(57)【要約】【課題】高電圧絶縁試験器に関し、２相出力インバータトランス回路に於ける２相出力トランスの高電圧絶縁試験を実働状態と全く同じ状態で、しかも、１回の試験で検査できるようにする。【解決手段】  一次巻線及び二次巻線をもつ２相出力トランス１３と、該２相出力トランスの一次巻線を励起する高周波信号発生器２０と、該２相出力トランスの二次巻線からの正位相高周波高電圧を出力する出力端子１４と、該２相出力トランスの二次巻線に於ける接地点から導出されたリターン端子１５と、該２相出力トランスの二次巻線からの逆位相高周波高電圧を出力する出力端子１６とを備えることが基本になっている。【選択図】        図１
2009216556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次巻線及び二次巻線をもつ２相出力トランスと、
該２相出力トランスの一次巻線を励起する高周波信号発生器と、
該２相出力トランスの二次巻線からの正位相高周波高電圧を出力する出力端子と、
該２相出力トランスの二次巻線に於ける接地点から導出されたリターン端子と、
該２相出力トランスの二次巻線からの逆位相高周波高電圧を出力する出力端子と、
を備えてなることを特徴とする高周波高電圧電源装置。
【請求項２】
コロナ放電検出回路が付設されてなること
を特徴とする請求項１記載の高周波高電圧電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器、例えば、大型液晶テレビジョンの光源を駆動する２相出力インバータトランス回路に発生するコロナ放電の有無を検出する場合に用いて好適な高周波高電圧電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気機器に於いては、各回路に特定の電圧を供給し、それぞれ所期の作用をさせているのであるが、これ等の回路内で漏れ電流が発生した場合、機器の動作が異常になることは勿論、火災が発生する危険もあるので、所要箇所の絶縁耐圧については厳しい検査を行っている。
【０００３】
通常、絶縁耐圧の試験には、絶縁抵抗計や耐電圧試験器を用いているが、その場合、測定には直流、又は、５０Ｈｚ或いは６０Ｈｚの商用周波数などの低い周波数で実施している。
【０００４】
然しながら、近年、半導体技術の進歩に依って、機器の諸電源には、電源周波数を高周波化して高能率を実現するインバータ技術が多用されている。特に、大型液晶テレビジョンのバックライトを駆動するには、例えば５０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの高い周波数であって、且つ、例えば２ｋＶ〜５ｋＶｒｍｓ（ｒｍｓ：ｒｏｏｔ  ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅ  ｖａｌｕｅ）の高い電圧を用いている為、その電源を構成するインバータトランス回路に於けるインバータトランスにコロナ放電が発生し易い環境に在る。
【０００５】
インバータトランスに於ける高電圧巻線の始端端子と終端端子間には３ｋＶｒｍｓを越える電圧が発生するので、その巻線は、巻線内の電圧分布が平均化するように巻かれるのであるが、巻き乱れを起こした部分が在ると、その部分で電位差が生成されるので巻線内コロナ放電が発生する。また、巻線とコア間や二次巻線と一次巻線間などにコロナ放電が発生する場合もある。
【０００６】
通常、コロナ放電は微弱な放電であることから、テレビジョンは恰も正常であるかのように動作するが、所々に用いられている絶縁物がコロナ放電に依って時間と共に劣化し、遂には故障が起こることになり、しかも、それに止まらず、火災などの災害を伴うことになる。
【０００７】
従来、このようなコロナ放電は、通常の耐電圧試験器で検出することは不可能なのであるが、本発明者に依って開発され且つ実用化されたコイル耐圧試験器、即ち、単相高周波高電圧絶縁試験器を用いれば、それを検出することが可能である（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００８】
然しながら、この特許文献１に開示された単相高周波高電圧絶縁試験器は、小型の液晶表示パネルをもつテレビジョンに用いられているインバータトランス回路の試験には有効なのであるが、大型の液晶表示パネルをもつテレビジョンに用いられているインバータトランス回路を試験するには問題がある。
【０００９】
図２は小型の液晶表示パネルに於ける光源を駆動するのに用いられている単相出力インバータトランス回路を表す要部回路図であり、図に於いて、１はトランスの一次巻線に於ける終端側端子、２はトランスの一次巻線に於ける始端側端子、３はトランスの二次巻線に於ける終端側端子（低電圧側、正位相）、４はトランスの二次巻線に於ける始端側端子（高電圧側、正位相）、５は光源である第１のＣＣＦＬ（ｃｏｌｄ  ｃａｔｈｏｄｅ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌａｍｐ：冷陰極放電管）、１０は単相出力インバータトランスをそれぞれ示している。尚、図中の黒丸は、各巻線に於ける同位相の巻端側であることを表し、これは後に説明する他の図に於いても同じ意味をもっている。
【００１０】
小型の液晶表示パネルでは、光源の発光量は小さくて済むから、図示のように一本のＣＣＦＬが用いられ、それを駆動するには、単相出力インバータトランス回路を用いることで間に合う。然しながら、大型の液晶表示パネルでは、大きな発光量の光源を必要とするので、複数のＣＣＦＬを用いることになる。
【００１１】
図３は大型の液晶表示パネルの光源を駆動するのに用いられている２相出力インバータトランス回路を表す要部回路図であり、図２に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００１２】
図に於いて、６は光源である第２のＣＣＦＬ、７はトランスの二次巻線に於ける始端側端子（低電圧側、逆位相）、８はトランスの二次巻線に於ける終端側端子（高電圧側、逆位相）、１１は２相出力インバータトランスをそれぞれ示している。
【００１３】
前記したように、大型の液晶表示パネルでは、光源の発光量は大きくなければならないので、図示のように複数のＣＣＦＬが用いられ、また、印加電圧も高くなることから表示画面に電圧妨害が現れる旨の問題が起こる。
【００１４】
そこで、複数のＣＣＦＬを用いる場合、正位相と逆位相の電圧を交互にＣＣＦＬに加えることに依って、表示画面に与える電圧妨害を中和する方法が採られていて、その方法を実現しているのが図３に見られる２相出力インバータトランス回路であり、そのトランスは、正位相及び逆位相の高電圧出力が現れる２個の二次巻線をもつことになる。
【００１５】
図２に見られるような単相出力インバータトランス回路に於ける単相の高電圧巻線に発生するコロナ放電を検出するには、特許文献１に開示されているコイル耐圧試験器を用いて試験すれば何ら問題なく好結果を得ることができる。
【００１６】
図４は単相出力インバータトランス回路に特許文献１に見られるコイル耐圧試験器、即ち、単相高周波高電圧絶縁試験器を接続して試験する場合の要部回路図であり、図２に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００１７】
図に於いて、１２は単相高周波高電圧絶縁試験器の単相出力トランス、１４は高電圧出力端子（正位相）、１５はリターン端子、１７はコロナ放電検出回路、１８は高電圧測定回路、２１は単相高周波高電圧絶縁試験器をそれぞれ示している。
【００１８】
図示されているように、単相高周波高電圧絶縁試験器２１の高周波高電圧出力端子１４は、単相出力インバータトランス１０に於ける二次巻線の始端側端子４に接続され、単相高周波高電圧絶縁試験器２１のリターン端子１５は単相出力インバータトランス１０に於ける二次巻線の低電圧側である終端側端子３に接続され、そして、単相出力インバータトランス１０の一次巻線に於ける終端側端子１は二次巻線の終端側端子３に接続される。従って、図２に見られる実働回路と全く同じ電圧配分となり、実働状態と同じ状態で試験することができる。
【００１９】
然しながら、図３に見られる２相出力インバータトランス回路を単相高周波高電圧絶縁試験器で試験する場合は問題がある。即ち、その場合、二つの高電圧巻線、即ち、正位相の二次巻線と逆位相の二次巻線について、それぞれ１回ずつ試験するか、図６に見られるように、二つの高電圧巻線を並列接続して試験するか、図７に見られるように、二つの高電圧巻線を直列接続して試験することになると考えられる。
【００２０】
図５は二つの高電圧巻線を並列接続して単相高周波高電圧絶縁試験器で試験を行う場合の要部回路図、また、図６は二つの高電圧巻線を直列接続して単相高周波高電圧絶縁試験器で試験を行う場合の要部回路図をそれぞれ表していて、図３乃至図５に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００２１】
図５に見られるように二つの高電圧巻線を並列接続して試験を行う場合、両巻線の巻数が同じであれば、同位相で同一電圧であるから問題は無いように思われようが、図２から明らかなように、二次巻線の終端側端子３及び二次巻線の始端側端子７は、本来、接地して使用するものである為、高電圧に耐えるようには作られていない。
【００２２】
ところが、図５から明らかなように、二つの高電圧巻線を並列接続して試験を行う場合には、低電圧の始端側端子７が高電圧出力端子１４に接続され、そして、高電圧側で且つ逆位相の終端側端子８が低電圧側端子であるリターン端子１５に接続される為、正しい絶縁試験を行うことはできない。
【００２３】
図６に見られるように二つの高電圧巻線を直列接続して試験を行う場合、高電圧側で且つ逆位相の二次巻線の終端側端子８が接地されてしまい、また、接地電位であるべき端子１、２、３、７に試験電圧の１／２が加わることになって、実働状態とは異なる為、正しい試験が行われるとは云い難い。
【００２４】
前記した試験の他、二つの高電圧巻線を別々に試験することも考えられるが、接続を変更して２回試験することは、２倍の工数を必要とすることになる。また、二つの高電圧巻線は磁気的に結合されていて、相互誘導が存在することから、二つの高電圧巻線を別々に試験しても、試験を行っていない側の巻線に加えられる負荷に依って試験結果が左右されてしまうなど多くの問題が起こる。
【特許文献１】特開２００６−２３４４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明では、２相出力インバータトランス回路の２相出力トランスに発生するコロナ放電を検出する際に用いて好適な高周波高電圧電源装置を実現し、前記２相出力トランスを実働状態と全く同じ状態で、しかも、１回の試験で高精度の検査を実施できるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明に依る高周波高電圧電源装置に於いては、一次巻線及び二次巻線をもつ２相出力トランスと、該２相出力トランスの一次巻線を励起する高周波信号発生器と、該２相出力トランスの二次巻線からの正位相高周波高電圧を出力する出力端子と、該２相出力トランスの二次巻線に於ける接地点から導出されたリターン端子と、該２相出力トランスの二次巻線からの逆位相高周波高電圧を出力する出力端子とを備えてなることが基本になっている。
【発明の効果】
【００２７】
前記手段を採ることに依り、２相出力インバータトランス回路に於ける２相の高電圧巻線をもつインバータトランスを実働状態と全く同じ状態で、しかも、１回の試験で検査することが可能である。従って、従来の単相高周波高電圧絶縁試験器を用いた２相出力インバータトランス回路の試験と比較した場合、試験に要する労力や時間は少なくて済み、しかも、高い精度の試験結果を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１はコロナ放電検知回路が組み込まれた本発明の高周波高電圧電源装置を表す要部回路図であり、図２乃至図６に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００２９】
図に於いて、１３は２相高周波高電圧電源装置に於ける２相出力トランス、１４は高周波高電圧出力端子（正位相）、１５はリターン端子、１６は高周波高電圧出力端子（逆位相）、１９は高周波電力増幅器、２０は高周波信号発生器、２２は２相高周波高電圧電源装置をそれぞれ示している。
【００３０】
通常、コロナ放電は微弱な光や音を伴うのであるが、その他、コロナ放電特有の電気信号を発生することが知られている。これ等のコロナ放電発生に係わる各兆候のうち、何を検出して採用するかは任意なのであるが、図示のコロナ放電検出回路１７では、コロナ放電特有の電気信号を検出するようにしている。その理由は、実施の容易性、即ち、普遍的な技術を用いることで容易に実施できることに依る。
【００３１】
図示した高周波高電圧電源装置に於いては、高周波高電圧出力端子１４（正位相）と２相出力トランス１３との間の給電線、及び、高周波高電圧出力端子１６（逆位相）と２相出力トランス１３との間の給電線それぞれにコロナ放電検出回路１７を介挿した例を示してあるが、コロナ放電の生成に依って発生する電気信号は、前記各給電線の他にリターン端子１５と２相出力トランス１３との間の接地用給電線にも現れ、また、高周波高電圧出力端子１４（正位相）と始端側端子４との間、高周波高電圧出力端子１６（逆位相）と終端側端子８との間、リターン端子１５と終端側端子３或いは始端側端子７との間にも現れるので、それらの電気信号が現れる上記各箇所にコロナ放電検出回路１７を介挿設置しても同効である。
【００３２】
更にまた、上記の他、例えば、高周波高電圧出力端子１４（正位相）と２相出力トランス１３との間に介在する給電線、リターン端子１５と２相出力トランス１３との間に介在する接地用給電線、高周波高電圧出力端子１６（逆位相）と２相出力トランス１３との間に介在する給電線のそれぞれからコロナ放電に起因する電気信号の信号線を引出し、それらを２相高周波高電圧電源装置２２の外部に配設したコロナ放電検出回路に接続するようにしても同効である。
【００３３】
コロナ放電に起因する電気信号成分は電磁波として放出されることから、適当なアンテナを用いれば受信することができる。然しながら、その周波数帯域は、ラジオ、テレビジョン、携帯電話など多くの電気機器で用いられている電波と重なっているので、コロナ放電に起因する電気信号成分のみを分離する必要があり、その場合、尤も信頼性が高い手段は、高周波高電圧電源装置の出力をオンオフし、オンした際にのみ受信できた信号をコロナ放電に起因する電気信号の成分として捕捉処理すると良い。
【００３４】
ここで、図示のように２相出力インバータトランス回路１１を本発明の２相高周波高電圧電源装置２２に接続し、高周波の高電圧を用いてコロナ放電の有無、即ち、絶縁の良否について試験する場合について説明する。
【００３５】
図示の高周波信号発生器２０で発生する信号の周波数としては、２相出力インバータトランス回路１１に於ける実際の使用周波数と同じ周波数を選択するのが最良であり、従って、通常は３０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの間で任意の周波数を選択できるようにしてある。
【００３６】
電力増幅器１９は２相出力トランス１３に必要な電力を供給し、その２相出力トランス１３は出力端子１４に正位相の高周波高電圧を供給すると共に出力端子１６に逆位相の高周波高電圧を供給する。尚、ここに云う電圧は、０〜７ｋＶｒｍｓの範囲に於いて、試験に必要とされる値の電圧を設定する。
【００３７】
高電圧測定回路１８は一般に電圧計と呼ばれているもので良いが、高周波及び高電圧に対応できることが必要であり、それを作製するには、周知の技術を適用して容易に実現することができる。
【００３８】
図では省略してあるが、高周波高電圧電源装置２２には、それを動作させる電源回路、ＣＰＵなどのコントロール回路、表示回路などが必要に応じて付設され、コロナ放電検出回路１７で検出したコロナ放電に起因する電気信号はＣＰＵに送られ、ＣＰＵではコロナ放電に起因する絶縁不良が発生したか否かを判定して表示する。
【００３９】
図から看取できるように、正位相の高電圧出力端子１４と逆位相の高電圧出力端子１６とは、それぞれ独立しているので、図３に見られるような単相出力インバータトランス回路を試験する場合、正位相側、或いは、逆位相側の何れに接続しても試験することが可能であり、また、正位相側及び逆位相側にそれぞれ単相出力インバータトランス回路を接続して試験することもできるから、二つの単相出力インバータトランス回路の試験を１回で完了させることもできる。
【００４０】
更にまた、正位相の高電圧出力端子１４と逆位相の高電圧出力端子１５との間の電圧は片側の２倍になるので、例えば、正位相出力電圧が５，０００Ｖ、逆位相出力電圧が５，０００Ｖであれば、端子１４及び端子１５間では１０，０００Ｖとなるから、更に高い電圧で試験を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】コロナ放電検知回路が組み込まれた本発明の高周波高電圧電源装置を表す要部回路図である。
【図２】単相出力インバータトランス回路を表す要部回路図である。
【図３】２相出力インバータトランス回路を表す要部回路図である。
【図４】単相出力インバータトランス回路に単相高周波高電圧絶縁試験器を接続した場合を表す要部回路図である。
【図５】二つの高電圧巻線を並列接続して単相高周波高電圧絶縁試験器で試験を行う場合の要部回路図である。
【図６】二つの高電圧巻線を直列接続して単相高周波高電圧絶縁試験器で試験を行う場合の要部回路図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  トランスの一次巻線に於ける終端側端子
２  トランスの一次巻線に於ける始端側端子
３  トランスの二次巻線に於ける終端側端子（低電圧側、正位相）
４  トランスの二次巻線に於ける始端側端子（高電圧側、正位相）
５  第１のＣＣＦＬ
６  第２のＣＣＦＬ
７  トランスの二次巻線に於ける始端側端子（低電圧側、逆位相）
８  トランスの二次巻線に於ける終端側端子（高電圧側、逆位相）
９  電力増幅器
１０  単相出力インバータトランス
１１  ２相出力インバータトランス
１２  単相高周波高電圧絶縁試験器の単相出力トランス
１３  ２相高周波高電圧電源装置の２相出力トランス
１４  高周波高電圧出力端子（正位相）
１５  リターン端子
１６  高周波高電圧出力端子（逆位相）
１７  コロナ放電検出回路
１８  高電圧測定回路
１９  高周波電力増幅器
２０  高周波信号発生器
２１  単相高周波高電圧絶縁試験器
２２  ２相高周波高電圧電源装置
【図１】
2009216556.tif 000003
【図２】
2009216556.tif 000004
【図３】
2009216556.tif 000005
【図４】
2009216556.tif 000006
【図５】
2009216556.tif 000007
【図６】
2009216556.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月18日(2009.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
一次巻線及び二次巻線をもつ２相出力トランスと、
該２相出力トランスの一次巻線を励起する周波数可変高周波信号発生器と、
該２相出力トランスの一次巻線に電力を供給する電力可変高周波電力増幅器と、
該２相出力トランスの二次巻線からの正位相高周波高電圧を出力する出力端子と、
該２相出力トランスの二次巻線に於ける接地点から導出されたリターン端子と、
該２相出力トランスの二次巻線からの逆位相高周波高電圧を出力する出力端子と
を備えてなることを特徴とする高周波高電圧電源装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明に依る高周波高電圧電源装置に於いては、一次巻線及び二次巻線をもつ２相出力トランスと、該２相出力トランスの一次巻線を励起する周波数可変高周波信号発生器と、該２相出力トランスの一次巻線に電力を供給する電力可変高周波電力増幅器と、該２相出力トランスの二次巻線からの正位相高周波高電圧を出力する出力端子と、該２相出力トランスの二次巻線に於ける接地点から導出されたリターン端子と、該２相出力トランスの二次巻線からの逆位相高周波高電圧を出力する出力端子とを備えてなることが基本になっている。