JP2008210544A

JP2008210544A - 放電管調光装置

Info

Publication number: JP2008210544A
Application number: JP2007043612A
Authority: JP
Inventors: Tetsushi Otake; 徹志大竹
Original assignee: Toko Inc
Current assignee: Toko Inc
Priority date: 2007-02-23
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】高圧発生回路の位相遅れを防止して、異常動作を防止した放電管調光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】高圧発生回路２の入力電圧をコントロールして放電管３の調光を行う放電管調光装置おいて、入力電圧をコントロールする電源回路（ＤＣ/ＤＣコンバータ）１を具え、高圧発生回路２にインダクタンス部品Ｔを具え、放電管３の電流を検出する検出回路４を具え、検出回路４の出力信号をフィードバックして電源回路の出力電圧を制御するＰＷＭ制御回路５を具え、高圧発生回路２の入力側ａと検出回路４の出力側ｂとの間に進相回路６を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶テレビやパーソナルコンピュータ等に用いられている液晶ディスプレイのバックライトに好適な冷陰極放電管（ＣＣＦＬ）や熱陰極放電管（ＨＣＦＬ）を調光して点灯する放電管調光装置に関する。

液晶ディスプレイを有するパーソナルコンピュータや液晶テレビにおいて、パネルの裏面にはバックライトが取り付けられ、画面上の映像や文字を視覚的に見やすくしている。例えば、液晶ディスプレイにおいて使用時の周囲の明るさが変化したとき、上記、バックライト（冷陰極放電管、熱陰極放電管）の輝度調整が行われ、画面上の映像や文字を最適なコントラストで見ることができる。

上記、バックライトの輝度調整は、単に、高圧発生回路の電源電圧を変化させることによって、または、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御回路により点灯時間のヂューティ比を変化させることによって行われている。この放電管調光装置の回路例を図３に示す。

図３に示すように、入力電圧を調整する電源回路（ＤＣ/ＤＣコンバータ）１と高圧発生回路（または点灯回路、ＤＣ/ＡＣインバータ）２と放電管（ＣＣＦＬ、ＨＣＦＬ）３と検出回路４とＰＷＭ制御回路５から構成されている。高圧発生回路２はスイッチング素子Ｑ２からＱ５を用いてフリップフロップ回路（Ｆ．Ｆ．）の発振回路からなり、昇圧用トランスＴを用いて放電管（ＣＣＦＬ、ＨＣＦＬ）３を点灯させる。そして、放電管３に流れる電流をカレントトランスＣＴを用いた検出回路４を用いて、ＰＷＭ制御回路５にフィードバック（Ｆ．Ｂ．）し、電源回路１の電圧をコントロールして輝度調整を行う方法が知られている。

特開平６−３０２３８７号公報特開平８−１２６３４８号公報

このような構成において、電源回路の負荷である高圧発生回路、検出回路にインダクタ部品である昇圧用トランスＴ、カレントトランスＣＴが存在しているため、フィードバック信号は大きな位相遅れを伴い、回路全体が異常動作となり、調光を正常に行われないことがしばしば発生しているばかりではなく、高圧発生回路に用いられているスイッチング素子Ｑ２―Ｑ５を焼損することもあった。

したがって、本発明は、上記問題点を解決するもので、回路の位相遅れを防止して、異常動作を防止した放電管調光装置を提供することを目的とする。

本発明の放電管調光装置は、高圧発生回路の入力電圧をコントロールして放電管の調光を行う放電管調光装置おいて、入力電圧をコントロールする電源回路（ＤＣ/ＤＣコンバータ）を具え、高圧発生回路にインダクタンス部品を具え、放電管の電流を検出する検出回路を具え、検出回路の出力信号をフィードバックして電源回路の出力電圧を制御するＰＷＭ制御回路を具え、高圧発生回路の入力側と検出回路の出力側との間に進相回路を設けたことを特徴とする。

本発明の放電管調光装置によれば、電源回路（ＤＣ/ＤＣコンバータ）の負荷である高圧発生回路、検出回路に存在するインダクティブ要素によって生じる位相遅れを進相回路を付加することによって解消し、回路の異常動作を防止することができる。また、異常動作における高圧発生回路のスイッチング素子の焼損をも防止することができる。

図１は本発明の一実施例である放電管調光装置の回路図を示す。
図３にしました従来の回路と異なる点は高圧発生回路の入力側と検出回路の出力側との間に進相回路を付加した点にある。

図１に示すように、入力電圧を調整する電源回路（ＤＣ/ＤＣコンバータ）１と高圧発生回路（点灯回路、ＤＣ/ＡＣインバータ回路）２と冷陰極管（ＣＣＦＬ）または熱陰極管（ＨＣＦＬ）である放電管３と検出回路４とＰＷＭ制御回路５から構成されている。高圧発生回路２はスイッチング素子Ｑ２からＱ５を用いてフリップフロップ回路（Ｆ．Ｆ．）などの発振回路からなり、同回路から出力されるタイミングパルスを受けたスイッチング素子Ｑ２−Ｑ５は相互にスイッチングを繰り返し、昇圧用トランスＴを用いて放電管３を点灯させる。そして、放電管３に流れる電流をカレントトランスＣＴを用いた検出回路４を用いて、ＰＷＭ制御回路５にフィードバック（Ｆ．Ｂ．）し、電源回路１の電圧をコントロールして輝度調整を行う。

図1の放電管調光装置の回路の動作は以下のようにして行われる。
スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１、インダクタＬ、コンデンサＣ１からなる電源回路１からの出力された電圧が高圧発生回路２のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ３のエミッタに印加されている。フリップフロップ回路（Ｆ．Ｆ．）等からなるパルス発生器から互いに逆のタイミングを持ったパルスが高圧発生回路２のスイッチング素子Ｑ２―Ｑ５のベースに印加される。
ある時間をみた場合、パルス発生器（Ｆ．Ｆ．）のＰにハイレベル、Ｑバーにローレベルの信号が現れた場合、スイッチング素子Ｑ４とＱ３がオンし、スイッチング素子Ｑ２のエミッタからコレクタを介し、コンデンサＣｏ、トランスＴ、スイッチング素子Ｑ５のコレクタ、エミッタに電流が流れ、トランスＴにエネルギーが注入される。

また、次の時間、パルス発生器（Ｆ．Ｆ．）のＰがローレベル、Ｑバーがハイレベルに転じると、今までオンしていたスイッチング素子Ｑ２とＱ５はオフし、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４がオンになり、トランスＴにエネルギーが注入される。と、同時に、トランスＴの２次側インダクタンスとコンデンサＣｏ’の共振作用によって、トランスＴの２次側には高電圧が発生し、放電管３を点灯する。また、検出回路４のカレントトランスＣＴの２次側には放電管３に流れる電流に比例した電圧が発生する。この電圧を前記電源回路１のＰＷＭ制御回路５に入力することによって電源回路１の出力電圧が制御される。この繰り返しによって放電管の電流を常に所望の電流値を維持する。

この回路の動作において、電源回路（ＤＣ/ＤＣコンバータ）１の負荷となる高圧発生回路２は昇圧トランスＴのインダクタンス成分を用いていることから電流フィードバック系に大きな位相遅れを生じている。また、検出回路４にもカレントトランスＣＴのインダクタンス成分を用いているためにさらに大きな位相遅れとなり回路全体が異常動作となることから、この位相遅れを解消するために、高圧発生回路２の入力側ａと検出回路４の出力側ｂとの間に進相回路６を付加したものである。この進相回路６を付加することにより位相遅れが解消されると共に回路全体の動作を安定にする。

次に、図２に遅延状態における進相回路の各種実施例を示す。
図２（ａ）はコンデンサＣ１個による回路である。
図２（ｂ）は抵抗ＲとコンデンサＣを直列接続した回路である。
図２（ｃ）は抵抗ＲとコンデンサＣを並列接続したものと直列にコンデンサＣを接続した回路である。
図２（ｄ）はコンデンサＣと抵抗Ｒの直列接続の間に２つの異なる極性同士を並列接続したダイオードＤを接続した回路である。
上記回路は、遅延状態に応じて適宜選択し用いる。

以上述べたように、本発明の放電管調光装置は、電源回路（ＤＣ/ＤＣコンバータ）の負荷である高圧発生回路、検出回路に存在するインダクティブ要素によって生じる位相遅れを進相回路を付加することによって解消し、回路の異常動作を防止することができる。また、異常動作における高圧発生回路のスイッチング素子の焼損をも防止することができる。

また、本発明の放電管調光装置は実施例に限られるものではない。例えば、実施例では高圧発生回路にフリップフロップ回路（Ｆ．Ｆ．）からなる発振回路を用いたがトランスに帰還巻線を設けた自励発振回路（ロイヤー回路）でもよい、さらに、電流検出回路にカレントトランスを用いたが他の回路（例えば、抵抗分割）でもよい。進相回路においても容量性を持った回路であれば実施例に限られるものではない。

本発明の一実施例である放電管調光装置の回路図本発明の放電管調光装置に用いた各種進相回路の実施例従来の放電管調光装置の回路図

符号の説明

１電源回路（ＤＣ/ＤＣコンバータ）
２高圧発生回路
３放電管（ＣＣＦＬ、ＨＣＦＬ）
４検出回路
５ＰＷＭ制御回路
６進相回路

Claims

高圧発生回路の入力電圧をコントロールして放電管の調光を行う放電管調光装置おいて、
該入力電圧をコントロールする電源回路を具え、該高圧発生回路にインダクタンス部品を具え、該放電管の電流を検出する検出回路を具え、該検出回路の出力信号をフィードバックして該電源回路の出力電圧を制御するＰＷＭ制御回路を具え、該高圧発生回路の入力側と該検出回路の出力側との間に進相回路を設けたことを特徴とする放電管調光装置。
前記検出回路にカレントトランスを用いたことを特徴とする請求項１記載の放電管調光装置。
前記進相回路は、コンデンサ、抵抗とコンデンサの直列回路、抵抗とコンデンサの並列回路に直列に抵抗を接続した回路、コンデンサとダイオードと抵抗を接続した回路、の、いずれか１つを用いたことを特徴とする請求項１記載の放電管調光装置。