JP3259016B2 - 蛍光灯調光回路 - Google Patents

蛍光灯調光回路

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JP3259016B2
JP3259016B2 JP02530795A JP2530795A JP3259016B2 JP 3259016 B2 JP3259016 B2 JP 3259016B2 JP 02530795 A JP02530795 A JP 02530795A JP 2530795 A JP2530795 A JP 2530795A JP 3259016 B2 JP3259016 B2 JP 3259016B2
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、蛍光灯調光回路に関
し、特に、液晶のバックライト用蛍光灯の調光回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】蛍光灯調光回路の従来例を図7を参照し
て説明する。図7において、705は調光されるべき蛍
光灯である。704は蛍光灯705に直列に接続されて
安定器として動作するコンデンサを示す。703は蛍光
灯705に電力を導入するトランスであり、その2次巻
線は蛍光灯705およびコンデンサ704に直列接続し
ている。702は自励発振回路であり、その出力により
トランス703の1次巻線を励磁する。701はパルス
幅制御回路、700はパルス幅制御回路701に入力さ
れる調光信号である。
【0003】ここで、トランス703の1次巻線を自励
発振回路702により励磁して2次巻線に1000V、
数10kHz程度の連続したAC電圧を発生し、このA
C電圧を直列接続した安定器であるコンデンサ704お
よび蛍光灯705に印加し、この蛍光灯705を点灯す
る。そして、パルス幅制御回路701は、調光信号に応
じて数100Hzの出力パルスを自励発振回路702に
供給し、図8に示される如くAC電圧を間欠的に発生し
て調光するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述された従来の蛍光
灯調光回路は、調光信号700に対応するパルス幅制御
回路701の発生出力である数100Hzのパルス幅変
調出力によりパルス幅変調された自励発振回路702の
数10kHzのAC電圧出力により蛍光灯705を間欠
動作させるものである。この調光回路により蛍光灯を低
輝度発光させるには、AC電圧のOFF期間を長くする
のであるが、定格点灯の1/5以下にする様にOFF期
間を長く調光すると、蛍光灯の両端近傍の領域の表面輝
度が中央部の領域の表面輝度と比較して暗くなる輝度ム
ラが発生したり、或は消灯するに到る。
【0005】蛍光灯を液晶バックライトとして使用する
場合、蛍光灯表面の輝度ムラは液晶表面の輝度ムラの原
因となり、背光がないため液晶表示しないという問題を
生ずることとなる。この発明は、調光比が定格点灯の1
/1000であっても蛍光灯に輝度ムラを生ずることな
く、均一に発光させる上述の問題を解消した蛍光灯調光
回路を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1パルス制御回路10
1と第1駆動回路102とより成る第1調光回路と、第
2パルス制御回路107と第2駆動回路108とより成
る第2調光回路の2個の調光回路を具備し、第1駆動回
路102の出力と第2駆動回路108の出力により低輝
度領域においては高電圧でデューティファクタの小さい
AC電圧を蛍光灯113に印加すると共に、高輝度領域
においては低電圧でデューティファクタの大きいAC電
圧を蛍光灯113に印加する蛍光灯調光回路を構成し
た。
【0007】そして、蛍光灯113を低輝度領域から高
輝度領域まで変化する調光信号に対応して、繰り返し周
波数が約100Hzから数10kHzまではパルス幅を
数100nSに固定して繰り返し周波数を上昇する周波
数変調によりパルス出力すると共に、繰り返し周波数が
数10kHz以上においては繰り返し周波数を固定して
パルス幅を数100nSから10数μSにまで拡張する
パルス幅変調によりパルス出力する第1パルス制御回路
101を具備し、低輝度領域から高輝度領域まで変化す
る調光信号に対応して、第1パルス制御回路101にお
ける繰り返し周波数に同期しながら周波数約100Hz
から数10kHzまではパルス幅を数100nSに固定
して繰り返し周波数を上昇する周波数変調によりパルス
出力すると共に、繰り返し周波数が数10kHz以上に
おいては繰り返し周波数を固定してパルス幅を数100
nSから0nSにまで縮小するパルス幅変調によりパル
ス出力する第2パルス制御回路107を具備し、第1パ
ルス制御回路101の出力パルスを入力し、この入力パ
ルスにより第1トランス106の1次巻線をプッシュプ
ル駆動し、第1トランス106の2次巻線から約数10
0VのAC電圧を出力する第1駆動回路102を具備
し、第2パルス制御回路107の出力パルスを入力し、
この入力パルスにより第2トランス112の1次巻線を
プッシュプル駆動し、第2トランス112の2次巻線か
ら約2000〜3000VのAC電圧を出力する第2駆
動回路108を具備し、第1駆動回路102の第1トラ
ンス106の2次巻線と第2駆動回路108の第2トラ
ンス112の2次側線と蛍光灯113とを直列接続した
蛍光灯調光回路を構成した。
【0008】
【実施例】この発明の実施例を図1を参照して説明す
る。この発明は、第1パルス制御回路101と第1駆動
回路102とより成る第1調光回路と、第2パルス制御
回路107と第2駆動回路108とより成る第2調光回
路の2個の調光回路を具備し、第1駆動回路102の出
力と第2駆動回路108の出力により低輝度領域におい
ては高電圧でデューティファクタの小さいAC電圧を蛍
光灯113に印加すると共に高輝度領域においては低電
圧でデューティファクタの大きいAC電圧を蛍光灯11
3に印加する蛍光灯調光回路である。
【0009】更に具体的に説明するに、第1調光回路を
構成する第1パルス制御回路101は、入力される調光
信号に比例して繰り返し周波数変調とパルス幅変調を組
み合わせた変調を施されたパルスを出力する回路であ
る。即ち、蛍光灯を低輝度領域から高輝度領域まで変化
する調光信号に対応して、繰り返し周波数が約100H
zから数10kHzまではパルス幅を数100nSに固
定して繰り返し周波数を上昇する周波数変調によりパル
ス出力すると共に、繰り返し周波数が数10kHz以上
においては繰り返し周波数を固定してパルス幅を数10
0nSから10数μSにまで拡張するパルス幅変調によ
りパルス出力する。
【0010】図2をも参照して具体的に説明するに、こ
の第1パルス制御回路101は、定格輝度の1/100
0〜1/数10の低輝度領域においては、パルス幅が数
100nSに固定され、入力される調光信号に比例して
繰り返し周波数のみ約100Hzないし数10kHzの
範囲内において連続的に変化するパルスを発生、出力す
る。そして、この第1パルス制御回路101は、定格輝
度の1/数10ないし1/1の高輝度領域においては、
図3を参照するに、繰り返し周波数は数10kHzに固
定し、入力される調光信号に比例してパルス幅を数10
0nSないし10数μSの範囲内において連続的に変化
するパルスを発生、出力する。この第1パルス制御回路
101は、この様に、低輝度領域においてはデューティ
ファクタの小さいパルスを発生出力するが、高輝度領域
においてはデューティファクタの大きいパルスを発生、
出力する。
【0011】第2調光回路を構成する第2パルス制御回
路107は、調光信号に比例する周波数変調と調光信号
に反比例するパルス幅変調を組み合わせたパルスを発
生、出力する回路である。即ち、低輝度領域から高輝度
領域まで変化する調光信号に対応して、第1パルス制御
回路における繰り返し周波数に同期しながら周波数約1
00Hzから数10kHzまではパルス幅を数100n
Sに固定して繰り返し周波数を上昇する周波数変調によ
りパルス出力すると共に、繰り返し周波数が数10kH
z以上においては繰り返し周波数を固定してパルス幅を
数100nSから0nSにまで縮小するパルス幅変調に
よりパルス出力する。
【0012】この第2パルス制御回路107を具体的に
説明するに、定格輝度の1/1000ないし1/数10
の低輝度領域においては、第1パルス制御回路101の
出力パルスに同期すると共に繰り返し周波数およびパル
ス幅についてもこの出力パルスと同一のパルスを発生、
出力する。この第2パルス制御回路107は、定格輝度
の1/数10ないし1/1の高輝度領域においては、図
4を参照するに、繰り返し周波数を数10kHzに固定
し、調光信号に反比例してパルス幅を数100nSない
し0nSの範囲内において連続的に変化するパルスを発
生、出力する。第2パルス制御回路107は、この様
に、低輝度領域においてはデューティファクタの小さい
パルスを発生出力するが、高輝度領域においては更にデ
ューティファクタの小さい最終的には零のパルスを発生
出力する。
【0013】次に、第1駆動回路102について説明す
るに、これは蛍光灯113を高輝度点灯する回路であ
る。即ち、第1パルス制御回路の出力パルスを入力し、
この入力パルスにより第1トランスの1次巻線をプッシ
ュプル駆動し、第1トランスの2次巻線から約数100
VのAC電圧を出力する回路である。この第1駆動回路
102を図5をも参照して具体的に説明するに、第1パ
ルス制御回路101の出力パルスを入力し、入力された
パルスをトグル回路103により図5に示される如くに
時間的に交互にずらしてトランジスタ104およびトラ
ンジスタ105に印加し、これらトランジスタを交互に
導通させ、第1トランス106の1次巻線をプッシュプ
ル駆動する。この様にして、第1トランス106の2次
巻線に、電圧ピーク値が約数100V、繰り返し周波数
およびパルス幅が第1パルス制御回路101の出力パル
スの繰り返し周波数およびパルス幅に等しいAC電圧が
発生する。第1トランス106の2次巻線に発生するこ
のAC電圧は、この2次巻線に第2トランス112の2
次巻線が直列に接続しているところから、約100〜2
00Vに電圧降下して蛍光灯113に印加され、これを
点灯させる。
【0014】ここで、蛍光灯113は、低輝度領域の場
合は、供給パルスの電圧を約2000〜3000Vの高
電圧とし、デューティファクタを小さくして駆動するも
のとする。この様にしないと、輝度ムラを生じ、或は消
灯するに到る。そして、高輝度領域の場合は、供給パル
スの電圧を約100〜200Vの低電圧とし、デューテ
ィファクタを大きくして駆動する。この様にしないと、
蛍光灯の劣化が急激に進行する。従って、低電圧でデュ
ーティファクタの大きいパルスを発生、出力する第1駆
動回路102は、蛍光灯113を高輝度領域において励
磁するに寄与する回路である。
【0015】蛍光灯113を低輝度点灯する回路である
第2駆動回路108を説明する。これは、第2パルス制
御回路の出力パルスを入力し、この入力パルスにより第
2トランスの1次巻線をプッシュプル駆動し、第2トラ
ンスの2次巻線から約2000〜3000VのAC電圧
を出力する回路である。この第2駆動回路108を具体
的に説明するに、第2パルス制御回路107の出力パル
スを入力し、入力されたパルスをトグル回路109によ
り図6に示される如くに時間的に交互にずらしてトラン
ジスタ110およびトランジスタ111に印加し、これ
らトランジスタを交互に導通させ、第2トランス112
の1次巻線をプッシュプル駆動する。この様にして、第
2トランス112の2次巻線に、電圧ピーク値が約20
00〜3000V、繰り返し周波数およびパルス幅が第
2パルス制御回路107の出力パルスの繰り返し周波数
およびパルス幅に等しいAC電圧が発生する。このAC
電圧は、第1トランス106の2次側電圧に重畳されて
蛍光灯113に印加され、これを点灯させる。この様に
して、第2駆動回路108の出力パルスは第2パルス制
御回路107の出力に依存し、低輝度領域においてはA
C電圧を出力するが、高輝度領域においてはAC電圧を
殆ど出力しなくなる。これは、上述した通り、蛍光灯は
低輝度領域においては約2000〜3000Vのランプ
電圧でデューティファクタの小さいパルスであれば輝度
ムラなしに均一に点灯することと、高輝度領域において
は蛍光灯の劣化破壊防止の見地から高電圧の印加を避け
なければならないことに対応する。従って、高電圧でデ
ューティファクタの小さいAC電圧を発生、出力する第
2駆動回路108は、蛍光灯113を低輝度領域におい
て励磁するに寄与する回路である。ここで、高輝度領域
においては、第2トランス112の2次巻線は、1次巻
線に入力がないところから、安定器として動作する。
【0016】以上のこの発明の蛍光灯調光回路は、低輝
度領域においては、第1駆動回路102および第2駆動
回路108の何れもが図2に示される第1パルス制御回
路101および第2パルス制御回路107の出力パルス
波形に対応して高電圧でデューティファクタの小さいA
C電圧を発生し、これらを重畳したAC電圧を蛍光灯1
13に印加する。そして、高輝度領域においては、第1
駆動回路102は図3に示される第1パルス制御回路1
01の出力パルス波形に対応して低電圧でデューティフ
ァクタの大きいAC電圧を蛍光灯113に印加するのに
対して、第2駆動回路108は図4に示される第2パル
ス制御回路107の出力パルス波形に対応して低電圧で
デューティファクタの極く小さいAC電圧を蛍光灯11
3に印加するに過ぎない。結局、高輝度領域において
は、第2駆動回路108は蛍光灯113を駆動すること
に殆ど貢献せず、第1駆動回路102が専ら低電圧でデ
ューティファクタの大きいAC電圧により蛍光灯113
を駆動することになる。
【0017】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明の蛍光灯
調光回路は、第1パルス制御回路101と第1駆動回路
102とより成る第1調光回路と、第2パルス制御回路
107と第2駆動回路108とより成る第2調光回路の
2個の調光回路を具備して、低輝度領域においては高電
圧でデューティファクタの小さいAC電圧を蛍光灯11
3に印加すると共に、高輝度領域においては低電圧でデ
ューティファクタの大きいAC電圧を蛍光灯113に印
加することにより、蛍光灯の劣化破壊を減少し、輝度ム
ラがなく1/1000から1/1定格点灯に到るまで幅
広い調光をすることができる。そして、この発明の蛍光
灯調光回路は、液晶のバックライト用蛍光灯の調光回路
として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例を説明するブロック図。
【図2】低輝度領域における第1パルス制御回路および
第2パルス制御回路の出力パルス波形を示す図。
【図3】高輝度領域における第1パルス制御回路の出力
パルス波形を示す図。
【図4】高輝度領域における第2パルス制御回路の出力
パルス波形を示す図。
【図5】トグル回路の入出力パルス波形を示す図。
【図6】他のトグル回路の入出力パルス波形を示す図。
【図7】従来例を説明するブロック図。
【図8】従来例の出力波形を示す図。
【符号の説明】
101 第1パルス制御回路 102 第1駆動回路 103 トグル回路 104 トランジスタ 105 トランジスタ 106 第1トランス 107 第2パルス制御回路 108 第2駆動回路 109 トグル回路 110 トランジスタ 111 トランジスタ 112 第2トランス 113 蛍光灯

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1パルス制御回路と第1駆動回路とよ
    り成る第1調光回路と、第2パルス制御回路と第2駆動
    回路とより成る第2調光回路の2個の調光回路を具備
    し、第1駆動回路の出力と第2駆動回路の出力により低
    輝度領域においては高電圧でデューティファクタの小さ
    いAC電圧を蛍光灯に印加すると共に、高輝度領域にお
    いては低電圧でデューティファクタの大きいAC電圧を
    蛍光灯に印加することを特徴とする蛍光灯調光回路であ
    って、 上記第1パルス制御回路は、上記 蛍光灯を低輝度領域か
    ら高輝度領域まで変化する調光信号に対応して、繰り返
    し周波数が約100Hzから数10kHzまではパルス
    幅を数100nSに固定して繰り返し周波数を上昇する
    周波数変調によりパルス出力すると共に、繰り返し周波
    数が数10kHz以上においては繰り返し周波数を固定
    してパルス幅を数100nSから10数μSにまで拡張
    するパルス幅変調によりパルス出力し、 上記第2パルス制御回路は、 低輝度領域から高輝度領域
    まで変化する調光信号に対応して、上記第1パルス制御
    回路における繰り返し周波数に同期しながら周波数約1
    00Hzから数10kHzまではパルス幅を数100n
    Sに固定して繰り返し周波数を上昇する周波数変調によ
    りパルス出力すると共に、繰り返し周波数が数10kH
    z以上においては繰り返し周波数を固定してパルス幅を
    数100nSから0nSにまで縮小するパルス幅変調に
    よりパルス出力し、 上記第1駆動回路は、上記 第1パルス制御回路の出力パ
    ルスを入力し、この入力パルスにより第1トランスの1
    次巻線をプッシュプル駆動し、第1トランスの2次巻線
    から約数100VのAC電圧を出力し、 上記第2駆動回路は、上記 第2パルス制御回路の出力パ
    ルスを入力し、この入力パルスにより第2トランスの1
    次巻線をプッシュプル駆動し、第2トランスの2次巻線
    から約2000〜3000VのAC電圧を出力し 上記 第1駆動回路の第1トランスの2次巻線と上記第2
    駆動回路の第2トランスの2次側線と上記蛍光灯とを直
    列接続した、 ことを特徴とする蛍光灯調光回路。
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