍのパルス幅を変化させる。こうして出力電流が一定に制御されることになる。
【００２７】
（周辺温度が高温時における動作）
周辺温度が上昇すると、電流検出用抵抗素子２３の抵抗値が小さくなり、点Ａの電圧レベルが過渡的に低下する。例えば、図２（６）に示す点Ｐ１で示すように電圧レベルが過渡的に低下する。そうすると、このことが出力制御回路９によって検出され、出力制御回路９は、点Ａの電圧レベルが一定となるように、制御信号Ｍのパルス幅を大きくする。これにより、１次コイル２に蓄積される磁気エネルギが大きくなり、トランジスタ６のＯＦＦ時に生じる逆起電力が大きくなる。この結果、高圧出力電流量が大きくなる。これにより、イオン風発生手段の出力が大となって、イオン風の発生量が大きくなり、電子機器の内部部品を効率よく冷却することができる。
【００２８】
（周辺温度が低温時における動作）
周辺温度が下降すると、電流検出用抵抗素子２３の抵抗値が大きくなり、点Ａの電圧レベルが過渡的に上昇する。例えば、図２（６）に示す点Ｐ２で示すように電圧レベルが過渡的に上昇する。そうすると、このことが出力制御回路９によって検出され、出力制御回路９は、点Ａの電圧レベルが一定となるように、制御信号Ｍのパルス幅を小さくする。これにより、１次コイル２に蓄積される磁気エネルギが小さくなり、トランジスタ６のＯＦＦ時に生じる逆起電力が小さくなる。この結果、高圧出力電流量が小さくなる。これにより、イオン風発生手段の出力が小となって、イオン風の発生量が小さくなる。この結果、冷却の必要のない低温時には高圧電流を抑え、消費電力を少なくするとともに、オゾンの発生を少なくでき、オゾン吸着フィルタの寿命を長くすることができる。
【００２９】
（その他の事項）
上記実施の形態では、イオン風発生手段の駆動用電源を供給する高圧電源回路について説明したけれども、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の冷却手段としての駆動手段や、冷却手段以外の駆動手段の駆動用電源供給用の高圧電源回路等に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の内部部品の冷却用イオン風発生手段の電源供給用高圧電源回路に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る高圧電源回路の回路図である。
【図２】高圧電源回路の動作を説明するための波形図である。
【図３】イオン風での冷却の原理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、３４：高圧電源回路
２  ：１次コイル
３  ：２次コイル
４  ：高圧トランス
６  ：トランジスタ
９  ：出力制御回路
１５  ：整流・平滑回路
２３  ：電流検出用抵抗素子（サーミスタ）
３０  ：針状高圧電極
３１  ：メッシュ状アース電極
３３  ：オゾン吸着フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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