JP2000235898A - 蛍光管の駆動回路 - Google Patents
蛍光管の駆動回路Info
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- JP2000235898A JP2000235898A JP11036582A JP3658299A JP2000235898A JP 2000235898 A JP2000235898 A JP 2000235898A JP 11036582 A JP11036582 A JP 11036582A JP 3658299 A JP3658299 A JP 3658299A JP 2000235898 A JP2000235898 A JP 2000235898A
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- inductor
- semiconductor switch
- fluorescent tube
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- piezoelectric transformer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電トランスの寿命、効率を向上させ、又蛍
光管の寿命を向上させることが可能な蛍光管の駆動回路
を提供する。 【解決手段】 圧電トランスの一対の入力端子とインダ
クタの両端とが並列接続され、該インダクタの中間タッ
プに入力電源が接続されており、かつ制御回路に接続さ
れた２つの半導体スイッチを有し、第１の半導体スイッ
チの出力が前記インダクタの一端に接続され、第２の半
導体スイッチの出力が前記インダクタの他端に接続され
ている蛍光管の駆動回路。
光管の寿命を向上させることが可能な蛍光管の駆動回路
を提供する。 【解決手段】 圧電トランスの一対の入力端子とインダ
クタの両端とが並列接続され、該インダクタの中間タッ
プに入力電源が接続されており、かつ制御回路に接続さ
れた２つの半導体スイッチを有し、第１の半導体スイッ
チの出力が前記インダクタの一端に接続され、第２の半
導体スイッチの出力が前記インダクタの他端に接続され
ている蛍光管の駆動回路。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶ディス
プレイに用いられる冷陰極管の如き蛍光管の駆動回路に
関する。
プレイに用いられる冷陰極管の如き蛍光管の駆動回路に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、液晶ディスプレイ等にあって
は、液晶自体が発光しないことからこの表示用の光源、
例えばバックライトとして冷陰極管のような蛍光管が用
いられている。この蛍光管は、小型で消費電力も少ない
ことから小型・薄型化が求められている例えばノート型
パーソナルコンピュータ等に広く採用されている。
は、液晶自体が発光しないことからこの表示用の光源、
例えばバックライトとして冷陰極管のような蛍光管が用
いられている。この蛍光管は、小型で消費電力も少ない
ことから小型・薄型化が求められている例えばノート型
パーソナルコンピュータ等に広く採用されている。
【０００３】この蛍光管を駆動するためには、これ自体
の長さや直径にもよるが一般的には数１００〜数キロボ
ルトの高い電圧が要求され、この高電圧を発生させるた
めには一般の電磁型トランスを用いた場合、１次巻線が
数ターンであっても高圧を発生させる２次側には数１０
０〜数１０００ターンもの２次巻線を施さなければなら
ない。そのために、この種の巻線型トランスを用いた場
合には、巻線を多数巻回させねばならないことから駆動
装置自体の小型化及び低コスト化に対して限界が生じて
しまうという問題がある。
の長さや直径にもよるが一般的には数１００〜数キロボ
ルトの高い電圧が要求され、この高電圧を発生させるた
めには一般の電磁型トランスを用いた場合、１次巻線が
数ターンであっても高圧を発生させる２次側には数１０
０〜数１０００ターンもの２次巻線を施さなければなら
ない。そのために、この種の巻線型トランスを用いた場
合には、巻線を多数巻回させねばならないことから駆動
装置自体の小型化及び低コスト化に対して限界が生じて
しまうという問題がある。
【０００４】そこで、上記した小型化・低コスト化に対
して限界のある電磁型トランスに代えて、構造が非常に
簡単なため小型化・低コスト化が可能で、しかも銅損も
鉄損も生じない圧電トランスが注目されてきた。この圧
電トランスは、板状のセラミックスよりなり、上記電磁
型トランスが２つの巻線間で生ずる磁束を媒体にして高
電圧を発生させるのに対して、交流入力電圧を機械的な
振動に変え、更にこの機械的な振動から圧電効果により
電荷を発生させて高電圧を得るものである。この圧電ト
ランスの原理は、例えば１９８０年６月号の雑誌「電子
科学」の「圧電セラミック素子を利用した直流高圧電
源」（６７ページ〜７３ページ）に示されている。
して限界のある電磁型トランスに代えて、構造が非常に
簡単なため小型化・低コスト化が可能で、しかも銅損も
鉄損も生じない圧電トランスが注目されてきた。この圧
電トランスは、板状のセラミックスよりなり、上記電磁
型トランスが２つの巻線間で生ずる磁束を媒体にして高
電圧を発生させるのに対して、交流入力電圧を機械的な
振動に変え、更にこの機械的な振動から圧電効果により
電荷を発生させて高電圧を得るものである。この圧電ト
ランスの原理は、例えば１９８０年６月号の雑誌「電子
科学」の「圧電セラミック素子を利用した直流高圧電
源」（６７ページ〜７３ページ）に示されている。
【０００５】この圧電トランスを利用した蛍光管の駆動
回路は、種々の回路が提案されている。その一例を図２
に示す。この従来例は、直流電源Ｖ１０からインダクタ
５４を経て圧電トランス３０の入力電極３１に接続さ
れ、この入力電圧の制御に、半導体スイッチ４３がその
圧電トランス３０の入力電極３１、３２間に接続されて
いる。この半導体スイッチ４３には制御回路７２が接続
されている。尚、圧電トランス３０の出力電極３３は蛍
光管２０に接続され、蛍光管２０から制御回路７２にフ
ィードバックされている。尚、６１は負荷電流検出用の
抵抗である。この駆動回路の動作を図５に示す。
回路は、種々の回路が提案されている。その一例を図２
に示す。この従来例は、直流電源Ｖ１０からインダクタ
５４を経て圧電トランス３０の入力電極３１に接続さ
れ、この入力電圧の制御に、半導体スイッチ４３がその
圧電トランス３０の入力電極３１、３２間に接続されて
いる。この半導体スイッチ４３には制御回路７２が接続
されている。尚、圧電トランス３０の出力電極３３は蛍
光管２０に接続され、蛍光管２０から制御回路７２にフ
ィードバックされている。尚、６１は負荷電流検出用の
抵抗である。この駆動回路の動作を図５に示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の駆動回路におい
ては、圧電トランスを半波駆動すると、圧電トランスの
寿命が低下するという危険性がある。また、従来の回路
では、蛍光管の駆動電圧が非対称であり、蛍光管の寿命
の低下を招くといった問題点があった。
ては、圧電トランスを半波駆動すると、圧電トランスの
寿命が低下するという危険性がある。また、従来の回路
では、蛍光管の駆動電圧が非対称であり、蛍光管の寿命
の低下を招くといった問題点があった。
【０００７】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、圧電トランスの寿命を向上させ、又圧電トラ
ンスの効率を向上させ、又蛍光管の寿命を向上させるこ
とが可能な蛍光管の駆動回路を提供すること、又電磁ト
ランスを用い、正弦波駆動により蛍光管を駆動させ蛍光
管の寿命を向上させることが可能な回路を提供すること
にある。
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、圧電トランスの寿命を向上させ、又圧電トラ
ンスの効率を向上させ、又蛍光管の寿命を向上させるこ
とが可能な蛍光管の駆動回路を提供すること、又電磁ト
ランスを用い、正弦波駆動により蛍光管を駆動させ蛍光
管の寿命を向上させることが可能な回路を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、蛍光管を駆動する回路において、圧電
トランスの一対の入力端子とインダクタの両端とが並列
接続され、該インダクタの中間タップに入力電源が接続
されており、かつ制御回路に接続された２つの半導体ス
イッチを有し、第１の半導体スイッチの出力が前記イン
ダクタの一端に接続され、第２の半導体スイッチの出力
が前記インダクタの他端に接続されていることを特徴と
するものである。
解決するために、蛍光管を駆動する回路において、圧電
トランスの一対の入力端子とインダクタの両端とが並列
接続され、該インダクタの中間タップに入力電源が接続
されており、かつ制御回路に接続された２つの半導体ス
イッチを有し、第１の半導体スイッチの出力が前記イン
ダクタの一端に接続され、第２の半導体スイッチの出力
が前記インダクタの他端に接続されていることを特徴と
するものである。
【０００９】また本発明は、電磁トランスの１次コイル
の中間タップに入力電源が接続され、前記１次コイルに
並列にコンデンサが接続されており、かつ制御回路に接
続された２つの半導体スイッチを有し、第１の半導体ス
イッチの出力が前記１次コイルの一端に接続され、第２
の半導体スイッチの出力が前記１次コイルの他端に接続
されるとともに、前記電磁トランスの２次コイルに並列
にコンデンサが接続されるとともに、該２次コイルの出
力により蛍光管を点灯することを特徴とする蛍光管の駆
動回路である。
の中間タップに入力電源が接続され、前記１次コイルに
並列にコンデンサが接続されており、かつ制御回路に接
続された２つの半導体スイッチを有し、第１の半導体ス
イッチの出力が前記１次コイルの一端に接続され、第２
の半導体スイッチの出力が前記１次コイルの他端に接続
されるとともに、前記電磁トランスの２次コイルに並列
にコンデンサが接続されるとともに、該２次コイルの出
力により蛍光管を点灯することを特徴とする蛍光管の駆
動回路である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明を図を用いて詳細に説明す
る。図１は、本発明に係る一実施例の回路図である。こ
の実施例は、圧電トランス３０の一対の入力電極３１、
３２と、インダクタ５０の両端子５１、５３とが並列に
接続されている。入力電源となる直流電源１０は、イン
ダクタ５０の中間タップ５２に接続されている。制御回
路７１により制御される２つの半導体スイッチ４１、４
２を有し、第１の半導体スイッチ４１の出力はインダク
タ５０の一方の端子５１に接続され、第２の半導体スイ
ッチ４２の出力はインダクタ５０の他方の端子５３に接
続されている。そして、圧電トランス３０の出力電極３
３は蛍光管２０に接続されている。また制御回路７１は
蛍光管２０からのフィードバックを受けている。６１
は、負荷電流検出用の抵抗である。
る。図１は、本発明に係る一実施例の回路図である。こ
の実施例は、圧電トランス３０の一対の入力電極３１、
３２と、インダクタ５０の両端子５１、５３とが並列に
接続されている。入力電源となる直流電源１０は、イン
ダクタ５０の中間タップ５２に接続されている。制御回
路７１により制御される２つの半導体スイッチ４１、４
２を有し、第１の半導体スイッチ４１の出力はインダク
タ５０の一方の端子５１に接続され、第２の半導体スイ
ッチ４２の出力はインダクタ５０の他方の端子５３に接
続されている。そして、圧電トランス３０の出力電極３
３は蛍光管２０に接続されている。また制御回路７１は
蛍光管２０からのフィードバックを受けている。６１
は、負荷電流検出用の抵抗である。
【００１１】この実施例の動作を図４に示す。この実施
例によれば、圧電トランス３０の一対の入力端子とイン
ダクタ５０とが並列接続されることにより、並列共振に
よる正弦波電圧が発生する。これが、図４のＶ５３の破
線を含む正弦波である。端子５３の電圧は、入力の直流
電源１０の電位を中心に正弦波で振動している。振幅が
ＧＮＤ電位まで下がった時に、半導体スイッチ４２がＯ
Ｎしている。このとき、入力電源１０が、インダクタ５
０の端子５２と５３に印加されることにより、エネルギ
ーが注入される。逆位相の端子５１には半導体スイッチ
４１があり、同様に逆位相のタイミングでエネルギーが
注入される。この電気エネルギーは、インダクタ５０と
圧電トランス３０で共振振動している。負荷に供給した
電気エネルギー分振動エネルギーが低下する。この分を
半導体スイッチ４１、４２のＯＮのときに注入する。半
導体スイッチ４１、４２のＯＮ時間率は、入力電圧の値
で、制御回路７１で設定している。負荷電流は、抵抗６
１で検知して、この値を安定化するように、半導体スイ
ッチ４１、４２の駆動周波数を制御回路７１で設定して
いる。
例によれば、圧電トランス３０の一対の入力端子とイン
ダクタ５０とが並列接続されることにより、並列共振に
よる正弦波電圧が発生する。これが、図４のＶ５３の破
線を含む正弦波である。端子５３の電圧は、入力の直流
電源１０の電位を中心に正弦波で振動している。振幅が
ＧＮＤ電位まで下がった時に、半導体スイッチ４２がＯ
Ｎしている。このとき、入力電源１０が、インダクタ５
０の端子５２と５３に印加されることにより、エネルギ
ーが注入される。逆位相の端子５１には半導体スイッチ
４１があり、同様に逆位相のタイミングでエネルギーが
注入される。この電気エネルギーは、インダクタ５０と
圧電トランス３０で共振振動している。負荷に供給した
電気エネルギー分振動エネルギーが低下する。この分を
半導体スイッチ４１、４２のＯＮのときに注入する。半
導体スイッチ４１、４２のＯＮ時間率は、入力電圧の値
で、制御回路７１で設定している。負荷電流は、抵抗６
１で検知して、この値を安定化するように、半導体スイ
ッチ４１、４２の駆動周波数を制御回路７１で設定して
いる。
【００１２】この実施例によれば、対称電圧で蛍光管を
駆動できるため、蛍光管の長寿命化を計ることができ
る。また、圧電トランスを全波駆動することができ、圧
電トランスの寿命の向上を計ることができる。また、双
方向駆動のため、入力電流リップル周波数が２倍とな
り、リップル分を少なくすることができる。また、半導
体スイッチの最大電圧は、入力電圧の２倍でクランプさ
れるため、従来より低い値となる。このため、半導体ス
イッチに流れる電流も１／２となり、従来よりも低電圧
タイプの半導体スイッチを用いることができる。また、
本実施例によれば、同じ条件で比較試験した従来例に比
較し、圧電トランスの温度上昇が８０％以下に軽減され
た。これにより、本実施例によれば、圧電トランスの損
失を低減させることができる。
駆動できるため、蛍光管の長寿命化を計ることができ
る。また、圧電トランスを全波駆動することができ、圧
電トランスの寿命の向上を計ることができる。また、双
方向駆動のため、入力電流リップル周波数が２倍とな
り、リップル分を少なくすることができる。また、半導
体スイッチの最大電圧は、入力電圧の２倍でクランプさ
れるため、従来より低い値となる。このため、半導体ス
イッチに流れる電流も１／２となり、従来よりも低電圧
タイプの半導体スイッチを用いることができる。また、
本実施例によれば、同じ条件で比較試験した従来例に比
較し、圧電トランスの温度上昇が８０％以下に軽減され
た。これにより、本実施例によれば、圧電トランスの損
失を低減させることができる。
【００１３】尚、本発明において、圧電トランス３０の
構造は特に限定されない。又、上記実施例においては、
蛍光管として液晶ディスプレイのバックライトに用いる
冷陰極管を例にとって説明したが、この種の蛍光管に限
定されず、他の全ての蛍光管にも適用し得るのは勿論で
ある。
構造は特に限定されない。又、上記実施例においては、
蛍光管として液晶ディスプレイのバックライトに用いる
冷陰極管を例にとって説明したが、この種の蛍光管に限
定されず、他の全ての蛍光管にも適用し得るのは勿論で
ある。
【００１４】また、本発明に係る別の実施例の回路図を
図３に示す。この実施例は、圧電トランスではなく電磁
トランス５７を使用する場合の回路図である。回路構成
は、インダクタ５０と圧電トランス３０部分以外は、実
質的に図１の実施例と同じである。インダクタ５０と圧
電トランス３０の代わりに、電磁トランス５７を採用す
る。電磁トランス５７の１次端子５１、５３に並列共振
コンデンサ８１が接続している。電磁トランス５７の２
次端子５８、５９に接続しているコンデンサ８２は、電
磁トランス５７の２次巻線の分布容量や負荷の浮遊容量
分で代替えできる。電磁トランス５７のインダクタンス
値とコンデンサ８１とコンデンサ８２の合成容量値で、
並列共振振動による正弦波電圧が電磁トランス５７に発
生する。この電圧は電磁トランス５７の２次巻線で高電
圧に昇圧して、負荷の蛍光管２０に供給する。
図３に示す。この実施例は、圧電トランスではなく電磁
トランス５７を使用する場合の回路図である。回路構成
は、インダクタ５０と圧電トランス３０部分以外は、実
質的に図１の実施例と同じである。インダクタ５０と圧
電トランス３０の代わりに、電磁トランス５７を採用す
る。電磁トランス５７の１次端子５１、５３に並列共振
コンデンサ８１が接続している。電磁トランス５７の２
次端子５８、５９に接続しているコンデンサ８２は、電
磁トランス５７の２次巻線の分布容量や負荷の浮遊容量
分で代替えできる。電磁トランス５７のインダクタンス
値とコンデンサ８１とコンデンサ８２の合成容量値で、
並列共振振動による正弦波電圧が電磁トランス５７に発
生する。この電圧は電磁トランス５７の２次巻線で高電
圧に昇圧して、負荷の蛍光管２０に供給する。
【００１５】この実施例においても、図４に示したもの
と同様の動作なり、対称電圧で蛍光管を駆動することが
できる。これにより、蛍光管の長寿命化に貢献すること
ができる。また、半導体スイッチに流れる電流も１／２
となり、従来よりも低電圧タイプの半導体スイッチを用
いることができる。
と同様の動作なり、対称電圧で蛍光管を駆動することが
できる。これにより、蛍光管の長寿命化に貢献すること
ができる。また、半導体スイッチに流れる電流も１／２
となり、従来よりも低電圧タイプの半導体スイッチを用
いることができる。
【００１６】本発明によれば、圧電トランスを用いた蛍
光管の駆動回路において、上記した効果を得ることがで
きる。また、その回路方式は、上記したように電磁トラ
ンスを用いた蛍光管の駆動回路にも応用し、効果を得る
ことができる。
光管の駆動回路において、上記した効果を得ることがで
きる。また、その回路方式は、上記したように電磁トラ
ンスを用いた蛍光管の駆動回路にも応用し、効果を得る
ことができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の蛍光管の
駆動回路によれば次のように優れた作用効果を発揮する
ことができる。従来の電磁型トランスを用いた場合と比
較して小型・薄型化できるのみならず、巻線を用いない
ので巻線短絡による異常発熱、発煙を防止できる。ま
た、圧電トランスの寿命劣化を防止でき、効率も向上さ
せることができる。また、蛍光管の寿命を向上させるこ
ともできる。また、電磁トランスを用いた場合であって
も、対称電圧での蛍光管を駆動でき、蛍光管の寿命を長
くすることができる。
駆動回路によれば次のように優れた作用効果を発揮する
ことができる。従来の電磁型トランスを用いた場合と比
較して小型・薄型化できるのみならず、巻線を用いない
ので巻線短絡による異常発熱、発煙を防止できる。ま
た、圧電トランスの寿命劣化を防止でき、効率も向上さ
せることができる。また、蛍光管の寿命を向上させるこ
ともできる。また、電磁トランスを用いた場合であって
も、対称電圧での蛍光管を駆動でき、蛍光管の寿命を長
くすることができる。
【図１】 本発明に係る一実施例の回路図である。
【図２】 従来例の回路図である。
【図３】 本発明に係る別の実施例の回路図である。
【図４】 本発明に係る一実施例の動作説明図である。
【図５】 従来例の動作説明図である。
１０ 直流電源 ２０ 蛍光管 ３０ 圧電トランス ３１、３２ 圧電トランスの入力電極 ３３ 圧電トランスの出力電極 ４１、４２ 半導体スイッチ ５０ インダクタ ５１、５３ インダクタの両端子 ５２ インダクタの中間タップ ５７ 電磁トランス ６１ 抵抗 ７１ 制御回路
フロントページの続き (72)発明者 戸田 喜夫 埼玉県熊谷市三ヶ尻5200番地日立金属株式 会社熊谷工場内 Ｆターム(参考） 3K072 AA01 AA19 AC02 BA03 BC02 BC07 DD05 EB07 GA02 GB14 GC04 HB03 5J055 AX11 AX14 AX44 BX16 CX14 CX15 CX27 CX29 DX13 DX22 DX44 EY01 EY05 EY08 EY09 EY10 EZ68 FX32 GX01 GX04
Claims (2)
- 【請求項１】 圧電トランスの一対の入力端子とインダ
クタの両端とが並列接続され、該インダクタの中間タッ
プに入力電源が接続されており、かつ制御回路に接続さ
れた２つの半導体スイッチを有し、第１の半導体スイッ
チの出力が前記インダクタの一端に接続され、第２の半
導体スイッチの出力が前記インダクタの他端に接続され
ていることを特徴とする蛍光管の駆動回路。 - 【請求項２】 電磁トランスの１次コイルの中間タップ
に入力電源が接続され、前記１次コイルに並列にコンデ
ンサが接続されており、かつ制御回路に接続された２つ
の半導体スイッチを有し、第１の半導体スイッチの出力
が前記１次コイルの一端に接続され、第２の半導体スイ
ッチの出力が前記１次コイルの他端に接続されるととも
に、前記電磁トランスの２次コイルに並列にコンデンサ
が接続されるとともに、該２次コイルの出力により蛍光
管を点灯することを特徴とする蛍光管の駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11036582A JP2000235898A (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 蛍光管の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11036582A JP2000235898A (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 蛍光管の駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000235898A true JP2000235898A (ja) | 2000-08-29 |
Family
ID=12473778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11036582A Pending JP2000235898A (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 蛍光管の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000235898A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059155A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Nec Lcd Technologies Ltd | 冷陰極管点灯装置、該冷陰極管点灯装置に用いられる管電流検出回路、管電流制御方法、及び集積回路 |
-
1999
- 1999-02-16 JP JP11036582A patent/JP2000235898A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059155A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Nec Lcd Technologies Ltd | 冷陰極管点灯装置、該冷陰極管点灯装置に用いられる管電流検出回路、管電流制御方法、及び集積回路 |
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