(57)【要約】 【課題】  負荷状態の大きな変動により過大電流が発生した場合にもスイッチング素子や圧電トランスおよび出力コネクタを保護することができる信頼性の高い圧電インバータ回路を提供すること。  【解決手段】  圧電トランス６と、駆動回路１５と、負荷８と、負荷電流を検出する電流検出回路９と、負荷電流の情報を入力して駆動回路１５から出力される電圧または周波数を制御して負荷電流が一定となるように制御する機能を有する制御回路３とから構成され、負荷電流の最大値を検出しその最大値が予め定めた設定値以上になったときに出力信号がＯＮとなりそのＯＮ状態が保持されるラッチ回路１０を有し、ラッチ回路１０の出力信号が制御回路３に入力され、その出力信号がＯＮのときに制御回路３は前記圧電トランスの駆動を停止させる。  【選択図】  図１
2009065729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電トランスと、該圧電トランスを駆動する駆動回路と、前記圧電トランスの出力電圧が印加される負荷と、該負荷を流れる電流を検出する電流検出回路と、該電流検出回路により検出された負荷電流の情報を入力して前記駆動回路から出力される電圧または周波数を制御して前記負荷電流が一定となるように制御する機能を有する制御回路とからなる圧電インバータ回路において、前記負荷電流の最大値を検出し該最大値が予め定めた設定値以上になったときに出力信号がＯＮとなり、そのＯＮ状態が保持されるラッチ回路を有し、該ラッチ回路の出力信号が前記制御回路に入力され、該出力信号がＯＮのときに前記制御回路は前記圧電トランスの駆動を停止させることを特徴とする圧電インバータ回路。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶パネルバックライト用冷陰極管を点灯させる為の圧電インバータ回路に関し、特に保護回路を有する圧電インバータ回路に関する。  
【背景技術】
【０００２】
特許文献１などに示されるように、圧電トランスは、圧電材料に一次側及び二次側電極を設置し、一次側電極に圧電トランスの共振周波数付近の入力交流電圧を印加して圧電トランスを共振させ、機械的振動により二次側電極に発生する出力交流電圧を取り出す素子であり、圧電インバータ回路は圧電トランスを使用して冷陰極管などの放電管を点灯させるために用いられる回路である。  
【０００３】
図３は従来の圧電インバータ回路の一例を示す図である。図３において、圧電インバータ回路は圧電トランス６と、圧電トランス６を駆動する駆動回路１５と、圧電トランス６の出力電圧が印加される放電管からなる負荷８と、負荷８を流れる電流を検出する電流検出回路９と、電流検出回路９により検出された負荷電流の情報を入力して駆動回路１５から出力される電圧または周波数を制御して負荷電流が一定となるように制御する機能を有する制御回路３とから構成されている。  
【０００４】
制御回路３は複数の入力端子２を有し、その１つには直流電源１が接続され、また、また、他の入力端子からはリモートＯＮ信号１１およびバースト調光信号１２が入力されるように構成されている。また、駆動回路１５は第１のスイッチング素子４ａ、第２のスイッチング素子４ｂ、第３のスイッチング素子４ｃ、第４のスイッチング素子４ｄ、および圧電トランス６の入力容量との共振用インダクタ５により構成されている。  
【０００５】
この圧電インバータ回路の動作は、次のとおりである。入力端子２に直流電源１により直流電圧が供給され、リモートＯＮ信号１１とバースト調光信号１２が印加されると制御回路３が動作を開始し、駆動回路１５のスイッチング素子４ａと４ｄをＯＮとし、スイッチング素子４ｂと４ｃはＯＦＦ状態で発振周期の１／２の時間だけ保持する。次の１／２周期はスイッチング素子４ａと４ｄをＯＦＦ、スイッチング素子４ｂと４ｃをＯＮとする。この後もスイッチング素子４ａ、４ｄと４ｂ、４ｃを交互にＯＮ／ＯＦＦさせる動作を繰り返すことにより上記周期の交流電圧が出力される。  
【０００６】
この交流電圧が共振用インダクタ５を通して圧電トランス６に印加されることにより、圧電トランス６には共振用インダクタ５と圧電トランス６の入力容量との共振による正弦波電圧が印加され、その出力端子７に接続された負荷８の冷陰極管に上記共振周波数の昇圧された正弦波電圧が印加され電流が流れる。この負荷電流が電流検出回路９で検出され、制御回路３にフィードバックされることにより負荷電流が設定された一定の値になるように制御回路３により制御される。  
【０００７】
ここで、バースト調光信号１２は圧電トランス６の上記駆動周波数に対して１００分の１以下の低い周波数で出力デューティを制御する信号であり、制御回路３はその信号がＯＮのとき駆動回路１５を動作させＯＦＦのとき動作を一時的に停止する。これにより圧電トランスの平均出力電力が制御され、負荷の明るさが制御される。すなわち、負荷電流はバースト調光信号がＯＮの時間だけ流れ、バースト調光信号がＯＦＦの間は流れない。  
【０００８】
【特許文献１】特許第２７５１８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、特許文献１などに示されているように、上述のように負荷電流や出力電圧をモニタして駆動周波数や駆動電圧にフィードバックし、放電管の個体差や使用環境などによる負荷の変動などがあっても放電管を安定に点灯させる圧電トランスの制御が行われている。  
【００１０】
しかし、負荷が短絡した場合や劣化した場合には出力に過大な電流が流れることがあり、あるいは出力端子７へのコネクタの挿入が不完全であった場合には出力コネクタの挿入側、被挿入側の電極間で放電が発生して過大な電流が流れることがある。このような過大な電流の発生により発熱によって出力コネクタが焼損したり、駆動回路１５のスイッチング素子が破損したり、また、圧電トランス６が異常発熱することがある。また、通常、バースト調光信号１２により出力電流は断続した状態となる場合が多く、高精度の出力電流の検出が困難であるので、上述のような過大な電流が発生した場合、従来の電流検出回路９により制御回路３にフィードバックして駆動回路を停止することは困難である。  
【００１１】
そこで本発明の課題は、負荷状態の大きな変動により過大電流が発生した場合にもスイッチング素子や圧電トランスおよび出力コネクタを保護することができる信頼性の高い圧電インバータ回路を提供することである。  
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の圧電インバータ回路は、圧電トランスと、該圧電トランスを駆動する駆動回路と、前記圧電トランスの出力電圧が印加される負荷と、該負荷を流れる電流を検出する電流検出回路と、該電流検出回路により検出された負荷電流の情報を入力して前記駆動回路から出力される電圧または周波数を制御して前記負荷電流が一定となるように制御する機能を有する制御回路とからなる圧電インバータ回路において、前記負荷電流の最大値を検出し該最大値が予め定めた設定値以上になったときに出力信号がＯＮとなりそのＯＮ状態が保持されるラッチ回路を有し、該ラッチ回路の出力信号が前記制御回路に入力され、該出力信号がＯＮのときに前記制御回路は前記圧電トランスの駆動を停止させることを特徴とする。  
【発明の効果】
【００１３】
上記のように、本発明においては安定な動作を制御するための従来の電流検出回路とは別に、保護のため、規定の最大負荷電流を検出するとＯＮとなり制御回路に圧電トランスの駆動を停止させる出力信号を与えるラッチ回路を設けることにより、負荷の短絡、劣化、あるいは出力コネクタの半挿入時に挿入側、被挿入側の電極間で放電が発生した場合などの負荷状態の大きな変動により過大電流が発生した場合にもスイッチング素子や圧電トランスおよび出力コネクタを保護することができる信頼性の高い圧電インバータ回路が得られる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。  
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態である圧電インバータ回路を示す図である。図１において、図３の従来の圧電インバータ回路と同様に圧電トランス６と、圧電トランス６を駆動する駆動回路１５と、圧電トランス６の出力電圧が印加される負荷８と、負荷８を流れる電流を検出する電流検出回路９と、電流検出回路９により検出された負荷電流の情報を入力して駆動回路１５から出力される電圧または周波数を制御して負荷電流が一定となるように制御する機能を有する制御回路３とから構成されている。但し、本実施の形態においては、負荷電流の最大値を検出しその最大値が予め定めた設定値以上になったときに出力信号がＯＮとなりそのＯＮ状態が保持されるラッチ回路１０を有し、ラッチ回路１０の出力信号が制御回路３に入力され、その出力信号がＯＮのときに制御回路３は前記圧電トランスの駆動を停止させる。  
【００１６】
また、図３と同様に、制御回路３は複数の入力端子２を有し、直流電源１が接続され、また、リモートＯＮ信号１１およびバースト調光信号１２が入力される。また、駆動回路１５はスイッチング素子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、および共振用インダクタ５より構成されている。  
【００１７】
図２は本実施の形態の圧電インバータ回路の具体的一例を示す図である。放電管である負荷８の電流がダイオードＤ１により整流されてラッチ回路２０および電流検出回路１９に導かれる。  
【００１８】
負荷電流を一定にするための電流検出回路１９において、ダイオードＤ１で整流され抵抗Ｒ１、Ｒ２により生成された直流電圧が制御回路１３内の誤差増幅器２１に入力される。誤差増幅器２１は基準電圧に対して入力される電圧が等しくなるように出力が変化し、この出力信号によってそれに接続されたＶＣＯ回路２２の出力周波数が変化する。この結果、圧電トランスの駆動周波数が変化することにより負荷電流が一定の値に制御される。よってＲ１、Ｒ２の抵抗値の設定により負荷電流値を設定することができる。この動作は図３の従来の圧電インバータ回路においても同様である。  
【００１９】
一方、ラッチ回路２０においては、ダイオードＤ１により整流されて入力される負荷電流は最大負荷電流を検出する抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ７によってＮＰＮ型のトランジスタＱ２のべースに入力される電圧に変換され、その電圧がトランジスタＱ２のベースーエミッタ間電圧Ｖｂｅ（通常のシリコントランジスタでは０．７Ｖ程度）以上になるとＱ２がＯＮ状態となり、その結果ＰＮＰ型のトランジスタＱ１もＯＮ状態になる。このＯＮ状態の出力信号は制御回路１３内のＯＮ／ＯＦＦ回路２３に入力され、ＯＮ／ＯＦＦ回路２３により制御回路１３の内部電源２４がＯＦＦとなる。すなわち、制御回路１３の動作は停止され、駆動回路１５への出力がなくなり圧電トランスの駆動は停止される。  
【００２０】
ここで、抵抗Ｒ３とＲ７の抵抗値の設定によって圧電トランスの駆動を停止する最大負荷電流値を設定できることになる。トランジスタＱ２およびＱ１の両方が一旦ＯＮ状態になると抵抗Ｒ３、Ｒ７による電圧がなくなっても、トランジスタＱ２およびＱ１は入力電源が切れない限りＯＮ状態を保持するラッチ状態となる。  
【００２１】
以上のように、本実施の形態の圧電インバータ回路では負荷の短絡、劣化、あるいは出力コネクタの半挿入時に放電が発生した場合などの負荷状態の大きな変動により過大電流が発生した場合に回路の駆動を停止することによりスイッチング素子や圧電トランスおよび出力コネクタを保護することができる。  
【００２２】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではないことは言うまでもなく、目的に合わせて回路構成の設計や部品の選択が可能である。  
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態である圧電インバータ回路を示す図。
【図２】本実施の形態の圧電インバータ回路の具体的一例を示す図。
【図３】従来の圧電インバータ回路の一例を示す図。
【符号の説明】
【００２４】
１    直流電源  
２    入力端子  
３、１３    制御回路  
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ    スイッチング素子  
５    共振用インダクタ  
６    圧電トランス  
７    出力端子  
８    負荷  
９、１９    電流検出回路  
１０、２０    ラッチ回路  
１１    リモートＯＮ信号  
１２    バースト調光信号  
１５    駆動回路  
２１    誤差増幅器  
２２    ＶＣＯ回路  
２３    ＯＮ／ＯＦＦ回路  
２４    内部電源  
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７    抵抗  
Ｑ１、Ｑ２    トランジスタ  
Ｄ１    ダイオード  
【図１】
2009065729.tif 000003
【図２】
2009065729.tif 000004
【図３】
2009065729.tif 000005