JP2008192318A - Lighting device of discharge lamp, backlight unit, and liquid crystal display device - Google Patents

Lighting device of discharge lamp, backlight unit, and liquid crystal display device Download PDF

Info

Publication number
JP2008192318A
JP2008192318A JP2007022229A JP2007022229A JP2008192318A JP 2008192318 A JP2008192318 A JP 2008192318A JP 2007022229 A JP2007022229 A JP 2007022229A JP 2007022229 A JP2007022229 A JP 2007022229A JP 2008192318 A JP2008192318 A JP 2008192318A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transformer
frequency
lighting device
discharge lamp
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007022229A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Ido
滋 井戸
Masanobu Murakami
昌伸 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2007022229A priority Critical patent/JP2008192318A/en
Publication of JP2008192318A publication Critical patent/JP2008192318A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device or the like capable of downsizing iron core of a transformer without deteriorating transformer efficiency by suppressing occurrence of magnetic saturation of a step-up transformer occurring with the passage of lighting time at the time of blink-dimming lighting, and thereby capable of downsizing the whole device. <P>SOLUTION: This is the lighting device 10 to light by the blink-dimming a discharge lamp 19, and is provided with a step-up transformer 12 which uses a core without a gap in the transformer iron core, a ballast capacitor 13 which is connected in the current route between a secondary side of the step-up transformer 12 and the discharge lamp 19, and a low-frequency reject filter 14 connected between a power supply unit 11 and the discharge lamp 19. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、放電ランプの点灯装置、当該点灯装置を備えるバックライトユニット、及び当該バックライトユニットを備える液晶表示装置に関し、特に、点滅調光点灯させるにあたり、点灯装置の昇圧トランスを小型化するための技術に関する。   The present invention relates to a lighting device for a discharge lamp, a backlight unit including the lighting device, and a liquid crystal display device including the backlight unit, and in particular, to reduce the step-up transformer of the lighting device when performing flashing dimming lighting. Related to technology.

現在、液晶表示装置の普及が進んでおり、特にパソコン用のモニタのほとんどが既に従来のブラウン管モニタから液晶モニタに置き換わっており、またテレビにおいても液晶テレビの大型化が目覚しい。
このような液晶表示装置においては、液晶パネルは自己発光しないので、一般に液晶パネルの背面に光源としてバックライトユニットを備えている。
At present, liquid crystal display devices are widely used. Especially, most monitors for personal computers have already been replaced with liquid crystal monitors instead of conventional cathode ray tube monitors, and the size of liquid crystal televisions is also increasing.
In such a liquid crystal display device, since the liquid crystal panel does not emit light, a backlight unit is generally provided as a light source on the back surface of the liquid crystal panel.

また液晶表示装置は、周辺の明るさやユーザの好みに応じた調整、及び計時的な輝度の変化に応じた補正等の為に発光量を可変する必要があるので、バックライトユニットの光源である放電ランプを調光点灯させている。
放電ランプを調光点灯させる方法としては、PWM調光等の点滅調光があり、点滅調光機能を有するバックライトを備える透過型の液晶表示装置において、調光範囲の大幅な拡大と昇圧回路の高効率化小型化を可能にする技術が特許文献1に開示されている。
特許第3076184号公報
In addition, the liquid crystal display device is a light source of the backlight unit because it is necessary to change the light emission amount for adjustment according to the brightness of the surroundings and user's preference and correction according to the timely luminance change. The discharge lamp is dimmed.
As a method of dimming and lighting the discharge lamp, there is flashing dimming such as PWM dimming, and in a transmissive liquid crystal display device having a backlight having a flashing dimming function, the dimming range is greatly expanded and a booster circuit Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228867 discloses a technique that enables high efficiency and downsizing.
Japanese Patent No. 3076184

液晶表示装置は薄型であることが利点の1つなので、放電ランプの点灯装置を小型化したいという要望が強い。
上記点灯装置においては、特に昇圧トランスが大きく、またこの昇圧トランスを小型化するには、トランス鉄芯を小型化することが特に有効である。
しかしながら、トランスの特性を落としてまで、単純にトランス鉄芯を小型化するわけにはいかず、何らかの工夫が必要である。
Since the liquid crystal display device is one of the advantages that it is thin, there is a strong demand for downsizing the discharge lamp lighting device.
In the lighting device described above, the step-up transformer is particularly large, and it is particularly effective to reduce the size of the transformer core in order to reduce the size of the step-up transformer.
However, the transformer iron core cannot simply be reduced in size until the characteristics of the transformer are deteriorated, and some device is required.

また、点滅調光点灯させた場合に、点灯時間の経過とともにトランス鉄芯が磁気飽和を起こしやすくなり、磁気飽和が起こるとトランス効率が著しく低下するという問題が発生しており、この問題を解決しなければトランス鉄芯を小型化することは難しい。
本発明は、点滅調光点灯させた際に点灯時間の経過とともに生じる昇圧トランスの磁気飽和の発生を抑制することによって、トランス効率を落とすことなくトランス鉄芯の小型化を可能にし、装置全体を小型化することができる放電ランプの点灯装置、バックライトユニット、及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
In addition, when flashing dimming is turned on, the transformer iron core is likely to cause magnetic saturation as the lighting time elapses, and when magnetic saturation occurs, there is a problem that the transformer efficiency is significantly reduced. Otherwise, it is difficult to reduce the size of the transformer core.
The present invention makes it possible to reduce the size of the transformer iron core without reducing the transformer efficiency by suppressing the occurrence of magnetic saturation of the step-up transformer that occurs as the lighting time elapses when the flashing dimming is performed. It is an object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device, a backlight unit, and a liquid crystal display device that can be miniaturized.

上記目的を達成するために、本発明に係る点灯装置は、放電ランプを点滅調光点灯させる点灯装置において、トランス鉄心にギャップなしのコアを使用した昇圧トランスと、昇圧トランスの2次側と放電ランプとの間に接続されるバラストコンデンサと、電源と前記放電ランプとの間の電流経路中に接続される低域除去フィルタとを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a lighting device according to the present invention includes a step-up transformer using a core without a gap in a transformer core, a secondary side of the step-up transformer, and a discharge A ballast capacitor connected between the lamp and a low-pass filter connected in a current path between a power source and the discharge lamp.

上記目的を達成するために、本発明に係るバックライトユニットは、上記点灯装置を用いていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、上記点灯装置を用いたバックライトユニットを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a backlight unit according to the present invention uses the lighting device.
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention includes a backlight unit using the lighting device.

課題を解決するための手段に記載した構成により、点滅調光点灯時におけるランプ電流の直流成分及び低周波成分を低域除去フィルタが除去することにより、点灯時間の経過とともに生じる昇圧トランスの磁気飽和を抑制することができるので、トランス効率が向上する。
従って、トランス鉄芯に磁気抵抗の低いギャップなしのコアを使用することができ、トランス効率を落とさずにトランスを小型化できる。
With the configuration described in the means for solving the problems, the DC saturation and low-frequency components of the lamp current during flashing dimming lighting are removed by the low-frequency elimination filter, so that the magnetic saturation of the step-up transformer that occurs with the passage of lighting time Therefore, the transformer efficiency is improved.
Therefore, it is possible to use a core having a low magnetic resistance and no gap in the transformer iron core, and the transformer can be reduced in size without reducing the transformer efficiency.

ここで、点灯装置、バックライトユニット、及び液晶表示装置において、前記低域除去フィルタは、前記電源と前記昇圧トランスの1次側との間に接続されることを特徴とすることもできる。
これにより、低域除去フィルタが昇圧トランスの1次側に接続されるので、電源から昇圧トランスへの電流の直流成分及び低周波成分の流入が抑制される。
Here, in the lighting device, the backlight unit, and the liquid crystal display device, the low-frequency elimination filter may be connected between the power source and a primary side of the step-up transformer.
As a result, since the low-frequency elimination filter is connected to the primary side of the step-up transformer, the inflow of the direct current component and the low-frequency component of the current from the power source to the step-up transformer is suppressed.

ここで、点灯装置、バックライトユニット、及び液晶表示装置において、前記低域除去フィルタは、LCハイパスフィルタ、LCバンドパスフィルタ、又はDCカットキャパシタであることを特徴とすることもできる。
ここで、点灯装置、バックライトユニット、及び液晶表示装置において、前記低域除去フィルタは、前記昇圧トランスの2次側と前記放電ランプとの間に接続されることを特徴とすることもできる。
Here, in the lighting device, the backlight unit, and the liquid crystal display device, the low-frequency removal filter may be an LC high-pass filter, an LC band-pass filter, or a DC cut capacitor.
Here, in the lighting device, the backlight unit, and the liquid crystal display device, the low-frequency elimination filter may be connected between a secondary side of the step-up transformer and the discharge lamp.

これにより、低域除去フィルタが昇圧トランスの2次側に接続されるので、放電ランプから昇圧トランスへの電流の直流成分及び低周波成分の流入が抑制される。
ここで、点灯装置、バックライトユニット、及び液晶表示装置において、前記低域除去フィルタは、T型やπ型のハイパスフィルタであることを特徴とすることもできる。
ここで、点灯装置、バックライトユニット、及び液晶表示装置において、前記電源は、インバータ点灯用の第1周波数によるランプ電流を、第2周波数で断続的に供給し、前記低域除去フィルタは、前記第1周波数を通過領域とし、前記第2周波数を除去領域とする特性を備えることを特徴とすることもできる。
As a result, since the low-frequency elimination filter is connected to the secondary side of the step-up transformer, the inflow of the DC component and low-frequency component of the current from the discharge lamp to the step-up transformer is suppressed.
Here, in the lighting device, the backlight unit, and the liquid crystal display device, the low-frequency removal filter may be a T-type or π-type high-pass filter.
Here, in the lighting device, the backlight unit, and the liquid crystal display device, the power source intermittently supplies the lamp current at the first frequency for lighting the inverter at the second frequency, and the low-frequency elimination filter It is also possible to provide a characteristic in which the first frequency is a pass region and the second frequency is a removal region.

これにより、インバータ点灯用の周波数成分を通過させ、調光用の周波数成分は遮断することができ、点滅調光点灯時におけるランプ電流の直流成分及び低周波成分が昇圧トランスへは流れないのでトランス鉄芯が磁気飽和を起こしにくい。
ここで、点灯装置、バックライトユニット、及び液晶表示装置において、前記昇圧トランスのトランス鉄芯は、トロイダル型コアであることを特徴とすることもできる。
Thus, the frequency component for lighting the inverter can be passed and the frequency component for dimming can be cut off, and the direct current component and the low frequency component of the lamp current at the time of flashing dimming lighting do not flow to the step-up transformer. The iron core is less likely to cause magnetic saturation.
Here, in the lighting device, the backlight unit, and the liquid crystal display device, the transformer core of the step-up transformer may be a toroidal core.

[実施の形態1]
<概要>
本発明の実施の形態1は、放電ランプを点滅調光点灯させる点灯装置において、インバータ点灯用の周波数成分を通過させ、かつ、調光用の周波数成分を断する低域除去フィルタを、電源と昇圧トランスの1次側との間の電流経路中に接続することにより、電源から昇圧トランスへのランプ電流の直流成分及び低周波成分の流入を抑制し、点灯時間の経過とともに生じる昇圧トランスの磁気飽和を抑制することによって、トランス効率を向上させ、トランスの小型化を可能にするものである。
[Embodiment 1]
<Overview>
In Embodiment 1 of the present invention, in a lighting device for flashing and dimming a discharge lamp, a low-frequency elimination filter that passes a frequency component for lighting an inverter and cuts off a frequency component for dimming is used as a power source. By connecting in the current path to the primary side of the step-up transformer, the inflow of the direct current component and low-frequency component of the lamp current from the power source to the step-up transformer is suppressed, and the magnetism of the step-up transformer that occurs as the lighting time elapses By suppressing the saturation, the transformer efficiency is improved and the transformer can be miniaturized.

<構成>
図1は、本発明の実施の形態1における液晶表示装置の概要を示す図である。
図1に示す液晶表示装置100は、例えば32インチ液晶テレビであり、液晶画面ユニット101とバックライトユニット102とを備える。
液晶画面ユニット101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。
<Configuration>
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention.
A liquid crystal display device 100 illustrated in FIG. 1 is, for example, a 32-inch liquid crystal television, and includes a liquid crystal screen unit 101 and a backlight unit 102.
The liquid crystal screen unit 101 includes a color filter substrate, a liquid crystal, a TFT substrate, a drive module and the like (not shown), and forms a color image based on an image signal from the outside.

バックライトユニット102は、1個又は複数個の点灯装置10と、16本の放電ランプ19を含む。
1個又は複数個の点灯装置10は、16本の放電ランプ19を点滅調光点灯させる電子機器である。
図2は、本発明の実施の形態1における点灯装置10の回路の概要を示す図である。
The backlight unit 102 includes one or a plurality of lighting devices 10 and 16 discharge lamps 19.
The one or a plurality of lighting devices 10 are electronic devices that cause the 16 discharge lamps 19 to blink and dimm.
FIG. 2 is a diagram showing an outline of a circuit of the lighting device 10 according to Embodiment 1 of the present invention.

図2に示すように、本発明の実施の形態1における点灯装置10は、電源ユニット11、トランス12、バラストコンデンサ13、低域除去フィルタ14とを含む。ここで図2には放電ランプ19も記載している。
電源ユニット11は、インバータ点灯用の30kHz〜100kHz程度の高周波点灯周波数f1のランプ電流を、60Hz〜300Hz程度の点滅調光周波数f2で断続的に供給する。
As shown in FIG. 2, the lighting device 10 according to the first embodiment of the present invention includes a power supply unit 11, a transformer 12, a ballast capacitor 13, and a low-frequency elimination filter 14. Here, the discharge lamp 19 is also shown in FIG.
The power supply unit 11 intermittently supplies a lamp current having a high frequency lighting frequency f1 of about 30 kHz to 100 kHz for lighting the inverter at a blinking dimming frequency f2 of about 60 Hz to 300 Hz.

トランス12は、トランス鉄芯に磁気抵抗の低いギャップなしのトロイダル型コアを使用した昇圧トランスである。
バラストコンデンサ13は、昇圧トランスの2次側と放電ランプとの間に接続され、ランプ電圧の変化及び変動による電流変化を抑え、定電流特性を改善する。
低域除去フィルタ14は、電源ユニット11とトランス12の1次側との間の電流経路中に接続され、基本的に高周波点灯周波数f1を通過領域とし、点滅調光周波数f2を除去領域とする特性を備える。
The transformer 12 is a step-up transformer using a toroidal core with a low magnetic resistance and no gap in the transformer iron core.
The ballast capacitor 13 is connected between the secondary side of the step-up transformer and the discharge lamp, suppresses a change in current due to a change and fluctuation of the lamp voltage, and improves a constant current characteristic.
The low-frequency elimination filter 14 is connected in the current path between the power supply unit 11 and the primary side of the transformer 12, and basically uses the high-frequency lighting frequency f1 as a passing region and the blinking dimming frequency f2 as a removal region. With characteristics.

放電ランプ19は、例えば冷陰極蛍光管(Cold Cathode Fluorescent Lamp 、以下「CCFL」と記す)や外部電極蛍光管(誘電体バリア放電ランプ:External Electrode Fluorescent Lamp、以下「EEFL」と記す)等の、主に液晶ディスプレイのバックライトユニットに用いられる、ランプ外径が1.8〜6.0mm程度の発光管であり、本実施の形態1では、CCFLを例に説明する。なお、本発明はEEFL(EEFLの場合、前記バラストコンデンサ13は、ランプに内臓されている)や他の放電ランプ(熱陰極蛍光管、ネオン管等)であっても同様に適用できる。   The discharge lamp 19 is, for example, a cold cathode fluorescent tube (Cold Cathode Fluorescent Lamp, hereinafter referred to as “CCFL”) or an external electrode fluorescent tube (dielectric barrier discharge lamp: External Electrode Fluorescent Lamp, hereinafter referred to as “EEFL”). This is an arc tube having a lamp outer diameter of about 1.8 to 6.0 mm, which is mainly used in a backlight unit of a liquid crystal display. In the first embodiment, a CCFL will be described as an example. The present invention can be similarly applied to EEFL (in the case of EEFL, the ballast capacitor 13 is built in the lamp) and other discharge lamps (hot cathode fluorescent tube, neon tube, etc.).

<考察及び詳細設計>
ここで、放電ランプを点滅調光点灯させた際に点灯時間の経過とともに生じる昇圧トランスの磁気飽和の発生原因と具体的な設計値について説明する。
図3は、点滅調光点灯時のランプ電流を示す図である。
放電ランプの一方の電極(GND電極)を接地するなどして電位を一定にし、もう一方の電極(HV電極)に高周波電圧を印加して点滅調光点灯させると、図3に示すように、負電圧から始動することが多くなり、昇圧トランスの2次側の電流に偏りが生じて直流及び低周波電流が発生し、これが蓄積して昇圧トランスが磁気飽和を起こすものと考えられる。
<Discussion and detailed design>
Here, the cause of magnetic saturation of the step-up transformer and specific design values that occur with the passage of lighting time when the discharge lamp is turned on and off with dimming will be described.
FIG. 3 is a diagram showing the lamp current when the flashing dimming is turned on.
When one electrode (GND electrode) of the discharge lamp is grounded to make the potential constant and a high frequency voltage is applied to the other electrode (HV electrode) to blink and dimm, as shown in FIG. Starting from a negative voltage often occurs, the current on the secondary side of the step-up transformer is biased to generate direct current and low-frequency current, which are accumulated and cause the step-up transformer to cause magnetic saturation.

具体的には例えば、低域除去フィルタ14を用いない場合、電源ユニット11における高周波点灯周波数f1を50kHz、ランプ定格電圧を1000V、ランプ定格電流を8mA、バラストコンデンサ13=22pF、トランス12への入力電圧を30Vrms、トランス12からの出力電圧を1450Vrmsとして(設計1)放電ランプを周波数100Hzで点滅調光点灯させた時には、トランス12に磁気飽和が発生した。   Specifically, for example, when the low-frequency elimination filter 14 is not used, the high frequency lighting frequency f1 in the power supply unit 11 is 50 kHz, the lamp rated voltage is 1000 V, the lamp rated current is 8 mA, the ballast capacitor 13 = 22 pF, and the input to the transformer 12 When the voltage was 30 Vrms and the output voltage from the transformer 12 was 1450 Vrms (Design 1), the discharge lamp was flashed and dimmed at a frequency of 100 Hz.

また(設計1)において、放電ランプの代わりに、等価な抵抗を接続すると、トランスの磁気飽和は発生しなかった。
このことから、昇圧トランスの磁気飽和は放電ランプに起因していることがわかる。
図4は、低域除去フィルタ14にDCカットキャパシタ15を用いた場合の回路の概要を示す図である。
In (Design 1), when an equivalent resistance was connected instead of the discharge lamp, the magnetic saturation of the transformer did not occur.
This indicates that the magnetic saturation of the step-up transformer is caused by the discharge lamp.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of a circuit when the DC cut capacitor 15 is used for the low-frequency elimination filter 14.

以下の3例は、低域除去フィルタ14にDCカットキャパシタ15を用いた場合の設計値を示す。
電源ユニット11における高周波点灯周波数f1を50kHz、トランス12の昇圧比を50、ランプ定格電圧を1000V、ランプ定格電流を8mA、バラストコンデンサ13=22pF、DCカットキャパシタ15=0.18μF、高周波出力電圧を37Vrms、トランス12からのトランス出力電圧を1450Vrmsとして(設計2)放電ランプを周波数100Hzで点滅調光点灯させた時には、低周波成分の減衰量を十分に確保でき、トランス12の磁気飽和が発生しなかった。
The following three examples show design values when the DC cut capacitor 15 is used for the low-pass filter 14.
The high frequency lighting frequency f1 in the power supply unit 11 is 50 kHz, the step-up ratio of the transformer 12 is 50, the lamp rated voltage is 1000 V, the lamp rated current is 8 mA, the ballast capacitor 13 = 22 pF, the DC cut capacitor 15 = 0.18 μF, and the high frequency output voltage. When the transformer output voltage from the transformer 12 is 37 Vrms and the transformer output voltage is 1450 Vrms (Design 2), when the discharge lamp is blinked and dimmed at a frequency of 100 Hz, a sufficient amount of attenuation of the low frequency component can be secured, and magnetic saturation of the transformer 12 occurs. There wasn't.

また、DCカットキャパシタ15=2.2μF、高周波出力電圧を31Vrms、その他の条件は(設計2)と同様として(設計3)放電ランプを周波数100Hzで点滅調光点灯させた時には、低周波成分の減衰量が不十分で、トランス12の磁気飽和が発生した。
また、バラストコンデンサ13=47pF、DCカットキャパシタ15=0.12μF、高周波出力電圧を41Vrms、その他の条件は(設計2)と同様として(設計4)放電ランプを周波数100Hzで点滅調光点灯させた時には、低周波成分の減衰量を十分に確保でき、トランス12の磁気飽和が発生しなかった。
Further, when the DC cut capacitor 15 = 2.2 μF, the high frequency output voltage is 31 Vrms, and other conditions are the same as in (Design 2) (Design 3), when the discharge lamp is flashed and dimmed at a frequency of 100 Hz, the low frequency component The attenuation was insufficient and magnetic saturation of the transformer 12 occurred.
Further, the ballast capacitor 13 = 47 pF, the DC cut capacitor 15 = 0.12 μF, the high frequency output voltage is 41 Vrms, and other conditions are the same as (Design 2) (Design 4). The discharge lamp is flashed and dimmed at a frequency of 100 Hz. In some cases, a sufficient amount of attenuation of the low frequency component could be secured, and magnetic saturation of the transformer 12 did not occur.

図5は、横軸に周波数、縦軸にゲインをとり、周波数に対する信号の減衰特性グラフを示した図である。
図5において、Aの一点破線は従来のように低域除去フィルタ14を用いない場合の、Bの実線は本願の上記構成のようにDCカットキャパシタ15を用いた場合の、それぞれの減衰特性を示す。
FIG. 5 is a graph showing a signal attenuation characteristic graph with respect to frequency, with the horizontal axis representing frequency and the vertical axis representing gain.
In FIG. 5, the one-dot broken line A shows the attenuation characteristics when the low-frequency elimination filter 14 is not used as in the prior art, and the solid line B shows the respective attenuation characteristics when the DC cut capacitor 15 is used as in the above configuration of the present application. Show.

Aにおいては、高周波点灯周波数f1のときに効率よく放電ランプが点灯するように設計されるので、昇圧トランスの出力の範囲内で放電ランプを最大限に安定して点灯させることができるように特性が決定されている。従って高周波点灯周波数f1においては、昇圧トランスの出力の範囲内で安定度の高い点灯ができるが、点滅調光周波数をf2においては減衰量が不足しており、トランス飽和や振動が発生しやすくなる。これらを避けるためには大型のコアを用いなければならず、これでは昇圧トランスを小型化できない。   In A, since the discharge lamp is designed to be efficiently lit at the high frequency lighting frequency f1, the characteristic is such that the discharge lamp can be lit stably to the maximum extent within the output range of the step-up transformer. Has been determined. Therefore, at the high frequency lighting frequency f1, lighting with high stability can be performed within the output range of the step-up transformer. However, the attenuation amount is insufficient at the blinking dimming frequency f2, and transformer saturation and vibration are likely to occur. . In order to avoid these, a large core must be used, and this makes it impossible to downsize the step-up transformer.

Bにおいては、DCカットキャパシタ15を用いることによって、減衰変化率(グラフの傾き)をAよりも大きくさせていることになり、Aの場合には、減衰率はせいぜい−6dB/octであるのに対して、Bの場合においては、減衰率を−6dB/octよりも大きくできるので、効率的に点滅調光周波数f2を減衰させることができる。
またここでDCカットキャパシタ15は、1μF〜0.1μF程度が望ましい。
In B, by using the DC cut capacitor 15, the rate of change in attenuation (the slope of the graph) is made larger than A. In the case of A, the rate of attenuation is at most -6 dB / oct. On the other hand, in the case of B, the attenuation rate can be made larger than −6 dB / oct, so that the blinking dimming frequency f2 can be efficiently attenuated.
Here, the DC cut capacitor 15 is preferably about 1 μF to 0.1 μF.

図6は、低域除去フィルタ14にLCハイパスフィルタ16を用いた場合の回路の概要を示す図である。
LCハイパスフィルタ16は、コンデンサ17とコイル18とからなる。
以下の1例は、低域除去フィルタ14にLCハイパスフィルタ16を用いた場合の設計値を示す。
FIG. 6 is a diagram showing an outline of a circuit when the LC high-pass filter 16 is used as the low-frequency elimination filter 14.
The LC high pass filter 16 includes a capacitor 17 and a coil 18.
The following example shows design values when the LC high-pass filter 16 is used as the low-frequency elimination filter 14.

電源ユニット11における高周波点灯周波数f1を50kHz、トランス12の昇圧比を50、ランプ定格電圧を1000V、ランプ定格電流を8mA、バラストコンデンサ13=22pF、LCハイパスフィルタ16の遮断周波数を22kHz(例えば、コンデンサ17=0.1μF、コイル18=500μH)、入力電圧を31Vrms、トランス12のドランス出力電圧を1450Vrmsとして放電ランプを周波数100Hzで点滅調光点灯させた時(設計5)には、低周波成分の減衰量を十分に確保でき、トランス12の磁気飽和が発生しなかった。   The high frequency lighting frequency f1 in the power supply unit 11 is 50 kHz, the step-up ratio of the transformer 12 is 50, the lamp rated voltage is 1000 V, the lamp rated current is 8 mA, the ballast capacitor 13 = 22 pF, and the cutoff frequency of the LC high-pass filter 16 is 22 kHz (for example, a capacitor 17 = 0.1 μF, coil 18 = 500 μH), the input voltage is 31 Vrms, the drain output voltage of the transformer 12 is 1450 Vrms, and the discharge lamp is flashed and dimmed at a frequency of 100 Hz (design 5). A sufficient amount of attenuation was secured, and magnetic saturation of the transformer 12 did not occur.

設計5においては、遮断周波数を、高周波点灯周波数f1以下、点滅調光周波数f2以上とすることにより、高周波点灯周波数f1をあまり減衰させないようにしつつ、点滅調光周波数f2において必要とする減衰量が得られるようにしている。
図7は、横軸に周波数、縦軸にゲインをとり、周波数に対する信号の減衰特性グラフを示した図である。
In the design 5, by setting the cut-off frequency to the high frequency lighting frequency f1 or less and the blinking dimming frequency f2 or more, the amount of attenuation required at the flashing dimming frequency f2 is reduced so that the high frequency lighting frequency f1 is not attenuated so much. I try to get it.
FIG. 7 is a graph showing a signal attenuation characteristic graph with respect to frequency, with frequency on the horizontal axis and gain on the vertical axis.

図7において、Aの二点破線は従来のように低域除去フィルタ14を用いない場合の、Cの実線は本願の上記構成のようにLCハイパスフィルタ16を用いた場合の、それぞれの減衰特性を示す。
Aは、図5の場合と同じである。
Cにおいては、LCハイパスフィルタ16を用い、遮断周波数を、高周波点灯周波数f1以下、点滅調光周波数f2以上とすることによって、高周波点灯周波数f1以下において減衰変化率をAより大きくさせ、効率的に点滅調光周波数f2を減衰させることができるだけでなく、入力電圧を小さくすることができる。
In FIG. 7, the two-dot broken line A indicates the attenuation characteristics when the low-frequency elimination filter 14 is not used as in the conventional case, and the solid line C indicates the respective attenuation characteristics when the LC high-pass filter 16 is used as in the above configuration of the present application. Indicates.
A is the same as in FIG.
In C, by using the LC high-pass filter 16 and setting the cutoff frequency to be the high frequency lighting frequency f1 or lower and the blinking dimming frequency f2 or higher, the rate of attenuation change is made larger than A at the high frequency lighting frequency f1 or lower, and efficiently Not only can the flashing dimming frequency f2 be attenuated, but the input voltage can also be reduced.

このように、設計5では高周波点灯周波数f1の減衰量を小さくできるので、設計2や設計4に比べて入力電圧を大きくしなくてよくなり、またその分、トランス昇圧比を必要としないため、トランス設計がしやすく小型化が容易である。
なお、低域除去フィルタ14は、DCカットキャパシタやLCハイパスフィルタだけでなく、高周波点灯周波数f1近傍を通過領域とする特性を備えれば何でもよく、例えばLCバンドパスフィルタであってもよい。
[変形例1]
<概要>
本発明の変形例1は、放電ランプを点滅調光点灯させる点灯装置において、インバータ点灯用の周波数成分を通過させ、調光用の周波数成分は遮断する低域除去フィルタを、昇圧トランスの2次側と放電ランプとの間の電流経路中に接続することにより、放電ランプから昇圧トランスへの電流の直流成分及び低周波成分の流入を抑制し、点灯時間の経過とともに生じる昇圧トランスの磁気飽和を抑制することによって、トランス効率を向上させ、トランスの小型化を可能にするものである。
Thus, since the attenuation amount of the high-frequency lighting frequency f1 can be reduced in the design 5, the input voltage does not have to be increased compared to the design 2 and the design 4, and the transformer boost ratio is not required. Transformer design is easy and miniaturization is easy.
Note that the low-pass filter 14 is not limited to a DC cut capacitor or an LC high-pass filter, but may be anything as long as it has a characteristic in which the vicinity of the high-frequency lighting frequency f1 is a pass region, for example, an LC band-pass filter.
[Modification 1]
<Overview>
According to the first modification of the present invention, in a lighting device that blinks and dimms a discharge lamp, a low-frequency elimination filter that passes a frequency component for inverter lighting and blocks a frequency component for dimming is provided as a secondary transformer of a step-up transformer. By connecting in the current path between the discharge lamp and the discharge lamp, the inflow of the DC component and low frequency component of the current from the discharge lamp to the step-up transformer is suppressed, and magnetic saturation of the step-up transformer that occurs with the passage of lighting time is suppressed. By suppressing the transformer, the transformer efficiency is improved and the transformer can be miniaturized.

<構成>
本発明の変形例1は、実施の形態1における低域除去フィルタ14の代わりに低域除去フィルタ20を備える点のみが異なり、他の構成要素は同一であるので、同一の構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。
図8は、本発明の変形例1における点灯装置10の回路の概要を示す図である。
<Configuration>
The first modification of the present invention is different only in that a low-frequency elimination filter 20 is provided instead of the low-frequency elimination filter 14 in the first embodiment, and the other components are the same, so the same components are the same. A number is assigned and description thereof is omitted.
FIG. 8 is a diagram showing an outline of a circuit of the lighting device 10 according to the first modification of the present invention.

図8に示すように、本発明の変形例1における点灯装置10は、電源ユニット11、トランス12、バラストコンデンサ13、低域除去フィルタ20とを含む。ここで図8には放電ランプ19も記載している。
低域除去フィルタ20は、トランス12の2次側と放電ランプ19との間の電流経路中に接続され、基本的に高周波点灯周波数f1を通過領域とし、点滅調光周波数f2を除去領域とする特性を備える。
As shown in FIG. 8, the lighting device 10 according to the first modification of the present invention includes a power supply unit 11, a transformer 12, a ballast capacitor 13, and a low-frequency elimination filter 20. FIG. 8 also shows the discharge lamp 19.
The low-pass elimination filter 20 is connected in the current path between the secondary side of the transformer 12 and the discharge lamp 19, and basically uses the high-frequency lighting frequency f1 as a pass region and the blinking dimming frequency f2 as a removal region. With characteristics.

低域除去フィルタ20は、T型やπ型のハイパスフィルタが有効である。
なお、変形例1においては、バラストにコンデンサを用いているが、コイルであってもよい。
<まとめ>
以上のように、本発明の実施の形態1及び変形例1によれば、点滅調光点灯時におけるランプ電流の直流成分及び低周波成分を低域除去フィルタが除去することにより、点灯時間の経過とともに生じる昇圧トランスの磁気飽和を抑制することができるので、トランス効率が向上する。
A T-type or π-type high-pass filter is effective as the low-frequency elimination filter 20.
In Modification 1, a capacitor is used for the ballast, but a coil may be used.
<Summary>
As described above, according to the first embodiment and the first modification of the present invention, the lapse of the lighting time is obtained by removing the direct current component and the low frequency component of the lamp current at the time of the flashing dimming lighting by the low-frequency elimination filter. Since the magnetic saturation of the step-up transformer that occurs together with this can be suppressed, the transformer efficiency is improved.

従って、トランス鉄芯に磁気抵抗の低いギャップなしのトロイダル型コアを使用することができるので、トランス効率を落とさずにトランスを小型化でき、さらには、トランス出力波形歪が低減し点灯状態が安定するという効果が得られる。   Therefore, a toroidal core with low magnetic resistance and no gap can be used for the transformer iron core, so the transformer can be downsized without reducing the transformer efficiency, and the transformer output waveform distortion is reduced and the lighting state is stable. The effect of doing is obtained.

本発明は、あらゆる放電ランプの点灯装置に広く適用することができ、特に液晶表示装置用のバックライトユニットにおいて有効である。本発明によって、トランス効率を落とすことなくトランス鉄芯の小型化を可能にし、電源ユニットを小型化することができるので、液晶表示装置を小型化することができ、その産業的利用価値は極めて高い。   The present invention can be widely applied to any discharge lamp lighting device, and is particularly effective in a backlight unit for a liquid crystal display device. According to the present invention, the transformer iron core can be miniaturized without reducing the transformer efficiency, and the power supply unit can be miniaturized. Therefore, the liquid crystal display device can be miniaturized, and its industrial utility value is extremely high. .

本発明の実施の形態1における液晶表示装置の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the liquid crystal display device in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における点灯装置10の回路の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the circuit of the lighting device 10 in Embodiment 1 of this invention. 点滅調光点灯時のランプ電流を示す図である。It is a figure which shows the lamp current at the time of blink dimming lighting. 低域除去フィルタ14にDCカットキャパシタ15を用いた場合の回路の概要を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an outline of a circuit when a DC cut capacitor 15 is used for the low-frequency elimination filter 14. 横軸に周波数、縦軸にゲインをとり、周波数に対する信号の減衰特性グラフを示した図である。It is the figure which took the frequency on the horizontal axis, took the gain on the vertical axis, and showed the attenuation characteristic graph of the signal with respect to frequency. 低域除去フィルタ14にLCハイパスフィルタ16を用いた場合の回路の概要を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an outline of a circuit when an LC high-pass filter 16 is used as the low-frequency elimination filter 14. 横軸に周波数、縦軸にゲインをとり、周波数に対する信号の減衰特性グラフを示した図である。It is the figure which took the frequency on the horizontal axis, took the gain on the vertical axis, and showed the attenuation characteristic graph of the signal with respect to frequency. 本発明の変形例1における点灯装置10の回路の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the circuit of the lighting device 10 in the modification 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 点灯装置
11 電源ユニット
12 トランス
13 バラストコンデンサ
14 低域除去フィルタ
15 DCカットキャパシタ
16 LCハイパスフィルタ
17 コンデンサ
18 コイル
19 放電ランプ
20 低域除去フィルタ
100 液晶表示装置
101 液晶画面ユニット
102 バックライトユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lighting device 11 Power supply unit 12 Transformer 13 Ballast capacitor 14 Low frequency removal filter 15 DC cut capacitor 16 LC high pass filter 17 Capacitor 18 Coil 19 Discharge lamp 20 Low frequency removal filter 100 Liquid crystal display device 101 Liquid crystal screen unit 102 Backlight unit

Claims (9)

放電ランプを点滅調光点灯させる点灯装置において、
トランス鉄心にギャップなしのコアを使用した昇圧トランスと、
昇圧トランスの2次側と放電ランプとの間に接続されるバラストコンデンサと、
電源と前記放電ランプとの間の電流経路中に接続される低域除去フィルタと
を備えることを特徴とする点灯装置。
In a lighting device that flashes and dimms a discharge lamp,
A step-up transformer using a core without gap in the transformer core;
A ballast capacitor connected between the secondary side of the step-up transformer and the discharge lamp;
A lighting device, comprising: a low-pass filter connected in a current path between a power source and the discharge lamp.
前記低域除去フィルタは、
前記電源と前記昇圧トランスの1次側との間に接続されること
を特徴とする請求項1に記載の点灯装置。
The low-pass removal filter is
The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is connected between the power source and a primary side of the step-up transformer.
前記低域除去フィルタは、
LCハイパスフィルタ、LCバンドパスフィルタ、又はDCカットキャパシタであること
を特徴とする請求項1に記載の点灯装置。
The low-pass removal filter is
The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is an LC high-pass filter, an LC band-pass filter, or a DC cut capacitor.
前記低域除去フィルタは、
前記昇圧トランスの2次側と前記放電ランプとの間に接続されること
を特徴とする請求項1に記載の点灯装置。
The low-pass removal filter is
The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is connected between a secondary side of the step-up transformer and the discharge lamp.
前記低域除去フィルタは、
T型やπ型のハイパスフィルタであること
を特徴とする請求項4に記載の点灯装置。
The low-pass removal filter is
The lighting device according to claim 4, wherein the lighting device is a T-type or π-type high-pass filter.
前記電源は、インバータ点灯用の第1周波数によるランプ電流を、第2周波数で断続的に供給し、
前記低域除去フィルタは、
前記第1周波数を通過領域とし、前記第2周波数を除去領域とする特性を備えること
を特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の点灯装置。
The power supply intermittently supplies the lamp current at the first frequency for lighting the inverter at the second frequency,
The low-pass removal filter is
The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device has a characteristic in which the first frequency is a pass region and the second frequency is a removal region.
前記昇圧トランスのトランス鉄芯は、トロイダル型コアであること
を特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の点灯装置。
The lighting device according to any one of claims 1 to 6, wherein the transformer iron core of the step-up transformer is a toroidal core.
請求項1〜7の何れか1項に記載の点灯装置を用いていること
を特徴とするバックライトユニット。
A backlight unit using the lighting device according to any one of claims 1 to 7.
請求項1〜7の何れか1項に記載の点灯装置を用いたバックライトユニットを備えること
を特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device comprising a backlight unit using the lighting device according to claim 1.
JP2007022229A 2007-01-31 2007-01-31 Lighting device of discharge lamp, backlight unit, and liquid crystal display device Pending JP2008192318A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007022229A JP2008192318A (en) 2007-01-31 2007-01-31 Lighting device of discharge lamp, backlight unit, and liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007022229A JP2008192318A (en) 2007-01-31 2007-01-31 Lighting device of discharge lamp, backlight unit, and liquid crystal display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008192318A true JP2008192318A (en) 2008-08-21

Family

ID=39752237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007022229A Pending JP2008192318A (en) 2007-01-31 2007-01-31 Lighting device of discharge lamp, backlight unit, and liquid crystal display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008192318A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011055158A1 (en) * 2009-11-03 2011-05-12 City University Of Hong Kong A passive lc ballast and method of manufacturing a passive lc ballast

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011055158A1 (en) * 2009-11-03 2011-05-12 City University Of Hong Kong A passive lc ballast and method of manufacturing a passive lc ballast
US8952617B2 (en) 2009-11-03 2015-02-10 City University Of Hong Kong Passive LC ballast and method of manufacturing a passive LC ballast

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7550929B2 (en) Power system and method for driving plural lamps
JP4797511B2 (en) Cold cathode tube lighting device, tube current control method, and integrated circuit
JP4560686B2 (en) Multi-lamp type discharge lamp lighting device
JP2006127950A (en) Discharge lamp driving device
JP2007234522A (en) Discharge lamp lighting device
US7436129B2 (en) Triple-loop fluorescent lamp driver
JP2008192318A (en) Lighting device of discharge lamp, backlight unit, and liquid crystal display device
JP2006294328A (en) Discharge lamp driving device
JP2005056853A (en) Lamp assembly, back light assembly having the same, and display device having the same
WO2006043361A1 (en) Cold-cathode tube drive device
JP2004039264A (en) Lamp lighting system
TWI381341B (en) Backlight control circuit
JP2008192316A (en) Mercury discharge lamp lighting device, backlight device, and liquid crystal display device
JP2007265897A (en) Inverter circuit for discharge tube
JP4690296B2 (en) Discharge lamp lighting device
JP2006120502A (en) High-pressure discharge lamp
JP2009294294A (en) Liquid crystal display device
JP2009129787A (en) Electrodeless discharge lamp lighting device, and illumination fixture
JP2007194144A (en) Lamp lighting device, backlight unit, and display device
JP4957101B2 (en) Discharge tube lighting circuit and liquid crystal display device
JP2007087738A (en) Discharge lamp driving device
JP4703626B2 (en) Discharge lamp lighting device
TWI471849B (en) Display apparatus, light module and method for adjusting brightness of the display apparatus
JP5478156B2 (en) High pressure discharge lamp lighting device
JP2008210815A (en) Backlight device, flash phase control device for backlight device, and display with flash phase control device