JP2012248480A - Electric field emission type lamp drive device - Google Patents

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Atsushi Nanba
篤史 難波
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To drive an electric field emission type lamp with constant power in a simple circuit configuration, thereby avoiding increase in a device size or rise in cost due to the increased number of circuit components.SOLUTION: In a power control circuit section 20, a reference voltage Vr is applied to an inverted input terminal (- terminal) of a comparator CP, while a resistor R1 is connected to a non-inverted input terminal (+ terminal) for an input voltage Vin to be input thereto for comparison purpose, with the cathode electrode of a lamp L also connected and further grounded to earth via a resistor R2. The reference voltage Vr is applied to the inverted input terminal (- terminal) of the comparator CP and a voltage (voltage across the resistor R2) applied to the non-inverted input terminal (+ terminal) are compared, based on which electrical continuity of a control element Q is controlled by the output of the comparator, and gate voltage control of the lamp L via a gate voltage stabilization circuit section 10 is exerted. Furthermore, constant power control for driving the lamp L with constant power against fluctuations in a lamp voltage Va is also exerted.

Description

本発明は、電子放出源から電界放出された電子により蛍光体を励起発光させる電界放出型ランプの駆動装置に関する。   The present invention relates to a drive device for a field emission lamp that excites a phosphor by light emitted from an electron emission source.

近年、白熱電球や蛍光灯といった従来のランプに対し、電界放出型のランプが開発されている。この種のランプは、真空容器内で、電子放出源を有するカソード電極に対して正の電圧を与えて電子を電界放出させ、放出させた電子をアノード電極上の蛍光体に衝突させて蛍光発光させるものであり、カソード電極とアノード電極との間に設けたゲート電極の電圧を適正に制御することで、低消費電力でありながら、高輝度の発光を得ることができる。   In recent years, field emission lamps have been developed compared to conventional lamps such as incandescent bulbs and fluorescent lamps. In this type of lamp, a positive voltage is applied to a cathode electrode having an electron emission source in a vacuum container to cause electron field emission, and the emitted electron collides with a phosphor on the anode electrode to emit fluorescence. By appropriately controlling the voltage of the gate electrode provided between the cathode electrode and the anode electrode, light emission with high luminance can be obtained with low power consumption.

このような電界放出型ランプを駆動するには、スイッチング電源等による高圧の直流電圧が必要であり、例えば、特許文献1には、スイッチングされた入力電圧を昇圧する昇圧トランスの有する浮遊静電容量を利用した共振回路を用い、この共振回路の共振条件にスイッチング信号のオン/オフタイミングをマッチングさせることで、電源回路の構成部品による損失を排除して電圧変換効率を高めるとともに、全体の回路構成を単純化して小型コンパクト化及び低コスト化を図ることのできる技術が開示されている。   In order to drive such a field emission lamp, a high-voltage DC voltage from a switching power supply or the like is necessary. For example, Patent Document 1 discloses a floating capacitance of a step-up transformer that boosts a switched input voltage. By using the resonance circuit that uses the power supply and matching the on / off timing of the switching signal to the resonance condition of this resonance circuit, the loss due to the components of the power supply circuit is eliminated to increase the voltage conversion efficiency and the overall circuit configuration A technique is disclosed that can be simplified to reduce the size and cost and reduce the cost.

特開2009−238414号公報JP 2009-238414 A

しかしながら、電界放出型ランプには、電子放出源や蛍光体の特性バラツキ、電極間距離の製造上のバラツキ、経年変化等に起因するランプ特性のバラツキが存在することは避けられず、最適な駆動条件がランプ毎に異なるという問題がある。このため、電界放出型ランプを一定の電力で駆動しようとすると、駆動装置の回路構成が複雑化して回路部品が増大し、駆動装置全体の大型化、コスト上昇を招いてしまう。   However, it is inevitable that field emission type lamps have variations in characteristics of electron emission sources and phosphors, variations in manufacturing of the distance between electrodes, and variations in lamp characteristics due to aging. There is a problem that the conditions are different for each lamp. For this reason, when the field emission lamp is driven with a constant power, the circuit configuration of the driving device becomes complicated and the number of circuit components increases, leading to an increase in size and cost of the entire driving device.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡素な回路構成で電界放出型ランプを一定電力で駆動することができ、回路部品の増大による装置の大型化やコスト上昇を回避することのできる電界放出型ランプの駆動装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and can drive a field emission lamp with a constant power with a simple circuit configuration, thereby avoiding an increase in size and cost of the apparatus due to an increase in circuit components. An object of the present invention is to provide a driving device for a field emission lamp.

本発明による電界放出型ランプの駆動装置は、真空容器の内部に電子放出源を有するカソード電極と蛍光体を有するアノード電極とを所定間隔で配置し、前記カソード電極と前記アノード電極との間にゲート電極を配置した3極構造を有する電界放出型ランプの駆動装置であって、前記電界放出型ランプのゲート電極に、安定化したゲート電圧を印加するゲート電圧安定化回路部と、前記アノード電極に印加されるランプ電圧に比例する電圧と、前記カソード電極に流れるランプ電流に比例する電圧との和が一定の基準電圧となるよう、前記ゲート電圧安定化回路部から印加される前記ゲート電圧を制御し、前記電界放出型ランプを一定電力で駆動する電力制御回路部とを備えたものである。   According to the field emission lamp driving apparatus of the present invention, a cathode electrode having an electron emission source and an anode electrode having a phosphor are disposed in a vacuum container at a predetermined interval, and the cathode electrode and the anode electrode are disposed between the cathode electrode and the anode electrode. A driving device for a field emission lamp having a tripolar structure in which a gate electrode is disposed, wherein a gate voltage stabilization circuit unit applies a stabilized gate voltage to the gate electrode of the field emission lamp, and the anode electrode The gate voltage applied from the gate voltage stabilizing circuit unit is set so that the sum of the voltage proportional to the lamp voltage applied to the voltage and the voltage proportional to the lamp current flowing through the cathode electrode becomes a constant reference voltage. And a power control circuit unit that controls and drives the field emission lamp with a constant power.

本発明によれば、簡素な回路構成で電界放出型ランプを一定電力で駆動することができ、回路部品の増大による装置の大型化やコスト上昇を回避することができる。   According to the present invention, a field emission lamp can be driven with a constant power with a simple circuit configuration, and an increase in size and cost of the apparatus due to an increase in circuit components can be avoided.

ランプ駆動装置の回路ブロック図Circuit block diagram of lamp driver 電力制御回路部の構成図Power control circuit block diagram ランプ電力とランプ電圧との関係を示す説明図Explanatory diagram showing the relationship between lamp power and lamp voltage 電力制御回路部の他の構成図Other configuration diagram of power control circuit

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
先ず、本発明の実施の第1形態について説明する。図1において、符号1は、電界放出型ランプLを駆動するランプ駆動装置1であり、電界放出型ランプLは、真空中で電子放出源から電界放出させた電子を高速で蛍光体に衝突させることで蛍光体を励起発光させる周知の冷陰極電界放出型発光装置である。以下では、電界放出型ランプLを、単に「ランプL」と記載する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, a first embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a lamp driving device 1 that drives a field emission lamp L. The field emission lamp L collides electrons emitted from an electron emission source in a vacuum with a phosphor at high speed. This is a well-known cold cathode field emission type light emitting device for exciting and emitting phosphors. Hereinafter, the field emission lamp L is simply referred to as “lamp L”.

ランプ駆動装置1は、真空容器の内部に電子放出源を有するカソード電極と蛍光体を有するアノード電極とを所定間隔で配置し、カソード電極とアノード電極との間にゲート電極を配置した3極構造のランプを駆動対象としている。このため、ランプ駆動装置1は、入力電圧VGinから所定の直流高電圧を生成し、安定化したゲート電圧VgをランプLのゲート電極Gに印加するゲート電圧安定化回路部10と、ゲート電圧安定化回路部10を介して印加されるランプLのゲート電圧を制御し、ランプLを一定電力で駆動する電力制御回路部20とを主要部として構成されている。   The lamp driving device 1 has a three-pole structure in which a cathode electrode having an electron emission source and an anode electrode having a phosphor are arranged at a predetermined interval inside a vacuum vessel, and a gate electrode is arranged between the cathode electrode and the anode electrode. The lamp is the driving target. Therefore, the lamp driving device 1 generates a predetermined DC high voltage from the input voltage VGin, applies the stabilized gate voltage Vg to the gate electrode G of the lamp L, and the gate voltage stabilization. The power control circuit unit 20 that controls the gate voltage of the lamp L applied via the control circuit unit 10 and drives the lamp L with constant power is configured as a main part.

具体的には、ランプLのゲート電極Gは、ゲート電圧安定化回路部10の出力端に接続されると共に、抵抗Rg1,Rg2を介してグランドGNDに接続(接地)されている。抵抗Rg1,Rg2の接続部は、ランプLのゲート電極Gに印加される電圧を制御するため、ゲート電圧安定化回路部10に接続され、抵抗Rg1の両端電圧が検出されてゲート電圧安定化回路部10に入力される。また、抵抗Rg2とグランドGNDとの間には、電界効果トランジスタ(FET)等からなる制御素子Qが並列に介装され、この制御素子Qの導通が電力制御回路部20によって制御される。   Specifically, the gate electrode G of the lamp L is connected to the output terminal of the gate voltage stabilizing circuit unit 10 and is connected (grounded) to the ground GND via the resistors Rg1 and Rg2. The connection portion of the resistors Rg1 and Rg2 is connected to the gate voltage stabilization circuit portion 10 in order to control the voltage applied to the gate electrode G of the lamp L, and the voltage across the resistor Rg1 is detected to detect the gate voltage stabilization circuit. Input to the unit 10. Further, a control element Q composed of a field effect transistor (FET) or the like is interposed in parallel between the resistor Rg2 and the ground GND, and conduction of the control element Q is controlled by the power control circuit unit 20.

尚、ランプLのアノード電極Aには、図示しない電源回路からゲート電圧Vgよりも高圧のアノード電圧(ランプ電圧)Vaが印加される。   An anode voltage (lamp voltage) Va higher than the gate voltage Vg is applied to the anode electrode A of the lamp L from a power supply circuit (not shown).

図2に示すように、電力制御回路部20は、制御素子Qを駆動制御するコンパレータ(比較回路)CPを主要として構成されている。詳細には、コンパレータCPの出力側は、制御素子Qの制御入力端子に接続されると共に、抵抗R3を介して入力電圧Vin側に接続されている。また、コンパレータCPの入力側は、反転入力端子(−端子)に、外部の入力電圧Vinから抵抗R4とダイオードDとにより生成される基準電圧Vrが印加される一方、非反転入力端子(+端子)に、入力電圧Vinを比較用として入力するための第1の抵抗としての抵抗R1が接続されると共に、ランプLのカソード電極が接続され、更に第2の抵抗としての抵抗R2を介して接地されている。   As shown in FIG. 2, the power control circuit unit 20 is mainly configured by a comparator (comparison circuit) CP that drives and controls the control element Q. Specifically, the output side of the comparator CP is connected to the control input terminal of the control element Q, and is connected to the input voltage Vin side via the resistor R3. On the input side of the comparator CP, a reference voltage Vr generated by a resistor R4 and a diode D from an external input voltage Vin is applied to an inverting input terminal (-terminal), while a non-inverting input terminal (+ terminal). ) Is connected to a resistor R1 as a first resistor for inputting the input voltage Vin for comparison, and is connected to a cathode electrode of the lamp L, and is further grounded via a resistor R2 as a second resistor. Has been.

尚、電力制御回路部20への入力電圧Vinは、ランプ電圧Vaに基づく電圧であり、ランプ電圧Vaに比例する電圧である。このようなランプ電圧に比例する電圧は、例えば、高圧のランプ電圧を生成する電源回路内のトランスや倍電圧整流回路等を利用して生成することができる。   The input voltage Vin to the power control circuit unit 20 is a voltage based on the lamp voltage Va and is a voltage proportional to the lamp voltage Va. Such a voltage proportional to the lamp voltage can be generated by using, for example, a transformer in a power supply circuit that generates a high-voltage lamp voltage, a voltage doubler rectifier circuit, or the like.

このような構成を有する電力制御回路部20は、コンパレータCPの反転入力端子(−端子)に印加される基準電圧Vrと、非反転入力端子(+端子)に印加される電圧(抵抗R2の両端電圧)とを比較して制御素子Qを制御し、ゲート電圧安定化回路部10を介したランプLのゲート電圧制御を行うと共に、ランプ電圧Vaの変動に対してランプLを一定電力で駆動する定電力制御を行う。   The power control circuit unit 20 having such a configuration includes a reference voltage Vr applied to the inverting input terminal (− terminal) of the comparator CP and a voltage (both ends of the resistor R2) applied to the non-inverting input terminal (+ terminal). Voltage) and control the control element Q to control the gate voltage of the lamp L via the gate voltage stabilizing circuit unit 10 and drive the lamp L with constant power against the fluctuation of the lamp voltage Va. Perform constant power control.

先ず、ランプLのゲート電圧制御について説明する。制御素子QのインピーダンスをZとすると、ランプLのゲート電極GとグランドGNDとの間の合成抵抗Rは、以下の(1)式で与えられる。従って、合成抵抗R(Rg1,Rg2,Z)を流れる電流をIgとすると、ランプLのゲート電圧Vgは、以下の(2)式で与えられる。
R=Rg1+(Rg2×Z)/(Rg2+Z) …(1)
Vg=(Rg1+(Rg2×Z)/(Rg2+Z))×Ig …(2)
First, the gate voltage control of the lamp L will be described. When the impedance of the control element Q is Z, the combined resistance R between the gate electrode G of the lamp L and the ground GND is given by the following equation (1). Accordingly, assuming that the current flowing through the combined resistance R (Rg1, Rg2, Z) is Ig, the gate voltage Vg of the lamp L is given by the following equation (2).
R = Rg1 + (Rg2 × Z) / (Rg2 + Z) (1)
Vg = (Rg1 + (Rg2 × Z) / (Rg2 + Z)) × Ig (2)

このため、ゲート電圧安定化回路部10により、ゲート電極Gに接続される抵抗Rg1の両端電圧VRg1が一定値となるように制御すれば、電流Ig(=VRg1/Rg1)が一定値となり、コンパレータCPで制御素子Qの導通を制御してインピーダンスZを可変することにより、ランプLのゲート電圧Vgを制御することができる。   Therefore, if the gate voltage stabilization circuit unit 10 controls the voltage VRg1 across the resistor Rg1 connected to the gate electrode G to be a constant value, the current Ig (= VRg1 / Rg1) becomes a constant value, and the comparator The gate voltage Vg of the lamp L can be controlled by varying the impedance Z by controlling the conduction of the control element Q with CP.

詳細には、ランプ電圧Vaが一定の場合、ゲート電圧Vgが上昇すると、カソード電極KからコンパレータCPの非反転入力端子(+端子)側の抵抗R2を経てグランドGNDに流れる電流(ランプ電流)Ikが増加し、抵抗R2の両端電圧が上昇する。この抵抗R2の両端電圧が基準電圧Vrを超えると、コンパレータCPの出力がハイレベルとなり、制御素子QがON(導通)方向に制御されてインピーダンスZが減少する。   Specifically, when the lamp voltage Va is constant, when the gate voltage Vg increases, the current (lamp current) Ik that flows from the cathode electrode K to the ground GND through the resistor R2 on the non-inverting input terminal (+ terminal) side of the comparator CP. Increases and the voltage across the resistor R2 increases. When the voltage across the resistor R2 exceeds the reference voltage Vr, the output of the comparator CP becomes high level, the control element Q is controlled in the ON (conduction) direction, and the impedance Z decreases.

その結果、(2)式から分かるようにランプLのゲート電圧Vgが低下し、ゲート電圧Vgの低下に伴ってランプ電流Ikが減少する。すなわち、ランプ電圧Vaが一定の場合、抵抗R2の両端電圧が基準電圧Vrと等しくなるようにゲート電圧Vgを制御し、ランプ電流Ikを制御することになる。   As a result, as can be seen from the equation (2), the gate voltage Vg of the lamp L decreases, and the lamp current Ik decreases as the gate voltage Vg decreases. That is, when the lamp voltage Va is constant, the gate voltage Vg is controlled so that the voltage across the resistor R2 becomes equal to the reference voltage Vr, and the lamp current Ik is controlled.

一方、ランプ電圧Vaが変動した場合には、電力制御回路部20は、ランプ電流Ikの変動による抵抗R2の両端電圧の変動を検出し、抵抗R2の両端電圧が基準電圧Vrと等しくなるようにゲート電圧を制御することで、ランプLの電力が一定となるように制御する。すなわち、電力制御回路部20への入力電圧Vin(ランプ電圧Vaに比例する電圧)を、以下の(3)式の条件を満足するように設定すると、この条件下で抵抗R1,R2を流れる電流Iinは、(4)式で表すことができる。
Vin>>Vr …(3)
Iin≒K1×Va …(4)
但し、K1:係数
On the other hand, when the lamp voltage Va fluctuates, the power control circuit unit 20 detects the fluctuation of the voltage across the resistor R2 due to the fluctuation of the lamp current Ik so that the voltage across the resistor R2 becomes equal to the reference voltage Vr. By controlling the gate voltage, the power of the lamp L is controlled to be constant. That is, when the input voltage Vin (voltage proportional to the lamp voltage Va) to the power control circuit unit 20 is set so as to satisfy the condition of the following expression (3), the current flowing through the resistors R1 and R2 under this condition: Iin can be expressed by equation (4).
Vin >> Vr (3)
Iin≈K1 × Va (4)
Where K1: coefficient

従って、ランプ電力Pは、P=Va×Ikであることから、(4)式の関係を用いて以下の(5)式でランプ電力Pを近似的に求めることができる。
P=Va×Ik
≒K2×Iin×Ik …(5)
但し、K2:係数
Therefore, since the lamp power P is P = Va × Ik, the lamp power P can be approximately calculated by the following equation (5) using the relationship of the equation (4).
P = Va × Ik
≒ K2 x Iin x Ik (5)
K2: coefficient

ここで、抵抗R2の両端電圧V2は、以下の(6)式に示すように、ランプ電圧Vaに比例する電圧からの電流Iinと、ランプ電流Ikとの和から求めることができる。
V2=R2×(Iin+Ik) …(6)
Here, the voltage V2 across the resistor R2 can be obtained from the sum of the current Iin from the voltage proportional to the lamp voltage Va and the lamp current Ik, as shown in the following equation (6).
V2 = R2 × (Iin + Ik) (6)

従って、V2=Vrとするとき、(5)式のランプ電力Pは、以下の(7)式で表現することができる。
P≒K2×(K1×Va×Vr/R2−K12×Va2) …(7)
Accordingly, when V2 = Vr, the lamp power P in the equation (5) can be expressed by the following equation (7).
P ≒ K2 × (K1 × Va × Vr / R2-K1 2 × Va 2) ... (7)

図3は、(7)式によるランプ電圧Vaとランプ電力Pとの関係を示しており、Iin=Ikのとき(R2×Iin=R2×Ik=0.5Vrのとき)、ランプ電力Pが100%となる。従って、コンパレータCPの非反転入力である電圧V2(=R2×(Iin+Ik))が反転入力である一定の基準電圧Vrと等しくなるように、制御素子Qを介してランプLのゲート電圧を制御することにより、ランプ電圧Vaが変動してもランプLを一定の電力で駆動することが可能となる。   FIG. 3 shows the relationship between the lamp voltage Va and the lamp power P according to the equation (7). When Iin = Ik (R2 × Iin = R2 × Ik = 0.5 Vr), the lamp power P is 100. %. Therefore, the gate voltage of the lamp L is controlled via the control element Q so that the voltage V2 (= R2 × (Iin + Ik)) that is the non-inverting input of the comparator CP is equal to the constant reference voltage Vr that is the inverting input. As a result, the lamp L can be driven with a constant power even if the lamp voltage Va fluctuates.

以上の電力制御回路部20は、コンパレータCPにおいて基準電圧Vrと比較する比較用電圧V2を2本の抵抗R1,R2を用いて生成しており、部品点数の少ない簡素な回路構成で耐ノイズ性の高い定電力駆動を実現することができるが、ランプ電圧Vaに比例する電圧である入力電圧Vinからランプ電流Ikと等しい電流Iinを流すため、回路の消費電力が若干増加する。   The above power control circuit unit 20 generates the comparison voltage V2 to be compared with the reference voltage Vr in the comparator CP using the two resistors R1 and R2, and has a simple circuit configuration with a small number of parts and noise resistance. However, since the current Iin equal to the lamp current Ik flows from the input voltage Vin which is a voltage proportional to the lamp voltage Va, the power consumption of the circuit slightly increases.

このため、電力制御回路部20は、図4に示すような回路構成としても良い。すなわち、抵抗R1と抵抗R2との間に、第3の抵抗としての抵抗R12を追加し、抵抗R1と抵抗R12との接続点をコンパレータCPの非反転入力端子(+端子)に接続することで、抵抗R12の両端電圧と抵抗R2の両端電圧との和と基準電圧Vrとを比較し、制御素子Qを介してランプLのゲート電圧を制御する。   For this reason, the power control circuit unit 20 may have a circuit configuration as shown in FIG. That is, by adding a resistor R12 as a third resistor between the resistor R1 and the resistor R2, and connecting the connection point between the resistor R1 and the resistor R12 to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the comparator CP. The reference voltage Vr is compared with the sum of the voltage across the resistor R12 and the voltage across the resistor R2, and the gate voltage of the lamp L is controlled via the control element Q.

詳細には、入力電圧Vinにより抵抗R1及び抵抗R12を介して抵抗R2に流れる電流をIin'、抵抗R12の両端電圧をV12、抵抗R2の両端電圧をV2とすると、以下の(8)〜(10)式の条件を満足するように、抵抗R1,R12,R2を設定する。
Vin>>V12+V2 …(8)
Va>>V2 …(9)
Ik>>Iin' …(10)
Specifically, assuming that the current flowing through the resistor R2 through the resistor R1 and the resistor R12 by the input voltage Vin is Iin ′, the voltage across the resistor R12 is V12, and the voltage across the resistor R2 is V2, the following (8) to ( The resistors R1, R12, and R2 are set so as to satisfy the condition of the expression 10).
Vin >> V12 + V2 (8)
Va >> V2 (9)
Ik >> Iin '(10)

(8)〜(10)式の条件下では、抵抗R2の両端電圧V2はランプ電流Ikにほぼ比例し、また、抵抗R12の両端電圧V12は入力電圧Vinにほぼ比例する。このため、抵抗R12の両端電圧V12は、ランプ電圧Vaを用いて以下の(11),(12)式のように近似することができる。
V2 ≒R2×Ik …(11)
V12≒K3×Va …(12)
但し、K3:係数
Under the conditions of the equations (8) to (10), the voltage V2 across the resistor R2 is approximately proportional to the lamp current Ik, and the voltage V12 across the resistor R12 is approximately proportional to the input voltage Vin. For this reason, the both-ends voltage V12 of the resistor R12 can be approximated by the following equations (11) and (12) using the lamp voltage Va.
V2 ≒ R2 x Ik (11)
V12 ≒ K3 × Va (12)
K3: coefficient

ここで、電圧(V12+V2)が基準電圧Vrと等しくなるように(V12+V2=Vr)、制御素子Qを介してランプLのゲート電圧を制御するとき、ランプ電力Pは、以下の(13)式で表現することができる。
P≒(Vr×Va−K3×Va2)/R2 …(13)
Here, when the gate voltage of the lamp L is controlled via the control element Q so that the voltage (V12 + V2) becomes equal to the reference voltage Vr (V12 + V2 = Vr), the lamp power P is expressed by the following equation (13). Can be expressed.
P≈ (Vr × Va−K3 × Va 2 ) / R2 (13)

(13)式によるランプ電圧Vaとランプ電力Pとの関係は、前述の図3と同様であり、V12=V2のとき(V12=V2=0.5Vrのとき)、ランプ電力Pは100%となる。図4の回路構成においては、コンパレータCPの非反転入力である電圧(V12+V2)が反転入力である一定の基準電圧Vrと等しくなるように制御素子Qを介してランプLのゲート電圧を制御するため、入力電圧Vinからの電流Iin'をランプ電流Ikよりも大幅に小さくすることができ、回路の消費電力を低減しつつ、ランプLを一定の電力で駆動することが可能となる。   The relationship between the lamp voltage Va and the lamp power P according to the equation (13) is the same as that in FIG. 3, and when V12 = V2 (when V12 = V2 = 0.5 Vr), the lamp power P is 100%. Become. In the circuit configuration of FIG. 4, the gate voltage of the lamp L is controlled via the control element Q so that the voltage (V12 + V2) which is the non-inverting input of the comparator CP is equal to the constant reference voltage Vr which is the inverting input. The current Iin ′ from the input voltage Vin can be made much smaller than the lamp current Ik, and the lamp L can be driven with a constant power while reducing the power consumption of the circuit.

このように本実施の形態においては、コンパレータCPの比較入力側に設けた数本の抵抗(抵抗R1,R2、或いは抵抗R1,R12,R2)による簡素な回路構成で、ランプ電圧に比例する電圧とランプ電流に比例する電圧との和が一定の基準電圧となるようゲート電圧を制御してランプLを低電力駆動することができ、回路部品の増大による装置の大型化やコスト上昇を回避して、小型、安価な駆動装置を実現することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, a voltage proportional to the lamp voltage with a simple circuit configuration using several resistors (resistors R1, R2 or resistors R1, R12, R2) provided on the comparison input side of the comparator CP. The lamp L can be driven at low power by controlling the gate voltage so that the sum of the voltage and the voltage proportional to the lamp current becomes a constant reference voltage, avoiding the increase in size and cost of the device due to the increase in circuit parts. Thus, a small and inexpensive drive device can be realized.

1 ランプ駆動装置
10 ゲート電圧安定化回路部
20 電力制御回路部
CP コンパレータ(比較回路)
R1 抵抗(第1の抵抗)
R2 抵抗(第2の抵抗)
R12 抵抗(第3の抵抗)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lamp drive device 10 Gate voltage stabilization circuit part 20 Power control circuit part CP Comparator (comparison circuit)
R1 resistance (first resistance)
R2 resistance (second resistance)
R12 resistance (third resistance)

Claims (4)

真空容器の内部に電子放出源を有するカソード電極と蛍光体を有するアノード電極とを所定間隔で配置し、前記カソード電極と前記アノード電極との間にゲート電極を配置した3極構造を有する電界放出型ランプの駆動装置であって、
前記電界放出型ランプのゲート電極に、安定化したゲート電圧を印加するゲート電圧安定化回路部と、
前記アノード電極に印加されるランプ電圧に比例する電圧と、前記カソード電極に流れるランプ電流に比例する電圧との和が一定の基準電圧となるよう、前記ゲート電圧安定化回路部から印加される前記ゲート電圧を制御し、前記電界放出型ランプを一定電力で駆動する電力制御回路部と
を備えたことを特徴とする電界放出型ランプの駆動装置。
Field emission having a tripolar structure in which a cathode electrode having an electron emission source and an anode electrode having a phosphor are arranged at a predetermined interval inside a vacuum vessel, and a gate electrode is arranged between the cathode electrode and the anode electrode. Type lamp drive device,
A gate voltage stabilization circuit unit that applies a stabilized gate voltage to the gate electrode of the field emission lamp;
The gate voltage stabilization circuit unit applies the constant voltage so that the sum of the voltage proportional to the lamp voltage applied to the anode electrode and the voltage proportional to the lamp current flowing through the cathode electrode becomes a constant reference voltage. And a power control circuit section for controlling the gate voltage and driving the field emission lamp with a constant power.
前記電力制御回路部は、
前記ランプ電圧が一定の電圧であるとき、前記ランプ電圧に比例する電圧と前記ランプ電流に比例する電圧とが等しくなるよう、前記ゲ−ト電圧を制御することを特徴とする請求項1記載の電界放出型ランプの駆動装置。
The power control circuit unit is
2. The gate voltage according to claim 1, wherein when the lamp voltage is a constant voltage, the gate voltage is controlled so that a voltage proportional to the lamp voltage is equal to a voltage proportional to the lamp current. Field emission lamp driving device.
前記電力制御回路部は、
前記ランプ電圧に比例する電圧から第1の抵抗を介して第1の電流を流すと共に、前記ランプ電流と前記第1の抵抗を経由した前記第1の電流とを第2の抵抗を介してグランドへ流す回路と、
前記第2の抵抗の両端電圧と前記基準電圧とを比較する比較回路とを備え、
前記比較回路の出力により、前記第2の抵抗の両端電圧が前記基準電圧と等しくなるよう前記ゲ−ト電圧を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の電界放出型ランプの駆動装置。
The power control circuit unit is
A first current is passed through a first resistor from a voltage proportional to the lamp voltage, and the lamp current and the first current via the first resistor are grounded through a second resistor. A circuit to flow to,
A comparison circuit for comparing the voltage across the second resistor and the reference voltage;
3. The field emission lamp driving apparatus according to claim 1, wherein the gate voltage is controlled by an output of the comparison circuit so that a voltage across the second resistor is equal to the reference voltage. .
前記電力制御回路部は、
前記ランプ電圧に比例する電圧から第1の抵抗を介して第2の抵抗へ第1の電流を流すと共に、前記ランプ電流と前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を経由した前記第1の電流とを第3の抵抗を介してグランドへ流す回路と、
前記第2の抵抗の両端電圧と前記第3の抵抗の両端電圧との和を前記基準電圧と比較する比較回路とを備え、
前記比較回路の出力により、前記第2の抵抗の両端電圧と前記第3の抵抗の両端電圧との和が前記基準電圧と等しくなるよう前記ゲ−ト電圧を制御することを特徴とする請求項1又は2記載の電界放出型ランプの駆動装置。
The power control circuit unit is
A first current is allowed to flow from a voltage proportional to the lamp voltage to a second resistor via a first resistor, and the first current via the lamp current, the first resistor, and the second resistor. A circuit for passing current to ground through a third resistor;
A comparison circuit that compares the sum of the voltage across the second resistor and the voltage across the third resistor with the reference voltage;
The gate voltage is controlled by an output of the comparison circuit so that a sum of a voltage across the second resistor and a voltage across the third resistor is equal to the reference voltage. 3. A field emission lamp driving apparatus according to 1 or 2.
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