压电式变压器的控制电路及控制方法技术

在输入电压上升时，用来驱动压电式变压器（１）的正弦波电压（的振幅）会增加，而使得由整流电路（９）加以整流过的检测电压（Ｖｔｉ）也会增加。来自一个用来将检测电压（Ｖｔｉ）与一参考电压（Ｖｒｅｆ２）相比较的误差放大器（１０）上的输出电压会上升。如果来自误差放大器（１０）的输出电压上升的话，则电压控制振荡电路（１１）会减少要加以输出之振荡信号的占空比（Ｄｕｔｙ Ｒａｔｉｏ）。在驱动电路（７）中，随着振荡信号之占空比的减少，包含在要加以输出之矩形波内的基波的振幅将会减小成一个输至压电式变压器（１）上的小驱动电压。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
专利技术范畴本专利技术是有关于适合使用在冷阴极萤光灯(CCFL)之驱动装置内的压电式变压器的控制电路和控制方法。
技术介绍
近来液晶显示装置被广泛地用来做为例如携带式笔记型个人计算机的显示器。这些液晶显示装置内设有冷阴极萤光灯来做为所谓的背光，以供自背面照亮一液晶显示板。在开启此种的冷阴极萤光灯时，其需要有一逆变器(Inverter)，以供将电池或类似者的低直流电压转换成初始照明状态中的1,000Vrms或更高的高交流电压和稳定照明状态中的约500Vrms的高交流电压。通常，是以绕组式变压器来做为此逆变器的升压变压器。但是近年来开始使用压电式变压器，其系经由机械能来做电能的转换，因之而可进行升压作业。此种压电式变压器的特性一般而言是不太完美，亦即其会随着输出负载(负载阻抗)的大小而大幅度地改变其升压比(Boosting Ratio)。另一方面，此种随着负载阻抗而变的特性却适合于冷阴极荧光灯的逆变器式电源的特性。因此，压电式变压器在做为合乎液晶显示装置所要的具有低侧面高度和高效率之需求的小型高电压电源供应器而言是相当有吸引力的。下面将配合附图说明图1来描述此种压电式变压器的控制电路的一个范例。图1是现有技术的压电式变压器控制电路的方块图。在图1中，参考编号101代表压电式变压器；102是负载，例如连接至压电式变压器101之输出端点上的冷阴极荧光灯；103是检测电阻器Rdet，用来检测流经该负载的电流；104是整流电路，用来检测电阻器103内所产生的交流电压转换成直流电压；105是误差放大器，用来将由整流电路104整流过的电压Vri(下文中称为负载电流检测电压)和一个参考电压Vref相比较，并将其差值加以放大来做为比较的结果；106是一个电压控制的振荡电路，用来输出一个具有根据误差放大器105之输出电压的振荡频率的信号(下文中称为振荡信号)；107是一驱动电路，系根据电压控制振荡电路106的振荡信号和一输入电压Vi(直流电流)来驱动该压电式变压器101。图2是一个用来显示现有技术之驱动电路的内部配置范例的图形。在图2中，参考编号107a代表一个晶体管，例如一FET(场效应晶体管)，藉由切换根据来自电压控制振荡电路106之振荡信号的输入电压Vi进而产生交流电压；以及107b是一绕组式变压器，可供施加交流电压至压电式变压器101上。由于绕组式变压器107b具有由次级电感部份和压电式变压器101的电容部分所造成的滤波作用之故，由晶体管107a之切换所产生的矩形波电压会在绕组式变压器107b的次级侧上改变为正弦波，其将会施加至该压电式变压器上。此正弦波电压会驱动压电式变压器101在压电式变压器101的输出端点上产生一个高交流电压。下文中将配合图3A和3B来说明上述配置的控制电路之操作。图3A和3B是用来解释来自压电式变压器之输出电压的频率特性和负载电流的范例的曲线图。如图3A中所示，压电式变压器101具有丘陵状共振频率特性，其顶点是压电式变压器101的共振频率。一般知道由于来自压电式变压器101的输出电压作用之故而流经负载102的电流也具有类似的丘陵状特性。在图3B中，此负载电流是由负载电流检测电压Vri(特性曲线A)加以代表的。下面将说明利用此特性的右侧(下降)部份所进行的控制。当此控制电路的电源被开启后，电压控制振荡电路106会以初始频率fa开始振荡。由于在此时没有电流流经负载102，因此产生在检测电阻器103上的电压是零。因此，误差放大器105会因将负载电流检测电压Vri与参考电压Vref相比较的结果而输出一个负电压至电压控制振荡电路106上。根据此一电压，电压控制振荡电路106会将振荡信号的振荡频率往较低频率方向移动。因此当频率移到较低频率上时，来自压电式变压器101的输出电压就会上升，而负载电流(负载电流检测电压Vri)亦会增加。当负载电流(负载电流检测电压Vri)和参考电压Vref变成互相相等时，其频率就会稳定下来(fb)。在以此种方式运作的控制电路中，即使压电式变压器101的共振频率因为温度的变化或是随着时间的变化而改变，该电压控制振荡电路106的振荡频率也会响应该项变化而移动，以致总是将该负载电流保持大致上固定不变。因此，在图1中所示的控制电路中，频率被控制成使负载电流检测电压Vri成为和参考电压Vref相等，而负载电流则由此频率控制而维持在预定的值上。但是，如果现有技术的压电式变压器控制电路中的输入电压Vi增加时，则用来驱动压电式变压器101的电压也会增加，而使得来自压电式变压器101的输出电压上升(图3B中的特性曲线B)。由于此输出电压上升会增加连接至压电式变压器101之输出端点上的负载内的电流，因此负载电流检测电压Vri会变成较参考电压Vref为高，使得振荡信号的频率移动至较高的频率fc。相反，如果输入电压降低，则负载电流会减少，使得振荡信号的频率移动至较低的频率上。一般而言，在压电式变压器是在压电式变压器的共振频率附近的频率来加以驱动时，压电式变压器的输入/输出转换效率会是最高的，且会随着频率移往较高频率处而降低。因此，虽然此控制电路具有能在即使在输入电压Vi改变时仍能将负载电流保持在预定值上的所需功能，但是压电式变压器的驱动频率会因为输入电压Vi上的变化而改变，造成较低的转换效率。专利技术概述本专利技术之目的在于提供一种压电式变压器用的控制电路和控制方法，其中负载电流可以被控制至一预定值上，从而该压电式变压器能以高效率来加以驱动，而不受输入电压上变化的影响。为达成上述目的，本专利技术的压电式变压器控制电路具有下列的配置。也就是说一种压电式变压器控制电路，可利用一驱动电路来将一直流输入电压加以切换而产生一交流电压，并利用该交流电压来驱动该压电式变压器，以得到一个高的交流电压，包含有驱动电压检测装置，用来检测输至该压电式变压器上的驱动电压的强度，驱动电压误差输出装置，用来将来自该驱动电压检测装置的输出信号与一个第一预定值相比较，并输出一结果，以及振荡装置，可根据来自该驱动电压误差输出装置的输出信号而输出一个用来切换该输入电压的振荡信号。该振荡信号最好是一矩形波，且该振荡装置最好是可以调整该矩形波的占空比。最好该压电式变压器控制电路进一步包含有负载电流检测装置，用来检测流经一个连接于该压电式变压器上的负载内的电流强度，以及负载电流误差输出装置，用来将来自该负载电流检测装置的输出信号与一个第二预定值相比较，并输出一结果，其中该振荡装置包含有频率调整装置，可根据来自该负载电流输出误差装置的输出信号而调整该振荡信号的频率，以及占空比调整装置，可根据来自该驱动电压误差输出装置的输出信号而调整该振荡信号的占空比。在此种配置下，该负载电流会被控制成该第二预定值，且该输至压电式变压器上的驱动电压是被控制成该第一预定值，而不管该输入电压的变化为何。此外，为达成上述之目的，本专利技术的压电式变压器控制方法包含有下列的安排。也就是一种用来将直流输入电压加以切换而产生交流电压，并利用该交流电压来驱动一压电式变压器以得到一高交流电压的压电式变压器控制方法，包含有检测输至该压电式变压器上之驱动电压强度的驱动电压检测步骤，将检测到的驱动电压与第一预定值相比较的第一比较步骤，以及根据比较结果而产生用以切换输入电压的振荡信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电式变压器控制电路，可利用驱动电路（７）来将直流输入电压加以切换而产生交流电压，并利用该交流电压来驱动该压电式变压器，以得到高的交流电压，包含有：驱动电压检测装置（８ａ、８ｂ、９），用来检测输至该压电式变压器上的驱动电压的强度； 驱动电压误差输出装置（１０），用来将来自该驱动电压检测装置的输出信号与第一预定值相比较，并输出结果；以及振荡装置（１１），可根据来自该驱动电压误差输出装置的输出信号而输出用来切换该输入电压的振荡信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤村健，石川胜之，外山正明，
申请(专利权)人：太平洋水泥株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]