JP2007059155A - 冷陰極管点灯装置、該冷陰極管点灯装置に用いられる管電流検出回路、管電流制御方法、及び集積回路 - Google Patents
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Abstract
複数の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】冷陰極管41,42の各両側のコイル39,40中のコイル39b,40bに流れる各電流が電圧検出部43,44により検出され、加算器47により同各電流の加算値に基づいて冷陰極管42に流れる管電流値αが求められ、DUTY(デューティ)制御部32により同管電流値αが所定値になるように駆動パルスe1,e2のデューティが設定され、同冷陰極管41,42の輝度が一定となる。
【選択図】図1
Description
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。
インバータの低圧側には、抵抗で構成された電流検出回路が設けられ、検出された電流値に基づいて駆動パルスのデューティが制御され、冷陰極管の輝度を一定に保つ制御が行われる。
すなわち、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。
この例の冷陰極管点灯装置は、同図に示すように、発振器31と、DUTY(デューティ)制御部32と、トランス駆動回路33,34と、トランス35,36と、共振コンデンサ37,38と、コイル39,40と、冷陰極管41,42と、電圧検出部43,44と、除算器45,46と、加算器47とから構成されている。発振器31は、所定の周波数の矩形波あるいは三角波などの出力信号pを発生し、その発振周波数は、トランス35,36の2次側35b,36bのインダクタンスと共振コンデンサ37,38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32は、発振器31の出力信号pを入力し、加算器47からの管電流値αに対応したデューティに制御して高周波パルスpa,pbを出力する。
同図2に示すように、トランス駆動回路33は、pチャネル型MOSFET(以下、「pMOS」という)33aと、nチャネル型MOSFET(以下、「nMOS」という)33bとを有している。pMOS33aは、DUTY制御部32から出力される高周波パルスpaのpch(チャネル)パルス1によりオン/オフ制御され、nMOS33bは、同高周波パルスpaのnchパルス1によりオン/オフ制御される。トランス駆動回路34は、pMOS34aと、nMOS34bとを有している。pMOS34aは、DUTY制御部32から出力される高周波パルスpbのpchパルス2によりオン/オフ制御され、nMOS34bは、同高周波パルスpbのnchパルス2によりオン/オフ制御される。
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管電流制御方法の処理内容について説明する。
この冷陰極管点灯装置では、冷陰極管41,42の各両側の入力端に、駆動パルスe1,e2がコイル39,40を介して互いに逆位相で印加され、同コイル39,40中のコイル39b,40bに流れる各電流に基づいて冷陰極管42に流れる管電流が検出され、同管電流が所定値になるように駆動パルスe1,e2のデューティが制御される。
この例の冷陰極管点灯装置では、同図4に示すように、図1中の発振器31及びDUTY制御部32が削除され、遅延回路48、電圧制御発振器49、周波数検出部50、乗算器51が設けられている。また、図1中の除算器45,46に代えて、異なる機能を有する除算器45A,46Aが設けられている。遅延回路48は、たとえば、この冷陰極管点灯装置の電源投入時など、冷陰極管41,42に電流が安定して流れ始めるまで、加算器47から出力される管電流値αを送出せず、同冷陰極管41,42に電流が安定して流れ始めた後、同管電流値αを管電流値αbとして電圧制御発振器49へ送出する。
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中のコイル39,40及び電圧検出部43,44に代えて、異なる構成のコイル39A,40A及び電圧検出部43A,44Aが設けられている。コイル39A,40Aでは、コイル39b,40bとそれぞれ誘導結合されて同コイル39b,40bの両端の電圧va,vbよりも低い電圧vf,vgを発生する減圧用コイル39c,40cが設けられている。この場合、減圧用コイル39c,40cは、コイル39b,40bとコアを共有する構成となっている。これらのコイル39A,40Aで管電流検出回路が構成されている。電圧検出部43A,44Aは、減圧用コイル39c,40cの両端の電圧vf,vgを検出して電圧検出信号vc,vdを生成する。他は、図1と同様の構成である。上記電圧検出部43A,44A、除算器45,46、加算器47及びDUTY制御部32で、管電流制御手段が構成され、また、これらが1チップの集積回路として構成されている。
この例の冷陰極管点灯装置では、同図6に示すように、図1中の発振器31、DUTY制御部32、トランス駆動回路33,34及び共振コンデンサ37,38が削除され、積分器61、発振器62、比較器63、スイッチ64、電源65、及び共振コンデンサ66が設けられている。共振コンデンサ66は、トランス35,36の1次側35a,36aの各インダクタンスとの組み合わせにより共振回路67を構成する。これらの共振コンデンサ66は及びトランス35,36により、自励式インバータが構成されている。この自励式インバータは、電源65の電源電圧vhがスイッチ64を経てトランス35,36の1次側35a,36aに印加されたとき、共振回路67によって発振を開始する。
この例の冷陰極管点灯装置では、同図7に示すように、図1中の加算器47に代えて、異なる機能を有する加算器47Aが設けられ、バックライト温度検出部71及び電圧変換部72が設けられている。バックライト温度検出部71は、冷陰極管42の管壁温度tを検出する。電圧変換部72は、バックライト温度検出部71で検出された冷陰極管42の管壁温度tを電圧値uに変換する。加算器47Aは、電圧値u、除算器45からの電流値ia、及び除算器46からの電流値ibを加算して電圧αを出力する。他は、図1と同様の構成である。また、電圧検出部43,44、除算器45,46、加算器47A、DUTY制御部32、バックライト温度検出部71及び電圧変換部72で、管電流制御手段が構成され、また、これらが1チップの集積回路として構成されている。
この例の冷陰極管点灯装置では、同図8に示すように、図1中の発振器31に代えて、異なる機能を有する発振器31Aが設けられ、かつ電圧検出部81,82,83,84及びOR回路85が設けられている。電圧検出部81は、たとえばコンパレータなどで構成され、コイル39aと冷陰極管41との接続点の電圧v1を所定の基準電圧と比較し、同電圧v1が同基準電圧よりも大きいとき、異常電圧検出信号m1を生成する。電圧検出部82は、コイル39bと冷陰極管42との接続点の電圧v2を所定の基準電圧と比較し、同電圧v2が同基準電圧よりも大きいとき、異常電圧検出信号m2を生成する。電圧検出部83は、コイル40aと冷陰極管41との接続点の電圧v3を所定の基準電圧と比較し、同電圧v3が同基準電圧よりも大きいとき、異常電圧検出信号m3を生成する。電圧検出部84は、コイル40bと冷陰極管42との接続点の電圧v4を所定の基準電圧と比較し、同電圧v4が同基準電圧よりも大きいとき、異常電圧検出信号m4を生成する。
たとえば、上記各実施例では、冷陰極管点灯装置により2本の冷陰極管41,42を点灯する例を示したが、より多数の冷陰極管を点灯する場合でも、冷陰極管の数に応じた構成とすることにより、上記各実施例とほぼ同様の作用、効果が得られる。たとえば、図9に示すように、3本の冷陰極管41,42,91を点灯する場合、コイル92,93を付加し、電圧va,vbを検出して上記各実施例と同様の制御を行うことにより、ほぼ同様の作用、効果が得られる。また、図10に示すように、4本の冷陰極管41,42,91,94を点灯する場合、コイル95,96を付加し、電圧vc,vdを検出して上記各実施例と同様の制御を行うことにより、ほぼ同様の作用、効果が得られる。
32 DUTY(デューティ)制御部(管電流制御手段の一部)
33,34 トランス駆動回路(インバータの一部)
35,36,100 トランス(インバータの一部)
37,38,39,40 共振コンデンサ(インバータの一部)
39,40,39A,40A,92,93,95,96 コイル(バラスト素子)
39c,40c 減圧用コイル
41,42,91,94 冷陰極管
43,44,43A,44A 電圧検出部(管電流制御手段の一部)
45,46,45A,46A 除算器(管電流制御手段の一部)
47,47A 加算器(管電流制御手段の一部)
48 遅延回路(管電流制御手段の一部)
49 電圧制御発振器(インバータの一部)
50 周波数検出部(管電流制御手段の一部)
51 乗算器(管電流制御手段の一部)
61 積分器(管電流制御手段の一部)
62 発振器(インバータの一部)
63 比較器(管電流制御手段の一部)
64 スイッチ(管電流制御手段の一部)
65 電源(インバータの一部)
66 共振コンデンサ(インバータの一部)
67 共振回路(インバータの一部)
71 バックライト温度検出部(温度検出手段の一部)
72 電圧変換部(温度検出手段の一部)
81,82,83,84 電圧検出部(電圧監視手段の一部)
85 OR回路(電圧監視手段の一部)
Claims (13)
- 複数の冷陰極管の各両側の入力端に、インバータから出力される駆動パルスを、前記各冷陰極管の管電流を均一化するための各バラスト素子を介して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、
前記各バラスト素子に流れる各電流に基づいて前記各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。 - 前記インバータは、第1及び第2の他励式インバータで構成され、かつ、
前記管電流制御手段は、
前記複数の冷陰極管の各両側の前記バラスト素子に流れる各電流を検出し、前記各電流の加算値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各他励式インバータに対して前記各駆動パルスのデューティを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。 - 前記各インバータは、第1及び第2の他励式インバータで構成され、かつ、
前記管電流制御手段は、
前記複数の冷陰極管の各両側の前記バラスト素子に流れる各電流を検出し、前記各電流の加算値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各他励式インバータに対して前記各駆動パルスの周波数を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。 - 前記各インバータは、第1及び第2の自励式インバータで構成され、かつ、
前記管電流制御手段は、
前記複数の冷陰極管の各両側の前記バラスト素子に流れる各電流を検出し、前記各電流の加算値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各自励式インバータに対して前記各駆動パルスを出力する時間幅を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。 - 前記各バラスト素子は、コイルでそれぞれ構成され、
前記複数の冷陰極管のうちの1つの冷陰極管の両側の入力端に設けられている前記各コイルとそれぞれ誘導結合されて前記各コイルの両端の電圧よりも低い電圧を発生する第1及び第2の減圧用コイルが設けられ、かつ、
前記管電流制御手段は、
前記各減圧用コイルに発生する電圧に基づいて前記各コイルに流れる電流を検出する構成とされていることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の冷陰極管点灯装置。 - 前記各冷陰極管の温度を検出する温度検出手段が設けられ、かつ、
前記管電流制御手段は、
前記各バラスト素子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各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。 - 前記各冷陰極管の各入力端に印加される前記各駆動パルスの電圧を検出し、少なくとも一つの駆動パルスの電圧に異常が発生したときに前記各インバータの動作を停止する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。
- 複数の冷陰極管の各両側の入力端に、インバータから出力される各駆動パルスを、前記各冷陰極管の管電流を均一化するための各バラスト素子を介して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、前記各バラスト素子に流れる各電流に基づいて前記各冷陰極管に流れる管電流を検出する管電流検出回路であって、
前記各バラスト素子をそれぞれ構成する各コイルと、
前記複数の冷陰極管のうちの1つの冷陰極管の両側の入力端に設けられている前記各コイルとそれぞれ誘導結合されて前記各コイルの両端の電圧よりも低い電圧を発生する第1及び第2の減圧用コイルとから構成されていることを特徴とする管電流検出回路。 - 複数の冷陰極管の各両側の入力端に、インバータから出力される各駆動パルスを、前記各冷陰極管の管電流を均一化するための各バラスト素子を介して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、
前記各バラスト素子に流れる各電流に基づいて前記各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管電流制御方法。 - 請求項1乃至5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。
- 請求項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。
- 請求項1乃至6記載の管電流制御手段と請求項7記載の電圧監視手段とを1チップに構成したことを特徴とする集積回路。
- 請求項6記載の温度検出手段及び管電流制御手段と請求項7記載の電圧監視手段とを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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