JP2013232360A - Driver of field emission lamp - Google Patents

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Seiichi Yasuzawa
精一 安沢
Takeshi Noguchi
武史 野口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance versatility and applicability (expansibility) by making applicable to illumination systems in various fields including various field emission lamps, and to make the whole device compact by reducing the number of components while reducing power consumption and cost.SOLUTION: The driver of field emission lamp includes a voltage stabilization circuit 6 receiving a DC voltage Vsg for gate and outputting a plurality of stabilization voltages V1dg ... Vndg for gate, and a plurality of gate voltage control circuits 71 ... 7n receiving the stabilization voltages V1dg ... Vndg for gate, respectively, outputting the gate application voltages V1g ... Vng having at least adjusted magnitudes of voltage, and applying them to the gates of a plurality of field emission lamps L1 ... Ln, respectively.

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に用いて好適な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 suitable for use in a field emission lamp that excites and emits a phosphor with electrons emitted from an electron emission source.

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は知られており、通常、電界放出型ランプの発光には専用の駆動装置が用いられる。   A field emission lamp that emits light by exciting a phosphor with electrons emitted from an electron emission source is known, and a dedicated driving device is usually used for light emission of the field emission lamp.

従来、この種の駆動装置としては、特許文献1で開示される電界放出型ランプの駆動装置が知られている。同文献1で開示される駆動装置は、スイッチング信号を出力する駆動回路と、このスイッチング信号によりスイッチング素子をオン/オフ制御して直流入力電圧をスイッチングするスイッチング回路と、スイッチングされた入力電圧を昇圧する昇圧トランスと、この昇圧トランスの出力電圧を整流して直流出力電圧を出力する整流回路を備える電界放出型ランプの駆動装置であって、昇圧トランス及びこの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と、この共振回路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機能を有する駆動回路を備えたものである。   Conventionally, as this type of driving device, a driving device for a field emission lamp disclosed in Patent Document 1 is known. The driving device disclosed in the document 1 includes a driving circuit that outputs a switching signal, a switching circuit that switches on / off a switching element by the switching signal to switch a DC input voltage, and boosts the switched input voltage. A field emission lamp driving device comprising a step-up transformer that rectifies the output voltage of the step-up transformer and outputs a DC output voltage, and uses the step-up transformer and the floating capacitance of the step-up transformer And a drive circuit having a function of matching the on / off timing of the switching signal with the resonance circuit.

ところで、電界放出型ランプは、電子放出源や蛍光体の特性バラツキ及び電極間距離の製造上のバラツキ等が存在するため、複数の電界放出型ランプを同一電圧により駆動したとしても全ての電界放出型ランプを均一に発光させるのは容易でない。したがって、この課題を解決するには各電界放出型ランプをそれぞれ駆動する複数の駆動装置を用意する必要がある。しかし、各電界放出型ランプ毎に駆動装置を使用するのは、均一性を確保できるとしても、コストアップや装置全体の大型化、更には消費電力の増加を招くなど、無視できない問題を生じる。   By the way, field emission lamps have variations in the characteristics of electron emission sources and phosphors, manufacturing variations in the distance between electrodes, and the like. Therefore, even when a plurality of field emission lamps are driven by the same voltage, all field emission lamps are used. It is not easy to make the mold lamp emit light uniformly. Therefore, in order to solve this problem, it is necessary to prepare a plurality of driving devices for driving each field emission lamp. However, the use of a driving device for each field emission lamp causes problems that cannot be ignored, such as an increase in cost, an increase in the size of the entire device, and an increase in power consumption, even if uniformity can be ensured.

一方、複数の電界放出型ランプを使用する際のコストアップや大型化などの問題を解消することを目的とした駆動装置も特許文献2で知られており、同文献2には、複数の電界放出型ランプを、所定個数のランプで構成される代表ランプを基準として駆動する電界放出型ランプの駆動装置であって、代表ランプに適合する代表ゲート電圧を生成するための安定化電圧を制御し、代表ゲート電圧で代表ランプを駆動制御する第1の制御部と、代表ランプ以外の他のランプを、代表ゲート電圧を与える安定化電圧を分圧したゲート電圧で駆動すると共に、安定化電圧の分圧比を制御して代表ランプと同一電力になるよう駆動制御する第2の制御部とを備えた電界放出型ランプの駆動装置が開示されている。   On the other hand, a driving device aimed at solving problems such as an increase in cost and an increase in size when using a plurality of field emission lamps is also known from Patent Document 2, which includes a plurality of electric fields. A field emission lamp driving apparatus that drives an emission lamp with a representative lamp composed of a predetermined number of lamps as a reference, and controls a stabilization voltage for generating a representative gate voltage suitable for the representative lamp. The first control unit for driving and controlling the representative lamp with the representative gate voltage and the other lamps other than the representative lamp are driven with the gate voltage obtained by dividing the stabilizing voltage for giving the representative gate voltage. There is disclosed a field emission lamp driving device including a second control unit that controls the voltage dividing ratio to drive the same power as that of the representative lamp.

特開2009−238414号公報JP 2009-238414 A 特開2011−187365号公報JP 2011-187365 A

しかし、上述した従来における電界放出型ランプの駆動装置、特に、複数のランプを駆動する駆動装置は、次のような解決すべき課題が存在した。   However, the above-described conventional field emission lamp driving device, particularly the driving device for driving a plurality of lamps, has the following problems to be solved.

第一に、複数の電界放出型ランプを駆動する従来の駆動装置は、複数の電界放出型ランプが同一規格であることを前提とする。即ち、各電界放出型ランプ間のバラツキを是正することを目的としたものであり、これ以上を想定したものではない。一方、複数の電界放出型ランプを駆動する実際の使用態様においては、例えば、自動車のランプ類のように、ヘッドライトをはじめ、バックライト,方向指示ランプ,室内灯等の様々な種類のランプ類が混在し、必ずしもバラツキの問題だけではない。結局、従来の駆動装置は、このような規格(種類)の異なる様々なランプ類を単一の駆動装置により駆動させることまでは想定していないため、対応することが困難であり、汎用性及び応用性(発展性)の観点からは十分とはいえない。   First, the conventional driving apparatus for driving a plurality of field emission lamps is based on the premise that the plurality of field emission lamps have the same standard. In other words, the purpose is to correct the variation between the field emission lamps, and no further assumption is made. On the other hand, in an actual usage mode for driving a plurality of field emission lamps, various types of lamps such as headlights, backlights, direction indicator lamps, indoor lights, etc., such as automobile lamps. Is not only a problem of variation. In the end, the conventional driving device does not assume that various lamps with different standards (types) are driven by a single driving device, so that it is difficult to cope with them. It is not enough from the viewpoint of applicability (development).

第二に、複数の異なる安定化電圧を供給して規格の異なる複数の電界放出型ランプを発光させる場合、部品点数の増加は避けられない。したがって、装置全体の大型化、消費電力アップ及びコストアップをできるだけ抑制することは重要な課題となり、特に、自動車のような限られたスペースに配設する場合、最重要課題の一つとして位置づけられる。しかし、従来の駆動装置では、このような課題までを想定していないため、装置全体の大型化、消費電力アップ及びコストアップを抑制し、併せて、各電界放出型ランプ間におけるバラツキの是正及び異なる複数の規格(種類)の電界放出型ランプを的確かつ安定に駆動するというこれらの要請を満たすには更なる改善の余地があった。   Second, when a plurality of field emission lamps with different specifications are caused to emit light by supplying a plurality of different stabilization voltages, an increase in the number of components is inevitable. Therefore, it is an important issue to suppress as much as possible the overall size of the device, the increase in power consumption and the cost increase, and it is positioned as one of the most important issues especially when it is disposed in a limited space such as an automobile. . However, since the conventional drive device does not assume such a problem, it suppresses an increase in the size of the entire device, an increase in power consumption, and an increase in cost, and also corrects variations among the field emission lamps. There was room for further improvement to meet these demands to drive field emission lamps of different standards (types) accurately and stably.

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した電界放出型ランプの駆動装置の提供を目的とするものである。   An object of the present invention is to provide a driving device for a field emission lamp that solves the problems in the background art.

本発明は、上述した課題を解決するため、スイッチング信号Sa,Sbを出力する信号回路2と、このスイッチング信号Sa,Sbによりスイッチング素子3a,3bをオン/オフ制御して直流入力電圧Viをスイッチングするスイッチング回路3と、スイッチングされた入力電圧Viを昇圧する昇圧トランス4と、この昇圧トランス4の出力電圧Vtoを整流するとともに、少なくとも、電界放出型ランプL1…LnのゲートL1g…Lngに供給するためのゲート用直流電圧Vsg及びアノードL1a…Lnaに供給するためのアノード用直流電圧Vsaを出力する整流回路5とを備える電界放出型ランプの駆動装置1を構成するに際して、ゲート用直流電圧Vsgが入力し、複数のゲート用安定化電圧V1dg…Vndgを出力する電圧安定化回路6と、各ゲート用安定化電圧V1dg…Vndgがそれぞれ入力し、少なくとも電圧の大きさを調整したゲート印加電圧V1g…Vngを出力して複数の電界放出型ランプL1…LnのゲートL1g…Lngにそれぞれ印加する複数のゲート電圧制御回路71…7nとを具備してなることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention switches the DC input voltage Vi by controlling the on / off of the switching elements 3a and 3b by the signal circuit 2 that outputs the switching signals Sa and Sb and the switching signals Sa and Sb. Switching circuit 3 for boosting, boosting transformer 4 for boosting the switched input voltage Vi, and rectifying the output voltage Vto of the boosting transformer 4, and at least supplied to the gates L1g ... Lng of the field emission lamps L1 ... Ln. When a field emission lamp driving device 1 is provided comprising a gate DC voltage Vsg for output and a rectifier circuit 5 for outputting anode DC voltage Vsa for supply to anodes L1a... Lna, the gate DC voltage Vsg is Input and output a plurality of gate stabilization voltages V1dg... Vndg The stabilization circuit 6 and the gate stabilization voltages V1dg... Vndg are input, and at least the gate applied voltages V1g... Vng adjusted in voltage magnitude are output to output the gates L1g of the plurality of field emission lamps L1. A plurality of gate voltage control circuits 71... 7n respectively applied to Lng.

この場合、発明の好適な態様により、整流回路5には、直列接続した複数のダイオードDs…及び直列接続した複数のコンデンサCs…を組合わせて構成した多倍電圧整流回路5pを用いることができる。一方、電圧安定化回路6には、複数の電圧制御素子8s…及び8scを順次シリーズ接続した耐圧化入力回路11を設けるとともに、この耐圧化入力回路11の電圧入力部に、整流回路5から出力するゲート用直流電圧Vsgを入力し、かつ複数の電圧制御素子8s…及び8scのうち最小電圧が付加される電圧制御素子(第一特定電圧制御素子)8scからゲート用安定化電圧V1dgを出力させるとともに、当該第一特定電圧制御素子8scの制御入力部8scgに、ゲート用安定化電圧V1dgを安定化させる安定化制御信号Scを付与することができる。また、この電圧安定化回路6には、第一特定電圧制御素子8scから出力するゲート用安定化電圧V1dgを分圧する分圧回路12と、この分圧回路12から得る分圧電圧Vpを、安定化制御信号Scとして第一特定電圧制御素子8scの制御入力部8scgに付与する電圧帰還回路13とを設けることができる。この際、電圧帰還回路13には、第一特定電圧制御素子8scの電圧出力部8scsと制御入力部8scg間にコレクタとエミッタを接続した帰還用トランジスタ11xを設け、分圧回路12から得る分圧電圧Vpを、ツェナダイオードDtpを介して帰還用トランジスタ11xのベースに付与することができる。   In this case, according to a preferred aspect of the invention, the rectifier circuit 5 can be a multiple voltage rectifier circuit 5p configured by combining a plurality of diodes Ds... Connected in series and a plurality of capacitors Cs. . On the other hand, the voltage stabilizing circuit 6 is provided with a withstand voltage input circuit 11 in which a plurality of voltage control elements 8s..., 8sc are sequentially connected in series, and output from the rectifier circuit 5 to the voltage input portion of the withstand voltage input circuit 11. The gate stabilization voltage V1dg is output from the voltage control element (first specific voltage control element) 8sc to which the minimum voltage is added among the plurality of voltage control elements 8s. In addition, a stabilization control signal Sc that stabilizes the gate stabilization voltage V1dg can be applied to the control input unit 8scg of the first specific voltage control element 8sc. The voltage stabilizing circuit 6 includes a voltage dividing circuit 12 that divides the gate stabilizing voltage V1dg output from the first specific voltage control element 8sc and a divided voltage Vp obtained from the voltage dividing circuit 12. A voltage feedback circuit 13 that is applied to the control input unit 8scg of the first specific voltage control element 8sc as the control signal Sc can be provided. At this time, the voltage feedback circuit 13 is provided with a feedback transistor 11x in which a collector and an emitter are connected between the voltage output unit 8scs and the control input unit 8scg of the first specific voltage control element 8sc, and the voltage dividing circuit 12 obtains the divided voltage. The voltage Vp can be applied to the base of the feedback transistor 11x via the Zener diode Dtp.

さらに、電圧安定化回路6には、第一特定電圧制御素子8scの電圧出力部8scsから出力するゲート用安定化電圧(第1ゲート用安定化電圧)V1dgを第1のゲート電圧制御回路(第1ゲート電圧制御回路)71に付与するとともに、第1ゲート用安定化電圧V1dgを複数の他のゲート用安定化電圧V2dg…Vndgに分圧する分圧出力回路14を有し、当該分圧出力回路14から得る各ゲート用安定化電圧V2dg…Vndgをそれぞれ第Nゲート用安定化電圧V2dg,V3dg…Vndg(Nは2,3…n、また、nは整数)として第Nゲート電圧制御回路72…7nにそれぞれ付与することができる。この場合、分圧出力回路14には、シリーズ接続した複数の電圧制御素子8g…を設けることができる。また、ゲート電圧制御回路71…には、ゲート印加電圧V1g…を制御用電圧V1c…により制御する電圧調整回路15を設けることができる。なお、電圧制御素子8s…,8sc,8g…には、FET(電界効果トランジスタ)を用いることが望ましい。   Further, the voltage stabilization circuit 6 receives the gate stabilization voltage (first gate stabilization voltage) V1dg output from the voltage output unit 8scs of the first specific voltage control element 8sc as the first gate voltage control circuit (first And a voltage dividing output circuit 14 that divides the first gate stabilizing voltage V1dg into a plurality of other gate stabilizing voltages V2dg... Vndg. The gate stabilization voltages V2dg... Vndg obtained from the Nth gate stabilization voltages V2dg, V3dg... Vndg (N is 2, 3... N, and n is an integer), respectively. 7n can be given to each. In this case, the voltage dividing output circuit 14 can be provided with a plurality of voltage control elements 8g connected in series. In addition, the gate voltage control circuit 71 can be provided with a voltage adjustment circuit 15 that controls the gate application voltage V1g... By the control voltage V1c. It is desirable to use FETs (field effect transistors) for the voltage control elements 8 s..., 8 sc, 8 g.

このような構成を有する本発明に係る電界放出型ランプの駆動装置1によれば、次のような顕著な効果を奏する。   The field emission lamp driving apparatus 1 according to the present invention having such a configuration has the following remarkable effects.

(1) 同一規格となる複数の電界放出型ランプL1…間における発光上のバラツキを解消できることに加え、異なる規格(種類)を有する複数の電界放出型ランプL1…を同時に発光させる場合にも、各電界放出型ランプL1…を本来の規格となるように正確な輝度により発光させることができる。したがって、複数の各種電界放出型ランプL1…を含む様々な分野における照明システムに適用することができるなど、汎用性及び応用性(発展性)に優れる。   (1) In addition to eliminating variations in light emission between a plurality of field emission lamps L1 of the same standard, when a plurality of field emission lamps L1 having different standards (types) are caused to emit light simultaneously, Each of the field emission lamps L1,... Can be made to emit light with an accurate luminance so as to become the original standard. Therefore, it can be applied to illumination systems in various fields including a plurality of various field emission lamps L1,.

(2) 同一規格となる複数の電界放出型ランプL1…を発光させる場合、及び異なる規格(種類)を有する複数の電界放出型ランプL1…を同時に発光させる場合、の双方に対して、単一の駆動装置1により的確に対応することができる。したがって、部品点数の有効な削減、更には、装置全体の小型化、消費電力の削減及びコストダウンを図ることができるなど、特に、様々な規格(種類)のランプ類を搭載する自動車の照明系などに適用して最適となる。   (2) A single case is used for both emitting a plurality of field emission lamps L1 of the same standard, and a plurality of field emission lamps L1 having different standards (types). This can be dealt with more accurately. Therefore, it is possible to effectively reduce the number of parts, further reduce the size of the entire device, reduce power consumption, and reduce costs. In particular, the illumination system for automobiles equipped with lamps of various standards (types). It is optimal to apply to.

(3) 好適な態様により、整流回路5に、直列接続した複数のダイオードDs…及び直列接続した複数のコンデンサCs…を組合わせて構成した多倍電圧整流回路5pを用いれば、高電圧となるゲート用直流電圧Vsg及びアノード用直流電圧Vsaの双方を容易に得ることができる。しかも、昇圧トランス4と組合わせることにより必要な大きさの直流電圧Vsg,Vsaを容易かつ確実に得ることができる。   (3) If a multiple voltage rectifier circuit 5p configured by combining a plurality of series-connected diodes Ds... And a plurality of series-connected capacitors Cs. Both the gate DC voltage Vsg and the anode DC voltage Vsa can be easily obtained. In addition, by combining with the step-up transformer 4, the DC voltages Vsg and Vsa having a necessary magnitude can be obtained easily and reliably.

(4) 好適な態様により、電圧安定化回路6に、複数の電圧制御素子8s…及び8scを順次シリーズ接続した耐圧化入力回路11を設けるとともに、この耐圧化入力回路11の電圧入力部に、整流回路5から出力するゲート用直流電圧Vsgを入力し、かつ複数の電圧制御素子8s…及び8scのうち最小電圧が付加される電圧制御素子(第一特定電圧制御素子)8scからゲート用安定化電圧V1dgを出力させるとともに、当該第一特定電圧制御素子8scの制御入力部8scgに、ゲート用安定化電圧V1dgを安定化させる安定化制御信号Scを付与するようにすれば、ゲート用直流電圧Vsgが、変動等により、例えば、10〔kV〕以上の高電圧に達するような場合であっても、複数の電圧制御素子8s…,8scにより分圧できるため、入力系回路の耐電圧化及び高電圧制御を実現するに際しては、耐電圧の低い部品の使用及び部品点数の削減により、信頼性の向上及びコストダウンを図ることができる。   (4) According to a preferred embodiment, the voltage stabilizing circuit 6 is provided with a withstand voltage input circuit 11 in which a plurality of voltage control elements 8 s... And 8 sc are sequentially connected in series. Stabilization for the gate from the voltage control element (first specific voltage control element) 8sc to which the DC voltage Vsg output from the rectifier circuit 5 is input and the minimum voltage is added among the plurality of voltage control elements 8s. If the voltage V1dg is output and the stabilization control signal Sc for stabilizing the gate stabilization voltage V1dg is applied to the control input portion 8scg of the first specific voltage control element 8sc, the gate DC voltage Vsg However, even if the voltage reaches a high voltage of 10 [kV] or more due to fluctuations, etc., the voltage control elements 8s,. Can therefore, when implementing the withstand voltage and high voltage control input system circuit, by reducing the use and parts of a low withstand voltage components, it is possible to improve the reliability and cost-down.

(5) 好適な態様により、電圧安定化回路6に、第一特定電圧制御素子8scから出力するゲート用安定化電圧V1dgを分圧する分圧回路12と、この分圧回路12から得る分圧電圧Vpを、安定化制御信号Scとして第一特定電圧制御素子8scの制御入力部8scgに付与する電圧帰還回路13とを設ければ、電圧安定化を実現するに際し、部品点数の少ない簡易な回路構成により容易に実現することができる。   (5) According to a preferred embodiment, the voltage stabilizing circuit 6 divides the gate stabilizing voltage V1dg output from the first specific voltage control element 8sc, and the divided voltage obtained from the voltage dividing circuit 12 By providing the voltage feedback circuit 13 for applying Vp to the control input portion 8scg of the first specific voltage control element 8sc as the stabilization control signal Sc, a simple circuit configuration with a small number of components is required for realizing voltage stabilization. Can be easily realized.

(6) 好適な態様により、電圧帰還回路13に、第一特定電圧制御素子8scの電圧出力部8scsと制御入力部8scg間にコレクタとエミッタを接続した帰還用トランジスタ11xを設け、分圧回路12から得る分圧電圧Vpを、ツェナダイオードDtpを介して帰還用トランジスタ11xのベースに付与するように構成すれば、目的とする(必要とする)高電圧に対する電圧安定化を実現するための電圧帰還回路13を容易かつ確実に構成できる。   (6) According to a preferred embodiment, the voltage feedback circuit 13 is provided with a feedback transistor 11x having a collector and an emitter connected between the voltage output unit 8scs and the control input unit 8scg of the first specific voltage control element 8sc, and the voltage dividing circuit 12 If the divided voltage Vp obtained from the above is applied to the base of the feedback transistor 11x via the Zener diode Dtp, voltage feedback for realizing voltage stabilization with respect to a target (necessary) high voltage is realized. The circuit 13 can be configured easily and reliably.

(7) 好適な態様により、電圧安定化回路6に、第一特定電圧制御素子8scの電圧出力部8scsから出力する第1ゲート用安定化電圧V1dgを第1ゲート電圧制御回路71に付与するとともに、第1ゲート用安定化電圧V1dgを複数の他のゲート用安定化電圧V2dg,V3dg…Vndgに分圧する分圧出力回路14を有し、当該分圧出力回路14から得る各ゲート用安定化電圧をそれぞれ第Nゲート用安定化電圧V2dg,V3dg…Vndgとして第Nゲート電圧制御回路72…7nにそれぞれ付与するようにすれば、比較的少ない部品点数の簡易な回路構成により、異なる複数の安定化電圧を容易に得ることができる。   (7) According to a preferred embodiment, the voltage stabilization circuit 6 is provided with the first gate stabilization voltage V1dg output from the voltage output unit 8scs of the first specific voltage control element 8sc to the first gate voltage control circuit 71. , And a voltage dividing output circuit 14 that divides the first gate stabilizing voltage V1dg into a plurality of other gate stabilizing voltages V2dg, V3dg,..., Vndg. Are applied to the Nth gate voltage control circuits 72... 7n as the Nth gate stabilization voltages V2dg, V3dg... Vndg, respectively, and a plurality of different stabilizations can be achieved with a simple circuit configuration having a relatively small number of parts. The voltage can be easily obtained.

(8) 好適な態様により、分圧出力回路14に、シリーズ接続した複数の電圧制御素子8g…を設ければ、電圧制御素子8g…に対して抵抗を組合わせるなどにより、必要とする電圧の安定化を容易かつ確実に行うことができる。   (8) If a plurality of voltage control elements 8g connected in series are provided in the voltage dividing output circuit 14 according to a preferred mode, the required voltage can be reduced by combining resistors with the voltage control elements 8g. Stabilization can be performed easily and reliably.

(9) 好適な態様により、ゲート電圧制御回路71…に、ゲート印加電圧V1g…を制御用電圧V1c…により制御する電圧調整回路15を設ければ、ゲート印加電圧V1g…の大きさ(輝度)の調整(調光制御)を簡易な回路構成により容易かつ確実に実現できるとともに、電界放出型ランプL1…に対する駆動装置1としての最適化も容易に行うことができる。   (9) According to a preferred embodiment, if the gate voltage control circuit 71 is provided with the voltage adjustment circuit 15 that controls the gate application voltage V1g with the control voltage V1c, the magnitude (luminance) of the gate application voltage V1g. Can be easily and reliably realized by a simple circuit configuration, and optimization of the field emission lamps L1,... As the driving device 1 can be easily performed.

(10) 好適な態様により、電圧制御素子8s…,8sc,8g…に、FET(電界効果トランジスタ)を用いれば、比較的ポピュラな部品(FET)の使用により、容易かつ低コストに実施することができる。   (10) If FETs (field effect transistors) are used for the voltage control elements 8s..., 8sc, 8g... According to a preferred embodiment, the implementation can be carried out easily and at low cost by using relatively popular components (FETs). Can do.

本発明の好適実施形態に係る電界放出型ランプの駆動装置の全体構成を示すブロック系統を含む回路図、1 is a circuit diagram including a block system showing the overall configuration of a field emission lamp driving device according to a preferred embodiment of the present invention; 同駆動装置の要部構成を示す具体的回路図、Specific circuit diagram showing the main configuration of the drive device, 同駆動装置の要部構成部分を説明するための原理的回路図、Principle circuit diagram for explaining the main components of the drive device, 同駆動装置の他の要部構成部分を説明するための原理的回路図、Principle circuit diagram for explaining other essential components of the drive device, 同駆動装置の他の要部構成部分を説明するための原理的回路図、Principle circuit diagram for explaining other essential components of the drive device, 同駆動装置の他の要部構成部分を説明するための原理的回路図、Principle circuit diagram for explaining other essential components of the drive device, 同駆動装置の他の要部構成部分を説明するための原理的回路図、Principle circuit diagram for explaining other essential components of the drive device,

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。   Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施形態に係る電界放出型ランプの駆動装置1の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。   First, the overall configuration of the field emission lamp driving apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1は、本実施形態に係る駆動装置1及びこの駆動装置1により駆動する(発光させる)複数の電界放出型ランプL1,L2…Ln(nは整数)を示す。電界放出型ランプL1(L2…Lnも同じ)は、真空バルブの内部に、カソード電極,ゲート電極,アノード電極の順に間隔を空けて配し、それぞれ外部の端子となるカソードL1k,ゲートL1g,アノードL1aに接続される。したがって、蛍光体を有するアノードL1aに直流高電圧を印加すれば、電子放出源を有するカソード電極から電子が電界放出され、この電子がアノード電極の蛍光体を励起発光させる発光原理を有する。   FIG. 1 shows a driving device 1 according to the present embodiment and a plurality of field emission lamps L1, L2,... Ln (n is an integer) driven (emitted) by the driving device 1. The field emission lamp L1 (the same applies to L2... Ln) is arranged inside the vacuum bulb with the cathode electrode, the gate electrode, and the anode electrode in order, with the cathode L1k, the gate L1g, and the anode serving as external terminals, respectively. Connected to L1a. Therefore, when a DC high voltage is applied to the anode L1a having the phosphor, electrons are emitted from the cathode electrode having the electron emission source, and this electron has a light emission principle that causes the phosphor of the anode electrode to emit light.

一方、駆動装置1は、一次巻線4f及び二次巻線4sを有する昇圧トランス4を備える。一次巻線4fはセンタタップ付きであり、このセンタタップは電源ラインHを介して正側入力端子21pに接続する。なお、21nはグランドGに接続した負側入力端子を示す。例示の駆動装置1は、自動車に搭載することを想定したものである。したがって、入力端子21p,21nには、バッテリ電圧の直流12〔V〕が入力する。また、一次巻線4fの一端はスイッチング素子となるFET3a(ドレイン−ソース間)を介してグランドGに接続するとともに、一次巻線4fの他端はスイッチング素子となるFET3b(ドレイン−ソース間)を介してグランドGに接続する。さらに、電源ラインHとグランドG間には、信号回路2及び制御回路22を接続する。   On the other hand, the drive device 1 includes a step-up transformer 4 having a primary winding 4f and a secondary winding 4s. The primary winding 4f has a center tap, and this center tap is connected to the positive input terminal 21p via the power line H. Reference numeral 21n denotes a negative input terminal connected to the ground G. The illustrated driving device 1 is assumed to be mounted on an automobile. Therefore, DC 12 [V] of the battery voltage is input to the input terminals 21p and 21n. One end of the primary winding 4f is connected to the ground G via an FET 3a (between drain and source) serving as a switching element, and the other end of the primary winding 4f is connected to an FET 3b (between drain and source) serving as a switching element. To the ground G. Further, the signal circuit 2 and the control circuit 22 are connected between the power supply line H and the ground G.

信号回路2は、所定周期のパルス信号であるスイッチング信号Sa,Sbを生成して出力する機能を備える。そして、スイッチング信号Saは、FET3aのゲートに付与するとともに、スイッチング信号Sbは、FET3bのゲートに付与する。例示の場合、昇圧トランス4及びこの昇圧トランス4の有する浮遊静電容量により構成される共振回路を利用するため、スイッチング信号Sa,Sbのスイッチング周波数は、60〔kHz〕に設定されている。   The signal circuit 2 has a function of generating and outputting the switching signals Sa and Sb that are pulse signals having a predetermined cycle. The switching signal Sa is applied to the gate of the FET 3a, and the switching signal Sb is applied to the gate of the FET 3b. In the illustrated example, the switching frequency of the switching signals Sa and Sb is set to 60 [kHz] in order to use the resonant circuit constituted by the step-up transformer 4 and the floating capacitance of the step-up transformer 4.

また、制御回路22は、駆動装置1全体を制御する機能を備え、少なくとも後述するゲート電圧制御回路71,72…7nに制御用電圧V1c,V2c…Vncを付与することにより、電界放出型ランプL1,L2…Lnの輝度を調整する調光機能を備える。この際、図1に示すように、各電界放出型ランプL1,L2…Lnに対して電流検出部DX1,DX2…DXnを直列に接続し、電流検出部DX1,DX2…DXnにより検出される負荷電流の検出結果を制御回路22に付与することにより、各電界放出型ランプL1,L2…Lnの負荷電流の変動を是正するフィードバック制御を行う。さらに、図示を省略したが、利用者が操作して任意の輝度に調整できる輝度操作部を設けることにより、利用者が任意の輝度に調整(設定)できるようにしてもよい。したがって、調光機能には、各電界放出型ランプL1,L2…Lnに流れる負荷電流が変動しても駆動電力(輝度)が一定になるように制御する安定化機能(バラツキ修正機能)と、不図示の輝度操作部を操作して電界放出型ランプL1…の輝度を任意に変化させる調光機能の双方が含まれる。   In addition, the control circuit 22 has a function of controlling the entire driving device 1, and applies a control voltage V1c, V2c,... Vnc to at least gate voltage control circuits 71, 72,. , L2... Ln are provided with a dimming function for adjusting the luminance. At this time, as shown in FIG. 1, current detectors DX1, DX2,... DXn are connected in series to the field emission lamps L1, L2,... Ln, and the load detected by the current detectors DX1, DX2,. By giving the current detection result to the control circuit 22, feedback control is performed to correct the fluctuation of the load current of each field emission lamp L1, L2,... Ln. Further, although not shown in the drawings, a luminance operation unit that can be adjusted to an arbitrary luminance by being operated by the user may be adjusted (set) to an arbitrary luminance by the user. Therefore, the dimming function includes a stabilizing function (variation correcting function) for controlling the driving power (luminance) to be constant even when the load current flowing through each field emission lamp L1, L2,. Both of the dimming functions for operating the luminance operation unit (not shown) to arbitrarily change the luminance of the field emission lamps L1.

他方、昇圧トランス4の二次巻線部4sには、この二次巻線部4sから出力する出力電圧Vtoを整流して、少なくとも二系統の直流出力電圧Vsa,Vsgを出力する整流回路5を接続する。整流回路5には、図1に示すように、直列接続した複数のダイオードDs…及び直列接続した複数のコンデンサCs…を組合わせて構成する多倍電圧整流回路5pを用いることができる。この場合、二次巻線部4sの一端から複数のダイオードDs…を順次直列接続するとともに、二次巻線部4sの一端及び他端からそれぞれ複数のコンデンサCs…を順次直列接続する。そして、二次巻線部4sの一端から接続したコンデンサDs…同士の接続点を、二つのダイオードDs…同士の接続点に順次接続するとともに、一方、二次巻線部4sの他端から接続したコンデンサDs…同士の接続点は、初段の接続点を、ダイオードDs…同士の初段の接続点に接続した後、コンデンサDs…同士の次段以降の接続点を、二つのダイオードDs…同士の接続点に順次接続する。これにより、電源ラインHの直流入力電圧Viを12〔V〕、昇圧トランス4の巻数比を90とした場合、二次巻線部4sからは、概ね1.08〔kV〕の交流電圧が出力し、多倍電圧整流回路5pにより多倍電圧整流が行われる。例示の場合、最終段のダイオードDsからは、略14.0〔kV〕のアノード用直流電圧Vsaを得、このアノード用直流電圧Vsaは、前述した電流検出部DX1…DXnを介して各電界放出型ランプL1…LnのアノードL1a…L1nに付与される。また、中間段における所定のダイオードDsからは、略10.8〔kV〕のゲート用直流電圧Vsgを得、後述する電圧安定化回路6に付与される。   On the other hand, the secondary winding unit 4s of the step-up transformer 4 is provided with a rectifier circuit 5 that rectifies the output voltage Vto output from the secondary winding unit 4s and outputs at least two DC output voltages Vsa and Vsg. Connecting. As shown in FIG. 1, a multiple voltage rectifier circuit 5p configured by combining a plurality of series-connected diodes Ds... And a plurality of series-connected capacitors Cs. In this case, a plurality of diodes Ds... Are sequentially connected in series from one end of the secondary winding portion 4s, and a plurality of capacitors Cs... Are sequentially connected in series from one end and the other end of the secondary winding portion 4s. Then, the connection points of the capacitors Ds connected from one end of the secondary winding portion 4s are sequentially connected to the connection points of the two diodes Ds..., And connected from the other end of the secondary winding portion 4s. The connection point between the capacitors Ds... Is connected to the connection point of the first stage between the diodes Ds... And then the connection point after the next stage between the capacitors Ds. Connect to the connection points sequentially. As a result, when the DC input voltage Vi of the power supply line H is 12 [V] and the turn ratio of the step-up transformer 4 is 90, an AC voltage of approximately 1.08 [kV] is output from the secondary winding 4s. Then, multiple voltage rectification is performed by the multiple voltage rectifier circuit 5p. In the illustrated example, the anode DC voltage Vsa of approximately 14.0 [kV] is obtained from the last-stage diode Ds, and this anode DC voltage Vsa is supplied to each field emission via the current detectors DX1. Applied to the anodes L1a ... L1n of the mold lamps L1 ... Ln. Further, from the predetermined diode Ds in the intermediate stage, a gate DC voltage Vsg of approximately 10.8 [kV] is obtained and applied to the voltage stabilizing circuit 6 described later.

このように、整流回路5に、直列接続した複数のダイオードDs…及び直列接続した複数のコンデンサCs…を組合わせて構成した多倍電圧整流回路5pを用いれば、高電圧となるゲート用直流電圧Vsg及びアノード用直流電圧Vsaの双方を容易に得ることができる。しかも、昇圧トランス4と組合わせることにより、必要な大きさの直流電圧Vsg,Vsaを容易かつ確実に得れる利点がある。   Thus, if the multiple voltage rectifier circuit 5p configured by combining the plurality of diodes Ds... Connected in series and the plurality of capacitors Cs. Both Vsg and anode DC voltage Vsa can be easily obtained. In addition, the combination with the step-up transformer 4 has an advantage that the DC voltages Vsg and Vsa having a required magnitude can be obtained easily and reliably.

また、本実施形態に係る駆動装置1は、図1に示すように、上述したゲート用直流電圧Vsgが入力し、複数のゲート用安定化電圧V1dg…Vndgを出力する電圧安定化回路6と、各ゲート用安定化電圧V1dg…Vndgがそれぞれ入力し、少なくとも電圧の大きさを調整したゲート印加電圧V1g…Vngを出力して複数の電界放出型ランプL1…Lnのゲートにそれぞれ印加する複数のゲート電圧制御回路71…7nとを備える。   Further, as shown in FIG. 1, the driving device 1 according to the present embodiment receives the above-described gate DC voltage Vsg and outputs a plurality of gate stabilization voltages V1dg... Vndg, Each gate stabilization voltage V1dg... Vndg is input, and a plurality of gates are applied to the gates of the plurality of field emission lamps L1. Voltage control circuits 71... 7n.

図2に、電圧安定化回路6及びゲート電圧制御回路71(72…7nも同じ)の具体的な回路例を示す。この場合、電圧安定化回路6は、大別して、耐圧化入力回路11,分圧回路12,電圧帰還回路13及び分圧出力回路14を備える。   FIG. 2 shows a specific circuit example of the voltage stabilization circuit 6 and the gate voltage control circuit 71 (same for 72... 7n). In this case, the voltage stabilization circuit 6 includes a breakdown voltage input circuit 11, a voltage dividing circuit 12, a voltage feedback circuit 13, and a voltage dividing output circuit 14 broadly.

耐圧化入力回路11は、複数(例示は5個)のFET(電圧制御素子)8s…及び8scのドレイン−ソース間を順次シリーズ接続して構成するとともに、各FET8s…及び8scのゲートの相互間はバイアス抵抗Rs…によりそれぞれ接続する。そして、耐圧化入力回路11の電圧入力部、即ち、最上位のFET8sのドレインに、上述した多倍電圧整流回路5pから出力するゲート用直流電圧Vsgを入力させるとともに、複数のFET8s…のうち最小電圧が付加される最下位のFET8scのソースからゲート用安定化電圧V1dg…を出力させる。したがって、8scは第一特定FET(第一特定電圧制御素子)となる。この場合、最下位に接続される第一特定FET8scのソースは所定の抵抗要素を介してグランドGに接続される。なお、最上位のFET8sのゲートとドレイン間はバイアス抵抗Rsにより接続する。   The withstand voltage input circuit 11 is configured by sequentially connecting the drains and sources of a plurality (five examples) of FETs (voltage control elements) 8s... And 8sc in series, and between the gates of the FETs 8s. Are connected by bias resistors Rs. The gate DC voltage Vsg output from the above-described multiple voltage rectifier circuit 5p is input to the voltage input portion of the withstand voltage input circuit 11, that is, the drain of the uppermost FET 8s, and the minimum of the plurality of FETs 8s. The gate stabilization voltage V1dg... Is output from the source of the lowest-order FET 8sc to which the voltage is applied. Therefore, 8sc is a first specific FET (first specific voltage control element). In this case, the source of the first specific FET 8sc connected at the lowest level is connected to the ground G via a predetermined resistance element. The gate and drain of the uppermost FET 8s are connected by a bias resistor Rs.

このように、電圧安定化回路6に、複数のFET8s…及び8scを順次シリーズ接続した耐圧化入力回路11を設けるとともに、この耐圧化入力回路11の電圧入力部に、整流回路5から出力するゲート用直流電圧Vsgを入力し、かつ複数のFET8s…及び8scのうち最小電圧が付加されるFET(第一特定FET)8scからゲート用安定化電圧V1dgを出力させるとともに、当該第一特定FET8scの制御入力部8scgに、ゲート用安定化電圧V1dgを安定化させる安定化制御信号Scを付与するようにすれば、ゲート用直流電圧Vsgが、変動等により、例えば、10〔kV〕以上の高電圧に達するような場合であっても、複数のFET8s…,8scにより分圧できるため、入力系回路の耐電圧化及び高電圧制御を実現するに際しては、耐電圧の低い部品の使用及び部品点数の削減により、信頼性の向上及びコストダウンを図れる利点がある。   In this way, the voltage stabilizing circuit 6 is provided with the withstand voltage input circuit 11 in which a plurality of FETs 8s... And 8sc are sequentially connected in series, and the gate that outputs from the rectifier circuit 5 to the voltage input portion of the withstand voltage input circuit 11 The DC voltage Vsg is input, and the gate stabilization voltage V1dg is output from the FET (first specific FET) 8sc to which the minimum voltage is added among the plurality of FETs 8s..., 8sc, and the first specific FET 8sc is controlled. If the stabilization control signal Sc for stabilizing the gate stabilization voltage V1dg is applied to the input unit 8scg, the gate DC voltage Vsg may be increased to, for example, a high voltage of 10 [kV] or more due to fluctuations or the like. Even in such a case, the voltage can be divided by the plurality of FETs 8s,. In that the current is the reduction of use and parts of low withstand-voltage part, there is an advantage that can be improved in reliability and cost reduction.

一方、第一特定FET8scの制御入力部(ゲート)8scgにはゲート用安定化電圧V1dgを安定化させるための安定化制御信号Scを付与する。図2の例示回路では、第一特定FET8scのソースからゲート用安定化電圧V1dgが出力するため、このゲート用安定化電圧V1dgを、抵抗R1とR2からなる分圧回路12により分圧し、分圧して得た分圧電圧Vpを安定化制御信号Scとして用いるとともに、電圧帰還回路13を介して第一特定FET8scの制御入力部(ゲート)8scgに付与する(帰還させる)ようにした。電圧帰還回路13は、第一特定FET8scの電圧出力部(ソース)8scsと制御入力部(ゲート)8scg間にコレクタとエミッタを接続した帰還用トランジスタ11xを備えるとともに、分圧電圧Vp(安定化制御信号Sc)を帰還用トランジスタ11xのベースに付与するツェナダイオードDtpを備える。なお、DsはツェナダイオードDtpに直列接続した温度補償用ダイオード、Rsは帰還用トランジスタ11xのエミッタ−コレクタ間に接続したバイアス抵抗を示す。   On the other hand, a stabilization control signal Sc for stabilizing the gate stabilization voltage V1dg is applied to the control input portion (gate) 8scg of the first specific FET 8sc. In the example circuit of FIG. 2, since the gate stabilization voltage V1dg is output from the source of the first specific FET 8sc, the gate stabilization voltage V1dg is divided by the voltage dividing circuit 12 including the resistors R1 and R2. The divided voltage Vp obtained in this way was used as the stabilization control signal Sc and applied (feedback) to the control input part (gate) 8scg of the first specific FET 8sc via the voltage feedback circuit 13. The voltage feedback circuit 13 includes a feedback transistor 11x having a collector and an emitter connected between a voltage output portion (source) 8scs and a control input portion (gate) 8scg of the first specific FET 8sc, and a divided voltage Vp (stabilization control). A Zener diode Dtp is provided for applying the signal Sc) to the base of the feedback transistor 11x. Ds is a temperature compensation diode connected in series to the Zener diode Dtp, and Rs is a bias resistor connected between the emitter and collector of the feedback transistor 11x.

このように、電圧安定化回路6に、第一特定FET8scから出力するゲート用安定化電圧V1dgを分圧する分圧回路12と、この分圧回路12から得る分圧電圧Vpを、安定化制御信号Scとして第一特定FET8scの制御入力部(ゲート)8scgに付与する電圧帰還回路13とを設ければ、電圧安定化を実現するに際し、部品点数の少ない簡易な回路構成により容易に実現できる利点がある。加えて、電圧帰還回路13に、第一特定FET8scの電圧出力部(ソース)8scsと制御入力部(ゲート)8scg間にコレクタとエミッタを接続した帰還用トランジスタ11xを設け、分圧回路12から得る分圧電圧Vpを、ツェナダイオードDtpを介して帰還用トランジスタ11xのベースに付与するように構成すれば、目的とする(必要とする)高電圧に対する電圧安定化を実現するための電圧帰還回路13を容易かつ確実に構成できる利点がある。   In this way, the voltage stabilizing circuit 6 divides the gate stabilizing voltage V1dg output from the first specific FET 8sc into the voltage stabilizing circuit 6, and the divided voltage Vp obtained from the voltage dividing circuit 12 is used as a stabilization control signal. If the voltage feedback circuit 13 provided to the control input unit (gate) 8scg of the first specific FET 8sc is provided as Sc, there is an advantage that it can be easily realized by a simple circuit configuration with a small number of parts when realizing voltage stabilization. is there. In addition, the voltage feedback circuit 13 is provided with a feedback transistor 11x in which a collector and an emitter are connected between the voltage output section (source) 8scs and the control input section (gate) 8scg of the first specific FET 8sc. If the divided voltage Vp is applied to the base of the feedback transistor 11x via the Zener diode Dtp, the voltage feedback circuit 13 for realizing voltage stabilization with respect to the target (required) high voltage. There is an advantage that can be configured easily and reliably.

一方、電圧安定化回路6は、第一特定FET8scの電圧出力部8scsから出力するゲート用安定化電圧(第1ゲート用安定化電圧)V1dgを、第1のゲート電圧制御回路(第1ゲート電圧制御回路)71に付与するとともに、第1ゲート用安定化電圧V1dgを複数の他のゲート用安定化電圧V2dg,V3dg…Vndgに分圧する分圧出力回路14を有し、当該分圧出力回路14から得る各ゲート用安定化電圧をそれぞれ第Nゲート用安定化電圧V2dg,V3dg…Vndg(Nは2,3…n、また、nは整数)として第Nゲート電圧制御回路72…7nにそれぞれ付与する。   On the other hand, the voltage stabilization circuit 6 converts the gate stabilization voltage (first gate stabilization voltage) V1dg output from the voltage output unit 8scs of the first specific FET 8sc into the first gate voltage control circuit (first gate voltage). And a voltage dividing output circuit 14 that divides the first gate stabilizing voltage V1dg into a plurality of other gate stabilizing voltages V2dg, V3dg... Vndg. The gate stabilization voltages V2dg, V3dg,..., Vndg (N is 2, 3,... N, and n is an integer) are applied to the Nth gate voltage control circuits 72. To do.

この場合、分圧出力回路14は、複数のFET(電圧制御素子)8g…のドレイン−ソース間を順次シリーズ接続して構成するとともに、各FET8s…のゲートの相互間は分圧抵抗R10,R11,R12,R13,R14…によりそれぞれ接続する。分圧出力回路14は、基本的に、第1ゲート用安定化電圧V1dg以外のゲート用安定化電圧、即ち、第2ゲート用安定化電圧V2dg…第nゲート用安定化電圧Vndgを生成して出力する機能を備える。この場合、各FET8g…のソースから第2ゲート用安定化電圧V2dg…第Nゲート用安定化電圧Vndgがそれぞれ出力する。なお、図2中、Cs…は出力安定化用コンデンサを示す。   In this case, the voltage dividing output circuit 14 is configured by sequentially connecting the drains and sources of a plurality of FETs (voltage control elements) 8g... And between the gates of the FETs 8s. , R12, R13, R14. The voltage dividing output circuit 14 basically generates a gate stabilization voltage other than the first gate stabilization voltage V1dg, that is, a second gate stabilization voltage V2dg... Nth gate stabilization voltage Vndg. It has a function to output. In this case, the second gate stabilization voltage V2dg... Nth gate stabilization voltage Vndg is output from the source of each FET 8g. In FIG. 2, Cs... Indicates an output stabilization capacitor.

このように、電圧安定化回路6に、第一特定FET8scの電圧出力部(ソース)8scsから出力する第1ゲート用安定化電圧V1dgを第1ゲート電圧制御回路71に付与するとともに、第1ゲート用安定化電圧V1dgを複数の他のゲート用安定化電圧V2dg,V3dg…Vndgに分圧する分圧出力回路14を有し、当該分圧出力回路14から得る各ゲート用安定化電圧をそれぞれ第Nゲート用安定化電圧V2dg,V3dg…Vndgとして第Nゲート電圧制御回路72…7nにそれぞれ付与するようにすれば、比較的少ない部品点数の簡易な回路構成により、異なる複数の安定化電圧を容易に得れる利点がある。さらに、分圧出力回路14に、シリーズ接続した複数のFET8g…を設ければ、FET8g…に対して抵抗を組合わせるなどにより、必要とする電圧の安定化を容易かつ確実に行うことができる。   Thus, the first gate stabilization voltage V1dg output from the voltage output unit (source) 8scs of the first specific FET 8sc is applied to the first gate voltage control circuit 71 to the voltage stabilization circuit 6, and the first gate Voltage dividing output circuit 14 that divides the stabilization voltage V1dg into a plurality of other gate stabilization voltages V2dg, V3dg,..., Vndg. If the gate stabilization voltages V2dg, V3dg... Vndg are respectively applied to the Nth gate voltage control circuits 72... 7n, a plurality of different stabilization voltages can be easily obtained by a simple circuit configuration with a relatively small number of parts. There are benefits to be gained. Further, if the voltage dividing output circuit 14 is provided with a plurality of FETs 8g connected in series, the required voltage can be easily and reliably stabilized by combining resistors with the FETs 8g.

他方、ゲート電圧制御回路71(他のゲート電圧制御回路72…7nも同じ)は、図2に示すように、電圧調整回路15を備えており、制御回路22から付与される制御用電圧V1cによりゲート印加電圧V1gを制御する機能を備える。ゲート電圧制御回路71は、FET32を備え、電圧安定化回路6から付与される第1ゲート用安定化電圧V1dgは抵抗Riを介してFET32のドレインに付与される。また、FET32のソースからはゲート印加電圧V1gが出力し、抵抗Roを介して電界放出型ランプL1のゲートL1gに付与される。この際、FET32のソースは、抵抗R20,R21,R22の直列回路を介してグランドGに接続する。そして、抵抗R20とR21の接続点の電圧は、前述した電圧帰還回路13と同様の電圧帰還回路13tを介して帰還させ、電圧安定化を図る。なお、電圧帰還回路13tにおいて、11zは帰還用トランジスタ、Dtpはツェナダイオード、Dsは温度補償用ダイオード、Rsはバイアス抵抗をそれぞれ示す。さらに、抵抗R22の両端には、FET33のドレイン−ソース間を接続し、このFET33のゲートに、制御回路22からの制御用電圧V1cを付与する。なお、図中、Ci,Coは電圧安定化用コンデンサを示す。   On the other hand, the gate voltage control circuit 71 (the same applies to the other gate voltage control circuits 72... 7n) includes a voltage adjustment circuit 15 as shown in FIG. 2, and is controlled by a control voltage V1c applied from the control circuit 22. A function of controlling the gate application voltage V1g is provided. The gate voltage control circuit 71 includes an FET 32, and the first gate stabilization voltage V1dg applied from the voltage stabilization circuit 6 is applied to the drain of the FET 32 via the resistor Ri. Further, the gate application voltage V1g is output from the source of the FET 32, and is applied to the gate L1g of the field emission lamp L1 through the resistor Ro. At this time, the source of the FET 32 is connected to the ground G through a series circuit of resistors R20, R21, and R22. The voltage at the connection point between the resistors R20 and R21 is fed back through the voltage feedback circuit 13t similar to the voltage feedback circuit 13 described above, thereby stabilizing the voltage. In the voltage feedback circuit 13t, 11z represents a feedback transistor, Dtp represents a Zener diode, Ds represents a temperature compensation diode, and Rs represents a bias resistor. Further, the drain-source of the FET 33 is connected to both ends of the resistor R22, and the control voltage V1c from the control circuit 22 is applied to the gate of the FET 33. In the figure, Ci and Co indicate voltage stabilizing capacitors.

このように、ゲート電圧制御回路71…に、ゲート印加電圧V1g…を制御用電圧V1c…により制御する電圧調整回路15を設ければ、ゲート印加電圧V1g…の大きさ(輝度)の調整(調光制御)を簡易な回路構成により、容易かつ確実に実現できるとともに、電界放出型ランプL1…に対する駆動装置1としての最適化も容易に行える利点がある。   As described above, if the gate voltage control circuit 71 is provided with the voltage adjustment circuit 15 that controls the gate application voltage V1g with the control voltage V1c, the magnitude (luminance) of the gate application voltage V1g is adjusted (adjusted). (Light control) can be realized easily and reliably with a simple circuit configuration, and there is an advantage that optimization as the driving device 1 for the field emission lamps L1.

次に、本実施形態に係る電界放出型ランプの駆動装置1の動作(機能)について、図1〜図7を参照して説明する。   Next, the operation (function) of the field emission lamp driving apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

今、正側入力端子21p及び負側入力端子21nに、直流入力電圧Vi(=12〔V〕)が付与された場合を想定する。信号回路2では、設定したオン/オフタイミングに基づいてスイッチング信号Sa,Sbが生成され、FET3a,3bの各ゲートにそれぞれ付与される。これにより、FET3a,3bが交互にオン/オフし、一次巻線部4fには、スイッチングされた入力電圧Viが印加されることにより、入力電流Iiが流れる。   Assume that a DC input voltage Vi (= 12 [V]) is applied to the positive input terminal 21p and the negative input terminal 21n. In the signal circuit 2, switching signals Sa and Sb are generated based on the set on / off timing, and are applied to the gates of the FETs 3a and 3b, respectively. Accordingly, the FETs 3a and 3b are alternately turned on / off, and the input current Vi flows through the primary winding portion 4f by applying the switched input voltage Vi.

また、昇圧トランス4の二次巻線部4sからは出力電圧Vtoが出力し、多倍電圧整流回路5pにより多倍電圧整流が行われる。これにより、最終段のダイオードDsからは、略14.0〔kV〕のアノード用直流電圧Vsaが得られ、前述した電流検出部DX1…DXnを介して各電界放出型ランプL1…LnのアノードL1a…L1nに付与されるとともに、中間段における所定のダイオードDsからは、略10.8〔kV〕のゲート用直流電圧Vsgが得られ、前述した電圧安定化回路6における耐圧化入力回路11の最上位のFET8sのドレインに付与される。   The output voltage Vto is output from the secondary winding portion 4s of the step-up transformer 4, and the multiple voltage rectification is performed by the multiple voltage rectifier circuit 5p. As a result, the anode DC voltage Vsa of approximately 14.0 [kV] is obtained from the diode Ds at the final stage, and the anode L1a of each field emission lamp L1... Ln via the current detectors DX1. ... Is applied to L1n, and a gate DC voltage Vsg of about 10.8 [kV] is obtained from the predetermined diode Ds in the intermediate stage, and the maximum voltage of the withstand voltage input circuit 11 in the voltage stabilizing circuit 6 described above is obtained. It is given to the drain of the upper FET 8s.

この耐圧化入力回路11により、ゲート用直流電圧Vsgが、変動等により高電圧に達するような場合であっても、複数のFET8s…,8scにより分圧できるため、入力系回路の耐電圧化及び高電圧制御を実現するに際しては、耐電圧の低い部品の使用及び部品点数の削減により、信頼性の向上及びコストダウンを図ることができる。   Even when the gate direct-current voltage Vsg reaches a high voltage due to fluctuations or the like, the voltage-proof input circuit 11 can divide the voltage by the plurality of FETs 8s. When realizing high voltage control, reliability can be improved and costs can be reduced by using parts with low withstand voltage and reducing the number of parts.

この耐圧化入力回路11について、図3に示す原理図を参照して説明する。ゲート用直流電圧Vsgは、例示のように、自動車に搭載するランプ類の駆動装置1として構成する場合、10.8〔kV〕に設定している。この場合、バッテリ電圧の変動を6〜16〔V〕、電圧安定化回路6から出力するゲート印加電圧V1gを仮に3.7〔kV〕と想定した場合、4.5〜12〔kV〕の変動が生じ、耐圧化入力回路11には、最大7〔kV〕の高電圧が印加される。このため、本実施形態では、複数のFET8s…を本来のFETである第一特定FET8scに対して順次シリーズ接続し、第一特定FET8scのゲートに安定化制御信号Scを付与するのみで、全てのFET8s…,8scに印加される電圧が等しくなるようにした。これにより、7〔kV〕の高電圧に対しては、1.5〔kV〕耐圧のFET8s…(第一特定FET8scを含む)を全部で5個以上直列接続すれば対応が可能となり、この際、各FET8s…,8scに印加される電圧は、1.3〔kV〕程度となる。なお、図3中、Rrは第一特定FET8scのソースとグランドG間の等価抵抗を示す。   The breakdown voltage input circuit 11 will be described with reference to the principle diagram shown in FIG. As illustrated, the gate DC voltage Vsg is set to 10.8 [kV] when configured as a driving device 1 for lamps mounted on an automobile. In this case, assuming that the fluctuation of the battery voltage is 6 to 16 [V] and the gate applied voltage V1g output from the voltage stabilizing circuit 6 is 3.7 [kV], the fluctuation is 4.5 to 12 [kV]. And a high voltage of 7 [kV] at maximum is applied to the withstand voltage input circuit 11. Therefore, in this embodiment, all the FETs 8s... Are connected in series with the first specific FET 8sc, which is the original FET, and only the stabilization control signal Sc is applied to the gate of the first specific FET 8sc. The voltages applied to the FETs 8s..., 8sc were made equal. As a result, a high voltage of 7 [kV] can be dealt with by connecting in series five or more FETs 8s (including the first specific FET 8sc) having a withstand voltage of 1.5 [kV]. The voltages applied to the FETs 8s..., 8sc are about 1.3 [kV]. In FIG. 3, Rr indicates an equivalent resistance between the source of the first specific FET 8sc and the ground G.

また、上述した安定化制御信号Scは分圧回路12及び電圧帰還回路13により生成され、第一特定FET8scのゲート(制御入力部)8scgに付与される。図4に、分圧回路12及び電圧帰還回路13の原理図を示す。図4に示すように、電圧安定化回路6からの出力、即ち、第一特定FET8scのソースから出力するゲート用安定化電圧V1dgが変動した場合、分圧回路12を構成する分圧抵抗R1とR2の接続点p1の電圧も変動する。したがって、抵抗R1の両端電圧も変動し、図4中、電流i1,i2も変動する。この結果、第一特定FET8scのゲート8scgに付与される電圧も変動する。この電圧は安定化制御信号Scとして機能し、ゲート用安定化電圧V1dgの変動を是正するように作用するため、電圧安定化回路6の出力電圧となるゲート用安定化電圧V1dgが安定化される。   Further, the stabilization control signal Sc described above is generated by the voltage dividing circuit 12 and the voltage feedback circuit 13, and is given to the gate (control input unit) 8scg of the first specific FET 8sc. FIG. 4 shows a principle diagram of the voltage dividing circuit 12 and the voltage feedback circuit 13. As shown in FIG. 4, when the output from the voltage stabilization circuit 6, that is, the gate stabilization voltage V1dg output from the source of the first specific FET 8sc fluctuates, the voltage dividing resistor R1 constituting the voltage dividing circuit 12 The voltage at the connection point p1 of R2 also varies. Therefore, the voltage across the resistor R1 also varies, and the currents i1 and i2 also vary in FIG. As a result, the voltage applied to the gate 8scg of the first specific FET 8sc also varies. Since this voltage functions as the stabilization control signal Sc and acts to correct the fluctuation of the gate stabilization voltage V1dg, the gate stabilization voltage V1dg that is the output voltage of the voltage stabilization circuit 6 is stabilized. .

一方、ゲート用安定化電圧V1dgは、第1ゲート電圧制御回路71に付与される第1ゲート用安定化電圧V1dgとなるが、第2ゲート電圧制御回路72…第Nゲート電圧制御回路7nに付与される第2ゲート用安定化電圧V2dg…第Nゲート用安定化電圧Vndgは、分圧出力回路14に基づいて生成される。図5は、第2ゲート電圧制御回路72に付与される第2ゲート用安定化電圧V2dgの生成系を原理図で示している。図5に示すように、上述した第1ゲート用安定化電圧V1dgを出力する第一特定FET8scとグランドG間に、分圧出力回路14を構成するFET(電圧制御素子)8gをシリーズ接続、即ち、第一特定FET8scの電圧出力部(ソース)8sgsに対してFET8gのドレインを接続し、第1ゲート用安定化電圧V1dgを抵抗R10及びR11の直列接続を介してグランドGに接続した場合、抵抗R10とR11の接続点p2の電圧Vgは、Vg=V1dg×(R11/(R10+R11))となり、抵抗R10とR11の抵抗値比率でV1dgを分割した値となる。一方、この接続点p2に、FET8gのゲートを接続し、FET8gのソースを電圧安定化回路6の第2ゲート用安定化電圧V2dgとした場合、この接続点p2の電圧Vgとほぼ等しくなる。この場合、第1ゲート用安定化電圧V1dgは、上述したように、電圧安定化が図られているため、この第1ゲート用安定化電圧V1dgを分割した接続点p2の電圧Vgも電圧安定化が図られる。この結果、目的の第2ゲート用安定化電圧V2dgもいわば自動的に電圧安定化が図られる。   On the other hand, the gate stabilization voltage V1dg becomes the first gate stabilization voltage V1dg applied to the first gate voltage control circuit 71, but is applied to the second gate voltage control circuit 72... The Nth gate voltage control circuit 7n. The second gate stabilization voltage V2dg... The Nth gate stabilization voltage Vndg is generated based on the voltage dividing output circuit. FIG. 5 is a principle diagram showing a generation system of the second gate stabilization voltage V2dg applied to the second gate voltage control circuit 72. As shown in FIG. 5, an FET (voltage control element) 8g constituting the voltage dividing output circuit 14 is connected in series between the first specific FET 8sc that outputs the first gate stabilization voltage V1dg and the ground G, that is, When the drain of the FET 8g is connected to the voltage output part (source) 8sgs of the first specific FET 8sc, and the first gate stabilization voltage V1dg is connected to the ground G through the series connection of the resistors R10 and R11, the resistor The voltage Vg at the connection point p2 between R10 and R11 is Vg = V1dg × (R11 / (R10 + R11)), which is a value obtained by dividing V1dg by the resistance value ratio of the resistors R10 and R11. On the other hand, when the gate of the FET 8g is connected to the connection point p2 and the source of the FET 8g is the second gate stabilization voltage V2dg of the voltage stabilization circuit 6, the voltage Vg at the connection point p2 is substantially equal. In this case, since the first gate stabilization voltage V1dg is stabilized as described above, the voltage Vg at the connection point p2 obtained by dividing the first gate stabilization voltage V1dg is also stabilized. Is planned. As a result, the target second gate stabilization voltage V2dg can be automatically stabilized.

したがって、分圧出力回路14を用いれば、同様の原理により、第3ゲート用安定化電圧V3dg…第Nゲート用安定化電圧Vndgも同様に生成することができる。図6は、図5に対して、第三ゲート用電圧V3dgを含めた生成系を原理図で示している。図6に示すように、第二ゲート用電圧V2dgに加え、第三ゲート用電圧V3dgを生成する場合であっても、第二ゲート用電圧V2dgを生成する場合と同様の回路ユニットを追加することにより、第三ゲート用電圧V3dgを生成することができる。この場合、抵抗R10,R11,R12の大きさを変更すれば、第二ゲート用電圧V2dg,第三ゲート用電圧V3dgの大きさを任意に変更(設定)できる。   Therefore, if the voltage dividing output circuit 14 is used, the third gate stabilization voltage V3dg... Nth gate stabilization voltage Vndg can be generated in the same manner based on the same principle. FIG. 6 shows a generation system including the third gate voltage V3dg in a principle diagram with respect to FIG. As shown in FIG. 6, in addition to the second gate voltage V2dg, a circuit unit similar to that for generating the second gate voltage V2dg should be added even when the third gate voltage V3dg is generated. Thus, the third gate voltage V3dg can be generated. In this case, if the magnitudes of the resistors R10, R11, R12 are changed, the magnitudes of the second gate voltage V2dg and the third gate voltage V3dg can be arbitrarily changed (set).

このように、分圧出力回路14を用いれば、比較的少ない部品点数の簡易な回路構成により、異なる複数の安定化電圧を容易に得ることができるとともに、シリーズ接続した複数のFET8g…を設ければ、FET8g…に対して抵抗を組合わせるなどにより、必要とする電圧の安定化を容易かつ確実に行うことができる。なお、図6において、p2は抵抗R10とR11の接続点、p3は抵抗R11とR12の接続点、Rdは第三ゲート用電圧V3dgを出力するFET8gのソースとグランドG間の等価抵抗を示す。   As described above, when the voltage dividing output circuit 14 is used, a plurality of different stabilization voltages can be easily obtained by a simple circuit configuration with a relatively small number of parts, and a plurality of series-connected FETs 8g. For example, the required voltage can be stabilized easily and reliably by combining resistors with the FETs 8g. In FIG. 6, p2 is a connection point between the resistors R10 and R11, p3 is a connection point between the resistors R11 and R12, and Rd is an equivalent resistance between the source of the FET 8g that outputs the third gate voltage V3dg and the ground G.

他方、ゲート電圧制御回路71…は次のように機能する。図7に第1ゲート電圧制御回路71の原理図を示す。第1ゲート電圧制御回路71(他の第2ゲート電圧制御回路72…第Nゲート電圧制御回路7nも同じ)には、第1ゲート用安定化電圧V1dgが入力する。この際、第1ゲート電圧制御回路71は、前述した電圧帰還回路13tを備えているため、第1ゲート電圧制御回路71からは電圧が安定化されたゲート印加電圧V1gが出力し、電界放出型ランプL1のゲートL1gに付与される。この場合、第1ゲート電圧制御回路71には、電圧帰還回路13tを備えるため、抵抗R20とR21の接続点p4の電圧がFET32のゲートにフィードバックされ、ゲート印加電圧V1gの電圧安定化が図られる。   On the other hand, the gate voltage control circuits 71... Function as follows. FIG. 7 shows a principle diagram of the first gate voltage control circuit 71. The first gate stabilization voltage V1dg is input to the first gate voltage control circuit 71 (the other second gate voltage control circuit 72... Nth gate voltage control circuit 7n is also the same). At this time, since the first gate voltage control circuit 71 includes the voltage feedback circuit 13t described above, the first gate voltage control circuit 71 outputs a gate applied voltage V1g whose voltage is stabilized, and a field emission type. Applied to the gate L1g of the lamp L1. In this case, since the first gate voltage control circuit 71 includes the voltage feedback circuit 13t, the voltage at the connection point p4 between the resistors R20 and R21 is fed back to the gate of the FET 32, and the gate applied voltage V1g is stabilized. .

また、第1ゲート電圧制御回路71には、ゲート印加電圧V1gを制御用電圧V1cにより制御する電圧調整回路15を備えるため、制御用電圧V1cの大きさを変更すれば、ゲート印加電圧V1gの大きさ(輝度)の調整(調光制御)を簡易な回路構成により容易かつ確実に実現できる。この場合、制御用電圧V1cは制御回路22から付与される。制御用電圧V1cには、電界放出型ランプL1に対して直列接続した電流検出部DX1により検出される負荷電流の検出結果に基づく制御用電圧V1cが含まれる。これにより、何らかの外乱により電界放出型ランプL1の輝度が変動したとしても常に輝度が一定に維持されるようにフィードバック制御が行われる。さらに、制御用電圧V1cには、利用者が輝度操作部を操作し、任意の輝度に調整(設定)するための制御用電圧V1cが含まれるため、この制御用電圧V1cに基づいて任意の輝度に設定される。   Further, since the first gate voltage control circuit 71 includes the voltage adjustment circuit 15 that controls the gate application voltage V1g by the control voltage V1c, the magnitude of the gate application voltage V1g can be increased by changing the magnitude of the control voltage V1c. The brightness (brightness) adjustment (dimming control) can be easily and reliably realized with a simple circuit configuration. In this case, the control voltage V1c is applied from the control circuit 22. The control voltage V1c includes the control voltage V1c based on the detection result of the load current detected by the current detection unit DX1 connected in series with the field emission lamp L1. As a result, even if the luminance of the field emission lamp L1 varies due to some disturbance, feedback control is performed so that the luminance is always maintained constant. Further, since the control voltage V1c includes a control voltage V1c for the user to operate the brightness operation unit and adjust (set) the brightness to an arbitrary brightness, the control voltage V1c has an arbitrary brightness based on the control voltage V1c. Set to

よって、このような本実施形態に係る駆動装置1によれば、同一規格となる複数の電界放出型ランプL1…間における発光上のバラツキを解消できることに加え、異なる規格(種類)を有する複数の電界放出型ランプL1…を同時に発光させる場合にも、各電界放出型ランプL1…を本来の規格となるように正確な輝度により発光させることができる。したがって、複数の各種電界放出型ランプL1…を含む様々な分野における照明システムに適用することができるなど、汎用性及び応用性(発展性)に優れる。また、同一規格となる複数の電界放出型ランプL1…を発光させる場合、及び異なる規格(種類)を有する複数の電界放出型ランプL1…を同時に発光させる場合、の双方に対して、単一の駆動装置1により的確に対応することができる。したがって、部品点数の有効な削減、更には、装置全体の小型化、消費電力の削減及びコストダウンを図ることができるなど、特に、様々な規格(種類)のランプ類を搭載する自動車の照明系などに適用して最適となる。   Therefore, according to the driving apparatus 1 according to the present embodiment, in addition to eliminating variations in light emission between the plurality of field emission lamps L1... Having the same standard, a plurality of standards (types) having different standards (types) can be obtained. Even when the field emission lamps L1 are caused to emit light at the same time, the field emission lamps L1 can be caused to emit light with an accurate luminance so as to satisfy the original standard. Therefore, it can be applied to illumination systems in various fields including a plurality of various field emission lamps L1,. Further, when a plurality of field emission lamps L1... Having the same standard are caused to emit light and a plurality of field emission lamps L1. The drive device 1 can cope with it accurately. Therefore, it is possible to effectively reduce the number of parts, further reduce the size of the entire device, reduce power consumption, and reduce costs. In particular, the illumination system for automobiles equipped with lamps of various standards (types). It is optimal to apply to.

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。例えば、整流回路5として多倍電圧整流回路5pを用いた場合を例示したが、他の整流回路を排除するものではない。また、昇圧トランス4としてアイソレーションタイプのトランスを使用したが、単巻トランスであってもよく、トランスの種類は問わない。さらに、電圧制御素子8s…,8sc,8g…として、FET(電界効果トランジスタ)を用いた例を示したが、同様の機能を発揮する他の電圧制御素子の使用を排除するものではない。しかし、FETを用いれば、比較的ポピュラな部品(FET)の使用により、容易かつ低コストに実施することができる利点を有する。一方、耐圧化入力回路11は、耐電圧性能の高いFET等の使用が可能であれば、必ずしも設けることを要しない。その他、細部の回路構成は、同様の機能を発揮する以上、他の回路構成により置換することができる。なお、図7中、抵抗R21とR22は削除も可能である。この場合にはFET33のドレインを接続点p4に直接接続すればよい。   As mentioned above, although preferred embodiment was described in detail, this invention is not limited to such embodiment, It does not deviate from the summary of this invention in a detailed structure, a shape, a raw material, quantity, a numerical value, etc. It can be changed, added, or deleted arbitrarily. For example, although the case where the multiple voltage rectifier circuit 5p is used as the rectifier circuit 5 is illustrated, other rectifier circuits are not excluded. Further, although an isolation type transformer is used as the step-up transformer 4, a single-winding transformer may be used, and the kind of the transformer is not limited. Furthermore, although the example which used FET (field effect transistor) was shown as voltage control element 8s ..., 8sc, 8g ..., use of the other voltage control element which exhibits the same function is not excluded. However, the use of FETs has the advantage that they can be implemented easily and at low cost by using relatively popular parts (FETs). On the other hand, the withstand voltage input circuit 11 is not necessarily provided as long as an FET or the like having high withstand voltage performance can be used. In addition, the detailed circuit configuration can be replaced by another circuit configuration as long as the same function is exhibited. In FIG. 7, the resistors R21 and R22 can be deleted. In this case, the drain of the FET 33 may be directly connected to the connection point p4.

本発明に係る駆動装置1は、電界放出型照明ランプ(FEL)や電界放出型表示装置(FED)など、各種用途における電界放出型ランプに利用することができ、同様の発光原理を用いる以上、その名称は問わない。   The drive device 1 according to the present invention can be used for field emission lamps in various applications such as a field emission illumination lamp (FEL) and a field emission display device (FED). The name does not matter.

1:駆動装置,2:信号回路,3:スイッチング回路,3a:スイッチング素子,3b:スイッチング素子,4:昇圧トランス,5:整流回路,5p:多倍電圧整流回路,6:電圧安定化回路,71…7n:ゲート電圧制御回路,8s…電圧制御素子(FET),8sc:第一特定電圧制御素子(第一特定FET),8scg:制御入力部(ゲート),8scs:電圧出力部(ソース),8g…:電圧制御素子(FET),11:耐圧化入力回路,11x:帰還用トランジスタ,12:分圧回路,13:電圧帰還回路,14:分圧出力回路,15:電圧調整回路,Sa:スイッチング信号,Sb:スイッチング信号,Sc:安定化制御信号,Vi:直流入力電圧,Vto:出力電圧,Vsg:ゲート用直流電圧,Vsa:アノード用直流電圧,V1dg…Vndg:ゲート用安定化電圧,V1g…Vng:ゲート印加電圧,Vp:分圧電圧,V1c…:制御用電圧,L1…Ln:電界放出型ランプ,L1g…Lng:ゲート,L1a…Lna:アノード,Ds…:ダイオード,Dtp:ツェナダイオード,Cs…:コンデンサ   1: driving device, 2: signal circuit, 3: switching circuit, 3a: switching element, 3b: switching element, 4: step-up transformer, 5: rectifier circuit, 5p: multiple voltage rectifier circuit, 6: voltage stabilization circuit, 71 ... 7n: gate voltage control circuit, 8s ... voltage control element (FET), 8sc: first specific voltage control element (first specific FET), 8scg: control input unit (gate), 8scs: voltage output unit (source) , 8g...: Voltage control element (FET), 11: breakdown voltage input circuit, 11x: feedback transistor, 12: voltage dividing circuit, 13: voltage feedback circuit, 14: voltage dividing output circuit, 15: voltage adjusting circuit, Sa : Switching signal, Sb: switching signal, Sc: stabilization control signal, Vi: DC input voltage, Vto: output voltage, Vsg: DC voltage for gate, Vsa: DC voltage for anode V1dg ... Vndg: gate stabilization voltage, V1g ... Vng: gate applied voltage, Vp: divided voltage, V1c ...: control voltage, L1 ... Ln: field emission lamp, L1g ... Lng: gate, L1a ... Lna: Anode, Ds ...: Diode, Dtp: Zener diode, Cs ...: Capacitor

Claims (9)

スイッチング信号を出力する信号回路と、このスイッチング信号によりスイッチング素子をオン/オフ制御して直流入力電圧をスイッチングするスイッチング回路と、スイッチングされた入力電圧を昇圧する昇圧トランスと、この昇圧トランスの出力電圧を整流するとともに、少なくとも、電界放出型ランプのゲートに供給するためのゲート用直流電圧及びアノードに供給するためのアノード用直流電圧を出力する整流回路とを備える電界放出型ランプの駆動装置であって、前記ゲート用直流電圧が入力し、複数のゲート用安定化電圧を出力する電圧安定化回路と、各ゲート用安定化電圧がそれぞれ入力し、少なくとも電圧の大きさを調整したゲート印加電圧を出力して複数の電界放出型ランプのゲートにそれぞれ印加する複数のゲート電圧制御回路とを具備してなることを特徴とする電界放出型ランプの駆動装置。   A signal circuit that outputs a switching signal, a switching circuit that switches a DC input voltage by controlling on / off of the switching element by the switching signal, a step-up transformer that steps up the switched input voltage, and an output voltage of the step-up transformer And a rectifier circuit that outputs at least a DC voltage for the gate to be supplied to the gate of the field emission lamp and a DC voltage for the anode to be supplied to the anode. A voltage stabilizing circuit for inputting the gate DC voltage and outputting a plurality of gate stabilizing voltages, and for each gate stabilizing voltage being input, and at least a gate applied voltage whose voltage is adjusted. Multiple gate voltages that are output and applied to the gates of multiple field emission lamps, respectively Field emission lamp driving apparatus characterized by comprising; and a control circuit. 前記整流回路は、直列接続した複数のダイオード及び直列接続した複数のコンデンサを組合わせて構成した多倍電圧整流回路を用い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。   2. The field emission lamp driving device according to claim 1, wherein the rectifier circuit uses a multiple voltage rectifier circuit configured by combining a plurality of diodes connected in series and a plurality of capacitors connected in series. 前記電圧安定化回路は、複数の電圧制御素子を順次シリーズ接続した耐圧化入力回路を有するとともに、この耐圧化入力回路の電圧入力部に、前記整流回路から出力する前記ゲート用直流電圧を入力し、かつ前記複数の電圧制御素子のうち最小電圧が付加される電圧制御素子(第一特定電圧制御素子)から前記ゲート用安定化電圧を出力させるとともに、当該第一特定電圧制御素子の制御入力部に、前記ゲート用安定化電圧を安定化させる安定化制御信号を付与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 voltage stabilization circuit includes a voltage-proof input circuit in which a plurality of voltage control elements are sequentially connected in series, and the gate DC voltage output from the rectifier circuit is input to a voltage input portion of the voltage-proof input circuit. And outputting the gate stabilization voltage from a voltage control element (first specific voltage control element) to which a minimum voltage is added among the plurality of voltage control elements, and a control input unit of the first specific voltage control element 3. The field emission lamp driving device according to claim 1, further comprising a stabilization control signal for stabilizing the gate stabilization voltage. 前記電圧安定化回路は、前記第一特定電圧制御素子から出力する前記ゲート用安定化電圧を分圧する分圧回路と、この分圧回路から得る分圧電圧を、前記安定化制御信号として前記第一特定電圧制御素子の制御入力部に付与する電圧帰還回路とを備えることを特徴とする請求項3記載の電界放出型ランプの駆動装置。   The voltage stabilization circuit divides the gate stabilization voltage output from the first specific voltage control element, and a divided voltage obtained from the voltage division circuit as the stabilization control signal. 4. The field emission lamp driving device according to claim 3, further comprising a voltage feedback circuit applied to a control input section of the one specific voltage control element. 前記電圧帰還回路は、前記第一特定電圧制御素子の電圧出力部と前記制御入力部間にコレクタとエミッタを接続した帰還用トランジスタを有し、前記分圧回路から得る分圧電圧を、ツェナダイオードを介して前記帰還用トランジスタのベースに付与することを特徴とする請求項4記載の電界放出型ランプの駆動装置。   The voltage feedback circuit includes a feedback transistor in which a collector and an emitter are connected between a voltage output unit of the first specific voltage control element and the control input unit, and a divided voltage obtained from the voltage divider circuit is converted into a Zener diode. 5. The field emission type lamp driving device according to claim 4, wherein the field emission type lamp driving device is applied to the base of the feedback transistor via a base. 前記電圧安定化回路は、前記第一特定電圧制御素子の前記電圧出力部から出力する前記ゲート用安定化電圧(第1ゲート用安定化電圧)を第1のゲート電圧制御回路(第1ゲート電圧制御回路)に付与するとともに、前記第1ゲート用安定化電圧を複数の他のゲート用安定化電圧に分圧する分圧出力回路を有し、当該分圧出力回路から得る各ゲート用安定化電圧をそれぞれ第Nゲート用安定化電圧(Nは2,3…n、また、nは整数)として第Nゲート電圧制御回路にそれぞれ付与することを特徴とする請求項4又は5記載の電界放出型ランプの駆動装置。   The voltage stabilization circuit outputs the gate stabilization voltage (first gate stabilization voltage) output from the voltage output unit of the first specific voltage control element to a first gate voltage control circuit (first gate voltage). Control circuit) and a voltage dividing output circuit for dividing the first gate stabilizing voltage into a plurality of other gate stabilizing voltages, and each gate stabilizing voltage obtained from the divided output circuit 6. The field emission type according to claim 4, wherein the Nth gate voltage control circuit is provided as a stabilization voltage for the Nth gate (N is 2, 3... N, and n is an integer). Lamp drive device. 前記分圧出力回路は、シリーズ接続した複数の電圧制御素子を有することを特徴とする請求項6記載の電界放出型ランプの駆動装置。   7. The field emission lamp driving apparatus according to claim 6, wherein the divided voltage output circuit includes a plurality of voltage control elements connected in series. 前記ゲート電圧制御回路は、前記ゲート印加電圧を制御用電圧により制御する電圧調整回路を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の電界放出型ランプの駆動装置。   The field emission lamp driving device according to claim 1, wherein the gate voltage control circuit includes a voltage adjustment circuit that controls the gate applied voltage with a control voltage. 前記電圧制御素子は、FET(電界効果トランジスタ)を用いることを特徴とする請求項3〜8のいずれかに記載の電界放出型ランプの駆動装置。   9. The field emission lamp driving apparatus according to claim 3, wherein the voltage control element is an FET (field effect transistor).
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