JP2006294585A - 強化されたランプ点火が可能である集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも１つのランプに対して、点火電力、及び安定状態電力を供給することが可能であるインバータコントローラを提供する。
【解決手段】一実施例に基づく方法は、少なくとも１つのランプに対して、点火電力、及び安定状態電力を供給する処理を含んでいる。本実施例の方法は、同様に、前記ランプの点火期間の間、前記ランプに供給された電力を示すフィードバック信号を受信する処理と、前記フィードバック信号を、安定状態電力を示す信号に近似的に等しい信号と比較する処理と、前記フィードバック信号が前記安定状態電力を示す前記信号より下位のままである間、前記ランプに対する点火電力の供給を維持する処理とを含んでいる。もちろん、多くの代替手段、変形、及び変更が、この実施例からはずれずに実行可能である。
【選択図】図１

Description

本開示は、強化されたランプ点火が可能である集積回路に関するものである。

ある従来の電源において、ランプコントローラは、冷陰極螢光ランプ（ＣＣＦＬ）に電力を供給するために提供されることができる。ランプコントローラは、ランプ電流、またはランプ電圧を検出するために、フィードバック回路を備えることができると共に、ランプコントローラは、フィードバック情報に基づいてランプに対する電力を調整することができる。代表的なランプの点火期間の間、コントローラは、そのランプが点火されるまで高電圧をランプに供給すると共に、その後、正常な動作モードの間、供給電圧は減少される。

従来のコントローラは、ランプ電流がしきい値に到達するかどうかを検出することによって、それらのランプがターンオンされるかどうかを確認する。もし従来のコントローラが、点弧期間においてランプ電流の存在を検出する場合、それによって、インバータコントローラは、点弧（点火）モードを終了すると共に、通常の安定状態の動作モードに切り替わる。この期間の間、ランプを通じて流れる電流は不十分である。従って、電流信号のフィードバックは、推奨された信号レベルに達しない可能性があると共に、ランプ点火の失敗が起こる可能性がある。

ここに示された一実施例は、少なくとも１つのランプに対して、点火電力、及び安定状態電力を供給することが可能であるインバータコントローラを提供する。インバータコントローラは、同様に、ランプの点火期間の間、ランプに対して供給された電力を示すフィードバック信号を受信し、比較器によって、フィードバック信号を、安定状態電力を示す信号に近似的に等しい信号と比較し、そして前記フィードバック信号が、前記安定状態電力を示す前記信号より下位のままである間、前記ランプに対する点火電力の供給を維持することが可能である。

ここに示された別の実施例は、少なくとも１つのランプに対して、点火電力、及び安定状態電力を供給することが可能であるインバータコントローラを提供する。インバータコントローラは、遅延信号を生成することが可能であるオープンランプ保護回路を備えており、オープンランプ保護回路は、遅延信号がシャットダウンしきい値信号以上になるまで、またはコントローラがランプに対して安定状態電力を供給するまで、遅延信号の遅延時間を延長することが可能である。

ここに示された少なくとも１つのシステムの実施例は、少なくとも１つのランプと、前記少なくとも１つのランプに点火電力、及び安定状態電力を供給することが可能であるインバータコントローラとを備える液晶表示装置（ＬＣＤ）パネルを提供する。インバータコントローラは、同様に、ランプの点火期間の間、ランプに対して供給された電力を示すフィードバック信号を受信し、比較器によって、フィードバック信号を、安定状態電力を示す信号に近似的に等しい信号と比較し、そして前記フィードバック信号が、前記安定状態電力を示す前記信号より下位のままである間、前記ランプに対する点火電力の供給を維持することが可能である。

ここに示された少なくとも１つの方法は、少なくとも１つのランプに対して、点火電力、及び安定状態電力を供給する処理と、ランプの点火期間の間、ランプに対して供給された電力を示すフィードバック信号を受信する処理と、比較器によって、フィードバック信号を、安定状態電力を示す信号に近似的に等しい信号と比較する処理と、フィードバック信号が、安定状態電力を示す信号より下位のままである間、ランプに対する点火電力の供給を維持する処理とを含む。

請求項に記載された主題の実施例の特徴、及び利点は、以下の詳細な記述の結果として、及び同じ符号が同じ要素を表す図面の参照に基づいて、明白になる。

以下の詳細な記述が、実例となる実施例に対して実行される参照によって進行することになるが、それらの多くの代替手段、変更、及び変形は当業者にとって明白である。従って、請求項に記載された主題は、広く見られることが望まれると共に、添付の特許請求の範囲に示された通りとしてのみ定義される。

図１は、請求項に記載された主題のシステムの実施例１００を説明する。システム１００は、一般的に、液晶表示装置（ＬＣＤ）パネル１０と、パネル１０に電力を供給するための回路とを備えることができる。パネル１０に電力を供給するための回路は、１つ以上の冷陰極螢光ランプ（ＣＣＦＬ）、例えば、パネル１０に備えられるＣＣＦＬ １４Ａ...１４Ｂ...、及び／または１４Ｎに電力を供給するために、１つ以上のスイッチ１３を制御することが可能であり得るインバータコントローラ回路１２を備えることができる。ここでのあらゆる実施例に使用されるように、“回路”は、例えば、ハードウェアによる回路、プログラム可能な回路、状態機械回路、及び／またはプログラム可能な回路によって実行される命令を記憶するファームウェアを、個々に、もしくはあらゆる組み合わせにおいて含むことができる。インバータコントローラ回路１２、及び／または他の回路は、個々に、もしくは集合的に１つ以上の集積回路を有することができる。ここでのあらゆる実施例に使用されるように、“集積回路”は、例えば半導体集積回路のような、半導体素子、及び／またはマイクロ電子デバイスを意味する。システム１００は、同様に、以下の種類のメモリ、具体的には半導体ファームウェアメモリ、プログラマブルメモリ、不揮発性メモリ、読み取り専用メモリ、電気的にプログラム可能なメモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、磁気ディスクメモリ、及び／または光ディスクメモリの内の１つ以上を含むことができるメモリ（図示せず）を備える。その上、または代りに、メモリは、他の種類、及び／または更に後で開発された種類のコンピュータ読み取り可能なメモリを含むことができる。機械読み取り可能なファームウェアプログラム命令は、メモリに格納されることができる。以下に示されるように、これらの命令は、インバータコントローラ回路１２によってアクセスされて、実行されることができると共に、これらの命令は、システム１００に含まれるインバータコントローラ回路１２、及び／または他の回路によって実行されるとしてここで説明される動作を実行するインバータコントローラ回路１２に帰着し得る。

インバータコントローラ回路１２は、ＤＣ信号からＡＣ信号を生成することが可能であり得ると共に、そのような回路は、例えばフルブリッジ、ハーフブリッジ、プッシュプル、及び／またはクラスＤタイプインバータ回路を備えることができる。インバータコントローラ回路１２は、フルブリッジ、ハーフブリッジ、プッシュプル、及び／またはクラスＤタイプの接続形態に配置されることができる複数のスイッチ１３を制御することができる。システム１００は、ランプ電圧検出回路１８によって、パネル１０における１つ以上のＣＣＦＬの電圧を示すフィードバック信号、またはパネル１０における１つ以上のＣＣＦＬの電圧に比例するフィードバック信号を生成することが可能であり得る電圧フィードバック回路１６’を同様に備えることができる。システム１００は、ランプ電圧検出回路１８によって、パネル１０における１つ以上のＣＣＦＬの電圧を示すフィードバック信号、またはパネル１０における１つ以上のＣＣＦＬの電圧に比例するフィードバック信号を生成することが可能であり得る電圧フィードバック回路１６を同様に備えることができる。インバータコントローラ回路１２は、フィードバック回路１６、及び／またはフィードバック回路１６’によって生成されることができるような、電圧、及び／または電流のフィードバック情報の少なくとも一部に基づいて、１つ以上のＣＣＦＬに供給される電力を調整することが可能であり得る。

インバータコントローラ１２は、第１動作モード及び第２動作モードにおいて動作することが可能であり得る。第１動作モードは、１つ以上のＣＣＦＬに点火する処理を含むことができる点火モードを有することができる。第２動作モードは、点火の後で１つ以上のＣＣＦＬに電力を制御可能に供給する処理を含むことができる安定状態モードを有することができる。図２は、点火期間、及び安定状態期間の間のランプ特性のグラフ２００である。特に、図２は、点火期間２０６、及び安定期間２０８の間のランプ電圧２０２、及びランプ電流２０４を描写する。正常なランプが、ランプの不純物が原因で、点弧期間２０６と安定状態期間２０８との間でランプ電圧２０２、及びランプ電流２０４の鋭い遷移を示す一方、ランプは、ランプ電圧２０２において増加を示し得ると共に、それは、遷移期間２１０で描写されるように、点火期間２０８の前で増加し得る。同様に、遷移期間２１０において描写されたように、ランプは、点火期間２０８のランプ電流２０４において増加を示し得る。同様に、図２において描写されたように、ＣＣＦＬが点火期間２０６の間で点火される前の間、ＣＣＦＬは、インバータコントローラ１２に対して、負のインピーダンスを提示し得る。一度ＣＣＦＬが点火すると（すなわち、安定状態期間２０８の間）、ＣＣＦＬは、インバータコントローラ１２に対して、正のインピーダンスを提示し得る。

図３は、一実施例に基づく代表的なインバータコントローラ回路１２’を描写する。上記のように、インバータコントローラ回路１２’は、ＣＣＦＬに供給された電圧、及び／または電流を制御するように動作可能であり得る。この実施例において、及びここでより詳細に説明されるように、インバータコントローラ回路１２’は、更に、インバータコントローラ１２’の点火モード、及び安定状態モードを区別するように動作可能であり得る。この実施例において、安定状態のランプ電圧、及び／またはランプ電流の制御は、例えばフィードバック回路１６を通してランプ電流を検出すると共に、ランプ電流をしきい値信号ＡＤＪと比較することが可能であり得る演算増幅器３０２によって提供されることができる。演算増幅器３０２は、安定状態のランプ電流の調整を提供することが可能であり得る。ＡＤＪは、パネル輝度設定信号と比例する信号であり得ると共に、例えば演算増幅器３０２の最適化された入力電圧範囲に基づいて選択され得る。もしランプ電流がＡＤＪを越えるか、もしくはＡＤＪより小さい場合、インバータコントローラ１２’は、演算増幅器３０２の出力によって、すなわち、ランプ電流とＡＤＪが近似的に等しくなるまで、ランプに対する電力を調整することができる。

同様に、この実施例において、比較器３０４は、ランプ点灯状態（lamp on condition）を検出するために提供されることができる。（ここで、“ランプ点灯”は、ランプが点火されたことを意味する。）従来のインバータコントローラは、ランプ電流がしきい値に到達するかどうかを検出することによって、ランプがターンオンされるかどうかを確認すると共に、ランプ点灯状態に関するしきい値は、一般的に、安定状態のランプ電流の調整のためのしきい値より非常に小さい。もし従来のインバータコントローラが点弧期間の間にランプ電流を検出する場合、ランプ点灯のしきい値がかなり小さいので、従来のインバータコントローラは、点火モードを終了すると共に、安定状態動作に切り替わることができる。しかしながら、もしランプが完全に点弧されない場合、安定状態の電流は、ランプを適切に点火するには不十分であると共に、ランプは点火すること失敗する可能性がある。

従って、図３の本実施例において、比較器３０４は、点火期間の間にランプに対して供給され得るような点弧電流（点火電力）を、ランプに供給される安定状態電力を示す信号、例えばＡＤＪに近似的に等しい信号と比較することができる。ここで使用されるように、用語“近似的に”は、ある許容レベル以内、及び／または、インバータコントローラ１２’がランプの点火期間を時期を早めて終了することを妨げることができる値以内であることを意味することができる。従って、例えば、比較器３０４に対するランプ点灯状態のしきい値信号を、演算増幅器３０２に対する安定状態の電力しきい値信号に近似的に等しくすることによって、本実施例のインバータコントローラ１２は、ランプが安定状態期間（図２における２０８）の間に示し得る大きな電流、及び／または大きな電圧と、ランプが点弧期間の間、及び遷移期間の間（それぞれ図２における２０６と２１０）に示し得る比較的小さな電圧、及び／または比較的小さな電流とを区別することが可能であり得る。同様に、点火期間の間にランプに対して供給される点弧電流（点火電力）を、安定状態電力を示す信号に近似的に等しい信号と比較することによって、インバータコントローラ１２’は、フィードバック信号が、安定状態電力を示す信号より下位のままである間、ランプに対する点火電力の供給を維持することが可能であり得る。

図４は、別の実施例に基づくインバータコントローラ１２”を描写する。この実施例において、インバータコントローラ１２”は、オープンランプタイマ回路４０２を備えることができる。オープンランプタイマ回路４０２は、ランプ点火期間の間で動作することができると共に、オープンランプタイマ回路４０２は、出力回路に、最小のパルス幅を生成しランプが点火されるまでパルス幅を徐々に増加させるように、スイッチを制御させることができる。従来のインバータコントローラにおいて、ランプ電流が検出された後の遅延時間は、一般的に１［ｍｓ］より短い。

本実施例において、オープンランプ保護回路４０２は、ランプに対して点火するのに十分な時間を提供するために、例えば、インバータコントローラ１２”が初めに有効にされる時間と、オープンランプ保護期間の終了時間との間の遅延時間を延長することが可能である。本実施例において、オープンランプ保護回路４０２は、インバータコントローラ１２”に点火電力の供給を終了させることが可能であり得ると共に、オープンランプ保護回路４０２は、ランプが点弧されるまで、インバータコントローラ１２”に点火電力の供給を終了させることを遅延することが可能であり得る。

図５は、オープンランプ回路４０２に関する代表的な遅延期間のグラフ５００を描写する。グラフ５００は、ランプ電圧５０６、及びランプ電流５０８に関してオープンランプタイマ回路４０２によって生成される遅延信号５０４を描写する。シャットダウンしきい値信号５０２が同様に描写されると共に、本実施例において、もし信号５０４が信号５０２以上である場合、オープンランプタイマ回路４０２は、インバータコントローラ１２”に点火モードを終了させることができる。インバータコントローラが初めに有効にされた後で、オープンランプタイマ回路がランプ電流を検出するまで、一定期間５１０が経過し得る。期間５１０の間、オープンランプタイマ回路４０２によって生成される信号５０４の傾きは、第１の勾配５０４ａで直線的に増加し得る。一度電流及び／または電圧がオープンランプタイマ回路４０２によって検出されれば、オープンランプタイマ回路４０２は、信号５０４の傾きを第２の勾配５０４ｂまで減少することができ、第２の勾配５０４ｂは、信号５０４が信号５０２以上になる前の時間を延長することができる。本実施例において、オープンランプ保護回路４０２の遅延期間５１２は、インバータコントローラが、ランプ電流、及び／またはランプ電圧が初めに検出された後で、例えば近似的に１００［ｍｓ］〜１０００［ｍｓ］かそれ以上の間、その動作が点火期間にあることを可能にされるように設定されることができる。一度ランプ電圧５０６、及び／またはランプ電流５０８を安定状態値であると見なすと、オープンランプタイマ回路４０２は、（５０４ｃにより示されるように）信号５０４を終了することができる。代りに、またはその上、本実施例において、ランプ電圧は、シャットダウンしきい値５０２と比較されることができると共に、もしランプ電圧がこのしきい値を越える場合、インバータコントローラは、ランプの点火を終了することができる。

従って、要するに、ここに示された少なくとも１つの実施例は、少なくとも１つのランプに対して、点火電力、及び安定状態電力を供給することが可能であるインバータコントローラを備えることができる。本実施例のインバータコントローラは、同様に、ランプの点火期間の間、ランプに対して供給された電力を示すフィードバック信号を受信し、比較器によって、フィードバック信号を、安定状態電力を示す信号に近似的に等しい信号と比較し、そしてフィードバック信号が、安定状態電力を示す信号より下位のままである間、ランプに対する点火電力の供給を維持することが可能であり得る。

ここで使用された用語及び表現は、制限的ではなく、説明の用語として使用されると共に、そのような用語及び表現の使用において、示された特徴（または、それの部分）のあらゆる同等物を除外する意図はなく、そして、クレームの範囲内で様々な変更が可能であると認識される。他の変更、変形、及びこれに代るものが同様に実行可能である。従って、特許請求の範囲は、全てのそのような等価物を保護することを意図している。

システムの実施例を説明する図である。 点火期間、及び安定状態期間の間のランプ特性のグラフである。 １つの代表的なインバータコントローラを説明する図である。 別の代表的なインバータコントローラを説明する図である。 一実施例に基づく代表的な遅延期間を描写するグラフである。

符号の説明

１０ 液晶表示装置（ＬＣＤ）パネル
１２ インバータコントローラ回路
１２’ インバータコントローラ回路
１２” インバータコントローラ
１３ スイッチ
１４Ａ...１４Ｂ...、１４Ｎ 冷陰極螢光ランプ（ＣＣＦＬ）
１６ 電圧フィードバック回路
１６’ 電圧フィードバック回路
１８ ランプ電圧検出回路
１００ システム
２０２ ランプ電圧
２０４ ランプ電流
２０６ 点火期間（点弧期間）
２０８ 安定期間（安定状態期間）
２１０ 遷移期間
３０２ 演算増幅器
３０４ 比較器
４０２ オープンランプタイマ回路
５０２ シャットダウンしきい値信号
５０４ 遅延信号
５０４ａ 第１の勾配
５０４ｂ 第２の勾配
５０６ ランプ電圧
５０８ ランプ電流
５１０ 一定期間

Claims (14)

1. 少なくとも１つのランプに対して、点火電力、及び安定状態電力を供給することが可能であるインバータコントローラを備え、
   前記インバータコントローラが、同様に、前記ランプの点火期間の間、前記ランプに対して供給された電力を示すフィードバック信号を受信し、比較器によって、前記フィードバック信号を、安定状態電力を示す信号に近似的に等しい信号と比較し、そして前記フィードバック信号が前記安定状態電力を示す前記信号より下位のままである間、前記ランプに対する点火電力の供給を維持することが可能である
   ことを特徴とする装置。
2. 前記ランプが、冷陰極螢光ランプ（ＣＣＦＬ）を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記インバータコントローラが、フルブリッジ、ハーフブリッジ、プッシュプル、及びクラスＤタイプインバータ接続形態で構成されるグループから選択される接続形態を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記インバータコントローラが、
   前記インバータコントローラに点火電力の前記供給を終了させることが可能であるオープンランプ保護回路を更に備え、
   前記オープンランプ保護回路が、前記インバータコントローラに点火電力の前記供給を終了させることを、少なくとも１ミリセコンドの間遅延する
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 少なくとも１つのランプに対して、点火電力、及び安定状態電力を供給することが可能であるインバータコントローラを備え、
   前記インバータコントローラが、遅延信号を生成することが可能であるオープンランプ保護回路を備え、
   前記オープンランプ保護回路は、前記遅延信号がシャットダウンしきい値信号以上になるまで、または前記コントローラが前記ランプに対して安定状態電力を供給するまで、前記遅延信号の遅延時間を延長することが可能である
   ことを特徴とする装置。
6. 前記ランプが、冷陰極螢光ランプ（ＣＣＦＬ）を含む
   ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記インバータコントローラが、フルブリッジ、ハーフブリッジ、プッシュプル、及びクラスＤタイプインバータ接続形態で構成されるグループから選択される接続形態を備える
   ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
8. 前記インバータコントローラが、同様に、前記ランプの点火期間の間、前記ランプに対して供給された電力を示すフィードバック信号を受信し、比較器によって、前記フィードバック信号を、安定状態電力を示す信号に近似的に等しい信号と比較し、そして前記フィードバック信号が前記安定状態電力を示す前記信号より下位のままである間、前記ランプに対する点火電力の供給を維持することが可能である
   ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
9. 少なくとも１つのランプを有する液晶表示装置（ＬＣＤ）パネルと、
   前記少なくとも１つのランプに対して、点火電力、及び安定状態電力を供給することが可能であるインバータコントローラとを備え、
   前記インバータコントローラが、同様に、前記ランプの点火期間の間、前記ランプに対して供給された電力を示すフィードバック信号を受信し、比較器によって、前記フィードバック信号を、安定状態電力を示す信号に近似的に等しい信号と比較し、そして前記フィードバック信号が前記安定状態電力を示す前記信号より下位のままである間、前記ランプに対する点火電力の供給を維持することが可能である
   ことを特徴とするシステム。
10. 少なくとも１つの前記ランプが、冷陰極螢光ランプ（ＣＣＦＬ）を含む
    ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 前記インバータコントローラが、フルブリッジ、ハーフブリッジ、プッシュプル、及びクラスＤタイプインバータ接続形態で構成されるグループから選択される接続形態を備える
    ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
12. 前記インバータコントローラが、
    前記インバータコントローラに点火電力の前記供給を終了させることが可能であるオープンランプ保護回路を更に備え、
    前記オープンランプ保護回路が、前記インバータコントローラに点火電力の前記供給を終了させることを、少なくとも１ミリセコンドの間遅延する
    ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
13. 少なくとも１つのランプに対して、点火電力、及び安定状態電力を供給する処理と、
    前記ランプの点火期間の間、前記ランプに対して供給された電力を示すフィードバック信号を受信する処理と、
    前記フィードバック信号を、安定状態電力を示す信号に近似的に等しい信号と比較する処理と、
    前記フィードバック信号が前記安定状態電力を示す前記信号より下位のままである間、前記ランプに対する点火電力の供給を維持する処理と
    を含むことを特徴とする方法。
14. 前記インバータコントローラに点火電力の前記供給を終了させることを、少なくとも１ミリセコンドの間遅延する処理を更に含む
    ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。