JP5380450B2 - Piezoelectric transformer drive circuit and drive method - Google Patents
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Description
本発明は、各種バックライト等の冷陰極管に用いられる圧電トランスの駆動回路及びその駆動方法に関する。 The present invention relates to a driving circuit for a piezoelectric transformer used for cold cathode tubes such as various backlights and a driving method thereof.
近年、液晶ディスプレイモニタがノート型パソコン等の液晶表示装置として取り付けられている。このような液晶ディスプレイモニタには、バックライト等の冷陰極管を駆動するための昇圧トランスとして、圧電トランスが用いられるようになってきた。圧電トランスは、圧電素子の一次電極に入力交番電圧を与えてピエゾ効果を利用して機械振動を発生させ、二次側電極から圧電トランスの形状で定まる昇圧比で電圧増幅された電圧を取り出す電圧変換素子である。 In recent years, a liquid crystal display monitor is attached as a liquid crystal display device such as a notebook personal computer. In such a liquid crystal display monitor, a piezoelectric transformer has been used as a step-up transformer for driving a cold cathode tube such as a backlight. A piezoelectric transformer is a voltage that applies an input alternating voltage to the primary electrode of a piezoelectric element to generate mechanical vibration using the piezoelectric effect, and takes out a voltage amplified from the secondary electrode at a step-up ratio determined by the shape of the piezoelectric transformer. It is a conversion element.
この圧電トランスは、巻き線を利用し磁気エネルギーを介在させて変圧する方法ではないため、漏れ磁束が生じることはない。このため、インバータの外部に雑音を出さないという長所がある。このほか、圧電トランスは外形寸法で決まる共振周波数だけを選択して出力するため、出力波形が正弦波に近く、高周波雑音の発生が少ないという利点もある。さらに、圧電トランスはセラミック材料を焼結した無機質であるため、発煙や発火の危険がないという利点を有している。 Since this piezoelectric transformer is not a method of transforming with magnetic energy using windings, no leakage magnetic flux is generated. For this reason, there is an advantage that no noise is generated outside the inverter. In addition, since the piezoelectric transformer selects and outputs only the resonance frequency determined by the external dimensions, there is an advantage that the output waveform is close to a sine wave and the generation of high frequency noise is small. Further, since the piezoelectric transformer is an inorganic material obtained by sintering a ceramic material, it has an advantage that there is no danger of smoke or ignition.
圧電トランスは、共振特性を有しており、一次側電極に入力される交流電圧の周波数に応じて二次側電極から得られる出力は異なっている。従って、液晶ディスプレイ等の輝度を一定に保つために、圧電トランスに入力される交流電圧の周波数を制御することにより、二次側電極から出力される電圧を所望のレベルに調整することが可能である。 The piezoelectric transformer has resonance characteristics, and the output obtained from the secondary side electrode differs depending on the frequency of the AC voltage input to the primary side electrode. Therefore, in order to keep the brightness of a liquid crystal display or the like constant, it is possible to adjust the voltage output from the secondary electrode to a desired level by controlling the frequency of the AC voltage input to the piezoelectric transformer. is there.
従来の圧電トランスの駆動回路はアナログ回路により構成されており、アナログ発振器を用いて電圧の周波数を制御している。一方、圧電トランスには、周囲温度や圧電トランス自体の温度変化によって周波数特性が変化した場合や、圧電トランスの寸法及び圧電特性のばらつきに起因して、周波数特性が変化する現象がある。そのような場合、変化した周波数特性に対応して、圧電トランスに供給する電圧の周波数を調節する必要がある。しかし、従来のアナログ発振器では、出力電圧の周波数を適切なタイミングで制御するのが困難であった。そこで、アナログ発振器に代えて、発振器から出力する電圧の周波数を自在に制御し、出力電圧の周波数を任意の形に変えることができることができるデジタル発振器による制御が望ましい。 A conventional piezoelectric transformer drive circuit is composed of an analog circuit, and an analog oscillator is used to control the frequency of the voltage. On the other hand, the piezoelectric transformer has a phenomenon that the frequency characteristic changes due to a change in frequency characteristic due to an ambient temperature or a temperature change of the piezoelectric transformer itself, or due to variations in dimensions and piezoelectric characteristics of the piezoelectric transformer. In such a case, it is necessary to adjust the frequency of the voltage supplied to the piezoelectric transformer in accordance with the changed frequency characteristics. However, with the conventional analog oscillator, it is difficult to control the frequency of the output voltage at an appropriate timing. Therefore, it is desirable to use a digital oscillator that can freely control the frequency of the voltage output from the oscillator and change the frequency of the output voltage to an arbitrary form instead of the analog oscillator.
しかし、アナログ方式で構成されていた従来の圧電トランスの駆動回路をデジタル化するに当っては、圧電トランスを制御するのに必要な周波数精度を得るために、500MHz〜1GHzのクロック信号を出すCPUが必要であった。しかし、このような高いクロック周波数は、輻射妨害や、供給電力等を考慮すると冷陰極管を駆動する圧電トランス用としては、実用的なクロック周波数ではなかった。 However, when digitizing a conventional piezoelectric transformer drive circuit configured in an analog manner, a CPU that outputs a clock signal of 500 MHz to 1 GHz in order to obtain the frequency accuracy necessary for controlling the piezoelectric transformer. Was necessary. However, such a high clock frequency is not a practical clock frequency for a piezoelectric transformer for driving a cold cathode tube in consideration of radiation interference, supply power, and the like.
そこで、特許文献1では、低い周波数のクロック信号の駆動パルスを分周させて、その分周にあたっての比率を決めることにより、平均周波数の分解能を向上させ、圧電トランスを制御するのに必要な周波数精度を得る方法が提案されている。
Therefore, in
ところが、特許文献1の方法では、クロック信号を分周させる比率にも限界があり、分解能以下の周波数に対応する電圧を制御することができない。また、分周用回路として複雑な構成を要求される問題もある。本発明の目的は、上記問題点を解決するために、デジタル発振器を使用して、クロック信号を分周させるよりも簡単な手段で任意の出力電圧を得ることができる圧電トランスの駆動回路および駆動方法を提供することである。
However, in the method of
上記の目的を達成するため、本発明は、所定の共振周波数特性を有する圧電トランスと、この圧電トランスに対して、所定の周波数の電圧を出力するデジタル発振器と、前記圧電トランスの出力電圧V1’を検出する出力検出部と、前記出力検出部からの検出信号に基づいて、前記デジタル発振器が出力する周波数F1’を制御する制御部とを備えた圧電トランスの駆動回路において、前記制御部は、前記出力検出部からの検出信号に基づいて、圧電トランスの出力電圧V1’を設定する出力電圧設定部と、前記出力電圧V1’に対応する周波数F1’を前記デジタル発振器が出力できない場合に、対応する周波数F1’を挟んだ出力可能な2つの周波数F1,F2を決定する対応周波数検出部と、前記2つの周波数F1,F2を圧電トランスに交番出力する周波数出力部と、前記2つの周波数F1,F2に対応する圧電トランスの出力電圧を交番発生させる比率を設定する交番比率設定部と、前記2つの周波数F1,F2を、前記交番比率設定部によって設定された交番比率に基づいて出力するための制御信号を、前記周波数出力部に出力する交番間隔制御部とを備えていることを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a piezoelectric transformer having a predetermined resonance frequency characteristic, a digital oscillator that outputs a voltage of a predetermined frequency to the piezoelectric transformer, and an output voltage V 1 of the piezoelectric transformer. In the piezoelectric transformer drive circuit, comprising: an output detection unit for detecting 'and a control unit for controlling the frequency F 1 ′ output from the digital oscillator based on a detection signal from the output detection unit. Is based on the detection signal from the output detection unit, the output voltage setting unit for setting the output voltage V 1 ′ of the piezoelectric transformer, and the digital oscillator outputs the frequency F 1 ′ corresponding to the output voltage V 1 ′ If not, the corresponding frequency detector to determine the corresponding frequencies F 1 of the two possible outputs which sandwich 'frequencies F 1, F 2, piezoelectric preparative said two frequencies F 1, F 2 A frequency output unit alternating output Nsu, and alternating ratio setting unit that sets a ratio for the piezoelectric transformer output voltage alternating generation corresponding to the two frequencies F 1, F 2, said two frequencies F 1, F 2 And an alternating interval control unit for outputting a control signal to the frequency output unit for outputting the control signal based on the alternating rate set by the alternating rate setting unit.
本発明の他の態様は、所定の共振周波数特性を有する圧電トランスと、この圧電トランスに対して、所定の周波数の電圧を出力するデジタル発振器と、前記圧電トランスの出力電圧V1’を検出する出力検出部と、前記出力検出部からの検出信号に基づいて、前記デジタル発振器が出力する周波数F1’を制御する制御部とを備えた圧電トランスの駆動回路において、前記制御部は、前記出力検出部からの検出信号に基づいて、圧電トランスの出力電圧V1’を設定する出力電圧設定部と、前記出力電圧設定部が設定した出力電圧V1’に対応する周波数F1’を前記デジタル発振器が出力できるか否かを検出すると共に、出力電圧V1’に対応する周波数F1’を前記デジタル発振器が出力できない場合には、対応する周波数F1’を挟んだ出力可能な2つの周波数F1,F2を決定する対応周波数検出部と、出力電圧V1’に対応する周波数F1’が出力できる場合にその周波数F1’を圧電トランスに出力し、出力電圧V1’に対応する周波数F1’が出力できない場合にその周波数F1’を挟んだ2つの周波数F1,F2を圧電トランスに交番出力する周波数出力部と、前記対応周波数検出部が検出した2つの周波数F1,F2に対応する圧電トランスの出力電圧を交番発生させる比率を設定する交番比率設定部と、前記周波数出力部における2つの周波数F1,F2を、前記交番比率設定部によって設定された交番比率に基づいて出力するための制御信号を、前記周波数出力部に出力する交番間隔制御部とを備えていることを特徴とする。In another aspect of the present invention, a piezoelectric transformer having a predetermined resonance frequency characteristic, a digital oscillator that outputs a voltage having a predetermined frequency to the piezoelectric transformer, and an output voltage V 1 ′ of the piezoelectric transformer are detected. In the piezoelectric transformer drive circuit comprising: an output detection unit; and a control unit that controls the frequency F 1 ′ output from the digital oscillator based on a detection signal from the output detection unit, the control unit includes the output Based on a detection signal from the detection unit, an output voltage setting unit for setting an output voltage V 1 ′ of the piezoelectric transformer, and a frequency F 1 ′ corresponding to the output voltage V 1 ′ set by the output voltage setting unit is set to the digital with an oscillator to detect whether it can output, in the case where the digital oscillator 'frequencies F 1 corresponding to' the output voltage V 1 is not be output across the corresponding frequencies F 1 ' It outputs the corresponding frequency detecting unit for determining an output two possible frequencies F 1, F 2, the frequencies F 1 'when the output voltages V 1 can output' frequencies F 1 corresponding to 'the piezoelectric transformer, the output When the frequency F 1 ′ corresponding to the voltage V 1 ′ cannot be output, a frequency output unit that alternately outputs two frequencies F 1 and F 2 sandwiching the frequency F 1 ′ to the piezoelectric transformer, and the corresponding frequency detection unit and alternating ratio setting unit that sets a ratio for alternating generate the output voltage of the piezoelectric transformer corresponding to the two frequencies F 1, F 2 was detected, two frequency F 1, F 2 in the frequency output unit, the alternating ratio And an alternating interval control unit for outputting a control signal for outputting based on the alternating ratio set by the setting unit to the frequency output unit.
本発明において、前記交番比率設定部が、設定する交番比率は、前記対応周波数検出部が決定した周波数F1,F2に対応する出力電圧V1,V2と設定された出力電圧V1’とから、ΔV2−V1’:ΔV1’−V1により決定することができる。In the present invention, the alternating ratio set by the alternating ratio setting unit is set to the output voltages V 1 and V 2 corresponding to the frequencies F 1 and F 2 determined by the corresponding frequency detecting unit and the set output voltage V 1 ′. From the above, ΔV 2 −V 1 ′: ΔV 1 ′ −V 1 can be determined.
本発明において、前記交番比率設定部が、予め定められた設定値を交番比率として設定することもできる。 In the present invention, the alternating ratio setting unit may set a predetermined set value as the alternating ratio.
このような構成を有する本発明においては、圧電トランスを駆動させる電圧を時変電圧とすることで、高性能のCPUでなくても、圧電トランスの共振周波数に対応した電圧を制御することが可能になる。 In the present invention having such a configuration, the voltage corresponding to the resonance frequency of the piezoelectric transformer can be controlled without using a high-performance CPU by setting the voltage for driving the piezoelectric transformer as a time-varying voltage. become.
ここで、発生させる時変電圧は、圧電トランスの出力電圧V1’の前後の電圧V1、V2に対応する周波数F1,F2を交番発生させることにより、前記圧電トランスに近似電圧を発生させる。圧電トランス回路は、キャパシタ成分が多いので、電圧の変化する反応が遅い。よって、積分された間の電圧が出力される。周波数を交番させることにより、圧電トランスの出力電圧を制御する周波数を入れた状態とほぼ同じような電圧を発生させることができる。Here, the time-varying voltage to be generated is generated by alternately generating the frequencies F 1 and F 2 corresponding to the voltages V 1 and V 2 before and after the output voltage V 1 ′ of the piezoelectric transformer, whereby an approximate voltage is applied to the piezoelectric transformer. generate. Since the piezoelectric transformer circuit has many capacitor components, the voltage changing reaction is slow. Therefore, the voltage during integration is output. By alternating the frequencies, it is possible to generate a voltage that is almost the same as the state in which the frequency for controlling the output voltage of the piezoelectric transformer is included.
なお、前記の様な圧電トランスの駆動回路を使用して、制御回路の分解能以下の周波数に対応する電圧を発生するときは、その電圧の前後の電圧に対応する周波数を交番発生させることにより、前記圧電トランスに近似電圧を発生させる方法も、本発明の一態様である。 When generating a voltage corresponding to a frequency below the resolution of the control circuit using the piezoelectric transformer drive circuit as described above, by alternately generating the frequencies corresponding to the voltages before and after the voltage, A method of generating an approximate voltage in the piezoelectric transformer is also an aspect of the present invention.
以上のような本発明によれば、圧電トランスをデジタル回路で駆動させる際に、圧電トランスの出力電圧V1’に対応する共振周波数F1’の前後の周波数F1と周波数F2を交番発生させることで、圧電トランスからは、この周波数F1,F2に対応した出力電圧V1,V2が交番出力され、その結果両出力電圧が平均化されて出力電圧V1’とほぼ等しい電圧を発生することができる。このことにより、圧電トランスの共振周波数と同じ周波数を常に発生させる必要がなくなる。よって、輻射妨害や、供給電力等を考慮すると実用的でない高性能のCPUを必要とせずに、比較的扱いやすいCPUでも、圧電トランスのばらつきに起因する周波数のズレ、負荷及び動作温度等による圧電トランスの変化にも対応し、所望の出力電圧を発生させることができる。According to the present invention as described above, when the piezoelectric transformer is driven by a digital circuit, the frequency F 1 and the frequency F 2 before and after the resonance frequency F 1 ′ corresponding to the output voltage V 1 ′ of the piezoelectric transformer are alternately generated. be to, from the piezoelectric transformer, the frequency F 1, F 2 output voltages V 1 corresponding to, V 2 is alternating output, voltage approximately equal result both output voltage is averaged output voltages V 1 ' Can be generated. This eliminates the need to always generate the same frequency as the resonance frequency of the piezoelectric transformer. Therefore, even if the CPU is relatively easy to handle without requiring a high-performance CPU that is impractical in consideration of radiation interference, supply power, etc., the piezoelectricity due to frequency deviation, load, operating temperature, etc. due to variations in the piezoelectric transformer. A desired output voltage can be generated in response to changes in the transformer.
[本実施形態]
[1.構成]
本実施形態の圧電トランスの駆動回路の構成を、図1のブロック図に示す。図2は、図1の制御部4の内部のブロック図であり、図3は、デジタル発振器5の内部を示したブロック図である。[This embodiment]
[1. Constitution]
The configuration of the piezoelectric transformer drive circuit of the present embodiment is shown in the block diagram of FIG. 2 is a block diagram showing the inside of the
本実施形態の回路は圧電トランス1を駆動させるデジタル回路で、本実施形態では冷陰極管を含む回路とする。圧電トランス1は、増幅された電圧を取り出すための変圧素子であり、冷陰極管2には圧電トランス1より出力された電圧が印加される。出力検出部3は、冷陰極管2に流れる電流を検出し、電圧信号に変換する。制御部4は、出力検出部3が検出した電圧信号に基づいてデジタル発振器5に対して設定値nを定めその信号を出力する。デジタル発振器5では、制御部4により送られた設定値nの信号に基き所定周波数の時変電圧を作成し、時変電圧を圧電トランス1に入力させることにより、圧電トランス1の持つ周波数−電圧特性に従って、入力周波数に対応する所望の電圧を出力させることができる。
The circuit of this embodiment is a digital circuit that drives the
図2に示す通り、制御部4は、圧電トランス1の出力電圧V1’を設定する出力電圧設定部41を備える。出力電圧設定部41は、出力検出部3が検出した電圧信号に基づき、圧電トランス1の出力電圧V1’を設定する。また、圧電トランス1の出力電圧からの情報だけでなく、輝度調整信号などの出力電圧を設定するための信号を出力する操作部6からの指令に基づき出力電圧V1’を設定することもできる。As shown in FIG. 2, the
制御部4は、設定された出力電圧V1’に対応する周波数F1’をデジタル発振器5が出力できるか否かを検出する対応周波数検出部42を備える。この対応周波数検出部42は、圧電トランス1の出力電圧V1’に対応する周波数F1’をデジタル発振器5が出力できないとした場合には、対応する周波数F1’を挟む出力可能な周波数F1,F2を決定する。The
制御部4は、圧電トランス1の出力電圧V1’に対応する周波数F1’をデジタル発振器5が出力できる場合には、デジタル発振器に周波数F1’を出力するための設定値nをデジタル発振器に出力する周波数出力部45を備える。さらに、周波数出力部45は、交番比率設定部43が設定した交番比率に基づいて、デジタル発振器5に時変電圧を出力するための設定値nをデジタル発振器5に出力する。When the
制御部4は、周波数F1,F2の交番させる比率を決める交番比率設定部43と、この交番比率設定部43によって、設定された比率に従って、周波数F1,F2を切替える信号を出力する交番間隔制御部44とを備える。The
図3に示す通り、デジタル発振器5は、基準周波数fsを発生する回路であるクロック発生回路51と、クロック発生回路で発生した周波数fsの基準クロックesを常時計算しているカウンタ52を備える。また、クロック基準周波数fsと制御部4からの設定値nにより、分周パルスのf1を出力するコンパレータ53と、コンパレータ53から出力した信号のエッジを整形するためのリタイミング回路であるフリップフロップ回路54を備える。
As shown in FIG. 3, the
[2.作用効果]
[2.1.概略]
図5は、圧電トランス1の出力電圧と共振周波数の関係を示した図である。図5のように、圧電トランス1の出力電圧は、入力される電圧の周波数に対して出力電圧が決定される。しかし、圧電トランス1は、温度や負荷等の環境変化により、共振周波数が変化するので、一定周波数で圧電トランス1を駆動させていると、共振周波数と入力される電圧の周波数の相対的な関係が変化してしまう。つまり、入力される電圧の周波数が圧電トランス1の共振周波数より大きく離れたときは、圧電トランス1による電圧昇圧比が著しく低下してしまう。そのため、負荷である冷陰極管2に十分な電流を流すことができなくなり、冷陰極管2の輝度を保つことができなくなる。[2. Effect]
[2.1. Outline]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the output voltage of the
そこで、圧電トランス1の特性の変化に対応するために、図1の回路では、出力検出部3により、冷陰極管2に流れる電流を検出する。温度や負荷等の環境変化により圧電トランス1の共振周波数の特性が変化した場合は、冷陰極管2に流れる電流が変化する。出力検出部3は、その変化を検出し制御部4に対して信号を送る。
Therefore, in order to cope with the change in the characteristics of the
制御部4は、冷陰極管2に流れる電流が一定になるように、デジタル発振器5に対して信号を出力する。デジタル発振器5は、その信号に基づいた周波数により圧電トランス1を駆動させる。この制御により、冷陰極管2はほぼ一定の輝度で点灯する。
The
しかし、デジタル回路で圧電トランス1を駆動させる場合には、CPUの分解能の関係上出力電圧に対応する入力電圧の周波数を発生することができない場合がある。その場合には、圧電トランス1の出力電圧V1’に対応する共振周波数F1’の前後の周波数F1と周波数F2を交番発生させることで、出力電圧V1’とほぼ等しい電圧を発生する。However, when the
[2.2.詳細]
次に、図1〜3に示した本実施形態の制御部4の動作を図4のフローチャートに従って具体的に説明する。この処理は、出力検出部3が検出した電圧信号や操作部6からの指示に基づいて、圧電トランス1から所望の出力電圧を出力する処理である。[2.2. Details]
Next, operation | movement of the
初めに、ステップ1として、圧電トランス1の出力電圧V1’を出力検出部3が検出した信号に基づき出力電圧設定部41により設定したり、操作部6からの指示により設定する。この時の操作部6からの指示としては、圧電トランス1の出力電圧V1’の値だけで、特に交番電圧の交番比率の値などは必要はない。First, as
そして、ステップ2として、ステップ1で設定された出力電圧V1’に対応する周波数F1’を検出する。このとき分解能が大きいCPUを使用している場合、周波数F1’が出力できる周波数と周波数の間にあると、分解能の関係で周波数F1’を出力することができない。その判定を、ステップ3により行う。デジタル発振器5が周波数F1’を発生できるならば、ステップ4へ進み、発生できないときは、ステップ7へ進む。In step 2, the frequency F 1 ′ corresponding to the output voltage V 1 ′ set in
ステップ4は、設定された出力電圧V1’に対応する周波数F1’をデジタル発振器5が出力できる場合のステップである。このステップでは、対応周波数検出部42により、デジタル発振器5が周波数F1’を出力するための設定値nを設定する。そして、周波数出力部45により、設定値nをデジタル発振器5に出力する。
ステップ5では、ステップ4で設定した設定値nに基づいて周波数F1’の電圧をデジタル発振器5により発生させる。このステップでは、デジタル発振器5の内部で、クロック発生回路により基準周波数fsを発生する。この基準周波数fsの基準クロックesをカウンタ52により常時計数する。この計数値と制御部4により設定された設定値nは、コンパレータ53に入力される。そして計数値と設定値nと一致する度に、コンパレータ53が動作し、カウンタ52をリセットすると共に、分周パルスe1を出力する。この場合の分周パルスe1の周波数f1は、f1=fs/nとなる。デジタル発振器5は、分周パルスe1の周波数f1を電圧V1’に対応する周波数F1’として圧電トランス1に対して出力する。In
ステップ6は、デジタル発振器5が出力した周波数F1’の電圧に基づいた出力電圧V1’を出力する。
一方、前記ステップ3において、設定された出力電圧V1’に対応する周波数F1’がデジタル発振器5の分解能が大きいため出力できない場合は、ステップ7に進む。このステップ7では、対応周波数検出部42がF1’を挟み且つ出力可能な2つの周波数F1,F2を決定する。そして、ステップ8において、デジタル発振器5が周波数F1と周波数F2を出力するための設定値n1、n2を設定する。On the other hand, if the frequency F 1 ′ corresponding to the set output voltage V 1 ′ cannot be output in step 3 because the resolution of the
ステップ9では、交番比率設定部43により、周波数F1と周波数F2に対応する電圧V1と電圧V2を計算し、出力電圧V1’とから、ΔV2−V1’,ΔV1’−V1を演算する。そして、ステップ10において、交番間隔制御部44が、ΔV2:V1’:ΔV1’−V1に対応する交番比率で、設定値n1、n2をデジタル発振器5に出力する。In step 9, the alternating
ステップ11では、デジタル発振器5において、ステップ10で設定した交番比率で
ステップ8で設定した設定値n1、n2に基づいた周波数F1,F2を交番発生させる。その後、ステップ12において、デジタル発振器5が出力した周波数F1と周波数F2の時変電圧に基づいた出力電圧V1’を出力する。In step 11, the
以上の動作により、圧電トランス1の出力電圧V1’に対応する周波数F1’を出力できない場合でも、対応する周波数F1’を挟む2つの周波数F1と周波数F2を交番発生させることにより、近似的に圧電トランス1の出力電圧を発生させることが可能である。特に、圧電トランス1の回路には一般にキャパシタ成分が多いので、電圧が変化する反応が遅いため、周波数F1と周波数F2を交番発生させて電圧V1と電圧V2の間の出力電圧V1’を近似的に発生させることが可能になる。By the above operation, even when the frequency F 1 ′ corresponding to the output voltage V 1 ′ of the
このことにより、出力電圧に対応する周波数を直接的に発生させる必要がないため、500MHz〜1GHzのクロック信号を出す高性能なCPUを使用しなくても、圧電トランスの共振周波数に対応した電圧を制御することが可能になる。 This eliminates the need to directly generate a frequency corresponding to the output voltage, so that a voltage corresponding to the resonance frequency of the piezoelectric transformer can be obtained without using a high-performance CPU that outputs a clock signal of 500 MHz to 1 GHz. It becomes possible to control.
[3.他の実施形態]
本発明の他の実施形態では、交番比率設定部において予め設定した設定値を交番比率として設定するものであっても良い。周波数F1と周波数F2を1:1の割合で交番発生させることにより、交番比率を演算しなくても、デジタル発振器の分解能を1/2にすることができる。これにより、さらに簡単な方法で出力電圧V1’に対応する周波数F1’に近い周波数を出力することができる。[3. Other Embodiments]
In another embodiment of the present invention, a setting value preset in the alternating ratio setting unit may be set as the alternating ratio. By alternately generating the frequency F 1 and the frequency F 2 at a ratio of 1: 1, the resolution of the digital oscillator can be halved without calculating the alternating ratio. As a result, a frequency close to the frequency F 1 ′ corresponding to the output voltage V 1 ′ can be output by a simpler method.
1…圧電トランス
2…冷陰極管
3…出力検出部
4…制御部
5…デジタル発振器
6…操作部
41…出力電圧設定部
42…対応周波数検出部
43…交番比率設定部
44…交番間隔制御部
45…周波数出力部
51…クロック発生回路
52…カウンタ
53…コンパレータ
54…フリップフロップ回路DESCRIPTION OF
Claims (5)
この圧電トランスに対して、所定の周波数の電圧を出力するデジタル発振器と、
前記圧電トランスの出力電圧V1’を検出する出力検出部と、
前記出力検出部からの検出信号に基づいて、前記デジタル発振器が出力する周波数F1’を制御する制御部とを備えた圧電トランスの駆動回路において、
前記制御部は、
前記出力検出部からの検出信号に基づいて、圧電トランスの出力電圧V1’を設定する出力電圧設定部と、
前記出力電圧V1’に対応する周波数F1’を前記デジタル発振器が出力できない場合に、対応する周波数F1’を挟んだ出力可能な2つの周波数F1,F2を決定する対応周波数検出部と、
前記2つの周波数F1,F2を圧電トランスに交番出力する周波数出力部と、
前記2つの周波数F1,F2に対応する圧電トランスの出力電圧を交番発生させる比率を設定する交番比率設定部と、
前記2つの周波数F1,F2を、前記交番比率設定部によって設定された交番比率に基づいて出力するための制御信号を、前記周波数出力部に出力する交番間隔制御部とを備えていることを特徴とする圧電トランスの駆動回路。A piezoelectric transformer having a predetermined resonance frequency characteristic;
A digital oscillator that outputs a voltage of a predetermined frequency to the piezoelectric transformer,
An output detector for detecting the output voltage V 1 ′ of the piezoelectric transformer;
A piezoelectric transformer drive circuit comprising: a control unit that controls a frequency F 1 ′ output from the digital oscillator based on a detection signal from the output detection unit;
The controller is
An output voltage setting unit for setting an output voltage V 1 ′ of the piezoelectric transformer based on a detection signal from the output detection unit;
When the digital oscillator cannot output the frequency F 1 ′ corresponding to the output voltage V 1 ′, a corresponding frequency detector that determines two frequencies F 1 and F 2 that can be output across the corresponding frequency F 1 ′ When,
A frequency output unit that alternately outputs the two frequencies F 1 and F 2 to a piezoelectric transformer;
An alternating ratio setting unit for setting a ratio for alternately generating output voltages of piezoelectric transformers corresponding to the two frequencies F 1 and F 2 ;
An alternating interval control unit that outputs a control signal for outputting the two frequencies F 1 and F 2 to the frequency output unit based on the alternating ratio set by the alternating ratio setting unit. A drive circuit for a piezoelectric transformer characterized by the above.
この圧電トランスに対して、所定の周波数の電圧を出力するデジタル発振器と、
前記圧電トランスの出力電圧V1’を検出する出力検出部と、
前記出力検出部からの検出信号に基づいて、前記デジタル発振器が出力する周波数F1’を制御する制御部とを備えた圧電トランスの駆動回路において、
前記制御部は、
前記出力検出部からの検出信号に基づいて、圧電トランスの出力電圧V1’を設定する出力電圧設定部と、
前記出力電圧設定部が設定した出力電圧V1’に対応する周波数F1’を前記デジタル発振器が出力できるか否かを検出すると共に、出力電圧V1’に対応する周波数F1’を前記デジタル発振器が出力できない場合には、対応する周波数F1’を挟んだ出力可能な2つの周波数F1,F2を決定する対応周波数検出部と、
出力電圧V1’に対応する周波数F1’が出力できる場合にその周波数F1’を圧電トランスに出力し、出力電圧V1’に対応する周波数F1’が出力できない場合にその周波数F1’を挟んだ2つの周波数F1,F2を圧電トランスに交番出力する周波数出力部と、
前記対応周波数検出部が検出した2つの周波数F1,F2に対応する圧電トランスの出力電圧を交番発生させる比率を設定する交番比率設定部と、
前記周波数出力部における2つの周波数F1,F2を、前記交番比率設定部によって設定された交番比率に基づいて出力するための制御信号を、前記周波数出力部に出力する交番間隔制御部とを備えていることを特徴とする圧電トランスの駆動回路。A piezoelectric transformer having a predetermined resonance frequency characteristic;
A digital oscillator that outputs a voltage of a predetermined frequency to the piezoelectric transformer,
An output detector for detecting the output voltage V 1 ′ of the piezoelectric transformer;
A piezoelectric transformer drive circuit comprising: a control unit that controls a frequency F 1 ′ output from the digital oscillator based on a detection signal from the output detection unit;
The controller is
An output voltage setting unit for setting an output voltage V 1 ′ of the piezoelectric transformer based on a detection signal from the output detection unit;
Said digital together, the 'frequencies F 1 corresponding to' the output voltages V 1 wherein the digital oscillator 'frequencies F 1 corresponding to' the output voltages V 1 to the output voltage setting unit is configured to detect whether it is possible to output When the oscillator cannot output, a corresponding frequency detector that determines two frequencies F 1 and F 2 that can be output with the corresponding frequency F 1 ′ sandwiched therebetween,
'Outputs to the piezoelectric transformer, the output voltages V 1' Part frequencies F 1 when the 'frequencies F 1 corresponding to' the output voltages V 1 can output the frequencies F 1 if it can not output frequencies F 1 'corresponding to A frequency output unit that alternately outputs two frequencies F 1 and F 2 sandwiching 'to a piezoelectric transformer;
An alternating ratio setting unit for setting a ratio for alternately generating output voltages of piezoelectric transformers corresponding to the two frequencies F 1 and F 2 detected by the corresponding frequency detecting unit;
An alternating interval control unit that outputs a control signal for outputting the two frequencies F 1 and F 2 in the frequency output unit based on the alternating ratio set by the alternating ratio setting unit to the frequency output unit; A drive circuit for a piezoelectric transformer, comprising:
前記出力検出部からの検出信号に基づいて、圧電トランスの出力電圧V1’を設定するステップと
前記出力電圧V1’に対応する周波数F1’を前記デジタル発振器が出力できない場合に、対応する周波数F1’を挟んだ出力可能な2つの周波数F1,F2を決定するステップと、
検出した2つの周波数F1,F2に対応する圧電トランスの出力電圧を交番発生させる比率を設定するステップと、
前記2つの周波数F1,F2を、設定された交番比率に基づいて圧電トランスに出力するステップとを備えていることを特徴とする圧電トランスの駆動方法。 A piezoelectric transformer having a predetermined resonance frequency characteristic; a digital oscillator that outputs a voltage having a predetermined frequency F 1 ′ to the piezoelectric transformer; an output detection unit that detects an output voltage V 1 ′ of the piezoelectric transformer; In a driving method of a piezoelectric transformer comprising: a control unit that controls a frequency F 1 ′ output from the digital oscillator based on a detection signal from the output detection unit;
The step of setting the output voltage V 1 ′ of the piezoelectric transformer based on the detection signal from the output detection unit and the case where the digital oscillator cannot output the frequency F 1 ′ corresponding to the output voltage V 1 ′ Determining two frequencies F 1 and F 2 that can be output across the frequency F 1 ′;
Setting a ratio for alternately generating output voltages of the piezoelectric transformer corresponding to the detected two frequencies F 1 and F 2 ;
And a step of outputting the two frequencies F 1 and F 2 to the piezoelectric transformer based on the set alternating ratio.
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