(57)【要約】 【課題】  放電灯からの帰還電流以外の電流値にばらつきがある場合にも圧電トランスが過大な電流を出力するのを防止する機能を有する圧電インバータ装置を提供すること。【解決手段】  電圧入力端子1、接地端子２および電圧出力端子３を有する圧電トランス２３と、電圧入力端子１に交流電圧を印加するための圧電トランス駆動回路１９と、圧電トランス駆動回路１９を制御する制御回路部１８と、電圧出力端子３に接続される放電灯２０に流れる帰還電流２５を検出する帰還電流検出回路１３と、電圧出力端子３の電圧を検出する出力電圧検出回路２７とから構成された圧電インバータ装置において、接地端子２より圧電トランス２３に帰還する接地電流２６を検出する過電流検出回路３２を有している。この過電流検出回路３２の出力を制御回路部１８に入力することにより圧電トランス２３が過大な電流を出力するのを防止する。【選択図】  図１
2009148142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧入力端子、接地端子および電圧出力端子を有する圧電トランスと、前記電圧入力端子に交流電圧を印加するための圧電トランス駆動回路と、該圧電トランス駆動回路を制御する制御回路部と、前記電圧出力端子に接続される放電灯に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記電圧出力端子の電圧を検出する出力電圧検出回路とから構成された圧電インバータ装置であって、前記接地端子より前記圧電トランスに帰還する電流を検出する過電流検出回路を有し、該過電流検出回路の出力を前記制御回路に入力することにより前記圧電トランスが過大な電流を出力するのを防止する機能を有することを特徴とする圧電インバータ装置。
【請求項２】
前記電流検出回路は前記放電灯に流れる電流を電圧に変換して出力し、前記過電流検出回路は前記圧電トランスに帰還する電流を電圧に変換して出力し、これらの２つの出力を比較していずれか大きいほうの出力により前記制御回路が前記圧電トランス駆動回路を制御することを特徴とする請求項１に記載の圧電インバータ装置。
【請求項３】
前記放電灯が冷陰極管であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電インバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯を点灯するための圧電トランスを使用した圧電インバータ装置に関するものであり、特に圧電トランスが過大な電流を出力するのを防止する機能を有する圧電インバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電灯の一種である冷陰極管は液晶ディスプレイのバックライトとして用いられているが、使用時には数百Ｖの高電圧で交流駆動する必要がある。このため、その駆動には圧電トランスによる駆動回路を使用した圧電インバータ装置が主に用いられている。圧電インバータ装置は特許文献１などに示されるように、一般的に、放電灯に流れる電流を一定に制御し、また過電流を防止するための制御回路、保護回路を備えている。
【０００３】
図４は、従来の圧電インバータ装置の代表的な構成例を示すブロック図である。図４において、圧電インバータ装置２１は電圧入力端子１、接地端子２および電圧出力端子３を有する圧電トランス２３と、電圧入力端子１に交流電圧を印加するための圧電トランス駆動回路１９と、圧電トランス駆動回路１９を制御する制御回路部１８と、圧電トランス２３の電圧出力端子３に接続された負荷である放電灯２０が点灯した場合に放電灯２０を流れて帰還する帰還電流２５を検出する帰還電流検出回路１３と、圧電トランス２３の電圧出力端子３の電圧を検出する出力電圧検出回路２７と、帰還電流２５が過大な値になった事を検出する過電流検出回路２２から構成されている。
【０００４】
ここで、帰還電流検出回路１３の出力は、制御回路部１８の電流信号入力端子１６に入力され、過電流検出回路２２の出力は制御回路部１８の過電流検出信号入力端子１７に入力される。両者の出力ともダイオードにより整流されて制御回路部１８に入力される。
【０００５】
図５は、制御回路部１８の帰還電流２５によるフィードバック制御を行う部分のブロック構成図である。図５において、制御回路部１８は２系統の処理回路からなる。帰還電流検出回路１３からの出力である帰還電流信号は制御回路部１８においてインターフェース１８１に入力し処理され、その出力は駆動信号制御部１８３を経て圧電トランス駆動回路１９に入力され、放電灯２０に流れる電流の平均値を一定に保持するように制御される。一方、過電流検出回路２２が放電灯２０に過電流が流れるのを検知したときの過電流検出回路２２からの出力である過電流信号は制御回路部１８においてインターフェース１８２に入力し処理され、その出力は駆動信号制御部１８３を経て圧電トランス駆動回路１９に入力される。
【０００６】
このように、従来の圧電インバータ装置２１においては放電灯を流れ帰還する帰還電流２５の定常的な電流値の情報である帰還電流信号と過電流が生じた場合の情報である過電流信号の２種類の情報を元に制御を行っている。それらの情報を圧電トランス駆動回路１９に対して制御信号として各々帰還させることで放電灯２０の点灯に必要な圧電トランス２３の駆動の制御を行っている。
【０００７】
すなわち、平常時は帰還電流検出回路１３から出力される帰還電流信号のみが、駆動信号制御部１８３を経て、圧電トランス駆動回路１９の制御に使用される。一方、放電灯２０に過電流が流れ、過電流検出回路２２が過電流を検知した場合、制御回路部１８は駆動信号制御部１８３を通して、圧電トランス２３から出力される電流を減少させるかまたは出力を停止するように圧電トランス駆動回路１９を制御する。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−７８７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図４に示した従来の圧電インバータ装置２１には、以下の問題点があった。過電流を検知する過電流検出回路２２は放電灯２０を流れて帰還する電流により過電流状態を検知していた。しかし、帰還電流値が同じでもそれぞれの圧電トランスに接続される放電灯２０の特性によって、実際に圧電インバータ装置２１が出力する電流は異なっている。
【００１０】
圧電インバータ装置２１が出力する電流は数１で近似される。ここで、ＩOHは圧電インバータ装置２１が出力する電流であり出力電流２４の電流値である。ＩOLは放電灯２０を流れ、圧電インバータ装置２１に帰還する帰還電流２５の電流値である。ＩOGは放電灯２０の持つ浮遊容量を経て接地部に流れる電流の電流値とする。
【００１１】
【数１】
2009148142.tif 000003
【００１２】
放電灯２０は、一般的に、放電灯ごとにその浮遊容量が異なるため、その浮遊容量を経て接地部に流れる電流ＩOGが各々異なっている。そこで、帰還電流値ＩOLが一定の値以下となるように制御しても、圧電インバータ装置２１が出力する電流値ＩOHの上限値は変化することになる。
【００１３】
従来の圧電インバータ装置では、上記のように、出力電流が過剰となることを防ぐため、帰還電流２５から過電流検出回路２２により過剰電流を検出して制御回路部１８により圧電トランス駆動回路１９を制御することにより圧電トランス２３からの出力電流を減少させ、または停止させていた。しかし、帰還電流２５だけで過剰電流を制御しても放電灯の浮遊容量が大きい場合などではそれによる接地電流成分ＩOGが増大し、出力電流２４が規格値より増大して圧電トランスや放電灯の発熱や故障などを招く可能性が生じてしまう。
【００１４】
本発明の目的は、上記の従来の課題を解決し、放電灯からの帰還電流以外の電流値にばらつきがある場合にも圧電トランスが過大な電流を出力するのを防止する機能を有する圧電インバータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明の圧電インバータ装置は、電圧入力端子、接地端子および電圧出力端子を有する圧電トランスと、前記電圧入力端子に交流電圧を印加するための圧電トランス駆動回路と、該圧電トランス駆動回路を制御する制御回路部と、前記電圧出力端子に接続される放電灯に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記電圧出力端子の電圧を検出する出力電圧検出回路とから構成された圧電インバータ装置であって、前記接地端子より前記圧電トランスに帰還する電流を検出する過電流検出回路を有し、該過電流検出回路の出力を前記制御回路に入力することにより前記圧電トランスが過大な電流を出力するのを防止する機能を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明においては、前記電流検出回路は前記放電灯に流れる電流を電圧に変換して出力し、前記過電流検出回路は前記圧電トランスに帰還する電流を電圧に変換して出力し、これらの２つの出力を比較していずれか大きいほうの出力により前記制御回路が前記圧電トランス駆動回路を制御してもよい。
【００１７】
また、前記放電灯が冷陰極管であってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の圧電インバータ装置では、過剰電流の検出は、従来のように放電灯からの帰還電流ではなく圧電トランスに帰還する接地電流から検出している。この接地電流には放電灯の浮遊容量を介して接地部に流れる電流も含まれているので、圧電トランスからの出力電流により近い電流値であり、この接地電流で過剰電流を検出して制御することにより従来に比べて出力電流に対する保護をより確実に行うことができる。
【００１９】
以上のように、本発明によれば、放電灯からの帰還電流以外の電流値にばらつきがある場合にも圧電トランスが過大な電流を出力するのを防止する機能を有する圧電インバータ装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
図１は、本発明による圧電インバータ装置の第一の実施の形態を示すブロック図である。図１において、電圧入力端子1、接地端子２および電圧出力端子３を有する圧電トランス２３と、電圧入力端子１に交流電圧を印加するための圧電トランス駆動回路１９と、圧電トランス駆動回路１９を制御する制御回路部１８と、電圧出力端子３に接続される放電灯２０に流れる帰還電流２５を検出する帰還電流検出回路１３と、電圧出力端子３の電圧を検出する出力電圧検出回路２７とから構成された圧電インバータ装置２１において、接地端子２より圧電トランス２３に帰還する接地電流２６を検出する過電流検出回路３２を有している。この過電流検出回路３２の出力を制御回路部１８に入力することにより圧電トランス２３が過大な電流を出力するのを防止する。
【００２２】
本実施の形態においては、過電流検出回路３２は、従来のように放電灯２０から出力する線路ではなく圧電トランス２３の接地端子２へ帰還する線路に挿入され、接地電流２６の過剰電流を検出している。この接地電流２６には放電灯２０の浮遊容量を介して接地部に流れる電流も含まれているので、圧電トランス２３からの出力電流２４に近い電流値である。この接地電流２６における過剰電流を検出して圧電トランス２３を制御することにより、放電灯からの帰還電流以外の電流値にばらつきがある場合にも、従来に比べて出力電流２４が過大にならないようにする保護をより確実に行うことができる。
【００２３】
なお、本実施の形態においては、帰還電流検出回路１３とその出力、制御回路部１８における制御の方法などは図４に示した従来の圧電インバータ装置と同様である。すなわち、過電流検出回路３２が過電流を検知して過電流信号を出力した場合、制御回路部１８は駆動信号制御部１８３を通して、圧電トランス２３から出力される電流を減少させるかまたは出力を停止するように圧電トランス駆動回路１９を制御する。
【００２４】
図２は本発明による圧電インバータ装置の第二の実施の形態を示すブロック図である。図２においては、図１の第一の実施の形態と同様に、放電灯２０に流れる電流を検出する帰還電流検出回路４３と、接地端子２より圧電トランス２３に帰還する電流を検出する過電流検出回路４２を有している。但し、本実施の形態においては、帰還電流検出回路４３は放電灯２０から出力する帰還電流２５を電圧に変換して帰還電流信号として出力し、過電流検出回路４２は圧電トランスに帰還する接地電流２６を電圧に変換して接地電流信号として出力し、これらの２つの出力は信号比較部４０によって常時比較され、いずれか大きいほうの出力が制御回路部４８に入力され、圧電トランス駆動回路１９が制御される。信号比較部４０では上記２つの信号はダイオードにより整流されて比較され出力される。
【００２５】
図３は制御回路部４８のフィードバック制御を行う部分のブロック構成図である。図３において、制御回路部４８は１系統の処理回路からなる。帰還電流検出回路４３からの出力である帰還電流信号または過電流検出回路４２からの出力である接地電流信号が信号比較部４０において比較された結果出力された信号が制御回路部４８においてインターフェース４８１に入力し処理され、その出力は駆動信号制御部４８３を経て圧電トランス駆動回路１９に入力される。
【００２６】
このように、本実施の形態の圧電インバータ装置２１では、帰還電流検出回路４３の出力信号と、過電流検出回路４２の出力信号とが常時比較され、いずれかの出力信号が制御回路部４８の同一の端子に入力する構成とするものである。これによって、接地電流２６の検出結果か帰還電流２５の検出結果か、いずれかが常に圧電トランス駆動回路１９の制御に寄与することとなる。
【００２７】
この構成において、定常動作時は帰還電流信号の方が接地電流信号より大きく設定されているので、制御回路部４８は帰還電流２５のフィードバックによって放電灯２０に流れる電流の平均値を一定に保持するように制御し、圧電トランス２３への帰還電流、すなわち接地電流２６に過電流が流れた場合は接地電流信号が帰還電流信号より大きくなり、制御回路部４８は、圧電トランス２３の出力電流を減少させるかまたは停止させるように制御する。
【００２８】
以上のように、本発明により、放電灯の帰還電流のみでなく圧電トランスへの帰還電流を検出することにより、放電灯からの帰還電流以外の電流値にばらつきがある場合にも圧電トランスが過大な電流を出力するのを防止する機能を有する圧電インバータ装置が得られる。
【００２９】
なお、本発明は上記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、使用目的に合わせて回路構成の設計、選択が可能であり、他の保護回路や出力デューティを制御するための時分割駆動制御回路の付加など、従来の圧電インバータ装置で用いられる回路も使用することができる。また、帰還電流検出回路の出力信号と過電流検出回路の出力信号とを比較する信号比較部は演算増幅器を用いて構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による圧電インバータ装置の第一の実施の形態を示すブロック図。
【図２】本発明による圧電インバータ装置の第二の実施の形態を示すブロック図。
【図３】制御回路部のフィードバック制御を行う部分のブロック構成図。
【図４】従来の圧電インバータ装置の代表的な構成例を示すブロック図。
【図５】制御回路部の帰還電流によるフィードバック制御を行う部分のブロック構成図。
【符号の説明】
【００３１】
１    電圧入力端子
２    接地端子
３    電圧出力端子
１３、４３    帰還電流検出回路
１６    電流信号入力端子
１７    過電流検出信号入力端子
１８、４８    制御回路部
１９    圧電トランス駆動回路
２０    放電灯
２１    圧電インバータ装置
２２、３２、４２    過電流検出回路
２３    圧電トランス
２４    出力電流    
２５    帰還電流
２６    接地電流
２７    出力電圧検出回路
４０    信号比較部
１８１、１８２、４８３    インターフェース
１８３、４８３    駆動信号制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009148142.tif 000006
【図４】
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【図５】
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