JP2005032940A - インバータトランスとそれを用いた放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２出力型のインバータトランスが２本の放電灯あたり２個必要となっていた。トランスを放電灯３０の両側に配置する場合は、位相反転同期用の巻線同士を接続するケーブルが要るので組立てが面倒でコスト高であった。
【解決手段】対向する第１の側面と第２の側面を備えたインバータトランスであって、二つのボビン１０、２０と、ボビン１０の上溝１４からボビン２０の上溝２４に跨がって巻回した一次巻線１と、ボビン１０の下溝１５に巻回された二次巻線２ａ、２ｂと、ボビン２０の下溝２５に巻回された二次巻線２ｃ、２ｄと、一対のコア３０、４０とを備える。各二次巻線２ａ〜２ｄの一端は第１の側面の端子１６、２６に接続し、他端は第２の側面の端子１７、２７に接続する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックライト用の複数の放電ランプを備えた大型液晶テレビモニターに好適な放電灯点灯装置に係り、１個で二組の高電圧出力を取り出すことが可能なリーケージ型のインバータトランスと、このインバータトランスを使用した放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リーケージ型の２出力インバータトランスとしては、例えば特許文献１で開示されたものがある。このインバータトランスは、図９のように一つの一次巻線１に同一の結合度で電磁結合する同じ巻数の二つの二次巻線２ａ、２ｂを設け、それぞれの二次巻線２ａ、２ｂから同一の出力電圧を得られるようにしたものである。ランプが複数の場合にこのトランスを使用すれば、１出力型トランスを２個使うよりも実装面積を低減することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２６９３７号公報
【０００４】
図１０に、このようなインバータトランスＴの使用例を示す。一端を接地した二次巻線２ａ、２ｂの他端に、それぞれランプ８が接続されている。Ｑ１ 、Ｑ２ はプッシュプル接続されたスイッチングトランジスタ、Ｒはバイアス抵抗、Ｃは一次巻線１に並列に接続された共振コンデンサ、４は帰還巻線、５は他の駆動回路と周波数同期を取る際に使用する同期巻線である。一次巻線１の中間タップはチョークコイルＬを介して入力端子３に接続されている。そして、入力端子３に直流電圧を印加して、二次巻線２ａ、２ｂ側に正弦波の高周波電圧を出力し、同位相の交流電圧で二つのランプ８を点灯させるものである。
【０００５】
液晶テレビモニターの大型化に伴ってランプは長尺になってきており、４０インチ以上の大画面になると８５ｃｍ以上の長さとなる。例えば図１３に示すように、画面６の裏側に１２〜２０本程度のランプ８が配置される。このような長いランプを点灯させるには、１８００Ｖｒｍｓ以上もの高いキックオフ電圧が必要であり、点灯後も常に１０００Ｖｒｍｓ前後の高電圧をランプの電極に印加する必要がある。高電圧を加えるため、コロナ放電が起きやすいばかりでなく、液晶パネルに電界ノイズが発生することがあった。
【０００６】
長尺のランプを使用したバックライトモジュールはストレー容量が大きく、漏れ電流も多くなる。その結果、図１２に破線Ａで示すようにランプの左端と右端、すなわち高電位側と低電位側の輝度差ａが大きくなり、最大で１００カンデラの輝度差ａが発生する問題があった。この輝度差ａは液晶パネルの輝度ムラ（傾斜）として現れる。
【０００７】
そこで図１１に示すように、２本のランプ８を点灯するのに、二つのインバータトランスＴを使用して、ランプ８の両端の電極に逆位相の電圧を加えるようにした倍電圧駆動のインバータ回路が用いられている。二つのインバータトランスＴの同期巻線５を互いに接続して、反転した位相で同期するようにしてある。この場合、ランプ８の中央部分は交流的にゼロ電位となる。そして、両端の電極に印加する電圧が半減するので電界の影響が少なくなり、図１２の実線Ｂのように、ランプの位置による輝度差ｂも低減される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図１１の構成では２出力型のインバータトランスＴが２本のランプ８あたり２個必要となる。また、左右に遠く離れた位置にある同期巻線５同士を接続するケーブルが要るので、組立てが面倒でコスト高になる。また、多数のランプを点灯する場合は図１１の装置を複数組使用するので、それらの間に位相特性のバラツキが発生する欠点があった。そこで本発明は１個のインバータトランスから二つの高電圧出力を取り出すことが可能なインバータトランスと、このインバータトランスを用いた組立容易で輝度ムラの少ない放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対向する第１の側面と第２の側面を備えたインバータトランスであって、巻軸１２の周りに上溝１４と下溝１５を有し第１の側面と第２の側面にそれぞれ複数の端子１６、１７を取付けたボビン１０と、巻軸２２の周りに上溝２４と下溝２５を有し第１の側面と第２の側面にそれぞれ複数の端子２６、２７を取付けたボビン２０と、一つの一次巻線１と、ボビン１０の下溝１５に巻回され、ボビン１０に取付けた端子１６、１７に両端が接続された第１、第２の二次巻線２ａ、２ｂと、ボビン２０の下溝２５に巻回され、ボビン２０に取付けた端子２６、２７に両端が接続された第３、第４の二次巻線２ｃ、２ｄと、互いに突き合わされて閉磁路を形成し、一次巻線１と二次巻線２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを電磁結合する一対のコア３０、４０とを備え、ボビン１０の上溝１４からボビン２０の上溝２４に跨がって一次巻線１を巻回するとともに、各二次巻線２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの一端を第１の側面の端子１６、２６に、他端を第２の側面の端子１７、２７に、それぞれ電気的に接続した構成を特徴とする。
【００１０】
また、本発明による放電灯点灯装置は、上記のインバータトランス１個に付き、２本のランプ８を備え、第１の二次巻線２ａの高電圧側の端子１６ａと、第２の二次巻線２ｂの高電圧側の端子１６ｂとの間に第１のランプ８を接続し、第３の二次巻線２ｃの高電圧側の端子２６ａと、第４の二次巻線２ｄの高電圧側の端子２６ａとの間に第２のランプ８を接続して、それぞれのランプ８の両端に逆位相の交流電圧を加えるとともに、第１の二次巻線２ａの低電圧側の端子１７ａと第２の二次巻線２ｂの低電圧側の端子１７ｂを、少なくとも一方は抵抗を介して、接地し、第３の二次巻線２ｃの低電圧側の端子２７ａと第４の二次巻線２ｄの低電圧側の端子２７ｂを、少なくとも一方は抵抗を介して、接地した構成を特徴とする。
【００１１】
【実施例】
本発明によるインバータトランスＴの一実施例を図１〜図４に示す。図１は後述する下側のコアを省いて示すインバータトランスの下面図である。インバータトランスＴは対向する二側面を備えており、以下、図１で上側を第１の側面、下側を第２の側面とする。絶縁材料からなる二つのボビン１０、２０が平板状の下コア４０の上面に取付けてある。
【００１２】
ボビン１０は、図２から明らかなように垂直方向の孔１１が貫通した筒形の巻軸１２の周りに鍔１３で分離された上溝１４と下溝１５を有している。そして、第１の側面及び第２の側面に、それぞれ複数の端子１６、１７を取付けてある。端子１６ａには接続部１６ａ２ を、端子１６ｂには接続部１６ｂ２ をそれぞれ一体に設けてある。また、端子１７ａ及び端子１７ｂには、ボビン１０の別な側面に突出した接続部１７ａ２ 、接続部１７ｂ２ をそれぞれ一体に設けてある（図１）。
【００１３】
他方のボビン２０も、図２から明らかなように孔２１が貫通した筒形の巻軸２２と、鍔２３で分離された上溝２４及び下溝２５を備えており、第１の側面及び第２の側面に、それぞれ複数の端子２６、２７が取付けてある。端子２６ａには接続部２６ａ２ を、端子２６ｂには接続部２６ｂ２ をそれぞれ一体に設けてある。端子２７ａ及び端子２７ｂには、ボビン１０の他の側面に突出した接続部２７ａ２ 、接続部２７ｂ２ をそれぞれ一体に設けてある（図１）。
【００１４】
ボビン１０の下溝１５には、図４に示すように２本の二次巻線２ａ、２ｂを巻回してある。二次巻線２ａと二次巻線２ｂは巻数が同一で、ボビン１０の第１の側面の端子１６に一端を電気的に接続し、第２の側面の端子１７に他端を電気的に接続してある。本実施例では、二次巻線２ａは端子１６ａと一体となった接続部１６ａ２ に一端を半田付けし、端子１７ａと一体となった接続部１７ａ２ に他端を半田付けしてある。同様に二次巻線２ｂは、接続部１６ａ２ に一端を半田付けし、接続部１７ｂ２ に他端を半田付けしてある。
【００１５】
二次巻線２ａはボビン１０の第１の側面の端子１６ａからスタートして、巻軸１２に所定の回数だけ巻線した後、第２の側面の端子１７ａで巻き終えている。二次巻線２ｂは端子１７ｂからスタートして二次巻線２ａの周りに巻線した後、端子１６ｂで終わっている。二次巻線２ａと二次巻線２ｂは分離しているが、ほぼ連続的に同方向に巻回した形となっており、端子１７ａ、１７ｂは、二つの二次巻線２ａ、２ｂを連結した巻線の中間タップの形となっている。
【００１６】
ボビン２０の下溝２５には２本の二次巻線２ｃ、２ｄを巻回してある。二次巻線２ｃと二次巻線２ｄは巻数が同一で、ボビン２０の第１の側面の端子２６に一端を電気的に接続し、第２の側面の端子２７に他端を電気的に接続してある。実施例では、二次巻線２ｃは端子２６ａと一体となった接続部２６ａ２ に一端を半田付けし、端子２７ａと一体となった接続部２７ａ２ に他端を半田付けしてある。二次巻線２ｄは接続部２６ｂ２ に一端を半田付けし、接続部２７ｂ２ に他端を半田付けしてある。
【００１７】
二次巻線２ｃはボビン１０の第１の側面の端子２６ａからスタートして、巻軸２２に所定の回数だけ巻線した後、第２の側面の端子２７ａで巻き終えている。二次巻線２ｄは端子２７ｂからスタートして二次巻線２ｃの周りに巻線した後、端子２６ｂで終わっている。二次巻線２ｃと二次巻線２ｄは分離しているが、ほぼ連続的に同方向に巻回した形となっており、端子２７ａ、２７ｂは、二つの二次巻線２ｃ、２ｄを連結した巻線の中間タップの形となっている。
【００１８】
図３及び図４から明らかなように、ボビン１０の上溝１４からボビン２０の上溝２４に跨がって一次巻線１を巻回してある。一次巻線１の両端は、ボビン１０、２０の第２の側面の端子１７あるいは端子２７に接続してある。また、図１０に示したような帰還巻線４や同期巻線５も、一次巻線１と同様に、ボビン１０の上溝１４からボビン２０の上溝２４に跨がって巻回され、ボビン１０、２０の第２の側面の端子１７あるいは端子２７に接続されている。
【００１９】
３０、４０は磁性体からなる一対のコアである。３０は下面を開口したポット型のコア、４０は切欠部４１、４２を有する平板状のコアである。二つのボビン１０、２０は図示しない下面の突出部を切欠部４１、４２に嵌め込んで下コア４０に取付けられている。図４に示すように、コア３０は、下方に突出した二つの軸芯３１、３２と中央突起３３及びこれらの周囲を囲む形の外脚３５を備えている。
【００２０】
コア３０とコア４０は、外脚３５の部分で互いに突き合わされて閉磁路を形成している。軸芯３１、３２は、ボビン１０、２０の孔１１、２１にそれぞれ挿入されている。磁気分路用の中央突起３３は二つのボビン１０、２０の中間に位置しており、一次巻線１と二次巻線２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの電磁結合を弱める作用をする。このインバータトランスＴの回路図を図５に示す。図５では、下部が第１の側面側、上部が第２の側面側となっている。
【００２１】
図６は上記のインバータトランスＴを使用した放電灯点灯装置の実施例を示すものである。両端に電極を有するＵ型の２本のランプ８を一つのインバータトランスＴを用いて点灯する構成である。二次巻線２ａの高電圧側の端子１６ａと二次巻線２ｂの高電圧側の端子１６ｂの間、二次巻線２ｃの高電圧側の端子２６ａと二次巻線２ｄの高電圧側の端子２６ｂの間に、それぞれランプ８を接続してある。
【００２２】
二次巻線２ｂの低電圧側の端子１７ｂと二次巻線２ｄの低電圧側の端子２７ｂは接地し、二次巻線２ａの低電圧側の端子１７ａと二次巻線２ｃの低電圧側の端子２７ａは、それぞれランプ電流検出用の抵抗Ｒ１ 、抵抗Ｒ２ を介して接地してある。二次巻線２ａと抵抗Ｒ１ の接続点、二次巻線２ｃと抵抗Ｒ２ の接続点は、共に図示しないランプ電流検出回路に接続される。ランプ電流を検出することにより、ランプに異常が発生した場合に備えた保護回路等を構成できる。ランプ８の両端には逆位相の交流電圧が加えられ、倍電圧で駆動される。なお、インバータトランスＴの一次側の回路は図１０の従来例と同一の構成である。
【００２３】
ランプ８としては、図のようなＵ型管でなく直管も使用できる。しかしＵ型管を使用すれば、図６の回路のものを二組、左右対称に配置して図７のように構成できる。このようにすると、画面に縦２列にランプ８を配置でき、インバータトランスＴとランプ８との接続が容易になるので好都合である。このときの画面の横幅方向の輝度ムラは図１２の実線Ｂのように、図１３に示した従来例の半分程度となる。２個のインバータトランスＴと４本のランプ８とで構成した図７の放電灯装置を１構成単位とし、これを複数組、縦に並べて配置してもよい。縦に並んだ構成単位同士は、それぞれのインバータトランスの同期巻線５が互いに接続されて同期して駆動される。
【００２４】
１本のＵ型ランプは２本の直管型のランプを直列接続したものと特性的に等価である。したがって、図６の回路の代わりに図８のように構成してもよい。１個のインバータトランスＴに対して直管型の４本のランプ８を使用し、二次巻線２ａの高電圧側の端子１６ａと二次巻線２ｂの高電圧側の端子１６ｂとの間、二次巻線２ｃの高電圧側の端子２６ａと二次巻線２ｄの高電圧側の端子２６ｂとの間に、それぞれ、直列接続した２本のランプ８を接続する。直列接続した２本のランプ８の両端には逆位相の交流電圧が加えられる。
【００２５】
図６には、二次巻線２ｂ、２ｄの低電圧側の端子１７ｂ、２７ｂはそのまま接地した例を示したが、図８のように、低電圧側の残りの端子１７ｂ、２７ｂもランプ電流検出用の抵抗Ｒ３ 、抵抗Ｒ４ を介して接地してもよい。このように両側のランプ電流を検出する構成とした場合は、バックライトモジュールにおけるランプの装着ズレや傾き等に起因するランプの両電極側の電流のバラツキを検出できる利点がある。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によるインバータトランスは、二次巻線の低電圧側の端子と高電圧側の端子が離れて配置されるので、小型化してもコロナ放電が起きにくく信頼性を確保できる。また、本発明によれば、直管型のランプ４本あたり１個のインバータトランスの使用で放電灯点灯装置を構成できるので、特に多灯型の液晶テレビモニターにおけるコスト低減と省スペース化が可能である。さらに２本のＵ型ランプあたり１個のインバータトランスを用いることで高電圧駆動の放電灯点灯装置を実現できる。ランプを縦に２列に配置したときは、各電極に加わる電圧が半減してレアショートのおそれが少なくなるばかりでなく、ランプが短くなり強度が向上する。左右２列の点灯装置間の位相同期用巻線や接続ケーブルが不要であり、組立てが容易で余分なスペースを省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインバータトランスの一実施例を示す下コアを省いた下面図
【図２】同インバータトランスの分解斜視図
【図３】同インバータトランスの上コアを省いた斜視図
【図４】同インバータトランスの正面断面図
【図５】同インバータトランスの回路図
【図６】放電灯点灯装置の第１実施例を示す回路図
【図７】同、第２実施例を示す要部の回路図
【図８】同、第３実施例を示す要部の回路図
【図９】インバータトランスの従来例を示す要部の平面図
【図１０】従来の放電灯点灯装置の構成例を示す回路図
【図１１】従来の放電灯点灯装置の他の構成例を示す回路図
【図１２】ランプの輝度分布図
【図１３】従来のランプの配置例を示す背面図
【符号の説明】
１：一次巻線 １５：下溝
２：二次巻線 ２０：第２のボビン
１０：第１のボビン ２４：上溝
１４：上溝 ２５：下溝

Claims (5)

1. 対向する第１の側面と第２の側面を備えたインバータトランスであって、
   巻軸の周りに上溝と下溝を有し、第１の側面及び第２の側面にそれぞれ複数の端子を取付けた第１、第２のボビンと、
   一つの一次巻線と、
   第１のボビンの下溝に巻回され、該ボビンに取付けた端子に両端が接続された第１、第２の二次巻線と、
   第２のボビンの下溝に巻回され、該ボビンに取付けた端子に両端が接続された第３、第４の二次巻線と、
   互いに突き合わされて閉磁路を形成し、一次巻線と二次巻線を電磁結合する一対のコアとを備え、
   第１のボビンの上溝から第２のボビンの上溝に跨がって一次巻線を巻回するとともに、各二次巻線の一端を第１の側面の端子に他端を第２の側面の端子に、それぞれ電気的に接続したことを特徴とするインバータトランス。
2. 第１、第３の二次巻線は、第１の側面の端子からスタートして第２の側面の端子で巻き終え、第２、第４の二次巻線は、第２の側面の端子からスタートして第１の側面の端子で巻き終えた請求項１のインバータトランス。
3. 各ボビンの第２の側面に取付けた端子の一部に、第３の側面に突出した接続部を一体成形して設け、第２の側面の端子に電気的に接続される二次巻線の前記他端を該接続部に半田付けした請求項１のインバータトランス。
4. 請求項１のインバータトランス１個に付き、２本のランプを備え、第１の二次巻線の高電圧側の端子と、第２の二次巻線の高電圧側の端子との間に第１のランプを接続し、第３の二次巻線の高電圧側の端子と、第４の二次巻線の高電圧側の端子との間に第２のランプを接続して、それぞれのランプの両端に逆位相の交流電圧を加えるとともに、第１の二次巻線の低電圧側の端子と第２の二次巻線の低電圧側の端子を、少なくとも一方は抵抗を介して、接地し、第３の二次巻線の低電圧側の端子と第４の二次巻線の低電圧側の端子を、少なくとも一方は抵抗を介して、接地したことを特徴とする放電灯点灯装置。
5. 請求項１のインバータトランス１個に付き、４本のランプを備え、第１の二次巻線の高電圧側の端子と、第２の二次巻線の高電圧側の端子との間に直列接続した２本のランプを接続し、第３の二次巻線の高電圧側の端子と、第４の二次巻線の高電圧側の端子との間に直列接続した２本のランプを接続して、直列接続した２本のランプの両端に逆位相の交流電圧を加えるとともに、第１の二次巻線の低電圧側の端子と第２の二次巻線の低電圧側の端子を、少なくとも一方は抵抗を介して、接地し、第３の二次巻線の低電圧側の端子と第４の二次巻線の低電圧側の端子を、少なくとも一方は抵抗を介して、接地したことを特徴とする放電灯点灯装置。

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