JP2004531030A - 液晶ディスプレイのインバータ、及びこのインバータを有する電源装置 - Google Patents

Abstract

本発明は液晶ディスプレイユニット（１）の複数のバック及び／又はエッジの照明装置（５）に電力を供給する電源に関し、主電源接続部（７）と、電力変換器（６）と、少なくとも１つのインバータ（８）を有する。電力変換器（６）は交流電圧入力を直流電圧出力に変換し、前記インバータ（８）は前記直流電圧出力に接続され、前記出力を前記照明装置（５）を駆動するのに充分な電圧レベルに変換するようにされている。更に、前記インバータ（８）は主電源と隔離されている。この装置により、通常のアダプタは必要とされず、ＬＣＤは直接に主電源に接続することができる。低い直流電圧への降下は、電流制限による安全要求を損なうことなく排除される。これはより効率的な電力供給をもたらす。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶ディスプレイユニットに使用されるインバータに関する。また、本発明は液晶ディスプレイユニットのバック又はエッジの照明装置に電力を供給するための電源装置に関し、主電源接続部、電力コンバータ及び少なくとも１つのインバータを有する。
液晶ディスプレイ装置における放電ランプのための電源は、例えば、米国特許4,865,425号によって知られている。このような電源は各ランプにインバータが設けられおり、このインバータはオシレータとランプを点灯させるのに十分高い電圧を発生するためのステップ−アップ変圧器を有する。
【０００２】
通常の液晶ディスプレイは充分なスペースのあるモニタのペデスタルに配置されるか、或いは分離されたアダプタに主電源が隔離された電源を持っている。この電源から、低電圧（例えば、１２ＶＤＣ）がスクリーン部に供給され、そこでは複数のインバータが配置されている。各インバータは直流低電圧を、ランプを点灯するのに必要な所定のレベル（例えば、３ｋＶ）に変換する。
【０００３】
電流の制限に関する安全性の要件を満たすため、通常のインバータ変圧器は略１０Ｗの制限された電力出力を持つ。従って、各インバータは１つか２つのランプを点灯するのみである。
【０００４】
たとえ、安全規制が電源による電力増加が最大直流４７Ｖまで許されるとしても、これは僅かな電力増加にすぎず、大部分の電力はインバータにおいて消費される。
【０００５】
以上の説明から明らかなように、主電圧は先ず１２Ｖに降下され、ついでインバータにおいて必要とされる電圧まで昇圧される必要がある。これは効率的でない手順である。更に、いくつかのインバータはランプを点灯するために必要とされ、代表的には４つのインバータが８つのランプを点灯する。
本発明の目的は上述の問題を解決し、１つだけのインバータを必要とするＬＣＤのバック又はエッジ照明のための電源を与えることにある。
【０００６】
本発明の第２の目的は、ＬＣＤの改良された電源を提供することにある。
本発明に従えば、これら及び他の目的は、液晶ディスプレイの複数のバック照明装置に電力を供給するための電源装置によって達成され、そこでは電力コンバータは交流電圧入力を直流電圧出力に変換し、インバータが直流電圧出力に接続され、この出力を照明装置を駆動するのに十分な電圧に変換し、インバータは主電源から隔離される。
【０００７】
この装置を使用することにより、通常のアダプタは廃棄され、ＬＣＤは直接に主電源に接続できる。低い直流電圧への降圧は電流制限の安全要求を損なうことなく除くことができる。このことは、より効率的な電力供給をもたらす。
【０００８】
他の利点は、インバータにより大出力が供給され、また、電流制限の安全要求を損なうことはない。その結果、少なくとも４つの複数のバック照明装置のためにたった１つのインバータが要求されるだけである。これは、各ＬＣＤの複雑さとコストを低減する。
【０００９】
ＬＣＤユニットは、また、代表的には電力変換出力に接続され、ＬＣＤの制御回路により必要とされる電圧レベルを発生するように設けられた電源回路を有している。この電源回路は好ましくは主電源と隔離がなされ、LCD全体が主電源から隔離される。通常のLCD電源と比較して、通常はアダプタに存在する主電源の隔離は分割されて、それぞれがインバータと電源回路に供給される。
【００１０】
好ましい実施例によれば、電力コンバータとインバータはＬＣＤのスクリーン部分に設けられる。これは、主電源が単にＬＣＤのスクリーン部分に接続される場合は、実際的で効率的である。このように、ペデスタルとスクリーンの間にジョイントを移動する際に接続のための線が不要となる。
【００１１】
電力コンバータ出力は、好ましくは、交流入力の電圧レベルより高いく、例えば、２００−６００Ｖの範囲の電圧レベルを持つ。この電圧レベルは、例えば、８つの複数のランプを駆動するのに必要な電力を余分な電力損失なしに発生することを可能とする。
【００１２】
電力コンバータはＰＦＣ回路とすることができる。
【００１３】
本発明の第２の態様は主電源隔離手段を備えるＬＣＤに使用されるインバータに関する。このコンセプトはＬＣＤ電源においては新規であり、よりコスト効果が高く効率の高い電源装置を可能とする。
これら及び他の本発明の態様は添付図面を参照としてより明確に記載される実施例に基づいて明らかになるであろう。
【００１４】
図１は本発明の実施例によるＬＣＤユニットにおける電源装置の概略図である。
【００１５】
図２ａ−ｃは図１のインバータの種々の外観図である。
【００１６】
図３は図２のインバータのコイルフォーマの断面模式図である。
【００１７】
図４ａ−ｂはＬＬＣとＬＬＣＣの例を示す図である。
図１は本発明の実施例によるＬＣＤユニットにおける電源装置の概略図である。LCDユニット１はペデスタル部２と、液晶ディスプレイ３ａが制御電子部品４と共にハウジングに収容されるスクリーン部３を持つ。スクリーン部は、また、反射部材５ａを備えるランプ５の形態の多数のバックグラウンド照明装置を含んでいる。パワー ファクター コリレーション（ＰＦＣ）回路６の形態の電力コンバータがスクリーン部３の下方に設けられ、通常９０−２５０V、図示の例では交流２３０Ｖの主電源７に接続される。ＰＦＣ回路６は直流４００Ｖを供給し、主電源との隔離を持たない。
【００１８】
直流出力はスクリーン部分３にまた設けられているインバータ８に供給される。インバータ８はＰＦＣ直流出力をランプ５を駆動するのにより適切な電圧、代表的には３ｋＶに変圧するように適合されている。ＰＦＣからの直流電圧はＬＤＣの制御回路４により要求される電圧、代表的には３Ｖ，５V及び１２Ｖ，を発生するように適合された、通常の低電圧変圧器９に供給される。これは、通常の低電圧変圧器９の場合は簡単であるが、インバータ８の場合は複雑である。インバータ８の変圧器セクション１１は図２−３に示されており、２つのＥ形部１２ａ，１２ｂから成るコアと、１次及び２次コイル巻線（巻線ターンは示されていない）のためにコンパートメント１４，１５を形成するためのコイルフォーマ１３を有する。
【００１９】
変圧器１１で利用できるスペースは限られているがブレークダウンやコロナにより引き起こされる問題を避けるため、コイルフォーマ１３は２次巻線コンパートメントを複数のセクションに分割する１又は複数のフランジが形成される。巻線の各両サイドに、分離するフランジは二重でいわゆるラビリンス１７を形成している。
【００２０】
更に、２次巻線は、２次巻線とコアとの間でコロナとブレークダウンを避けるために、コア１２ａ，１２ｂに向けて厚さが変化する壁を有している。
【００２１】
図２−３において示される例において、３つの２次巻線１５ａ−１５ｃがある。各セクションの材料の厚さｂは、壁の厚さが０．７ｍｍの第１セクション、壁の厚さが１．５ｍｍの第２セクション、壁の厚さが２．１ｍｍの第３セクションと、１次巻線からの距離と共に増加する。このことは減少する数の層は各セクションに収容されることを意味する；第１セクションに２２層、第２セクションに１７、第３セクション１２となる。しかしながらセクション１５ａ−ｃの幅ａは等しくされ、好ましいターンの実施例においては、各セクションの各層は等しい数の巻線数を含むようにされている。図２−３のインバータは１１０回の１次巻線と、３つのセクションに分離された略１０００回の巻線数を持つ。
【００２２】
ここで述べられた設計はインバータに樹脂を充填すること、又は絶縁テープを使用することを排除し、したがって、コストを節約する。
【００２３】
コア１２ａ，１２ｂがコイルフォーマ１３の対応する開口内に挿入される前に、コイルフォーマ１３がケーシング１８内に配置される。コイルを収容するようにされたコイルフォーマ１３の部分１９は、ケーシングの溝２０内に配置され、この溝は両側に開口２１を持っている。コア部分１２ａ，１２ｂは、次に、これらの開口２１を通してコイルフォーマ１３内に挿入され、これによりコイルフォーマ１３とケーシング１８を共に固定している。コア１２ａ，１２ｂの外側セクション２２は、好ましくは１−２ｍｍの微小間隔ｄだけケーシングの側部から離される。この間隔は更にコロナの問題を減少させる。
【００２４】
ケーシング１８内の溝２０の側部に沿ったフランジ２４が、上述のコイルフォーマ１３の側部のラビリンス１７に形成された溝２５により受け入れられるように適合されている。
【００２５】
ここに説明された設計に従うインバータは、入力電圧が１次側で２５０Ｖのとき、約２．５ｋＶの２次側出力電圧を発生する。
【００２６】
変圧器の機能性とは別に、インバータは、図４ａと４ｂに示されるように、ＬＬＣ又はＬＬＣＣ回路を構成している。１次と２次巻線の広がりは好ましくは自己インダクタンスがＬＬＣ又はＬＬＣＣ回路における安定コイルと代わるように機能させることができるように選択することができる。
【００２７】
図２−３に示された変圧器では、１次と２次巻線の中心間の距離Ｘは約２ｃｍで所望の広がりを達成している。
【００２８】
記載された実施例の多くの変形が添付クレームの範囲内で可能である。例えば、壁厚、フレアの数、１次及び／又は２次巻線セクションの数等のようなインバータ設計に関する詳細は当業者にとって変えることができる。
【００２９】
巻線コンパートメントとコアを増加し、また、巻線の数を増加することにより、インバータから大出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例によるＬＣＤユニットにおける電源装置の概略図である。
【図２】図２ａ−ｃは図１のインバータの種々の外観図である。
【図３】図２のインバータのコイルフォーマの断面模式図である。
【図４】図４ａ−ｂはＬＬＣとＬＬＣＣの例を示す図である。

Claims (8)

1. 主電源接続部と、電力変換器と、少なくとも１つのインバータを有し、電力変換器は交流電圧入力を直流電圧出力に変換し、
   前記インバータは前記直流電圧出力に接続され、前記出力を前記照明装置を駆動するのに充分な電圧レベルに変換するようにされ、
   前記インバータは主電源と隔離されることを特徴とする、
   液晶ディスプレイユニットにおける複数のバック及び／又はエッジ照明装置に電力を供給する電源装置。
2. 前記インバータは少なくとも４つのランプを駆動するための電力を供給するようにされた請求項１による装置。
3. 前記電力変換器に接続され、ＬＣＤにおける回路により要求される電圧レベルを発生するようにされた電源回路を更に有し、前記電源回路は、また、主電源から隔離されている請求項１又は２の装置。
4. 前記ＬＣＤユニットはスクリーン部を有し、前記電力変換器と前記インバータは前記スクリーン部に設けられている請求項１−３のいずれかの請求項の装置。
5. 前記電力変換器の出力は交流入力の電圧レベルより高い電圧レベルを持つ請求項１−４のいずれかの請求項の装置。
6. 前記電力変換器の出力は２００Ｖ−６００Ｖの範囲の電圧を出力する請求項１−５のいずれかの請求項の装置。
7. 前記電力変換器はパワー ファクター コリレーション（ＰＦＣ）回路である請求項１−６のいずれかの請求項の装置。
8. 主電源から隔離された液晶ディスプレイユニットに使用されるインバータ。