JP2008192316A - Mercury discharge lamp lighting device, backlight device, and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水銀放電ランプ点灯装置、バックライト装置及び液晶表示装置に関し、特に、水銀放電ランプを点滅調光点灯させるにあたり、カタホリシス現象を抑制するための技術に関する。 The present invention relates to a mercury discharge lamp lighting device, a backlight device, and a liquid crystal display device, and more particularly to a technique for suppressing a catalysis phenomenon when a mercury discharge lamp is turned on and off in a dimming manner.
液晶表示装置は液晶パネルを介して光を照射するバックライト装置を備えている。バックライト装置には水銀放電ランプを調光点灯させる水銀放電ランプ点灯装置を備えているものがある。調光点灯の方式として、例えば特許文献1は、周期的に点灯と消灯とを繰り返し、点灯期間には水銀放電ランプを高周波点灯させる調光点灯方式を提案している(このような調光点灯を、以下「点滅調光点灯」という。)。特許文献1には、点滅調光点灯を採用することにより調光範囲を拡大することができることが記載されている。
しかしながら発明者らが研究開発を進めたところ、点滅調光点灯を採用した場合、水銀放電ランプの電極間に直流電圧成分が生じることが判明した。水銀放電ランプの電極間に直流電圧成分が生じると、水銀放電ランプ内において正イオンである水銀イオンの分布に不均衡が生じ、その結果、水銀放電ランプの輝度にムラが生じてしまう(いわゆるカタホリシス現象)。 However, as a result of research and development by the inventors, it has been found that a DC voltage component is generated between the electrodes of a mercury discharge lamp when flashing dimming lighting is employed. When a DC voltage component is generated between the electrodes of a mercury discharge lamp, the distribution of mercury ions, which are positive ions, in the mercury discharge lamp is imbalanced, resulting in uneven brightness of the mercury discharge lamp (so-called catalysis). phenomenon).
そこで本発明は点滅調光点灯を採用しつつカタホリシス現象の発生を抑制することができる水銀放電ランプ点灯装置、バックライト装置及び液晶表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a mercury discharge lamp lighting device, a backlight device, and a liquid crystal display device that can suppress the occurrence of a catalysis phenomenon while adopting flashing dimming lighting.
本発明に係る水銀放電ランプ点灯装置は、水銀放電ランプが点滅調光点灯するように、キャパシタを介して前記水銀放電ランプに交流電力を供給する交流電力供給回路と、前記交流電力供給回路による点滅調光点灯中に前記水銀放電ランプの電極間に直流電圧成分が蓄積されていくのを抑制する抑制回路とを備える。
本発明に係るバックライト装置は、水銀放電ランプと、前記水銀放電ランプが点滅調光点灯するように、キャパシタを介して前記水銀放電ランプに交流電力を供給する交流電力供給回路と、前記交流電力供給回路による点滅調光点灯中に前記水銀放電ランプの電極間に直流電圧成分が蓄積されていくのを抑制する抑制回路とを備える。
A mercury discharge lamp lighting device according to the present invention includes an AC power supply circuit for supplying AC power to the mercury discharge lamp via a capacitor, and blinking by the AC power supply circuit so that the mercury discharge lamp is flashing and dimmed. A suppression circuit that suppresses accumulation of a DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp during dimming.
The backlight device according to the present invention includes a mercury discharge lamp, an AC power supply circuit that supplies AC power to the mercury discharge lamp via a capacitor so that the mercury discharge lamp is flashing and dimmed, and the AC power. A suppression circuit that suppresses the accumulation of a DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp during flashing dimming by the supply circuit.
本発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルを介して光を照射する水銀放電ランプと、前記水銀放電ランプが点滅調光点灯するように、キャパシタを介して前記水銀放電ランプに交流電力を供給する交流電力供給回路と、前記交流電力供給回路による点滅調光点灯中に前記水銀放電ランプの電極間に直流電圧成分が蓄積されていくのを抑制する抑制回路とを備える。 A liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal panel, a mercury discharge lamp that irradiates light through the liquid crystal panel, and a mercury discharge lamp through a capacitor so that the mercury discharge lamp flashes and dimms. An AC power supply circuit that supplies AC power and a suppression circuit that suppresses the accumulation of a DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp during blinking dimming lighting by the AC power supply circuit.
上記構成によれば、点滅調光点灯中に水銀放電ランプの電極間に直流電圧成分が蓄積されてゆくのを有効に抑制することができる。したがって点滅調光点灯を採用しつつカタホリシス現象の発生を抑制することができる。
また、前記抑制回路は、選択的に直流電流を流す回路要素を含み、当該回路要素は前記水銀放電ランプの電極間に並列接続されていることとしてもよい。
According to the said structure, it can suppress effectively that a direct-current voltage component accumulates between the electrodes of a mercury discharge lamp during blinking light control lighting. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of the catalysis phenomenon while adopting the flashing dimming lighting.
The suppression circuit may include a circuit element that selectively allows a direct current to flow, and the circuit element may be connected in parallel between the electrodes of the mercury discharge lamp.
上記構成によれば、回路要素を通じて直流電流が流れる。したがって水銀放電ランプの電極間に直流電圧成分が蓄積しようとしてもそれが放電されるので、直流電圧成分の蓄積を解消することができる。
また、前記回路要素は、抵抗素子とインダクタとが直列接続されたものであることとしてもよい。
According to the above configuration, a direct current flows through the circuit element. Therefore, even if a DC voltage component is to be accumulated between the electrodes of the mercury discharge lamp, it is discharged, so that the accumulation of the DC voltage component can be eliminated.
The circuit element may be a resistor element and an inductor connected in series.
上記構成によれば、回路要素はローパスフィルタとして機能し、水銀放電ランプの電極間に蓄積する直流電圧成分を選択的に通過させるので、結果的に直流電圧成分の蓄積を解消することができる。
また、前記回路要素は、前記水銀放電ランプの電極間に並列接続されているスイッチ素子と、点滅調光点灯における消灯期間に前記スイッチ素子をオン状態とし、点滅調光点灯における点灯期間に前記スイッチ素子をオフ状態とする制御要素とを備えることとしてもよい。
According to the above configuration, the circuit element functions as a low-pass filter and selectively passes the DC voltage component accumulated between the electrodes of the mercury discharge lamp. As a result, accumulation of the DC voltage component can be eliminated.
In addition, the circuit element includes a switch element connected in parallel between the electrodes of the mercury discharge lamp, and the switch element is turned on during a turn-off period in flashing dimming lighting, and the switch element is turned on during a lighting period in flashing dimming lighting. It is good also as providing the control element which makes an element OFF state.
上記構成によれば、回路要素は点滅調光点灯における消灯期間に選択的に水銀放電ランプに蓄積する直流電圧成分を通過させるので、結果的に直流電圧成分の蓄積を解消することができる。
また、前記回路要素は、前記水銀放電ランプの電極間に並列接続されているスイッチ素子と、前記水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分が所定値以上であれば前記スイッチ素子をオン状態とし、前記水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分が所定値未満であれば前記スイッチ素子をオフ状態とする制御要素とを備えることとしてもよい。
According to the above configuration, the circuit element selectively passes the DC voltage component accumulated in the mercury discharge lamp during the extinguishing period in the flashing dimming lighting. As a result, the accumulation of the DC voltage component can be eliminated.
In addition, the circuit element, if the DC voltage component between the switch element connected in parallel between the electrodes of the mercury discharge lamp and the electrode of the mercury discharge lamp is a predetermined value or more, the switch element is turned on, And a control element that turns off the switch element if the DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp is less than a predetermined value.
上記構成によれば、回路要素は直流電圧成分が所定値以上であれば選択的に水銀放電ランプに蓄積する直流電圧成分を通過させるので、結果的に直流電圧成分の蓄積を解消することができる。
また、前記抑制回路は、前記水銀放電ランプに供給される交流電流における負のサイクルのときの大きさを正のサイクルのときの大きさよりも小さくすることとしてもよい。
According to the above configuration, the circuit element selectively passes the DC voltage component accumulated in the mercury discharge lamp if the DC voltage component is equal to or greater than the predetermined value, and as a result, the accumulation of the DC voltage component can be eliminated. .
The suppression circuit may be configured such that the magnitude of a negative cycle in the alternating current supplied to the mercury discharge lamp is smaller than the magnitude of a positive cycle.
発明者らの研究によれば、水銀放電ランプの電極間に直流電圧成分が生じる原因は、点滅調光点灯をしたときにランプ電流の負のサイクルの総量が正のサイクルの総量よりも大きくなるからであることが判明した。上記構成によれば、水銀放電ランプに供給される交流電流における負のサイクルのときの大きさが正のサイクルのときの大きさよりも小さいので、点滅調光点灯をしたときのランプ電流の不均衡を抑制することができる。その結果、水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分を抑制することができる。なお本明細書では、交流電流における負のサイクルのときの大きさとは、負のサイクルのときの電流波形を時間積分して得られる値を指すこととする。同様に、交流電流における正のサイクルのときの大きさとは、正のサイクルのときの電流波形を時間積分して得られる値を指すこととする。 According to the inventors' research, the cause of the DC voltage component generated between the electrodes of the mercury discharge lamp is that the total amount of the negative cycle of the lamp current is larger than the total amount of the positive cycle when flashing dimming is performed. It turned out to be from. According to the above configuration, since the magnitude of the negative cycle in the alternating current supplied to the mercury discharge lamp is smaller than the magnitude of the positive cycle, the lamp current is imbalanced when flashing dimming is performed. Can be suppressed. As a result, the DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp can be suppressed. In the present specification, the magnitude of the alternating current in the negative cycle refers to a value obtained by time integration of the current waveform in the negative cycle. Similarly, the magnitude of the alternating current in the positive cycle refers to a value obtained by time integration of the current waveform in the positive cycle.
また、前記抑制回路は、さらに、前記水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分の大きさに応じて、前記水銀放電ランプに供給される交流電流の負のサイクルのときの大きさと正のサイクルのときの大きさとの差分を変化させることとしてもよい。
上記構成によれば、調光度合の変更などにより水銀放電ランプの電極間に蓄積しようとする直流電圧成分の大きさが変化したとしても、水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分を有効に抑制することができる。
Further, the suppression circuit further has a negative cycle and a positive cycle of the alternating current supplied to the mercury discharge lamp according to the magnitude of the DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp. It is good also as changing the difference with the magnitude | size of time.
According to the above configuration, the DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp is effectively suppressed even if the magnitude of the DC voltage component to be accumulated between the electrodes of the mercury discharge lamp changes due to a change in the dimming degree. can do.
また、前記交流電力供給回路は、前記水銀放電ランプの電極間に交流電圧を印加するとともに当該交流電圧の負のサイクルのときの印加時間と正のサイクルのときの印加時間とを独立して設定可能であり、前記抑制回路は、前記水銀放電ランプの電極間に印加される交流電圧における負のサイクルのときの印加時間を正のサイクルのときの印加時間よりも短くさせるとともに、前記水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分が大きいほど、負のサイクルのときの印加時間と正のサイクルのときの印加時間との差分を大きくさせることとしてもよい。 Further, the AC power supply circuit applies an AC voltage between the electrodes of the mercury discharge lamp, and independently sets an application time for the negative cycle and an application time for the positive cycle of the AC voltage. The suppression circuit can reduce the application time in the negative cycle of the alternating voltage applied between the electrodes of the mercury discharge lamp to be shorter than the application time in the positive cycle, and the mercury discharge lamp. The difference between the application time during the negative cycle and the application time during the positive cycle may be increased as the DC voltage component between the electrodes increases.
上記構成によれば、水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分が大きいほど、水銀放電ランプに供給される交流電流の負のサイクルのときの大きさと正のサイクルのときの大きさとの差分を大きくすることができる。したがって、水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分を有効に抑制することができる。
また、前記抑制回路は、負のサイクルのときのみ前記水銀放電ランプに電流を流す第1経路と正のサイクルのときのみ前記水銀放電ランプに電流を流す第2経路とを有する回路要素を含み、当該回路要素は前記水銀放電ランプに直列接続されており、前記第1経路が第1の抵抗値を有し、前記第2経路が前記第1の抵抗値よりも小さな第2の抵抗値を有することとしてもよい。
According to the above configuration, the larger the DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp, the greater the difference between the magnitude of the alternating current supplied to the mercury discharge lamp in the negative cycle and the magnitude in the positive cycle. can do. Therefore, the DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp can be effectively suppressed.
The suppression circuit includes a circuit element having a first path for passing a current to the mercury discharge lamp only during a negative cycle and a second path for flowing a current to the mercury discharge lamp only during a positive cycle; The circuit element is connected in series to the mercury discharge lamp, the first path has a first resistance value, and the second path has a second resistance value smaller than the first resistance value. It is good as well.
上記構成によれば、水銀放電ランプに供給される交流電流における負のサイクルのときの大きさを正のサイクルのときの大きさよりも小さくすることができる。
また、前記第1の抵抗値及び前記第2の抵抗値の少なくとも一方は可変抵抗素子により実現されており、前記抑制回路は、さらに、前記水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分が大きいほど、前記第1の抵抗値及び前記第2の抵抗値の差分が大きくなるように前記可変抵抗素子を制御する制御要素を備えることとしてもよい。
According to the said structure, the magnitude | size at the time of the negative cycle in the alternating current supplied to a mercury discharge lamp can be made smaller than the magnitude | size at the time of a positive cycle.
In addition, at least one of the first resistance value and the second resistance value is realized by a variable resistance element, and the suppression circuit further increases the DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp, It is good also as providing the control element which controls the said variable resistance element so that the difference of a said 1st resistance value and a said 2nd resistance value may become large.
上記構成によれば、水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分が大きいほど、水銀放電ランプに供給される交流電流の負のサイクルのときの大きさと正のサイクルのときの大きさとの差分を大きくすることができる。 According to the above configuration, the larger the DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp, the greater the difference between the magnitude of the alternating current supplied to the mercury discharge lamp in the negative cycle and the magnitude in the positive cycle. can do.
本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係る水銀放電ランプ点灯装置の回路構成図である。図2は、水銀放電ランプ点灯装置に係る信号波形の一例を示す図である。
水銀放電ランプ点灯装置10は、直流電源部1、インバータ部2、昇圧部3及び直流電圧成分抑制部4を備える。
The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a mercury discharge lamp lighting device according to
The mercury discharge
直流電源部1は、ローパスフィルタ(L.P.F)11、整流部(RECTIFIER)12、力率改善部(POWER-FACTOR CORRECTION)13及び直流電圧変換部(DC/DC CONVERTER)14を備える。この構成により直流電源部1は、交流電力を直流電力に変換するとともに100Vの交流電圧を所望の直流電圧に変換することができる。
インバータ部2は、調光部(DIMMER)15、PWM生成部(PWM GENERATOR)16、駆動部(DRIVER)17、MOSトランジスタQ1、Q2及びフィードバック部18を備える。
The DC
The
調光部15は、ユーザから調光度合を受け付け、受け付けた調光度合に応じたデューティ比を有する矩形波(図2:DIMMER(S11))を生成する。DIMMER(S11)の周波数は、60Hzから300Hzまでの範囲内における所定の周波数である。DIMMER(S11)のハイレベル期間21は点滅調光点灯の点灯期間に対応し、ローレベル期間は点滅調光点灯の消灯期間に対応している。
The
フィードバック部18は、調光部15により生成されたDIMMERS11に基づいて矩形波(図2:VFB1(S12))を生成する。VFB1(S12)は、調光部15により生成されたDIMMER(S11)と水銀放電ランプ19に流れるランプ電流に相当する信号との差分に相当する。水銀放電ランプ19に流れるランプ電流に相当する信号は、ダイオードD1、D2、抵抗素子RF1、RS1及びキャパシタCF1を含む回路要素により生成される。
The
PWM生成部16は、パルス幅変調(Pulse Width Modulation)により2つの矩形波(図2:PWM1(S13)、PWM2(S14))を生成する。図2のPWM1(S16)及びPWM2(S17)は、区間23のPWM1(S13)、PWM2(S14)を拡大したものである。PWM生成部16は、三角波内部電圧信号(S15)の電圧レベルとVFB1(S12)の電圧レベルとの比較結果からPWM1(S16)及びPWM2(S17)を生成する。PWM1(S16)及びPWM2(S17)の周波数は、30kHzから100kHzまでの範囲内における所定の周波数である。またPWM1(S16)とPWM2(S17)との間の位相差は180°である。PWM1(S13)は駆動部17を介してMOSトランジスタQ1のゲートに供給される。PWM2(S14)は駆動部17を介してMOSトランジスタQ2のゲートに供給される。
The
MOSトランジスタQ1、Q2は直流電圧変換部14とグラウンドとの間に直列接続されており、MOSトランジスタQ1はPWM1(S13)に基づいてオン状態及びオフ状態となり、MOSトランジスタQ2はPWM2(S14)に基づいてオン状態及びオフ状態となる。
このような構成により、インバータ部2は点滅調光点灯における点灯期間には高周波電力を水銀放電ランプに供給し、点滅調光点灯における消灯期間には高周波電力の供給を停止することができる。
The MOS transistors Q1 and Q2 are connected in series between the
With such a configuration, the
昇圧部3は、ハイパスフィルタとしてのキャパシタCC1、昇圧トランスTR1及びハイパスフィルタとしてのキャパシタCC2を備える。このような構成により、昇圧部3は水銀放電ランプ19の電極間に高電圧を印加することができる。
直流電圧成分抑制部4は、抵抗素子RK1とインダクタLK1とを備える。抵抗素子RK1とインダクタLK1とは直列接続されており、この直列接続体が水銀放電ランプ19の電極間に並列接続されている。抵抗素子RK1の抵抗値は、水銀放電ランプ19の等価抵抗値(ランプ電圧/ランプ電流)よりも十分大きい(例えば、10MΩ)。また、30kHzから100kHzまでの範囲内における所定の周波数におけるインダクタLK1のインピーダンスは、水銀放電ランプ19の等価抵抗値よりも十分大きい。
The step-up
The DC voltage component suppressing unit 4 includes a resistance element RK1 and an inductor LK1. The resistance element RK1 and the inductor LK1 are connected in series, and this series connection is connected in parallel between the electrodes of the
水銀放電ランプ19にはキャパシタCC2を介して電力が供給される。キャパシタCC2には水銀放電ランプ19の電極が直接接続されているので、直流電圧成分抑制部4が設けられていなければ、水銀放電ランプ19を点滅調光点灯したときにキャパシタCC2に電荷が蓄積される。その結果、水銀放電ランプ19の電極間に直流電圧成分が発生する。このような問題を解消するために、本実施の形態では、直流電圧成分抑制部4が設けられている。上記の構成により、直流電圧成分抑制部4は直流電流を流すので水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分を抑制することができ、かつ、高周波電流を流しにくいので直流電圧成分抑制部4に高周波電流が流れることによる電力損失を抑制することができる。また直流電圧成分抑制部4は、抵抗素子RK1やインダクタLK1のように一般的な回路部品からなり、特別な回路部品を含まない。したがって安価に直流電圧成分の抑制を図ることができる。
Electric power is supplied to the
なお水銀放電ランプ19は、例えば冷陰極蛍光ランプ(Cold Cathode Fluorescent Lamp)や外部電極蛍光ランプ(誘電体バリア放電ランプ:External Electrode Fluorescent Lamp)等の、主に液晶表示装置のバックライト装置に用いられる、ランプ外形が1.8〜6.0mm程度の発光管である。
実施の形態1に係る水銀放電ランプ点灯装置10は、図10に示すように、例えば、液晶表示装置53の構成要素であるバックライト装置52に用いられる。
The
As shown in FIG. 10, the mercury discharge
図10に示す液晶表示装置53は、例えば32型液晶テレビであり、液晶パネル52とバックライト装置51とを備える。
液晶パネル52は、カラーフィルタ基板、液晶、TFT基板、駆動モジュール等(図示せず)を備え、外部からの画像信号に基づいてカラー画像を形成する。
バックライト装置51は、1個又は複数個の水銀放電ランプ点灯装置10と、16本の水銀放電ランプ19を含む。1個又は複数個の水銀放電ランプ点灯装置10は、16本の水銀放電ランプ19を点滅調光点灯させる電子機器である。
[実施の形態2]
図3は、本発明の実施の形態2に係る水銀放電ランプ点灯装置の回路構成図である。実施の形態2は、直流電圧成分抑制部4の構成が実施の形態1と異なる。これ以外の構成については実施の形態1と同様なので説明を省略する。
A liquid
The
The
[Embodiment 2]
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the mercury discharge lamp lighting device according to
直流電圧成分抑制部4は、抵抗素子RK1、RK2、キャパシタCK1、トランジスタT1及びインバータ素子NEG1Aを備える。抵抗素子RK1とトランジスタT1とは直列接続されており、この直列接続体が水銀放電ランプ19の電極間に並列接続されている。抵抗素子RK1の抵抗値は、水銀放電ランプ19の等価抵抗値(ランプ電圧/ランプ電流)よりも十分大きい(例えば、10MΩ)。さらにトランジスタT1にはキャパシタCK1が並列接続されている。インバータ素子NEG1Aは、調光部15により生成された矩形波(図2:DIMMER(S11))を反転させる。インバータ素子NEG1Aにより生成された反転信号は抵抗素子RK2を介してトランジスタT1のベースに供給される。したがってトランジスタT1はスイッチ素子として機能し、点滅調光点灯における消灯期間にオン状態となり、点滅調光点灯における点灯期間にオフ状態となる。このような構成により、直流電圧成分抑制部4は、消灯期間にトランジスタT1をオン状態にして直流電流を流すので水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分を抑制することができ、かつ、点灯期間にトランジスタT1をオフ状態にするので直流電圧成分抑制部4に高周波電流が流れることによる電力損失を抑制することができる。
[実施の形態3]
図4は、本発明の実施の形態3に係る水銀放電ランプ点灯装置の回路構成図である。実施の形態3は、直流電圧成分抑制部4の構成が実施の形態1と異なる。これ以外の構成については実施の形態1と同様なので説明を省略する。
The DC voltage component suppressing unit 4 includes resistance elements RK1, RK2, a capacitor CK1, a transistor T1, and an inverter element NEG1A. The resistance element RK1 and the transistor T1 are connected in series, and this series connection is connected in parallel between the electrodes of the
[Embodiment 3]
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a mercury discharge lamp lighting device according to
直流電圧成分抑制部4は、抵抗素子RK1、RK2、キャパシタCK1、トランジスタT1を備える。抵抗素子RK2とトランジスタT1とは直列接続されており、この直列接続体が水銀放電ランプ19の電極間に並列接続されている。また抵抗素子RK1とキャパシタCK1とは直列接続されており、この直列接続体が水銀放電ランプ19の電極間に並列接続されている。抵抗素子RK1、RK2の抵抗値は、水銀放電ランプ19の等価抵抗値(ランプ電圧/ランプ電流)よりも十分大きい(例えば、10MΩ)。抵抗素子RK1とキャパシタCK1とからなる直列接続体は、水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分の大きさに基づいて電圧信号を生成する。生成された電圧信号はトランジスタT1のベースに供給される。したがってトランジスタT1はスイッチ素子として機能し、水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分の大きさが所定値以上であればオン状態となり、所定値未満であればオフ状態となる。ここで所定値は抵抗素子RK1の抵抗値、キャパシタCK1の容量値及びトランジスタT1の閾値により定まる。このような構成により、直流電圧成分抑制部4は、直流電圧成分の大きさが所定値以上であればトランジスタT1をオン状態にして直流電流を流すので水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分を抑制することができ、かつ、直流電圧成分の大きさが所定値未満であればトランジスタT1をオフ状態にするので直流電圧成分抑制部4に高周波電流が流れることによる電力損失を抑制することができる。
[実施の形態4]
図5は、本発明の実施の形態4に係る水銀放電ランプ点灯装置の回路構成図である。実施の形態4は、直流電圧成分抑制部4の構成が実施の形態1と異なる。これ以外の構成については実施の形態1と同様なので説明を省略する。
The DC voltage component suppressing unit 4 includes resistance elements RK1 and RK2, a capacitor CK1, and a transistor T1. The resistance element RK2 and the transistor T1 are connected in series, and this series connection is connected in parallel between the electrodes of the
[Embodiment 4]
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a mercury discharge lamp lighting device according to Embodiment 4 of the present invention. The fourth embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the DC voltage component suppressing unit 4. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
直流電圧成分抑制部4は、抵抗素子RK1とキャパシタCK1とを備える。抵抗素子RK1とキャパシタCK1とは直列接続されており、この直列接続体が水銀放電ランプ19の電極間に並列接続されている。抵抗素子RK1の抵抗値は、水銀放電ランプ19の等価抵抗値(ランプ電圧/ランプ電流)よりも十分大きい(例えば、10MΩ)。抵抗素子RK1とキャパシタCK1とからなる直列接続体は、水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分の大きさに基づいて電圧信号BALを生成する。生成された電圧信号BALはPWM生成部26に供給される。電圧信号BALは、水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分を抑制するようにPWM生成部26を制御する信号として機能する。
The DC voltage component suppressing unit 4 includes a resistance element RK1 and a capacitor CK1. The resistance element RK1 and the capacitor CK1 are connected in series, and this series connection is connected in parallel between the electrodes of the
図6は、水銀放電ランプ点灯装置に係る信号波形及びランプ電流の一例を示す図である。
PWM生成部26は、三角波内部電圧信号(S21)の電圧レベルとVFB1の電圧レベルとの比較結果からPWM1(S22)を生成し、三角波内部電圧信号(S21)の電圧レベルとVFB2の電圧レベルとの比較結果からPWM2(S23)を生成する。このようにPWM生成部26はVFB1とVFB2という2つの電圧レベルを用いることにより、水銀放電ランプ19の電極間に印加される交流電圧の負のサイクルのときの印加時間と正のサイクルのときの印加時間とを独立して設定することができる。なお、VFB1は実施の形態1で説明したものと同様であり、VFB2はVFB1の電圧レベルからBALの電圧レベルに応じた電圧レベルを差し引いて得られたものである。そうするとMOSトランジスタQ2のオン期間の長さは、MOSトランジスタQ1のオン期間の長さよりも短くなる。その結果、水銀放電ランプ19に供給されるランプ電流Ila(S24)の負のサイクルの大きさ(32)は正のサイクルの大きさ(31)よりも小さくなる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a signal waveform and a lamp current according to the mercury discharge lamp lighting device.
The
発明者らの研究によれば、水銀放電ランプの電極間に直流電圧成分が生じる原因は、水銀放電ランプに印加される交流電圧が負のサイクルのときに始動しやすいからであることが判明した(図9参照)。図9は点滅調光点灯をしたときのランプ電流を示す図である。ランプ電流Ila(S31)は、点灯期間41に流れ、消灯期間42に停止する。ランプ電流Ila(S32)は、ランプ電流Ila(S31)の区間43を拡大したものである。水銀放電ランプに印加される交流電圧が負のサイクルのときに始動するということは、ランプ電流Ila(S32)が負のサイクルから始まるということである。
According to the inventors' research, it has been found that the cause of the DC voltage component generated between the electrodes of the mercury discharge lamp is that the AC voltage applied to the mercury discharge lamp is likely to start when the cycle is negative. (See FIG. 9). FIG. 9 is a diagram showing the lamp current when blinking dimming is performed. The lamp current Ila (S31) flows in the
点滅調光点灯をすれば水銀放電ランプ19の始動が周期的に繰り返されるので、長いスパンで見るとランプ電流の負のサイクルの総量が正のサイクルの総量よりも大きくなる。このようにランプ電流の負のサイクルと正のサイクルとで不均衡が生じ、その結果、水銀放電ランプ19の電極間に直流電圧成分が生じることになる。
このような構成により、水銀放電ランプ19に供給される高周波電流における負のサイクルのときの大きさが正のサイクルのときの大きさよりも小さくなる。さらに高周波電流における負のサイクルのときの大きさと正のサイクルのときの大きさとの差分は、水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分の大きさに応じて定められる。したがって、点滅調光点灯をしたときのランプ電流の不均衡を抑制することができ、水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分を抑制することができる。
[実施の形態5]
図7は、本発明の実施の形態5に係る水銀放電ランプ点灯装置の回路構成図である。実施の形態5は、直流電圧成分抑制部4の構成が実施の形態1と異なる。これ以外の構成については実施の形態1と同様なので説明を省略する。
Since the start of the
With such a configuration, the magnitude of the high-frequency current supplied to the
[Embodiment 5]
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a mercury discharge lamp lighting device according to Embodiment 5 of the present invention. The fifth embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the DC voltage component suppressing unit 4. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
直流電圧成分抑制部4は、ダイオードD3、D4と抵抗素子RK1とを備える。ダイオードD3、D4は、ランプ電流が正のサイクルのときのみダイオードD3が電流を流しランプ電流が負のサイクルのときのみダイオードD4が電流を流すように並列接続されている。ダイオードD4には抵抗素子RK1が直列接続されているがダイオードD3には抵抗素子は直列接続されていない。なお抵抗素子RK1の抵抗値は、点滅調光点灯をしたときに生じるランプ電流の負のサイクルと正のサイクルとの不均衡に基づいて定められる。このような構成により水銀放電ランプ19に供給される交流電力における負のサイクルのときの大きさを正のサイクルのときの大きさよりも小さくすることができる。したがって、水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分を抑制することができる。
[実施の形態6]
図8は、本発明の実施の形態6に係る水銀放電ランプ点灯装置の回路構成図である。実施の形態6は、直流電圧成分抑制部4の構成が実施の形態1と異なる。これ以外の構成については実施の形態1と同様なので説明を省略する。
The DC voltage component suppressing unit 4 includes diodes D3 and D4 and a resistance element RK1. The diodes D3 and D4 are connected in parallel so that the diode D3 flows current only when the lamp current is in a positive cycle and the diode D4 flows current only when the lamp current is in a negative cycle. A resistance element RK1 is connected in series to the diode D4, but no resistance element is connected in series to the diode D3. The resistance value of the resistance element RK1 is determined based on the imbalance between the negative cycle and the positive cycle of the lamp current that occurs when the flashing dimming is performed. With such a configuration, the magnitude in the negative cycle of the AC power supplied to the
[Embodiment 6]
FIG. 8 is a circuit configuration diagram of a mercury discharge lamp lighting device according to Embodiment 6 of the present invention. The sixth embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the DC voltage component suppressing unit 4. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
直流電圧成分抑制部4は、ダイオードD3、D4、可変抵抗素子ZK1、抵抗素子RK1及びキャパシタCK1を備える。ダイオードD3、D4は、ランプ電流が正のサイクルのときのみダイオードD3が電流を流しランプ電流が負のサイクルのときのみダイオードD4が電流を流すように並列接続されている。ダイオードD4には可変抵抗素子ZK1が直列接続されている。また抵抗素子RK1とキャパシタCK1とは直列接続されており、この直列接続体が水銀放電ランプ19の電極間に並列接続されている。抵抗素子RK1の抵抗値は、水銀放電ランプ19の等価抵抗値(ランプ電圧/ランプ電流)よりも十分大きい(例えば、10MΩ)。抵抗素子RK1とキャパシタCK1とからなる直列接続体は、水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分の大きさに基づいて電圧信号を生成する。生成された電圧信号は可変抵抗素子ZKに供給される。電圧信号は、水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分を抑制するように可変抵抗素子ZKの抵抗値を制御する信号として機能する。
The DC voltage component suppressing unit 4 includes diodes D3 and D4, a variable resistance element ZK1, a resistance element RK1, and a capacitor CK1. The diodes D3 and D4 are connected in parallel so that the diode D3 flows current only when the lamp current is in a positive cycle and the diode D4 flows current only when the lamp current is in a negative cycle. A variable resistance element ZK1 is connected in series to the diode D4. Further, the resistance element RK1 and the capacitor CK1 are connected in series, and this series connection body is connected in parallel between the electrodes of the
このような構成により、水銀放電ランプ19に供給される高周波電流における負のサイクルのときの大きさが正のサイクルのときの大きさよりも小さくなる。さらに高周波電流における負のサイクルのときの大きさと正のサイクルのときの大きさとの差は、水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分の大きさに応じて定められる。したがって、点滅調光点灯をしたときのランプ電流の不均衡を抑制することができ、水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分を抑制することができる。
With such a configuration, the magnitude of the high-frequency current supplied to the
以上、本発明に係る水銀放電ランプ点灯装置、バックライト装置及び液晶表示装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
(1)実施の形態1乃至6における水銀放電ランプ19は、冷陰極型、熱陰極型、外部電極型のいずれのタイプにも適用可能である。
(2)実施の形態1乃至6では、水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分を常時抑制することとしているが、本発明はこれに限らない。例えば、1時間毎などのように所定時間毎に定期的に抑制したり、電源オンやチャンネル操作(液晶テレビに適用した場合)などのようにイベント毎に抑制したりしてもよい。
(3)実施の形態4、6では、抵抗素子RK1とキャパシタCK1とからなる直列接続体により水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分の大きさを検出しているが、本発明はこれに限られない。一般に水銀放電ランプ19の電極間の直流電圧成分の大きさは、環境温度や調光度合などの所定のパラメータに応じて変動する。したがって所定のパラメータを検出し、所定の規則に従って直流電圧成分の大きさを求めることとしてもよい。このようにすれば、抵抗素子RK1とキャパシタCK1とからなる直列接続体を省くことができるので、直列接続体に高周波電流が流れることによる電力損失を省くことができる。なおこの方法は、電極間の直流電圧成分を直接検出することができない外部電極型の水銀放電ランプに有用である。
(4)実施の形態1乃至6では、昇圧部3はハイパスフィルタとしてのキャパシタCC1、CC2を備えている。このようにハイパスフィルタを備えることで、昇圧トランスTR1に流れる低周波電流成分(直流成分を含む)を抑制することができる。したがって昇圧トランスTR1のコアにギャップなしタイプのコア(例えば、トロイダルコア)を採用したとしても、昇圧トランスTR1のコアが磁気飽和するような事態を防止することができる。なおハイパスフィルタとしては、キャパシタのみに限られず、LCフィルタやLCバンドパスフィルタでも構わない。
The mercury discharge lamp lighting device, the backlight device, and the liquid crystal display device according to the present invention have been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments. For example, the following modifications can be considered.
(1) The
(2) In the first to sixth embodiments, the DC voltage component between the electrodes of the
(3) In the fourth and sixth embodiments, the magnitude of the DC voltage component between the electrodes of the
(4) In the first to sixth embodiments, the boosting
本発明は、液晶テレビ等に利用可能である。 The present invention can be used for a liquid crystal television or the like.
1 直流電源部
2 インバータ部
3 昇圧部
4 直流電圧成分抑制部
11 ローパスフィルタ
12 整流部
13 力率改善部
14 直流電圧変換部
15 調光部
16、26 PWM生成部
17 駆動部
18 フィードバック部
19 水銀放電ランプ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記交流電力供給回路による点滅調光点灯中に前記水銀放電ランプの電極間に直流電圧成分が蓄積されていくのを抑制する抑制回路と
を備えることを特徴とする水銀放電ランプ点灯装置。 An AC power supply circuit for supplying AC power to the mercury discharge lamp via a capacitor so that the mercury discharge lamp is flashing and dimmed;
A mercury discharge lamp lighting device comprising: a suppression circuit that suppresses accumulation of a DC voltage component between electrodes of the mercury discharge lamp during flashing dimming lighting by the AC power supply circuit.
を特徴とする請求項1に記載の水銀放電ランプ点灯装置。 The mercury discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the suppression circuit includes a circuit element that selectively allows a direct current to flow, and the circuit element is connected in parallel between electrodes of the mercury discharge lamp. .
を特徴とする請求項2に記載の水銀放電ランプ点灯装置。 The mercury discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the circuit element includes a resistor element and an inductor connected in series.
前記水銀放電ランプの電極間に並列接続されているスイッチ素子と、
点滅調光点灯における消灯期間に前記スイッチ素子をオン状態とし、点滅調光点灯における点灯期間に前記スイッチ素子をオフ状態とする制御要素と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の水銀放電ランプ点灯装置。 The circuit element is:
A switch element connected in parallel between the electrodes of the mercury discharge lamp;
The mercury discharge according to claim 2, further comprising: a control element that turns on the switch element during a turn-off period in flashing dimming lighting and turns off the switch element during a lighting period in blinking dimming lighting. Lamp lighting device.
前記水銀放電ランプの電極間に並列接続されているスイッチ素子と、
前記水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分が所定値以上であれば前記スイッチ素子をオン状態とし、前記水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分が所定値未満であれば前記スイッチ素子をオフ状態とする制御要素と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の水銀放電ランプ点灯装置。 The circuit element is:
A switch element connected in parallel between the electrodes of the mercury discharge lamp;
If the DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp is a predetermined value or more, the switch element is turned on. If the DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp is less than a predetermined value, the switch element is turned off. The mercury discharge lamp lighting device according to claim 2, further comprising: a control element.
を特徴とする請求項1に記載の水銀放電ランプ点灯装置。 2. The mercury discharge lamp according to claim 1, wherein the suppression circuit makes a magnitude of a negative cycle in an alternating current supplied to the mercury discharge lamp smaller than a magnitude of a positive cycle. 3. Lighting device.
を特徴とする請求項6に記載の水銀放電ランプ点灯装置。 The suppression circuit further includes a negative cycle and a positive cycle of the alternating current supplied to the mercury discharge lamp according to the magnitude of the DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp. The mercury discharge lamp lighting device according to claim 6, wherein a difference from the size is changed.
前記抑制回路は、前記水銀放電ランプの電極間に印加される交流電圧における負のサイクルのときの印加時間を正のサイクルのときの印加時間よりも短くさせるとともに、前記水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分が大きいほど、負のサイクルのときの印加時間と正のサイクルのときの印加時間との差分を大きくさせること
を特徴とする請求項7に記載の水銀放電ランプ点灯装置。 The AC power supply circuit can apply an AC voltage between the electrodes of the mercury discharge lamp, and can independently set an application time during a negative cycle and an application time during a positive cycle of the AC voltage. Yes,
The suppression circuit makes the application time at the negative cycle in the alternating voltage applied between the electrodes of the mercury discharge lamp shorter than the application time at the positive cycle, and between the electrodes of the mercury discharge lamp. The mercury discharge lamp lighting device according to claim 7, wherein a difference between an application time in a negative cycle and an application time in a positive cycle is increased as the DC voltage component is larger.
を特徴とする請求項6に記載の水銀放電ランプ点灯装置。 The suppression circuit includes a circuit element having a first path for flowing a current to the mercury discharge lamp only during a negative cycle and a second path for flowing a current to the mercury discharge lamp only during a positive cycle. The element is connected in series with the mercury discharge lamp, the first path has a first resistance value, and the second path has a second resistance value smaller than the first resistance value. The mercury discharge lamp lighting device according to claim 6.
前記抑制回路は、さらに、前記水銀放電ランプの電極間の直流電圧成分が大きいほど、前記第1の抵抗値及び前記第2の抵抗値の差分が大きくなるように前記可変抵抗素子を制御する制御要素を備えること
を特徴とする請求項9に記載の水銀放電ランプ点灯装置。 At least one of the first resistance value and the second resistance value is realized by a variable resistance element,
The suppression circuit further controls the variable resistance element so that the difference between the first resistance value and the second resistance value increases as the DC voltage component between the electrodes of the mercury discharge lamp increases. The mercury discharge lamp lighting device according to claim 9, further comprising an element.
前記水銀放電ランプが点滅調光点灯するように、キャパシタを介して前記水銀放電ランプに交流電力を供給する交流電力供給回路と、
前記交流電力供給回路による点滅調光点灯中に前記水銀放電ランプの電極間に直流電圧成分が蓄積されていくのを抑制する抑制回路と
を備えることを特徴とするバックライト装置。 Mercury discharge lamp,
An AC power supply circuit for supplying AC power to the mercury discharge lamp via a capacitor so that the mercury discharge lamp is flashing and dimmed;
A backlight device comprising: a suppression circuit that suppresses accumulation of a DC voltage component between electrodes of the mercury discharge lamp during blinking dimming lighting by the AC power supply circuit.
前記液晶パネルを介して光を照射する水銀放電ランプと、
前記水銀放電ランプが点滅調光点灯するように、キャパシタを介して前記水銀放電ランプに交流電力を供給する交流電力供給回路と、
前記交流電力供給回路による点滅調光点灯中に前記水銀放電ランプの電極間に直流電圧成分が蓄積されていくのを抑制する抑制回路と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。 LCD panel,
A mercury discharge lamp that emits light through the liquid crystal panel;
An AC power supply circuit for supplying AC power to the mercury discharge lamp via a capacitor so that the mercury discharge lamp is flashing and dimmed;
A liquid crystal display device comprising: a suppression circuit that suppresses accumulation of a DC voltage component between electrodes of the mercury discharge lamp during blinking dimming lighting by the AC power supply circuit.
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