JP2005142099A - Lamp open detection circuit for discharge tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、出力トランスの二次側で駆動される複数の冷陰極型蛍光ランプなどの放電管が切れた状態即ちランプオープン状態を検出するためのランプオープン検出回路に関する。 The present invention relates to a lamp open detection circuit for detecting a state in which a discharge tube such as a plurality of cold cathode fluorescent lamps driven on the secondary side of an output transformer is cut off, that is, a lamp open state.
従来、シャント抵抗で放電管の管電流を検出し、この検出信号によって放電管の管電流を制御する放電管調光制御回路が知られている(例えば特許文献1参照)。
また従来、冷陰極型蛍光ランプ駆動中、該ランプが点灯しなかったり、壊れてランプオープン状態になったとき、これを検出し、出力トランスの二次側電圧が二次側の巻線の絶縁耐圧を超えないうちに出力を止めるための回路は、図2に示すように、出力トランスTの二次側Sの巻線L2の両端に、キャパシタC1,C2を直列に接続し、キャパシタC2に発生する分圧電圧をリード線Wから検出し、この分圧電圧の上昇によって、ランプオープン状態を検出している。尚、図2中、RSは冷陰極型蛍光ランプLPに流れる管電流を検出するためのシャント抵抗、CBはバラストコンデンサ、CTは共振コンデンサである。
Conventionally, when a cold cathode fluorescent lamp is being driven, when the lamp does not light or breaks and the lamp is open, this is detected and the secondary voltage of the output transformer is isolated from the secondary winding. As shown in FIG. 2, a circuit for stopping the output before the withstand voltage is exceeded has capacitors C1 and C2 connected in series to both ends of the winding L2 on the secondary side S of the output transformer T. The generated divided voltage is detected from the lead wire W, and the lamp open state is detected by the increase of the divided voltage. In FIG. 2, RS is a shunt resistor for detecting a tube current flowing in the cold cathode fluorescent lamp LP, CB is a ballast capacitor, and CT is a resonance capacitor.
上記のように、出力トランスの二次側をキャパシタC1,C2によって分圧する方式は、キャパシタC1は耐圧の高いコンデンサ例えば3KV用等を使用することになり、大型且つ高価となってしまう。また、この場合、高圧線の引き回しリード線が増えてしまう。また、出力トランスとして巻線型トランスを用い、出力トランスTの一次側Pに、一次巻線L1のLと共振コンデンサCTのCとで直列共振回路を形成すると、この一次側Pの共振周波数を決定するためのキャパシタCTと一次巻線L1のLに対して、二次側SもC1+C2と二次巻線L2のLとで共振周波数が決定される。キャパシタC1とC2がなければ、二次側の共振周波数を決定するCは二次側の浮遊容量だけであるが、キャパシタC1とC2とにより、強力な二次側の共振周波数が設定されてしまい、これが一次側に影響を及ぼし、一次共振型自励発振による、ランプ駆動効率の低下につながるという問題点がある。
本発明は上記問題点を解決することを目的とする。
As described above, the method of dividing the secondary side of the output transformer by the capacitors C1 and C2 uses a capacitor with a high withstand voltage, for example, for 3KV, and is large and expensive. In this case, the number of lead wires for high-voltage wires increases. Further, when a winding transformer is used as the output transformer and a series resonance circuit is formed on the primary side P of the output transformer T by L of the primary winding L1 and C of the resonance capacitor CT, the resonance frequency of the primary side P is determined. The resonance frequency of the secondary side S is determined by C1 + C2 and L of the secondary winding L2 with respect to the capacitor CT and L of the primary winding L1. Without the capacitors C1 and C2, the secondary side resonance frequency C is determined only by the secondary side stray capacitance, but the capacitors C1 and C2 set a strong secondary side resonance frequency. There is a problem that this affects the primary side and leads to a decrease in lamp driving efficiency due to primary resonance self-excited oscillation.
The present invention aims to solve the above problems.
上記目的を達成するため本発明は、インバータにより駆動される出力トランスの二次出力側に放電管を接続し、該放電管がランプオープン状態となり電流が流れなくなったときこれを検出するためのランプオープン検出回路であって、放電管の通電路に接続されたシャント抵抗に接続され前記放電管に流れる電流の増減に応じて変化する直流電流信号を出力する整流ダイオードと、一方の入力端にしきい値が入力され他方の入力端に前記整流用ダイオードの直流信号が電圧信号に変換されて入力され該電圧信号が前記しきい値を超えて変化すると所定の信号を出力するようにした信号処理回路とを備えたものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a lamp for detecting when a discharge tube is connected to the secondary output side of an output transformer driven by an inverter and the discharge tube is in a lamp open state and no current flows. An open detection circuit, which is connected to a shunt resistor connected to a current path of a discharge tube and outputs a direct current signal that changes in accordance with increase / decrease of a current flowing through the discharge tube, and a threshold at one input terminal A signal processing circuit in which a value is inputted and a DC signal of the rectifying diode is converted into a voltage signal and inputted to the other input terminal, and a predetermined signal is outputted when the voltage signal changes exceeding the threshold value It is equipped with.
また本発明は、インバータにより駆動される1個又は複数個の出力トランスの複数の2次出力側に複数本の放電管を接続し、該複数本の放電管の中、少なくともいずれか1本の放電管がオープン状態となり電流が流れなくなったときこれを検出するためのランプオープン検出回路であって、前記各放電管のそれぞれの通電路に接続されたシャント抵抗と、一方端が前記シャント抵抗に接続し前記放電管に流れる交流電流の増減の変化に応じて変化する直流電流信号を出力するように前記複数のシャント抵抗ごとに設けられた整流用ダイオードと、前記各整流用ダイオードごとに設けられ一方の入力端子にしきい値が入力され他方の入力端子に前記整流用ダイオードの直流電流信号が電圧信号に変換されて入力され該電圧信号が低下すると出力端子がランプオープン信号を出力するようにした信号処理部とを備え、前記各信号処理部の中、ひとつでもその出力端子からランプオープン信号が出力されると、前記各信号処理部の出力端に接続するリード線からランプオープン信号が出力されるようにしたものである。
また本発明は、前記信号処理回路が誤動作防止回路に接続し、該誤動作防止回路は、電源投入時オンとなり所定時間経過するとオフとなる半導体スイッチング素子を含み、電源投入時、前記信号処理回路の出力側が前記半導体スイッチング素子を介して接地されるようにしたことを特徴とするものである。
According to the present invention, a plurality of discharge tubes are connected to a plurality of secondary output sides of one or a plurality of output transformers driven by an inverter, and at least one of the plurality of discharge tubes is connected. A lamp open detection circuit for detecting when a discharge tube is in an open state and no current flows, wherein a shunt resistor connected to each energization path of each discharge tube, and one end of which is connected to the shunt resistor A rectifying diode provided for each of the plurality of shunt resistors so as to output a DC current signal that changes in accordance with a change in increase / decrease in the AC current flowing through the discharge tube and provided for each of the rectifying diodes. A threshold value is input to one input terminal, a DC current signal of the rectifying diode is converted to a voltage signal and input to the other input terminal, and output when the voltage signal decreases. A signal processing unit configured to output a lamp open signal, and at least one of the signal processing units outputs a lamp open signal from its output terminal to the output end of each signal processing unit. A lamp open signal is output from the lead wire to be connected.
According to the present invention, the signal processing circuit is connected to a malfunction prevention circuit, and the malfunction prevention circuit includes a semiconductor switching element that is turned on when the power is turned on and turned off when a predetermined time elapses. The output side is grounded via the semiconductor switching element.
本発明は簡単な構成で放電管のランプオープン状態の検出を行うことができる。また、出力トランスの二次側に分圧キャパシタを設ける必要がないので、コストの低下を図ることができ、しかも、出力トランスの二次側の、一次側の共振周波数に対する影響を小さくすることができる。 The present invention can detect the lamp open state of the discharge tube with a simple configuration. Further, since it is not necessary to provide a voltage dividing capacitor on the secondary side of the output transformer, the cost can be reduced, and the influence on the resonance frequency on the secondary side of the output transformer can be reduced. it can.
以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図は放電管のランプオープン検出回路及び管電流検出回路を示し、図面の複雑化を避けるため、出力トランスT1,T2,T3の一次側及び該一次側に交流駆動信号を供給する自励発振又は他励発振のインバータ回路が省略されている。このインバータ回路はPWM(パルス幅変調)制御回路を含み、リード線2から供給される管電流検出出力に応じて、出力トランスT1,T2,T3の一次側に供給される交流電力を制御し、複数の冷陰極型蛍光ランプ(CCFL)などからなる放電管4が所定の明るさになるように制御する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
The figure shows a lamp open detection circuit and a tube current detection circuit of the discharge tube, and in order to avoid complication of the drawing, self-excited oscillation for supplying an AC drive signal to the primary side of the output transformers T1, T2, T3 and the primary side or The separately excited inverter circuit is omitted. This inverter circuit includes a PWM (pulse width modulation) control circuit, and controls the AC power supplied to the primary side of the output transformers T1, T2, T3 according to the tube current detection output supplied from the
前記出力トランスT1,T2,T3は、本実施形態では、1入力2出力の3個の巻線型トランスからなり、各出力トランスの一次側は並列に接続され、互いにインバータ回路から出力される共通の交流駆動信号によって駆動されるように構成されている。出力トランスT1に接続する一対の放電管4,4は互いに直列に接続され、一対の放電管4,4の一方端の電極は、バラストコンデンサCBを介して、出力トランスT1の二次巻線S1の高圧端子に接続し、他方端の電極は、バラストコンデンサCBを介して、出力トランスT1の二次巻線S2の高圧端子に接続している。
In the present embodiment, the output transformers T1, T2, and T3 are each composed of three winding transformers each having one input and two outputs. The primary sides of the output transformers are connected in parallel and are output from an inverter circuit. It is configured to be driven by an AC drive signal. The pair of
互いに直列に接続された他の一対の放電管4,4,4,4も同様に、図示の如くそれぞれ、各対の両端の電極がバラストコンデンサCBを介して、出力トランスT2,T3の二次巻線の高圧端子に接続している。前記出力トランスT1,T2,T3の2次巻線S1の各グランド端子には、それぞれシャント抵抗RSの一方が接続され、該シャント抵抗RSの他方は、共通のリード線6を介して接地されている。尚、各出力トランスT1,T2,T3の二次巻線S2のグランド端子側のシャント抵抗及びこれに繋がる回路は図示省略してある。前記シャント抵抗RSの各一端は、直流阻止用のキャパシタC1と整流用ダイオード8,10,12を介して、共通の出力リード線2に並列に接続している。
Similarly, the other pair of
シャント抵抗RSの各他端側には全波整流のための整流用ダイオード14,16,18が接続され、該整流用ダイオード14,16,18は、対応する整流用ダイオード8,10,12に図示の如く接続している。前記出力リード線2は、平滑回路を構成するキャパシタC2と抵抗R1を介して接地されるとともに、該出力リード線2は、インバータ回路の管電流検出回路(図示省略)に接続している。また、各シャント抵抗RSの一端はキャパシタC1と整流用ダイオード20,22,24を介し、リード線32,34,36を通じて、それぞれ対応する、オープンコレクタ方式の出力端子を備えるコンパレータ26,28,30の反転入力端子に接続している。
Rectifying
前記リード線32,34,36の各々にはキャパシタC3と抵抗R2からなる平滑回路が接続されている。各コンパレータ26,28,30の非反転入力端子には、プラス電源から、抵抗R3,R4により分圧されたしきい値が印加されている。オープンコレクタ方式の出力端子を備えるコンパレータ26,28,30は、反転入力端子の電位が非反転入力端子のしきい値より高いときには出力端子がオフ状態となり、このときには、該出力端子から見た内部インピーダンスが非常に大きな値になり、また、反転入力端子の電位が非反転入力端子のしきい値より低いときには前記出力端子がオン状態になるように設定されている。
A smoothing circuit comprising a capacitor C3 and a resistor R2 is connected to each of the
コンパレータ26,28,30の各出力端は、図示の如く、一方が、抵抗R5を介して、プラスの直流電源線に接続する出力リード線38に並列に接続されている。前記出力リード線38の他方は、抵抗R6とキャパシタC4のCR時定数回路と半導体スイッチング素子Q1とからなる誤動作防止回路40を介してアースされている。前記出力リード線38には、インバータ回路のランプオープン検出回路(図示省略)に接続するリード線42が接続している。上記実施形態では、二次巻線S2側の管電流を検出するための回路は、図示省略したが、これらにも、二次巻線S1と同様に管電流を検出するための回路を設けることができる。また、本実施形態では、1入力2出力の巻線型トランスを複数個用いたが、多出力型の1個の巻線型トランスを設けた構成としても良く、また、出力トランスとして、圧電トランス等の出力トランスを用いることができる。
As shown in the figure, one of the output terminals of the
上記した構成において、インバータ回路からPWM制御された交流駆動信号が出力トランスT1,T2,T3の一次側に供給されると、各出力トランスT1,T2,T3の二次側に高圧の交流電圧が誘起され、各放電管4が点灯する。各放電管4の管電流の大きさを検出する整流ダイオード8,10,12は、放電管4を流れる電流に対応する直流電流信号を出力し、各整流ダイオード8,10,12の出力電流の加算された、リード線2を流れる電流は平滑回路R1,C2により平滑され、管電流の大きさを表す電圧信号としてリード線2の下流側に現れる。
In the above configuration, when an AC drive signal PWM-controlled from the inverter circuit is supplied to the primary side of the output transformers T1, T2, and T3, a high-voltage AC voltage is applied to the secondary side of each of the output transformers T1, T2, and T3. Induced, each
整流ダイオード8,10,12の各出力信号は、通常は、ほぼ同一であり、リード線2に現れる電圧信号は略一定である。整流ダイオード8,10,12の中、1つでも出力信号が増大すると、この増大分が、リード線2に現れ、リード線2からインバータ回路の管電流検出回路に供給される。即ち、整流ダイオード8,10,12は、アナログ回路におけるワイヤードOR回路を構成する。一方、放電管4点灯中、コンパレータ26,28,30の各出力端はオフの状態にあり、リード線42は、プラスの電源端子から供給される電圧により、Hiの状態になっている。インバータ回路駆動中、例えば、放電管4の中の1つが切れ、そのシャント抵抗RSに電流が流れなくなると、シャント抵抗RSの両端電圧がゼロになり、対応する整流ダイオード例えば20の出力電流がゼロとなる。
The output signals of the
これにより、コンパレータ26の反転入力端子の電位がしきい値より低くなり、コンパレータ26の出力端がオンとなり、コンパレータ26の内部インピーダンスが低くなる。コンパレータ26の出力端がオンとなると、リード線42がコンパレータ26を通じてグランドされ、その電圧が下がり、リード線42は、Lowの状態となる。このLowの信号は、インバータ回路のランプオープン検出回路に供給される。尚、インバータ回路の調光動作によって、管電流をゼロに落としたときは、別途に設けた誤動作防止回路(図示省略)により、インバータ回路のランプオープン検出回路は、Lowの信号が入力されてもランプオープンを検出しないように設定されている。
As a result, the potential of the inverting input terminal of the
誤動作防止回路40は、通常は、スイッチング素子Q1がオフの状態となっている。電源投入時、このスイッチング素子Q1は瞬間的にオンとなり、所定時間経過後オフ状態となる。これにより、電源投入時にリード線42から誤動作信号がインバータ回路に入力されないようにしている。
本実施形態では、オープンコレクタ方式のコンパレータを用いて、整流用ダイオードの信号を処理しているが、本発明は、特にオープンコレクタ方式のコンパレータを用いた回路に限定されるものではなく、一方の入力端にしきい値が入力され他方の入力端に前記整流用ダイオードの直流信号が電圧信号に変換されて入力され該電圧信号が変化すると所定の信号を出力するようにした信号処理機能を有する半導体素子又は回路であれば、特にコンパレータを用いた素子又は回路に限定されるものではない。
In the malfunction prevention circuit 40, the switching element Q1 is normally in an off state. When the power is turned on, the switching element Q1 is instantaneously turned on and turned off after a predetermined time has elapsed. This prevents a malfunction signal from being input to the inverter circuit from the
In this embodiment, the signal of the rectifying diode is processed using an open collector type comparator. However, the present invention is not particularly limited to a circuit using an open collector type comparator. A semiconductor having a signal processing function in which a threshold value is input to an input terminal and a DC signal of the rectifying diode is converted to a voltage signal and input to the other input terminal, and a predetermined signal is output when the voltage signal changes. As long as it is an element or circuit, it is not particularly limited to an element or circuit using a comparator.
2 リード線
4 放電管
6 リード線
8 整流ダイオード
10 整流ダイオード
12 整流ダイオード
14 整流ダイオード
16 整流ダイオード
18 整流ダイオード
20 整流ダイオード
22 整流ダイオード
24 整流ダイオード
26 コンパレータ
28 コンパレータ
30 コンパレータ
32 リード線
34 リード線
36 リード線
38 リード線
40 誤動作防止回路
42 リード線
2 Lead wire
4 discharge tube 6 lead wire 8
Claims (2)
A plurality of discharge tubes are connected to a plurality of secondary output sides of one or a plurality of output transformers driven by an inverter, and at least one of the plurality of discharge tubes is open. A lamp open detection circuit for detecting when the current stops flowing and a shunt resistor connected to each energization path of each discharge tube, and one end connected to the shunt resistor and the discharge tube A rectifying diode provided for each of the plurality of shunt resistors so as to output a direct current signal that changes in accordance with a change in increase / decrease of the alternating current flowing through the rectifier, and one input terminal provided for each of the rectifying diodes. When a threshold value is input and the DC current signal of the rectifying diode is converted to a voltage signal and input to the other input terminal and the voltage signal decreases, the output terminal is switched off. A signal processing unit configured to output a pun signal, and when one of the signal processing units outputs a lamp open signal from its output terminal, the lead connected to the output terminal of each signal processing unit A lamp open detection circuit characterized in that a lamp open signal is output from a wire.
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US7723996B2 (en) | 2006-09-28 | 2010-05-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Inverter circuit and backlight assembly having the same |
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- 2003-11-10 JP JP2003379373A patent/JP2005142099A/en active Pending
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