JP2008177139A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶テレビの急速な普及拡大に伴い電源回路、インバータ回路の更なる効率改善とコスト低減が求められている。
【解決手段】力率改善コンバータ回路に絶縁トランスを設けて、その２次側出力からＬ−Ｃ直列共振回路で構成した熱陰極放電灯インバータ回路の電源電圧を供給する手段を設け、主電源回路での変換ロスを低減し効率を改善する。また同時に主電源回路の小型化によるコスト低減が実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱陰極放電灯インバータ回路を有する液晶テレビ電源の効率改善、コスト低減を実現する電源装置に関するものである。

液晶テレビの急速な普及拡大に伴い電源回路、インバータ回路の効率改善、コスト低減が求められている。インバータ回路の効率改善として特願２００６−３３５１０３にある熱陰極放電灯が提案されている。

図３は特願２００６−３３５１０３での熱陰極放電灯インバータ回路を用いた実施例を示すのもである。交流電源５に接続された整流回路７の出力に力率改善コンバータ回路２が接続され、その出力に主電源回路３が接続されている。主電源回路３からインバータ電源が熱陰極インバータ回路１に供給されている。この時、交流電源から熱陰極インバータ回路までの効率ηはη１（力率改善回路効率）×η２（主電源回路効率）×η３（熱陰極放電灯インバータ効率）で表わされる。η１＝０．９５、η２＝０．９、η３＝０．９５とするとη＝約０．８１ 約８１％の電源効率となる。３コンバータシリーズの構成のために電源効率が悪化する。特に大型液晶テレビではインバータ回路の電力が全体電力の約７０％を占めており顕著となる。

また図４は冷陰極インバータ回路での電源効率を改善した実施例である。冷陰極放電灯を多灯並列接続する場合には特開２００５−２０３３４７号公報に示すような電流均等分配バランス回路が必要となりコスト増加となる。また力率改善とインバータ制御を両立させることができない。

ところが、上記従来例では電源効率の悪化とコストの増加、力率改善とインバータ制御の両立ができないという課題を有している。

本発明は、前記課題を解決して、高効率、低コストで力率改善もできる熱陰極インバータ回路を実現する電源装置を提供するものである。

請求項１の発明は、前記目的を達成するために力率改善コンバータ回路に絶縁トランスを設けて、その２次側出力から前記Ｌ−Ｃ直列共振回路で構成した熱陰極放電灯インバータ回路の電源電圧を供給することで、主電源回路での変換ロスを低減ですることがきる。交流電源から熱陰極放電灯インバータ回路までの効率ηはη１（力率改善回路効率）×η３（熱陰極放電灯インバータ効率）で表わされる。η１＝０．９５、η３＝０．９５とするとη＝約０．９ 約９０％の電源効率となり前記従来例より約９％の効率が改善できる。また同時に前記構成により、主電源回路での電力が約７０％減ることにより主電源回路の小型化が可能となり、コスト低減できることを特徴とする。

この発明によれば、主電源回路での変換ロスを低減でき電源回路トータルでの効率改善が実現できる。また同時に主電源回路の電力が約７０％減ることにより主電源回路の小型化が可能となりコスト低減でき、電源回路トータルでのコストが低減できることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において力率改善コンバータ回路の絶縁トランス２次側出力電圧（熱陰極インバータ回路入力電圧）を分圧した電圧を誤差増幅して、フォトカプラで帰還した電圧と１次側平滑出力電圧（主電源回路入力電圧）を分圧した電圧とを加算した電圧を力率改善制御ＩＣの誤差増幅回路に帰還し、２出力電圧を同時にフィードバック制御して安定化させることを特徴とする。

この発明によれば、絶縁トランス２次側出力電圧と１次側平滑出力電圧を同時に安定化制御できる電源装置を提供できる。

この発明によれば、主電源回路での変換ロスを低減でき電源回路トータルでの効率改善が実現できる。また同時に主電源回路の電力が約７０％減ることにより主電源回路の小型化が可能となりコスト低減でき、電源回路トータルでのコストが低減できる。また絶縁トランス２次側出力電圧と１次側平滑出力電圧の２出力電圧を同時に安定化制御できる電源装置を提供できるという効果がある。

発明の実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態１を図１〜図２に基づいて説明をする。図１は実施形態１の回路構成を示すものである。交流電源５にはノイズフィルタ６と整流回路７接続されている。整流回路７の出力には力率改善コンバータ回路２が接続されている。力率改善コンバータ回路２は、コンデンサＣ２、絶縁トランスＴ１、ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１、ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ３からなる、力率改善コンバータ回路と絶縁トランスＴ１、フォトカプラＩＣ２、フィードバック制御増幅回路４、ダイオードＤ２、平滑コンデンサＣ３からなる、熱陰極放電灯インバータ回路１の電源回路から構成されている。また力率改善コンバータ回路の出力電圧は、主電源回路３に接続されている。主電源回路３は液晶テレビ信号電源を供給する電源であり、６０Ｗ〜７０Ｗ程度の負荷電力で一般的にコストパフォーマンスに優れた自励式のスイッチング電源が採用できる。

次に図２に基づいて力率改善コンバータ回路２の動作について説明をする。整流回路７の全波整流電圧ＶＩＮを絶縁トランスＴ１の１次側コイルのインダクタンスとＭＯＳＦＥＴ Ｑ１、ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ３で構成される昇圧チョッパー回路で昇圧し直流電圧Ｖ０に変換する。絶縁トランスＴ１の１次側コイルに発生する電圧は、Ｖ０−ＶＩＮとなる。絶縁トランスＴ１の２次側のコイルに発生する電圧は、１次側巻線数Ｎ１、２次側巻線数Ｎ２とすると（Ｖ０−ＶＩＮ）×Ｎ２／Ｎ１となる。これを整流ダイオードＤ２、平滑コンデンサＣ１で平滑整流して熱陰極放電灯インバータ回路１のインバータ電源を供給する。インバータ電源電圧は抵抗Ｒ７、Ｒ８で分圧して誤差増幅回路４に入力される。その出力はフォトカプラＩＣ２で絶縁して抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６で分圧して、力率制御ＩＣ１のフィードバック回路ＦＢ入力に帰還される。また同時に主電源回路３の電源Ｖ０も抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ６で分圧し上記インバータ電源の帰還電圧と加算して、力率制御ＩＣ１のフィードバック回路ＦＢ入力に帰還される。これにより熱陰極放電灯インバータ回路１へ供給するインバータ電源電圧と主電源回路３への供給電圧の２出力を同時に安定化制御させることができる。

力率制御ＩＣ１の乗算器入力ＭＵＬには、整流回路７の全波整流電圧ＶＩＮを抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２で分圧した正弦波電圧（交流電源５の電圧に比例した電圧波形）が入力される。乗算器入力ＭＵＬでは上記ＦＢ電圧と正弦波電圧とを乗算した波形で、ＭＯＳＦＥＴ Ｑ１を駆動する。この結果、絶縁トランスＴ１の１次側コイルには電流ピーク値が正弦波状の連続した三角波電流波形となり力率が改善できる。

また交流電源から熱陰極放電灯インバータ回路までの効率ηはη１（力率改善回路効率）×η３（熱陰極放電灯インバータ効率）で表わされる。η１＝０．９５、η３＝０．９５とするとη＝約０．９ 約９０％の電源効率となり前記従来例より約９％の効率が改善できる。

本発明における電源装置の実施形態１を示す回路構成図である。 本発明における電源装置の実施形態１詳細を示す回路構成図である。 従来例における電源装置を示す回路構成図である。 従来の冷陰極放電灯における電源装置実施例を示す回路構成図である。

符号の説明

１、熱陰極放電灯インバータ回路
２、力率改善コンバータ回路
３、主電源回路
４、誤差増幅回路
５、交流電源
７、整流回路
１０、発振制御回路
１１、Ｌ−Ｃ直列共振回路
１２、ブリッジ回路
１３、熱陰極放電灯
Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、共振コンデンサ
Ｔ１、絶縁トランス
ＩＣ１、力率改善制御ＩＣ
ＩＣ２、フォトカプラ

Claims (2)

1. 交流電源に接続された整流回路と力率改善を行う力率改善コンバータ回路及び主電源回路及び熱陰極放電灯を駆動するインバータ回路を有し、前記力率改善コンバータ回路は力率改善動作と前記熱陰極放電灯インバータ回路に電源を供給する絶縁トランスを有し、その絶縁トランス２次側出力には前記熱陰極放電灯インバータ回路を備え、１次側平滑出力には主電源回路が接続され、前記熱陰極放電灯インバータ回路には、周波数をＲ，Ｃの時定数で決める発振制御回路とこの周波数で動作するハーフブリッジ又はフルブリッジ回路に接続したＬ−Ｃ直列共振回路と共振コンデンサと並列に熱陰極型放電灯の両端の熱陰極（フィラメント）のそれぞれの片端を接続し、更に放電管両端フィラメントの他端に直列にコンデンサを接続して点灯させる熱陰極放電灯点灯装置を備えることを特徴とした電源装置。
2. 請求項１において、前記絶縁トランス２次側電圧を分圧した電圧を誤差増幅してフォトカプラで帰還した電圧と、前記絶縁トランス１次側平滑出力電圧を分圧した電圧とを加算した電圧を力率改善制御ＩＣの誤差増幅回路に帰還し、２出力電圧を同時にフィードバック制御して安定化させることを特徴とした電源装置。

Images