JP2001358566A - 容量性負荷の駆動回路 - Google Patents
容量性負荷の駆動回路Info
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Abstract
動電圧を供給する出力端子をハイインピーダンスとする
駆動方式において、出力端子の寄生ダイオードなどに電
荷が流れて不要な容量性負荷の駆動、例えば、EL素子
の点灯を防ぐこと。 【解決手段】同期部7は、EL素子E1、E2の共通出
力端子Cに駆動電圧を発生させるインバータIVCの駆
動信号の基となるクロック信号に第1選択信号EA、E
Bを同期させて第2選択信号EA’、EB’とし、駆動
信号発生部4はこれに基づいて出力端子A、Bをハイイ
ンピーダンス状態とし、このタイミングをEL素子E1
またはE2の両極間の電位差がなくなるタイミングに同
期させる。
Description
性負荷の複数個を選択的に駆動する容量性負荷の駆動回
路に関するものである。
個駆動する容量性負荷の駆動回路としては、例えば、図
4に示すようなものがある。これはEL素子E1、E2
の駆動に適する電圧を発生する高電圧供給部31と、高
電圧供給部31の電圧をEL素子E1、E2に選択的に
出力する出力部32と、出力部32を駆動する駆動信号
を発生する駆動信号発生部33と、EL素子E1、E2
の内、駆動すべきものを選択する選択信号を発生し、駆
動信号発生部33を制御する選択部34とからなる。
A、IVB、共通インバータIVCからなり、インバー
タIVA、IVB、共通インバータIVCは、それぞれ
にPチャネルMOSトランジスタP1とNチャネルMO
SトランジスタN1との互いのドレインを接続してそれ
ぞれの出力端子A、B、Cとし、PチャネルMOSトラ
ンジスタP1のソースを高電圧供給回路1の出力端子C
HVに接続し、NチャネルMOSトランジスタN1のソ
ースを端子VSS(0V)に接続してある。インバータ
IVA、IVB、共通インバータIVCのそれぞれのP
チャネルMOSトランジスタP1はレベルシフタLSに
よりレベルシフトされた駆動信号によりオン、オフさ
れ、NチャネルMOSトランジスタN1は駆動信号によ
りオン、オフされ、高電圧供給部31の発生する電圧を
それぞれの出力端子A、B、Cから駆動電圧として出力
する。PチャネルMOSトランジスタP1とNチャネル
MOSトランジスタN1にはそれぞれ寄生ダイオードD
1、D2が存在する。
続し、他方の極を出力端子Cに接続してEL素子E1に
対するHブリッジ回路を形成し、EL素子E2の一方の
極を出力端子Bに接続し、他方の極を共通出力端子C
(以下、共通出力端子Cという。)に接続してEL素子
E2に対するHブリッジ回路を形成してある。
式では、選択信号によって選ばれていないEL素子の共
通出力端子ではない方の出力端子をハイインピーダンス
状態にすることによって共通出力端子に出力信号が出力
されても容量性カップリング効果が働き選択されていな
いEL素子は充放電がなされないという駆動方式であ
る。
って説明する。
力端子Cは駆動電圧Cを発生する。以後、この位相を正
相とする。選択部34よりの選択信号EAによってEL
素子E1が点灯と指示されると、出力端子Aは共通出力
端子Cに対して逆相の駆動電圧Aを発生する。これによ
って、EL素子E1は充放電が行われ、点灯する。一
方、EL素子選択信号EBによってEL素子E2が消灯
と指示されたときは、出力端子Bはハイインピーダンス
状態となりEL素子が容量性負荷であるために共通出力
端子Cの電位の変動分だけ出力端子Bもその電位B’が
変動し、EL素子E2に充放電されなくなり消灯する。
電圧を共に共通出力端子Cのそれに対して逆相とするこ
とで2枚のEL素子が同時に点灯し、出力端子Aおよび
出力端子Bを共にハイインピーダンス状態か、高電圧供
給部またはIVC電源をオフにする事で2枚のEL素子
の消灯が可能となる。
合には選択されたEL素子の共通出力端子ではない方の
出力端子に共通出力端子の駆動電圧に対し逆相となる駆
動電圧を出力し、消灯する場合には選択されたEL素子
の共通出力端子ではない方の出力端子に共通出力端子の
駆動電圧に対し正相となる駆動電圧を発生するという方
式もある。
では、図5に示すように駆動電圧A、B、Cに対して非
同期で外部から入力される選択信号EA、EBをそのま
ま駆動電圧の切換のための信号として扱うため、容量性
負荷に電荷がたまった状態で駆動電圧が切り替えられ
る、もしくは駆動電圧が止まる状態になってしまう確率
が高い。このため、容量性負荷に電荷がたまった状態で
はつぎに共通出力端子に駆動電圧が掛かった時に、ハイ
インピーダンス状態であるはずのHブリッジ回路の出力
端子の寄生ダイオードに電荷が流れ込む、もしくは引き
込んでしまうという現象が起こってしまう。例えば、図
5のタイミングtにEL素子E1およびEL素子E2の
同時点灯からEL素子E2の1枚点灯に切り替わった時
(2枚同時点灯時から1枚駆動点灯に変化した時)EL
素子E1の両端に出力端子Aを正として高電圧供給部の
電圧Vaが掛かっていたとしたら、共通出力端子Cの駆
動電圧が次にVaに変化した時にEL素子の容量性カッ
プリングによって出力端子Aの電位Aは2×Vaとなっ
てしまい、EL素子E1の両極間の電位差は高電圧供給
部の発生する電圧Vaよりも大きな値になるため寄生ダ
イオードに電流が流れてしまう。EL素子E1に残って
いた電圧の極性が逆でも同じ様にEL素子E1の両極間
の電位差は−2×Vaとなる為、同じ様に寄生ダイオー
ドに電流が流れる。
れてしまい、EL素子などでは、選択されていないはず
のEL素子が光ってしまうなどの問題を有していた。
Lランプの両極に印加される駆動電圧は同相であるが、
出力端子のドライブ力の違いや、タイミングの僅かなズ
レなどによって僅かに光ってしまうという問題点を有し
ていた。
には容量性負荷の駆動電圧を供給する出力端子をハイイ
ンピーダンスとする駆動方式において、出力端子の寄生
ダイオードなどに電荷が流れて不要な容量性負荷の駆
動、例えば、EL素子の点灯を防ぐことを目的とするも
のである。
に、本発明では、駆動電圧に対して非同期で発生する選
択信号に応じて容量性負荷別の出力端子をハイインピー
ダンス状態とする際に、そのタイミングを容量性負荷の
両極間の電位差がなくなるタイミングに同期させるため
の同期部を設けている。
は、複数の容量性負荷の一方の極を共通に接続する共通
出力端子と、上記容量性負荷の他方の極を接続する上記
容量性負荷毎の個別出力端子とを備え、上記複数の容量
性負荷の内、駆動すべき容量性負荷を選択する選択信号
に応じて上記共通出力端子に特定周波数の共通駆動電圧
を発生し、駆動すべき容量性負荷に対応する個別出力端
子に上記共通駆動電圧と逆相の駆動電圧を発生し、駆動
させない容量性負荷に対応する個別出力端子をハイイン
ピーダンス状態とする出力部と、上記個別出力端子をハ
イインピーダンス状態とするタイミングを上記容量性負
荷の両極間の電位差がなくなるタイミングに同期させる
同期部とを設けてある。
は、出力端子を複数の容量性負荷の一方の極を共通に接
続する共通出力端子とした上記複数の容量性負荷に共通
したインバータと、出力端子を上記容量性負荷の他方の
極を接続する個別出力端子とした上記容量性負荷毎のイ
ンバータと、駆動すべき容量性負荷を選択する選択信号
を発生する選択部と、特定周波数のクロック信号を発生
するクロック信号発生部と、上記クロック信号に基づき
互いに逆相となる第1駆動信号および第2駆動信号を発
生し、上記第1駆動信号を上記共通インバータに出力し
てこれを駆動し、上記選択信号に基づき上記複数の容量
性負荷の内、駆動すべき容量性負荷に対応するインバー
タに上記第2駆動信号を出力してこれを駆動するととも
に、駆動させない容量性負荷に対応するインバータに停
止信号を出力してその個別出力端子をハイインピーダン
ス状態とする駆動信号発生部とを備え、上記共通出力端
子に上記特定周波数の共通駆動電圧を発生し、駆動すべ
き容量性負荷に対応する個別出力端子に上記共通駆動電
圧と逆相となる駆動電圧を発生し、駆動させない容量性
負荷に対応する個別出力端子をハイインピーダンス状態
として上記複数の容量性負荷を選択的に駆動する容量性
負荷の駆動回路であって、上記選択部は上記クロック信
号に基づき上記容量性負荷の両極間の電位差がなくなる
タイミングに同期した上記選択信号を発生させる同期部
を有し、上記容量性負荷の両極間の電位差がなくなるタ
イミングに同期して駆動を停止させる容量性負荷に対応
する上記個別出力端子をハイインピーダンス状態とする
構成である。
同期して上記容量性負荷のそれぞれに対応すべく複数発
生され、上記駆動信号発生部は上記クロック信号に同期
して上記第1駆動信号および第2駆動信号を発生し、上
記選択信号の発生している間当該選択信号に対応する上
記容量性負荷に対応する上記インバータに上記第2駆動
信号を出力し、上記選択信号が途絶えたときに上記第2
駆動信号に代わり上記停止信号を出力するものであるこ
とが好ましい。
とも好ましい。
ついて図1に示す第一実施例にそって説明する。本例で
は、容量性負荷としてEL素子を用いており、図1はE
L素子の駆動回路である。図4に示した符号と同一の符
号は同様の構成要素を示してある。
ないが、直流電源2にコイルを断続的に接続してコイル
をチョッパ駆動してサージパルスを発生させ、このサー
ジパルスをダイオードを介してコンデンサに印加してコ
ンデンサを充電することにより、直流電源2の電源電圧
をEL素子E1、E2の駆動に適する数百Vまで昇圧し
て出力するものである。
IVB、共通インバータIVCからなり、インバータI
VA、IVB、共通インバータIVCは、それぞれにP
チャネルMOSトランジスタP1とNチャネルMOSト
ランジスタN1との互いのドレインを接続してそれぞれ
の出力端子A、B、Cとし、PチャネルMOSトランジ
スタP1のソースを高電圧供給回路1の出力端子CHV
に接続し、NチャネルMOSトランジスタN1のソース
を端子VSS(0V)に接続してある。PチャネルMO
SトランジスタP1とNチャネルMOSトランジスタN
1にはそれぞれ寄生ダイオードD1、D2が存在する。
タIVCのそれぞれのPチャネルMOSトランジスタP
1はレベルシフタLSによりレベルシフトされた駆動信
号によりオン、オフされ、NチャネルMOSトランジス
タN1は駆動信号によりオン、オフされ、高電圧供給部
31の発生する電圧をそれぞれの出力端子A、B、Cか
ら駆動電圧として出力する。
続し、他方の極を出力端子Cに接続してEL素子E1に
対するHブリッジ回路を形成し、EL素子E2の一方の
極を出力端子Bに接続し、他方の極を出力端子C(以
下、共通出力端子Cという。)に接続してEL素子E2
に対するHブリッジ回路を形成してある。EL素子E
1、E2の点灯時では出力端子A、Bの駆動電圧は共通
出力端子Cのそれと逆相とし、EL素子E1、E2の両
極に双方向に駆動電圧を印加して両極駆動する。なお、
本例では2つのEL素子を駆動する駆動回路としている
が、本発明はこれに限るものではなく、3つ目以降のE
L素子に個別のインバータを追加して3つ以上のEL素
子を駆動するものとしても良い。
るものであり、例えば、直流電源2に接続された切換え
スイッチS1、S2のオン、オフ状態に応じて点灯すべ
きEL素子を選択する第1選択信号EA、EBを発生す
る。
A、IVB、共通インバータIVCの駆動信号を発生さ
せるためのクロック信号を発生する。
ロック信号とを受け、クロック信号に同期した第2選択
信号EA’、EB’を発生する。
の発生するクロック信号をインバータIVA、IVBの
駆動信号として端子Dr1、Dr2から出力し、クロッ
ク信号と逆相となる信号を共通インバータIVCの駆動
信号として端子Dr3から出力する。また、各インバー
タの出力端子をハイインピーダンスとする際は、端子D
r1、Dr2、Dr3の内ハイインピーダンスとするイ
ンバータに対応した端子を“L”に保持し、そのNチャ
ネルMOSトランジスタN1をオフとするとともに、端
子Dr4、Dr5、Dr6の内ハイインピーダンスとす
るインバータに対応した端子を“H”に保持してそのイ
ンバータのPチャネルMOSトランジスタP1をオフと
する。駆動信号発生部4は、第2選択信号EA’、E
B’を受けている間、点灯すべきEL素子に対応するイ
ンバータに駆動信号を与えてEL素子に駆動電圧を印加
し、消灯すべきEL素子に対応するインバータの出力端
子をハイインピーダンスとするものである。これによ
り、消灯すべきEL素子に電荷が蓄積されていないタイ
ミングに出力端子をハイインピーダンス状態とするた
め、従来のように共通出力端子に駆動電圧が印加された
際にEL素子に電荷が蓄積された状態で容量性カップリ
ングが起こることによってEL素子の両極間の電圧が駆
動電圧より大きくなるということがなく、寄生ダイオー
ドに電流が流れてEL素子が不要に発光することをなく
している。
チャートを参照しながら説明する。ここでは、まず、切
換えスイッチS1、S2の両方がオフのときはスタンバ
イモードに入ることとし、次に、点灯状態をスタンバイ
モードからELランプE1のみの点灯状態とし、次にE
L素子E1、E2の同時点灯状態とし、次にEL素子E
2のみの点灯状態とすることとして説明する。
1をオンとすると、デコーダ5は同期部7にEL素子E
1が選択されたことを示す第1選択信号EAを出力す
る。同期部7は、電源投入後の最初の第1選択信号EA
については無条件に第2選択信号EA’として駆動信号
発生部4に出力する。スタンバイモードから抜けたこの
瞬間に共通出力端子Cから高電圧供給部1の発生する高
電圧がクロック信号発生部6の周波数で駆動電圧Cとし
て出力され、点灯が選択されているEL素子E1の出力
端子Aには共通出力端子Cの駆動電圧と逆相の駆動電圧
が発生し、EL素子E1の両極に双方向に高電圧が印加
され、EL素子E1が点灯する。消灯とされるEL素子
E2に対する出力端子Bはハイインピーダンス状態とさ
れる。このとき、出力端子Bの電位B’は容量性カップ
リングが働き、共通出力端子Cの電位変動分だけ変動す
るため、EL素子E2の充放電は行われず、EL素子E
2は消灯される。
ッチS2をオンとすると、デコーダ5は同期部7にEL
素子E2が選択されたことを示す第1選択信号EBを出
力する。同期部7は第1選択信号EBを受けると、共通
出力端子Cの駆動電圧Cと出力端子Aの駆動電圧Aとが
0VとなるタイミングT2に第2選択信号EB’とす
る。すなわち、第1選択信号EBを受けると、次のクロ
ック信号の立上がりに同期して第2選択信号EB’を立
ち上げるのである。これを受けて駆動信号発生部4はク
ロック信号を駆動信号としてインバータIVBに出力
し、出力端子Bには共通出力端子Cの駆動電圧と逆相の
駆動電圧が発生し、EL素子E2の両極に双方向に高電
圧が印加され、EL素子E2が点灯する。これによりE
L素子E1、E2がともに点灯する。タイミングT2
は、図3に示すEL素子の両極間の電位差波形がゼロク
ロス点を示すタイミングである。同図では、便宜上共通
出力端子Cの電位を正としてある。すなわち、正側は共
通出力端子Cが接地(端子VSS)と高電圧供給部1の
出力端子CHVとに交互に接続されることにより、接地
電位(0V)と出力端子CHVの電位CHVとの間で振
れ、負側は出力端子A(または出力端子B)が接地と出
力端子CHVとに交互に接続されることにより、接地電
位と電位CHVとの間で振れ、これらを合成して同図に
示すようなEL素子の両極間の電位差波形が得られる。
チS1をオフとすると、デコーダ5は第1選択信号EA
の発生を停止する。同期部7は、第1選択信号EAの立
下がりを受けて共通出力端子Cの駆動電圧Cと出力端子
Aの駆動電圧Aとが次に0Vとなるタイミング、すなわ
ち、次にEL素子の両極間の電位差波形がゼロクロス点
を示すタイミングT4に第2選択信号EA’を立ち下げ
る。すなわち、第1選択信号EAの立下がりを受けて次
のクロック信号の立上がりに同期して第2選択信号E
A’を立ち下げる。これを受けて駆動信号発生部4はイ
ンバータIVAへの駆動信号の供給を停止し、端子Dr
3を“H”に保持し、出力端子Aをハイインピーダンス
状態とする。これにより、EL素子1が消灯され、EL
素子E2が単独で点灯される。なお、切換えスイッチS
2をオフとすると同様の動作により、EL素子E2が消
灯される。
の駆動電圧Aとが次に0Vとなるタイミング、すなわ
ち、次にEL素子の両極間の電位差波形がゼロクロス点
を示すタイミングT4では、EL素子E1の放電は完了
し、EL素子E1に電荷が蓄積されていない。このタイ
ミングに出力端子Aをハイインピーダンス状態とするた
め、従来のように共通出力端子Cに駆動電圧が印加され
た際にEL素子に電荷が蓄積された状態で容量性カップ
リングが働くことによって、出力端子Aに与えられる駆
動電圧よりも高い電圧もしくは接地電位よりも低い電圧
が掛かり、この過大電圧によって寄生ダイオードに電流
が流れることがない。このような電流によってEL素子
E1が不要に発光することがなく、また、過大電圧によ
ってインバータIVAが破壊されることもない。
子を例に述べたが、本発明はEL素子に限らず、他の容
量性負荷、例えば圧電振動子の駆動回路にも応用可能で
ある。
B’を共通出力端子C、出力端子A(およびまたは出力
端子B)の電圧がともに0Vとなるタイミングに同期さ
せているが、容量性負荷の両極間の電位差がなくなるタ
イミングに同期させればよい。
ンスとされる出力端子に通常与えられる駆動電圧よりも
高い電圧あるいは接地電位よりも低い電圧が掛かること
がないため、出力部の破壊を防止することができる。こ
れとともに、容量性負荷が不要に駆動されることがな
く、容量性負荷の駆動状態の安定化が図れる。例えば、
EL素子であれば不要な点灯を生じることなく消灯を保
つことができる。
成を説明するためのブロック図。
のタイミングチャート。
位差を示す波形図。
ためのブロック図。
の波形図。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の容量性負荷の一方の極を共通に接
続する共通出力端子と上記容量性負荷の他方の極を接続
する上記容量性負荷毎の個別出力端子とを備え、上記複
数の容量性負荷の内、駆動すべき容量性負荷を選択する
選択信号に応じて上記共通出力端子に特定周波数の共通
駆動電圧を発生し、当該駆動すべき容量性負荷に対応す
る個別出力端子に上記共通駆動電圧と逆相の駆動電圧を
発生し、駆動させない容量性負荷に対応する個別出力端
子をハイインピーダンス状態とする出力部と、 上記個別出力端子をハイインピーダンス状態とするタイ
ミングを上記容量性負荷の両極間の電位差がなくなるタ
イミングに同期させる同期部とを備えることを特徴とす
る容量性負荷の駆動回路。 - 【請求項2】 出力端子を複数の容量性負荷の一方の極
を共通に接続する共通出力端子とした上記複数の容量性
負荷に共通したインバータと、 出力端子を上記容量性負荷の他方の極を接続する個別出
力端子とした上記容量性負荷毎のインバータと、 駆動すべき容量性負荷を選択する選択信号を発生する選
択部と、特定周波数のクロック信号を発生するクロック
信号発生部と、 上記クロック信号に基づき互いに逆相となる第1駆動信
号および第2駆動信号を発生し、上記第1駆動信号を上
記共通インバータに出力してこれを駆動し、上記選択信
号に基づき上記複数の容量性負荷の内、駆動すべき容量
性負荷に対応するインバータに上記第2駆動信号を出力
してこれを駆動するとともに、駆動させない容量性負荷
に対応するインバータに停止信号を出力してその個別出
力端子をハイインピーダンス状態とする駆動信号発生部
とを備え、 上記共通出力端子に上記特定周波数の共通駆動電圧を発
生し、 駆動すべき容量性負荷に対応する個別出力端子に上記共
通駆動電圧と逆相となる駆動電圧を発生し、 駆動させない容量性負荷に対応する個別出力端子をハイ
インピーダンス状態として上記複数の容量性負荷を選択
的に駆動し、 上記選択部は上記クロック信号に基づき上記容量性負荷
の両極間の電位差がなくなるタイミングに同期した上記
選択信号を発生させる同期部を有し、 上記容量性負荷の両極間の電位差がなくなるタイミング
に同期して駆動を停止させる容量性負荷に対応する個別
出力端子をハイインピーダンス状態とすることを特徴と
する容量性負荷の駆動回路。 - 【請求項3】 上記選択信号は上記クロック信号に同期
して上記容量性負荷のそれぞれに対応すべく複数発生さ
れ、上記駆動信号発生部は上記クロック信号に同期して
上記第1駆動信号および第2駆動信号を発生し、上記選
択信号の発生している間当該選択信号に対応する容量性
負荷に対応する上記インバータに上記第2駆動信号を出
力し、上記選択信号が途絶えたときに上記第2駆動信号
に代わり上記停止信号を出力するものであることを特徴
とする請求項2に記載の容量性負荷の駆動回路。 - 【請求項4】 上記容量性負荷はEL素子であることを
特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の容量性負
荷の駆動回路。
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