JP5143715B2 - 容量性負荷の駆動方法及び容量性負荷駆動回路 - Google Patents

Description

本発明は、容量性負荷の駆動方法及び容量性負荷駆動回路に係り、特に、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ランプのような容量性負荷の電圧を連続的に発生するのに好適な容量性負荷の駆動方法及び容量性負荷駆動回路に関する。

ＥＬランプは、液晶表示部のバックライトとして利用され、携帯電話、時計、携帯端末等の様々な分野に適用されている。ＥＬランプの電気的負荷特性は、容量性を有している。このような容量性負荷の駆動回路として、直流電源の直流電圧をインダクタ及びスイッチを用いて昇圧してダイオードで整流し、複数のスイッチの切り替えによりＥＬランプに交流の高電圧を印加する駆動回路が用いられている。

しかしながら、ＥＬランプが容量性を有するため、複数のスイッチの切り替えによってＥＬランプの電圧の極性を切り替える際に、不連続点または平坦な零電圧が発生する。不連続点または平坦な零電圧の発生がノイズ発生の原因となる。ノイズが発生した場合には、自身の電子回路素子及び周辺に配置された他の電子回路素子の誤作動の要因になる。容量性負荷がＥＬランプである場合には、ＥＬランプの寿命を短くすることになる。

ＥＬランプの電圧極性の切り替え時に、平坦な零電圧が発生する容量性負荷駆動回路の例が、特開２０００−３４８８６２号公報の図１に記載されている。この駆動回路の、ＥＬランプの電圧極性の切り替え時における特性が特開２０００−３４８８６２号公報の図２に示されている。ＥＬランプの第１出力電圧Ｖ_Ａと第２出力電圧Ｖ_Ｂの差が、この図２において両端電圧（Ｖ_Ａ−Ｖ_Ｂ）で示されている。スイッチＳＷ１及びＳＷ２がＯＦＦ状態でスイッチＳＷ３及びＳＷ４がＯＮ状態になっている（２）及び（４）の動作状態で、両端電圧（Ｖ_Ａ−Ｖ_Ｂ）が０Ｖになる期間が存在する。

特開２０００−３４８８６２号公報は、図２に示すスイッチ切り替え時における平坦な零電圧（フラットスポット）の発生を防止する容量性負荷駆動回路を図４に記載している。この容量性負荷駆動回路は、図５に示すように、スイッチＳＷ１及びＳＷ２がＯＦＦ状態でスイッチＳＷ３及びＳＷ４がＯＮ状態になっている（２）の動作状態で、スイッチＳＷ２をＯＮにすると共にスイッチＳＷ４をＯＦＦにする。また、スイッチＳＷ１及びＳＷ２がＯＦＦ状態でスイッチＳＷ３及びＳＷ４がＯＮ状態になっている（４）の動作状態で、スイッチＳＷ１をＯＮにすると共にスイッチＳＷ３をＯＦＦにする。このようなスイッチの切り替えを行うことによって、ＥＬランプの両端電圧（Ｖ_Ａ−Ｖ_Ｂ）が図５に示すように連続的に変化している。このため、特開２０００−３４８８６２号公報の図４に示された容量性負荷駆動回路は、ノイズの発生が防止される。

特開２０００−３４８８６２号公報

容量性負荷駆動回路は集積回路である。特開２０００−３４８８６２号公報の図４に示された容量性負荷駆動回路は、集積回路を構成する各素子に製造誤さが生じていない理想的な回路構成を想定しており、このような理想的な回路構成において特開２０００−３４８８６２号公報の図５に示された作動が可能になる。

実際には、量産される各容量性負荷駆動回路に用いられる複数の抵抗及び複数のトランジスタ等の各素子は、同じ種類の各素子でも製造後に全く同じ仕様を有していない。すなわち、同じ種類の各素子は許容範囲内で異なった仕様を有し、許容範囲内で各素子の特性にバラツキが生じる。このような素子の特性のバラツキによって、２つのスイッチを切り替える時間（例えば、特開２０００−３４８８６２号公報の図５に示された（２）の動作状態でスイッチＳＷ２をＯＮにしてスイッチＳＷ４をＯＦＦにする切り替え時間）にズレが生じ、容量性負荷駆動回路の両端電圧（Ｖ_Ａ−Ｖ_Ｂ）が平坦な零電圧時にノイズが発生する。また、高電圧昇圧チョッパにより迅速に所定のエネルギーまで蓄積したとしても、そのエネルギーを容量性負荷のＣｌｕｍｐに伝達する時間（容量性負荷のＣｌｕｍｐの充電時間）は定電流素子に依存した時間を要する。このため、所定のエネルギーまで容量性負荷を蓄積させようとすると、その周波数は定電流素子に依存してしまう。

特開２０００−３４８８６２号公報の図５に示すＥＬランプの両端電圧（Ｖ_Ａ−Ｖ_Ｂ）は、図４に示す容量性負荷駆動回路の各素子の特性にバラツキが生じていない理想的な状態での変化を示している。

本発明の目的は、各素子の特性にバラツキが生じている場合でもノイズの発生を防止できる容量性負荷の駆動方法及び容量性負荷駆動回路を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、正電荷及び負電荷を交互に充電する容量性負荷に接続された定電流回路に通電している状態で前記容量性負荷から放電を行い、定電流回路に通電している状態で、昇圧回路によって昇圧された直流電圧を容量性負荷に印加して容量性負荷に充電し、定電流回路の作動を停止した状態でその直流電圧を容量性負荷に印加して容量性負荷に充電することにある。

定電流回路に通電している状態での容量性負荷からの放電、定電流回路に通電している状態での容量性負荷の充電、及び定電流回路の作動が停止された状態での容量性負荷の充電が行われるので、容量性負荷駆動回路に用いられている各素子の特性にバラツキが生じている場合でも、容量性負荷が放電から充電に切り替わるときに平坦な零電圧が生じなく、容量性負荷内の電荷が連続して変化する。このため、各素子の特性にバラツキが生じている場合でも容量性負荷駆動回路からノイズが発生することを防止できる。

本発明によれば、素子の特性にバラツキが生じている場合でもノイズの発生を防止できる。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の好適な一実施例である容量性負荷駆動回路を、図１を用いて説明する。本実施例の容量性負荷駆動回路１は、昇圧チョッパ回路２、駆動制御回路（容量性負荷駆動制御回路）３、定電流回路６及びＥＬランプ（Ｃ ｌｕｍｐ）７を備えている。

昇圧チョッパ回路２は、インダクタＬ１、スイッチＳ０、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１及び直流電源Ｖ０を有する。直流電源Ｖ０のプラス端子に接続される配線１０は、インダクタＬ１及びダイオードＤ１を直列に接続している。直流電源Ｖ０のマイナス端子に接続された配線１１、及びダイオードＤ１の出力端に接続された配線１３が、コンデンサＣ１に接続されている。スイッチＳ０が、直流電源Ｖ０及びコンデンサＣ１と並列になるように、配線１２によって、配線１０の、インダクタＬ１とダイオードＤ１の間に位置する部分と配線１１に接続される。電圧計２９が配線１３に設けられる。

スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４がＨ−ブリッジ切替回路（開閉回路）を構成する。開閉回路は、スイッチＳ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４、及び配線１４，１５，１６，１７，３０，３１及び３２を有する。配線１３に接続されてコンデンサＣ１の一つの端子に接続された配線１４は、スイッチＳ１及びＳ２に接続される。スイッチＳ３に接続された配線３１及びスイッチＳ４に接続された配線３２は、配線１１に接続されてコンデンサＣ１の他の端子に接続された配線３０に接続される。配線３０は接地されている。スイッチＳ１とスイッチＳ３は配線１５によって接続され、スイッチＳ２とスイッチＳ４は配線１６によって接続される。ＥＬランプ７は、配線１５及び１６に接続された配線１７に接続されている。

定電流回路６はカレントミラー型の定電流回路である。定電流回路６は第１定電流回路６Ａ及び第２定電流回路６Ｂを有する。第１定電流回路６Ａは、抵抗Ｒ１、ｒ１及びｒ２及びバイポーラトランジスタＴｒ１及びＴｒ２を有する。バイポーラトランジスタＴｒ１とバイポーラトランジスタＴｒ２は互いに接続されている。バイポーラトランジスタＴｒ１は、配線１８によって抵抗Ｒ１に接続され、且つ配線１９によって抵抗ｒ１を介して配線３０に接続される。バイポーラトランジスタＴｒ２は、配線２０によって配線１５に接続され、且つ配線２１によって抵抗ｒ２を介して配線３０に接続される。バイポーラトランジスタＴｒ２はＥＬランプ７の一つの端子に接続されていればよいので、配線２０は配線１５を介してではなく配線１７に直接接続してその一つの端子に接続してもよい。

第２定電流回路６Ｂは、抵抗Ｒ２、ｒ３及びｒ４及びバイポーラトランジスタＴｒ３及びＴｒ４を有する。バイポーラトランジスタＴｒ３とバイポーラトランジスタＴｒ４は互いに接続されている。バイポーラトランジスタＴｒ３は、配線２２によって抵抗Ｒ２に接続され、且つ配線２３によって抵抗ｒ３を介して配線３０に接続される。バイポーラトランジスタＴｒ４は、配線２４によって配線１６に接続され、且つ配線２１によって抵抗ｒ２を介して配線３０に接続される。バイポーラトランジスタＴｒ４はＥＬランプ７の他の端子に接続されていればよいので、配線２４は配線１６を介してではなく配線１７に直接接続してＥＬランプ７の他の端子に接続してもよい。

駆動制御回路３は、スイッチ切替回路４及び切替指令発生回路５を有する。スイッチ切替回路４は、スイッチＳ１、Ｓ２，Ｓ３及びＳ４にそれぞれ接続され、さらに、抵抗Ｒ１及びＲ２及び切替指令発生回路５にも接続される。スイッチ切替回路４はスイッチＳ０にも接続される。電圧計２６がバイポーラトランジスタＴｒ２と抵抗ｒ２の間で配線２１に接続される。電圧計２７がバイポーラトランジスタＴｒ４と抵抗ｒ４の間で配線２５に接続される。電圧計２８が配線１７に接続されている。切替指令発生回路５は、電圧計２６，２７及び２８にそれぞれ接続される。

昇圧チョッパ回路２、駆動制御回路３及び定電流回路６を有する容量性負荷駆動回路１の動作を、図２に基づいて説明する。

駆動制御回路３の切替指令発生回路５は、電圧計２９で計測された電圧ＶＣ１を入力し、この電圧ＶＣ１が設定電圧になるまで、スイッチ切替回路４にスイッチＳ０のＯＮ指令及びＯＦＦ指令を交互に出力する。電圧ＶＣ１はコンデンサＣ１に充電された電圧である。スイッチ切替回路４は、入力したスイッチＳ０のＯＮ指令及びＯＦＦ指令に基づいてスイッチＳ０のＯＮ信号及びＯＦＦ信号を交互にスイッチＳ０に対して出力する。スイッチＳ０はこれらの信号に基づいてＯＮ，ＯＦＦを繰り返す。計測された電圧ＶＣ１が設定電圧になったとき、切替指令発生回路５はスイッチＳ０のＯＮ指令を出力し続けるので、スイッチＳ０は閉じられたまま保持される。電圧ＶＣ１が設定電圧より低下したとき、切替指令発生回路５は、再び、スイッチＳ０のＯＮ指令及びＯＦＦ指令を交互に出力する。このため、スイッチＳ０が前述したように交互にＯＮ，ＯＦＦされる。

直流電源Ｖ０から出力された直流電圧はインダクタＬ１に印加される。スイッチＳ０がＯＮ，ＯＦＦを繰り返すことによって直流電源Ｖ０から出力された直流電圧が、昇圧されて高電圧になり、ダイオードＤ１で整流されてコンデンサＣ１に充電される。コンデンサＣ１に充電された電圧である電圧ＶＣ１の設定電圧は、ＥＬランプ７の充電電圧の設定電圧＋ＨＶ（または−ＨＶ）よりも大きくなっている。

容量性負荷駆動回路１は、初期状態で、スイッチＳ３及びＳ４が閉じており、スイッチＳ１及びＳ２が開いているとする。切替指令発生回路５は、容量性負荷駆動回路１の起動信号を入力した時間ｔ１で、スイッチＳ１のＯＮ指令、スイッチＳ２のＯＦＦ指令、スイッチＳ３のＯＦＦ指令及びスイッチＳ４のＯＮ指令を駆動制御回路３のスイッチ切替回路４に出力する。これらの指令を入力したスイッチ切替回路４は、時間ｔ１でスイッチＳ１にＯＮ信号を、スイッチＳ２にＯＦＦ信号を、スイッチＳ３にＯＦＦ信号を、スイッチＳ４にＯＮ信号を出力する。これによって、スイッチＳ１及びＳ４が閉じられた状態になり、スイッチＳ２及びＳ３が開いた状態になる。このようなスイッチの切り替え操作によって、コンデンサＣ１、配線１４、スイッチＳ１、配線１５及び１７、ＥＬランプ７、配線１６、スイッチＳ４、配線３２及び接地された配線３０が、導通される。コンデンサＣ１から出力された高電圧が、時間ｔ１で、配線１４、スイッチＳ１、配線１５及び１７を経てＥＬランプ７に一つの端子（スイッチＳ１側の端子）から印加される。スイッチＳ１を通して高電圧が印加され、容量性負荷であるＥＬランプ７はスイッチＳ１側が正極になるように充電される。ＥＬランプ７は、電圧が上昇して設定電圧＋ＨＶになるまで充電される。このとき、第１定電流回路６Ａ及び第２定電流回路６Ｂは、共に、停止されており、通電されていない。

切替指令発生回路５が、電圧計２８で計測した電圧ＶＣｌｕｍｐを入力する。ＥＬランプ７が上記のように充電され、切替指令発生回路５が、電圧ＶＣｌｕｍｐが設定電圧＋ＨＶになったと判定した時間ｔ２で、スイッチＳ１のＯＦＦ指令をスイッチ切替回路４に出力すると共に、第１定電流回路６Ａの抵抗Ｒ１の入力端子Ｖ１に所定の電圧Ｖｄを印加する。このため、スイッチＳ１のＯＦＦ指令を入力したスイッチ切替回路４は、時間ｔ２で、スイッチＳ１にＯＦＦ信号を出力する。スイッチＳ１が開いてコンデンサＣ１からＥＬランプ７への高電圧の印加が停止される。電圧Ｖｄの印加によって、定電流回路６の第１定電流回路６Ａが駆動される。このため、ＥＬランプ７は、第１定電流回路６Ａの機能によって、配線１７及び２０を通して第１定電流回路６Ａに向かう所定の定電流の流れを発生して放電する。この放電により、第１定電流回路６Ａに電流が流れる。第２定電流回路６Ｂは停止状態になっている。

入力端子Ｖ１に電圧Ｖｄが印加されたとき、すなわち、第１定電流回路６Ａが駆動されたとき、抵抗ｒ２に印加される電圧Ｖｍ１は、正側で最大に充電されたＥＬランプ７の電圧＋ＨＶに対応する電圧Ｖｍまで急激に増加する（図２参照）。上記の放電により、ＥＬランプ７の一つ端子と他の端子の間の電圧、すなわち、電圧ＶＣｌｕｍｐが電圧＋ＨＶより直線的に低下する。電圧計２６で計測された、第１定電流回路６Ａの抵抗ｒ２に印加される電圧Ｖｍ１も低下して０Ｖに近づく。このとき、電圧ＶＣｌｕｍｐも０Ｖ近くまで低下する（図２参照）。

電圧計２６で計測された電圧Ｖｍ１は切替指令発生回路５に入力される。切替指令発生回路５が、計測された電圧Ｖｍ１が０Ｖに近い設定電圧になった時間ｔ３で、スイッチＳ２のＯＮ指令及びスイッチＳ４のＯＦＦ指令をスイッチ切替回路４に出力する。これらのＯＮ指令及びＯＦＦ指令を入力したスイッチ切替回路４は、時間ｔ３で、スイッチＳ２にＯＮ信号を、スイッチＳ４にＯＦＦ信号をそれぞれ出力する。スイッチＳ４が開いてスイッチＳ２が閉じられる。このようなスイッチの切り替え操作によって、コンデンサＣ１、配線１４、スイッチＳ２、配線１６及び１７、ＥＬランプ７、配線１５、配線２０、第１定電流回路６Ａ及び接地された配線３０が、導通される。コンデンサＣ１からの高電圧が、配線１４、スイッチＳ２、配線１６及び１７を経てＥＬランプ７に印加される。スイッチＳ２を通して高電圧が印加されるＥＬランプ７は、スイッチＳ２側が正極になるように充電される。ＥＬランプ７が第１定電流回路６Ａに接続されているので、ＥＬランプ７は所定の定電流で充電される。この充電によって抵抗ｒ２に印加される電圧Ｖｍ１が増加する。充電によってＥＬランプ７の負側の電圧が増大すると、やがて、電圧Ｖｍ１が減少に転じる。時間ｔ３と時間ｔ４の間では、第１定電流回路６Ａは通電状態であり、第２定電流回路６Ｂは停止状態になっている。

切替指令発生回路５が、電圧計２６から入力した電圧Ｖｍ１が０Ｖになったと判定した時間ｔ４で、スイッチＳ３のＯＮ指令をスイッチ切替回路４に出力すると共に、第１定電流回路６Ａの抵抗Ｒ１の入力端子Ｖ１への電圧Ｖｄの印加を停止する。このため、スイッチＳ３のＯＮ指令を入力したスイッチ切替回路４は、時間ｔ４で、スイッチＳ３にＯＮ信号を出力する。スイッチＳ３が閉じられ、ＥＬランプ７が、第１定電流回路６Ａを介さないで、配線１５、スイッチＳ３及び配線３１を介して配線３０に接続される。スイッチＳ２が閉じられたままになっているので、ＥＬランプ７は電圧が設定電圧−ＨＶになるまで充電される（図２参照）。時間ｔ４とＥＬランプ７は電圧が設定電圧−ＨＶになった時間ｔ５の間では、第１定電流回路６Ａ及び第２定電流回路６Ｂは、共に、停止状態になっている。

切替指令発生回路５は、電圧計２８から計測した電圧ＶＣｌｕｍｐを入力し、この電圧ＶＣｌｕｍｐが設定電圧−ＨＶになったと判定した時間ｔ５で、スイッチＳ２のＯＦＦ指令をスイッチ切替回路４に出力すると共に、第２定電流回路６Ｂの抵抗Ｒ２の入力端子Ｖ２に所定の電圧Ｖｄを印加する。スイッチＳ２のＯＦＦ指令を入力したスイッチ切替回路４は、時間ｔ５で、スイッチＳ２にＯＦＦ信号を出力する。スイッチＳ２が開いてコンデンサＣ１からＥＬランプ７への高圧電圧の印加が停止される。電圧Ｖｄの入力端子Ｖ２への印加によって、定電流回路６の第２定電流回路６Ｂが駆動される。このため、ＥＬランプ７は、第２定電流回路６Ｂの機能によって、配線１７，１６及び２４を通して第２定電流回路６Ｂに向かう所定の定電流の流れを発生して放電する。この放電により、第２定電流回路６Ｂに電流が流れる。第１定電流回路６Ａは停止状態になっている。

入力端子Ｖ２に電圧Ｖｄが印加されたとき、すなわち、第２定電流回路６Ｂが駆動されたとき、抵抗ｒ４に印加される電圧Ｖｍ２は、負側で最大に充電されたＥＬランプ７の電圧−ＨＶに対応する電圧Ｖｍまで急激に増加する（図２参照）。上記の放電により電圧ＶＣｌｕｍｐが電圧−ＨＶより直線的に低下する。電圧計２７で計測された、第２定電流回路６Ｂの抵抗ｒ４に印加される電圧Ｖｍ２も低下して０Ｖに近づく。このとき、電圧ＶＣｌｕｍｐも直線的に０Ｖに近づく（図２参照）。

電圧計２７で計測された電圧Ｖｍ２は切替指令発生回路５に入力される。切替指令発生回路５が、計測された電圧Ｖｍ２が０Ｖに近い設定電圧になった時間ｔ６で、スイッチＳ１のＯＮ指令及びスイッチＳ３のＯＦＦ指令をスイッチ切替回路４に出力する。これらのＯＮ指令及びＯＦＦ指令を入力したスイッチ切替回路４は、時間ｔ６で、スイッチＳ１にＯＮ信号を、スイッチＳ３にＯＦＦ信号を出力する。スイッチＳ３が開いてスイッチＳ１が閉じられる。このようなスイッチの切り替え操作によって、コンデンサＣ１、配線１４、スイッチＳ１、配線１５及び１７、ＥＬランプ７、配線１６、配線２４、第２定電流回路６Ｂ、配線１１及び接地された配線１６が、導通される。コンデンサＣ１から出力された高電圧が、時間ｔ１で、配線１４、スイッチＳ１、配線１５及び１７を経てＥＬランプ７にスイッチＳ１側の端子側から印加される。スイッチＳ１を通して高電圧が印加されるＥＬランプ７は、スイッチＳ１側が正極になるように充電される。ＥＬランプ７が第２定電流回路６Ｂに接続されているので、ＥＬランプ７は所定の定電流で充電される。この充電によって抵抗ｒ４に印加される電圧Ｖｍ２が増加する。充電によってＥＬランプ７の正側の電圧が増大すると、やがて、電圧Ｖｍ２が減少に転じる。時間ｔ６と時間ｔ７の間では、第２定電流回路６Ｂは通電状態であり、第１定電流回路６Ａは停止状態になっている。

切替指令発生回路５が、電圧計２７から入力した電圧Ｖｍ２が０Ｖになったと判定した時間ｔ７で、スイッチＳ４のＯＮ指令をスイッチ切替回路４に出力すると共に、第２定電流回路６Ｂの抵抗Ｒ２の入力端子Ｖ２への電圧Ｖｄの印加を停止する。このため、スイッチＳ４のＯＮ指令を入力したスイッチ切替回路４は、時間ｔ７で、スイッチＳ４にＯＮ信号を出力する。スイッチＳ４が閉じられ、ＥＬランプ７が、第２定電流回路６Ｂを介さないで、配線１６、スイッチＳ４及び配線３２を介して接地している配線３０に接続される。スイッチＳ１が閉じられたままになっているので、ＥＬランプ７は、電圧が設定電圧＋ＨＶになる時間ｔ８（図示せず）まで充電される。この充電期間では、第１定電流回路６Ａ及び第２定電流回路６Ｂは停止状態になっている。ＥＬランプ７はスイッチＳ１側が正極になるように充電される。時間ｔ８と時間ｔ９の間では、スイッチＳ１及び第１定電流回路６Ａが、時間ｔ２と時間ｔ３の間と同様な動作状態になる。時間ｔ９と時間ｔ１０の間では、スイッチＳ２及びＳ４及び第１定電流回路６Ａが、時間ｔ３と時間ｔ４３の間と同様な動作状態になる。

以上に述べた駆動制御回路３の制御によって、ＥＬランプ７は、図２に示すように、（１）充電（スイッチＳ１及びＳ４がＯＮで第１定電流回路６Ａ及び第２定電流回路６Ｂが停止状態）、（２）放電（第１定電流回路６Ａが通電状態で第２定電流回路６Ｂが停止状態）、（３）充電（第１定電流回路６Ａが通電状態で第２定電流回路６Ｂが停止状態）、（４）充電（スイッチＳ２及びＳ３がＯＮで第１定電流回路６Ａ及び第２定電流回路６Ｂが停止状態）、（５）放電（第２定電流回路６Ｂが通電状態で第１定電流回路６Ａが停止状態）、（６）充電（第２定電流回路６Ｂが通電状態で第１定電流回路６Ａが停止状態）、（７）充電（スイッチＳ１及びＳ４がＯＮで第１定電流回路６Ａ及び第２定電流回路６Ｂが停止状態）、及び（８）放電（第１定電流回路６Ａが通電状態で第２定電流回路６Ｂが停止状態）のように、充電状態及び放電状態になる。すなわち、容量性負荷駆動回路１では、上記の（３）から（８）を一周期とし、この一周期の動作が繰り返される。（１）、(４)及び（７）では、第１定電流回路６Ａ及び第２定電流回路６Ｂが作動していなくこれらは通電状態になっていない。なお、（１）の期間は、容量性負荷駆動回路１を初めて作動させたときに生じる期間である。

本実施例では、定電流回路６（第１定電流回路６Ａまたは第２定電流回路６Ｂ）に通電している状態でのＥＬランプ７からの放電（（２）及び（５））、定電流回路６（第１定電流回路６Ａまたは第２定電流回路６Ｂ）に通電している状態でのＥＬランプ７の充電（（３）及び（６））、及び定電流回路６（第１定電流回路６Ａ及び第２定電流回路６Ｂ）の作動が停止された状態でのＥＬランプ７の充電（（４）及び（７））が行われるので、（２）及び（５）の放電は第１定電流回路６Ａ及び第２定電流回路６Ｂによって制限されたる定電流で行われ、（３）及び（６）の充電もその定電流で行われる。このため、（２）及び（５）の放電時における電圧ＶＣｌｕｍの減少度合い、及び（３）及び（６）の充電時における電圧ＶＣｌｕｍの増加度合いが小さくなり、割合各素子の特性にバラツキが生じている場合でも、ＥＬランプ７が放電から充電に切り替わるときに平坦な零電圧が生じなく、ＥＬランプ７内の電荷が連続して変化する。このため、各素子の特性にバラツキが生じている場合でも容量性負荷駆動回路１からノイズが発生することを防止できる。

本実施例では、（３）及び（６）の充電の後に、第１定電流回路６Ａ及び第２定電流回路６Ｂを停止した状態での（４）及び（７）の充電を行っているので、充電期間を短くすることができる。これは、（４）及び（７）の充電期間が、第１定電流回路６Ａ及び第２定電流回路６Ｂの制約を受けないことによる。

このため、容量性負荷駆動回路１自体の誤作動、及び容量性負荷駆動回路１の周辺に配置された他の電子回路の誤作動を防止することができる。また、ＥＬランプ７の寿命を伸ばすことができる。

容量性負荷駆動回路１は、各素子の特性にバラツキが生じている場合でもノイズの発生が防止できるので、ＬＳＩ化した場合における歩留まりが著しく向上し、１チップ化が可能になる。このため、容量性負荷駆動回路１の量産性が向上する。

容量性負荷駆動回路１は、適用する製品によってＥＬランプ７の充電時間を変える必要がある場合には、昇圧チョッパ回路２のスイッチＳ０の開閉速度を変えることによって対応することができる。スイッチＳ０の開閉速度を早くすれば、ＥＬランプ７の充電時間を短くすることができる。容量性負荷駆動回路１において、適用する製品ごとに、ＥＬランプ７の充電時間を変更したい場合には、定電流回路６構成する半導体デバイスのパラメータを変更する必要がある。

容量性負荷として、ＥＬランプ以外にＥＬシートがある。本実施例は、ＥＬシート等の他の容量性負荷を用いることができる。

本発明の他の実施例である容量性負荷駆動回路を、図３を用いて説明する。本実施例の容量性負荷駆動回路１Ａは、容量性負荷駆動回路１において定電流回路６を定電流回路６Ｃに替えた構成を有する。容量性負荷駆動回路１Ａの他の構成は、容量性負荷駆動回路１と同じである。

定電流回路６Ｃは、第１定電流回路６Ｄ及び第２定電流回路６Ｅを有する。第１定電流回路６Ｄは、ｎタイプのＭＯＳトランジスタＮＭＯ１及び抵抗ｒ５を有する。ＭＯＳトランジスタＮＭＯ１は、配線２０によって配線１５に、配線２１によって抵抗ｒ５にそれぞれ接続される。抵抗ｒ５は配線３０に接続される。ＭＯＳトランジスタＮＭＯ１は入力端子Ｖ１にも接続される。第２定電流回路６Ｅは、ｎタイプのＭＯＳトランジスタＮＭＯ２及び抵抗ｒ６を有する。ＭＯＳトランジスタＮＭＯ２は、配線２４によって配線１６に、配線２５によって抵抗ｒ６にそれぞれ接続される。抵抗ｒ６は配線３０に接続される。ＭＯＳトランジスタＮＭＯ２は入力端子Ｖ２にも接続される。

容量性負荷駆動回路１Ａも、容量性負荷駆動回路１と同様に、駆動制御回路３の作用によって図２に示すように動作する。

本実施例は、容量性負荷駆動回路１で生じる効果を得ることができる。さらに、本実施例は、定電流回路６ＣがＭＯＳトランジスタを用いて構成されるので、定電流回路６よりも回路構成が単純化され、コンパクト化することができる。このため、容量性負荷駆動回路１Ａがコンパクト化される。

本発明は、ＥＬランプ及びＥＬシート等の容量性負荷を用いた製品に適用することができる。

本発明の好適な一実施例である容量性負荷駆動回路の構成図である。 図１に示す容量性負荷駆動回路の連続的な作動状態を示す説明図である。 本発明の他の実施例である容量性負荷駆動回路の構成図である。

符号の説明

１，１Ａ…容量性負荷駆動回路、２…昇圧チョッパ回路、３…駆動制御回路、４…スイッチ切替回路、５…切替指令発生回路、６…定電流回路、６Ａ…第１定電流回路、６Ｂ…第２定電流回路、７…ＥＬランプ、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４…スイッチ、Ｌ１…インダクタ、Ｃ１…コンデンサ、Ｄ１…ダイオード、Ｔｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４…バイポーラトランジスタ、２６，２７，２８，２９…電圧計、ＮＭＯ１，ＮＭＯ２…ｎタイプＭＯＳトランジスタ。

Claims (9)

1. 正電荷及び負電荷を交互に充電する容量性負荷に接続された定電流回路に通電している状態で前記容量性負荷から放電を行い、前記定電流回路に通電している状態で昇圧回路によって昇圧された直流電圧を前記容量性負荷に印加して前記容量性負荷に充電し、前記定電流回路の作動を停止した状態で前記直流電圧を前記容量性負荷に印加して前記容量性負荷に充電することを特徴とする容量性負荷の駆動方法。
2. 前記定電流回路に通電している状態での前記放電、前記定電流回路に通電している状態での前記充電及び前記定電流回路を停止した状態での前記充電を、この順番に行う請求項１に記載の容量性負荷の駆動方法。
3. 前記定電流回路に通電している状態での前記放電、前記定電流回路に通電している状態での前記充電及び前記定電流回路を停止した状態での前記充電が繰り返される請求項２に記載の容量性負荷の駆動方法。
4. 正電荷及び負電荷を交互に充電する容量性負荷に接続された第１定電流回路に通電している状態で正電荷を蓄えている前記容量性負荷から放電を行い、前記第１定電流回路に通電している状態で昇圧回路によって昇圧された直流電圧を前記容量性負荷に印加して前記容量性負荷に負の電荷を充電し、前記第１定電流回路を停止した状態で前記直流電圧を前記容量性負荷に印加して前記容量性負荷に前記負の電荷を充電し、前記容量性負荷に接続された第２定電流回路に通電している状態で負電荷を蓄えている前記容量性負荷から放電を行い、前記第２定電流回路に通電している状態で前記直流電圧を前記容量性負荷に印加して前記容量性負荷に正の電荷を充電し、前記第２定電流回路を停止した状態で前記直流電圧を前記容量性負荷に印加して前記容量性負荷に前記正の電荷を充電することを特徴とする容量性負荷の駆動方法。
5. 直流電圧を昇圧する昇圧回路と、正電荷及び負電荷を交互に充電する容量性負荷と、複数のスイッチを有し、前記昇圧回路と前記容量性負荷の接続及び切り離しを行う開閉回路と、前記容量性負荷に接続された定電流回路と、前記開閉回路の前記スイッチの開閉を制御し、前記昇圧回路で昇圧された直流電圧による前記容量性負荷の充電、及び前記容量性負荷からの放電を行わせる駆動制御回路とを備え、
   前記駆動制御回路が前記開閉回路及び前記定電流回路を制御することによって、前記定電流回路に通電している状態での前記容量性負荷からの放電、前記定電流回路に通電している状態での前記容量性負荷の充電、及び前記定電流回路の作動が停止された状態での前記容量性負荷の充電が行われることを特徴とする容量性負荷駆動回路。
6. 駆動制御回路が、前記開閉回路のスイッチ切替指令及び前記定電流回路の作動切替指令を発生する切替指令発生回路、及び前記スイッチ切替指令に基づいて前記開閉回路を制御し、前記作動切替指令に基づいて前記定電流回路を制御するスイッチ切替回路を有する請求項５に記載の容量性負荷駆動回路。
7. 前記切替指令発生回路が、計測された前記容量性負荷の電圧が第１設定電圧になったとき、第１の前記スイッチ切替指令及び前記定電流回路を作動させる第１の前記作動切替指令を発生し、計測された、前記定電流回路に含まれるトランジスタから出力された電圧が第２設定電圧になったとき、第２の前記スイッチ切替指令を発生し、前記トランジスタから出力された前記電圧が第３設定電圧になったとき、第３の前記スイッチ切替指令及び前記定電流回路を停止させる第２の前記作動切替指令を発生し、
   前記スイッチ切替回路が、前記第１のスイッチ切替指令及び前記第１の前記作動切替指令に基づいて前記開閉回路及び前記定電流回路を制御することによって、前記定電流回路に通電している状態での前記容量性負荷からの放電を行わせ、前記第２のスイッチ切替指令に基づいて前記開閉回路を制御することによって、前記定電流回路に通電している状態での前記容量性負荷の充電を行わせ、前記第３のスイッチ切替指令及び前記第２の作動切替指令に基づいて前記開閉回路及び前記定電流回路を制御することによって、前記定電流回路の作動が停止された状態での前記容量性負荷の充電を行わせる請求項６に記載の容量性負荷駆動回路。
8. 前記定電流回路がＭＯＳトランジスタを含んでいる請求項５または６に記載の容量性負荷駆動回路。
9. 前記定電流回路が前記容量性負荷の一つの端子に接続された第１定電流回路及び第２定電流回路を含んでおり、
   前記駆動制御回路が前記開閉回路、前記第１定電流回路及び前記第２定電流回路を制御することによって、前記第１定電流回路に通電している状態での、正電荷を蓄えている前記容量性負荷からの放電、前記第１定電流回路に通電している状態での前記容量性負荷の負の電荷の充電、前記第１定電流回路の作動が停止された状態での前記容量性負荷の負の電荷の充電、前記第２定電流回路に通電している状態での、負電荷を蓄えている前記容量性負荷からの放電、前記第２定電流回路に通電している状態での前記容量性負荷の正の電荷の充電、前記第２定電流回路の作動が停止された状態での前記容量性負荷の正の電荷の充電が行われる請求項５に記載の容量性負荷駆動回路。

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