JP2005044674A - Lamp driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ランプ駆動装置に関し、特に照光制御電圧の大きさに応じて外部電極放電ランプ(External Electrode Fluorescent Lamp)の明るさを調整することができるランプ駆動装置に関する。 The present invention relates to a lamp driving device, and more particularly to a lamp driving device capable of adjusting the brightness of an external electrode discharge lamp according to the magnitude of an illumination control voltage.
外部電極放電ランプはランプ内部に電極を有しておらず、ランプ外部の両端に形成された外部電極に高電圧と高電流を印加し強い電気場によってランプ内部のガスが放電されてランプを点灯させるものとして、内部に電極が存在しないことからイオン衝撃(スパッタリング)による極損失を減らしてランプの寿命を延長することができ、容量性負荷特性を有することから輝度維持特性に優れている。 External electrode discharge lamps do not have electrodes inside the lamp, and high voltage and high current are applied to the external electrodes formed at both ends of the lamp, and the gas inside the lamp is discharged by a strong electric field, and the lamp is lit. As a result, since there is no electrode inside, the pole loss due to ion bombardment (sputtering) can be reduced and the life of the lamp can be extended, and since it has capacitive load characteristics, it has excellent luminance maintenance characteristics.
ランプの明るさを制御するための従来のランプ照光制御方式としては周波数制御方式とバースト(burst)方式がある。 Conventional lamp illumination control methods for controlling the brightness of the lamp include a frequency control method and a burst method.
周波数制御方式は、一般蛍光灯用インバータに使用する方式で、インバータ部のインピーダンスマッチング用コイルとキャパシタンスの共振領域で共振周波数を変えてランプの管内に流れる電流を制御し、ランプの明るさを調整するもので、これは共振帯域幅が大きいランプ駆動装置に適している。
しかしながら、外部電極放電ランプは始動時に高電圧と高電流が必要であり、点灯後にも高電圧が維持されなければ放電を開示しないことから、高い昇圧比を有するトランスによって高電圧が印加されなければならないので、インピーダンスマッチングのためにコイルとキャパシタンスによる共振が誘発されなければならない。したがって、共振帯域幅は非常に狭く設定されなければならないので、前記周波数制御方式を使用できない。 However, the external electrode discharge lamp requires a high voltage and a high current at the time of starting, and does not disclose discharge unless the high voltage is maintained even after lighting. Therefore, a high voltage is not applied by a transformer having a high step-up ratio. Therefore, resonance by the coil and capacitance must be induced for impedance matching. Accordingly, since the resonance bandwidth must be set very narrow, the frequency control method cannot be used.
図1はバースト方式の構成図を示したものである。バースト方式は主に液晶ディスプレイのバックライト(LCD's back light)の光源として用いられる冷陰極放電燈のインバータで用いられるもので、図1に示されているように、インバータ1と直流電源(Vdc)の間にスイッチングトランジスタ(S1)を配設し、スイッチングトランジスタ(S1)のオンまたはオフされる周波数のデューティ比を変更してランプの照光を調節する方式として、この方式は冷陰極放電燈のように低電圧と低電流によって動作するランプに使用するに適している。
FIG. 1 shows a block diagram of a burst system. The burst method is mainly used in an inverter of a cold cathode discharge lamp used as a light source of a liquid crystal display backlight (LCD's back light). As shown in FIG. 1, the
しかしながら、外部電極放電ランプは消費電力が冷陰極放電燈に比べて数倍から数十倍以上になるので、バースト方式を使用する場合、スイッチングトランジスタ(S1)の電力損失が大きくて全体的なシステムの効率が低下する問題点を有しており、バースト方式を外部電極放電ランプの照光制御方式で使用する場合、頻繁なオン/オフによるスイッチングノイズの発生によって電磁波障害及び熱が発生する問題点を有しているので、外部電極放電ランプはバースト方式を使用できない。 However, the power consumption of the external electrode discharge lamp is several to several tens of times or more than that of the cold cathode discharge lamp. Therefore, when the burst method is used, the power loss of the switching transistor (S1) is large and the entire system is reduced. When the burst method is used in the illumination control method of the external electrode discharge lamp, there is a problem that electromagnetic interference and heat are generated due to frequent switching noise caused by on / off. Therefore, the external electrode discharge lamp cannot use the burst method.
本発明の目的は、ランプの点、消灯される1周期内のデューティ(duty)比を制御することによって外部電極放電ランプの両端には十分な高電圧及び高電流を印加し、ランプの動作に全く影響を与えずにランプの明るさを容易に制御することができるランプ駆動装置を提供することにある。 An object of the present invention is to apply a sufficiently high voltage and high current to both ends of the external electrode discharge lamp by controlling the lamp point and the duty ratio within one cycle when the lamp is extinguished. An object of the present invention is to provide a lamp driving device that can easily control the brightness of a lamp without any influence.
前記目的を達成する本発明のランプ駆動装置は、照光制御電圧に応じてデューティ比が可変する低周波の矩形信号を出力するデューティ制御部と、低周波の矩形信号より高い周波数を有する高周波発振信号を出力する高周波発生部と、低周波矩形信号と高周波発振信号を受信し、低周波矩形信号の不活性化区間の間、高周波発振信号を選択し、選択された高周波発振信号について矩形波信号に変換させた第1駆動信号と第1駆動信号を反転させた第2駆動信号を出力し、低周波矩形信号の活性化区間の間、第1駆動信号と第2駆動信号は不活性化されるランプ駆動制御部と、前記ランプを点灯・消灯させるインバータ手段とを備え、該インバータ手段は、第1駆動信号が活性化される度にオンされる第1スイッチング部と、第2駆動信号が活性化される度にオンされる第2スイッチング部と、一方の端子が直流供給電圧に連結されたコイルと、変圧機とから構成され、該変圧機は、1次側第1及び第2コイルと1次側第1及び第2コイルに誘起された電流によってランプ両端に高電圧が誘導される2次側コイルから構成され、1次側第1及び第2コイルの一方の端子は共通で連結されてコイルの他方の端子と連結され、1次側第1及び第2コイルの他方の端子は各々第1スイッチング部と第2スイッチング部と連結されており、第1スイッチング部が活性化されて不活性化されると第1次側第1コイルから直流供給電圧に逆起電力が発生して第2次側コイルに高電圧が誘起され、第2スイッチング部が活性化されて不活性化されると第1次側第2コイルから直流供給電圧に逆起電力が発生して第2次側コイルに高電圧が誘起されるものであることを特徴とする。 The lamp driving device of the present invention that achieves the above object includes a duty control unit that outputs a low-frequency rectangular signal having a duty ratio variable according to an illumination control voltage, and a high-frequency oscillation signal having a higher frequency than the low-frequency rectangular signal. A high-frequency generator that outputs a low-frequency rectangular signal and a high-frequency oscillation signal, select a high-frequency oscillation signal during the inactive period of the low-frequency rectangular signal, and convert the selected high-frequency oscillation signal into a rectangular wave signal The converted first drive signal and the second drive signal obtained by inverting the first drive signal are output, and the first drive signal and the second drive signal are inactivated during the activation period of the low-frequency rectangular signal. A lamp drive control unit; and inverter means for turning on / off the lamp. The inverter means is activated when the first drive signal is activated and the second drive signal is activated. A second switching unit that is turned on each time it is turned on, a coil having one terminal connected to a DC supply voltage, and a transformer, and the transformer includes primary side first and second coils, It is composed of a secondary coil in which a high voltage is induced at both ends of the lamp by currents induced in the primary side first and second coils, and one terminal of the primary side first and second coils is connected in common. The other terminals of the primary side first and second coils are connected to the first switching unit and the second switching unit, respectively, and the first switching unit is activated and is not connected. When activated, a back electromotive force is generated in the DC supply voltage from the primary side first coil, a high voltage is induced in the secondary side coil, and the second switching unit is activated and inactivated. And back electromotive force from the primary side second coil to the DC supply voltage Wherein the high voltage to the secondary coil generated is intended to be induced.
本発明は照光制御電圧の電圧値に応じてランプの点、消灯される1周期内のデューティ比を制御することによってランプの両端には十分な高電圧及び高電流を印加し、ランプの動作に全く影響を与えずにランプの明るさを容易に制御することができる。 In the present invention, a sufficient high voltage and high current are applied to both ends of the lamp by controlling the duty ratio within one cycle of turning on and off the lamp according to the voltage value of the illumination control voltage. The brightness of the lamp can be easily controlled without any effect.
以下、添付した図面を参照して本発明のランプ駆動装置を詳細に説明する。 Hereinafter, a lamp driving device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図2は本発明のランプ駆動装置を示した構成図で、図3は図2のデューティ制御部の構成図である。 FIG. 2 is a block diagram showing the lamp driving device of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of the duty control unit of FIG.
図2の本発明のランプ駆動装置は、照光制御電圧(Vdim)に応じてデューティ比が可変する低周波の矩形信号(LP)を出力するデューティ制御部10と、低周波の矩形信号(LP)より速い(高い)周波数を有する高周波発振信号(HP)を出力する高周波発生部20と、ランプ駆動制御部30と、ランプ50を点灯・消灯させるインバータ40とから構成される。ランプ駆動制御部30は、ランプ駆動制御部30と低周波矩形信号(LP)と高周波発振信号(HP)を受信し、低周波矩形信号(LP)の不活性化区間の間、高周波発振信号(HP)を選択し、選択された高周波発振信号(HP)について矩形波信号に変換させた第1駆動信号(PUL1)と、第1駆動信号(PUL1)を反転させた第2駆動信号(PUL2)とを出力し、低周波矩形信号(LP)の活性化区間の間、第1駆動信号(PUL1)と第2駆動信号(PUL2)は不活性化される。インバータ40は、第1駆動信号(PUL1)が活性化される度にオンされる第1スイッチング部(M1)と、第2駆動信号(PUL2)が活性化される度にオンされる第2スイッチング部(M2)と、一方の端子が直流供給電圧(Vdc)に連結されたコイル(L)と、変圧機(T)とから構成される。この変圧機(T)は、1次側の第1及び第2コイル(T11、T12)と、1次側第1及び第2コイル(T11、T12)に誘起された電流によってランプ50両端に高電圧が誘導される2次側コイル(T2)とから構成され、1次側第1及び第2コイル(T11、T12)の一方の端子は共通に連結されてコイル(L)の他方の端子と連結され、1次側第1及び第2コイル(T11、T12)の他方の端子は各々第1スイッチング部(M1)と第2スイッチング部(M2)とに連結されており、第1スイッチング部(M1)が活性化されて不活性化されると1次側第1コイル(T11)から直流供給電圧(Vdc)に逆起電力が発生して2次側コイル(T2)に高電圧が誘起され、第2スイッチング部(M2)が活性化されて不活性化されると1次側の第2コイル(T12)から直流供給電圧(Vdc)に逆起電力が発生して2次側コイル(T2)に高電圧が誘起される。
2 includes a
デューティ制御部10は、充電部11と、放電部(TR1)と、低周波発生部12とから構成される。充電部11は、一端が直流供給電圧(Vdc)に連結され他端が第1ノード(N1)に連結された第1抵抗(R1)と、一端が第1ノード(N1)に連結され他端が第2ノード(N2)に連結された第2抵抗(R2)と、一端が第2ノード(N2)に連結され他端が接地電圧(Vss)に連結された充電キャパシター(CAP)とから構成されており、第1抵抗(R1)、第2抵抗(R2)及び充電キャパシター(CAP)の時定数によって充電キャパシター(CAP)に電圧を充電する。放電部(TR1)は、スイッチング制御信号(SWC)を受信してスイッチング制御信号(SWC)が活性化されると充電部11の充電キャパシター(CAP)に充電された電圧を放電させる。低周波発生部12は、充電キャパシター(CAP)に充電された電圧が、直流供給電圧(Vdc)より小さい第1基準電圧(Vref1)よりも大きければ、放電部(TR1)に入力されるスイッチング制御信号(SWC)を活性化させて該放電部(TR1)によって充電キャパシター(CAP)に充電された電圧を放電させ、また、放電部(TR1)による放電によって充電キャパシター(CAP)に充電された電圧が、照光制御電圧(Vdim)の電圧値に応じて可変する第2基準電圧(Vref2)より小さければ、放電部(TR1)に入力されるスイッチング制御信号(SWC)を不活性化させて充電キャパシター(CAP)を再び充電させ、第2基準電圧(Vref2)の可変電圧値に応じて充電キャパシター(CAP)の充電される時期を変更させ、照光制御電圧(Vdim)の電圧値に応じてデューティ比が可変する低周波の矩形信号(LP)を出力する。
The
低周波発生部12は、基準電圧発生部13と、照光制御部14と、第1比較部(COMP1)と、第2比較部(COMP2)と、セット/リセットフリップフロップ15とから構成される。基準電圧発生部13は、直流供給電圧(Vdc)と接地電圧(Vss)の間に直列に順次に連結された第3、第4及び第5抵抗(R3、R4、R5)から構成されており、直流供給電圧(Vdc)を一定の比率で分配して、第3抵抗(R3)と第4抵抗(R4)が共通に連結された第3ノード(N3)には直流供給電圧(Vdc)より低い電圧である第1基準電圧(Vref1)を出力し、第4抵抗(R4)と第5抵抗(R5)が共通に連結された第4ノード(N4)には第1基準電圧(Vref1)より低い電圧である第2基準電圧(Vref2)を出力する。照光制御部14は、第6抵抗(R6)及び第7抵抗(R7)と、エミッタ端、ベース端及びコレクタ端を有するトランジスタ(TR2)とから構成されている。照光制御部14において、照光制御電圧(Vdim)と接地電圧(Vss)の間に直列に連結された第6抵抗(R6)と第7抵抗(R7)によって照光制御電圧(Vdim)を一定の比率で分配した電圧(Va)を出力しており、トランジスタ(TR2)のベース端は第6抵抗(R6)と第7抵抗(R7)の分配された電圧(Va)が連結され、コレクタ端は第1基準電圧(Vref1)に連結され、エミッタ端は第2基準電圧(Vref2)に連結され、これにより、照光制御電圧(Vdim)が増加するに連れて第2基準電圧(Vref2)が第1基準電圧(Vref1)へと増加する。第1比較部(COMP1)は、第2ノード(N2)の電圧と第1基準電圧(Vref1)を受信して第2ノード(N2)の電圧が第1基準電圧(Vref1)より大きければ活性化された第1比較信号(CP1)を出力する。第2比較部(COMP2)は、第2ノード(N2)の電圧と第2基準電圧(Vref2)を受信して第2ノード(N2)の電圧が第2基準電圧(Vref2)より小さければ活性化された第2比較信号(CP2)を出力する。セット/リセットフリップフロップ15は、リセット端子(R)、セット端子(S)、第1出力端子(Q)及び第1出力端子(Q)の反転された信号を出力する第2出力端子(QB)を有し、リセット端子(R)は第1比較信号(CP1)に連結され、セット端子(S)は第2比較信号(CP2)に連結されており、第2比較信号(CP2)が活性化されると第1出力端子(Q)はハイ論理値を出力し、第1比較信号(CP1)が活性化されると第1出力端子(Q)はロー論理値を出力する。第1比較信号(CP1)と第2比較信号(CP2)が全て不活性化されると第1出力端子(Q)は、以前の論理値をラッチして低周波矩形信号(LP)を出力し、第2出力端子(QB)はスイッチング制御信号(SWC)を出力する。
The low
放電部(TR1)は、コレクタ端、ベース端及びエミッタ端を有するトランジスタから構成されており、コレクタ端は第1ノード(N1)に連結され、エミッタ端は接地電圧(Vss)に連結され、ベース端はスイッチング制御信号(SWC)に連結されてスイッチング制御信号(SWC)が活性化されるとオンされる。 The discharge part (TR1) includes a transistor having a collector end, a base end, and an emitter end. The collector end is connected to the first node (N1), the emitter end is connected to the ground voltage (Vss), and the base is connected. The end is connected to the switching control signal (SWC) and is turned on when the switching control signal (SWC) is activated.
ランプ駆動制御部30は、直流供給電圧(Vdc)より小さい一定の基準電圧(Vr)を出力する定電圧発生部31と、一方の端子が定電圧発生部31の出力である基準電圧(Vr)に連結された第8抵抗(R8)と、一方の端子が接地電圧(Vss)に連結され、他方の端子が第8抵抗(R8)の他方の端子に連結され、同時に低周波矩形信号(LP)に連結された第9抵抗(R9)と、比較部32と、電流増幅部33とから構成される。比較部32は、第8抵抗(R8)と第9抵抗(R9)の分配電圧を基準にスイングする低周波矩形信号(LP)と高周波発振信号(HP)を受信し、これらを比較して高周波発振信号(HP)が低周波矩形信号(LP)より大きければ活性化されて矩形波の駆動信号(DP)を出力する。電流増幅部33は、比較部32の出力である駆動信号(DP)を電流増幅させて駆動信号(DP)の駆動能力を増加させ、第1駆動信号(PUL1)と第1駆動信号(PUL1)を反転させた第2駆動信号(PUL2)を出力する。
The lamp
上記の構成による本発明のランプ駆動装置の動作は以下の通りである。デューティ制御部10の入力である照光制御電圧(Vdim)は外部から印加される電圧として0Vから5Vの電圧に可変する。例えば照光制御電圧(Vdim)が0Vであれば照光制御部14のトランジスタ(TR2)はオフされ、基準電圧発生部13は第3抵抗(R3)、第4抵抗(R4)及び第5抵抗(R5)の抵抗値の比によって直流供給電圧(Vdc)より小さい第1基準電圧(Vref1)と第1基準電圧(Vref1)より小さい第2基準電圧(Vref2)を出力する。照光制御電圧(Vdim)が0Vから順次に増加すれば第6抵抗(R6)及び第7抵抗(R7)の分配電圧(Va)は増加してトランジスタ(TR2)のベースに流れる電流が増加し、トランジスタ(TR2)のオン抵抗は減少する。トランジスタ(TR2)のオン抵抗の減少によって第2基準電圧(Vref2)は第1基準電圧(Vref1)へと増加する。照光制御電圧(Vdim)が5Vに増加すれば第2基準電圧(Vref2)は第1基準電圧(Vref1)からトランジスタ(TR2)の臨界電圧(threshold voltage)を減算した電圧になる。
The operation of the lamp driving device of the present invention having the above-described configuration is as follows. The illumination control voltage (Vdim) that is an input of the
図4aは照光制御電圧(Vdim)が0Vである場合の本発明のランプ駆動装置の動作波形図を示したもので、図4bと図4cは照光制御電圧(Vdim)を0Vから順次に増加させた場合の動作波形図であり、図4bの第2基準電圧(Vref2’)は図4aの第2基準電圧(Vref2)より大きい電圧を有する場合の動作波形図で、図4cの第2基準電圧(Vref2”)は図4bの第2基準電圧(Vref2’)より大きい電圧を有する場合の動作波形図である。 FIG. 4a shows an operation waveform diagram of the lamp driving device of the present invention when the illumination control voltage (Vdim) is 0V. FIGS. 4b and 4c show that the illumination control voltage (Vdim) is sequentially increased from 0V. FIG. 4B is an operation waveform diagram when the second reference voltage (Vref2 ′) of FIG. 4B is larger than the second reference voltage (Vref2) of FIG. 4A. (Vref2 ″) is an operation waveform diagram when the voltage is higher than the second reference voltage (Vref2 ′) of FIG. 4B.
図4aの動作を以下に説明する。直流供給電圧(Vdc)と接地電圧(Vss)の間に直列に連結された第1抵抗(R1)、第2抵抗(R2)及び充電キャパシター(CAP)に流れる電流によって充電キャパシター(CAP)の第2ノード(N2)に充電が行われる。充電キャパシター(CAP)に充電される充電電圧(Vcap)が基準電圧発生部13の第1基準電圧(Vref1)より大きければ、すなわちt1からt2時間においては、第1比較部(COMP1)の出力である第1比較信号(CP1)はハイ(high)論理値を出力し、第2比較部(COMP2)の出力である第2比較信号(CP2)はロー(low)論理値を出力する。セット/リセットフリップフロップ15の出力である第1出力端子(Q)における低周波の矩形信号(LP)はロー論理値を出力し、第2出力端子(QB)におけるスイッチング制御信号(SWC)はハイ論理値を出力する。ハイ論理値を有するスイッチング制御信号(SWC)によってバイポーラトランジスタから構成された放電部(TR1)はオンされ、充電キャパシター(CAP)に充電された電圧(Vcap)は第2抵抗(R2)と放電部(TR1)を通って接地電圧(Vss)へ放電を始める。放電によって充電キャパシター(CAP)の充電電圧(Vcap)が第1基準電圧(Vref1)より小さく、第2基準電圧(Vref2)より大きければ、すなわちt2からt3時間においては、第1比較部(COMP1)の出力である第1比較信号(CP1)はロー論理値を出力し、第2比較部(COMP2)の出力である第2比較信号(CP2)はロー論理値を出力する。したがって、セット/リセットフリップフロップ15の出力である第1出力端子(Q)における低周波矩形信号(LP)は、以前状態と同一な論理値であるロー論理値を出力し、第2出力端子(QB)におけるスイッチング制御信号(SWC)は、以前状態の論理値であるハイ論理値を出力する。ハイ論理値を有するスイッチング制御信号(SWC)によって放電部(TR1)は継続してオンされ、充電キャパシター(CAP)に充電された電圧(Vcap)は放電部(TR1)によって継続して放電される。継続的な放電によって充電キャパシター(CAP)に充電された充電電圧(Vcap)が第2基準電圧(Vref2)より小さくなれば、つまりt3時間において、第1比較部(COMP1)の出力である第1比較信号(CP1)は以前状態と同一のロー論理値を出力し、第2比較部(COMP2)の出力である第2比較信号(CP2)はハイ論理値を出力する。セット/リセットフリップフロップ15の第1出力端子(Q)における低周波矩形信号(LP)はハイ論理値を出力し、第2出力端子(QB)におけるスイッチング制御信号(SWC)はロー論理値を出力する。ロー論理値を有するスイッチング制御信号(SWC)によって放電部(TR1)はオフされ、直流電圧(Vdc)が充電キャパシター(CAP)に充電され始める。充電キャパシター(CAP)の充電電圧(Vcap)が第2基準電圧(Vref2)より大きければ、t4時間において第2比較部(COMP2)の出力である第2比較信号(CP2)はロー論理値を出力し、これによってセット/リセットフリップフロップ15の第1出力端子(Q)における低周波矩形信号(LP)は以前状態と同一なハイ論理値を出力し、第2出力端子(QB)におけるスイッチング制御信号(SWC)はロー論理値を出力する。スイッチング制御信号(SWC)は充電キャパシター(CAP)の充電電圧(Vcap)が第1基準電圧(Vref2)より大きくなるまで、つまりt4時間からt5時間の間には、継続してロー論理値を有するようになり放電部(TR1)は継続してオフされる。
The operation of FIG. 4a is described below. The charging capacitor CAP is connected to the first resistor R1, the second resistor R2 and the charging capacitor CAP that are connected in series between the DC supply voltage Vdc and the ground voltage Vss. The two nodes (N2) are charged. If the charging voltage (Vcap) charged in the charging capacitor (CAP) is larger than the first reference voltage (Vref1) of the
上記のような方法によって照光制御電圧(Vdim)を0Vから5Vに増加させることについて説明する。図4bに示されているように、第2基準電圧(Vref2’)が図4aの第2基準電圧(Vref2)より大きい電圧を有するようになると、低周波矩形信号(LP)はt1からt3時間の間ロー論理値を有するので、図4aの低周波矩形信号(LP)に比べてロー論理値を有する区間は減少する。図4cに示されているように、照光制御電圧(Vdim)を図4bよりさらに増加させると第2基準電圧(Vref2”)は図4bの第2基準電圧(Vref2’)よりさらに大きい電圧を有するようになり、低周波矩形信号(LP)のロー論理値を有する区間はさらに減少するようになる。つまり、照光制御電圧(Vdim)を0Vから5Vに増加させるに連れて低周波矩形信号(LP)のデューティ比が可変して低周波矩形信号(LP)のロー論理値を有する区間は減少するようになる。 The increase of the illumination control voltage (Vdim) from 0V to 5V by the above method will be described. As shown in FIG. 4b, when the second reference voltage (Vref2 ′) has a voltage higher than the second reference voltage (Vref2) of FIG. 4a, the low frequency rectangular signal (LP) is t1 to t3 time. Since it has a low logic value during this period, the interval having a low logic value is reduced compared to the low frequency rectangular signal (LP) of FIG. 4a. As shown in FIG. 4c, when the illumination control voltage (Vdim) is further increased from that of FIG. 4b, the second reference voltage (Vref2 ″) has a voltage larger than the second reference voltage (Vref2 ′) of FIG. 4b. Accordingly, the interval of the low-frequency rectangular signal (LP) having the low logic value is further reduced, that is, the low-frequency rectangular signal (LP) is increased as the illumination control voltage (Vdim) is increased from 0V to 5V. ) Of the low frequency rectangular signal (LP) having a low logic value is decreased.
したがって、デューティ制御部10は、充電キャパシター(CAP)の充電電圧(Vcap)の充・放電と照光制御電圧(Vdim)を可変とすることで数百Hzのデューティ比が可変する低周波矩形信号(LP)を出力する。
Therefore, the
ランプ駆動制御部30の定電圧発生部31は、直流供給電圧(Vdc)より小さい一定の基準電圧(Vr)である5Vを出力し、低周波矩形信号(LP)は、基準電圧(Vr)と接地電圧(Vss)の間に直列に連結された第8抵抗(R8)及び第9抵抗(R9)によってこれら抵抗の抵抗値の比によって決められる分配電圧を基準にスイングする。例えば第8抵抗(R8)及び第9抵抗(R9)が同一な値を有すれば低周波矩形信号(LP)は2.5Vを基準にスイングする矩形波信号となる。比較部32は、高周波発生部20から出力される約50〜60kHzの高周波発振信号(HP)と、低周波矩形信号(LP)とを比較し、高周波発振信号(HP)が低周波矩形信号(LP)より大きければ活性化されて矩形波の駆動信号(DP)を出力する。つまり、比較部32の出力である駆動信号(DP)は、図4aに示されているように、t1からt3区間であるところの、低周波矩形信号(LP)がロー論理値を有する区間において高周波発振信号(HP)をそのまま出力し、t3からt5区間であるところの、低周波矩形信号(LP)がハイ論理値を有する区間においてロー論理値を有するようになる。ランプ駆動制御部30の電流増幅部33は、比較部32の出力である駆動信号(DP)を電流増幅させて駆動信号(DP)の駆動能力を増加させ、第1駆動信号(PUL1)と、第1駆動信号(PUL1)を反転させた第2駆動信号(PUL2)を出力する。インバータ40の第1スイッチング部(M1)と第2スイッチング部(M2)は、各々第1駆動信号(PUL1)と第2駆動信号(PUL2)によってオンまたはオフされ、第1スイッチング部(M1)がオンからオフになると変圧機(T)の1次側第1コイル(T11)には逆起電力が発生し、このような逆起電力によって変圧機(T)の2次側コイル(T2)に高電圧が誘起され、ランプ50は図4aに示されているようにt1からt3区間において点灯される。同様に、第2スイッチング部(M2)のオンまたはオフによって変圧機(T)の1次側第2コイル(T12)には逆起電力が発生し、このような逆起電力によって変圧機(T)の2次側コイル(T2)に高電圧が誘起されてランプ50はt1からt3区間において点灯される。駆動信号(DP)がロー論理値を有する区間であるt3からt4区間においては、第1駆動信号(PUL1)と第2駆動信号(PUL2)は全てロー論理値を有するようになり、ランプ50は消灯される。
The
したがって、本発明のランプ駆動装置は、照光制御電圧(Vdim)の電圧値を可変させて、ランプ50の点・消灯される1周期内のデューティ比を調整し、ランプ50の明るさを調整することができる。
Accordingly, the lamp driving device of the present invention adjusts the brightness of the
10:デューティ制御部
20:高周波発生部
30:ランプ駆動制御部
40:インバータ
50:ランプ
Vdim:照光制御電圧
LP:矩形信号
HP:高周波発振信号
PUL1:第1駆動信号
PUL2:第2駆動信号
M1:第1スイッチング部
M2:第2スイッチング部
10: duty controller 20: high frequency generator 30: lamp drive controller 40: inverter 50: lamp Vdim: illumination control voltage LP: rectangular signal HP: high frequency oscillation signal PUL1: first drive signal PUL2: second drive signal M1: 1st switching part M2: 2nd switching part
Claims (5)
前記照光制御電圧に応じてデューティ比が可変する低周波の矩形信号を出力するデューティ制御手段と、
前記低周波の矩形信号より高い周波数を有する高周波発振信号を出力する高周波発生手段と、
前記低周波矩形信号と高周波発振信号を受信して、前記低周波矩形信号の不活性化区間の間、前記高周波発振信号を選択し、選択された高周波発振信号について矩形波信号に変換した第1駆動信号と、第1駆動信号を反転させた第2駆動信号とを出力し、前記低周波矩形信号の活性化区間の間、前記第1駆動信号と第2駆動信号は不活性化されるランプ駆動制御手段と、
前記ランプを点灯・消灯させるインバータ手段とからなり、
該インバータ手段は、第1駆動信号が活性化される度にオンされる第1スイッチング部と、第2駆動信号が活性化される度にオンされる第2スイッチング部と、一方の端子が直流供給電圧に連結されたコイルと、変圧機とから構成され、
該変圧機は、1次側の第1及び第2コイルと、1次側の第1及び第2コイルに誘起された電流によってランプ両端に高電圧が誘導される2次側コイルとから構成され、前記1次側第1及び第2コイルの一方の端子は共通に連結されて前記コイルの他方の端子に連結され、前記1次側第1及び第2コイルの他方の端子は各々前記第1スイッチング部と第2スイッチング部とに連結されており、前記第1スイッチング部が活性化されて不活性化されると前記第1次側第1コイルから直流供給電圧に逆起電力が発生して前記第2次側コイルに高電圧が誘起され、前記第2スイッチング部が活性化されて不活性化されると前記第1次側第2コイルから直流供給電圧に逆起電力が発生して前記第2次側コイルに高電圧が誘起されるものであることを特徴とするランプ駆動装置。 In the lamp driving device that controls the illumination of the lamp according to the illumination control voltage,
Duty control means for outputting a low-frequency rectangular signal having a duty ratio variable according to the illumination control voltage;
High-frequency generating means for outputting a high-frequency oscillation signal having a higher frequency than the low-frequency rectangular signal;
First, the low-frequency rectangular signal and the high-frequency oscillation signal are received, the high-frequency oscillation signal is selected during the inactive period of the low-frequency rectangular signal, and the selected high-frequency oscillation signal is converted into a rectangular wave signal. A ramp that outputs a driving signal and a second driving signal obtained by inverting the first driving signal, and the first driving signal and the second driving signal are inactivated during the activation period of the low-frequency rectangular signal. Drive control means;
Comprising inverter means for turning on and off the lamp,
The inverter means includes a first switching unit that is turned on each time the first drive signal is activated, a second switching unit that is turned on each time the second drive signal is activated, and one terminal having a direct current. Consists of a coil connected to the supply voltage and a transformer,
The transformer includes a primary side first and second coils and a secondary side coil in which a high voltage is induced at both ends of the lamp by currents induced in the primary side first and second coils. The terminals of the primary side first and second coils are connected in common and connected to the other terminal of the coil, and the other terminals of the primary side first and second coils are respectively connected to the first terminal. When the first switching unit is activated and deactivated, a back electromotive force is generated from the primary side first coil to the DC supply voltage when connected to the switching unit and the second switching unit. When a high voltage is induced in the secondary side coil and the second switching unit is activated and deactivated, a back electromotive force is generated in the DC supply voltage from the primary side second coil, A high voltage is induced in the secondary coil. Lamp driving device for.
一端が前記直流供給電圧に連結され他端が第1ノードに連結された第1抵抗、一端が第1ノードに連結され他端が第2ノードに連結された第2抵抗、及び、一端が第2ノードに連結され他端が接地電圧に連結された充電キャパシターから構成されており、前記第1抵抗、第2抵抗及び充電キャパシターの時定数によって前記充電キャパシターに電圧を充電する充電手段と、
スイッチング制御信号を受信して前記スイッチング制御信号が活性化されると前記充電手段の充電キャパシターに充電された電圧を放電させる放電手段と、
前記充電キャパシターに充電された電圧が、直流供給電圧より小さい第1基準電圧より大きければ、前記放電手段に入力されるスイッチング制御信号を活性化させて前記放電手段によって前記充電キャパシターに充電された電圧を放電させ、前記放電手段による放電によって前記充電キャパシターに充電された電圧が、照光制御電圧の電圧値に応じて可変する第2基準電圧より小さければ、前記放電手段に入力されるスイッチング制御信号を不活性化させて前記充電キャパシターを再び充電させ、前記第2基準電圧の可変電圧値に応じて充電キャパシターの充電される時期を変更させて照光制御電圧の電圧値に応じてデューティ比が可変する低周波の矩形信号を出力する低周波発生手段と
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のランプ駆動装置。 The duty control means includes
A first resistor having one end connected to the DC supply voltage and the other end connected to the first node, a second resistor connected to the first node and one end connected to the second node, and one end connected to the first node Charging means connected to two nodes and connected to the ground voltage at the other end, and charging means for charging the charging capacitor with a voltage according to a time constant of the first resistor, the second resistor and the charging capacitor;
Discharging means for receiving a switching control signal and discharging a voltage charged in a charging capacitor of the charging means when the switching control signal is activated;
If the voltage charged in the charging capacitor is greater than a first reference voltage smaller than a DC supply voltage, a voltage charged in the charging capacitor by the discharging means by activating a switching control signal input to the discharging means. If the voltage charged in the charging capacitor by the discharging by the discharging means is smaller than the second reference voltage that varies according to the voltage value of the illumination control voltage, the switching control signal input to the discharging means is The charging capacitor is reactivated and the charging capacitor is charged again, and the charging time of the charging capacitor is changed according to the variable voltage value of the second reference voltage, and the duty ratio is varied according to the voltage value of the illumination control voltage. The lamp driver according to claim 1, further comprising low-frequency generating means for outputting a low-frequency rectangular signal. Apparatus.
前記直流供給電圧と接地電圧の間に直列に順次に連結された第3、第4及び第5抵抗から構成されており、前記直流供給電圧を一定の比率で分配して、前記第3抵抗と第4抵抗が共通に連結された第3ノードには前記直流供給電圧より低い電圧である第1基準電圧を出力し、前記第4抵抗と第5抵抗が共通に連結された第4ノードには前記第1基準電圧より低い電圧である第2基準電圧を出力する基準電圧発生手段と、
前記照光制御電圧と接地電圧の間に直列に連結された第6抵抗と第7抵抗によって前記照光制御前圧を一定の比率で分配した電圧を出力し、エミッタ端、ベース端及びコレクタ端を有し、ベース端は前記第6抵抗と第7抵抗の分配された電圧が連結され、コレクタ端は前記第1基準電圧に連結され、エミッタ端は前記第2基準電圧に連結され、前記照光制御電圧が増加するに連れて第2基準電圧が第1基準電圧へと増加するトランジスタから構成された照光制御手段と、
前記第2ノードの電圧と第1基準電圧を受信して第2ノードの電圧が第1基準電圧より大きければ活性化された第1比較信号を出力する第1比較手段と、
前記第2ノードの電圧と第2基準電圧を受信して第2ノードの電圧が第2基準電圧より小さければ活性化された第2比較信号を出力する第2比較手段と、
リセット端子、セット端子、第1出力端子及び第1出力端子の反転された信号を出力する第2出力端子を有し、リセット端子は前記第1比較信号に連結され、セット端子は前記第2比較信号に連結されており、前記第2比較信号が活性化されると第1出力端子はハイ論理値を出力し、前記第1比較信号が活性化されると第1出力端子はロー論理値を出力し、前記第1比較信号と第2比較信号が全て不活性化されると第1出力端子は以前の論理値をラッチして第1出力端子は低周波矩形信号を出力し、第2出力端子はスイッチング制御信号を出力するセット/リセットフリップフロップと
を備えたことを特徴とする請求項2に記載のランプ駆動装置。 The low frequency generation means includes
The third and fourth resistors are sequentially connected in series between the DC supply voltage and the ground voltage, and the DC supply voltage is distributed at a certain ratio, and the third resistor A first reference voltage, which is lower than the DC supply voltage, is output to a third node having a fourth resistor connected in common, and a fourth node having the fourth resistor and a fifth resistor connected in common to the third node. Reference voltage generating means for outputting a second reference voltage that is lower than the first reference voltage;
The sixth resistor and the seventh resistor connected in series between the illumination control voltage and the ground voltage output a voltage obtained by distributing the illumination control pre-pressure at a constant ratio, and have an emitter end, a base end, and a collector end. The base terminal is connected to the distributed voltage of the sixth resistor and the seventh resistor, the collector terminal is connected to the first reference voltage, the emitter terminal is connected to the second reference voltage, and the illumination control voltage is connected. Illumination control means comprising a transistor in which the second reference voltage increases to the first reference voltage as the voltage increases.
First comparison means for receiving the voltage of the second node and the first reference voltage and outputting an activated first comparison signal if the voltage of the second node is greater than the first reference voltage;
Second comparison means for receiving the second node voltage and the second reference voltage and outputting an activated second comparison signal if the second node voltage is lower than the second reference voltage;
A reset terminal, a set terminal, a first output terminal, and a second output terminal for outputting an inverted signal of the first output terminal; the reset terminal is connected to the first comparison signal; and the set terminal is the second comparison terminal When the second comparison signal is activated, the first output terminal outputs a high logic value, and when the first comparison signal is activated, the first output terminal outputs a low logic value. When the first comparison signal and the second comparison signal are all inactivated, the first output terminal latches the previous logical value, the first output terminal outputs a low-frequency rectangular signal, and the second output 3. The lamp driving apparatus according to claim 2, wherein the terminal includes a set / reset flip-flop that outputs a switching control signal.
前記直流供給電圧より小さい一定の基準電圧を出力する定電圧発生手段と、
一方の端子が前記定電圧発生手段の出力である基準電圧に連結された第8抵抗と、
一方の端子が接地電圧に連結され、他方の端子が前記第8抵抗の他方の端子に連結され、同時に前記低周波矩形信号に連結された第9抵抗と、
前記第8抵抗と第9抵抗の分配電圧を基準にスイングする前記低周波矩形信号と高周波発振信号を受信し、これらを比較して前記高周波発振信号が前記低周波矩形信号より大きければ活性化されて矩形波の駆動信号を出力する比較手段と、
前記比較手段の出力である駆動信号を電流増幅させて駆動信号の駆動能力を増加させ、第1駆動信号と、第1駆動信号を反転させた第2駆動信号とを出力する電流増幅手段と
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のランプ駆動装置。
The lamp drive control means includes
Constant voltage generating means for outputting a constant reference voltage smaller than the DC supply voltage;
An eighth resistor having one terminal connected to a reference voltage that is an output of the constant voltage generating means;
A ninth resistor having one terminal connected to a ground voltage, the other terminal connected to the other terminal of the eighth resistor, and simultaneously connected to the low frequency rectangular signal;
The low-frequency rectangular signal and the high-frequency oscillation signal that swing based on the distribution voltage of the eighth resistor and the ninth resistor are received and compared, and activated if the high-frequency oscillation signal is larger than the low-frequency rectangular signal. Comparing means for outputting a rectangular wave drive signal;
A current amplifying means for amplifying the drive signal output from the comparison means to increase the drive capability of the drive signal and outputting a first drive signal and a second drive signal obtained by inverting the first drive signal; The lamp driving device according to claim 1, further comprising a lamp driving device.
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