JP2011130587A - 液晶テレビ - Google Patents

Abstract

【課題】 高電圧により発生するノイズを低減する回路が必要であった。
【解決手段】 バックライトにＬＥＤだけからなるＬＥＤ直列回路１９ａを有する液晶テレビであって、上記バックライトに点灯用電力を供給するバックライト用電源回路３２は、ＤＣ−ＤＣ昇圧トランス３２ａを備え、同昇圧トランス３２ａの一次側にはパルス波供給源３２が接続されると共に、二次側には整流回路３１ｂを経て上記ＬＥＤ直列回路１９ａを直接接続し、供給経路にコンデンサ成分を有しない。バックライト用電源回路３２にパルス波形の直流電圧を印加されると、数十ミリアンペア程度の高電圧微少電流が各ＬＥＤ直列回路１９ａに供給され、ＬＥＤは点灯するが、コンデンサ成分がないのでラッシュ電流は生じず、ノイズの発生を極めて低く抑えることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＬＥＤバックライトを有する液晶テレビに関し、特に、直流入力一直流出力変換を行なう昇圧トランスを備えた液晶テレビに関する。

直流入力一直流出力変換を行なう電源回路として以下のものが知られている。
特許文献１には、「一次側に巻線１１及びトランス１０の二次側に、該トランスの二次側巻線４３の一端と中間点との間に得られる電圧を整流してアナログ回路用の＋１２Ｖ電源を出力する第一の整流回路５２と、前記二次側巻線４３の他端と中間点との間に得られる電圧を整流してアナログ回路用の−１２Ｖ電源を出力する第二の整流回路５３とを備え、前記第一及び第二の整流回路５２，５３の合成電圧を２４Ｖ電源として出力する。」と記載されている。

特許文献２には、図６や段落００４５に、「バックライト部１５としてＬＥＤを用い、直流による駆動用電源を供給する。ＬＥＤの直列接続回路に対して直流電流を供給する系として、ＤＣ−ＤＣコンバータ（９ａ，９ｂ，９ｃ）が備えられている」旨の記載がある。
特許文献３には、図１７や段落００１７に、「複数の直列ＬＥＤの点灯電源回路は、雑音防止用コンデンサＣ１、ダイオードブリッジＤＢ、平滑コンデンサＣ０等から構成される」旨の記載がある。

特開２００８−５６１３号公報 特開２００５−２０９９２号公報 特開２００３−２６４０９０号公報

ＬＥＤバックライトにおいて、多数個のＬＥＤを直列接続した場合、点灯するために、印加電圧を高くする必要がある。
上述した特許文献１に開示される技術は、＋１２Ｖ電源と−１２Ｖ電源を合成し、合成電圧を２４Ｖ電源として出力する。しかし、多数のＬＥＤを直列接続した回路に電源を供給するために昇圧させて利用できるものではない。
また、このように比較的高い電圧、例えば３００Ｖの直流電圧を生成しようとすると、平滑回路でラッシュ電流が流れるため、ノイズが発生してしまう。一般的な直流電源回路の平滑回路ではコンデンサで生じるラッシュ電流もさほど問題にはならないが、高電圧となると問題となる。

このため、高電圧の直流電圧を供給できつつ、直流電源回路に必須と考えられる平滑回路でのノイズ対策を施した電源回路は従来の技術では提供できなかった。
本発明は、ＬＥＤバックライトにおいて、多数個のＬＥＤを直列接続した場合に必要となる直流の高電圧を供給するにあたり、高電圧により発生するノイズを低減する回路を提供する。

本発明は、バックライトにＬＥＤだけからなる直列回路を有する液晶テレビであって、上記バックライトに点灯用電力を供給するバックライト用電源回路は、ＤＣ−ＤＣ昇圧トランスを備え、同昇圧トランスの一次側にはパルス波供給源が接続されると共に、二次側には整流回路を経て上記ＬＥＤだけの直列回路を直接接続し、供給経路にコンデンサ成分を有しない構成としてある。
上記構成において、上記バックライトに点灯用電力を供給するバックライト用電源回路は、ＤＣ−ＤＣ昇圧トランスを備えており、同昇圧トランスの一次側にはパルス波供給源が接続されている。このため、二次側には昇圧されたパルス波形が出力され、その出力を整流回路を経てＬＥＤだけの直列回路に直接接続する。本来、直流電源回路であれば供給経路にはコンデンサ成分を備えて平滑化を行うが、負荷がＬＥＤであるのでこのようなコンデンサ成分を有していなくても、そのまま供給するだけでＬＥＤは点灯する。ここで、供給経路にはコンデンサ成分を有しないので、ラッシュ電流は生じない。従って、高電圧であるにもかかわらず、ノイズの発生源とならない。

より具体的な液晶テレビの構成として、上記液晶テレビは、テレビ回路と電源回路とを有し、上記テレビ回路は、テレビ放送を受信するチューナと、同チューナによる受信信号に基づいて映像信号と音声信号を出力するテレビ処理回路と、上記映像信号に基づいて画像処理する画像処理回路と、液晶パネルと、ＬＥＤバックライトユニットと、パネル駆動回路とを有し、画像処理された映像信号に基づいて映像を表示する液晶パネルユニットと、上記音声信号に基づいて音声を出力する音声回路とを具備し、上記電源回路は、上記バックライト用電源回路と、同昇圧トランスの一次側に接続されるパルス波供給源とを備え、同パルス波供給源は、ＡＣ−ＤＣ整流平滑回路を有し、二次側のフィードバック入力に基づいて断続的に上記バックライト用電源回路にパルス波成分を供給するように構成しても良い。

このように構成した電源回路は、上記バックライト用電源回路と、同昇圧トランスの一次側に接続されるパルス波供給源とを備えており、同パルス波供給源のＡＣ−ＤＣ整流平滑回路にて断続的に上記バックライト用電源回路にパルス波成分を供給する。また、その際には、二次側のフィードバック入力に基づいて供給状態を制御する。一次側には整流平滑回路があり、コンデンサ成分を有するものの、昇圧前の低電圧であるので、問題となるノイズ発生源とはならない。

また、上記昇圧トランスの二次側は、上記整流回路が全波整流ブリッジを形成するように構成しても良い。
全波整流ブリッジとすることで効率の良い点灯を実現できる。
さらに、上記昇圧トランスの二次側は、上記整流回路が半波整流回路を形成するように構成しても良い。
点滅でも構わない場合には半波整流で実現できる。
また、上記昇圧トランスの二次側は、中間点をグランド接続するように構成しても良い。
このようにすると、全体としての出力波形がプラス側とマイナス側に均等に振れ、波高値が低くなってさらにノイズの発生を抑制できる。

さらに、上記昇圧トランスの二次側は、一端とグランド間に抵抗素子を接続し、同抵抗素子に発生する電圧を一次側へフィードバックして印加電圧を制御するように構成しても良い。
二次側にＬＥＤだけの直列回路を接続することで、負荷が半導体回路だけとなる。すると、電圧制御が難しくなるので、昇圧トランスの二次側の一端とグランド間に抵抗素子を接続することで、二次側への印加電圧を検出しやすくなる。その上で、同抵抗素子に発生する電圧を一次側へフィードバックして印加電圧を制御することで、正確な制御が可能となる。

むろん、統合的な構成として、バックライトにＬＥＤだけからなる直列回路を有する液晶テレビであって、テレビ回路と電源回路とを有し、上記テレビ回路は、テレビ放送を受信するチューナと、同チューナによる受信信号に基づいて映像信号と音声信号を出力するテレビ処理回路と、上記映像信号に基づいて画像処理する画像処理回路と、液晶パネルと、ＬＥＤバックライトユニットと、パネル駆動回路とを有し、画像処理された映像信号に基づいて映像を表示する液晶パネルユニットと、上記音声信号に基づいて音声を出力する音声回路とを具備し、上記電源回路は、上記バックライトに点灯用電力を供給するバックライト用電源回路と、同昇圧トランスの一次側に接続されるパルス波供給源とを備え、上記バックライト用電源回路は、ＤＣ−ＤＣ昇圧トランスを備え、同昇圧トランスの一次側には上記パルス波供給源が接続されると共に、二次側には整流回路を経て上記ＬＥＤだけの直列回路を直接接続し、供給経路にコンデンサ成分を有せず、上記パルス波供給源は、ＡＣ−ＤＣ整流平滑回路を有し、二次側のフィードバック入力に基づいて断続的に上記バックライト用電源回路にパルス波成分を供給し、上記昇圧トランスの二次側は、上記整流回路が全波整流ブリッジを形成するとともに、中間点をグランド接続しており、かつ、一端とグランド間に抵抗素子を接続し、同抵抗素子に発生する電圧を一次側へフィードバックして印加電圧を制御するように構成しても良い。

本発明によれば、直流電源の供給経路にはコンデンサ成分を備えておらず、負荷がＬＥＤであるのでこのようなコンデンサ成分を有していなくても、そのまま供給するだけでＬＥＤは点灯する。そして、供給経路にはコンデンサ成分を有しないので、ラッシュ電流は生じず、高電圧であるにもかかわらず、ノイズの発生源とならない。
また、中間電圧を使用することにより、電圧の波高値を低減し、安価な回路を構築することができる。

本液晶テレビのブロック図である。 本液晶テレビの電源回路の概略回路図である。 昇圧トランスの出力電圧波形を示す図である。

以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる液晶テレビをブロック図により示している。
同図において、本液晶テレビは、テレビ回路１０と、電源回路３０とから構成されている。テレビ回路１０におけるチューナ１１は、アンテナ１２を介してテレビ放送を受信する。テレビ処理回路１３はチューナ１１に対して所定のチャンネルのテレビ放送を受信させるとともに、テレビ放送の受信信号から映像信号と音声信号とを出力する。また、その前提として操作パネル１４を介してユーザの操作を入力している。

映像信号は画像処理回路１５に出力され、同画像処理回路１５は液晶パネルユニット１６で映像を表示するための信号に変換して出力する。液晶パネルユニット１６はパネル駆動回路１７と、液晶パネル１８と、ＬＥＤバックライトユニット１９とを有しており、画像処理回路１５の出力信号に基づいてパネル駆動回路１７が液晶パネル１８の各画素を駆動させて映像を形成しつつ、ＬＥＤバックライトユニット１９が同液晶パネル１８の背面から透過光を照射し、同液晶パネル１８の表面に視認可能な映像を表示させる。

このＬＥＤバックライトユニット１９は、液晶パネル１８の背面をほぼ前面に渡って覆うため、発光素子として多数のＬＥＤだけを直列接続したＬＥＤ直列回路１９ａを備えた構成とされている。
一方、音声信号は音声回路２１に出力され、操作パネル１４のボリューム調整操作に対応した音量となるように増幅され、スピーカ２２から音声として出力される。
電源回路３０は、上記テレビ回路１０全般に対して駆動電力を供給するものであり、上記ＬＥＤバックライトユニット１９への電源経路として、パルス波供給源３１と、バックライト用電源回路３２とを備えている。すなわち、バックライトに点灯用電力を供給するバックライト用電源回路３２はインバータ回路として機能し、一次側から供給される直流電力を同インバータ回路によって昇圧して二次側に供給する回路を構成している。

図２は本液晶テレビの電源回路の概略回路図である。
バックライト用電源回路３２は、ＤＣ−ＤＣ昇圧トランス３２ａを備え、同昇圧トランスの一次側には上記パルス波供給源３１が接続されると共に、二次側には整流回路３２ｂを経て上記ＬＥＤだけを直列接続したＬＥＤ直列回路１９ａを直接接続しており、供給経路には平滑用のコンデンサ成分を有しない構成となっている。
一方、同昇圧トランス３２ａの一次側巻線に接続されるパルス波供給源３１は、ＡＣ−ＤＣ整流平滑回路３１ａを有し、そのＤＣ出力を上記昇圧トランス３２ａの一次側巻線の一端に接続し、同一次側巻線の他端は電流制御用のＦＥＴ３１ｂを介して接地されている。さらに、同ＦＥＴ３１ｂの制御入力端にはＦＥＴ制御回路３１ｃが接続されており、上記昇圧トランス３２ａの二次側のフィードバック入力に基づいてＦＥＴ３１ｂのスイッチングを制御し、ＬＥＤ直列回路１９ａへの印加電圧を調整する。これにより、パルス波供給源３１は、断続的に上記バックライト用電源回路３２にパルス波成分を供給することができる。なお、昇圧トランス３２ａの二次側電圧をフィードバックするため、同昇圧トランス３２ａの二次側巻線の一端とグランドとの間にセンス抵抗としての抵抗素子３２ｃを接続し、同抵抗素子３２ｃに表れる電圧値を入力している。

次に、上記構成からなる本実施形態の動作を説明する。
バックライト用電源回路３２の波形は、パルス波形ではあるが、ダイオードブリッジからなる整流回路３２ｂにより全波整流することにより、ＬＥＤ直列回路１９ａのＬＥＤを点灯させる。ＬＥＤ直列回路１９ａは半導体素子であり、等価回路としてのコンデンサ成分はある。しかし、いわゆる整流平滑回路に必要とされるコンデンサ容量を考えると、かかるコンデンサ成分は無視でき、供給経路にコンデンサ成分はないといえる。

パルス波形の直流電圧を印加されると、数十ミリアンペア程度の高電圧微少電流が各ＬＥＤ直列回路１９ａに供給され、ＬＥＤは点灯する。この際、コンデンサ成分がないのでラッシュ電流は生じない。本来であれば、高電圧でのラッシュ電流は大きなノイズ源となるものの、コンデンサ成分がないのでノイズの発生を極めて低く抑えることができる。
このような電源回路においては整流平滑回路は一組として必須のものである。従って、平滑回路無しに電源回路は考えられない。しかしながら、本発明ではこのような常識を覆し、負荷がＬＥＤの直列接続回路であって、高電圧は必要とするものの、電流値は微少値であること、及び半導体素子であるので必要な微少電流さえ流れれば動作するという特殊な状況下においては、平滑回路を要しないで点灯動作できることを見出し、本発明のように平滑回路のない電源回路を実現できるようになった。

図３は、昇圧トランスの出力電圧波形を示す図である。
同図に示すように、本発明のように二次巻線の中間点をグランド接続する構成であると、グランドを基準とし、＋１５０Ｖと−１５０Ｖのパルス電圧を印加するので、電圧の波高値が、半分の電圧で済むことになり、この点でもノイズを低減できる。
なお、本発明では全点灯するように全波整流ブリッジを構成したが、ＬＥＤを点滅するのであれば、片波整流回路（半波整流回路）として構成することも可能である。
さらに、ＬＥＤへ流れる電流値を一定にするための電圧の制御は、昇圧トランス３２ａの二次側巻線のピンとグランド間に抵抗素子３２ｃを挿入しており、これをセンス抵抗としてＬＥＤ直列回路１９ａに印加する印加電圧の制御を行なっている。

なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。

１０…テレビ回路、１１…チューナ、１２…アンテナ、１３…テレビ処理回路、１４…操作パネル、１５…画像処理回路、１６…液晶パネルユニット、１７…パネル駆動回路、１８…液晶パネル、１９…ＬＥＤバックライトユニット、１９ａ…ＬＥＤ直列回路、２１…音声回路、２２…スピーカ、３０…電源回路、３１…パルス波供給源、３１ａ…ＡＣ−ＤＣ整流平滑回路、３１ｂ…ＦＥＴ、３１ｃ…ＦＥＴ制御回路、３２…バックライト用電源回路、３２ａ…昇圧トランス、３２ｂ…整流回路、３２ｃ…抵抗素子。

Claims (7)

1. バックライトにＬＥＤだけからなる直列回路を有する液晶テレビであって、
   上記バックライトに点灯用電力を供給するバックライト用電源回路は、ＤＣ−ＤＣ昇圧トランスを備え、同昇圧トランスの一次側にはパルス波供給源が接続されると共に、二次側には整流回路を経て上記ＬＥＤだけの直列回路を直接接続し、供給経路にコンデンサ成分を有しないことを特徴とする液晶テレビ。
2. 上記液晶テレビは、テレビ回路と電源回路とを有し、
   上記テレビ回路は、
   テレビ放送を受信するチューナと、
   同チューナによる受信信号に基づいて映像信号と音声信号を出力するテレビ処理回路と、
   上記映像信号に基づいて画像処理する画像処理回路と、
   液晶パネルと、ＬＥＤバックライトユニットと、パネル駆動回路とを有し、画像処理された映像信号に基づいて映像を表示する液晶パネルユニットと、
   上記音声信号に基づいて音声を出力する音声回路とを具備し、
   上記電源回路は、
   上記バックライト用電源回路と、同昇圧トランスの一次側に接続されるパルス波供給源とを備え、同パルス波供給源は、ＡＣ−ＤＣ整流平滑回路を有し、二次側のフィードバック入力に基づいて断続的に上記バックライト用電源回路にパルス波成分を供給することを特徴とする請求項１に記載の液晶テレビ。
3. 上記昇圧トランスの二次側は、上記整流回路が全波整流ブリッジを形成していることを特徴とする請求項２に記載の液晶テレビ。
4. 上記昇圧トランスの二次側は、上記整流回路が半波整流回路を形成していることを特徴とする請求項２に記載の液晶テレビ。
5. 上記昇圧トランスの二次側は、中間点をグランド接続していることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の液晶テレビ。
6. 上記昇圧トランスの二次側は、一端とグランド間に抵抗素子を接続し、同抵抗素子に発生する電圧を一次側へフィードバックして印加電圧を制御することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の液晶テレビ。
7. バックライトにＬＥＤだけからなる直列回路を有する液晶テレビであって、テレビ回路と電源回路とを有し、
   上記テレビ回路は、
   テレビ放送を受信するチューナと、
   同チューナによる受信信号に基づいて映像信号と音声信号を出力するテレビ処理回路と、
   上記映像信号に基づいて画像処理する画像処理回路と、
   液晶パネルと、ＬＥＤバックライトユニットと、パネル駆動回路とを有し、画像処理された映像信号に基づいて映像を表示する液晶パネルユニットと、
   上記音声信号に基づいて音声を出力する音声回路とを具備し、
   上記電源回路は、
   上記バックライトに点灯用電力を供給するバックライト用電源回路と、同昇圧トランスの一次側に接続されるパルス波供給源とを備え、
   上記バックライト用電源回路は、ＤＣ−ＤＣ昇圧トランスを備え、同昇圧トランスの一次側には上記パルス波供給源が接続されると共に、二次側には整流回路を経て上記ＬＥＤだけの直列回路を直接接続し、供給経路にコンデンサ成分を有せず、
   上記パルス波供給源は、ＡＣ−ＤＣ整流平滑回路を有し、二次側のフィードバック入力に基づいて断続的に上記バックライト用電源回路にパルス波成分を供給し、
   上記昇圧トランスの二次側は、上記整流回路が全波整流ブリッジを形成するとともに、中間点をグランド接続しており、かつ、一端とグランド間に抵抗素子を接続し、同抵抗素子に発生する電圧を一次側へフィードバックして印加電圧を制御していることを特徴とする液晶テレビ。

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