JP2006244728A - 冷陰極管点灯装置、該冷陰極管点灯装置に用いられる駆動方法及び集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】
冷陰極管の両側の入力端から駆動する場合に、安定した輝度が得られる冷陰極管点灯装置を提供する。
【解決手段】管電流検出回路５０により、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂに流れる各第１の電流が同各２次側４４ｂ，４５ｂの低圧側から検出されると共に共振コンデンサ４６，４７に流れる各第２の電流が検出され、各他励式インバータ毎に第１の電流と第２の電流との差分がそれぞれ求められ、同各差分に基づいて冷陰極管４８の管電流が求められ、同管電流が所定値になるように駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２の周波数が電圧制御発振器４１により変更されて設定されるので、同冷陰極管４８の輝度が一定に保たれる。【選択図】図１

Description

この発明は、冷陰極管点灯装置、該冷陰極管点灯装置に用いられる駆動方法及び集積回路に係り、特に、液晶表示装置のバックライトに用いられる冷陰極管の両側の入力端に対して他励式インバータで駆動する場合に用いて好適な冷陰極管点灯装置、該冷陰極管点灯装置に用いられる駆動方法及び集積回路に関する。

液晶表示装置は、近年では、パソコンのモニタだけでなく、液晶テレビなど、多種のディスプレイに用いられ、特に液晶テレビなどでは液晶パネルの大型化が進んでいる。このため、液晶表示装置に用いられるバックライトも大型になり、バックライトに使用される冷陰極管も長くなっている。この冷陰極管を点灯させる場合、短い冷陰極管では、一方の入力端を低圧側とし、他方の高圧側の入力端から駆動パルス電圧が入力されるが、長い冷陰極管や冷陰極管の径が小さい場合では、同冷陰極管のインピーダンスが高くなるため、同冷陰極管の片側の入力端（高圧側）から駆動パルス電圧を入力して駆動すると、高圧側の入力端の近辺は明るく、低圧側の入力端の近辺が暗くなり、輝度傾斜が発生する。このため、冷陰極管の両側の入力端から駆動パルス電圧を互いに逆位相で印加して点灯させる両側高圧駆動法により、輝度傾斜が防止される。また、バックライトの効率改善のため、冷陰極管の形状が、たとえば“Ｕ”型や“コ”型の場合などでも、両側高圧駆動法が用いられることがある。

この種の冷陰極管点灯装置は、従来では、たとえば図１１に示すように、発振器１と、駆動部２，３と、トランス４，５と、共振コンデンサ６，７とから構成されている。また、トランス４，５の出力側に、冷陰極管８が接続されている。この冷陰極管点灯装置では、発振器１の発振周波数は、トランス４，５の２次側４ｂ，５ｂのインダクタンスと共振コンデンサ６，７とで構成される共振回路の共振周波数近傍に設定されている。そして、駆動部２，３により、発振器１により設定される周波数の高周波電圧が生成され、同高周波電圧がトランス４，５の１次側４ａ，５ａに入力され、同トランス４，５の２次側４ｂ，５ｂから互いに逆位相の駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２が出力される。これらの駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２は、冷陰極管８の両側の入力端にそれぞれ印加され、同冷陰極管８が点灯する。

上記の冷陰極管点灯装置の他、従来、この種の技術としては、たとえば、次のような文献に記載されるものがあった。
特許文献１に記載された圧電トランスの駆動装置は、図１２に示すように、電源１１と、駆動回路１２と、可変発振回路１３と、発振制御回路１４と、圧電トランス１５と、電圧検出回路１６と、電流検出回路１７と、位相差検出回路１８と、有効電流検出回路１９とから構成されている。また、圧電トランス１５と電流検出回路１７との間には、冷陰極管２０が接続されている。冷陰極管２０の近傍には、アースされた反射板２１が設けられ、同冷陰極管２０と反射板２１との間に浮遊容量Ｃｘが形成されている。この圧電トランスの駆動装置では、冷陰極管２０の管電流（圧電トランス１５の出力電流）が電流検出回路１７で検出され、圧電トランス１５の出力電流と電圧との位相差が位相差検出回路１８により検出される。この位相差に基づき、有効電流検出回路１９により、冷陰極管２０に流れる有効電流が検出され、同有効電流が所定の設定値に等しくなるように、発振制御回路１４、可変発振回路１３、及び駆動回路１２を介して圧電トランス１５が駆動制御される。

特許文献２に記載された圧電トランス駆動回路は、図１３に示すように、圧電トランス駆動部３１と、圧電トランス３２，３３とを有し、同圧電トランス３２，３３の出力側に冷陰極管３４が接続されている。また、カレントトランス３５と、抵抗Ｒと、コンデンサＣ１，Ｃ２と、差動アンプ部３６と、整流部３７とが設けられている。この圧電トランス駆動回路では、負荷（冷陰極管３４）を流れる管電流がカレントトランス３５で検出され、同カレントトランス３５の２次側とコンデンサＣ１，Ｃ２とで構成された共振回路の出力が差動アンプ部３６及び整流部３７を経て圧電トランス駆動部３１に帰還されて同圧電トランス駆動部３１の出力が制御される。

特許文献３に記載された放電灯点灯装置では、インバータ回路では、調光信号で指示された調光比に応じて出力周波数が制御され、同出力周波数が変化すると、放電灯への印加電圧が変化する。フィラメント電圧検出回路は、放電灯のフィラメントの両端電圧を検出し、判定回路では、フィラメント電圧検出回路の出力電圧の上昇時に放電灯が異常であると判別してインバータ回路の動作を停止させる。このため、放電灯の寿命末期のような異常が正確に検出される。

特許文献４に記載された放電灯点灯装置では、複数の放電灯の各フィラメントのインピーダンスの変化が検出され、予熱時に少なくとも１つのフィラメントのインピーダンスに異常な変化が検出されたとき、残りのフィラメントに十分な予熱電力が供給され、予熱後に該当する放電灯が安定して始動される。
特開２００２−０１７０９０号公報（要約書、図１） 特開２００３−３２４９６２号公報（要約書、図１） 特開２００３−１６８５８４号公報（要約書、図１） 特開平１１−２０４２７７号公報（要約書、図１）

しかしながら、上記従来の冷陰極管点灯装置では、次のような問題点があった。
すなわち、冷陰極管の輝度は、同冷陰極管に流れる管電流によって決まり、冷陰極管の片側の入力端から駆動パルス電圧が入力される片側高圧駆動では、駆動パルス電圧が入力されない低圧側に抵抗などで構成された電流検出回路を設け、検出された電流値に基づいて冷陰極管の輝度を一定に保つ制御が行われることが多いが、図１１に示す他励式インバータによる両側高圧駆動では、冷陰極管８の両入力端にいずれも駆動パルス電圧が印加され、抵抗などの電流検出回路が挿入できないため、同冷陰極管８の管電流を検出することが困難であり、同冷陰極管８の輝度を一定に保つことができないという問題点がある。また、他励式インバータにより冷陰極管を駆動する場合、図１４に示すように、トランスの２次側に流れる電流には、冷陰極管に流れる管電流及び共振コンデンサに流れる電流が含まれているため、トランスの２次側の電流値が一定になるように制御しても、冷陰極管の特性の経時変動によって、共振コンデンサに流れる電流と冷陰極管の管電流との割合が変化し、冷陰極管の輝度を一定に保つことができないという問題点がある。

また、特許文献１に記載された圧電トランスの駆動装置では、圧電トランス１５の出力電圧が高圧であるため、この出力電圧が印加される部品を高耐圧部品とする必要があり、コストが高くなるという問題点がある。また、冷陰極管２０の片側で管電流が検出されるため、圧電トランス１５や冷陰極管２０の端子のばらつきによって同管電流を正確に検出することができないという問題点がある。

特許文献２に記載された圧電トランス駆動回路では、圧電トランス３２，３３の出力電圧が高圧であるため、この出力電圧が印加される部品を高耐圧部品とする必要があり、コストが高くなるという問題点がある。また、冷陰極管３４の片側で管電流が検出されるため、圧電トランス３２，３３や冷陰極管３４の端子のばらつきによって同管電流を正確に検出することができないという問題点がある。

特許文献３に記載された放電灯点灯装置では、放電灯の寿命末期のような異常が検出されるが、輝度を一定に保つものではない。

特許文献４に記載された放電灯点灯装置では、インピーダンスに異常な変化が検出された放電灯以外の放電灯が安定して始動されるが、輝度を一定に保つものではない。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、他励式インバータにより冷陰極管を両側高圧駆動する場合、冷陰極管に流れる管電流を一定として輝度が変化しない冷陰極管点灯装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、２つの他励式インバータを備え、前記各他励式インバータは、当該他励式インバータを構成するトランスのインダクタンスと共に共振回路を構成する共振コンデンサを有し、前記各共振回路により生成される駆動パルス電圧を前記各トランスの２次側の高圧側から冷陰極管の両側の入力端に互いに逆位相で印加して点灯させる冷陰極管点灯装置に係り、前記各トランスの２次側及び前記各共振コンデンサに流れる各電流に基づいて前記冷陰極管に流れる管電流を検出し、該管電流を所定値に制御する管電流制御手段が設けられていることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の冷陰極管点灯装置に係り、前記管電流制御手段は、前記各トランスの２次側に流れる各第１の電流を前記各２次側の低圧側から検出すると共に前記各共振コンデンサに流れる各第２の電流を検出し、前記各他励式インバータ毎に前記第１の電流と前記第２の電流との差分をそれぞれ求めると共に前記各差分に基づいて前記管電流を求め、該管電流が前記所定値になるように前記駆動パルス電圧の周波数を変更して設定する構成とされていることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の冷陰極管点灯装置に係り、前記管電流制御手段は、前記各トランスの２次側に流れる各第１の電流を前記各２次側の低圧側から検出すると共に前記各共振コンデンサに流れる各第２の電流を検出し、前記各他励式インバータ毎に前記第１の電流と前記第２の電流との差分をそれぞれ求めると共に前記各差分に基づいて前記管電流を求め、該管電流が前記所定値になるように前記駆動パルス電圧のデューティを変更して設定する構成とされていることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の冷陰極管点灯装置に係り、前記冷陰極管の温度を検出する温度検出手段が設けられ、前記管電流制御手段は、前記各トランスの２次側及び前記各共振コンデンサに流れる各電流及び前記温度検出手段で検出された前記冷陰極管の温度に基づいて前記冷陰極管に流れる管電流を検出し、該管電流を所定値に制御する構成とされていることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の冷陰極管点灯装置に係り、前記管電流制御手段は、前記各トランスの２次側に流れる各第１の電流を前記各２次側の低圧側から検出すると共に前記各共振コンデンサに流れる各第２の電流を検出し、前記各他励式インバータ毎に前記第１の電流と前記第２の電流との差分をそれぞれ求めると共に前記各差分及び前記温度検出手段で検出された前記冷陰極管の温度に基づいて前記管電流を求め、該管電流が前記所定値になるように前記駆動パルス電圧の周波数を変更して設定する構成とされていることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項４記載の冷陰極管点灯装置に係り、前記管電流制御手段は、前記各トランスの２次側に流れる各第１の電流を前記各２次側の低圧側から検出すると共に前記各共振コンデンサに流れる各第２の電流を検出し、前記各他励式インバータ毎に前記第１の電流と前記第２の電流との差分をそれぞれ求めると共に前記各差分及び前記温度検出手段で検出された前記冷陰極管の温度に基づいて前記管電流を求め、該管電流が前記所定値になるように前記駆動パルス電圧のデューティを変更して設定する構成とされていることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のうちのいずれか一に記載の冷陰極管点灯装置に係り、前記各トランスの２次側の出力電圧をそれぞれ検出し、少なくとも一方の出力電圧に異常が発生したときに前記各他励式インバータの動作を停止する出力電圧監視手段が設けられていることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、駆動方法に係り、２つの他励式インバータを備え、前記各他励式インバータは、当該他励式インバータを構成するトランスのインダクタンスと共に共振回路を構成する共振コンデンサを有し、前記各共振回路により生成される駆動パルス電圧を前記各トランスの２次側の高圧側から冷陰極管の両側の入力端に互いに逆位相で印加して点灯させる冷陰極管点灯装置に用いられ、前記各トランスの２次側及び前記各共振コンデンサに流れる各電流に基づいて前記冷陰極管に流れる管電流を検出し、該管電流を所定値に制御することを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の駆動方法に係り、前記冷陰極管の温度を検出する温度検出手段を設けておき、前記各トランスの２次側及び前記各共振コンデンサに流れる各電流及び前記温度検出手段で検出された前記冷陰極管の温度に基づいて前記冷陰極管に流れる管電流を検出し、該管電流を所定値に制御することを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項８又は９記載の駆動方法に係り、出力電圧監視手段を設けておき、該出力電圧監視手段が、前記各トランスの２次側の出力電圧をそれぞれ検出し、少なくとも一方の出力電圧に異常が発生したときに前記各他励式インバータの動作を停止することを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、集積回路に係り、請求項１乃至３記載の管電流制御手段を１チップに構成したことを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、集積回路に係り、請求項４乃至６記載の温度検出手段と管電流制御手段とを１チップに構成したことを特徴としている。

請求項１３記載の発明は、集積回路に係り、請求項１乃至３記載の管電流制御手段と請求項７記載の出力電圧監視手段とを１チップに構成したことを特徴としている。

請求項１４記載の発明は、集積回路に係り、請求項４乃至６記載の温度検出手段と管電流制御手段と請求項７記載の出力電圧監視手段とを１チップに構成したことを特徴としている。

この発明の構成によれば、各トランスの２次側及び各共振コンデンサに流れる各電流に基づいて冷陰極管に流れる管電流を検出し、同管電流を所定値に制御する管電流制御手段が設けられているので、同冷陰極管の輝度を一定に保つことができる。また、冷陰極管の温度を検出する温度検出手段が設けられ、管電流制御手段は、各トランスの２次側及び各共振コンデンサに流れる各電流及び同温度検出手段で検出された冷陰極管の温度に基づいて同冷陰極管に流れる管電流を検出し、同管電流を所定値に制御するので、より高精度で冷陰極管の輝度を一定に保つことができる。また、各トランスの２次側の出力電圧をそれぞれ検出し、少なくとも一方の出力電圧に異常が発生したときに各他励式インバータの動作を停止する出力電圧監視手段が設けられているので、冷陰極管点灯装置の各部を保護でき、安全性を確保できる。

管電流検出回路により、各トランスの２次側に流れる各第１の電流が同各２次側の低圧側から検出されると共に各共振コンデンサに流れる各第２の電流が検出され、各他励式インバータ毎に第１の電流と第２の電流との差分がそれぞれ求められ、同各差分に基づいて冷陰極管の管電流が求められ、同管電流が所定値になるように駆動パルス電圧の周波数又はデューティが変更されて設定される冷陰極管点灯装置を提供する。

図１は、この発明の第１の実施例である冷陰極管点灯装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の冷陰極管点灯装置は、同図に示すように、電圧制御発振器４１と、駆動部４２，４３と、トランス４４，４５と、共振コンデンサ４６，４７と、管電流検出回路５０とから構成されている。また、トランス４４，４５の出力側に、冷陰極管４８が接続されている。電圧制御発振器４１は、管電流検出回路５０から出力される電圧αに対応した周波数で発振する。

駆動部４２，４３は、電圧制御発振器４１により設定される周波数の高周波電圧を生成する。トランス４４，４５は、駆動部４２，４３からの高周波電圧を１次側４４ａ，４５ａに入力し、２次側４４ｂ，４５ｂの高圧側から互いに逆位相で駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２を出力する。共振コンデンサ４６，４７は、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂのインダクタンスとの組み合わせで共振回路をそれぞれ構成する。これらの駆動部４２，４３、トランス４４，４５及び共振コンデンサ４６，４７で、２つの他励式インバータが構成されている。

管電流検出回路５０は、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂ及び共振コンデンサ４６，４７に流れる各電流に基づいて冷陰極管４８に流れる管電流を検出し、同管電流を所定値に制御する。すなわち、管電流検出回路５０は、電流検出部５１，６１と、ＢＰＦ（Band Pass Filter）５２，６２と、交流直流変換部５３，６３と、レベルシフタ５４，６４と、減算器５５，６５と、電流検出部５６，６６と、ＢＰＦ５７，６７と、交流直流変換部５８，６８と、レベルシフタ５９，６９と、加算器６０とから構成されている。電流検出部５１，６１は、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂに流れる各第１の電流を同２次側４４ｂ，４５ｂの低圧側から検出し、電流／電圧変換して出力信号ｆ１，ｆ２を出力する。ＢＰＦ５２，６２は、出力信号ｆ１，ｆ２に含まれるノイズ成分を除去すると共に、駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２の周波数成分のみを通過して出力信号ｇ１，ｇ２を出力する。交流直流変換部５３，６３は、出力信号ｇ１，ｇ２を交流電圧から直流電圧に変換して出力信号ｈ１，ｈ２を出力する。レベルシフタ５４，６４は、出力信号ｈ１，ｈ２を所定の値にレベルシフトして電圧１ａ，１ｂを出力する。

電流検出部５６，６６は、共振コンデンサ４６，４７に流れる各第２の電流を検出し、電流／電圧変換して出力信号ｊ１，ｊ２を出力する。ＢＰＦ５７，６７は、出力信号ｊ１，ｊ２に含まれるノイズ成分を除去すると共に、駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２の周波数成分のみを通過して出力信号ｋ１，ｋ２を出力する。交流直流変換部５８，６８は、出力信号ｋ１，ｋ２を交流電圧から直流電圧に変換して出力信号ｍ１，ｍ２を出力する。レベルシフタ５９，６９は、出力信号ｍ１，ｍ２を所定の値にレベルシフトして電圧２ａ，２ｂを出力する。減算器５５は、レベルシフタ５４の電圧１ａからレベルシフタ５９の電圧２ａを減算することにより、トランス４４から冷陰極管４８に流れる電流に対応した電圧３を出力する。減算器６５は、レベルシフタ６４の電圧１ｂからレベルシフタ６９の電圧２ｂを減算することにより、トランス４５から冷陰極管４８に流れる電流に対応した電圧４を出力する。加算器６０は、減算器５５からの電圧３、及び減算器６５からの電圧４を加算して電圧αを出力する。

この管電流検出回路５０は、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂに流れる各第１の電流を同各２次側４４ｂ，４５ｂの低圧側から検出すると共に共振コンデンサ４６，４７に流れる各第２の電流を検出し、各他励式インバータ毎に第１の電流と第２の電流との差分をそれぞれ求めると共に同各差分に基づいて冷陰極管４８の管電流を求め、同管電流に対応した電圧αを出力する。この管電流検出回路５０と上記電圧制御発振器４１とで、管電流制御手段が構成され、冷陰極管４８の管電流が所定値になるように駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２の周波数を変更して設定する。また、電圧制御発振器４１と管電流検出回路５０とが、１チップの集積回路として構成されている。

この冷陰極管点灯装置に用いられる駆動方法では、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂ及び共振コンデンサ４６，４７に流れる各電流に基づいて冷陰極管４８に流れる管電流が検出され、同管電流が所定値に制御される。すなわち、この冷陰極管点灯装置では、電圧制御発振器４１の発振周波数は、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂのインダクタンスと共振コンデンサ４６，４７とで構成される共振回路の共振周波数近傍に設定されている。そして、駆動部４２，４３により、電圧制御発振器４１により設定される周波数の高周波電圧が生成され、同高周波電圧がトランス４４，４５の１次側４４ａ，４５ａに入力され、同トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂの高圧側から互いに逆位相の駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２が出力される。これらの駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２は、冷陰極管４８の両側の入力端にそれぞれ印加され、冷陰極管４８が点灯する。

この場合、電流検出部５１，６１により、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂに流れる各第１の電流が同２次側４４ｂ，４５ｂの低圧側から検出され、電流／電圧変換されて出力信号ｆ１，ｆ２が出力される。出力信号ｆ１，ｆ２は、トランス４４，４５のインダクタンス及び分布容量によってノイズが重畳されているため、ＢＰＦ５２，６２でノイズ成分が除去されると共に駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２の周波数成分のみが通過し、同ＢＰＦ５２，６２から出力信号ｇ１，ｇ２が出力される。出力信号ｇ１，ｇ２は、交流直流変換部５３，６３で交流電圧から直流電圧に変換され、同交流直流変換部５３，６３から出力信号ｈ１，ｈ２が出力される。出力信号ｈ１，ｈ２は、レベルシフタ５４，６４で所定の値にレベルシフトされ、同レベルシフタ５４，６４から電圧１ａ，１ｂが出力される。

また、電流検出部５６，６６により、共振コンデンサ４６，４７に流れる各第２の電流が検出され、電流／電圧変換されて出力信号ｊ１，ｊ２が出力される。出力信号ｊ１，ｊ２は、ＢＰＦ５７，６７でノイズ成分が除去されると共に駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２の周波数成分のみが通過し、同ＢＰＦ５７，６７から出力信号ｋ１，ｋ２が出力される。出力信号ｋ１，ｋ２は、交流直流変換部５８，６８で交流電圧から直流電圧に変換され、同交流直流変換部５８，６８から出力信号ｍ１，ｍ２が出力される。出力信号ｍ１，ｍ２は、レベルシフタ５９，６９で所定の値にレベルシフトされ、同レベルシフタ５９，６９から電圧２ａ，２ｂが出力される。

減算器５５により、レベルシフタ５４の電圧１ａからレベルシフタ５９の電圧２ａが減算され、電圧３が出力される。また、減算器６５により、レベルシフタ６４の電圧１ｂからレベルシフタ６９の電圧２ｂが減算され、電圧４が出力される。電圧３と電圧４とが加算器６０で加算され、同加算器６０から電圧αが出力される。電圧αは、冷陰極管４８の管電流に対応し、電圧制御発振器４１に入力される。電圧制御発振器４１は、冷陰極管４８に流れる管電流が所定値になるように発振周波数を適宜変更し、駆動部４２，４３は、同発振周波数に対応した高周波電圧を出力する。駆動部４２，４３からの高周波電圧は、トランス４４，４５の１次側４４ａ，４５ａに入力され、同トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂの高圧側から互いに逆位相で駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２が出力され、冷陰極管４８の両側の入力端にそれぞれ印加される。これにより、冷陰極管４８の管電流が所定値となり、同冷陰極管４８の輝度が一定に保たれる。

以上のように、この第１の実施例では、管電流検出回路５０により、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂに流れる各第１の電流が同各２次側４４ｂ，４５ｂの低圧側から検出されると共に共振コンデンサ４６，４７に流れる各第２の電流が検出され、各他励式インバータ毎に第１の電流と第２の電流との差分がそれぞれ求められ、同各差分に基づいて冷陰極管４８の管電流が求められ、同管電流が所定値になるように駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２の周波数が、電圧制御発振器４１により変更されて設定されるので、同冷陰極管４８の輝度が一定に保たれる。

図２は、この発明の第２の実施例である冷陰極管点灯装置の要部の電気的構成を示すブロック図であり、第１の実施例を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の冷陰極管点灯装置では、同図２に示すように、図１中の電圧制御発振器４１に代えて、デューティ制御回路７０が設けられている。デューティ制御回路７０は、発振器７１と、ＤＵＴＹ（デューティ）制御部７２とから構成されている。発振器７１は、所定の周波数の出力信号ｐを発生し、その発振周波数は、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂのインダクタンスと共振コンデンサ４６，４７とで構成される共振回路の共振周波数近傍に固定して設定されている。

ＤＵＴＹ制御部７２は、発振器７１の出力信号ｐのデューティを、管電流検出回路５０から出力される電圧αに対応して制御する。このデューティ制御回路７０と管電流検出回路５０とで、管電流制御手段が構成され、冷陰極管４８の管電流が所定値になるように駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２のデューティを変更して設定する。また、デューティ制御回路７０と管電流検出回路５０とが、１チップの集積回路として構成されている。他は、図１と同様の構成である。

図３は、図２中の駆動部４２，４３、トランス４４，４５、共振コンデンサ４６，４７及び冷陰極管４８を抽出した図である。
同図３に示すように、駆動部４２は、ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（以下、「ｐＭＯＳ」という）４２ａと、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（以下、「ｎＭＯＳ」という）４２ｂとを有している。ｐＭＯＳ４２ａは、ＤＵＴＹ制御部７２から出力されるｐｃｈ（チャネル）パルス１によりオン／オフ制御され、ｎＭＯＳ４２ｂは、ＤＵＴＹ制御部７２から出力されるｎｃｈパルス１によりオン／オフ制御される。駆動部４３は、ｐＭＯＳ４３ａと、ｎＭＯＳ４３ｂとを有している。ｐＭＯＳ４３ａは、ＤＵＴＹ制御部７２から出力されるｐｃｈパルス２によりオン／オフ制御され、ｎＭＯＳ４３ｂは、ＤＵＴＹ制御部７２から出力されるｎｃｈパルス２によりオン／オフ制御される。

図４は、図３の動作を説明するタイムチャートである。
この図を参照して、この例の冷陰極管点灯装置に用いられる駆動方法の処理内容について説明する。
ＤＵＴＹ制御部７２により、図４（ａ）に示すように、ｐｃｈパルス１，２のパルス幅ａとｎｃｈパルス１，２のパルス幅ｂとは、同比率で変化し、ｐＭＯＳ４２ａ，４３ａ及びｎＭＯＳ４２ｂ，４３ｂのオン時間は同等とし、同オン時間を管電流検出回路５０から出力される電圧αに対応して制御することにより、冷陰極管４８の管電流が所定値となる。 たとえば、管電流を増加させる場合、図４（ｂ）に示すように、オン時間を長くし、管電流を減少させる場合、図４（ｃ）に示すように、オン時間を短くする。この制御により、冷陰極管４８の管電流が所定値となり、同冷陰極管４８の輝度が一定に保たれる。

以上のように、この第２の実施例では、冷陰極管４８の管電流が所定値になるように駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２のデューティが変更されて設定されるので、同冷陰極管４８の輝度が一定に保たれる。

冷陰極管４８の輝度は、同冷陰極管４８の管壁温度によっても変化する。このため、次の第３の実施例では、この管壁温度に対応して管電流が制御される冷陰極管点灯装置について説明する。

図５は、この発明の第３の実施例である冷陰極管点灯装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の冷陰極管点灯装置では、同図５に示すように、図１中の管電流検出回路５０に代えて、新たな機能が付加された管電流検出回路５０Ａが設けられている。管電流検出回路５０Ａでは、温度検出回路８０が付加され、図１中の加算器６０に代えて、加算器６０Ａが設けられている。温度検出回路８０は、バックライト温度検出部８１と、電圧変換部８２と、レベルシフタ８３とから構成されている。バックライト温度検出部８１は、冷陰極管４８の管壁温度を検出する。電圧変換部８２は、バックライト温度検出部８１で検出された冷陰極管４８の管壁温度を電圧ｕに変換する。レベルシフタ８３は、電圧ｕを所定の値にレベルシフトして電圧５を出力する。加算器６０Ａは、電圧５、減算器５５からの電圧３、及び減算器６５からの電圧４を加算して電圧αを出力する。

この管電流検出回路５０Ａは、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂに流れる各第１の電流を同各２次側４４ｂ，４５ｂの低圧側から検出すると共に共振コンデンサ４６，４７に流れる各第２の電流を検出し、各他励式インバータ毎に第１の電流と第２の電流との差分をそれぞれ求めると共に同各差分及び温度検出回路８０で検出された冷陰極管４８の管壁温度に基づいて冷陰極管４８の管電流を求め、同管電流に対応した電圧αを出力する。この管電流検出回路５０Ａと電圧制御発振器４１とで、管電流制御手段が構成され、冷陰極管４８の管電流が所定値になるように駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２の周波数を変更して設定する。また、電圧制御発振器４１と管電流検出回路５０Ａとが、１チップの集積回路として構成されている。他は、図１と同様の構成である。

この冷陰極管点灯装置では、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂに流れる各第１の電流が同各２次側４４ｂ，４５ｂの低圧側から検出されると共に共振コンデンサ４６，４７に流れる各第２の電流が検出され、各他励式インバータ毎に第１の電流と第２の電流との差分がそれぞれ求められ、同各差分及び温度検出回路８０で検出された冷陰極管４８の管壁温度に基づいて冷陰極管４８の管電流が求められ、同管電流が所定値になるように駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２の周波数が変更されて設定されるので、第１の実施例よりも高精度で同冷陰極管４８の輝度が一定に保たれる。

図６は、この発明の第４の実施例である冷陰極管点灯装置の要部の電気的構成を示すブロック図であり、第２の実施例を示す図２中の要素、及び第３の実施例を示す図５中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の冷陰極管点灯装置では、同図６に示すように、図２中の管電流検出回路５０に代えて、図５中の管電流検出回路５０Ａが設けられている。この管電流検出回路５０Ａとデューティ制御回路７０とで、管電流制御手段が構成され、冷陰極管４８の管電流が所定値になるように駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２のデューティを変更して設定する。また、管電流検出回路５０Ａとデューティ制御回路７０とが、１チップの集積回路として構成されている。

この冷陰極管点灯装置では、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂに流れる各第１の電流が同各２次側４４ｂ，４５ｂの低圧側から検出されると共に共振コンデンサ４６，４７に流れる各第２の電流が検出され、各他励式インバータ毎に第１の電流と第２の電流との差分がそれぞれ求められ、同各差分及び温度検出回路８０で検出された冷陰極管４８の管壁温度に基づいて冷陰極管４８の管電流が求められ、同管電流が所定値になるように駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２のデューティが変更されて設定されるので、第２の実施例よりも高精度で同冷陰極管４８の輝度が一定に保たれる。

図７は、この発明の第５の実施例である冷陰極管点灯装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の冷陰極管点灯装置では、同図７に示すように、トランス出力電圧検出回路９０、及び、図１中の電圧制御発振器４１に代えて、同トランス出力電圧検出回路９０から発振停止信号ｗが与えられたときに発振が停止する電圧制御発振器４１Ａが設けられている。トランス出力電圧検出回路９０は、トランス出力電圧検出部９１，９２と、比較器９３，９４と、ＯＲ回路９５とから構成されている。トランス出力電圧検出部９１，９２は、たとえばバッファや整流回路などで構成され、共振コンデンサ４６，４７から駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２を検出し、これらの各平均値又は各ピーク値を出力信号ｄ１，ｄ２として出力する。

比較器９３，９４は、出力信号ｄ１，ｄ２のレベルを所定の基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、 出力信号ｄ１，ｄ２が基準電圧Ｖｒｅｆよりも高くなったとき、アクティブモード（たとえば、高レベル、“Ｈ”）の出力信号ｑ１，ｑ２を出力する。ＯＲ回路９５は、出力信号ｑ１，ｑ２のうちの少なくとも一方が“Ｈ”になったとき、発振停止信号ｗを出力する。このトランス出力電圧検出回路９０により、出力電圧監視手段が構成されている。また、電圧制御発振器４１Ａと管電流検出回路５０とトランス出力電圧検出回路９０とが、１チップの集積回路として構成されている。

この冷陰極管点灯装置では、トランス出力電圧検出回路９０により、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂの出力電圧（駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２）がそれぞれ検出され、駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２のうちの少なくとも一方が異常に高くなった場合などでは、電圧制御発振器４１Ａの発振が停止し、各他励式インバータの動作が停止する。このため、第１の実施例の利点に加え、この冷陰極管点灯装置の各部が保護され、安全性が確保される。

図８は、この発明の第６の実施例である冷陰極管点灯装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の冷陰極管点灯装置では、同図８に示すように、図７中のトランス出力電圧検出回路９０、及び、図２中のデューティ制御回路７０に代えて、デューティ制御回路７０Ａが設けられている。デューティ制御回路７０Ａでは、図２中の発振器７１に代えて、トランス出力電圧検出回路９０から発振停止信号ｗが与えられたときに動作が停止する発振器７１Ａが設けられている。他は、図２と同様の構成である。

この冷陰極管点灯装置では、トランス出力電圧検出回路９０により、トランス４４，４５の２次側４４ｂ，４５ｂの出力電圧（駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２）がそれぞれ検出され、駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２のうちの少なくとも一方が異常に高くなった場合などでは、デューティ制御回路７０Ａの動作が停止し、各他励式インバータの動作が停止する。このため、第２の実施例の利点に加え、この冷陰極管点灯装置の各部が保護され、安全性が確保される。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、第３の実施例を示す図５中の電圧制御発振器４１に代えて、第５の実施例を示す図７中の電圧制御発振器４１Ａを設け、かつ、同図７中のトランス出力電圧検出回路９０を設けても良い。これにより、第３の実施例の利点に加え、第５の実施例と同様に、冷陰極管点灯装置の各部が保護され、安全性が確保される。また、この場合、電圧制御発振器４１Ａと図５中の管電流検出回路５０Ａとトランス出力電圧検出回路９０とを、１チップの集積回路として構成しても良い。

また、第４の実施例を示す図６中のデューティ制御回路７０に代えて、第６の実施例を示す図８中のデューティ制御回路７０Ａを設け、かつ、同図８中のトランス出力電圧検出回路９０を設けても良い。これにより、第４の実施例の利点に加え、第６の実施例と同様に、冷陰極管点灯装置の各部が保護され、安全性が確保される。また、この場合、デューティ制御回路７０Ａと図６中の管電流検出回路５０Ａとトランス出力電圧検出回路９０とを、１チップの集積回路として構成しても良い。

また、上記各実施例の冷陰極管点灯装置では、１つの冷陰極管４８が接続されているが、複数の冷陰極管を点灯させるようにしても、上記実施例とほぼ同様の作用、効果が得られる。この場合、図９に示すように、たとえば２つの冷陰極管４８，４８を設け、各両端に各冷陰極管の管電流を安定化するためのバラスト用コイル１０１，１０２を介して駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２を印加する。あるいは、図１０に示すように、冷陰極管４８，４８の各両端にバラスト用コンデンサ１０３，１０４を介して駆動パルス電圧ｅ１，ｅ２を印加しても良い。

この発明は、冷陰極管を両側の入力端から駆動する場合全般に適用できる。

この発明の第１の実施例である冷陰極管点灯装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。 この発明の第２の実施例である冷陰極管点灯装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。 図２中の駆動部４２，４３、トランス４４，４５、共振コンデンサ４６，４７及び冷陰極管４８を抽出した図である。 図３の動作を説明するタイムチャートである。 この発明の第３の実施例である冷陰極管点灯装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。 この発明の第４の実施例である冷陰極管点灯装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。 この発明の第５の実施例である冷陰極管点灯装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。 この発明の第６の実施例である冷陰極管点灯装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。 各実施例の冷陰極管点灯装置により複数の冷陰極管を点灯させる場合の電気的構成を示す図である。 各実施例の冷陰極管点灯装置により複数の冷陰極管を点灯させる場合の他の電気的構成を示す図である。 従来の冷陰極管点灯装置の電気的構成を示すブロック図である。 特許文献１に記載された圧電トランスの駆動装置の電気的構成を示すブロック図である。 特許文献２に記載された圧電トランス駆動回路の電気的構成を示すブロック図である。 図１１の冷陰極管点灯装置の問題点を説明する図である。

符号の説明

４１，４１Ａ 電圧制御発振器（管電流制御手段の一部）
４２，４３ 駆動部（他励式インバータの一部）
４４，４５ トランス（他励式インバータの一部）
４４ａ，４５ａ トランス４４，４５の１次側
４４ｂ，４５ｂ トランス４４，４５の２次側
４６，４７ 共振コンデンサ（他励式インバータの一部）
４８ 冷陰極管
５０，５０Ａ 管電流検出回路（管電流制御手段の一部）
５１，６１ 電流検出部（管電流検出回路の一部）
５２，６２ ＢＰＦ（Band Pass Filter）（管電流検出回路の一部）
５３，６３ 交流直流変換部（管電流検出回路の一部）
５４，６４ レベルシフタ（管電流検出回路の一部）
５５，６５ 減算器（管電流検出回路の一部）
５６，６６ 電流検出部（管電流検出回路の一部）
５７，６７ ＢＰＦ（管電流検出回路の一部）
５８，６８ 交流直流変換部（管電流検出回路の一部）
５９，６９ レベルシフタ（管電流検出回路の一部）
６０，６０Ａ 加算器（管電流検出回路の一部）
７０，７０Ａ デューティ制御回路（管電流制御手段の一部）
７１ 発振器（デューティ制御回路の一部）
７２ ＤＵＴＹ（デューティ）制御部（デューティ制御回路の一部）
８０ 温度検出回路（温度検出手段）
８１ バックライト温度検出部（温度検出手段の一部）
８２ 電圧変換部（温度検出手段の一部）
８３ レベルシフタ（温度検出手段の一部）
９０ トランス出力電圧検出回路（出力電圧監視手段）

Claims (14)

1. ２つの他励式インバータを備え、前記各他励式インバータは、当該他励式インバータを構成するトランスのインダクタンスと共に共振回路を構成する共振コンデンサを有し、前記各共振回路により生成される駆動パルス電圧を前記各トランスの２次側の高圧側から冷陰極管の両側の入力端に互いに逆位相で印加して点灯させる冷陰極管点灯装置であって、
   前記各トランスの２次側及び前記各共振コンデンサに流れる各電流に基づいて前記冷陰極管に流れる管電流を検出し、該管電流を所定値に制御する管電流制御手段が設けられていることを特徴とする冷陰極管点灯装置。
2. 前記管電流制御手段は、
   前記各トランスの２次側に流れる各第１の電流を前記各２次側の低圧側から検出すると共に前記各共振コンデンサに流れる各第２の電流を検出し、前記各他励式インバータ毎に前記第１の電流と前記第２の電流との差分をそれぞれ求めると共に前記各差分に基づいて前記管電流を求め、該管電流が前記所定値になるように前記駆動パルス電圧の周波数を変更して設定する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の冷陰極管点灯装置。
3. 前記管電流制御手段は、
   前記各トランスの２次側に流れる各第１の電流を前記各２次側の低圧側から検出すると共に前記各共振コンデンサに流れる各第２の電流を検出し、前記各他励式インバータ毎に前記第１の電流と前記第２の電流との差分をそれぞれ求めると共に前記各差分に基づいて前記管電流を求め、該管電流が前記所定値になるように前記駆動パルス電圧のデューティを変更して設定する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の冷陰極管点灯装置。
4. 前記冷陰極管の温度を検出する温度検出手段が設けられ、
   前記管電流制御手段は、
   前記各トランスの２次側及び前記各共振コンデンサに流れる各電流及び前記温度検出手段で検出された前記冷陰極管の温度に基づいて前記冷陰極管に流れる管電流を検出し、該管電流を所定値に制御する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の冷陰極管点灯装置。
5. 前記管電流制御手段は、
   前記各トランスの２次側に流れる各第１の電流を前記各２次側の低圧側から検出すると共に前記各共振コンデンサに流れる各第２の電流を検出し、前記各他励式インバータ毎に前記第１の電流と前記第２の電流との差分をそれぞれ求めると共に前記各差分及び前記温度検出手段で検出された前記冷陰極管の温度に基づいて前記管電流を求め、該管電流が前記所定値になるように前記駆動パルス電圧の周波数を変更して設定する構成とされていることを特徴とする請求項４記載の冷陰極管点灯装置。
6. 前記管電流制御手段は、
   前記各トランスの２次側に流れる各第１の電流を前記各２次側の低圧側から検出すると共に前記各共振コンデンサに流れる各第２の電流を検出し、前記各他励式インバータ毎に前記第１の電流と前記第２の電流との差分をそれぞれ求めると共に前記各差分及び前記温度検出手段で検出された前記冷陰極管の温度に基づいて前記管電流を求め、該管電流が前記所定値になるように前記駆動パルス電圧のデューティを変更して設定する構成とされていることを特徴とする請求項４記載の冷陰極管点灯装置。
7. 前記各トランスの２次側の出力電圧をそれぞれ検出し、少なくとも一方の出力電圧に異常が発生したときに前記各他励式インバータの動作を停止する出力電圧監視手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか一に記載の冷陰極管点灯装置。
8. ２つの他励式インバータを備え、前記各他励式インバータは、当該他励式インバータを構成するトランスのインダクタンスと共に共振回路を構成する共振コンデンサを有し、前記各共振回路により生成される駆動パルス電圧を前記各トランスの２次側の高圧側から冷陰極管の両側の入力端に互いに逆位相で印加して点灯させる冷陰極管点灯装置に用いられ、
   前記各トランスの２次側及び前記各共振コンデンサに流れる各電流に基づいて前記冷陰極管に流れる管電流を検出し、該管電流を所定値に制御することを特徴とする駆動方法。
9. 前記冷陰極管の温度を検出する温度検出手段を設けておき、前記各トランスの２次側及び前記各共振コンデンサに流れる各電流及び前記温度検出手段で検出された前記冷陰極管の温度に基づいて前記冷陰極管に流れる管電流を検出し、該管電流を所定値に制御することを特徴とする請求項８記載の駆動方法。
10. 出力電圧監視手段を設けておき、該出力電圧監視手段が、前記各トランスの２次側の出力電圧をそれぞれ検出し、少なくとも一方の出力電圧に異常が発生したときに前記各他励式インバータの動作を停止することを特徴とする請求項８又は９記載の駆動方法。
11. 請求項１乃至３記載の管電流制御手段を１チップに構成したことを特徴とする集積回路。
12. 請求項４乃至６記載の温度検出手段と管電流制御手段とを１チップに構成したことを特徴とする集積回路。
13. 請求項１乃至３記載の管電流制御手段と請求項７記載の出力電圧監視手段とを１チップに構成したことを特徴とする集積回路。
14. 請求項４乃至６記載の温度検出手段と管電流制御手段と請求項７記載の出力電圧監視手段とを１チップに構成したことを特徴とする集積回路。

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