JP2009048907A - 保護回路及びランプ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ランプの点灯状態の判定精度を飛躍的に高める保護回路と、該保護回路を備えたランプ駆動装置を提供することを課題とする。
【解決手段】２つの２次巻線の巻き始め側の各端子にそれぞれ接続された２つのランプに位相が反転した同じ周期の電圧を出力し、巻き終わり側の各端子を接続して中性点を形成した変圧回路２０の当該中性点に流れる電圧を検出する検出回路４０１と、検出された電圧と所定の基準電圧とを比較する比較回路４０２と、比較の結果に基づいて、変圧回路２０に供給する電流電圧のオン・オフを制御する制御回路４０３とを有するので、ランプの点灯状態の判定精度を飛躍的に高めた保護回路を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ランプの点灯状態に基づいて該ランプを駆動するランプ駆動装置を保護する保護回路と、該保護回路を備えたランプ駆動装置の技術に関する。

通常、パソコンや液晶テレビに使用される液晶表示装置は、並列に接続された複数のランプを使用したバックライトを備えると共に、各ランプを点灯駆動させるランプ駆動装置を備えている。

そして、このランプ駆動装置には、ランプの破損やランプの電極に接続されたリード線の断線などに起因するランプの点灯不能により、ランプに電圧電流を供給する変圧回路の出力が無負荷状態となり、出力電圧は異常に上昇して、ランプ駆動装置のプリント基板箔間などで放電現象が発生し、アークにより周辺部品の発火や焼損を防止するため、各ランプに流れる電流から得られた検出電圧を用いて、ランプに供給する電流を制御してランプ駆動装置を保護する保護回路が備えられている。

図３は、ランプ駆動装置が備える従来の保護回路の構成を示す構成図である。図３に示す保護回路４０は、並列接続された第１のランプ３０ａと第２のランプ３０ｂにそれぞれ流れる電流から電圧を検出する第１の検出回路４０１ａと第２の検出回路４０１ｂと、各検出回路４０１ａ，４０１ｂで検出された各検出電圧と基準電圧とをそれぞれ比較する第１の比較回路４０２ａと第２の比較回路４０２ｂと、それら比較の結果に基づいて各ランプ３０ａ，３０ｂへの電流の供給のオン・オフを制御する制御回路４０３とを備えている。図３に示すこのような保護回路を備える技術は、特許文献１に開示されている。

しかしながら、特許文献１の保護回路を備えたランプ駆動装置は、ランプの数量に比例して比較回路の数量の増加に繋がり、一般的に比較回路は汎用的に販売されている集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）を用い場合が多いため、数量の増加に伴いランプ駆動装置の製造コストが増加する問題が存在する。また、ランプ駆動装置自体が大型化するため、薄型でコンパクトなパソコンや液晶テレビの需要に対応できない問題も並存している。

上記の問題点を回避する方法として、特許文献２には、図４に示すように、１つの比較回路４０２を用いて各ランプ３０ａ，３０ｂの点灯状態を判定する技術が開示されている。図４に示す保護回路４０は、第１のランプ３０ａの低圧側の電極と第２のランプ３０ｂの低圧側の電極とを接続し、両ランプ３０ａ，３０ｂに流れる総電流から電圧を検出する検出回路４０１と、検出回路４０１で検出された検出電圧を基準電圧と比較する比較回路４０２と、その比較の結果に基づいて各ランプ３０ａ，３０ｂへの電流の供給のオン・オフを制御する制御回路４０３を備えている。
特開２００２−６８０９号公報 特開２００２−１４１１８６号公報

しかしながら、一方のランプが点灯不能となった場合、変圧回路が各ランプに供給していた電流の負荷分布容量等の変動により電流の出力条件が変化し、点灯しているランプには定常時よりも過大な電流が流れるため、点灯状態と点灯不能状態とで得られる検出電圧の電圧差分量が非常に小さく、点灯状態を確実に判定できないという問題があった。

本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、ランプの点灯状態の判定精度を飛躍的に高める保護回路と、該保護回路を備えたランプ駆動装置を提供することを課題とする。

第１の本発明に係る保護回路は、２つの２次巻線の巻き始め側の各端子にそれぞれ接続された２つのランプに位相が反転した同じ周期の電圧を出力し、巻き終わり側の各端子を接続して中性点を形成した変圧手段の当該中性点に流れる電圧を検出する検出手段と、検出された電圧と所定の基準電圧とを比較する比較手段と、比較の結果に基づいて、前記変圧手段に供給する電流電圧のオン・オフを制御する制御手段と、を有することを要旨とする。

本発明にあっては、２つの２次巻線の巻き始め側の各端子にそれぞれ接続された２つのランプに位相が反転した同じ周期の電圧を出力し、巻き終わり側の各端子を接続して中性点を形成した変圧手段の当該中性点に流れる電圧を検出する検出手段と、検出された電圧と所定の基準電圧とを比較する比較手段と、比較の結果に基づいて、変圧手段に供給する電流電圧のオン・オフを制御する制御手段とを有するため、ランプの点灯状態の判定精度を飛躍的に高めた保護回路を提供することができる。

第２の本発明に係るランプ駆動装置は、直流電源を交流に変換した交流の電流電圧を発振する発振手段と、２つの２次巻線の巻き始め側の各端子にそれぞれ接続された２つのランプに位相が反転した同じ周期の電圧を出力し、巻き終わり側の各端子を接続して中性点を形成した変圧手段と、前記中性点に流れる電圧を検出する検出手段と、検出された電圧と所定の基準電圧とを比較する比較手段と、比較の結果に基づいて、前記変圧手段に供給する電流電圧のオン・オフを制御する制御手段と、を有することを要旨とする。

本発明にあっては、直流電源を交流に変換した交流の電流電圧を発振する発振手段と、２つの２次巻線の巻き始め側の各端子にそれぞれ接続された２つのランプに位相が反転した同じ周期の電圧を出力し、巻き終わり側の各端子を接続して中性点を形成した変圧手段と、中性点に流れる電圧を検出する検出手段と、検出された電圧と所定の基準電圧とを比較する比較手段と、比較の結果に基づいて、変圧手段に供給する電流電圧のオン・オフを制御する制御手段とを有するため、ランプの点灯状態の判定精度を飛躍的に高めた保護回路を備えたランプ駆動装置を提供することができる。

本発明によれば、ランプの点灯状態の判定精度を飛躍的に高める保護回路と、該保護回路を備えたランプ駆動装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本実施の形態に係る保護回路と、該保護回路を備えたランプ駆動装置の構成を示す構成図である。この保護回路４０は、２つの２次巻線の巻き終わり側の各端子を接続した中性点を形成する変圧回路２０において、その中性点に流れる電圧を検出する検出回路４０１と、検出された電圧と所定の基準電圧とを比較する比較回路４０２と、比較の結果に基づいて、変圧回路２０に供給する電流電圧のオン・オフを制御する制御回路４０３とを備えた構成である。

そして、ランプ駆動装置１は、上述した構成を備える保護回路４０と、直流電源を交流に変換した交流電流を発振する発振回路１０と、交流電流を所定の電流に変圧して、第１のランプ３０ａと第２のランプ３０ｂに供給する変圧回路２０とを備えた構成である。

変圧回路２０は、入力巻線としての１次巻線および３次巻線と、出力巻線としての第１の２次巻線および第２の２次巻線を備えている。第１の２次巻線は、１次巻線に流れる交流電流により変化した磁場の影響を受けた高電圧電流を巻き始め側の端子から出力し、第２の２次巻線は、１次巻線および３次巻線に流れる交流電流により変化した磁場の影響を受けた高電圧電流を巻き始め側の端子から出力する。一方、第１の２次巻線の巻き終わり側の端子は、第２の２次巻線の巻き終わり側の端子に接続されており、この接続点は検出回路４０１の入力端に接続されている。図１に示す変圧回路２０の「●」は、各巻線における巻き始め側の端子を意味している。なお、変圧回路２０の作用については後述する。

第１のランプ３０ａは、高圧側の電極が第１の２次巻線の巻き始め側の端子に接続されると共に、低圧側の電極はグランドに接続されている。また、第２のランプ３０ｂは、高圧側の電極が第２の２次巻線の巻き始め側の端子に接続されると共に、低圧側の電極はグランドに接続されている。このランプ３０ａ，３０ｂの具体例として、両端の内部に電極を構成した冷陰極蛍光放電ランプ（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）や、両端の外部に導体性の電極を構成する誘電体バリア放電ランプなどを列挙することができる。

検出回路４０１は、変圧回路２０における２次巻線の中性点に接続された入力端と後段の比較回路４０２に接続された出力端との間に接続され、出力端からの電流をオフするダイオードＤ１と、入力端とグランドとの間に接続された抵抗Ｒ１と、出力端とグランドとの間に接続された抵抗Ｒ２とを備え、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２を用いて中性点に流れる電流から電圧を検出する。

比較回路４０２は、検出回路４０１で検出された検出電圧と所定の基準電圧とを比較し、比較の結果に対応したＨｉｇｈ若しくはＬｏｗの信号を制御回路４０３に送信する。具体的には、検出電圧と第１の基準電圧とを比較する比較用ＩＣ１と、その比較結果と第２の基準電圧とを比較する比較用ＩＣ２とを備えた構成である。なお、比較回路４０２の動作についても後述する。

次に、変圧回路２０の作用について説明する。変圧回路２０は、中性点を基準として、直列に接続された第１の２次巻線と第２の２次巻線の巻き始め側の各端子から、同じ周波数，同じ周期，同じ電圧の高電圧を出力することで、各端子に接続された第１のランプ３０ａおよび第２のランプ３０ｂを略均一に点灯する。そして、この高電圧を継続して各ランプに供給することで、正常な点灯を維持している。

ここで、中性点は、第１の２次巻線の巻き始め側の端子から出力される第１の高電圧出力と、第２の２次巻線の巻き始め側の端子から出力される第２の高電圧出力とが同等となるように、各２次巻線の巻き数を調整することで形成することができる。この中性点を設けることにより、検出回路４０１は、１８０°位相の異なる第１の高電圧出力と第２の高電圧出力を出力可能としている。

第１のランプ３０ａおよび第２のランプ３０ｂが共に点灯している場合、第１の高電圧出力と第２の高電圧出力とは中性点おいて打ち消し合う作用がはたらき、中性点には電流が流れず、検出回路４０１で検出される電圧は０［Ｖ］となる。一方、破損やリード線の断線によりいずれかのランプが点灯不能状態となった場合、これまで保持されていたバランスを失うため中性点に電流が流れ、検出回路４０１の抵抗Ｒ１を介することで電位が発生する。従い、変圧回路２０の２次巻線に中性点を設けることにより、この中性点に流れる電流の有無を判断することで、ランプの点灯状態を確実に判定することが可能となる。

続いて、比較回路４０２の動作について説明する。比較用ＩＣ１のプラス端子には第１の基準電圧が入力され、マイナス端子には検出回路４０１で検知された検知電圧とプラス端子よりも低い半波の電圧信号とが入力される。なお、この半波の電圧信号とは、比較用ＩＣ１のフローティングを防止ため、抵抗Ｒ３を介して入力される信号である。

第１のランプ３０ａおよび第２のランプ３０ｂが共に点灯している場合、上述したように検知電圧は０［Ｖ］であるため、マイナス端子に入力される電位はプラス端子に入力される電位よりも低く、比較用ＩＣ１は、比較用ＩＣ２のプラス端子に比較用ＩＣ２のマイナス端子よりも高い交流電圧を供給する。そして、比較用ＩＣ２は、正常動作を意味するＨｉｇｈの信号を制御回路４０３に送信する。その後、制御回路４０３は、変圧回路２０に供給する電流電圧をオンする制御信号を発振回路１０に送信する。

一方、いずれかのランプが点灯不能の場合、比較用ＩＣ１のマイナス端子はプラス端子よりも高い電圧となり、比較用ＩＣ１は、比較用ＩＣ２のプラス端子に比較用ＩＣ２のマイナス端子よりも低い交流電圧を供給する。そして、比較用ＩＣ２は、異常動作を意味するＬｏｗの信号を制御回路４０３に送信する。その後、制御回路４０３は、変圧回路２０に供給する電流電圧をオフする制御信号を発振回路１０に送信する。

なお、制御回路４０３は、発振回路１０に対して制御信号を送信するだけではなく、変圧回路２０における交流電流の変圧幅を制御することも可能である。

最後に、測定結果について説明する。図２（ａ）は、正常動作時において第１のランプ３０ａに流れる電圧と、比較用ＩＣ１で測定された基準電圧に対する検出電圧とを示す測定結果図であり、図２（ｂ）は、第１のランプ３０ａが点灯不能時において第１のランプ３０ａに流れる電圧と、比較用ＩＣ１で測定された基準電圧に対する検出電圧とを示す測定結果図である。

図２（ａ）に示すように、比較用ＩＣ１のマイナス端子で検出された比較電圧は、プラス端子に入力される基準電圧よりも十分に低いため、比較回路４０２において、ランプが点灯していることを確実に判定することが可能である。また、図２（ｂ）に示すように、比較用ＩＣ１のマイナス端子で検出された比較電圧は、プラス端子に入力される基準電圧よりも十分に高いため、比較回路４０２において、ランプが点灯不能であることを確実に判定することが可能である。

なお、フローティング防止用に比較用ＩＣ１のマイナス端子に入力される半波の電圧信号をより０［Ｖ］に近づけることで、正常時に比較用ＩＣのマイナス端子で得られる電圧をより小さくできるため、ランプの点灯状態をより確実に判定できることはいうまでもない。

このような保護回路と、この保護回路を備えたランプ駆動装置を用いることにより、各ランプ３０ａ，３０ｂの低圧側でランプの点灯状態を判定することなく、変圧回路２０の低圧側を用いて、判定精度を向上させた保護回路およびランプ駆動装置を提供可能である。また、ランプの低圧側で判定する場合には、ランプの高圧側と低圧側とで異なる基板を用いることが一般的であるが、変圧回路２０の低圧側で判定するので、保護回路４０を変圧回路２０等と同一の基板で形成することが可能となる。

最後に、本実施の形態で説明した保護回路と、この保護回路を備えたランプ駆動装置は、液晶モニター、テレビ、直下式バックライトなどに利用することが可能である。

本実施の形態によれば、２つの２次巻線の巻き始め側の各端子にそれぞれ接続された２つのランプに位相が反転した同じ周期の電圧を出力し、巻き終わり側の各端子を接続して中性点を形成した変圧回路２０の当該中性点に流れる電圧を検出する検出回路４０１と、検出された電圧と所定の基準電圧とを比較する比較回路４０２と、比較の結果に基づいて、変圧回路２０に供給する電流電圧のオン・オフを制御する制御回路４０３とを有するので、ランプの点灯状態の判定精度を飛躍的に高めた保護回路を提供することができる。

本発明にあっては、直流電源を交流に変換した交流の電流電圧を発振する発振回路１０と、２つの２次巻線の巻き始め側の各端子にそれぞれ接続された２つのランプに位相が反転した同じ周期の電圧を出力し、巻き終わり側の各端子を接続して中性点を形成した変圧回路２０と、中性点に流れる電圧を検出する検出回路４０１と、検出された電圧と所定の基準電圧とを比較する比較回路４０２と、比較の結果に基づいて、変圧回路２０に供給する電流電圧のオン・オフを制御する制御回路４０３とを有するため、ランプの点灯状態の判定精度を飛躍的に高めた保護回路を備えたランプ駆動装置を提供することができる。

本実施の形態に係る保護回路と、該保護回路を備えたランプ駆動装置の構成を示す構成図である。 正常動作時と異常動作時において、第１のランプに流れる電圧と、比較用ＩＣ１で測定された基準電圧に対する検出電圧とを示す測定結果図である。 ランプ駆動装置が備える従来の保護回路の構成を示す構成図である。 ランプ駆動装置が備える従来の保護回路の他の構成を示す構成図である。

符号の説明

１…ランプ駆動装置
１０…発振回路
２０…変圧回路
３０ａ…第１のランプ
３０ｂ…第２のランプ
４０…保護回路
４０１…検出回路
４０１ａ…第１の検出回路
４０１ｂ…第２の検出回路
４０２…比較回路
４０２ａ…第１の比較回路
４０２ｂ…第２の比較回路
４０３…制御回路

Claims (2)

1. ２つの２次巻線の巻き始め側の各端子にそれぞれ接続された２つのランプに位相が反転した同じ周期の電圧を出力し、巻き終わり側の各端子を接続して中性点を形成した変圧手段の当該中性点に流れる電圧を検出する検出手段と、
   検出された電圧と所定の基準電圧とを比較する比較手段と、
   比較の結果に基づいて、前記変圧手段に供給する電流電圧のオン・オフを制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする保護回路。
2. 直流電源を交流に変換した交流の電流電圧を発振する発振手段と、
   ２つの２次巻線の巻き始め側の各端子にそれぞれ接続された２つのランプに位相が反転した同じ周期の電圧を出力し、巻き終わり側の各端子を接続して中性点を形成した変圧手段と、
   前記中性点に流れる電圧を検出する検出手段と、
   検出された電圧と所定の基準電圧とを比較する比較手段と、
   比較の結果に基づいて、前記変圧手段に供給する電流電圧のオン・オフを制御する制御手段と、
   を有することを特徴とするランプ駆動装置。

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