JP2010198855A - ランプ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で低価格のランプ駆動装置を提供する。
【解決手段】このランプ駆動装置では、昇圧トランス５の出力電流を直流電圧Ｖ１に変換し、直流電圧Ｖ１が下限電圧ＶＤよりも低下するか上限電圧ＶＵよりも上昇した場合、異常検出信号φＥを活性化レベルにし、蛍光ランプＬ１，Ｌ２への電力供給を停止する。したがって、回路の小型化および低コスト化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

この発明はランプ駆動装置に関し、特に、蛍光ランプを点灯させるランプ駆動装置に関する。

従来より、液晶テレビは、映像を表示する液晶パネルと、液晶パネルに透過光を与えるバックライトとを備えている。バックライトは、液晶パネルの背面に配列された複数の冷陰極蛍光ランプと、それらの蛍光ランプを点灯させるランプ駆動装置とを含む。

従来の第１のバックライトでは、複数の蛍光ランプは２本ずつ対をなし、各１対の蛍光ランプは第１および第２の端子間に直列接続される。第１の端子には第１のインバータから第１の交流電圧が印加され、第２の端子には第２のインバータから第１の交流電圧と逆相の第２の交流電圧が印加される。第１および第２のインバータのうちの少なくとも一方のインバータの出力電流がしきい値よりも低下した場合は、１対の蛍光ランプの少なくとも一方の蛍光ランプに異常が発生した可能性があるので、安全のため第１および第２のインバータを停止させる（たとえば、特許文献１参照）。

また、従来の第２のバックライトでは、複数のＵ字型の蛍光ランプが使用される。蛍光ランプの一方端子には第１のインバータから第１の交流電圧が印加され、蛍光ランプの他方端子には第２のインバータから第１の交流電圧と逆相の第２の交流電圧が印加される。第１および第２のインバータの出力電流の差がしきい値を越えた場合は、蛍光ランプに異常が発生した可能性があるので、安全のため第１および第２のインバータを停止させる（たとえば、特許文献２参照）。

特開２００８−１６６２２６号公報 特開２００６−３３９０３６号公報

しかし、従来の第１のバックライトでは、第１のインバータの出力電流がしきい値より低下したか否かを検出する第１のコンパレータと、第２のインバータの出力電流がしきい値より低下したか否かを検出する第２のコンパレータとが必要となり、回路が大型化し、コスト高になると言う問題があった。

また、従来の第２のバックライトでは、第１のインバータの出力電流と第２のインバータの出力電流との差を検出する差動増幅器が必要となり、回路が大型化し、コスト高になると言う問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、小型で低価格のランプ駆動装置を提供することである。

この発明に係るランプ駆動装置は、蛍光ランプを点灯させるランプ駆動装置であって、蛍光ランプの一方端子に第１の交流電圧を出力する第１のインバータと、蛍光ランプの他方端子に第１の交流電圧と逆相の第２の交流電圧を出力する第２のインバータと、第１のインバータの出力電流のレベルが予め定められた範囲から外れたことに応じて第１および第２のインバータを停止させる保護回路とを備えたものである。

この発明に係る他のランプ駆動装置は、第１および第２の端子間に直列接続された１対の蛍光ランプを点灯させるランプ駆動装置であって、第１の端子に第１の交流電圧を出力する第１のインバータと、第２の端子に第１の交流電圧と逆相の第２の交流電圧を出力する第２のインバータと、第１のインバータの出力電流に応じたレベルの第１の電圧を出力する第１の電圧発生回路と、第２のインバータの出力電流に応じたレベルの第２の電圧を出力する第２の電圧発生回路と、第１および第２の電圧の平均値が予め定められた値になるように第１および第２のインバータを制御し、異常検出信号に応答して第１および第２のインバータを停止させる制御回路と、第１の電圧が予め定められた範囲から外れたことに応じて異常検出信号を制御回路に出力する保護回路とを備えたものである。

好ましくは、保護回路は、第１の電圧を受ける入力端子と、入力端子と基準電圧のラインとの間に直列接続された第１および第２の抵抗素子と、第１および第２の抵抗素子間の第１のノードと基準電圧のラインとの間に直列接続された第３および第４の抵抗素子と、一方電極が第３および第４の抵抗素子間の第２のノードに接続された第５の抵抗素子と、エミッタが電源電圧を受け、ベースが第１のノードに接続され、コレクタが第５の抵抗素子の他方電極に接続されたＰＮＰバイポーラトランジスタと、ベースが第２のノードに接続され、エミッタが基準電圧を受けるＮＰＮバイポーラトランジスタと、ＮＰＮバイポーラトランジスタのコレクタに接続され、ＮＰＮバイポーラトランジスタが導通した場合に異常検出信号を出力する信号発生回路を含む。第１の電圧が予め定められた範囲の上限電圧よりも高い場合は、ＰＮＰバイポーラトランジスタが非導通になるとともにＮＰＮバイポーラトランジスタが導通する。第１の電圧が予め定められた範囲の下限電圧よりも低い場合は、ＰＮＰバイポーラトランジスタおよびＮＰＮバイポーラトランジスタが導通する。

この発明に係るランプ駆動装置では、蛍光ランプの一方端子に第１の交流電圧を出力する第１のインバータと、蛍光ランプの他方端子に第１の交流電圧と逆相の第２の交流電圧を出力する第２のインバータと、第１のインバータの出力電流のレベルが予め定められた範囲から外れたことに応じて第１および第２のインバータを停止させる保護回路とが設けられる。したがって、第１のインバータの出力電流のレベルが予め定められた範囲から外れたか否かを検出すればよいので、第１および第２のインバータの出力電流の両方に基づいて第１および第２のインバータを停止させていた従来に比べ、回路の小型化および低コスト化を図ることができる。

この発明の一実施の形態によるランプ駆動装置の構成を示す回路ブロック図である。 図１に示した保護回路の構成を示す回路図である。 図２に示した直流電圧の時刻変化を例示するタイムチャートである。

図１は、この発明の一実施の形態によるランプ駆動装置の構成を示す回路ブロック図である。図１において、このランプ駆動装置は、１対のＵ字型冷陰極蛍光ランプＬ１，Ｌ２を点灯させる装置であって、制御回路１、直流電源２、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ３，４、昇圧トランス５，６、コンデンサ７，８，２０，２１、ダイオード９〜１２，１５〜１７、抵抗素子１３，１４，１８，１９、インダクタ２２、保護回路２３、およびコネクタＣ１〜Ｃ４を備える。ランプ駆動装置および蛍光ランプＬ１，Ｌ２は、液晶表示装置のバックライトの一部を構成している。

昇圧トランス５の１次巻線５ａの一方端子は直流電源２の出力電圧ＶＤＣを受け、１次巻線５ａの他方端子はＮチャネルＭＯＳトランジスタ３を介して接地される。昇圧トランス６の１次巻線６ａの一方端子は直流電源２の出力電圧ＶＤＣを受け、１次巻線６ａの他方端子はＮチャネルＭＯＳトランジスタ４を介して接地される。

制御回路１は、トランジスタ３，４を所定の周波数で交互にオン／オフさせる。これにより、昇圧トランス５の２次巻線５ｂには交流電圧ＶＡＣ１が発生し、昇圧トランス６の２次巻線６ｂには交流電圧ＶＡＣ１と逆相の交流電圧ＶＡＣ２が発生する。昇圧トランス５およびトランジスタ３は第１のインバータを構成し、昇圧トランス６およびトランジスタ４は第２のインバータを構成する。

コンデンサ７は昇圧トランス５の２次巻線５ｂの端子間に接続され、コンデンサ８は昇圧トランス６の２次巻線６ｂの端子間に接続される。コンデンサ２０、インダクタ２２、およびコンデンサ２１は、２次巻線５ｂの高圧側端子と２次巻線６ｂの高圧側端子との間に直列接続される。コンデンサ７，８，２０，２１およびインダクタ２２は、回路の共振周波数を調整し、交流電力を蛍光ランプＬ１，Ｌ２に効率良く供給するために設けられている。

コネクタＣ１，Ｃ２はそれぞれコンデンサ２０の一方電極および他方電極に接続され、コネクタＣ３，Ｃ４はそれぞれコンデンサ２０の一方電極および他方電極に接続されている。蛍光ランプＬ１の一方端子および他方端子はそれぞれコネクタＣ１，Ｃ２に挿嵌され、蛍光ランプＬ２の一方端子および他方端子はそれぞれコネクタＣ３，Ｃ４に挿嵌されている。

ダイオード９のアノードは接地され、そのカソードは昇圧トランス５の２次巻線５ｂの基準電圧側端子に接続されている。ダイオード１１および抵抗素子１３は、ダイオード９のカソードと接地電圧ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。ダイオード９，１１および抵抗素子１３は、２次巻線５ｂに流れる電流を半波整流して直流電圧Ｖ１に変換する電圧発生回路を構成する。

ダイオード１０のアノードは接地され、そのカソードは昇圧トランス６の２次巻線６ｂの基準電圧側端子に接続されている。ダイオード１２および抵抗素子１４は、ダイオード１０のカソードと接地電圧ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。ダイオード１０，１２および抵抗素子１４は、２次巻線６ｂに流れる電流を半波整流して直流電圧Ｖ２に変換する電圧発生回路を構成する。

ダイオード１５のアノードは直流電圧Ｖ１を受け、そのカソードは抵抗素子１８を介してノードＮ１に接続される。ダイオード１６のアノードは直流電圧Ｖ２を受け、そのカソードは抵抗素子１９を介してノードＮ１に接続される。ダイオード１５，１６および抵抗素子１８，１９は、直流電圧Ｖ１，Ｖ２を平均して直流電圧Ｖ３＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２を生成する。直流電圧Ｖ３は、制御回路１に与えられる。

ダイオード１７のアノードは直流電圧Ｖ１を受け、そのカソードは保護回路２３の入力端子２３ａに接続される。保護回路２３は、直流電圧Ｖ１が所定範囲内にある場合、異常検出信号φＥを非活性化レベルの「Ｌ」レベルにする。また、保護回路２３は、直流電圧Ｖ１が所定範囲の下限電圧よりも低くなるか、所定範囲の上限電圧よりも高くなった場合、異常検出信号φＥを活性化レベルの「Ｈ」レベルにする。

制御回路１は、異常検出信号φＥが非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合は、直流電圧Ｖ３が所定の電圧に一致するようにトランジスタ３，４のオン／オフのデューティ比を設定する。これにより、蛍光ランプＬ１，Ｌ２に所定の交流電力が供給され、液晶表示装置の画面が所望の明るさに制御される。

また、制御回路１は、異常検出信号φＥが活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、トランジスタ３，４をオフ状態に固定し、交流電力の生成を停止する。これは、異常検出信号φＥが活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合は、蛍光ランプＬ１またはＬ２の端子がコネクタＣ１，Ｃ２またはＣ３，Ｃ４から外れたか、蛍光ランプＬ１またはＬ２が破損した可能性があるからである。このような場合に、交流電力の生成を継続すると、交流電圧ＶＡＣ１またはＶＡＣ２が異常に上昇し、危険である。

図２は、保護回路２３の構成を示す回路図である。図２において、保護回路２３は、コンデンサ３１、抵抗素子３２〜３６、ＰＮＰバイポーラトランジスタ３７、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３８、および信号発生回路３９を含む。コンデンサ３１は、入力端子２３ａと接地電圧ＧＮＤのラインとの間に接続され、直流電圧Ｖ１に充電される。抵抗素子３２，３３は、入力端子２３ａと接地電圧ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。抵抗素子３４，３５は、抵抗素子３２，３３間のノードＮ２と接地電圧ＧＮＤのラインとの間に直列接続される。

ＰＮＰバイポーラトランジスタ３７のエミッタは電源電圧ＶＣＣを受け、そのベースはノードＮ２に接続され、そのコレクタは抵抗素子３６を介してノードＮ３に接続される。ＮＰＮバイポーラトランジスタ３８のベースはノードＮ３に接続され、そのコレクタは信号発生回路３９の入力端子３９ａに接続され、そのエミッタは接地される。信号発生回路３９は、トランジスタ３８が非導通になって入力端子３９ａがハイ・インピーダンス状態にされている場合は異常検出信号φＥを非活性化レベルの「Ｌ」レベルにし、トランジスタ３８が導通して入力端子３９ａが「Ｌ」レベル（接地電圧ＧＮＤ）にされた場合は異常検出信号φＥを活性化レベルの「Ｈ」レベルにする。

図３は、直流電圧Ｖ１の時刻変化を例示するタイムチャートである。蛍光ランプＬ１，Ｌ２が正常に点灯している場合、昇圧トランス５の２次巻線５ｂには所定の電流が流れ、直流電圧Ｖ１は上限電圧ＶＵと下限電圧ＶＤの中間に維持される。この場合、図２のトランジスタ３７，３８がともに非導通になるように、抵抗素子３２〜３６の抵抗値が設定されている。トランジスタ３８が非導通状態であるので、信号発生回路３９の入力端子３９ａがハイ・インピーダンス状態になり、異常検出信号φＥは非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、蛍光ランプＬ１，Ｌ２に交流電力が供給される。

図３の時刻ｔ１において、蛍光ランプＬ１の端子がコネクタＣ１，Ｃ２から外れたか、蛍光ランプＬ１が破損すると、昇圧トランス５の２次巻線５ｂの電流が減少し、直流電圧Ｖ１が下限電圧ＶＤ以下に低下する。直流電圧Ｖ１が下限電圧ＶＤ以下に低下すると、図２のノードＮ２の電圧が低下してトランジスタ３７が導通し、ノードＮ３の電圧が上昇してトランジスタ３８が導通し、信号発生回路３９の入力端子３９ａが「Ｌ」レベルにされて異常検出信号φＥが活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。これにより、トランジスタ３，４のオン／オフ制御が停止され、蛍光ランプＬ１，Ｌ２への交流電力の供給が停止される。

また、図３の時刻ｔ１において、蛍光ランプＬ２の端子がコネクタＣ３，Ｃ４から外れたか、蛍光ランプＬ２が破損すると、昇圧トランス６の２次巻線６ｂの電流が減少し、直流電圧Ｖ２が下限電圧ＶＤ以下に低下する。制御回路１は、直流電圧Ｖ１とＶ２の平均電圧Ｖ３が所定の電圧になるようにトランジスタ３，４をオン／オフ制御するので、直流電圧Ｖ２が下限電圧ＶＤ以下に低下すると直流電圧Ｖ１が上限電圧ＶＵ以上に上昇する。

直流電圧Ｖ１が上限電圧ＶＵ以上に上昇すると、図２のノードＮ３の電圧が上昇してトランジスタ３８が導通し、信号発生回路３９の入力端子３９ａが「Ｌ」レベルにされて異常検出信号φＥが活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。これにより、トランジスタ３，４のオン／オフ制御が停止され、蛍光ランプＬ１，Ｌ２への交流電力の供給が停止される。

この実施の形態では、１つのインバータ（昇圧トランス５およびトランジスタ３）の出力電流のレベルが所定範囲から外れた場合に、蛍光ランプＬ１またはＬ２に異常が発生したと判断するので、２つのインバータの出力電流の両方に基づいて蛍光ランプの異常を検出する従来に比べ、回路の小型化および低コスト化を図ることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 制御回路、２ 直流電源、３，４ ＮチャネルＭＯＳトランジスタ、５，６ 昇圧トランス、５ａ，６ａ １次巻線、５ｂ，６ｂ ２次巻線、７，８，２０，２１，３１ コンデンサ、９〜１２，１５〜１７ ダイオード、１３，１４，３２〜３６ 抵抗素子、２３ 保護回路、２３ａ 入力端子、３７ ＰＮＰバイポーラトランジスタ、３８ ＮＰＮバイポーラトランジスタ、３９ 信号発生回路、３９ａ 入力端子、Ｃ１〜Ｃ４ コネクタ、Ｌ１，Ｌ２ Ｕ字型冷陰極蛍光ランプ。

Claims (3)

1. 蛍光ランプを点灯させるランプ駆動装置であって、
   前記蛍光ランプの一方端子に第１の交流電圧を出力する第１のインバータと、
   前記蛍光ランプの他方端子に前記第１の交流電圧と逆相の第２の交流電圧を出力する第２のインバータと、
   前記第１のインバータの出力電流のレベルが予め定められた範囲から外れたことに応じて前記第１および第２のインバータを停止させる保護回路とを備える、ランプ駆動装置。
2. 第１および第２の端子間に直列接続された１対の蛍光ランプを点灯させるランプ駆動装置であって、
   前記第１の端子に第１の交流電圧を出力する第１のインバータと、
   前記第２の端子に前記第１の交流電圧と逆相の第２の交流電圧を出力する第２のインバータと、
   前記第１のインバータの出力電流に応じたレベルの第１の電圧を出力する第１の電圧発生回路と、
   前記第２のインバータの出力電流に応じたレベルの第２の電圧を出力する第２の電圧発生回路と、
   前記第１および第２の電圧の平均値が予め定められた値になるように前記第１および第２のインバータを制御し、異常検出信号に応答して前記第１および第２のインバータを停止させる制御回路と、
   前記第１の電圧が予め定められた範囲から外れたことに応じて前記異常検出信号を前記制御回路に出力する保護回路とを備える、ランプ駆動装置。
3. 前記保護回路は、
   前記第１の電圧を受ける入力端子と、
   前記入力端子と基準電圧のラインとの間に直列接続された第１および第２の抵抗素子と、
   前記第１および第２の抵抗素子間の第１のノードと前記基準電圧のラインとの間に直列接続された第３および第４の抵抗素子と、
   一方電極が前記第３および第４の抵抗素子間の第２のノードに接続された第５の抵抗素子と、
   エミッタが電源電圧を受け、ベースが前記第１のノードに接続され、コレクタが前記第５の抵抗素子の他方電極に接続されたＰＮＰバイポーラトランジスタと、
   ベースが前記第２のノードに接続され、エミッタが前記基準電圧を受けるＮＰＮバイポーラトランジスタと、
   前記ＮＰＮバイポーラトランジスタのコレクタに接続され、前記ＮＰＮバイポーラトランジスタが導通した場合に前記異常検出信号を出力する信号発生回路を含み、
   前記第１の電圧が前記予め定められた範囲の上限電圧よりも高い場合は、前記ＰＮＰバイポーラトランジスタが非導通になるとともに前記ＮＰＮバイポーラトランジスタが導通し、
   前記第１の電圧が前記予め定められた範囲の下限電圧よりも低い場合は、前記ＰＮＰバイポーラトランジスタおよび前記ＮＰＮバイポーラトランジスタが導通する、請求項２に記載のランプ駆動装置。

Images