JP2500508Y2 - 電界発光灯の点灯回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、面光源や液晶ディスプレイのバックライト
等に利用される電界発光灯の点灯回路に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

有機分散型電界発光灯は、フレキシブル、軽量、安
価、薄い等の理由により広く賞用されており、特に各種
計測器等の文字、図形の液晶ディスプレイのバックライ
トとして利用される。

上記電界発光灯を駆動する際しては、直流電圧をイン
バータを介して高周波、高電圧の交流電圧に変換して点
灯させており、例えば第２図に示すブロッキング発振方
式のインバータ（DA₀）が用いられる。

上記インバータ（DA₀）は、電界発光灯（EL）に接続
したトランス（Ｔ）と、トランス（Ｔ）の二次側に電界
発光灯（EL）に並列接続したコンデンサ（Co）と、入力
端子（Vi₁）（Vi₂）とトランス（Ｔ）間に設けられたス
イッチング回路（So）とからなる。そして、入力端子
（Vi₁）（Vi₂）に印加した直流電圧Vccを、スイッチン
グ回路（So）のトランジスタ（Qo）のON-OFF動作によっ
て交流電圧に変換してトランス（Ｔ）の一次側に印加
し、この一次側電圧にトランス（Ｔ）の一次巻線と二次
巻線の巻数比較比Ｎ₂/N₁をかけて得られる二次側の出力
電圧を電界発光灯（EL）に印加するものである。

上記ブロッキング発振方式インバータ（DA₀）は、電
界発光灯用として主に用いられているが、近年、小型、
高効率化の要求より第３図に示す直列共振型インバータ
（DA₁）も使用されるようになってきた。上記直列共振
型インバータ（DA₁）は、同図に示すように、電界発光
灯（EL）とチョークコイル（CH）の直列共振回路と、チ
ョークコイル（CH）に固定端子（Ｐ₁）を接続すると共
に、上記直列共振回路の共振電流に同期して切り換わる
スイッチング回路（Ｓ₁）と、スイッチング回路（Ｓ₁）
の一対の切り換え端子（Ｐ₂）（Ｐ₃）に正負各電極を接
続した直流電源（Vcc）とを具備し、更に上記直列共振
回路の電界発光灯（EL）側を電源の負側に接続したもの
である。

上記構成においてまずスイッチング回路（Ｓ₁）が端
子（Ｐ₂）に切り換えられているとすると、電界発光灯
（EL）にチョークコイル（CH）を介して直流電圧Vcc
（但し、参照符号と共用する。）が印加され、充電電流
Ｉ₁が流れて容量性の電界発光灯（EL）に電荷が蓄積さ
れていく。この時のチョークコイルの起電圧の瞬時値を とすると、電界発光灯（EL）には の電圧が加わる。次に、充電電圧Ｖ_ELが高くなって充電
電流（Ｉ₁）がなくなると、充電電荷の放電が始まって
放電電流（Ｉ₂）が逆向きに流れ始める。そうすると、
放電電流Ｉ₂）に同期してスイッチング回路（Ｓ₁）が端
子（Ｐ₃）に切り換わり、電界発光灯（EL）に逆向きに
電荷が蓄積されていく。この時のチョークコイルの起電
圧の瞬時値を とすると、電界発光灯（EL）には電圧 のみ加わる。そして、放電電流（Ｉ₂）がなくなると、
再び充電電流Ｉ₁が流れ始めて同様の動作を繰り返し、
電界発光灯（EL）に交流電流が流れて点灯する。

ここで、上記インバータ（DA₁）では電界発光灯（E
L）の充放電時で加わる電圧が、それぞれ 及び となって不均衡になり、平均的に直流電圧（Vcc）が電
界発光灯（EL）に加わる。そうすると、電界発光灯（E
L）の透明電極に金や銀等の集電極を印刷して抵抗を下
げている場合、マイグレーションによって集電極の金や
銀の結晶が直流分電圧（Vcc）により成長し、絶縁層を
突き破り、信頼性を低下させることがある。

そこで、第４図に示すように、２個の直流電源 を用いた共振型インバータ（DA₂）も知られている。相
違する点は、１個の直流電源（Vcc）に代えて、直列接
続した２個の直流電源 を用いたことで、その両端の正負電極をスイッチング回
路（Ｓ₁）の切り換え端子（Ｐ₂）（Ｐ₃）に接続すると
共に、直流電源 の中間接続点を電界発光灯（EL）に接続する。そうする
と、スイッチング回路（Ｓ₁）が端子（Ｐ₂）側に切り換
わっている場合、一方の直流電源 によって充電電流Ｉ₃が流れ、電界発光灯（EL）が充電
されていく。この時のチョークコイルの起電圧の瞬時値
を とすると、電界発光灯（EL）に の電圧が加わる。次に、充電電流Ｉ₃がなくなって逆向
きの電流（Ｉ₄）が流れ始めると、スイッチング回路
（Ｓ₁）が端子（Ｐ₃）側に切り換わり、他方の直流電源 によって電界発光灯（EL）が逆向きに充電されていき、
その時の充電電流が（Ｉ₄）となる。この時のチョーク
コイルの起電圧の瞬時値を とすると、電界発光灯（EL）に の電圧が加わる。そこで、電界発光灯（EL）の充放電時
で加わる電圧がそれぞれ 及び となって均衡し、直流分電圧が電界発光灯（EL）に加わ
らなくなる。

次に、上記直列共振型インバータ（DA₂）の総括的構
成をスイッチング回路（Ｓ₁）の具体例を含めて第５図
を参照して示す。図においてスイッチング回路（Ｓ₁）
は、直流電源 の正極にエミッタを接続したPNP型トランジスタ（Ｑ₁）
と、トランジスタ（Ｑ₁）のベースとチョークコイル（C
H）の間に抵抗（Ｒ₁）を介してコレクタとエミッタを挿
入したNPN型トランジスタ（Ｑ₂）と、直流電源（Vcc）
の負極とトランジスタ（Ｑ₁）のコレクタとの間にエミ
ッタとコレクタを挿入したNPN型トランジスタ（Ｑ₃）
と、トランジスタ（Ｑ₃）のベースとチョークコイル（C
H）の間に抵抗Ｒ₃を介してコレクタとエミッタを挿入し
たPNP型トランジスタ（Ｑ₄）と、トランジスタ（Ｑ₂）
（Ｑ₄）の各ベースとトランジスタ（Ｑ₁）（Ｑ₃）の各
コレクタとを接続し、その接続点とチョークコイル（C
H）の間に挿入した抵抗（Ｒ₄）とからなる。

上記構成において、まず共振電流（第４図の充電電
流）（Ｉ₃）が流れたとすると、その電流（Ｉ₃）は、ト
ランジスタ（Ｑ₂）のベースにも流れるので、トランジ
スタ（Ｑ₂）が導通してトランジスタ（Ｑ₁）のベース電
流が抵抗（Ｒ₁）を介して流れ、トランジスタ（Ｑ₁）が
導通する。そこで、チョークコイル（CH）には直流電源 の電圧が印加され、電界発光灯（EL）へも直流電源 が印加されてその静電容量へ電荷が充電される。次に、
共振作用により電流（Ｉ₃）が減少して逆方向の電流
（Ｉ₄）が流れると、トランジスタ（Ｑ₂）のベース電流
は流れなくなってトランジスタ（Ｑ₂）そして（Ｑ₁）が
順次、遮断すると共に、トランジスタ（Ｑ₄）のベース
電流が流れ、抵抗（Ｒ₃）を介してトランジスタ（Ｑ₃）
が導通する。そこで、チョークコイル（CH）は直流電源 の負極につながって、電界発光灯（EL）へ充電された電
荷は放電する。この放電電流（Ｉ₄）もやがて減少し、
共振作用により電流（Ｉ₃）となった時点でトランジス
タ（Ｑ₃）（Ｑ₄）が遮断し、トランジスタ（Ｑ₁）
（Ｑ₂）が導通する。上記動作を繰り返して電界発光灯
（EL）へは交流電流が流れ、電界発光灯（EL）は点灯し
続ける。

ここで、上記インバータ（DA₂）によれば、電界発光
灯（EL）への印加電圧は均衡になるが、２個の直流電源 を必要とするため、第６図に示すように、一個の直流電
源（Vcc）により印加電圧の均衡を図ったインバータ（D
A₃）も知られている。上記インバータ（DA₃）は、同図
に示すように、直流電源（Vcc）に抵抗（Ｒ₄）と
（Ｒ₅）の直列接続を並列に接続して分圧し、その分圧
点（Ｐ₄）を電界発光灯（EL）に接続したものである。
そして、抵抗（Ｒ₄）（Ｒ₅）の各両端の電圧が第５図に
示す直流電源 に対応し、その動作は同様である。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、上述した共振型インバータ（DA₁）（DA₂）
（DA₃）によれば、電界発光灯（EL）がたまたま内部や
端子間で短絡した場合、通常回路ではチョークコイル
（CH）の抵抗分と印加電圧で決まる異常電流が継続して
流れ、トランジスタ（Ｑ₁）やチョークコイル（CH）等
が発熱して破損するという不具合があった。又、特にイ
ンバータ（DA₁）では直流電源（Vcc）は１個で良いが、
直流分電圧が電界発光灯（EL）に印加され、又、インバ
ータ（DA₂）では電界発光灯（EL）の印加電圧は均衡し
て直流分の印加はなくなるが、２個の直流電源 を必要とする。更にインバータ（DA₃）では抵抗（Ｒ₄）
（Ｒ₅）に電流が流れるため、抵抗による損失が生じる
という不具合がある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、電界発光灯とチョークコイルの直列共振回
路と、上記直列共振回路の一端に固定端子を接続したス
イッチング回路と、上記スイッチング回路の一対の切り
換え端子に正負各電極を接続した直流電源とを具備し、
上記直列共振回路の共振電流に同期してスイッチング回
路を切り換えて直流電源をスイッチングし、上記電界発
光灯を点灯させる回路において、上記直流電源の各極間
に、２個のコンデンサを直列接続してなる分圧回路を並
列に挿入して各コンデンサに抵抗を並列接続すると共
に、その分圧点を上記直列共振回路の他端に接続したこ
とを特徴とする。

〔作用〕

上記技術的手段によれば、コンデンサからなる分圧回
路により１個の直流電源を分圧して、２つの分圧電圧を
共振作用に伴って交互に電界発光灯に印加し、且つ、電
界発光灯の短絡時に上記分圧回路により回路を保護す
る。

〔実施例〕

本考案の実施例を第１図を参照して以下に説明する。
第５図及び第６図と同一参照符号は同一物を示しその説
明を省略する。相違する点は、電界発光灯（EL）に流れ
る正逆方向の各電流が等しいことを利用し、第６図に示
すインバータ（DA₃）における抵抗（Ｒ₄）（Ｒ₅）から
なる分圧回路に代えて、容量の等しいコンデンサ
（Ｃ₁）（Ｃ₂）の直列接続からなる分圧回路を１個の直
流電源（Vcc）に並列に挿入し、かつ、各コンデンサ
（Ｃ₁）（Ｃ₂）に洩れ電流による電圧変動防止用の大き
いの抵抗（Ｒ₆（Ｒ₇）をそれぞれ並列接続したことであ
る。

上記構成において図の矢印方向に電流（Ｉ₅）が流れ
たとすると、スイッチング回路（Ｓ₁）のトランジスタ
（Ｑ₂）（Ｑ₁）が順序、導通してコンデンサ（Ｃ₁）の
端子間電圧（Vc₁）が電界発光灯（EL）に印加される。
次に、共振作用により電流（Ｉ₅）が減って図の矢印方
向に電流（Ｉ₆）が流れたとすると、スイッチング回路
（Ｓ₁）のトランジスタ（Ｑ₄）（Ｑ₃）が順次、導通し
てコンデンサ（Ｃ₂）の端子間電圧（Vc₂）が電界発光灯
（EL）に印加される。上記動作を繰り返して電界発光灯
（EL）に交流電圧が印加されて電界発光灯（EL）は点灯
し続ける。

そこで、上記構成によれば、充電時以外にはコンデン
サ（Ｃ₁）（Ｃ₂）に直流電流が流れなくなるため、抵抗
分による損失が低下する。又、電界発光灯（EL）の短絡
時に異常電流が流れても短絡回路極性の電圧がコンデン
サ（Ｃ₁）（Ｃ₂）によって低下し、トランジスタ
（Ｑ₁）やチョークコイル（CH）等に過電流が流れなく
なり、回路を保護できる。更に、１個の直流電源（Vc
c）で電界発光灯（EL）への印加電圧を充放電時で均衡
させることができ、直流分電圧の印加を防止できる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、電界発光灯の点灯回路としての直列
共振型のインバータにおいて、１個の直流電源を容量の
等しい２個のコンデンサからなる分圧回路により分圧し
て２つの分圧電圧を共振作用により交互に電界発光灯に
印加するようにしたから、電界発光灯の短絡時にコンデ
ンサによって回路を保護でき、かつ、抵抗分による損失
が低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る電界発光灯の点灯回路の実施例を
示す回路図、第２図は従来例を示すブロッキング発振方
式インバータの回路図、第３図と第４図と第５図と第６
図は従来例を示す共振型インバータの各回路図で、第３
図は１個の直流電源を用いた時、第４図は２個の直流電
源を用いた時、第５図は第４図の総括的構成、第６図は
１個の直流電源を抵抗で分圧した時の各具体例を示すブ
ロック図を含む各回路図である。 （EL）……電界発光灯、（CH）……チョークコイル、
（Ｓ₁）……スイッチング回路、（Vcc）……直流電源、
（Ｃ₁）（Ｃ₂）……コンデンサ、（Ｒ₆）（Ｒ₇）……抵
抗。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電界発光灯とチョークコイルの直列共振回
   路と、上記直列共振回路の一端に固定端子を接続したス
   イッチング回路と、上記スイッチング回路の一対の切り
   換え端子に正負各電極を接続した直流電源とを具備し、
   上記直列共振回路の共振電流に同期してスイッチング回
   路を切り換えて直流電源をスイッチングし、上記電界発
   光灯を点灯させる回路において、 上記直流電源の各極間に、２個のコンデンサを直列接続
   してなる分圧回路を挿入して各コンデンサに抵抗を並列
   接続すると共に、その分圧点を上記直列共振回路の他端
   に接続したことを特徴とする電界発光灯の点灯回路。