JP4514118B2

JP4514118B2 - 圧電トランス駆動回路及びそれを備えた冷陰極管点灯装置

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Inventors: 雄二野笹; 勇作吉松
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Filing date: 2004-08-13
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Description

本発明は、１対の１次電極に間欠的に印加される交流の電圧を昇圧して２次電極から出力する圧電トランスを駆動する圧電トランス駆動回路及びその圧電トランス駆動回路を備えた冷陰極管点灯装置に関する。

液晶パネルのバックライト光源は、一般的に冷陰極管が使用される。その冷陰極管を点灯させるべくそれに交流の高電圧を印加するものとして、例えば１対の１次電極と１個の２次電極を有した圧電トランスが用いられている。そして、交流の高電圧の周波数（例えば６０ＫＨｚ）よりも低い周波数（例えば２００Ｈｚ）で間欠的に高電圧を印加し、その間欠動作における印加動作期間と印加動作停止期間の割合を制御することで冷陰極管の輝度を調整することができる。この方式はバースト調光と呼ばれ、圧電トランスを駆動する圧電トランス駆動回路にこの方式を実現する回路が組み込まれている（例えば特許文献１）。

このような圧電トランス駆動回路及びそれを備えた冷陰極管点灯装置を図３に示す。この冷陰極管点灯装置５１は、いわゆるプッシュプル型の圧電トランス駆動回路５５と、圧電トランス駆動回路５５により駆動され、１対の１次電極５６ａ、５６ｂに印加される交流の電圧を昇圧して２次電極５６ｃから高電圧を出力する圧電トランス５６と、圧電トランス５６の２次電極５６ｃに負荷として接続された冷陰極管５７と、冷陰極管５７と直列に接続されたインピーダンス素子５８と、を有して成る。

圧電トランス５６は、１対の１次電極５６ａ、５６ｂに交流の電圧が印加されると、圧電効果によりそれを昇圧して高電圧を２次電極５６ｃから出力する。冷陰極管５７は、圧電トランス５６が出力する高電圧を印加されることにより点灯する。図４は１次電極５６ａ、５６ｂの交流の周波数に対する圧電トランス５６の昇圧比を示したものであり、冷陰極管５７に管電流Ｉ_ＦＬが流れていないとき（非点灯時）を曲線Ａ、冷陰極管５７に管電流Ｉ_ＦＬが流れているとき（点灯時）を曲線Ｂとして示している。圧電トランス５６の昇圧比は、周波数に依存し、点灯時には共振周波数ｆ_０でピークとなる。実際には、共振周波数ｆ_０付近でそれよりも少し高い周波数ｆ_１で使用される。１次電極５６ａ、５６ｂの交流がこの周波数ｆ_１になるように、インピーダンス素子５８と圧電トランス駆動回路５５により、管電流Ｉ_ＦＬがフィードバック制御される。

圧電トランス駆動回路５５は、２次電極５６ｃに接続される負荷の状態を示す信号としてインピーダンス素子５８の信号を検波してそのピーク電圧又は平均電圧を出力する検波回路（ＣＤＥＴ）６１と、検波電圧入力端子ＥＩＮを介して入力される検波回路６１の出力電圧と誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１とを比較し、その差に応じた電圧を発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴから出力する誤差増幅回路６２と、誤差増幅回路６２の出力電圧により制御され、基準周波数（例えば１２０ＫＨｚ程度）の発振クロックＣＬＫ及びそれに同期した三角波信号Ｔ１を出力する電圧制御発振器（ＶＣＯ）６３と、圧電トランス５６の一方の１次電極５６ａに印加される交流の電圧を直列接続の抵抗から成る減衰器６４により減衰させて入力して検出し、そのピーク電圧又は平均電圧を出力する印加電圧検出回路（ＶＤＥＴ）６５と、印加電圧検出回路６５の出力電圧を反転入力端子に、第２の誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ２を非反転入力端子に入力して比較し、差電圧を増幅して出力する第２の誤差増幅回路６６と、第２の誤差増幅回路６６の出力電圧を非反転入力端子に、電圧制御発振器６３の三角波信号Ｔ１を反転入力端子に入力して比較し、ＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ比較器６７と、ＰＷＭ比較器６７のＰＷＭ信号を一の入力端子に、後述のバースト比較器８０が出力する間欠信号ＢＵＲＳＴを他の入力端子に入力するＡＮＤ回路６８と、ＡＮＤ回路６８の出力信号を反転バッファ６９を介してゲートに入力し、駆動出力用電源電圧Ｖ_ＣＣにソースが接続されたＰ型ＭＯＳトランジスタ７０と、電圧制御発振器６３の発振クロックＣＬＫを分周して出力する分周器（ＤＩＶ）７１と、分周器７１の出力をバッファ７２を介してゲートに入力し、ソースが接地され、圧電トランス５６の一方の１次電極５６ａにドレインが接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタ７３と、分周器７１の出力を反転バッファ７４を介してゲートに入力し、ソースが接地され、圧電トランス５６の他方の１次電極５６ｂにドレインが接続されたＮ型ＭＯＳトランジスタ７５と、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ７３のドレインに一端が接続され、前述のＰ型ＭＯＳトランジスタ７０のドレインに他端が接続されたインダクタ７６と、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ７５のドレインに一端が接続され、Ｐ型ＭＯＳトランジスタ７０のドレインに他端が接続されたインダクタ７７と、Ｐ型ＭＯＳトランジスタ７０のドレインにカソードが接続され、アノードが接地された環流ダイオード７８と、を有して成る。

更に、この圧電トランス駆動回路５５は、冷陰極管５７の輝度調整用の制御電圧Ｖ_ＢＣＮＴが入力される入力端子ＢＣＮＴを有し、高電圧印加の間欠動作の周波数（例えば２００Ｈｚ）の三角波信号Ｔ２を出力する発振器（ＯＳＣ）７９と、発振器７９の三角波信号Ｔ２を非反転入力端子に、制御電圧Ｖ_ＢＣＮＴを反転入力端子に入力して比較し、間欠信号ＢＵＲＳＴを出力するバースト比較器８０と、を有して成る。バースト比較器８０が出力する間欠信号ＢＵＲＳＴは、前述した誤差増幅回路６２に間欠信号入力端子ＢＩＮを介して入力される。

次に、圧電トランス駆動回路５５の動作を説明する。冷陰極管５７に流れる管電流Ｉ_ＦＬはインピーダンス素子５８により検出されて電圧信号に変換され、その電圧信号は検波回路６１により検波されてそのピーク電圧又は平均電圧が出力される。この検波回路６１の出力電圧は誤差増幅回路６２において誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１と比較され、それら２つの電圧の差に応じた電圧が出力される。電圧制御発振器６３は、その誤差増幅回路６２の出力電圧により制御され、その電圧に応じた基準周波数の発振クロックＣＬＫ及び三角波信号Ｔ１を出力する。電圧制御発振器６３が出力する三角波信号Ｔ１はＰＷＭ比較器６７において第２の誤差増幅回路６６の出力電圧と比較される。その比較結果のＰＷＭ信号がＰＷＭ比較器６７から出力され、ＡＮＤ回路６８を介して反転バッファ６９により反転されてＰ型ＭＯＳトランジスタ７０のゲートに出力される。一方、電圧制御発振器６３が出力する発振クロックＣＬＫは分周器７１により分周され、バッファ７２及び反転バッファ７４を通ってＮ型ＭＯＳトランジスタ７３のゲート及びＮ型ＭＯＳトランジスタ７５のゲートに入力され、その２個のトランジスタを交互にオン・オフさせる。Ｎ型ＭＯＳトランジスタ７３がオンし、かつＰ型ＭＯＳトランジスタ７０がオンすると、駆動出力用電源電圧Ｖ_ＣＣからインダクタ７６に電流が流れてエネルギーが蓄積される。次の周期で、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ７３がオフすると、蓄積されたエネルギーに応じた電圧が発生して圧電トランス５６の一方の１次電極５６ａに印加される。また、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ７３がオフするときにはＮ型ＭＯＳトランジスタ７５がオンし、かつＰ型ＭＯＳトランジスタ７０がオンすると、駆動出力用電源電圧Ｖ_ＣＣからインダクタ７７に電流が流れてエネルギーが蓄積される。次の周期で、Ｎ型ＭＯＳトランジスタ７５がオフすると、蓄積されたエネルギーに応じた電圧が発生して圧電トランス５６の他方の１次電極５６ｂに印加される。

従って、電圧制御発振器６３が出力する発振クロックＣＬＫを基に２個のＮ型ＭＯＳトランジスタ７３及び７５が交互にオン・オフして圧電トランス５６の１次電極５６ａ、５６ｂに交流の電圧が印加される。そして、例えば、冷陰極管５７に流れる管電流Ｉ_ＦＬが所定値よりも多いと、電圧制御発振器６３の発振クロックＣＬＫの周波数は高くなり、圧電トランス５６の１次電極５６ａ、５６ｂに印加される交流の周波数も高くなる。逆に、冷陰極管５７に流れる管電流Ｉ_ＦＬが所定値よりも少ないと、圧電トランス５６の１次電極５６ａ、５６ｂに印加される交流の周波数は低くなる。こうして冷陰極管５７に流れる管電流Ｉ_ＦＬはフィードバックされて圧電トランス５６の１次電極５６ａ、５６ｂに印加される交流の周波数が制御される。

また、圧電トランス５６の一方の１次電極５６ａに印加される交流の電圧は減衰器６４により減衰され、印加電圧検出回路６５により検出されてそのピーク電圧又は平均電圧が出力される。そして、印加電圧検出回路６５の出力電圧は、第２の誤差増幅回路６６により第２の誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ２と比較され、それら２つの電圧の差が増幅されて出力される。その出力の電圧は、前述のように、ＰＷＭ比較器６７において電圧制御発振器６３の三角波信号Ｔ１と比較される。これらの回路は、圧電トランス５６の１次電極５６ａ、５６ｂに印加される交流の電圧を一定に保つようにして駆動出力用電源電圧Ｖ_ＣＣの変動による影響を抑制するものである。

続いて、間欠動作の制御について説明する。入力端子ＢＣＮＴの制御電圧Ｖ_ＢＣＮＴよりも発振器（ＯＳＣ）７９が出力する三角波信号Ｔ２の電圧が高いとバースト比較器８０が出力する間欠信号ＢＵＲＳＴはハイレベルになり、低いとローレベルになる。間欠信号ＢＵＲＳＴがハイレベルであると、圧電トランス駆動回路５５は印加動作（点灯動作）状態となり、冷陰極管５７を点灯させる。一方、間欠信号ＢＵＲＳＴがローレベルであるとＡＮＤ回路６８を介してＰ型ＭＯＳトランジスタ７０が常にオフされるため、圧電トランス駆動回路５５は印加動作停止（点灯停止）状態となり、冷陰極管５７を消灯させる。この間欠動作が、三角波信号Ｔ２の周波数、すなわち間欠信号ＢＵＲＳＴの周波数で周期的に行われる。

次に、図３における誤差増幅回路６２の詳細を図５に基づいて説明する。図５において誤差増幅回路は符号を１０１としている。誤差増幅回路１０１は、管電流Ｉ_ＦＬの検波回路（ＣＤＥＴ）６１の出力電圧が入力される検波電圧入力端子ＥＩＮと、バースト比較器８０が出力する間欠信号ＢＵＲＳＴが入力される間欠信号入力端子ＢＩＮと、電圧制御発振器（ＶＣＯ）６３を制御する発振制御電圧を出力する発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴと、を有する。検波電圧入力端子ＥＩＮにはコンパレータ１１１の反転入力端子が接続され、このコンパレータ１１１の非反転入力端子には一定電圧である誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１が入力される。そして、このコンパレータ１１１は、検波回路６１の出力電圧と誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１を比較し、その大小結果に応じてハイレベル又はローレベルを出力する。コンパレータ１１１の出力にはスイッチ手段１１３の制御端が接続される。スイッチ手段１１３の一の入力端には接地側の定電流源１１２、他の入力端には電源電圧Ｖ_ＤＤ側の定電流源１１５が接続される。スイッチ手段１１３は制御端がローレベルならば出力端と一の入力端を導通させ、ハイレベルならば出力端と他の入力端を導通させる。スイッチ手段１１３の出力端には別のスイッチ手段１１６の一端が接続される。このスイッチ手段１１６は、その制御端に間欠信号入力端子ＢＩＮが接続され、その他端には発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴが接続されると共に他端が接地されたコンデンサ１１４の一端が接続される。スイッチ手段１１６は制御端がローレベルならば非導通状態になり、ハイレベルならば導通状態になる。

次に、誤差増幅回路１０１の動作を説明する。間欠信号入力端子ＢＩＮは、間欠動作の印加動作停止時にはローレベル、印加動作時にはハイレベルが入力される。間欠動作の印加動作時は、スイッチ手段１１６は導通状態になっている。検波電圧入力端子ＥＩＮの電圧が誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１よりも低ければコンデンサ１１４は定電流源１１５により充電され発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧は上昇する。発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧が上昇すると電圧制御発振器６３の発振周波数は小さくなり、管電流Ｉ_ＦＬを多くする。逆に、検波電圧入力端子ＥＩＮの電圧が誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１よりも高ければコンデンサ１１４は定電流源１１２により放電され発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧は下降する。発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧が下降すると電圧制御発振器６３の発振周波数は大きくなり、管電流Ｉ_ＦＬを少なくする。こうして、安定印加動作時（印加動作開始から十分時間が経過したとき）には、検波電圧入力端子ＥＩＮの電圧が誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１に一致するように、発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧に応じた周波数で電圧制御発振器６３が発振する。そして、間欠動作の印加動作停止時になると、スイッチ手段１１６は非導通状態になり、コンデンサ１１４は安定印加動作時の電圧を保持する。これは、再度間欠動作の印加動作を開始した時に停止される前の周波数で電圧制御発振器６３を発振させるためである。

特開平９−１０７６８４号公報

ところで、前述した冷陰極管点灯装置を詳細に観察すると、現実には、印加動作を開始する直後の短期間は検波電圧入力端子ＥＩＮの電圧はほぼ０Ｖであるから、定電流源１１５からコンデンサ１１４に一定期間電流が流れ、コンデンサの電圧を過渡的に上昇させている。その結果、電圧制御発振器６３の周波数も変動し、図６に示すように冷陰極管５７の管電流Ｉ_ＦＬは過渡的に過大な電流（オーバシュート電流）となる。

このオーバシュート電流は、間欠動作における印加動作期間が長い場合は輝度に対する影響は少ないが、印加動作期間が短い場合、すなわち冷陰極管５７の輝度が小さい場合には影響は大きい。すなわち、圧電トランス駆動回路５５に入力される制御電圧Ｖ_ＢＣＮＴを高くして輝度を小さくしようとしても、精度良く所望の輝度が得られなくなる。また、オーバシュート電流は冷陰極管５７にかかるストレスを増加させるので、冷陰極管５７の寿命を短くする可能性がある。

本発明は、以上の事由に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、印加動作を開始するときのオーバシュート電流を抑止することが可能な圧電トランス駆動回路、及びそれを用いて精度良く所望の小さい輝度を得ることが可能な冷陰極管点灯装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る圧電トランス駆動回路は、１対の１次電極に間欠的に印加される交流の電圧を昇圧して２次電極から出力する圧電トランスを駆動するものであって、２次電極に接続される負荷の状態を示す信号を検波してそのピーク電圧又は平均電圧を出力する検波回路と、検波回路の出力電圧と誤差基準電圧とを比較し、その差に応じた電圧を出力する誤差増幅回路と、誤差増幅回路の出力電圧により制御され、前記１次電極の交流の周波数を決定するクロックを生成する電圧制御発振器と、を備えた圧電トランス駆動回路において、前記誤差増幅回路は、間欠動作の印加動作停止後に印加動作が開始されるとき、常に、前記交流の周波数が高い点から徐々に低くなって安定するように電圧制御発振器を制御するものであることを特徴とする。

更に、請求項１に係る圧電トランス駆動回路は、前記誤差増幅回路は、一の入力端子に抵抗を介して検波回路の出力電圧、他の入力端子に前記誤差基準電圧を入力してそれらを比較し、差電圧を増幅して出力する差動オペアンプと、差動オペアンプにより制御される可変電流源と、電源電圧と接地電位の間に可変電流源と直列に接続された定電流源及びスイッチ手段と、両端が可変電流源の出力と差動オペアンプの一の入力端子に接続されたコンデンサと、を備えてなり、前記スイッチ手段は間欠動作の印加動作停止時には非導通状態、印加動作時には導通状態となり、前記誤差基準電圧は間欠動作の印加動作停止時には第１の値、印加動作が開始されると徐々に第２の値に遷移することを特徴とする。

請求項２に係る冷陰極管点灯装置は、請求項１に記載された圧電トランス駆動回路と、１対の１次電極に印加される交流の電圧を昇圧して２次電極から出力するよう圧電トランス駆動回路により駆動される圧電トランスと、圧電トランスの２次電極に負荷として接続された冷陰極管と、圧電トランス駆動回路の検波回路が２次電極に接続される負荷の状態を示す信号の検波を行うために冷陰極管と直列に接続されたインピーダンス素子と、を備えてなることを特徴とする。

本発明に係る圧電トランス駆動回路は、間欠動作の印加動作停止後に印加動作が開始されるとき、常に、圧電トランスに印加される交流の電圧の周波数が高い点から徐々に低くなって安定するように誤差増幅回路が電圧制御発振器を制御するため、管電流が徐々に増加するのでオーバシュート電流を抑止することが可能となる。また、本発明に係る冷陰極管点灯装置は、この圧電トランス駆動回路を用いているので、精度良く所望の小さい輝度を得ることが可能になる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態である圧電トランス駆動回路及びそれを備えた冷陰極管点灯装置は誤差増幅回路に特徴があり、その全体構成は背景技術で説明した図３に示したものと実質的に同じであるので、全体構成の説明は省略する。図１に本発明の実施形態である圧電トランス駆動回路及びそれを備えた冷陰極管点灯装置に用いられる誤差増幅回路を示す。従って、本発明の実施形態である圧電トランス駆動回路及びそれを備えた冷陰極管点灯装置は、この誤差増幅回路１が図３における誤差増幅回路６２と置き換えられたものである。

誤差増幅回路１は、管電流Ｉ_ＦＬの検波回路（ＣＤＥＴ）６１の出力電圧が入力される検波電圧入力端子ＥＩＮと、バースト比較器８０が出力する間欠信号ＢＵＲＳＴが入力される間欠信号入力端子ＢＩＮと、電圧制御発振器（ＶＣＯ）６３を制御する発振制御電圧を出力する発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴと、を有する。検波電圧入力端子ＥＩＮには抵抗１０を介して差動オペアンプ１１の非反転入力端子が接続され、この差動オペアンプ１１の反転入力端子には誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１が入力される。そして、この差動オペアンプ１１は、検波回路６１の出力電圧と誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１を比較し、差電圧を増幅して出力する。差動オペアンプ１１の出力にはエミッタが接地されたＮＰＮ型のトランジスタ１２のベースが接続される。このトランジスタ１２は差動オペアンプ１１により制御される可変電流源となっている。トランジスタ１２のコレクタ、すなわち可変電流源１２の出力には、発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴ及びスイッチ手段１３の一端が接続されると共にコンデンサ１４の一端が接続されている。コンデンサ１４の他端は差動オペアンプ１１の非反転入力端子に接続される。スイッチ手段１３の他端は定電流源１５の一端に接続され、定電流源１５の他端は電源電圧Ｖ_ＤＤに接続される。すなわち、電源電圧Ｖ_ＤＤと接地電位の間には、定電流源１５、スイッチ手段１３、及び可変電流源１２が直列に接続されている。このスイッチ手段１３の制御端には間欠信号入力端子ＢＩＮが接続される。そして、スイッチ手段１３は（後述の第２のスイッチ手段２０も同様に）、制御端にローレベルが入力されると非導通状態、ハイレベルが入力されると導通状態になる。

また、誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１の節点には、抵抗１６、１７、及び１８と、コンデンサ１９と、が接続されている。抵抗１６の他端は電源電圧Ｖ_ＤＤを降圧した第２電源電圧Ｖ_ＤＤ２に接続され、抵抗１８の他端は他端が接地された第２のスイッチ手段２０の一端に接続され、抵抗１７の他端とコンデンサ１９の他端は接地される。また、第２のスイッチ手段２０の制御端にはインバータ２１の出力が接続され、インバータ２１の入力には間欠信号入力端子ＢＩＮが接続される。誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１は、第２のスイッチ手段２０が導通状態のときに第１の値（例えば０．１Ｖ）、非導通状態のときに第２の値（例えば１Ｖ）になる。また、抵抗１８の抵抗値は抵抗１７よりも低くし、第１の値が第２の値よりも低くなるようにしてある。

次に、図２の波形図に基づいて誤差増幅回路１の動作を説明する。間欠信号入力端子ＢＩＮは、間欠動作の印加動作停止時にはローレベル、印加動作時にはハイレベルが入力される。間欠動作の印加動作時には、スイッチ手段１３は導通状態、第２のスイッチ手段２０は非導通状態になっている。従って、誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１は第２の値（例えば１Ｖ）であり、また、この誤差増幅回路１は抵抗１０の抵抗値とコンデンサ１４の容量値で時定数が決まる積分回路として動作を行う。すなわち、検波電圧入力端子ＥＩＮの電圧が第２の値（例えば１Ｖ）よりも低ければ発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧は緩やかに上昇し、高ければ緩やかに下降する。こうして、安定印加動作時（動作開始から十分時間が経過したとき）には、検波電圧入力端子ＥＩＮの電圧が第２の値（例えば１Ｖ）に一致するように、発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧に応じた周波数で後続の電圧制御発振器６３が発振する。

間欠動作の印加動作停止時になると、スイッチ手段１３は非導通状態、第２のスイッチ手段２０は導通状態になる。従って、誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１が第１の値（例えば０．１Ｖ）となると同時に、発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧が下降する。発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧の下降に従い、コンデンサ１４を介して差動オペアンプ１１の非反転入力端子の電圧も下降する。差動オペアンプ１１の非反転入力端子の電圧は、それが反転入力端子の電圧よりも下がると可変電流源１２をオフさせるので、誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１の第１の値（例えば０．１Ｖ）まで下降する。よって、発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧は、誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１の第２の値（例えば１Ｖ）と第１の値（例えば０．１Ｖ）との差分だけ下降することなる。すなわち、発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧は誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１とほぼ同じように変化する。これは、コンデンサ１４の充電電圧がほぼ保たれたままであるからである。なお、その後、管電流Ｉ_ＦＬが流れなくなり、検波電圧入力端子ＥＩＮの電圧は０Ｖとなるので、差動オペアンプ１１の非反転入力端子の電圧は０Ｖになり、発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧は誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１の第１の値（例えば０．１Ｖ）と０Ｖとの差分だけ下降する。

間欠動作が再度開始されると、スイッチ手段１３は導通状態、第２のスイッチ手段２０は非導通状態になる。誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１は、抵抗１６の抵抗値とコンデンサ１９の容量値で決まる時定数で徐々に第１の値（例えば０．１Ｖ）から第２の値（例えば１Ｖ）に遷移する。発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧は、差動オペアンプ１１の非反転入力端子の電圧がこの遷移する誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１に一致するように、徐々に上昇する。

ここで、発振制御電圧出力端子ＥＯＵＴの電圧が間欠動作の印加動作停止時における電圧から安定印加動作時における電圧まで上昇するに従って、圧電トランス５６の１次電極５６ａ、５６ｂに印加される交流の電圧の周波数は高い点（図４におけるｆ_２）から徐々に低くなって安定印加動作時の使用周波数（図４におけるｆ_１）で安定する。従って、管電流Ｉ_ＦＬのピーク又は平均値は徐々に大きくなるので、オーバシュートが発生しないものとなる。その結果、冷陰極管点灯装置５１は輝度が小さい場合に精度良く所望の輝度を得ることが可能になる。また、冷陰極管の寿命を延ばすようそれにかかるストレスを緩和することができる。

なお、誤差基準電圧Ｖ_ＲＥＦ１の第１の値（例えば０．１Ｖ）から第２の値（例えば１Ｖ）に遷移する時間は、抵抗１６の抵抗値とコンデンサ１９の容量値を最適値にして、オーバシュートが発生しない程度に短く（例えば２００μＳに）するのが望ましい。この遷移時間が反対に輝度に影響するのを抑止するためである。

以上、本発明の実施形態である圧電トランス駆動回路及びそれを備えた冷陰極管点灯装置について説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、圧電トランス駆動回路の全体構成はいわゆるプッシュプル型のものを示して説明したが、フルブリッジ型のものにも適用できるのは勿論である。

本発明の実施形態に係る圧電トランス駆動回路が備える誤差増幅回路の回路図。同上の各部の波形図。圧電トランス駆動回路及びそれを備えた冷陰極管点灯装置の全体構成の回路図。圧電トランスの特性図背景技術の誤差増幅回路の回路図。同上の各部の波形図。

符号の説明

１誤差増幅回路
１０抵抗
１１差動オペアンプ
１２可変電流源
１３スイッチ手段
１４コンデンサ
１５定電流源
Ｖ_ＲＥＦ１誤差基準電圧
５１冷陰極管点灯装置
５５圧電トランス駆動回路
５６圧電トランス
５６ａ、５６ｂ圧電トランスの１次電極
５６ｃ圧電トランスの２次電極
５７冷陰極管（負荷）
５８インピーダンス素子
６１検波回路（ＣＤＥＴ）
６２誤差増幅回路
６３電圧制御発振器（ＶＣＯ）

Claims

１対の１次電極に間欠的に印加される交流の電圧を昇圧して２次電極から出力する圧電トランスを駆動するものであって、
２次電極に接続される負荷の状態を示す信号を検波してそのピーク電圧又は平均電圧を出力する検波回路と、
検波回路の出力電圧と誤差基準電圧とを比較し、その差に応じた電圧を出力する誤差増幅回路と、
誤差増幅回路の出力電圧により制御され、前記１次電極の交流の周波数を決定するクロックを生成する電圧制御発振器と、
を備えた圧電トランス駆動回路において、
前記誤差増幅回路は、間欠動作の印加動作停止後に印加動作が開始されるとき、常に、前記交流の周波数が高い点から徐々に低くなって安定するように電圧制御発振器を制御するものであって、一の入力端子に抵抗を介して検波回路の出力電圧、他の入力端子に前記誤差基準電圧を入力してそれらを比較し、差電圧を増幅して出力する差動オペアンプと、差動オペアンプにより制御される可変電流源と、電源電圧と接地電位の間に可変電流源と直列に接続された定電流源及びスイッチ手段と、両端が可変電流源の出力と差動オペアンプの一の入力端子に接続されたコンデンサと、を備えてなり、
前記スイッチ手段は間欠動作の印加動作停止時には非導通状態、印加動作時には導通状態となり、前記誤差基準電圧は間欠動作の印加動作停止時には第１の値、印加動作が開始されると徐々に第２の値に遷移することを特徴とする圧電トランス駆動回路。
請求項１に記載された圧電トランス駆動回路と、
１対の１次電極に印加される交流の電圧を昇圧して２次電極から出力するよう圧電トランス駆動回路により駆動される圧電トランスと、
圧電トランスの２次電極に負荷として接続された冷陰極管と、
圧電トランス駆動回路の検波回路が２次電極に接続される負荷の状態を示す信号の検波を行うために冷陰極管と直列に接続されたインピーダンス素子と、
を備えてなることを特徴とする冷陰極管点灯装置。