CN101019469A - 冷阴极管驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的冷阴极管驱动装置，设有：生成高频电压的倒相电路(1)；使通过倒相电路(1)生成的高频电压升压的升压变压器(2)；通过利用升压变压器(2)升压后的高频电压点灯的冷阴极管(3)；相对于冷阴极管(3)并联连接、并具有电抗元件(4)的串联电路(6)；将串联电路(6)的导通电流值(i2)和升压变压器(2)的次级侧电流值(i1)进行合成、并间接检测出冷阴极管(3)的灯电流值(iL)的复合电路(8)；以及根据通过复合电路(8)被间接检测出的灯电流值(iL)控制倒相电路(1)，进而控制冷阴极管(3)的灯电流的控制电路(9)。

Description

冷阴极管驱动装置
技术领域
本发明涉及的是冷阴极管驱动装置。
背景技术
现有技术下，在液晶电视接收机(以下，称为“液晶TV”)、液晶监视器等的液晶显示面板的背景光(back light)中，使用多根冷阴极管(CCFL：Cold Cathode Fluorescent Lamp)(例如，参照专利文献1)。
图4是表示现有技术下的冷阴极管驱动装置的电路图。在图4所示的装置中，倒相电路101产生高频电压，升压变压器102使通过倒相电路101产生的高频电压升压，并将升压后的高频电压施加于冷阴极管103。谐振电容器104是与升压变压器102的次级绕组一同构成谐振电路的电容器。
倒相电路101通过二极管D取得电阻105中的衰减电压，根据该衰减电压检测出冷阴极管103的导通电流值，并根据该值来控制冷阴极管103的灯电流(lamp current)等。
通过如以上所述的电路构成，可以从冷阴极管103的低压部直接检测出冷阴极管103的灯电流。
在中型及小型的液晶显示面板中，由于冷阴极管103比较短，因连接于冷阴极管103的两极的两根电线106a、106b的配设而产生的寄生电容的影响小，因此，连接于冷阴极管103的两极的两根电线106a、106b的一方向另一方缠绕。
另一方面，在近年来开发的宽画面、大型的液晶显示面板中，由于使用长冷阴极管103从而电线106a、106b变长等原因，如果连接于冷阴极管103的两极的两根电线106a、106b的一方向另一方缠绕的话，会导致寄生电容变大，漏电流增加，亮度降低，相对于倒相电路101的输出的灯电力效率降低。
因此，在使用长冷阴极管103的情况下，不将连接于冷阴极管103的两极的两根电线106a、106b的一方向另一方缠绕，低压侧的电线106b在冷阴极管103的根部附近，作为地线(ground)直接连接于筐体等。图6是表示用于长冷阴极管的现有技术下的冷阴极管驱动装置的电路图。另外，图7是表示用于多根长冷阴极管的现有技术下的冷阴极管驱动装置的电路图。
在这些情况下，由于低压侧的电线106b直接连接于冷阴极管103附近的地线，不能够从冷阴极管103的低压侧直接检测出灯电流值，因此将升压变压器102的次级绕组的导通电流作为灯电流，从电阻111的衰减电压进行检测。
专利文献1：特开2004-213994号公报(图1)
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在用于长冷阴极管的现有技术下的冷阴极管驱动装置中，由于将变压器102的次级绕组的导通电流值作为灯电流值而间接检测，因此，导通冷阴极管103的两极间的寄生电容Cf、与冷阴极管103和面板等构造物之间的寄生电容的电流包括在被检测的电流值内，难以正确地检测出灯电流值，从而正确地控制灯电流、照明光量等。
本发明是鉴于上述课题而进行的，其目的在于得到一种，间接且正确地检测出冷阴极管的灯电流值，从而能够正确地控制灯电流、照明光量等的冷阴极管驱动装置。
解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明具有如以下所述的构成。
本发明涉及的冷阴极管驱动装置，设有：生成高频电压的倒相电路；使通过倒相电路生成的高频电压升压的升压变压器；通过利用升压变压器升压后的高频电压点灯的冷阴极管；相对于冷阴极管并联连接、并设有电抗元件的串联电路；将串联电路的导通电流值和升压变压器的次级侧电流值进行合成、并间接检测出冷阴极管的灯电流值的复合电路；以及根据通过复合电路间接检测出的灯电流值控制倒相电路，进而控制冷阴极管的灯电流的控制电路。
由此，由于间接检测出的电流值中的、寄生电容的导通电流的影响通过复合电路被降低，因此，能够间接且正确地检测出冷阴极管的灯电流值，从而正确地控制灯电流、照明光量等。
另外，本发明涉及的冷阴极管驱动装置，在上述冷阴极管驱动装置的基础上，也可以如下述那样形成。即，复合电路以消除相对于冷阴极管并联存在的寄生电容的导通电流值的比例，在升压变压器的次级侧电流值上合成串联电路的导通电流值。
由此，由于寄生电容的导通电流成分从检测电流值中被除去，因此，能够间接且更加正确地检测出冷阴极管的灯电流值，从而更加正确地控制灯电流、照明光量等。
另外，本发明涉及的冷阴极管驱动装置，在上述任意冷阴极管驱动装置的基础上，也可以如下述那样形成。即，作为串联电路的电抗元件，使用与升压变压器的次级绕组一同形成谐振电路的谐振电容器。
由此，由于将谐振电容器利用于串联电路的电抗元件，因此，能够减少在设置相对于冷阴极管并联连接、并设有电抗元件的串联电路时新设置的元件。
发明效果
如果采用本发明，可以得到一种间接且正确地检测出冷阴极管的灯电流值，从而能够正确地控制灯电流、照明光量等的冷阴极管驱动装置。
附图说明
图1是表示本发明实施形态涉及的冷阴极管驱动装置的构成的电路图。
图2是对本发明实施形态涉及的冷阴极管驱动装置的升压变压器的次级侧电流值和串联电路的导通电流值的关系进行说明的示意图。
图3是用于说明本发明实施形态涉及的冷阴极管驱动装置的效果的示意图。
图4是表示现有技术下的冷阴极管驱动装置的电路图。
图5是表示本发明实施形态二涉及的冷阴极管驱动装置的构成的电路图。
图6是表示用于长冷阴极管的现有技术下的冷阴极管驱动装置的电路图。
图7是表示用于多根长冷阴极管的现有技术下的冷阴极管驱动装置的电路图。
符号说明
1倒相电路
2升压变压器
3冷阴极管
4谐振电容器(电抗元件)
6串联电路
8复合电路
9控制电路
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施形态进行说明。
实施形态一
图1是表示本发明实施形态一涉及的冷阴极管驱动装置的构成电路图。在图1中，倒相电路1是与直流电源连接、并生成高频电压的电路。另外，升压变压器2是使通过倒相电路1生成的高频电压升压的变压器。
另外，冷阴极管3是，一端连接于升压变压器2的次级绕组的一端，另一端连接于附近的地线(接地线、成为地线的构造物等)的冷阴极管(CCFL)。冷阴极管3是放电管，是在两极间移动的电子与密封气体等碰撞而发出萤光的发光管。
另外，谐振电容器4是与升压变压器2的次级绕组一同形成谐振电路的电抗元件。电阻5是相对于谐振电容器4串联连接的电阻元件。谐振电容器4的一端连接于冷阴极管3的一端，谐振电容器4的另一端连接于电阻5的一端。电阻5的另一端接地。由该谐振电容器4和电阻5构成相对于冷阴极管3并联连接的串联电路6。
另外，电阻7是相对于升压变压器2的次级绕组串联连接的电阻元件。电阻7的一端连接于升压变压器2的次级绕组的另一端，电阻7的另一端接地。
另外，复合电路8是，将串联电路6的导通电流值i2和升压变压器2的次级侧电流值i1进行合成、并间接检测出冷阴极管3的灯电流iL的电路。
在复合电路8中，电阻R1的一端连接于电阻7的一端和升压变压器2的次级绕组的另一端，电阻R1的另一端连接于电阻R2的一端及电阻R3的一端。电阻R2的另一端连接于谐振电容器4的另一端及电阻5的一端。电阻R3的另一端接地。也就是说，电阻R1的一端和电阻R2的另一端成为复合电路8的两个输入端，电阻R1的另一端和电阻R2的一端的连接点成为复合电路8的一个输出端。
另外，控制电路9是，根据通过复合电路8间接检测出的灯电流值来控制倒相电路1，进而控制冷阴极管3的灯电流、灯电力等的电路。由于因冷阴极管3的个体差异、环境温度等不同而灯电流发生变化，因此，为了不使灯电流因这些要因而发生变化，控制电路9控制倒相电路1、以使灯电流稳定。  例如，控制电路9是向倒相电路1内未图示的全桥式(full bridge)构成的开关元件供给门(gate)信号、并进行PWM(PulseWidth Modulation)控制的电路。在该实施形态中，控制电路9通过二极管D与复合电路8的电阻R1、R2、R3的连接点连接。
进而，由于冷阴极管3自身、冷阴极管3和面板等构造物之间的设置间隔狭窄等原因，在冷阴极管3的两极间产生寄生电容Cf。该寄生电容Cf的值，主要决定于冷阴极管3、和成为地线的面板底座等构造物之间间隙的大小。
接下来，对上述装置的工作进行说明。
倒相电路1生成规定频率的高频电压，并施加于升压变压器2的初级绕组。升压变压器2使通过倒相电路1生成的高频电压升压。升压变压器2的次级绕组的感应电压被向冷阴极管3等施加。由此，灯电流iL导通，冷阴极管3发光。
然后，控制电路9根据通过复合电路8间接检测出的灯电流iL的值来控制倒相电路1，进而控制灯电流iL、灯电力等。
在此，对利用复合电路8进行的灯电流值iL的检测进行说明。
点灯后，紧接着灯电流、寄生电容Cf的导通电流等被合成后的电流在电阻7和升压变压器2的次级侧流通，电流值为i1。
另外，由于谐振电容器4存在于串联电路6，因此串联电路6的导通电流的相位从电阻7的导通电流的相位、即从升压变压器2的次级侧电流的相位偏离。该相位的偏离量大约为(90+45)度。图2是对本发明实施形态涉及的冷阴极管驱动装置的升压变压器2的次级侧电流值i1和串联电路6的导通电流值i2的关系进行说明的示意图。如图2所示，电流值i2的相位从电流值i1的相位偏离。
在复合电路8中，对应于电阻7的两端电压V1(＝-R7×i1，R7为电阻7的电阻值)和电阻5的两端电压V2(＝R5×i2，R5为电阻5的电阻值)，复合电流值i3大致为(-i1×R7/(R1+R3)+i2×R5/(R2+R3))。即，电阻7的导通电流值i1和电阻5的导通电流值i2的加权差分成为复合电流值i3。
另外，电阻7的导通电流值i1和电阻5的导通电流值i2的合成比例可以利用电阻5、7的电阻值R5、R7的比率进行调整。因此，该电阻R5、R7的值，例如，只要在试制或制造液晶面板时进行调整，使灯电流iL和电阻R3的导通电流i3同步、且一致或相似即可。另外，为了容易调整，可以将电阻R5、R7作为可变电阻。也可以调整电阻值R1、R2、R3来代替电阻值R5、R7，或者在电阻值R5、R7的基础上调整电阻值R1、R2、R3。
另一方面，在电阻7的电流值i1中，如上所述，含有寄生电容Cf的导通电流iC的成分，因此相应地电阻7的电流值i1的相位从灯电流iL的相位偏离。因此，在复合电路8中，通过如以上所述那样得到电流值i1和从电流值i1相位偏离的电流值i2的差分，电阻7的电流值i1中的寄生电容Cf的导通电流iC的成分的一部分或全部被消除，作为复合电流值i3，能够得到相对于电阻7的电流值i1接近于灯电流值iL的电流值。
这样，在复合电路8中能够得到复合电流值i3，该电流值作为电阻R3的两端电压被检测。
控制电路9通过二极管D检测出电阻R3的两端电压，将据此形成的复合电流值i3作为间接检测出的灯电流值iL，根据该灯电流值iL控制倒相电路1。
图3是用于说明本发明实施形态涉及的冷阴极管驱动装置的效果的示意图。在图3中，为了证明冷阴极管驱动装置的效果，将在图1所示电路的冷阴极管3的低压侧插入电阻而直接测定的灯电流值iL的实测波形、和复合电路8中的复合电流i3的实测波形进行了比较。如图3所示，通过以规定的比例将升压变压器2的次级侧电流值i1和串联电路6的电流值i2进行合成，可以得到与直接测定的灯电流值iL大致同步且相似的复合电流i3。
如以上所述，如果采用上述实施形态一的话，设有电容器4的串联电路6相对于冷阴极管3并联连接，复合电路8将串联电路6的导通电流值i2和升压变压器2的次级侧电流值i1进行合成，并间接检测出冷阴极管3的灯电流值iL。然后，控制电路9根据通过复合电路8间接检测出的灯电流值iL控制倒相电路1，进而控制冷阴极管3的灯电流。
由此，由于间接检测出的电流值iL中的、寄生电容Cf的导通电流iC的影响通过复合电路8被降低，因此，能够间接且正确地检测出冷阴极管3的灯电流值iL，从而正确地控制灯电流、照明光量等。进而，在将多根冷阴极管3作为背景光使用的情况下，由于能够正确控制各冷阴极管3的光量，因此能够抑制液晶显示面板的亮度斑的发生。
进而，如果采用上述实施形态一的话，复合电路8以消除相对于冷阴极管3并联存在的寄生电容Cf的导通电流值iC的比例，在升压变压器2的次级侧电流值i1内合成串联电路6的导通电流值i2。
由此，由于检测出除去寄生电容Cf的导通电流成分iC后的电流值i3，因此能够间接且更加正确地检测出冷阴极管3的灯电流值iL，从而更加正确地控制灯电流、照明光量等。
进而，如果采用上述实施形态一的话，作为串联电路6的电抗元件，使用与升压变压器2的次级绕组一同形成谐振电路的谐振电容器4。
由此，由于将谐振电容器4利用于串联电路6的电抗元件，因此能够减少在设置相对于冷阴极管3并联连接、并设有电抗元件的串联电路6时新设置的元件。
实施形态二
本发明实施形态二涉及的冷阴极管驱动装置，是驱动多根冷阴极管的装置。图5是表示本发明实施形态二涉及的冷阴极管驱动装置的构成的电路图。在图5中，驱动部21-i(i＝1，…，n，n＞1)以由倒相电路1输出的高频电压为基础，分别驱动一根冷阴极管3的电路。驱动部21-i分别设有与图1相同的升压变压器2、冷阴极管3、串联电路6、电阻7、复合电路8以及二极管D。在该实施形态二中，控制电路9根据通过驱动部21-1～21-n中的复合电路8间接检测出的灯电流值来控制倒相电路1，进而控制驱动部21-1～21-n中的冷阴极管3的灯电流、灯电力等。
另外，对于图5中的其他构成，由于与实施形态一(图1)的标有同一符号的部件相同，因此省略其说明。另外，对于各驱动部21-i的工作，也与实施形态一中相同电路部分的工作相同，因此省略其说明。
如以上所述，如果采用上述实施形态二的话，即使在使多根冷阴极管3点灯的情况下，也能够得到与实施形态一同样的效果。也就是说，在将多根冷阴极管3作为背景光使用的情况下，由于能够正确控制各冷阴极管3的光量，因此能够抑制液晶显示面板的亮度斑的发生。
另外，上述各实施形态虽然是本发明的较佳实施例，但是，本发明并不限于此，在不脱离本发明要旨的范围内，可以进行各种变形、变更。
例如，在上述实施形态一、二中，作为串联电路6的电抗元件利用谐振电容器4，但是，也可以代之以与谐振电容器4独立地设置串联电路6。
另外，在上述实施形态一、二中，利用由三个电阻R1、R2、R3构成的复合电路8，来合成电流值i1(电压值V1)和电流值i2(电压值V2)，但是，也可以代之以使用晶体管或运算放大器等能动元件来合成电流值i1(电压值V1)和电流值i2(电压值V2)。
工业应用性
本发明例如可以适用于，用于分别驱动构成20英寸或20英寸以上的液晶显示面板的背景光的多根长冷阴极管的冷阴极管驱动装置。

Claims (3)

1.一种冷阴极管驱动装置，其特征在于，设有：
生成高频电压的倒相电路，
使通过上述倒相电路生成的高频电压升压的升压变压器，通过利用上述升压变压器升压后的高频电压点灯的冷阴极管，相对于上述冷阴极管并联连接、并设有电抗元件的串联电路，将上述串联电路的导通电流值和上述升压变压器的次级侧电流值进行合成、并间接检测出上述冷阴极管的灯电流值的复合电路，以及根据通过上述复合电路被间接检测出的灯电流值控制上述倒相电路，进而控制上述冷阴极管的灯电流的控制电路。
2.如权利要求1所述的冷阴极管驱动装置，其特征在于，所说的复合电路，以消除相对于上述冷阴极管并联存在的寄生电容的导通电流值的比例，在上述升压变压器的次级侧电流值上合成上述串联电路的导通电流值。
3.如权利要求1或2所述的冷阴极管驱动装置，其特征在于，所说的串联电路的电抗元件是，与上述升压变压器的次级绕组一同形成谐振电路的谐振电容器。
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