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JP2000050646A - Drive circuit for piezoelectric transformer - Google Patents

Drive circuit for piezoelectric transformer

Info

Publication number
JP2000050646A
JP2000050646A JP10210521A JP21052198A JP2000050646A JP 2000050646 A JP2000050646 A JP 2000050646A JP 10210521 A JP10210521 A JP 10210521A JP 21052198 A JP21052198 A JP 21052198A JP 2000050646 A JP2000050646 A JP 2000050646A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
piezoelectric transformer
circuit
transistor
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10210521A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Iguchi
康一 井口
Hiroshi Sasaki
浩 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP10210521A priority Critical patent/JP2000050646A/en
Publication of JP2000050646A publication Critical patent/JP2000050646A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the heat loss of a piezoelectric transformer which inputs an AC voltage from primary electrodes and outputs a transformed voltage from secondary electrodes through the utilization of piezoelectric effect by driving the transformer with a transformed voltage of the transformer. SOLUTION: An input power control section 20 controls drive voltages vd1 and vd2 which are generated from primary electrodes 401 and 402 of a piezoelectric transformer 40, so that they do not depend on a power supply voltage Vcc. When a resonance circuit is formed of the inductance of a coil 33 and the equivalent capacity between the primary electrodes 401 and 402 of the transformer 40, a transistor 21 is normally turned off and the current path going toward the primary electrode 401 from a power source 10 through the coil 33 is disconnected. Similarly, when a resonance circuit is formed of the inductance of a coil 34 and the equivalent capacity between the primary electrode 401 and 402 of the transformer 40, a transistor 22 is normally turned off, and the current path going toward the primary electrode 402 fro the power source 10 through the coil 34 is disconnected. Therefore, an excess current can be prevented from flowing in the transformer, and the heat loss of the transformer 40 can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,直流電源電圧を用
い交流かつ高圧な電力をある負荷に供給するための電源
装置に関し,特に圧電トランスの駆動回路を使用する電
源回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for supplying AC and high-voltage power to a certain load using a DC power supply voltage, and more particularly to a power supply circuit using a driving circuit for a piezoelectric transformer.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にある負荷を駆動させるためには,
直流電源電圧を交流かつ高圧な電力に変換する必要があ
る。
2. Description of the Related Art Generally, to drive a certain load,
It is necessary to convert a DC power supply voltage into AC and high-voltage power.

【0003】従来,直流電源電圧を交流かつ高圧な電力
に変換する電気回路として電磁トランス式インバータが
多用されてきた。しかし,電磁トランス式インバータを
使用すると,電気回路が大規模,大質量かつ低効率にな
り,この電気回路を搭載する機械を小型化,小質量化か
つ高効率にするうえで大きな障害となっていた。
Conventionally, an electromagnetic transformer type inverter has been frequently used as an electric circuit for converting a DC power supply voltage into AC and high-voltage power. However, the use of an electromagnetic transformer-type inverter results in a large-scale, large-mass, and low-efficiency electric circuit, which is a major obstacle to reducing the size, mass, and efficiency of the machine on which the electric circuit is mounted. Was.

【0004】近時,インバータの小型化と小質量化及び
低消費電力化への要求が高まり,小型,小質量かつ高効
率である圧電トランス式インバータが注目されるように
なった。また,具体例として良く知られる冷陰極管用イ
ンバータでは小型及び高効率であると同時に,輝度を一
定に保つため冷陰極管に流れる管電流を一定にする手段
が必要となる。
In recent years, there has been an increasing demand for downsizing, downsizing, and low power consumption of inverters, and piezoelectric transformer type inverters having small size, small mass, and high efficiency have attracted attention. In addition, a cold-cathode tube inverter, which is well known as a specific example, requires a small-sized and high-efficiency, and means for keeping the tube current flowing through the cold-cathode tube constant in order to keep the luminance constant.

【0005】従来の圧電トランスの駆動回路を図14に
示す。圧電トランス40は,1次電極401と1次電極
402の間に印加された交流電圧vptをピエゾ効果を
用いてvptとは振幅の異なる交流電圧voに変換し,
2次電極に出力する素子である。圧電トランスの昇圧比
Av(Avは,1次電極間に入力するvptの交流電圧
値に対する圧電トランスの2次電極に出力するvoの交
流電圧値の振幅比である)は,図2Bに示すように圧電
トランスの共振周波数foで最大となり,共振周波数f
oから離れるにしたがって低下する。更に,圧電トラン
スの昇圧比Avは,図2Dに示すように負荷のインピー
ダンスRLが大きくなるにしたがって上昇する。ゆえ
に,圧電トランスの駆動回路は,負荷のインピーダンス
RLの変動及び負荷の温度変化に対し,負荷に流れる負
荷電流iolを一定にするための手段を必要とする。
FIG. 14 shows a conventional piezoelectric transformer driving circuit. The piezoelectric transformer 40 converts the AC voltage vpt applied between the primary electrode 401 and the primary electrode 402 into an AC voltage vo having a different amplitude from vpt using a piezo effect,
An element for outputting to the secondary electrode. The step-up ratio Av of the piezoelectric transformer (Av is the amplitude ratio of the AC voltage value of vo output to the secondary electrode of the piezoelectric transformer with respect to the AC voltage value of vpt input between the primary electrodes) is as shown in FIG. 2B. At the resonance frequency fo of the piezoelectric transformer, the resonance frequency f
It decreases as one moves away from o. Further, the boost ratio Av of the piezoelectric transformer increases as the load impedance RL increases, as shown in FIG. 2D. Therefore, the driving circuit of the piezoelectric transformer needs a means for keeping the load current iol flowing through the load constant with respect to the fluctuation of the load impedance RL and the temperature change of the load.

【0006】従来の圧電トランスの駆動回路は,図14
に示すように,トランジスタ121・バッファ122・
入力電力制御回路123から構成される入力電力制御部
120と,ダイオード131・コイル132・コイル1
33・トランジスタ134・トランジスタ135から構
成される駆動電圧発生部130と,電流−電圧変換回路
161・電圧制御発振回路162・駆動制御回路163
・バッファ164・バッファ165から構成される周波
数制御部160と,駆動電圧検出回路170と,圧電ト
ランス40と,負荷50により構成される。前記圧電ト
ランスの駆動回路の構成により,前記圧電トランスの駆
動回路は,圧電トランス40の1次電極401と402
の間に交流電圧vptを発生させて圧電トランス40を
駆動し,負荷電流iolを一定に制御する。
A conventional piezoelectric transformer drive circuit is shown in FIG.
As shown in FIG.
An input power control unit 120 composed of an input power control circuit 123, a diode 131, a coil 132, and a coil 1;
A drive voltage generator 130 composed of 33, a transistor 134, and a transistor 135; a current-voltage converter 161; a voltage control oscillator 162; and a drive control circuit 163.
A buffer 164, a frequency control unit 160 including a buffer 165, a drive voltage detection circuit 170, a piezoelectric transformer 40, and a load 50. Due to the configuration of the driving circuit for the piezoelectric transformer, the driving circuit for the piezoelectric transformer includes the primary electrodes 401 and 402 of the piezoelectric transformer 40.
During this period, an AC voltage vpt is generated to drive the piezoelectric transformer 40, and the load current iol is controlled to be constant.

【0007】図14に示す周波数制御部160は,負荷
の低圧端子502から流出する管電流iolの値が一定
になるように,トランジスタ134・トランジスタ13
5のそれぞれのゲート1341・ゲート1351に出力
するパルス電圧の周波数を制御するブロックである。周
波数制御部160により,負荷50のインピーダンスR
Lの変動及び負荷50の温度変化に対し,負荷電流io
lを一定,すなわち負荷の輝度を一定にすることができ
る。
The frequency control unit 160 shown in FIG. 14 controls the transistors 134 and 13 so that the value of the tube current iol flowing out from the low voltage terminal 502 of the load becomes constant.
5 is a block for controlling the frequency of the pulse voltage output to each of the gates 1341 and 1351. The impedance R of the load 50 is determined by the frequency control unit 160.
With respect to the fluctuation of L and the temperature change of the load 50, the load current io
l can be kept constant, that is, the luminance of the load can be kept constant.

【0008】また,圧電トランス40の1次電極401
と圧電トランス40の1次電極402の間に供給された
電力を2次電極403に伝送するエネルギ効率の値η
は,図2Aに示すように圧電トランスの共振周波数付近
foにおいて最も大きく,共振周波数foから離れるほ
ど小さくなる。負荷50に一定の電圧voを供給する場
合,圧電トランスの1次電極401及び圧電トランスの
1次電極402のそれぞれに発生する駆動電圧vd1及
び駆動電圧vd2と駆動電圧周波数の関係は,図2Bに
示す圧電トランス40の昇圧比Avと周波数特性により
図2Cのようになる。
The primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40
And an energy efficiency value η for transmitting power supplied between the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40 to the secondary electrode 403.
Is largest near the resonance frequency fo of the piezoelectric transformer as shown in FIG. 2A, and decreases as the distance from the resonance frequency fo increases. When a constant voltage vo is supplied to the load 50, the relationship between the driving voltage vd1 and the driving voltage vd2 generated at each of the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer and the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer and the driving voltage frequency is shown in FIG. 2B. FIG. 2C shows the boost ratio Av and the frequency characteristic of the piezoelectric transformer 40 shown in FIG.

【0009】図14に示す駆動回路において,圧電トラ
ンスの1次電極401と圧電トランスの1次電極402
の間の等価入力容量に対し,コイル132及びコイル1
33のインダクタンスを互いに等しく設定する場合,圧
電トランス40の1次電極401及び圧電トランス40
の1次電極402のそれぞれに発生する駆動電圧vd1
及び駆動電圧vd2は,電源電圧値Vccの約3倍の振
幅を持つ近似的な半波正弦波になる。したがって,駆動
電圧vd1及び駆動電圧vd2の振幅は,電源電圧値V
ccに比例して上昇する。ゆえに,圧電トランス40を
高効率駆動するためには前記駆動回路は,電源電圧値V
ccの上昇に対して圧電トランス40のエネルギ効率の
値ηが大きい周波数範囲(図2Aの周波数f1以上f2
以下)で駆動するための手段,すなわち圧電トランス4
0に入力する駆動電圧vd1及び駆動電圧vd2の振幅
を一定値vd以下にする手段を必要とする。
In the drive circuit shown in FIG. 14, a primary electrode 401 of the piezoelectric transformer and a primary electrode 402 of the piezoelectric transformer
Between the coil 132 and the coil 1
When the inductances of the piezoelectric transformers 33 are set to be equal to each other, the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40 and the piezoelectric transformer 40
Drive voltage vd1 generated at each of the primary electrodes 402
The drive voltage vd2 is an approximate half-wave sine wave having an amplitude about three times the power supply voltage value Vcc. Therefore, the amplitudes of the drive voltage vd1 and the drive voltage vd2 are equal to the power supply voltage value V
It increases in proportion to cc. Therefore, in order to drive the piezoelectric transformer 40 with high efficiency, the drive circuit needs to have the power supply voltage V
The frequency range in which the value of the energy efficiency η of the piezoelectric transformer 40 is large with respect to the increase in cc (frequency f1 or more and f2
Means for driving the piezoelectric transformer 4
A means for reducing the amplitude of the drive voltage vd1 and the drive voltage vd2 input to 0 to a fixed value vd or less is required.

【0010】図14に示す入力電力制御部120は,駆
動電圧発生部の130のコイル132及びコイル133
に流れる電流を制御し,圧電トランス40の1次電極4
01及び圧電トランス40の1次電極402に入力する
駆動電圧vd1及び駆動電圧vd2の振幅を制御する。
図15に示すタイミングチャートから,トランジスタ1
21が常時オンのとき,駆動電圧vd1及び駆動電圧v
d2の振幅は電源電圧の約3倍になる。
The input power control unit 120 shown in FIG. 14 includes a coil 132 and a coil 133 of the drive voltage generation unit 130.
To control the current flowing through the primary electrode 4 of the piezoelectric transformer 40.
01 and the amplitudes of the drive voltage vd1 and the drive voltage vd2 input to the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40 are controlled.
From the timing chart shown in FIG.
21 is always on, the drive voltage vd1 and the drive voltage v
The amplitude of d2 is about three times the power supply voltage.

【0011】図16に示すように,トランジスタ134
及びトランジスタ135のオンとオフの切り替え動作の
2倍周波数でトランジスタ121のオンとオフ切替え動
作を行い,トランジスタ121がオンになる時間を短く
すると,トランジスタ121が常時オンの場合と比較し
てコイル132及びコイル133に蓄積する電磁エネル
ギが減少し,駆動電圧vd1及び駆動電圧vd2の振幅
が低下する。
[0011] As shown in FIG.
When the on / off switching operation of the transistor 121 is performed at twice the frequency of the on / off switching operation of the transistor 135, and the time during which the transistor 121 is turned on is shortened, the coil 132 is turned on compared with the case where the transistor 121 is always on. In addition, the electromagnetic energy stored in the coil 133 decreases, and the amplitudes of the drive voltage vd1 and the drive voltage vd2 decrease.

【0012】図14に示すように前記駆動回路は,圧電
トランス40の1次電極401に発生する駆動電圧vd
1の振幅を駆動電圧検出回路170により検出し,電源
電圧Vccの上昇に関わらず駆動電圧vd1及び駆動電
圧vd2が任意に設定する値vdを越えないように,ト
ランジスタの121のオンとオフの時間比を変化させ
る。入力電力制御部120により電源電圧Vccが上昇
する場合でも前記駆動回路は,駆動電圧vd1及び駆動
電圧vd2の振幅を一定値vdに保持し,常時エネルギ
効率の値ηが大きい駆動電圧周波数f1以上f2以下の
範囲で圧電トランス40を駆動することができる。
As shown in FIG. 14, the driving circuit includes a driving voltage vd generated at the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40.
1 is detected by the drive voltage detection circuit 170, and the ON / OFF time of the transistor 121 is controlled so that the drive voltage vd1 and the drive voltage vd2 do not exceed a value vd arbitrarily set regardless of the rise of the power supply voltage Vcc. Change the ratio. Even when the power supply voltage Vcc is increased by the input power control unit 120, the drive circuit holds the amplitudes of the drive voltage vd1 and the drive voltage vd2 at a constant value vd, and the drive voltage frequency f1 or more f2 at which the energy efficiency value η is always large. The piezoelectric transformer 40 can be driven in the following range.

【0013】しかし,この入力電力制御回路123にお
いて上記動作を行うとトランジスタ121がオンになる
時間で,共振により駆動電圧が発生している圧電トラン
ス40の1次電極401又は圧電トランス40の1次電
極402と電源10との間に電流経路が形成される。こ
の場合,電源10から圧電トランス40の1次電極40
1又は圧電トランス40の1次電極402の方向に,本
来流れるべき値以上の電流が図16のil1及びil2
のように流入する。過剰に流入する電流分は,負荷50
には供給されず,トランジスタ121とトランジスタ1
34及びトランジスタ135のオン抵抗等により熱損失
になるため駆動回路の効率が低下する。更に,図16に
示すようにトランジスタ134及びトランジスタ135
に流れるそれぞれの電流iq1及び電流iq2の最大電
流が上昇するため,高定格電流のトランジスタを使用し
なければならず,駆動回路の小型化と小質量化及び低価
格化が困難となる。更にこの場合,図16に示すように
駆動電圧vd1及び駆動電圧vd2に歪みが発生して,
圧電トランス40の1次電極401と1次電極402の
間に入力する電圧vptの高周波成分が増加して,その
結果として圧電トランス40の不要振動が発生し,圧電
トランス40の劣化及び破壊の原因となる。
However, when the above operation is performed in the input power control circuit 123, the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40 or the primary electrode of the piezoelectric transformer 40 in which a drive voltage is generated by resonance during the time when the transistor 121 is turned on. A current path is formed between the electrode 402 and the power supply 10. In this case, the primary electrode 40 of the piezoelectric transformer 40 is
1 or il1 and il2 in FIG.
Inflow like. The excess current flows through the load 50
Are not supplied to the transistor 121 and the transistor 1
Since heat loss occurs due to the on-resistance of the transistor 34 and the transistor 135, the efficiency of the drive circuit is reduced. Further, as shown in FIG.
Since the maximum current of each of the currents iq1 and iq2 flowing through the circuit increases, it is necessary to use a transistor having a high rated current, which makes it difficult to reduce the size, mass, and cost of the drive circuit. Further, in this case, as shown in FIG. 16, the drive voltage vd1 and the drive voltage vd2 are distorted,
The high frequency component of the voltage vpt input between the primary electrode 401 and the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40 increases, and as a result, unnecessary vibration of the piezoelectric transformer 40 occurs, which causes deterioration and breakage of the piezoelectric transformer 40. Becomes

【0014】かかる問題を解消することを目的として特
開平9−219292号には,圧電トランスの出力電圧
が設定された電圧になるように,電圧の位相を変化させ
る移相回路を用いた冷陰極管点灯用インバータが開示さ
れている。この冷陰極管点灯用インバータによれば,出
力電圧の変化が起きた場合においても,常に所定の出力
電圧が得られるように発振周波数を制御し,安定した明
るさを保つ冷陰極管点灯用インバータを提供できるとさ
れている。
In order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-219292 discloses a cold cathode using a phase shift circuit for changing the voltage phase so that the output voltage of a piezoelectric transformer becomes a set voltage. A tube lighting inverter is disclosed. According to this cold-cathode tube lighting inverter, even when the output voltage changes, the oscillation frequency is controlled so that a predetermined output voltage can always be obtained, and the cold-cathode tube lighting inverter that maintains stable brightness. It can be provided.

【0015】他に,従来の技術の問題を解消することを
目的として,特開平9−63778号には,駆動回路の
出力と圧電トランスの入力電極との間に電流制限用の抵
抗を直列接続することを特徴とする圧電トランス式冷陰
極蛍光灯駆動装置が開示されている。この圧電トランス
式冷陰極蛍光灯駆動装置によれば,冷陰極蛍光灯に流れ
る電流値をほぼ一定にして脈動を抑制することができる
とされている。
In addition, for the purpose of solving the problems of the prior art, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-63778 discloses that a current limiting resistor is connected in series between an output of a driving circuit and an input electrode of a piezoelectric transformer. A piezoelectric transformer type cold-cathode fluorescent lamp driving device characterized by the following is disclosed. According to this piezoelectric transformer type cold cathode fluorescent lamp driving device, it is said that pulsation can be suppressed by making the value of the current flowing through the cold cathode fluorescent lamp substantially constant.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかし,特開平9−2
19292号の電圧の位相を変化させる移相回路を用い
た冷陰極間点灯用インバータでは,電源からの電流を圧
電トランスに流入させる際に電源からの電流を抑制して
制御する機構は備えておらず,依然として電源からの過
剰な電流は存在し得る。したがって,圧電トランスの駆
動回路の効率が向上するとは認識しがたい。また,特開
平9−63778号の圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動
装置では,電源からの電流を圧電トランスに流入させる
際に電源からの電流を抑制して制御する機構は備えてお
らず,依然として電源からの過剰な電流は存在し得る。
したがって,圧電トランスの駆動回路の効率が向上する
とは認識しがたい。この課題を解決するために本発明
は,交流電圧の振幅値を増大させ負荷に流れる電流を一
定にし,圧電トランスの1次電極間に入力する電圧を調
整することにより圧電トランスを高効率駆動させ,更に
圧電トランスの昇圧比を最大にし,駆動電圧発生部への
過剰な電流の流入を減らすことにより圧電トランスの不
要振動を少なくしトランジスタとダイオードの熱損失を
少なくすることを目的とする。
However, Japanese Patent Laid-Open No. 9-2
The inverter for cold-cathode lighting using the phase shift circuit that changes the phase of the voltage of No. 19292 has a mechanism for suppressing and controlling the current from the power supply when the current from the power supply flows into the piezoelectric transformer. And there may still be excess current from the power supply. Therefore, it is hard to recognize that the efficiency of the driving circuit of the piezoelectric transformer is improved. In addition, the piezoelectric transformer type cold cathode fluorescent lamp driving device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-63778 does not have a mechanism for suppressing and controlling the current from the power supply when the current from the power supply flows into the piezoelectric transformer. Excess current from the power supply may be present.
Therefore, it is hard to recognize that the efficiency of the driving circuit of the piezoelectric transformer is improved. In order to solve this problem, the present invention increases the amplitude of an AC voltage to make the current flowing through a load constant, and adjusts the voltage input between the primary electrodes of the piezoelectric transformer to drive the piezoelectric transformer with high efficiency. It is another object of the present invention to reduce the unnecessary vibration of the piezoelectric transformer and the heat loss of the transistor and the diode by maximizing the step-up ratio of the piezoelectric transformer and reducing the excessive current flowing into the drive voltage generator.

【0017】更に,特開平9−219292号の電圧の
位相を変化させる移相回路を用いた冷陰極間点灯用イン
バータの移相回路の構造は誘導電動機と似た構造であ
り,一般に誘導電動機は,固定子側に電流の大きい直列
巻線を分布させ巻き回転子側に分路巻線を設ける構造に
なっていることから判るように,装置の規模が大きくな
り易く容易に小型化しにくい性質を持つ。したがって,
圧電トランスの駆動回路の小型化を達成するのは困難で
ある。この課題を解決するために本発明は,駆動電圧発
生部への過剰な電流の流入を減らすことにより高定格電
流のトランジスタを用いる必要はなく,小型で小質量な
トランジスタとダイオードを用いることにより圧電トラ
ンスの駆動回路の小型化を達成することを目的とする。
Further, the structure of the phase shift circuit of the inverter for lighting between the cold cathodes using the phase shift circuit for changing the phase of the voltage disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-219292 is similar to that of an induction motor. As can be seen from the structure in which a series winding with a large current is distributed on the stator side and a shunt winding is provided on the winding rotor side, the size of the device tends to be large and it is difficult to reduce the size easily. Have. Therefore,
It is difficult to reduce the size of the piezoelectric transformer drive circuit. In order to solve this problem, the present invention eliminates the need to use a transistor with a high rated current by reducing the inflow of excessive current into the drive voltage generating unit. It is an object to achieve downsizing of a drive circuit of a transformer.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本出
願第1の発明の圧電トランスの駆動回路は,直流電源か
ら電力を入力する入力電力制御部と,前記入力電力制御
部から電力を入力し交流電圧を出力する駆動電圧発生部
と,交流電圧の周波数を制御する周波数制御部と,前記
駆動電圧発生部により発生する電圧を検出する駆動電圧
検出回路と,1次電極から交流電圧を入力して圧電効果
を利用し2次電極から交流電圧を出力する圧電トランス
と,前記圧電トランスにより変圧された電力により駆動
する負荷とから構成されることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a driving circuit for driving a piezoelectric transformer, comprising: an input power control section for inputting power from a DC power supply; and an input power control section for inputting power from the input power control section. A driving voltage generator for outputting an AC voltage, a frequency controller for controlling the frequency of the AC voltage, a driving voltage detecting circuit for detecting a voltage generated by the driving voltage generator, and an AC voltage input from a primary electrode. A piezoelectric transformer that outputs an AC voltage from the secondary electrode using the piezoelectric effect, and a load that is driven by the electric power transformed by the piezoelectric transformer.

【0019】したがって,本出願第1の発明の圧電トラ
ンスの駆動回路によれば,入力電力制御部においては,
周波数制御部からの入力信号により直流電源から駆動電
圧発生部に供給する電力を制御する。前記駆動電圧発生
部においては,前記入力電力制御部から入力される電力
を受取,前記入力された電力を交流電圧に変換する。駆
動電圧検出回路においては,前記駆動電圧発生部におい
て発生する交流電圧の値を検出し,前記電圧値を前記入
力電力制御部に入力する。すなわち,前記入力電力制御
部は前記周波数制御部と前記駆動電圧検出回路からの入
力信号により,電源から前記駆動電圧発生部に供給する
電力を制御する。また,本発明の圧電トランスの駆動回
路は前記駆動電圧発生部により発生する交流電圧を圧電
トランスの1次電極に印可し,その結果圧電効果により
2次電極に1次電極での電圧を昇圧した電圧が発生し,
前記電圧を負荷に印可するものである。
Therefore, according to the piezoelectric transformer drive circuit of the first invention of the present application, in the input power control section,
The power supplied from the DC power supply to the drive voltage generator is controlled by an input signal from the frequency controller. The driving voltage generator receives the power input from the input power controller and converts the input power into an AC voltage. The drive voltage detection circuit detects a value of an AC voltage generated in the drive voltage generation unit, and inputs the voltage value to the input power control unit. That is, the input power control unit controls power supplied from the power supply to the drive voltage generation unit according to input signals from the frequency control unit and the drive voltage detection circuit. Also, the piezoelectric transformer drive circuit of the present invention applies the AC voltage generated by the drive voltage generator to the primary electrode of the piezoelectric transformer, and as a result, boosts the voltage at the primary electrode to the secondary electrode by the piezoelectric effect. Voltage is generated,
The voltage is applied to a load.

【0020】本出願第2の発明は,本出願第1の発明の
圧電トランスの駆動回路装置において,入力電力制御部
は,トランジスタとバッファ及び入力電力制御回路から
構成されることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the driving circuit device for a piezoelectric transformer according to the first aspect of the present invention, the input power control section comprises a transistor, a buffer, and an input power control circuit.

【0021】したがって,本出願第2の発明の圧電トラ
ンスの駆動回路によれば,入力電力制御部はトランジス
タをオン・オフ切替えすることにより,電源から駆動電
圧発生部に供給される電力を調整する。また,入力電力
制御回路は周波数制御部及び駆動電圧検出器からの入力
信号を基に出力をバッファを通して,トランジスタに信
号を伝達する。これら一連の動作により前記駆動電圧発
生部への過剰な電流は抑えられるものである。
Therefore, according to the piezoelectric transformer drive circuit of the second invention of the present application, the input power control section adjusts the power supplied from the power supply to the drive voltage generation section by switching the transistor on and off. . The input power control circuit transmits a signal to a transistor through an output buffer based on an input signal from the frequency control unit and the drive voltage detector. By these series of operations, an excessive current to the drive voltage generating section is suppressed.

【0022】本出願第3の発明は,本出願第1又は本出
願第2の発明の圧電トランスの駆動回路装置において,
駆動電圧発生部は,ダイオードとコイル及びトランジス
タから構成されることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a driving circuit device for a piezoelectric transformer according to the first or second aspect of the present invention.
The driving voltage generator includes a diode, a coil, and a transistor.

【0023】したがって,本出願第3の発明の圧電トラ
ンスの駆動回路によれば,駆動電圧発生部は,周波数制
御部からの入力信号を基にトランジスタのスイッチをオ
ン・オフ切替えすることにより,電源からコイルに蓄え
たエネルギを用いダイオードと前記コイル及び圧電トラ
ンスにより共振回路ができ,その結果として正弦波電圧
が発生するものである。
Therefore, according to the piezoelectric transformer drive circuit of the third invention of the present application, the drive voltage generation section switches the transistor on and off based on the input signal from the frequency control section, thereby providing the power supply. A resonance circuit is formed by the diode, the coil, and the piezoelectric transformer using the energy stored in the coil from, and as a result, a sine wave voltage is generated.

【0024】本出願第4の発明は,本出願第1〜本出願
第3の何れか一の発明の圧電トランスの駆動回路装置に
おいて,周波数制御部は,電流−電圧変換回路と電圧制
御発振回路と駆動制御回路及びバッファから成ることを
特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the driving circuit device for a piezoelectric transformer according to any one of the first to third aspects of the present invention, the frequency control section includes a current-voltage conversion circuit and a voltage-controlled oscillation circuit. And a drive control circuit and a buffer.

【0025】したがって,本出願第4の発明の圧電トラ
ンスの駆動回路によれば,周波数制御部は,負荷から流
出してくる電流を電流−電圧変換回路に入力して直流電
圧に変換して出力し,前記直流電圧を電圧制御発振回路
に入力して前記入力電圧の大きさにより周波数を変化さ
せパルスを生成し,前記パルスを前記駆動制御回路に入
力して1次電極間に正弦波に近い電圧波形を生成させる
ために前記パルス位相を180度ずらし,前記パルスを
バッファと入力電圧制御部に出力することにより,前記
パルスの周波数を制御して駆動電圧を安定かつ一定に保
つものである。
Therefore, according to the piezoelectric transformer driving circuit of the fourth invention of the present application, the frequency control section inputs the current flowing from the load to the current-voltage conversion circuit, converts the current into a DC voltage, and outputs the DC voltage. Then, the DC voltage is input to a voltage controlled oscillation circuit to generate a pulse by changing the frequency according to the magnitude of the input voltage, and the pulse is input to the drive control circuit to generate a sine wave between the primary electrodes. By shifting the pulse phase by 180 degrees to generate a voltage waveform and outputting the pulse to a buffer and an input voltage control unit, the frequency of the pulse is controlled to keep the drive voltage stable and constant.

【0026】本出願第5の発明は,本出願第1〜本出願
第4の何れか一の発明の圧電トランスの駆動回路装置に
おいて,入力電力制御部は,トランジスタ2個と前記ト
ランジスタそれぞれにバッファが1つずつ設けられ,前
記バッファのそれぞれが入力電力制御回路に接続されて
いることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the driving circuit device for a piezoelectric transformer according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the input power control section comprises two transistors and buffers for each of the transistors. Are provided one by one, and each of the buffers is connected to an input power control circuit.

【0027】したがって,本出願第5の発明の圧電トラ
ンスの駆動回路によれば,入力電力制御部は,駆動電圧
発生部のそれぞれのコイルに1つずつトランジスタを接
続し,それぞれの前記トランジスタは入力電源制御回路
からバッファを通ってくるパルス電圧により制御され
る。前記入力電力制御部は,2つの前記コイルをそれぞ
れ別個の前記トランジスタにより制御することにより,
電源からの過剰な電流を抑制することができ,圧電トラ
ンスを高効率に駆動することを可能にする。また前記入
力電力制御部は,電源からの過剰な電流が減少すること
により前記トランジスタのオン抵抗よる熱損失及びダイ
オードの熱損失が少なくなるものである。
Therefore, according to the piezoelectric transformer drive circuit of the fifth invention of the present application, the input power control unit connects one transistor to each coil of the drive voltage generation unit, and each of the transistors is connected to an input terminal. It is controlled by a pulse voltage coming from the power supply control circuit through the buffer. The input power control unit controls the two coils by using the respective transistors separately,
Excessive current from the power supply can be suppressed, and the piezoelectric transformer can be driven with high efficiency. Further, the input power control section reduces the heat loss due to the on-resistance of the transistor and the heat loss of the diode by reducing the excess current from the power supply.

【0028】本出願第6の発明は,本出願第1〜本出願
第5の何れか一の発明の圧電トランスの駆動回路装置に
おいて,駆動電圧発生部は,ダイオード2個と前記ダイ
オードそれぞれにコイルが1つずつ設けられ,前記コイ
ルのそれぞれにトランジスタが1つずつ設けられている
ことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a driving circuit device for a piezoelectric transformer according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, wherein the driving voltage generator comprises two diodes and a coil for each of the diodes. Are provided one by one, and one transistor is provided for each of the coils.

【0029】したがって,本出願第6の発明の圧電トラ
ンスの駆動回路によれば,駆動電圧発生部は,ダイオー
ドとコイル及びトランジスタを一組とする回路を独立し
て2つ組み合わせることにより,それぞれのコイルによ
り発生する交流電圧を圧電トランスの2つの1次電極に
おいてそれぞれ単独に制御することが可能になることに
より,1次電極間には近似的な正弦波が入力されること
になるものである。
Therefore, according to the piezoelectric transformer drive circuit of the sixth aspect of the present invention, the drive voltage generating section independently combines two circuits each having a set of a diode, a coil, and a transistor, thereby forming each of the circuits. An AC voltage generated by the coil can be independently controlled in each of the two primary electrodes of the piezoelectric transformer, so that an approximate sine wave is input between the primary electrodes. .

【0030】本出願第7の発明は,本出願第1〜本出願
第6の何れか一の発明の圧電トランスの駆動回路装置に
おいて,周波数制御部は,電流−電圧変換回路と電圧制
御発振回路と駆動制御回路及び駆動制御回路にバッファ
2個を接続することから構成されることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the driving circuit device for a piezoelectric transformer according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, the frequency control unit includes a current-voltage conversion circuit and a voltage-controlled oscillation circuit. And a drive control circuit and two buffers connected to the drive control circuit.

【0031】従って,本出願第7の発明の圧電トランス
の駆動回路によれば,周波数制御部は,負荷から流入し
てくる電流を電流−電圧変換回路に入力して直流電圧に
変換して出力し,前記直流電圧を電圧制御発振回路に入
力して前記入力電圧の大きさにより周波数を変化させパ
ルスを生成し,前記パルスを駆動制御回路に入力して1
次電極間に正弦波に近い電圧を生成させるためにパルス
位相を180度変化させ,パルスの周波数を制御して前
記パルスを駆動電圧発生部のトランジスタ2つにそれぞ
れ接続されている2つのバッファと入力電圧制御部に2
つの経路を接続して出力することにより,前記入力電圧
制御部の2つのトランジスタと前記駆動電圧発生部にあ
る2つの前記トランジスタの合計4つを独立に制御可能
にし,駆動電圧を安定かつ一定に保つものである。
Therefore, according to the piezoelectric transformer drive circuit of the seventh aspect of the present invention, the frequency control section inputs the current flowing from the load to the current-voltage conversion circuit, converts the current into a DC voltage, and outputs the DC voltage. Then, the DC voltage is input to a voltage controlled oscillation circuit, a frequency is changed according to the magnitude of the input voltage to generate a pulse, and the pulse is input to a drive control circuit to generate a pulse.
In order to generate a voltage close to a sine wave between the next electrodes, the pulse phase is changed by 180 degrees, the frequency of the pulse is controlled, and the pulse is connected to two buffers respectively connected to two transistors of the driving voltage generating unit. 2 for input voltage control
By connecting and outputting two paths, a total of four of the two transistors of the input voltage control unit and the two transistors of the drive voltage generation unit can be independently controlled, and the drive voltage is stabilized and fixed. To keep.

【0032】本出願第8の発明は,本出願第1〜本出願
第7の何れか一の発明の圧電トランスの駆動回路装置に
おいて,駆動電圧発生部にある2つのコイルのインダク
タンスの値を互いにほぼ等しくすることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the drive circuit device for a piezoelectric transformer according to any one of the first to seventh aspects of the present invention, the values of the inductances of the two coils in the drive voltage generating section are mutually determined. It is characterized by being substantially equal.

【0033】したがって,本出願第8の発明の圧電トラ
ンスの駆動回路は,駆動電圧発生部にある2つのコイル
のインダクタンスの値を互いにほぼ等しくすることによ
り,前記コイルと圧電トランスから形成される共振回路
により励起される電圧を圧電トランスの2つの1次電極
においてほぼ同一の値にすることができるものである。
Therefore, the drive circuit for the piezoelectric transformer according to the eighth aspect of the present invention provides a resonance circuit formed by the coil and the piezoelectric transformer by making the inductance values of the two coils in the drive voltage generating section substantially equal to each other. The voltage excited by the circuit can be made substantially the same value at the two primary electrodes of the piezoelectric transformer.

【0034】本出願第9の発明は,本出願第1〜本出願
第8の何れか一の発明の圧電トランスの駆動回路装置に
おいて,入力電力制御部に設置される入力電力制御回路
は,駆動電圧検出回路から入力されたパルス電圧矩形波
の高レベル電圧部分と低レベル電圧部分の時間比を変化
させた信号を出力することを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the driving circuit device for a piezoelectric transformer according to any one of the first to eighth aspects of the present invention, the input power control circuit provided in the input power control section comprises a drive. It is characterized by outputting a signal in which the time ratio between the high-level voltage portion and the low-level voltage portion of the pulse voltage rectangular wave input from the voltage detection circuit is changed.

【0035】したがって,本出願第9の発明の圧電トラ
ンスの駆動回路によれば,入力電力制御部に設置される
入力電力制御回路は,周波数制御部の前記駆動制御回路
から入力されたパルス電圧矩形波の高レベル電圧部分と
低レベル電圧部分の時間比を変化させた信号を出力する
ことにより,駆動電圧発生部での駆動電圧を一定に保持
することを実現する。これにより本発明の圧電トランス
の駆動回路は,圧電トランスのエネルギ効率が高い周波
数範囲で前記圧電トランスを駆動することができるよう
になるものである。
Therefore, according to the piezoelectric transformer drive circuit of the ninth aspect of the present invention, the input power control circuit provided in the input power control unit is a pulse voltage rectangular input from the drive control circuit of the frequency control unit. By outputting a signal in which the time ratio between the high-level voltage portion and the low-level voltage portion of the wave is changed, it is possible to keep the drive voltage in the drive voltage generation section constant. As a result, the piezoelectric transformer driving circuit according to the present invention can drive the piezoelectric transformer in a frequency range where the energy efficiency of the piezoelectric transformer is high.

【0036】本出願第10の発明は,本出願第1〜本出
願第9の何れか一の発明の圧電トランスの駆動回路装置
において,入力電圧制御部に設置される2つのトランジ
スタのどちらか一方がオンとなる時間を駆動電圧発生部
に設置される2つのトランジスタがオン又はオフとなる
時間と比較して短く設定することを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the driving circuit device for a piezoelectric transformer according to any one of the first to ninth aspects of the present invention, one of the two transistors provided in the input voltage control section is provided. Is set to be shorter than the time during which two transistors provided in the drive voltage generation section are turned on or off.

【0037】したがって,本出願第10の発明の圧電ト
ランスの駆動回路は,入力電圧制御部に設置される2つ
のトランジスタのどちらか一方がオンとなる時間を駆動
電圧発生部に設置される2つのトランジスタがオン又は
オフとなる時間と比較して短く設定することにより,圧
電トランスのエネルギ効率が最大になるように前記圧電
トランスの駆動電圧を調整することができる。また同時
に本発明は,電源10から前記駆動電圧発生部への過剰
な電流の流入を防止することができるものである。
Therefore, the driving circuit of the piezoelectric transformer according to the tenth aspect of the present invention is configured such that the time during which one of the two transistors provided in the input voltage control unit is turned on is equal to the time required for the two transistors provided in the drive voltage generation unit. The drive voltage of the piezoelectric transformer can be adjusted so that the energy efficiency of the piezoelectric transformer is maximized by setting the time shorter than the time when the transistor is turned on or off. At the same time, the present invention can prevent an excessive current from flowing from the power supply 10 to the drive voltage generation unit.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下に本発明の圧電トランスの駆
動回路に対する実施の各形態を図1,図3,図4,図
5,図6,図7,図8,図9,図10,図11,図1
2,図13に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a driving circuit of a piezoelectric transformer according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 3, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 9, 10, and 10. FIG. 11, FIG.
2, description will be given based on FIG.

【0039】実施の形態1 図1は,本発明における一実施の形態の圧電トランスの
駆動回路の回路図である。図1に示すように前記圧電ト
ランスの駆動回路は,トランジスタ21・トランジスタ
22・バッファ23・バッファ24及び入力電力制御回
路25から構成される入力電力制御部20と,ダイオー
ド31・ダイオード32・コイル33・コイル34及び
トランジスタ35・トランジスタ36から構成される駆
動電圧発生部30と,電流−電圧変換回路61・電圧制
御発振回路62・駆動制御回路63及びバッファ64・
バッファ65から構成される周波数制御部60と,駆動
電圧検出回路70と,圧電トランス40と,負荷50と
により構成される。また本実施の形態では,トランジス
タは例えば電界効果トランジスタやバイポーラトランジ
スタ等を使用することができ,ダイオードは例えばショ
ットキバリアダイオード等を使用することができ,圧電
トランスは例えばローゼン2次型単板型・ローゼン2次
型積層型・ローゼン3次型単板型・ローゼン3次型積層
型等を使用することができ,負荷は冷陰極管等を使用す
ることができる。負荷に関しては,コピー機トナーを帯
電させるための機器やカメラのフラッシュのための機器
等を使用することもできる。
Embodiment 1 FIG. 1 is a circuit diagram of a driving circuit for a piezoelectric transformer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the driving circuit of the piezoelectric transformer includes an input power control unit 20 composed of a transistor 21, a transistor 22, a buffer 23, a buffer 24, and an input power control circuit 25, a diode 31, a diode 32, and a coil 33. A drive voltage generation unit 30 composed of a coil 34 and a transistor 35; a transistor 36; a current-voltage conversion circuit 61; a voltage control oscillation circuit 62; a drive control circuit 63;
The frequency control unit 60 includes a buffer 65, a drive voltage detection circuit 70, a piezoelectric transformer 40, and a load 50. In this embodiment, a transistor can be, for example, a field-effect transistor or a bipolar transistor, and a diode can be, for example, a Schottky barrier diode, and a piezoelectric transformer is, for example, a Rosen secondary type single plate type. A Rosen secondary type laminated type, Rosen tertiary type single plate type, Rosen tertiary type laminated type and the like can be used, and the load can be a cold cathode tube or the like. As for the load, a device for charging the toner of the copying machine, a device for flashing the camera, and the like can be used.

【0040】図1の入力電力制御部20の構成を詳細に
説明する。トランジスタ21のソース214を電源10
に,トランジスタ21のドレイン212をダイオード3
1のカソード312及びコイル33の一端331に,ゲ
ート211をバッファ23の出力に接続する。ダイオー
ド213はトランジスタ21の寄生ダイオードである。
トランジスタ21はバッファ23から入力されたパルス
電圧により,電源10とダイオード31のカソード31
2及びコイル33の一端331との間を接続又は遮断す
る。
The configuration of the input power control unit 20 shown in FIG. 1 will be described in detail. The source 214 of the transistor 21 is connected to the power supply 10
And the drain 212 of the transistor 21 is connected to the diode 3
The gate 211 is connected to the output of the buffer 23 at one cathode 312 and one end 331 of the coil 33. The diode 213 is a parasitic diode of the transistor 21.
The transistor 21 is connected to the power supply 10 and the cathode 31 of the diode 31 by the pulse voltage input from the buffer 23.
2 and one end 331 of the coil 33 are connected or disconnected.

【0041】トランジスタ22のソース224を電源1
0に,ドレイン222をダイオード32のカソード32
2及びコイル34の一端341に,ゲート221をバッ
ファ24に接続する。ダイオード223はトランジスタ
22の寄生ダイオードである。トランジスタ22はバッ
ファ24から入力されたパルス電圧により,電源10と
ダイオード32のカソード322及びコイル34の一端
341との間を接続又は遮断する。
The source 224 of the transistor 22 is connected to the power supply 1
0, the drain 222 is connected to the cathode 32 of the diode 32.
2 and one end 341 of the coil 34, the gate 221 is connected to the buffer 24. The diode 223 is a parasitic diode of the transistor 22. The transistor 22 connects or cuts off between the power supply 10 and the cathode 322 of the diode 32 and one end 341 of the coil 34 according to the pulse voltage input from the buffer 24.

【0042】入力電力制御回路25の入力端子251及
び入力端子252を駆動制御回路63の出力端子632
及び出力端子633に,入力端子253を駆動電圧検出
回路70の出力端子702に接続する。入力電力制御回
路25の出力端子254及び出力端子255をバッファ
23及びバッファ24に接続する。入力電力制御回路2
5は,駆動電圧検出回路70の出力端子702から入力
された電圧値により,駆動制御回路63の出力端子63
2及び出力端子633から入力されたパルス電圧の高レ
ベルと低レベルの時間比を変換して,バッファ23及び
バッファ24に出力する。バッファ23及びバッファ2
4は入力電力制御回路25の出力端子254及び出力端
子255から出力されたパルス電圧を,トランジスタ2
1及びトランジスタ22を駆動することができる電圧ま
で増幅する。
The input terminals 251 and 252 of the input power control circuit 25 are connected to the output terminal 632 of the drive control circuit 63.
And the input terminal 253 is connected to the output terminal 633 and the output terminal 702 of the drive voltage detection circuit 70. The output terminal 254 and the output terminal 255 of the input power control circuit 25 are connected to the buffer 23 and the buffer 24. Input power control circuit 2
5 is an output terminal 63 of the drive control circuit 63 according to the voltage value input from the output terminal 702 of the drive voltage detection circuit 70.
2 and a time ratio between the high level and the low level of the pulse voltage input from the output terminal 633 and output to the buffers 23 and 24. Buffer 23 and Buffer 2
Reference numeral 4 denotes a pulse voltage output from the output terminals 254 and 255 of the input power control circuit 25,
1 and a voltage that can drive the transistor 22.

【0043】入力電力制御部20は,圧電トランス40
の1次電極401及び圧電トランス40の1次電極40
2に発生する駆動電圧vd1及び駆動電圧vd2を,電
源電圧値Vccに依存せず,任意の値以下になるように
制御する。また,入力電力制御部20はトランジスタ2
1により,圧電トランス40の1次電極401に駆動電
圧を発生させる場合に,トランジスタ21をオフにする
ことにより電源10から1次電極401方向への電流路
を遮断する。したがって本圧電トランスの駆動回路は,
コイル33・圧電トランス40・トランジスタ36及び
ダイオード31で共振回路を形成するか,トランジスタ
36・圧電トランス40・コイル33・寄生ダイオード
213及び電源10で共振回路を形成する。同様に入力
電力制御部20は,圧電トランス40の1次電極402
に駆動電圧を発生させる場合に,トランジスタ22をオ
フにすることにより電源10から1次電極402方向へ
の電流路を遮断する。したがって本圧電トランスの駆動
回路は,コイル34・圧電トランス40・トランジスタ
35及びダイオード32で共振回路を形成するか,トラ
ンジスタ35・圧電トランス40・コイル34・寄生ダ
イオード223及び電源10で共振回路を形成する。
The input power control unit 20 includes a piezoelectric transformer 40
Primary electrode 401 and the primary electrode 40 of the piezoelectric transformer 40
2 is controlled so as to be equal to or less than an arbitrary value without depending on the power supply voltage value Vcc. In addition, the input power control unit 20 includes the transistor 2
When a drive voltage is generated in the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40 by 1, the current path from the power supply 10 to the primary electrode 401 is cut off by turning off the transistor 21. Therefore, the driving circuit of this piezoelectric transformer
A resonance circuit is formed by the coil 33, the piezoelectric transformer 40, the transistor 36, and the diode 31, or a resonance circuit is formed by the transistor 36, the piezoelectric transformer 40, the coil 33, the parasitic diode 213, and the power supply 10. Similarly, the input power control unit 20 controls the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40.
When a driving voltage is generated, the current path from the power supply 10 to the primary electrode 402 is cut off by turning off the transistor 22. Therefore, the driving circuit of the present piezoelectric transformer forms a resonance circuit with the coil 34, the piezoelectric transformer 40, the transistor 35, and the diode 32, or forms a resonance circuit with the transistor 35, the piezoelectric transformer 40, the coil 34, the parasitic diode 223, and the power supply 10. I do.

【0044】以下,入力電力制御部20の動作について
説明する。入力電力制御回路25は,駆動電圧検出回路
70から入力される直流電圧が任意の値以下になるよう
に,入力端子251及び入力端子252に入力されるパ
ルス電圧の高レベルと低レベルの時間比を変化させる。
入力電力制御回路25は,このパルス電圧をそれぞれバ
ッファ23及びバッファ24に出力する。入力電力制御
回路25は,バッファ23及びバッファ24により増幅
されたパルス電圧でトランジスタ21及びトランジスタ
22を駆動する。駆動電圧の振幅が,任意に設定する値
(ここではvdとする)よりも小さい場合,トランジス
タ21及びトランジスタ22のタイミングチャートは図
3のようになり,駆動電圧vd1及び駆動電圧vd2の
振幅は電源電圧Vccの約2倍となる。これに対し,駆
動電圧の振幅が任意に設定する値vdよりも大きくなろ
うとすると,トランジスタ21及び22のタイミングチ
ャートは図4のようになり,駆動電圧vd1及び駆動電
圧vd2の振幅は電源電圧Vccに関わらず一定値vd
となる。入力電力制御部20の上記動作により圧電トラ
ンスの駆動電圧vd1及び駆動電圧vd2の振幅は,電
源電圧Vccに関わらずvd以下になる。ゆえに,この
任意の値vdを,図2Cに示す値vdに等しく設定する
ことにより,常に圧電トランスのエネルギ効率の値ηが
大きい周波数範囲(f1以上f2以下)で圧電トランス
の駆動回路を駆動することができる。
Hereinafter, the operation of the input power control unit 20 will be described. The input power control circuit 25 controls the time ratio between the high level and the low level of the pulse voltage input to the input terminals 251 and 252 so that the DC voltage input from the drive voltage detection circuit 70 becomes equal to or less than an arbitrary value. To change.
The input power control circuit 25 outputs this pulse voltage to the buffers 23 and 24, respectively. The input power control circuit 25 drives the transistors 21 and 22 with the pulse voltages amplified by the buffers 23 and 24. When the amplitude of the driving voltage is smaller than an arbitrarily set value (here, vd), the timing chart of the transistors 21 and 22 is as shown in FIG. 3, and the amplitude of the driving voltage vd1 and the driving voltage vd2 is It is about twice the voltage Vcc. On the other hand, if the amplitude of the drive voltage is to become larger than the value vd arbitrarily set, the timing chart of the transistors 21 and 22 is as shown in FIG. 4, and the amplitudes of the drive voltage vd1 and the drive voltage vd2 are equal to the power supply voltage Vcc. Constant value vd regardless of
Becomes Due to the above operation of the input power control unit 20, the amplitudes of the drive voltage vd1 and the drive voltage vd2 of the piezoelectric transformer become equal to or less than vd regardless of the power supply voltage Vcc. Therefore, by setting this arbitrary value vd equal to the value vd shown in FIG. 2C, the driving circuit of the piezoelectric transformer is always driven in the frequency range where the energy efficiency value η of the piezoelectric transformer is large (f1 or more and f2 or less). be able to.

【0045】駆動電圧発生部30の構成を詳細に説明す
る。コイル33の一端331をダイオード31のカソー
ド312及びトランジスタ21のドレイン212に接続
する。ダイオード31のアノード311をグランドに接
続する。コイル33の他端332をトランジスタ35の
ドレイン352・圧電トランス40の1次電極401及
び駆動電圧検出回路70の入力端子701に接続する。
トランジスタ35のソース354をグランドに,ゲート
351をバッファ64の出力に接続する。ダイオード3
53はトランジスタ35の寄生ダイオードである。トラ
ンジスタ35はバッファ64から出力されたパルス電圧
により,コイル33の端子332・圧電トランス40の
1次電極401及び駆動電圧検出回路70の入力端子7
01とグランドとの間を接続又は遮断する。
The configuration of the drive voltage generator 30 will be described in detail. One end 331 of the coil 33 is connected to the cathode 312 of the diode 31 and the drain 212 of the transistor 21. The anode 311 of the diode 31 is connected to the ground. The other end 332 of the coil 33 is connected to the drain 352 of the transistor 35, the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40, and the input terminal 701 of the drive voltage detection circuit 70.
The source 354 of the transistor 35 is connected to the ground, and the gate 351 is connected to the output of the buffer 64. Diode 3
53 is a parasitic diode of the transistor 35. The transistor 35 is connected to the terminal 332 of the coil 33, the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40, and the input terminal 7 of the drive voltage detection circuit 70 by the pulse voltage output from the buffer 64.
01 or ground is connected or cut off.

【0046】コイル34の一端341をダイオード32
のカソード322及びトランジスタ22のドレイン22
2に接続する。ダイオード32のアノード321をグラ
ンドに接続する。コイル34の他端342をトランジス
タ36のドレイン362及び圧電トランス40の1次電
極402に接続する。トランジスタ36のソース364
をグランドに,ゲート361をバッファ65の出力に接
続する。ダイオード363はトランジスタ36の寄生ダ
イオードである。トランジスタ36はバッファ65から
出力されたパルス電圧により,コイル34の端子342
及び圧電トランス40の1次電極402とグランドとの
間を接続又は遮断する。図1に示すように,圧電トラン
ス40の2次電極403を負荷50の高圧端子501に
接続する。
The one end 341 of the coil 34 is connected to the diode 32
Cathode 322 and the drain 22 of the transistor 22
Connect to 2. The anode 321 of the diode 32 is connected to the ground. The other end 342 of the coil 34 is connected to the drain 362 of the transistor 36 and the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40. Source 364 of transistor 36
To the ground, and the gate 361 to the output of the buffer 65. The diode 363 is a parasitic diode of the transistor 36. The transistor 36 is connected to the terminal 342 of the coil 34 by the pulse voltage output from the buffer 65.
And a connection or cutoff between the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40 and the ground. As shown in FIG. 1, the secondary electrode 403 of the piezoelectric transformer 40 is connected to the high voltage terminal 501 of the load 50.

【0047】つぎに,駆動電圧発生部30の動作につい
て説明する。トランジスタ21及びトランジスタ22の
オン時間とオフ時間が等しい場合のタイミングチャート
を図3に示す。図3において,電流il1はコイル33
の一端331から他端332方向に流れる電流であり,
電流il2はコイル34の一端341から他端342方
向に流れる電流である。電流iq1はトランジスタ35
のドレイン352からソース354方向に流れる電流で
あり,電流iq2はトランジスタ36のドレイン362
からソース364方向に流れる電流である。また電圧v
d1はトランジスタ35のドレイン352と圧電トラン
ス40の1次電極401と駆動電圧検出回路70の入力
端子701の交点とグランドの間に発生する駆動電圧で
あり,電圧vd2はトランジスタ36のドレイン362
と圧電トランスの1次電極402の交点とグランドの間
に発生する駆動電圧である。トランジスタ35がオンの
場合,図5に示すように,電源10・トランジスタ21
・コイル33及びトランジスタ35でエネルギ蓄積回路
が形成される。この場合,コイル33の端子間電圧はほ
ぼVccであるため,図3に示すように,コイル33に
は傾きがVcc/L33(L33:コイル33のインダ
クタンス)となる電流il1が流れ駆動電圧vd1は零
である。またこの場合,トランジスタ35に流れる電流
iq1は,コイル33に流れる電流と圧電トランス40
の1次電極401から流出する共振電流を合成したもの
になる。同様にトランジスタ36がオンの場合,コイル
34の端子間電圧はほぼVccであるため,コイル34
には傾きがVcc/L34(L34:コイル34のイン
ダクタンス)となる電流il1が流れ駆動電圧vd2は
零である。またこの場合,トランジスタ36に流れる電
流iq2は,コイル34に流れる電流と圧電トランス4
0の1次電極402から流出する共振電流を合成したも
のになる。
Next, the operation of the drive voltage generator 30 will be described. FIG. 3 shows a timing chart in the case where the on-time and the off-time of the transistor 21 and the transistor 22 are equal. In FIG. 3, the current il1 is
From the one end 331 to the other end 332,
The current il2 is a current flowing from one end 341 of the coil 34 to the other end 342. The current iq1 is the transistor 35
The current iq2 is a current flowing from the drain 352 of the transistor 36 toward the source 354.
Is a current flowing from the source to the source 364. Also, the voltage v
d1 is a drive voltage generated between the intersection of the drain 352 of the transistor 35, the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40, and the input terminal 701 of the drive voltage detection circuit 70, and the ground, and the voltage vd2 is the drain 362 of the transistor 36.
And the drive voltage generated between the intersection of the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer and the ground. When the transistor 35 is turned on, as shown in FIG.
-An energy storage circuit is formed by the coil 33 and the transistor 35. In this case, since the voltage between the terminals of the coil 33 is almost Vcc, as shown in FIG. 3, a current il1 having a slope of Vcc / L33 (L33: inductance of the coil 33) flows through the coil 33, and the drive voltage vd1 is It is zero. In this case, the current iq1 flowing through the transistor 35 is the same as the current flowing through the coil 33 and the piezoelectric transformer 40.
Are synthesized from the resonance current flowing out of the primary electrode 401. Similarly, when the transistor 36 is on, the voltage between the terminals of the coil 34 is substantially Vcc,
, A current il1 having a slope of Vcc / L34 (L34: inductance of the coil 34) flows, and the drive voltage vd2 is zero. In this case, the current iq2 flowing through the transistor 36 is the same as the current flowing through the coil 34 and the piezoelectric transformer 4
The result is a composite of the resonance current flowing out of the 0 primary electrode 402.

【0048】トランジスタ35がオフの場合,図8に示
すように,コイル33・圧電トランス40・トランジス
タ36及びダイオード31で共振回路が形成されるか,
図9に示すように,トランジスタ36,圧電トランス4
0,コイル33,寄生ダイオード213,電源10で共
振回路が形成される。この場合,コイル33には図3に
示すように,コイル33のインダクタンスと圧電トラン
ス40の1次電極401と圧電トランス401次電極4
02の間の等価入力容量を時定数とする共振電流il1
が流れ,トランジスタ35のドレイン352と1次電極
401の交点には,電源電圧Vccの約2倍の振幅とな
る駆動電圧vd1が発生する。またこの場合,トランジ
スタ35はオフであるため電流iq1は零である。同様
にトランジスタ36がオフの場合,コイル34にはコイ
ル34のインダクタンスと圧電トランス40の1次電極
401と圧電トランス40の1次電極401の間の等価
入力容量を時定数とする共振電流il2が流れ,トラン
ジスタ36のドレイン362及び1次電極402には電
源電圧Vccの約2倍の振幅となる駆動電圧vd2が発
生する。この場合,トランジスタ36はオフであるため
電流iq2は零である。
When the transistor 35 is off, whether a resonance circuit is formed by the coil 33, the piezoelectric transformer 40, the transistor 36 and the diode 31, as shown in FIG.
As shown in FIG. 9, the transistor 36 and the piezoelectric transformer 4
0, the coil 33, the parasitic diode 213, and the power supply 10 form a resonance circuit. In this case, as shown in FIG. 3, the inductance of the coil 33, the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40, and the piezoelectric transformer 401
Resonant current il1 with the equivalent input capacitance during the time 02 as a time constant
Flows, and at the intersection of the drain 352 of the transistor 35 and the primary electrode 401, a drive voltage vd1 having an amplitude about twice the power supply voltage Vcc is generated. In this case, the transistor 35 is off, and the current iq1 is zero. Similarly, when the transistor 36 is off, the coil 34 has a resonance current il2 having a time constant of the inductance of the coil 34 and the equivalent input capacitance between the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40 and the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40. As a result, a drive voltage vd2 having an amplitude about twice the power supply voltage Vcc is generated at the drain 362 and the primary electrode 402 of the transistor 36. In this case, since the transistor 36 is off, the current iq2 is zero.

【0049】つぎに,トランジスタ21及びトランジス
タ22のオン時間がオフ時間と比較して短い場合のタイ
ミングチャートを図4に示す。トランジスタ21がオフ
かつトランジスタ35がオンの場合,図6に示すよう
に,コイル33・トランジスタ35及びダイオード31
で回路が形成されるか,図7に示すように,トランジス
タ35,コイル33,寄生ダイオード213及び電源1
0で回路が形成される。この場合,ダイオード31の順
方向電圧を十分小さいとみなすことができるのでコイル
33の端子間電圧はほぼ零であり,図4に示すように,
コイル33に流れる電流il1は一定又は零となり(図
4では零の場合を示す),駆動電圧vd1は零である。
この場合,トランジスタ35に流れる電流iq1は,コ
イル33に流れる電流と圧電トランス40の1次電極4
01から流出する共振電流を合成したものになる。トラ
ンジスタ21がオンかつトランジスタ35がオンの場
合,図5に示すようなエネルギ蓄積回路が形成される。
この場合,コイル33の端子間電圧はほぼVccである
ため,図4に示すようにコイル33には傾きがVcc/
L33(L33:コイル33のインダクタンス)となる
電流il1が流れ,駆動電圧vd1は零である。またこ
の場合,トランジスタ35に流れる電流iq1は,コイ
ル33に流れる電流と圧電トランス40の1次電極40
1から流出する共振電流を合成したものになる。同様
に,トランジスタ22がオフかつトランジスタ36がオ
ンの場合,ダイオード32の順方向電圧を十分小さいと
みなすことができるためコイル34の端子間電圧はほぼ
零であり,コイル34に流れる電流il2は一定又は零
となり(図4では零の場合を示す),駆動電圧vd2は
零である。またこの場合,トランジスタ36に流れる電
流iq2は,コイル34に流れる電流と圧電トランス4
0の1次電極402から流出する共振電流を合成したも
のになる。トランジスタ22がオンかつトランジスタ3
6がオンの場合,コイル34の端子間電圧はほぼVcc
であるため,コイル34には傾きがVcc/L34(L
34:コイル34のインダクタンス)となる電流il2
が流れ,駆動電圧vd2は零である。またこの場合,ト
ランジスタ36に流れる電流iq2は,コイル34に流
れる電流と,圧電トランス40の1次電極402から流
出する共振電流を合成したものになる。
Next, FIG. 4 shows a timing chart when the on-time of the transistor 21 and the transistor 22 is shorter than the off-time. When the transistor 21 is off and the transistor 35 is on, as shown in FIG.
7, or as shown in FIG. 7, the transistor 35, the coil 33, the parasitic diode 213 and the power supply 1
0 forms a circuit. In this case, since the forward voltage of the diode 31 can be regarded as sufficiently small, the voltage between the terminals of the coil 33 is almost zero, and as shown in FIG.
The current il1 flowing through the coil 33 is constant or zero (in FIG. 4, the case is shown as zero), and the drive voltage vd1 is zero.
In this case, the current iq1 flowing through the transistor 35 is determined by the current flowing through the coil 33 and the primary electrode 4 of the piezoelectric transformer 40.
01 is obtained by synthesizing the resonance current flowing out of the circuit. When the transistor 21 is on and the transistor 35 is on, an energy storage circuit as shown in FIG. 5 is formed.
In this case, since the voltage between the terminals of the coil 33 is almost Vcc, the inclination of the coil 33 is Vcc /
A current il1 serving as L33 (L33: inductance of the coil 33) flows, and the drive voltage vd1 is zero. Also, in this case, the current iq1 flowing through the transistor 35 depends on the current flowing through the coil 33 and the primary electrode 40 of the piezoelectric transformer 40.
1 is obtained by synthesizing the resonance current flowing out of 1. Similarly, when the transistor 22 is off and the transistor 36 is on, the forward voltage of the diode 32 can be regarded as sufficiently small, so that the voltage between the terminals of the coil 34 is almost zero, and the current il2 flowing through the coil 34 is constant. Or zero (in FIG. 4, the case of zero is shown), and the drive voltage vd2 is zero. In this case, the current iq2 flowing through the transistor 36 is the same as the current flowing through the coil 34 and the piezoelectric transformer 4
The result is a composite of the resonance current flowing out of the 0 primary electrode 402. Transistor 22 is on and transistor 3
6 is on, the voltage between the terminals of the coil 34 is almost Vcc.
Therefore, the inclination of the coil 34 is Vcc / L34 (L
34: current il2 which is the inductance of the coil 34)
Flows, and the drive voltage vd2 is zero. In this case, the current iq2 flowing through the transistor 36 is a combination of the current flowing through the coil 34 and the resonance current flowing out of the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40.

【0050】トランジスタ35がオフの場合,図8又は
図9に示すような共振回路が形成される。この時コイル
33には,コイル33のインダクタンスと圧電トランス
40の1次電極401と圧電トランス40の1次電極4
02の間の等価入力容量を時定数とする共振電流il1
が流れ,トランジスタ35のドレイン352及び圧電ト
ランス40の1次電極401には,およそ2Vcc×
(トランジスタ21のオン時間)/(トランジスタ35
のオン時間)の振幅となる駆動電圧vd1が発生する。
またこの場合,トランジスタ35はオフであるため電流
iq1は零である。同様にトランジスタ36がオフの場
合,コイル34には,コイル34のインダクタンスと圧
電トランス40の1次電極401と圧電トランス40の
1次電極402の間の等価入力容量を時定数とする共振
電流il2が流れ,トランジスタ36のドレイン362
及び圧電トランス40の1次電極402には,およそ2
Vcc×(トランジスタ22のオン時間)/(トランジ
スタ36のオン時間)の振幅となる駆動電圧vd2が発
生する。またこの場合,トランジスタ36はオフである
ため電流iq2は零である。
When the transistor 35 is off, a resonance circuit as shown in FIG. 8 or 9 is formed. At this time, the coil 33 includes the inductance of the coil 33, the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40, and the primary electrode 4 of the piezoelectric transformer 40.
Resonant current il1 with the equivalent input capacitance during the time 02 as a time constant
Flows to the drain 352 of the transistor 35 and the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40 by about 2 Vcc ×
(ON time of transistor 21) / (transistor 35
A drive voltage vd1 having an amplitude of (ON time of the drive signal) is generated.
In this case, the transistor 35 is off, and the current iq1 is zero. Similarly, when the transistor 36 is turned off, the coil 34 has a resonance current il2 whose time constant is the inductance of the coil 34 and the equivalent input capacitance between the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40 and the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40. Flows, and the drain 362 of the transistor 36
And the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40 has approximately 2
A drive voltage vd2 having an amplitude of Vcc × (on time of transistor 22) / (on time of transistor 36) is generated. In this case, the transistor 36 is off, and the current iq2 is zero.

【0051】周波数制御部60の構成を詳細に説明す
る。電流−電圧変換回路61の入力端子611を負荷5
0の低圧端子502に接続する。電流−電圧変換回路6
1の出力端子612を電圧制御発振回路62の入力端子
621に接続する。電圧制御発振回路62の出力端子6
22を駆動制御回路63の入力端子631に接続する。
駆動制御回路63の出力端子632を入力電力制御回路
25の入力端子251及びバッファ64に接続する。ま
た,駆動制御回路63の出力端子633を入力電力制御
回路25の入力端子252及びバッファ65に接続す
る。
The configuration of the frequency control section 60 will be described in detail. The input terminal 611 of the current-voltage conversion circuit 61 is connected to the load 5
0 is connected to the low voltage terminal 502. Current-voltage conversion circuit 6
The first output terminal 612 is connected to the input terminal 621 of the voltage controlled oscillation circuit 62. Output terminal 6 of voltage controlled oscillation circuit 62
22 is connected to the input terminal 631 of the drive control circuit 63.
The output terminal 632 of the drive control circuit 63 is connected to the input terminal 251 of the input power control circuit 25 and the buffer 64. The output terminal 633 of the drive control circuit 63 is connected to the input terminal 252 of the input power control circuit 25 and the buffer 65.

【0052】周波数制御部60の動作について説明す
る。電流−電圧変換回路61は,端子611に入力され
る交流の負荷電流iolを電圧変換して整流し平滑した
後,電圧制御発振回路62に出力する。電圧制御発振回
路62は,入力端子621からの入力電圧に応じた周波
数のパルス電圧を駆動制御回路63を介してバッファ6
4及びバッファ65,入力電力制御回路25に出力す
る。バッファ64及びバッファ65は,駆動制御回路6
3の出力端子632及び出力端子633から出力された
パルス電圧を,トランジスタ35及びトランジスタ36
が駆動することができる電圧まで増幅する。周波数制御
部60は,負荷50の低圧端子502から流出する負荷
電流iolを一定にするため,トランジスタ35のゲー
ト351及びトランジスタ36のゲート361に出力す
るパルス電圧の周波数を制御する。
The operation of the frequency control section 60 will be described. The current-voltage conversion circuit 61 converts the voltage of the AC load current iol input to the terminal 611, rectifies and smoothes the output, and outputs it to the voltage-controlled oscillation circuit 62. The voltage control oscillation circuit 62 supplies a pulse voltage having a frequency corresponding to the input voltage from the input terminal 621 to the buffer 6 via the drive control circuit 63.
4 and the buffer 65 and the input power control circuit 25. The buffer 64 and the buffer 65 are
The pulse voltage output from the output terminal 632 and the output terminal 633 of the third
Amplify to the voltage that can be driven. The frequency controller 60 controls the frequency of the pulse voltage output to the gate 351 of the transistor 35 and the gate 361 of the transistor 36 in order to keep the load current iol flowing out of the low voltage terminal 502 of the load 50 constant.

【0053】トランジスタ35及びトランジスタ36の
オンとオフの切り替え動作により,圧電トランス40の
1次電極401と圧電トランス40の1次電極402の
間には,周波数fの近似的な正弦波電圧vptが発生す
る。この場合,圧電トランス40の2次電極403に
は,Av×vpt(Av:周波数fにおける圧電トラン
スの昇圧比)の出力電圧voが発生し,負荷50の低圧
端子502からは負荷50の電圧−電流特性(負荷50
の高圧端子501と低圧端子502の間の電圧voと管
電流iolの関係)により定まる負荷電流iolが流出
する。電流−電圧変換回路61は,負荷50の低圧端子
502から流出する負荷電流iolを抵抗等により電圧
変換して整流し平滑する。電圧制御発振回路62は,電
流−電圧変換回路61から入力される負荷電流iolに
比例した電圧が常に一定になるように,駆動制御回路6
3に出力するパルス電圧の周波数を変化させる。駆動制
御回路63は,電圧制御発振回路62から出力されたパ
ルス電圧をもとに,互いに位相が180度異なる周波数
fのパルス電圧を生成し,それぞれバッファ64及びバ
ッファ65を介してトランジスタ35のゲート351及
びトランジスタ36のゲート361に出力する。周波数
制御部60の上記動作により負荷50のインピーダンス
のばらつきや温度特性に関わらず,予め設定した負荷電
流値iolが流れるような電圧voが圧電トランス40
の2次電極403に発生する。また駆動制御回路63
は,バッファ64及びバッファ65に出力すると同時
に,入力電力制御回路25の入力端子251及び入力端
子252にもパルス電圧を出力する。
By the switching operation of the transistor 35 and the transistor 36 on and off, an approximate sine wave voltage vpt of the frequency f is applied between the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40 and the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40. appear. In this case, an output voltage vo of Av × vpt (Av: step-up ratio of the piezoelectric transformer at the frequency f) is generated at the secondary electrode 403 of the piezoelectric transformer 40, and the voltage of the load 50 − Current characteristics (load 50
(A relationship between the voltage vo between the high voltage terminal 501 and the low voltage terminal 502 and the tube current iol) flows out. The current-voltage conversion circuit 61 converts the load current iol flowing out of the low-voltage terminal 502 of the load 50 into a voltage using a resistor or the like, rectifies and smoothes it. The voltage control oscillation circuit 62 controls the drive control circuit 6 so that the voltage proportional to the load current iol input from the current-voltage conversion circuit 61 is always constant.
3, the frequency of the pulse voltage to be output is changed. The drive control circuit 63 generates a pulse voltage having a frequency f different in phase from each other by 180 degrees based on the pulse voltage output from the voltage control oscillation circuit 62, and outputs the gate voltage of the transistor 35 via a buffer 64 and a buffer 65, respectively. 351 and the gate 361 of the transistor 36. Due to the above operation of the frequency control unit 60, a voltage vo such that a preset load current value iol flows is obtained regardless of the impedance variation and the temperature characteristic of the load 50.
At the secondary electrode 403. The drive control circuit 63
Outputs a pulse voltage to the input terminals 251 and 252 of the input power control circuit 25 at the same time as outputting the pulse voltage to the buffers 64 and 65.

【0054】駆動電圧検出回路70の構成,動作につい
て説明する。駆動電圧検出回路70の入力端子701を
トランジスタ35のドレイン352と圧電トランス40
の1次電極401の交点に接続する。また,駆動電圧検
出回路70の出力端子702を入力電力制御回路25の
入力端子253に接続する。駆動電圧検出回路70は,
トランジスタ35のドレイン352に発生する駆動電圧
を分圧して波形の振幅を検出し平滑して入力電力制御回
路25の入力端子253に出力する。
The configuration and operation of the drive voltage detection circuit 70 will be described. The input terminal 701 of the drive voltage detection circuit 70 is connected to the drain 352 of the transistor 35 and the piezoelectric transformer 40.
To the intersection of the primary electrodes 401. Further, the output terminal 702 of the drive voltage detection circuit 70 is connected to the input terminal 253 of the input power control circuit 25. The drive voltage detection circuit 70
The driving voltage generated at the drain 352 of the transistor 35 is divided, the amplitude of the waveform is detected and smoothed, and output to the input terminal 253 of the input power control circuit 25.

【0055】以上の構成による動作により,図3及び図
4のタイミングチャートに示すように,トランジスタ3
5がオフの場合,すなわちコイル33のインダクタンス
と圧電トランス40の1次電極間の等価容量により共振
回路が形成される場合は,トランジスタ21は常時オフ
であり,電源10からコイル33を介して1次電極40
1に向かう電流路は遮断されている。同様にトランジス
タ36がオフの場合,すなわちコイル34のインダクタ
ンスと圧電トランス40の1次電極間の等価容量により
共振回路が形成される場合は,トランジスタ22は常時
オフであり,電源10からコイル34を介して1次電極
402に向かう電流路は遮断されている。この動作によ
り本発明の圧電トランスの駆動回路は,従来の圧電トラ
ンスの駆動回路にみられる電源10から駆動電圧発生部
30への過剰な電流の流入を防止することができる。
By the operation according to the above configuration, as shown in the timing charts of FIGS.
When 5 is off, that is, when a resonance circuit is formed by the inductance of the coil 33 and the equivalent capacitance between the primary electrodes of the piezoelectric transformer 40, the transistor 21 is always off, and the transistor 21 is turned off from the power supply 10 via the coil 33. Next electrode 40
The current path towards 1 is interrupted. Similarly, when the transistor 36 is off, that is, when a resonance circuit is formed by the inductance of the coil 34 and the equivalent capacitance between the primary electrodes of the piezoelectric transformer 40, the transistor 22 is always off and the power supply 10 disconnects the coil 34. The current path toward the primary electrode 402 through the connection is cut off. With this operation, the piezoelectric transformer drive circuit of the present invention can prevent an excessive current from flowing from the power supply 10 to the drive voltage generator 30 as seen in a conventional piezoelectric transformer drive circuit.

【0056】実施の形態2 本発明の第2実施例の構成について説明する。第2実施
例の駆動回路は,図6に示すように圧電トランス40の
1次電極401とトランジスタ35のドレイン352と
の交点,及び圧電トランス40の1次電極402とトラ
ンジスタ36のドレイン362との交点に,それぞれ駆
動電圧検出回路70の入力端子701及び駆動電圧検出
回路71の入力端子711を接続する。また,駆動電圧
検出回路70の出力端子702及び駆動電圧検出回路7
1の出力端子712を,比較回路80の入力端子801
及び802に接続する。比較回路80の出力端子803
を入力電力制御回路25の入力端子253に接続する。
その他の構成は図1に示す第1の実施例に等しい。また
本実施の形態では,トランジスタは例えば電界効果トラ
ンジスタやバイポーラトランジスタ等を使用することが
でき,ダイオードは例えばショットキバリアダイオード
等を使用することができ,圧電トランスは例えばローゼ
ン2次型単板型・ローゼン2次型積層型・ローゼン3次
型単板型・ローゼン3次型積層型等を使用することがで
き,負荷は冷陰極管等を使用することができる。負荷に
関しては,コピー機トナーを帯電させるための機器やカ
メラのフラッシュのための機器等を使用することもでき
る。
Embodiment 2 The structure of the second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 6, the drive circuit of the second embodiment includes an intersection between the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40 and the drain 352 of the transistor 35, and a connection between the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40 and the drain 362 of the transistor 36. The input terminal 701 of the drive voltage detection circuit 70 and the input terminal 711 of the drive voltage detection circuit 71 are connected to the intersections. Further, the output terminal 702 of the drive voltage detection circuit 70 and the drive voltage detection circuit 7
1 is connected to the input terminal 801 of the comparison circuit 80.
And 802. Output terminal 803 of comparison circuit 80
To the input terminal 253 of the input power control circuit 25.
Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. In this embodiment, a transistor can be, for example, a field-effect transistor or a bipolar transistor, and a diode can be, for example, a Schottky barrier diode, and a piezoelectric transformer is, for example, a Rosen secondary type single plate type. A Rosen secondary type laminated type, Rosen tertiary type single plate type, Rosen tertiary type laminated type and the like can be used, and the load can be a cold cathode tube or the like. As for the load, a device for charging the toner of the copying machine, a device for flashing the camera, and the like can be used.

【0057】つぎに,本発明の第2実施例の動作につい
て説明する。第2実施例の駆動回路では,図10に示す
ように駆動電圧検出回路70において,圧電トランス4
0の1次電極401に発生する駆動電圧vd1を分圧し
て振幅を検出し平滑する,同時に駆動電圧検出回路71
において,圧電トランス40の1次電極402に発生す
る駆動電圧vd2を分圧して振幅を検出し平滑する。本
発明の圧電トランスの駆動回路は,駆動電圧検出回路7
0及び駆動電圧検出回路71から出力された電圧を比較
回路80で比較し,いずれか値の高い電圧を入力電力制
御回路253に入力する。入力電力制御部20と駆動電
圧発生部30及び周波数制御部60の動作は,図1に示
す駆動回路に等しい。図10に示す構成によりコイル3
3及びコイル34のインダクタンスのばらつき等によ
り,圧電トランス40の1次電極401に発生する駆動
電圧vd1の振幅と,圧電トランス40の1次電極40
2に発生する駆動電圧vd2の振幅が異なる場合でも,
駆動電圧vd1及びvd2の振幅が任意に設定する値以
下になるようにトランジスタ21及びトランジスタ22
のオンとオフの時間比を制御することができ,電源10
から駆動電圧発生部30への過電流を防止することがで
きる。
Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described. In the drive circuit of the second embodiment, as shown in FIG.
The drive voltage vd1 generated at the primary electrode 401 of 0 is divided to detect and smooth the amplitude, and at the same time, the drive voltage detection circuit 71
In step (1), the drive voltage vd2 generated on the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40 is divided to detect the amplitude and smooth the amplitude. The driving circuit of the piezoelectric transformer according to the present invention includes a driving voltage detecting circuit 7.
0 and the voltage output from the drive voltage detection circuit 71 are compared by a comparison circuit 80, and the higher voltage is input to the input power control circuit 253. The operations of the input power controller 20, the drive voltage generator 30, and the frequency controller 60 are the same as those of the drive circuit shown in FIG. With the configuration shown in FIG.
3 and the amplitude of the drive voltage vd1 generated on the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40 due to variations in the inductance of the coil 34 and the like.
2 have different amplitudes of the driving voltage vd2,
The transistors 21 and 22 are driven such that the amplitudes of the drive voltages vd1 and vd2 are equal to or less than a value set arbitrarily.
The on / off time ratio can be controlled.
Overcurrent to the drive voltage generator 30 can be prevented.

【0058】実施の形態3 つぎに,本発明の第3実施例の構成について図11を用
いて説明する。図11に示す圧電トランスの駆動回路
は,トランジスタ21・バッファ23及び入力電力制御
回路25から成る入力電力制御部202と,ダイオード
31・コイル33及びトランジスタ35から成る駆動電
圧発生部302と,電流−電圧変換回路61・電圧制御
発振回路62・駆動制御回路63及びバッファ64から
成る周波数制御部602と,駆動電圧検出回路70と,
圧電トランス40と,負荷である負荷50とにより構成
される。また本実施の形態では,トランジスタは例えば
電界効果トランジスタやバイポーラトランジスタ等を使
用することができ,ダイオードは例えばショットキバリ
アダイオード等を使用することができ,圧電トランスは
例えばローゼン2次型単板型・ローゼン2次型積層型・
ローゼン3次型単板型・ローゼン3次型積層型等を使用
することができ,負荷は冷陰極管等を使用することがで
きる。負荷に関しては,コピー機トナーを帯電させるた
めの機器やカメラのフラッシュのための機器等を使用す
ることもできる。
Third Embodiment Next, the configuration of a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The driving circuit of the piezoelectric transformer shown in FIG. 11 includes an input power control unit 202 including the transistor 21 / buffer 23 and the input power control circuit 25, a driving voltage generation unit 302 including the diode 31, the coil 33, and the transistor 35; A frequency control unit 602 including a voltage conversion circuit 61, a voltage control oscillation circuit 62, a drive control circuit 63, and a buffer 64; a drive voltage detection circuit 70;
It comprises a piezoelectric transformer 40 and a load 50 as a load. In this embodiment, a transistor can be, for example, a field-effect transistor or a bipolar transistor, and a diode can be, for example, a Schottky barrier diode, and a piezoelectric transformer is, for example, a Rosen secondary type single plate type. Rosen secondary type laminated type
A Rosen tertiary single plate type, a Rosen tertiary laminate type or the like can be used, and the load can be a cold cathode tube or the like. As for the load, a device for charging the toner of the copying machine, a device for flashing the camera, and the like can be used.

【0059】入力電力制御部202の構成を詳細に説明
する。トランジスタ21のソース214を電源10に,
ドレイン212をダイオード31のカソード312及び
コイル33の一端331に,ゲート211をバッファ2
3の出力に接続する。ダイオード213はトランジスタ
21の寄生ダイオードである。入力電力制御回路25の
入力端子251を駆動制御回路63の出力端子632
に,入力端子253を駆動電圧検出回路70の出力端子
702に接続する。入力電力制御回路25の出力端子2
54をバッファ23に接続する。
The configuration of the input power control section 202 will be described in detail. The source 214 of the transistor 21 is connected to the power supply 10,
The drain 212 is connected to the cathode 312 of the diode 31 and one end 331 of the coil 33, and the gate 211 is connected to the buffer 2
3 output. The diode 213 is a parasitic diode of the transistor 21. The input terminal 251 of the input power control circuit 25 is connected to the output terminal 632 of the drive control circuit 63.
Then, the input terminal 253 is connected to the output terminal 702 of the drive voltage detection circuit 70. Output terminal 2 of input power control circuit 25
54 is connected to the buffer 23.

【0060】入力電力制御部202の動作の説明をす
る。入力電力制御回路25は,駆動電圧検出回路70の
出力端子702から出力された電圧値が常に一定値以下
になるように,駆動制御回路63の出力端子632から
出力されたパルス電圧の高レベルと低レベルの時間比を
変換してバッファ23に出力する。バッファ23は,入
力電力制御回路25の出力端子254から出力されたパ
ルス電圧を,トランジスタ21が駆動することができる
電圧まで増幅する。
The operation of the input power control section 202 will be described. The input power control circuit 25 adjusts the high level of the pulse voltage output from the output terminal 632 of the drive control circuit 63 so that the voltage value output from the output terminal 702 of the drive voltage detection circuit 70 always becomes a fixed value or less. The low-level time ratio is converted and output to the buffer 23. The buffer 23 amplifies the pulse voltage output from the output terminal 254 of the input power control circuit 25 to a voltage at which the transistor 21 can be driven.

【0061】駆動電圧発生部302の構成を詳細に説明
する。コイル33の一端331をダイオード31のカソ
ード312及びトランジスタ21のドレイン212に接
続する。ダイオード31のアノード311はグランドに
接続する。コイル33の他端332をトランジスタ35
のドレイン352と圧電トランス40の1次電極401
と駆動電圧検出回路70の入力端子701との交点に接
続する。トランジスタ35のソース354をグランド
に,ゲート351をバッファ64の出力に接続する。ダ
イオード353はトランジスタ35の寄生ダイオードで
ある。
The configuration of the drive voltage generator 302 will be described in detail. One end 331 of the coil 33 is connected to the cathode 312 of the diode 31 and the drain 212 of the transistor 21. The anode 311 of the diode 31 is connected to the ground. The other end 332 of the coil 33 is connected to the transistor 35
Drain 352 and the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40
And the input terminal 701 of the drive voltage detection circuit 70. The source 354 of the transistor 35 is connected to the ground, and the gate 351 is connected to the output of the buffer 64. The diode 353 is a parasitic diode of the transistor 35.

【0062】圧電トランス40と負荷50の構成を説明
する。圧電トランス40の1次電極402をグランドに
接続する。圧電トランス40の2次電極403を負荷5
0の高圧端子501に接続する。
The configuration of the piezoelectric transformer 40 and the load 50 will be described. The primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40 is connected to the ground. Load the secondary electrode 403 of the piezoelectric transformer 40 with the load 5
0 high voltage terminal 501.

【0063】周波数制御部602の構成を詳細に説明す
る。電流−電圧変換回路61の入力端子611を負荷5
0の低圧端子502に接続する。電流−電圧変換回路6
1の出力端子612を電圧制御発振回路62の入力端子
621に接続する。電圧制御発振回路62の出力端子6
22を駆動制御回路63の入力端子631に接続する。
駆動制御回路63の出力端子632を入力電力制御回路
25の入力端子251及びバッファ64に接続する。
The configuration of the frequency control section 602 will be described in detail. The input terminal 611 of the current-voltage conversion circuit 61 is connected to the load 5
0 is connected to the low voltage terminal 502. Current-voltage conversion circuit 6
The first output terminal 612 is connected to the input terminal 621 of the voltage controlled oscillation circuit 62. Output terminal 6 of voltage controlled oscillation circuit 62
22 is connected to the input terminal 631 of the drive control circuit 63.
The output terminal 632 of the drive control circuit 63 is connected to the input terminal 251 of the input power control circuit 25 and the buffer 64.

【0064】周波数制御部602の動作の説明をする。
電流−電圧変換回路61は,入力端子611に入力され
る交流の負荷電流iolを電圧変換して整流し平滑した
後,電圧制御発振回路62に出力する。電圧制御発振回
路62は,端子621からの入力電圧に応じた周波数の
パルス電圧を駆動制御回路63を介してバッファ64及
び入力電力制御回路25に出力する。バッファ64は,
駆動制御回路63の出力端子632から出力されたパル
ス電圧を,トランジスタ35を駆動することができる電
圧まで増幅する。
The operation of the frequency control section 602 will be described.
The current-voltage conversion circuit 61 converts the AC load current iol input to the input terminal 611 into a voltage, rectifies and smoothes the output, and outputs the rectified current to the voltage control oscillation circuit 62. The voltage control oscillation circuit 62 outputs a pulse voltage having a frequency corresponding to the input voltage from the terminal 621 to the buffer 64 and the input power control circuit 25 via the drive control circuit 63. The buffer 64
The pulse voltage output from the output terminal 632 of the drive control circuit 63 is amplified to a voltage at which the transistor 35 can be driven.

【0065】駆動電圧検出回路70の構成を詳細に説明
する。駆動電圧検出回路70の入力端子701をトラン
ジスタ35のドレイン352と圧電トランス40の1次
電極401の交点に接続する。また,駆動電圧検出回路
70の出力端子702を入力電力制御回路25の入力端
子253に接続する。
The configuration of the drive voltage detection circuit 70 will be described in detail. The input terminal 701 of the drive voltage detection circuit 70 is connected to the intersection of the drain 352 of the transistor 35 and the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40. Further, the output terminal 702 of the drive voltage detection circuit 70 is connected to the input terminal 253 of the input power control circuit 25.

【0066】駆動電圧検出回路70の動作の説明をす
る。駆動電圧検出回路70は,トランジスタ35のドレ
インに発生する駆動電圧を分圧して波形の振幅を検出し
平滑して入力電力制御回路25に出力する。
The operation of the drive voltage detection circuit 70 will be described. The drive voltage detection circuit 70 divides the drive voltage generated at the drain of the transistor 35, detects the amplitude of the waveform, smoothes the amplitude, and outputs it to the input power control circuit 25.

【0067】つぎに,本発明の第3実施例の動作を説明
する。図11に示す圧電トランスの駆動回路において,
トランジスタ21のオン時間とオフ時間が等しい場合の
タイミングチャートを図12に,トランジスタ21のオ
ン時間がオフ時間と比較して短い場合のタイミングチャ
ートを図13に示す。図12及び図13に示すように,
トランジスタ21及びトランジスタ35のオンとオフの
切り替え動作,及び圧電トランス40の1次電極401
に発生する駆動電圧vd1は図1に示す第1の実施例の
駆動回路と同様である。この第3実施例の駆動回路で
は,圧電トランス40の1次電極401と圧電トランス
40の1次電極402の間に入力する電圧波形vptが
近似的な半波正弦波となるため,圧電トランス40の1
次電極401と圧電トランス40の1次電極402の間
に近似的な正弦波電圧が発生する図1の駆動回路と比較
して高調波成分が増加する。しかし本発明の圧電トラン
スの駆動回路は,従来の圧電トランスの駆動回路で発生
する過電流が防止できること,及び,図1に示す圧電ト
ランスの駆動回路と比較してコイル34・トランジスタ
22・トランジスタ36・バッファ24・バッファ65
及びダイオード32を削除することができ圧電トランス
の駆動回路の小寸法化及び低価格化ができること,以上
の2点が効果として挙げられる。
Next, the operation of the third embodiment of the present invention will be described. In the driving circuit of the piezoelectric transformer shown in FIG.
FIG. 12 shows a timing chart when the on-time and off-time of the transistor 21 are equal, and FIG. 13 shows a timing chart when the on-time of the transistor 21 is shorter than the off-time. As shown in FIGS. 12 and 13,
Switching operation of the transistor 21 and the transistor 35 on and off, and the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40
Is generated in the same manner as the drive circuit of the first embodiment shown in FIG. In the driving circuit of the third embodiment, the voltage waveform vpt input between the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40 and the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40 is an approximate half-wave sine wave. Of 1
The harmonic component increases as compared with the drive circuit of FIG. 1 in which an approximate sinusoidal voltage is generated between the next electrode 401 and the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40. However, the drive circuit of the piezoelectric transformer of the present invention can prevent the overcurrent generated in the drive circuit of the conventional piezoelectric transformer, and can be compared with the drive circuit of the piezoelectric transformer shown in FIG.・ Buffer 24 ・ Buffer 65
In addition, the diode 32 can be eliminated, and the drive circuit of the piezoelectric transformer can be reduced in size and cost.

【0068】実施の形態4 つぎに,本発明の第4の実施例を説明する。第4実施例
の圧電トランス駆動回路の構成は,図1に示す第1実施
例あるいは図10に示す第2実施例の構成に等しい。第
4の実施例の動作の説明をする。図1あるいは図10に
示す圧電トランスの駆動回路において,トランジスタ2
1及び22のオン時間とオフ時間が等しい場合,コイル
33及びコイル34のインダクタンスを調整して,圧電
トランス40の1次電極401及び圧電トランス40の
1次電極402に発生する駆動電圧vd1及び駆動電圧
vd2の振幅を電源電圧Vccの1.5倍以上かつ1.
6倍以下にする。本発明の圧電トランスの駆動回路は,
駆動電圧vd1及び駆動電圧vd2の振幅を,電源電圧
Vccの1.5倍以上かつ1.6倍以下にすることによ
り,駆動電圧vd1及びvd2が零になるタイミング
と,トランジスタ35及びトランジスタ36のオンとオ
フを切り替えるタイミングとを一致させ,電源10から
供給された直流エネルギを最も効率よく交流電力に変換
して圧電トランス40を駆動し駆動回路の消費電力を低
減する。
Embodiment 4 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the piezoelectric transformer drive circuit of the fourth embodiment is equal to the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 or the second embodiment shown in FIG. The operation of the fourth embodiment will be described. In the driving circuit of the piezoelectric transformer shown in FIG. 1 or FIG.
When the on-time and the off-time of 1 and 22 are equal, the inductance of the coil 33 and the coil 34 is adjusted, and the driving voltage vd1 and the driving voltage generated on the primary electrode 401 of the piezoelectric transformer 40 and the primary electrode 402 of the piezoelectric transformer 40 are adjusted. The amplitude of the voltage vd2 is 1.5 times or more of the power supply voltage Vcc and
6 times or less. The driving circuit of the piezoelectric transformer of the present invention
By setting the amplitudes of the drive voltage vd1 and the drive voltage vd2 to 1.5 times or more and 1.6 times or less of the power supply voltage Vcc, the timing at which the drive voltages vd1 and vd2 become zero, and the turning-on of the transistor 35 and the transistor 36 And the timing of switching off, the DC energy supplied from the power supply 10 is converted to AC power most efficiently to drive the piezoelectric transformer 40 and reduce the power consumption of the drive circuit.

【0069】実施の形態5 つぎに,本発明の第5の実施例を説明する。第5実施例
の圧電トランス駆動回路の構成は,図11に示す第3実
施例の構成に等しい。第5の実施例の動作の説明をす
る。図11に示す圧電トランスの駆動回路において,ト
ランジスタ21のオン時間とオフ時間が等しい場合,コ
イル33のインダクタンスを調整して,圧電トランス4
0の1次電極401に発生する駆動電圧vd1の振幅を
電源電圧Vccの1.5倍以上かつ1.6倍以下にす
る。本発明の圧電トランスの駆動回路は,駆動電圧vd
1の振幅を,電源電圧Vccの1.5倍以上かつ1.6
倍以下にすることにより,駆動電圧vd1が零になるタ
イミングと,トランジスタ35及びトランジスタ36の
オンとオフを切替えるタイミングとを一致させ,電源1
0から供給する直流エネルギを最も効率よく交流エネル
ギに変換して圧電トランス40を駆動し駆動回路の消費
電力を低減する。
Embodiment 5 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the piezoelectric transformer drive circuit of the fifth embodiment is equal to the configuration of the third embodiment shown in FIG. The operation of the fifth embodiment will be described. In the driving circuit of the piezoelectric transformer shown in FIG. 11, when the ON time and the OFF time of the transistor 21 are equal, the inductance of the coil 33 is adjusted and
The amplitude of the drive voltage vd1 generated at the primary electrode 401 of 0 is set to 1.5 times or more and 1.6 times or less of the power supply voltage Vcc. The driving circuit of the piezoelectric transformer of the present invention has a driving voltage vd
1 is 1.5 times or more the power supply voltage Vcc and 1.6
By making the drive voltage vd1 zero or less, the timing at which the drive voltage vd1 becomes zero coincides with the timing at which the transistors 35 and 36 are turned on and off, and the power supply 1
The DC energy supplied from 0 is most efficiently converted to AC energy to drive the piezoelectric transformer 40 to reduce the power consumption of the drive circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1である圧電トランスの
駆動回路の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a driving circuit for a piezoelectric transformer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 A 一般の圧電トランスにおいて,圧電トラ
ンスに印可する電圧の周波数に対する圧電トランスのエ
ネルギ効率の図である。 B 一般の圧電トランスにおいて,圧電トランスに印可
する電圧の周波数に対する圧電トランスの昇圧比の図で
ある。 C 一般の圧電トランスにおいて,圧電トランスに印可
する電圧の周波数に対する圧電トランスの駆動電圧の振
幅の図である。 D 一般の圧電トランスにおいて,3種類のインピーダ
ンス値における圧電トランスに印可する電圧の周波数に
対する圧電トランスの昇圧比の図である。
FIG. 2A is a diagram showing energy efficiency of a piezoelectric transformer with respect to a frequency of a voltage applied to the piezoelectric transformer in a general piezoelectric transformer. FIG. 6B is a diagram of a boost ratio of the piezoelectric transformer with respect to a frequency of a voltage applied to the piezoelectric transformer in a general piezoelectric transformer. C In a general piezoelectric transformer, it is a diagram of the amplitude of the driving voltage of the piezoelectric transformer with respect to the frequency of the voltage applied to the piezoelectric transformer. D is a diagram of a boost ratio of a piezoelectric transformer with respect to a frequency of a voltage applied to the piezoelectric transformer at three kinds of impedance values in a general piezoelectric transformer.

【図3】 本発明の実施の形態1である圧電トランスの
駆動回路におけるトランジスタ21・トランジスタ22
・トランジスタ35・トランジスタ36のオン時間とオ
フ時間が等しい場合のタイミングチャート図と,前記ト
ランジスタのスイッチ切替え前後の時間における電流i
l1・電流il2・電流iq1・電流iq2の電流振幅
値と電圧vd1・電圧vd2の電圧振幅値を示す図であ
る。
FIG. 3 shows a transistor 21 and a transistor 22 in the driving circuit of the piezoelectric transformer according to the first embodiment of the present invention.
A timing chart in the case where the on-time and the off-time of the transistor 35 and the transistor 36 are equal, and the current i before and after the switching of the transistor;
It is a figure which shows the current amplitude value of l1, current il2, current iq1, and current iq2, and the voltage amplitude value of voltage vd1 and voltage vd2.

【図4】 本発明の実施の形態1である圧電トランスの
駆動回路におけるトランジスタ21・トランジスタ22
のどちらか一方がオンとなる時間を,トランジスタ35
・トランジスタ36のオン又はオフとなる時間と比較し
て短い場合のタイミングチャート図と,前記トランジス
タのスイッチ切替え前後の時間における電流il1・電
流il2・電流iq1・電流iq2の電流振幅値と電圧
vd1・電圧vd2の電圧振幅値を示す図である。
FIG. 4 shows a transistor 21 and a transistor 22 in the driving circuit for the piezoelectric transformer according to the first embodiment of the present invention.
The time during which either of them is turned on is determined by the transistor 35
A timing chart in a case where the time is shorter than the time when the transistor 36 is turned on or off, and the current amplitude value and the voltage vd1 of the current il1, the current il2, the current iq1, and the current iq2 before and after the switching of the transistor. FIG. 6 is a diagram illustrating a voltage amplitude value of a voltage vd2.

【図5】 本発明の実施の形態1である圧電トランスの
駆動回路において,トランジスタ21がオンかつトラン
ジスタ35がオンの場合に形成される電源10・トラン
ジスタ21・コイル33及びトランジスタ35で回路が
形成されるエネルギ蓄積回路の回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of the drive circuit for the piezoelectric transformer according to the first embodiment of the present invention, which is formed by the power supply 10, the transistor 21, the coil 33, and the transistor 35 formed when the transistor 21 is on and the transistor 35 is on. FIG. 2 is a circuit diagram of an energy storage circuit to be used.

【図6】 本発明の実施の形態1である圧電トランスの
駆動回路において,トランジスタ21がオフかつトラン
ジスタ35がオンの場合のコイル33・トランジスタ3
5及びダイオード31で回路が形成される回路図であ
る。
FIG. 6 shows a coil 33 and a transistor 3 when the transistor 21 is off and the transistor 35 is on in the piezoelectric transformer driving circuit according to the first embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram in which a circuit is formed by 5 and a diode 31. FIG.

【図7】 本発明の実施の形態1である圧電トランスの
駆動回路において,トランジスタ21がオフかつトラン
ジスタ35がオンの場合のトランジスタ35・コイル3
3・寄生ダイオード213及び電源10で回路が形成さ
れる回路図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a transistor 35 and a coil 3 when the transistor 21 is off and the transistor 35 is on in the driving circuit of the piezoelectric transformer according to the first embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram in which a circuit is formed by the parasitic diode 213 and the power supply 10.

【図8】 本発明の実施の形態1である圧電トランスの
駆動回路において,トランジスタ35がオフの場合のコ
イル33・圧電トランス40・トランジスタ36及びダ
イオード31で共振回路が形成される回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram in which a resonance circuit is formed by the coil 33, the piezoelectric transformer 40, the transistor 36, and the diode 31 when the transistor 35 is off in the piezoelectric transformer drive circuit according to the first embodiment of the present invention. .

【図9】 本発明の実施の形態1である圧電トランスの
駆動回路において,トランジスタ35がオフの場合のト
ランジスタ36・圧電トランス40・コイル33・寄生
ダイオード213及び電源10で共振回路が形成される
回路図である。
9 shows a driving circuit of the piezoelectric transformer according to the first embodiment of the present invention, in which the transistor 36, the piezoelectric transformer 40, the coil 33, the parasitic diode 213, and the power supply 10 form a resonance circuit when the transistor 35 is off. It is a circuit diagram.

【図10】 本発明の実施の形態2である圧電トランス
の駆動回路の回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram of a driving circuit for a piezoelectric transformer according to a second embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施の形態3と実施の形態5であ
る圧電トランスの駆動回路の回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram of a piezoelectric transformer drive circuit according to a third embodiment and a fifth embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施の形態3である圧電トランス
の駆動回路において,トランジスタ21・トランジスタ
35のオン時間とオフ時間が等しい場合のタイミングチ
ャート図と,前記トランジスタのスイッチ切替え前後の
時間における電流il1・電流iq1の電流振幅値と電
圧vd1の電圧振幅値を示す図である。
FIG. 12 is a timing chart in the case where the on-time and the off-time of the transistor 21 and the transistor 35 are equal in the driving circuit of the piezoelectric transformer according to the third embodiment of the present invention, and the current before and after the switching of the transistors. It is a figure which shows the current amplitude value of il1 * current iq1, and the voltage amplitude value of voltage vd1.

【図13】 本発明の実施の形態3である圧電トランス
の駆動回路において,トランジスタ21のオン時間がオ
フ時間と比較して短い場合のタイミングチャート図と,
前記トランジスタ21・トランジスタ35のスイッチ切
替え前後の時間における電流il1・電流iq1の電流
振幅値と電圧vd1の電圧振幅値を示す図である。
FIG. 13 is a timing chart in the case where the on time of the transistor 21 is shorter than the off time in the driving circuit for the piezoelectric transformer according to the third embodiment of the present invention;
It is a figure which shows the current amplitude value of the current il1 and the current iq1, and the voltage amplitude value of the voltage vd1 before and after the switch switching of the transistor 21 and the transistor 35.

【図14】 従来の圧電トランスの駆動回路の回路図で
ある。
FIG. 14 is a circuit diagram of a conventional piezoelectric transformer drive circuit.

【図15】 従来の圧電トランスの駆動回路におけるト
ランジスタ121が常時オンの場合のトランジスタ13
4・トランジスタ135のスイッチ切替え前後の時間に
おける電流il1・電流il2・電流iq1・電流iq
2の電流振幅値と電圧vd1・電圧vd2の電圧振幅値
を示す図である。
FIG. 15 shows a transistor 13 in a conventional piezoelectric transformer drive circuit when the transistor 121 is always on.
4. Current il1, current il2, current iq1, and current iq before and after switching of the transistor 135
FIG. 3 is a diagram showing a current amplitude value of a voltage 2 and voltage amplitude values of a voltage vd1 and a voltage vd2.

【図16】 従来の圧電トランスの駆動回路において,
トランジスタ121がオンとなる時間を,トランジスタ
135・トランジスタ136のオン又はオフとなる時間
と比較して短い場合のタイミングチャート図と,前記ト
ランジスタのスイッチ切替え前後の時間における電流i
l1・電流il2・電流iq1・電流iq2の電流振幅
値と電圧vd1・電圧vd2の電圧振幅値を本発明の実
施の形態1〜5である圧電トランスの駆動回路と比較し
て示す図である。
FIG. 16 shows a conventional piezoelectric transformer drive circuit.
A timing chart in the case where the time during which the transistor 121 is turned on is shorter than the time during which the transistor 135 and the transistor 136 are turned on or off, and the current i before and after the switching of the transistor.
FIG. 9 is a diagram showing current amplitude values of l1, current il2, current iq1, and current iq2 and voltage amplitude values of voltages vd1 and vd2 in comparison with the piezoelectric transformer drive circuits according to the first to fifth embodiments of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電源 20 入力電力制御部 30 駆動電圧発生部 40 圧電トランス 50 負荷 60 周波数制御部 70 駆動電圧検出回路 80 比較回路 Reference Signs List 10 power supply 20 input power control unit 30 drive voltage generation unit 40 piezoelectric transformer 50 load 60 frequency control unit 70 drive voltage detection circuit 80 comparison circuit

フロントページの続き Fターム(参考) 2H093 NA06 NC05 NC58 ND42 ND54 3K072 AA01 AA19 BA03 BA05 BC07 EB05 EB07 GA02 GB14 GC04 HA06 HA10 HB03 5H007 BB03 CA02 CB06 CB09 CC12 CC32 DA03 DB03 DC02 DC05 5H730 AA14 AS11 BB61 CC25 DD04 EE48 FD01 FD31 FG01 Continued on the front page F term (reference) 2H093 NA06 NC05 NC58 ND42 ND54 3K072 AA01 AA19 BA03 BA05 BC07 EB05 EB07 GA02 GB14 GC04 HA06 HA10 HB03 5H007 BB03 CA02 CB06 CB09 CC12 CC32 DA03 DB03 DC02 DC05 5H730 AA14 FD01 BB31

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源から電力を入力する入力電力制
御部と,前記入力電力制御部から電力を入力し交流電圧
を出力する駆動電圧発生部と,交流電圧の周波数を制御
する周波数制御部と,前記駆動電圧発生部により発生す
る交流電圧を検出する駆動電圧検出回路と,1次電極か
ら交流電圧を入力して圧電効果を利用し2次電極から交
流電圧を出力する圧電トランスと,前記圧電トランスに
よって変圧された電力により駆動する負荷と,から構成
されることを特徴とする圧電トランスの駆動回路。
An input power control unit for inputting power from a DC power supply, a drive voltage generation unit for inputting power from the input power control unit and outputting an AC voltage, and a frequency control unit for controlling a frequency of the AC voltage. A driving voltage detecting circuit for detecting an AC voltage generated by the driving voltage generating unit, a piezoelectric transformer for inputting an AC voltage from a primary electrode and outputting an AC voltage from a secondary electrode using a piezoelectric effect, A drive circuit for a piezoelectric transformer, comprising: a load driven by electric power transformed by the transformer.
【請求項2】 入力電力制御部は,トランジスタとバッ
ファ及び入力電力制御回路から構成されることを特徴と
する請求項1記載の圧電トランスの駆動回路。
2. The piezoelectric transformer drive circuit according to claim 1, wherein the input power control unit includes a transistor, a buffer, and an input power control circuit.
【請求項3】 駆動電圧発生部は,ダイオードとコイル
及びトランジスタから構成されることを特徴とする請求
項1又は請求項2記載の圧電トランスの駆動回路。
3. The driving circuit for a piezoelectric transformer according to claim 1, wherein the driving voltage generator includes a diode, a coil, and a transistor.
【請求項4】 周波数制御部は,電流−電圧変換回路と
電圧制御発振回路と駆動制御回路及びバッファから成る
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか一に記載
の圧電トランスの駆動回路。
4. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein the frequency control unit includes a current-voltage conversion circuit, a voltage control oscillation circuit, a drive control circuit, and a buffer. Drive circuit.
【請求項5】 入力電力制御部は,トランジスタ2個と
前記トランジスタそれぞれにバッファが1つずつ設けら
れ,前記バッファのそれぞれが入力電力制御回路に接続
されていることを特徴とする請求項1〜請求項4の何れ
か一に記載の圧電トランスの駆動回路。
5. The input power control section, wherein two transistors and one buffer are provided for each of the transistors, and each of the buffers is connected to an input power control circuit. A driving circuit for a piezoelectric transformer according to claim 4.
【請求項6】 駆動電圧発生部は,ダイオード2個と前
記ダイオードそれぞれにコイルが1つずつ設けられ,前
記コイルのそれぞれにトランジスタが1つずつ設けられ
ていることを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか一
に記載の圧電トランスの駆動回路。
6. The driving voltage generating unit according to claim 1, wherein two diodes and one diode are provided for each of said diodes, and one transistor is provided for each of said coils. A driving circuit for driving the piezoelectric transformer according to claim 5.
【請求項7】 周波数制御部は,電流−電圧変換回路と
電圧制御発振回路と駆動制御回路及び前記駆動制御回路
にバッファ2個を接続することを特徴とする請求項1〜
請求項6の何れか一に記載の圧電トランスの駆動回路。
7. The frequency control unit according to claim 1, wherein the current-voltage conversion circuit, the voltage control oscillation circuit, the drive control circuit, and two buffers are connected to the drive control circuit.
A driving circuit for a piezoelectric transformer according to claim 6.
【請求項8】 駆動電圧発生部において,2つのコイル
のインダクタンスを互いにほぼ等しくすることを特徴と
する請求項1〜請求項7の何れか一に記載の圧電トラン
スの駆動回路。
8. The driving circuit for a piezoelectric transformer according to claim 1, wherein in the driving voltage generating section, the inductances of the two coils are made substantially equal to each other.
【請求項9】 入力電力制御部に設置される入力電力制
御回路は,周波数制御部から入力されたパルス電圧矩形
波の高レベル電圧部分と低レベル電圧部分の時間比を変
化させた信号を出力することを特徴とする請求項1〜請
求項8の何れか一に記載の圧電トランスの駆動回路。
9. An input power control circuit installed in the input power control unit outputs a signal obtained by changing a time ratio between a high level voltage portion and a low level voltage portion of the pulse voltage rectangular wave input from the frequency control unit. The driving circuit for a piezoelectric transformer according to any one of claims 1 to 8, wherein:
【請求項10】 入力電圧制御部に設置される2つのト
ランジスタのどちらか一方がオンとなる時間を,駆動電
圧発生部に設置される2つのトランジスタがオン又はオ
フとなる時間と比較して短く設定することを特徴とする
請求項1〜請求項9の何れか一に記載の圧電トランスの
駆動回路。
10. The time when one of the two transistors provided in the input voltage control unit is turned on is shorter than the time when two transistors provided in the drive voltage generation unit are turned on or off. The driving circuit for a piezoelectric transformer according to claim 1, wherein the driving frequency is set.
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