JPH06283285A

JPH06283285A - 冷陰極放電管表示装置及びその駆動回路

Info

Publication number: JPH06283285A
Application number: JP33473793A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Saito; 衛斎藤; Hisatake Yamada; 久武山田
Original assignee: Fujitsu Frontech Ltd
Current assignee: Fujitsu Frontech Ltd
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、冷陰極放電管を利用した低
コストの表示装置を提供することである。【構成】ＤＣ／ＡＣインバータ１１に並列に、・・を
複数の冷陰極放電管３ａ、３ｂ・・を接続し、冷陰極放
電管３ａ・・に並列にダイオードブリッジ１２ａ・・を
接続する。冷陰極放電管３ａ・・の両端にはそれぞれコ
ンデンサＣ１、Ｃ２・・を接続する。さらに、ダイオー
ドブリッジ１２ａ、１２ｂ・・の直流出力端子間にサイ
リスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２・・を接続する。冷陰極放電
管３ａを点灯状態にする場合には、サイリスタＴｈｙ１
のゲート電流を零としてサイリスタＴｈｙ１をオフ状態
にし、冷陰極放電管３ｂを消灯状態にする場合には、サ
イリスタＴｈｙ２にゲート電流を供給してサイリスタＴ
ｈｙ２をオン状態に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷陰極放電管を用いた
表示装置及びその駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】鮮明なカラー画像を表示する屋外型大型
表示装置が、ビルの壁面、野球場などに導入されてきて
いる。屋外に設置される表示装置では、太陽光が表示面
に照射されたときにも鮮明なカラー画像を得る為に、高
輝度の表示素子を使用する必要がある。そこで、従来、
高輝度の熱陰極放電管等を用いた大型表示装置が実用化
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】熱陰極放電管は、比較
的低電圧で点灯させることができるので、駆動回路の構
成が簡素になるなどの利点がある。しかしながら、熱陰
極放電管は、陰極に熱電子放出の為にBa,Sr,Ca等の酸化
物を塗った電極（エミッタ）を使用している為に、エミ
ッタの消耗による放電管としての寿命があった。すなわ
ち、点灯時に陽イオンがエミッタに衝突することでエミ
ッタが次第に消耗し、ついにはエミッタから熱電子が放
出されない状態となる。これが熱陰極放電管の寿命に相
当する。

【０００４】ところで、液晶のバックライトなどに使用
されている冷陰極放電管は、エミッタを必要とせず、高
輝度が得られるので、上述した大型表示装置の表示素子
として使用できる可能性がある。しかしながら、冷陰極
放電管は放電を開始させる為に高い電圧を印加する必要
があるので、高電圧発生回路を必要とする。

【０００５】図１４は、ＤＣ／ＡＣインバータを用いた
従来の冷陰極放電管の駆動回路の一例を示す図である。
ＤＣ／ＡＣインバータ１１は、低電圧の直流電圧Ｅを交
流の高電圧に変換する電圧変換回路であり、ＤＣ／ＡＣ
インバータ１１により昇圧／変換された交流電圧は、コ
ンデンサＣ₀を介して冷陰極放電管３に供給されてい
る。冷陰極放電管３の点灯、消灯の制御は、インバータ
１１の一次側のスイッチＳ１をオン、オフすることによ
り行っている。

【０００６】冷陰極放電管３を表示素子として使用する
為には、個々の冷陰極放電管毎にＤＣ／ＡＣインバータ
１１を設ける必要があり、熱陰極放電管の駆動回路に比
べてコストが高くなる。その為、従来、多数の表示素子
を必要とする表示装置では冷陰極放電管は使用されてい
なかった。

【０００７】本発明の課題は、冷陰極放電管を利用した
低コストの表示装置を提供することである。また、冷陰
極放電管の駆動回路を簡素化して低コストの駆動回路を
実現することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理説
明図であり、同図は、電流制限素子２ａ・・としてコン
デンサを使用した場合を示している。

【０００９】同図において、電圧変換手段１は、入力電
圧を昇圧して交流の高電圧に変換する。また、電流制限
素子２ａとして抵抗を使用した場合は、電圧変換手段１
は、入力電圧を昇圧して直流の高電圧に変換するもので
あってもよい。

【００１０】電圧変換手段１の出力電圧は、それぞれ直
列に接続された電流制限素子２ａ、２ｂ、２ｃと冷陰極
放電管３ａ、３ｂ、３ｃとの両端に印加される。冷陰極
放電管３ａ、３ｂ、３ｃと並列にスイッチ手段４ａ、４
ｂ、４ｃが接続されている。

【００１１】スイッチ手段４ａ〜４ｃとしては、冷陰極
放電管３ａ〜３ｂに交流電圧が印加される場合には、双
方向性半導体スイッチング素子、あるいは交流電圧を整
流した後、サイリスタ等の単方向性半導体スイッチング
素子を使用できる。

【００１２】制御手段５は、スイッチ手段４ａ〜４ｃを
オン、オフ制御して、冷陰極放電管を消灯または点灯状
態にする。

【００１３】

【作用】本発明では、冷陰極放電管３ａ〜３ｃに並列に
接続されているスイッチ手段４ａ〜４ｃをオフ状態にす
ると、電圧変換手段１の出力電圧が各冷陰極放電管３ａ
〜３ｃに印加され、冷陰極放電管３ａ〜３ｃの放電開始
電圧を超えた時点で点灯状態となる。他方、スイッチ手
段４ａ〜４ｃをオン状態にすると、冷陰極管３ａ〜３ｃ
の両端に電圧が印加されなくなるので、冷陰極放電管３
ａ〜３ｃは消灯状態となる。

【００１４】従って、個々のスイッチ手段４ａ〜４ｃを
オン、オフ制御することで、１つの電圧変換手段１を用
い複数の冷陰極放電管３ａ〜３ｃを独立に点灯または消
灯状態に制御することができる。この場合、スイッチ手
段４ａ〜４ｃを冷陰極放電管３ａ〜３ｃに並列に接続し
てあるので、スイッチ手段４ａ〜４ｃには最大でも冷陰
極放電管３ａ〜３ｃの放電開始電圧しか印加されないの
で、比較的低い耐圧の半導体スイッチ素子を使用でき
る。

【００１５】また、スイッチ手段４ａ〜４ｃとして、例
えば全波整流回路とサイリスタ等を用い、冷陰極放電管
の両端に印加される電圧を全波整流した後、サイリスタ
でスイッチングすることで、サイリスタ等のスイッチン
グ素子の両端ににかかる電圧を低く抑えることができ
る。これにより、冷陰極放電管のスイッチンング素子と
して比較的耐圧が低いサイリスタ等の単方向性半導体ス
イッチ素子を使用することが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図２は、各冷陰極放電管３ａ・・に並列にダ
イオードブリッジ（全波整流回路）１２ａ・・を接続
し、そのダイオードブリッジ１２ａ・・の直流出力端子
にサイリスタＴｈｙ１・・を接続した本発明の第１実施
例の冷陰極放電管表示装置の駆動回路を示す図である。

【００１７】この表示装置は、１つのＤＣ／ＡＣインバ
ータ１１で複数の冷陰極蛍光放電管３ａ、３ｂ、３ｃ・
・を駆動するようになっている。具体的には、３個の冷
陰極蛍光放電管３ａ〜３ｃを、それぞれ赤、緑、青の３
原色の表示管として使用し、それら３個の冷陰極蛍光放
電管３ａ〜３ｃで１画素を構成し、複数画素分の冷陰極
蛍光放電管で１つの表示ユニットを構成している。さら
に、表示ユニットを複数配置して１台の表示装置を構成
している。

【００１８】ＤＣ／ＡＣインバータ１１の入力側には、
直流電源Ｅが接続され、出力側には、両端にコンデンサ
Ｃ１、Ｃ２（又はＣ３，Ｃ４・・）が直列に接続された
冷陰極蛍光放電管３ａ、３ｂ、３ｃ・・が接続されてい
る。なお、コンデンサＣ１、Ｃ３・・は約20pF〜40pFの
容量のコンデンサを使用している。

【００１９】冷陰極蛍光放電管３ａ、３ｂ・・と並列に
それぞれ４個のダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオー
ドブリッジ１２ａ、１２ｂ・・が接続されており、さら
にそのダイオードブリッジ１２ａ・・のプラス側出力端
子Ｅ１にサイリスタＴｈｙ１・・のアノードが、基準側
（接地側）出力端子Ｅ２にサイリスタＴｈｙ１・・のカ
ソードが接続されている。

【００２０】サイリスタＴｈｙ１〜Ｔｈｙ３のゲート
は、それぞれエミッタ接地トランジスタＴＲ１ａ〜ＴＲ
１ｃのコレクタに接続され、トランジスタＴＲ１ａ〜Ｔ
Ｒ１ｃのコレクタは、それぞれ抵抗Ｒ１を介して５Ｖの
直流電源に接続されている。また、サイリスタＴｈｙ１
〜Ｔｈｙ３のゲート、カソード間には、それぞれ抵抗Ｒ
２が接続されている。

【００２１】トランジスタＴＲ１ａ〜ＴＲ１ｃのベース
は、それぞれ制御回路１３に接続されており、制御回路
１３によりトランジスタＴＲ１ａ〜ＴＲ１ｃのオン、オ
フ制御が行われる。

【００２２】例えば、制御回路１３からトランジスタＴ
Ｒ１ａのベースにハイレベルの信号が出力されていると
きには、トランジスタＴＲ１ａはオン状態となりサイリ
スタＴｈｙ１のゲートが接地されてサイリスタＴｈｙ１
はオフ状態となる。他方、制御回路１３からトランジス
タＴＲ１ａのベースにローレベルの信号が出力されてい
るときには、トランジスタＴＲ１ａはオフ状態となり、
サイリスタＴｈｙ１のゲートに５Ｖの直流電源からトリ
ガ電流が供給され、サイリスタＴｈｙ１はオン状態とな
る。

【００２３】図１４に示した従来の駆動回路では冷陰極
蛍光放電管の一端にコンデサＣ₀を接続しているのに対
し、図２の駆動回路では、冷陰極蛍光放電管３ａ、３ｂ
・・の両端にそれぞれコンデサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４
・・・を接続している。その理由を以下に説明する。

【００２４】図３は、複数の冷陰極蛍光放電管３ａ〜３
ｃの一端にそれぞれ直列にコデンサＣ₀を接続し、冷陰
極蛍光放電管３ａ〜３ｃに並列に図２に示したダイオー
ドブリッジ１２ａとサイリスタＴｈｙ１〜３とを接続し
た場合の回路構成を示している。

【００２５】図３の駆動回路では、サイリスタＴｈｙ１
〜Ｔｈｙ３のゲート電流を供給する直流電源を共通化し
ているので、サイリスタＴｈｙ１〜Ｔｈｙ３のカソー
ド、すなわちダイオードブリッジ１２ａ、１２ｂ、１２
ｃ・・の基準側の出力端子Ｅ２は同電位となっている。

【００２６】今、Ｔｈｙ１がオフ、サイリスタＴｈｙ２
がオンで、冷陰極蛍光放電管３ａが点灯状態、冷陰極蛍
光放電管３ｃが消灯状態であるとする。ＤＣ／ＡＣイン
バータ１１の出力電圧が負、すなわちインバータ１１の
下側の出力端子が正電位のときには、図３に示すように
ＤＣ／ＡＣインバータ１１の下側の出力端子、冷陰極蛍
光放電管３ｂの下側の端子Ｂ２、ダイオードブリッジ１
２ｂのダイオードＤ２、Ｔｈｙ２のアノード及びカソー
ド、ダイオードブリッジ１２ａのダイオードＤ４、冷陰
極蛍光放電管３ａの上側の端子Ａ１、ＤＣ／ＡＣインバ
ータ１１の上側の出力端子を経て電流が流れる。

【００２７】その為、ＤＣ／ＡＣインバータ１１の出力
電圧が負の期間（ＤＣ／ＡＣインバータ１１の下側の出
力端子の電位を基準として）は、冷陰極蛍光放電管３ａ
の両端が、そのときオンしている別の冷陰極蛍光放電管
３ｂの駆動回路のサイリサタＴｈｙ２により短絡され、
冷陰極蛍光放電管３ａが消灯状態となってしまう。

【００２８】このときの駆動回路の動作を、図４(a) 、
(b) の等価回路を参照して説明する。図４(a) は、ＤＣ
／ＡＣインバータ１１の上側の出力端子が正電位で、か
つサイリスタＴｈｙ１がオフ、サイリスタＴｈｙ２がオ
ン状態のときの図３の駆動回路の等価回路を示してい
る。

【００２９】このとき、冷陰極蛍光放電管３ｂの両端Ｂ
１、Ｂ２はサイリスタＴｈｙ２により短絡されるので、
冷陰極蛍光放電管３ｂは消灯状態となっている。このと
き、サイリスタＴｈｙ２がオンしている為に冷陰極蛍光
放電管３ｂの上側の端子Ｂ１と冷陰極蛍光放電管３ａの
下側の端子Ａ２とが同電位となっているが、冷陰極蛍光
放電管３ａの両端Ａ１、Ａ２には、ＤＣ／ＡＣインバー
タ１１の正の出力電圧（コンデンサＣ１を介した電圧）
が印加されるので、冷陰極蛍光放電管３ａは放電状態を
維持し点灯状態となっている。

【００３０】これに対し、同図(b) に示すようにＤＣ／
ＡＣインバータ１１の下側の出力端子が正電位となる
と、冷陰極蛍光放電管３ｂの下側の端子Ｂ２と冷陰極蛍
光放電管３ａの上側の端子Ａ１とが同電位となるので、
冷陰極蛍光放電管３ａの両端Ａ１、Ａ２が短絡され放電
が停止してしまう。

【００３１】すなわち、冷陰極蛍光放電管の一端にコン
デンサＣ１・・・を接続した図３の回路では、サイリス
タのゲート回路の電源を共通化した場合、ＤＣ／ＡＣイ
ンバータ１１から出力される交流電圧の負の半サイクル
の期間、冷陰極蛍光放電管が消灯状態となってしまう。

【００３２】上記の問題を簡単な構成で解決したのが図
２の回路である。この場合の等価回路を図５を参照して
説明する。ＤＣ／ＡＣインバータ１１の下側の出力端子
が正電位となると、上述した場合と同様に冷陰極蛍光放
電管３ｂの両端がサイリスタＴｈｙ２により短絡され、
冷陰極蛍光放電管３ｂの下側の端子Ｂ２と冷陰極蛍光放
電管３ａの上側の端子Ａ１とが同電位となる。しかしな
がら、この場合、冷陰極蛍光放電管３ｂの下側の端子Ｂ
２には直列にコンデンサＣ４が接続されているので、冷
陰極蛍光放電管３ａの上側の端子Ａ１にはコンデンサＣ
１、Ｃ２の分圧比で決まる一定の電圧が印加される。こ
れにより、冷陰極蛍光放電管３ａは、ＤＣ／ＡＣインバ
ータ１１の出力電圧が負の半波の期間も点灯状態とな
る。

【００３３】ところで、図２の駆動回路では、サイリス
タＴｈｙｉ（複数のサイリスタの内の任意の１つ指す）
を一度オン状態とすると、ダイオードブリッジ１２ｉ
（複数のダイオードブリッジの内の任意の１つを指す）
から出力される全波整流電圧がサイリスタＴｈｙｉに印
加されるので、ＤＣ／ＡＣインバータ１１の出力電圧の
周波数が高いと、サイリスタＴｈｙｉのターンオフ時間
を確保できず、サイリスタＴｈｙｉをオフ状態にするこ
とができない。

【００３４】そこで、第１実施例の駆動回路では、ＤＣ
／ＡＣインバータ１１の出力電圧を間欠的に制御してサ
イリスタＴｈｙｉをターンオフさせている。以下、この
ときの動作波形を、図６を参照して説明する。

【００３５】図６の制御信号は、制御回路１３からトラ
ンジスタＴＲｉ（ＴＲ１ａ〜ＴＲ１ｃの内の任意のトラ
ンジスタ）のベースに与えられる信号であり、制御信号
がローレベルのときトランジスタＴＲｉがオフしてサイ
リスタＴｈｙｉのゲートにトリガ電流が与えられ、制御
信号がハイレベルのときトランジスタＴＲｉがオンして
ゲートのトリガ電流は零となる。

【００３６】この場合、ＤＣ／ＡＣインバータ１１の出
力電圧が間欠的に制御されているので、サイリスタＴｈ
ｙｉをオン状態に保つ為には、制御信号をローレベルに
保ちサイリスタＴｈｙｉのゲートに常時トリガ電流を供
給する必要がある。この状態で冷陰極蛍光放電管３ｉを
点灯させる為に制御信号をハイレベルに変化させても、
サイリスタＴｈｙｉはすぐにはオフ状態とならず、ＤＣ
／ＡＣインバータ１１の出力電圧が零となって所定のタ
ンーオフ時間を経過した後サイリスタＴｈｙｉはオフ状
態となる。

【００３７】サイリスタＴｈｙｉがオフ状態となると、
アノード、カソード間には、図６に示すようなダイオー
ドブリッジ１２ｉの出力電圧である全波整流波形が印加
され、ＤＣ／ＡＣインバータ１１の出力電圧が零となる
期間、サイリスタＴｈｙｉのアノード、カソード間電圧
も零となる。

【００３８】サイリスタＴｈｙｉがオフ状態となると、
そのサイリスタＴｈｙｉと並列に接続されている冷陰極
蛍光放電管３ｉの両端には、交流の高電圧が印加される
ので、その電圧が冷陰極蛍光放電管３ｉの放電開始電圧
を超えた時点で冷陰極蛍光放電管３ｉは点灯状態とな
る。

【００３９】この駆動制御方法は、ＤＣ／ＡＣインバー
タ１１の出力電圧が零となる期間を設ける必要があるの
で、間欠周期を短くした場合には冷陰極蛍光放電管の輝
度が低くなり、間欠周期を長くした場合には冷陰極蛍光
放電管の制御が瞬時に行えないという欠点がある。

【００４０】この問題を解決したのが、図７の駆動回路
である。図７の回路は、サイリスタＴｈｙｉに並列にコ
ンデンサＣ11、Ｃ12、Ｃ13・・・を接続したものであ
る。図７の回路では、抵抗Ｒ３をコンデンサＣ1i（コン
デンサＣ11、Ｃ12、Ｃ13・・の内の任意のコンデンサ）
に直列に接続してダイオードブリッジ１２ｉの出力電圧
を平滑している。抵抗Ｒ４は、サイリスタＴｈｙｉがオ
ンしたとき、コンデンサＣ1iの放電電流を制限する為の
抵抗である。なお、抵抗Ｒ３、Ｒ４は省略することも可
能である。

【００４１】次に、図７の駆動回路の各部の動作波形を
図８を参照して説明する。図８には、図７の駆動回路の
抵抗Ｒ３、Ｒ４を省略して示してある。今、トランジス
タＴＲ１ａのベースにローレベルの制御信号が与えら
れ、サイリスタＴｈｙ１がオン状態にあるものとする。
サイリスタＴｈｙ１がオンの期間はそのゲートには常に
トリガ電流が供給されている。

【００４２】この状態で、制御信号をハイレベルに変化
させると、サイリスタＴｈｙ１のゲートにトリガ電流が
供給されなくなるが、ＤＣ／ＡＣインバータ１１から電
圧が出力されている間は、サイリスタＴｈｙ１はオン状
態を保っている。そして、ＤＣ／ＡＣインバータ１１の
出力電圧が零となると、コンデンサＣ11の端子電圧も零
となり、サイリスタＴｈｙ１はオフ状態となる。

【００４３】次に、ＤＣ／ＡＣインバータ１１の出力電
圧が零から上昇する過程で、コンデンサ11が充電される
が、そのときの充電特性は、ダイオードブリッジ１２ａ
の内部抵抗等とコンデンサＣ11の容量とにより決まる。
そこで、コンデンサＣ11の容量を適宜選択して、ＤＣ／
ＡＣインバータ１１の発振周波数( 本実施例では、30Ｋ
Hz）においてサイリスタＴｈｙ１のターンオフ時間を確
保できるようにすれば、ＤＣ／ＡＣインバータ１１の出
力電圧が零となったときサイリスタＴｈｙ１を確実にオ
フさせることができる。

【００４４】図８は、このときの各部の動作波形を示し
ており、制御信号がハイレベルとなった後、ＤＣ／ＡＣ
インバータ１１の出力電圧が零となった時点でコンデン
サＣ11の充電が開始される。そして、一定のターンオフ
時間を経過した時点でサイリスタＴｈｙ１がオフ状態と
なる。サイリスタＴｈｙ１がオフ状態となると、冷陰極
蛍光放電管３ａの両端にコンデンサＣ１、Ｃ２を介して
ＤＣ／ＡＣインバータ１１の出力電圧が印加されるの
で、冷陰極蛍光放電管３ａは放電を開始して点灯状態と
なる。

【００４５】このように、上記実施例では、サイリスタ
Ｔｈｙｉに並列にコンデンサＣ1iを接続することで、サ
イリスタＴｈｙｉのターンオフ時間を確保し、サイリス
タＴｈｙｉ確実にオフさせることができる。この場合、
電源の間欠制御ではないので冷陰極蛍光放電間３ｉの輝
度が低下することもないし、冷陰極蛍光放電管３ｉの制
御を瞬時に行うことができる。

【００４６】また、コンデンサＣ1iをサイリスタＴｈｙ
ｉに並列に接続することで、サイリスタＴｈｙｉに印加
される電圧のピーク値を抑えることができる。これによ
り、スイッチ素子として耐圧の低い低コストの半導体素
子を使用することが可能となる。

【００４７】図９は、サイリスタＴｈｙｉに並列にコン
デンサＣ1iを接続した場合と、接続しない場合のサイリ
スタＴｈｙｉのアノード、カソード間の電圧波形を示す
図である。

【００４８】コンデンサＣ1iが接続されていない場合に
は、サイリスタＴｈｙｉのアノード、カソード間には、
冷陰極蛍光放電管３ｉが放電を開始する前は、ピーク値
で１１００Ｖ程度の電圧が印加され、放電開始後は４０
０Ｖ程度の電圧が印加される。これに対し、サイリスタ
Ｔｈｙｉに並列にコンデンサＣ1iが接続されている場合
には、電圧が平滑化されるので、サイリスタＴｈｙｉの
アノード、カソード間には、最大で約５００Ｖの電圧が
印加されるだけである。

【００４９】このように、サイリスタＴｈｙｉに並列に
コンデンサを接続することで、サイリスタＴｈｙｉの両
端に印加される電圧を低くできるので、最大定格が低
く、コスト的にも安いサイリスタ等をスイッチ素子とし
て使用することが可能となる。

【００５０】次に、図１０は、サイリスタの両端にかか
る電圧のピーク値を抑えた本発明の第３実施例の駆動回
路の回路構成図である。なお、同図には１個の冷陰極蛍
光放電管３ａのみを示してあるが、実際には前述した図
２の駆動回路と同様に交流電源Ｖ１には複数の冷陰極蛍
光放電管が接続されている。

【００５１】図１０において、サイリスタＴｈｙ１に直
列に抵抗Ｒ１１が接続され、直列に接続された抵抗Ｒ１
２及びコンデンサＣ１４とその抵抗Ｒ１２に並列に接続
されたダイオードＤ１１とがサイリスタＴｈｙ１に並列
に接続されている。

【００５２】なお、コンデンサＣ１４に直列に接続され
ている抵抗Ｒ１２は、サイリスタＴｈｙ１がオンとなっ
たときサイリスタＴｈｙ１に流れるコンデンサＣ１４の
放電電流を制限するための抵抗であり、その抵抗Ｒ１２
に並列に接続されているダイオードＤ１１は、サイリス
タＴｈｙ１のオフ時に抵抗Ｒ１２をバイパスしてコンデ
ンサＣ１４を充電するためのものである。

【００５３】前述したようにサイリスタＴｈｙ１がオフ
状態のとき、サイリスタＴｈｙ１の両端にはピーク値で
1100Ｖ程度の電圧が印加される。図１０の回路では、抵
抗Ｒ１１とコンデンサＣ１４の値で決まる時定数を充分
大きくすることで、サイリスタＴｈｙ１の両端にかかる
電圧のピーク値を抑えることができる。

【００５４】今、サイリスタＴｈｙ１がオン状態からオ
フ状態になると、交流電源Ｖ１（前述したインバータ１
１に対応する）から出力される約30KHz の交流電圧が冷
陰極蛍光放電管３ａの両端に印加される。その交流電圧
はダイオードブリッジ１２ａで全波整流され、全波の脈
流電圧が抵抗Ｒ１１を介してサイリスタＴｈｙ１に印加
される。このときサイリスタＴｈｙ１はオフしているの
で、ダイオードブリッジ１２ａの出力電流は、抵抗Ｒ１
１、ダイオードＤ１１、コンデンサＣ１４の経路で流
れ、サイリスタＴｈｙ１の両端の電圧は、抵抗Ｒ１１の
値とコンデンサＣ１４の容量とで決まる時定数で上昇す
る。

【００５５】従って、抵抗Ｒ１１の値とコンデンサＣ１
４の容量で決まる時定数を交流電源Ｖ１の１周期の時間
に比べて長く設定しておけば、サイリスタＴｈｙ１の両
端にかかる電圧のピーク値を抑えることができる。実験
では、抵抗Ｒ１１として33ＫΩ、コンデンサＣ１４とし
て1000pFを使用することでサリスタの両端にかかる電圧
を約600 Ｖに抑えることができた。

【００５６】また、上述した抵抗Ｒ１１及びコンデンサ
Ｃ１４に加え、サイリスタＴｈｙ１に並列に抵抗を接続
することで、さらにサイリスタＴｈｙ１に印加される電
圧のピーク値を抑えることができた。実験では、サイリ
スタＴｈｙ１に並列に1.5 ＭΩの抵抗を接続することで
電圧のピーク値を約400 Ｖに抑えることができた。

【００５７】次に、図１１は、コンデンサＣ１５とコン
デンサＣ１４とを使用してサイリスタの両端にかかる電
圧のピーク値を抑えた本発明の第４実施例の駆動回路の
回路構成図である。

【００５８】図１１の回路は、冷陰極蛍光放電管３ａの
一方の電極とダイオードブリッジ１２ａの入力端子との
間コンデンサＣ１５が接続され、直列に接続された抵抗
Ｒ１２及びコンデンサＣ１４とその抵抗Ｒ１２に並列に
接続されたダイオードＤ１１とがサイリスタＴｈｙ１に
並列に接続されている。

【００５９】今、サイリスタＴｈｙ１がオン状態からオ
フ状態となると、上述したのと同様に約30KHz の交流電
圧が冷陰極蛍光放電管３ａの両端に印加される。サイリ
スタＴｈｙ１がオフで、かつ冷陰極蛍光放電管３ａが放
電を開始する前の状態では、冷陰極蛍光放電管３ａの両
端に印加される交流電圧により、コンデンサＣ１５、ダ
イオードブリッジ１２ａ、ダイオードＤ１１、コンデン
サＣ１４の経路で電流が流れる。この場合、、サイリス
タＴｈｙ１の両端の電圧は、コンデンサＣ１４の充電電
圧とほぼ等しいので、コンデンサＣ１５の容量とダイオ
ードブリッジ１２ａの内部抵抗とコンデンサＣ１４の容
量とで決まる時定数で上昇する。

【００６０】従って、コンデンサＣ１５とダイオードブ
リッジ１２ａの内部抵抗とコンデンサＣ１４の容量とで
決まる時定数を、交流電圧の１周期の時間に比べて長く
設定することで、サイリスタＴｈｙ１の両端にかかる電
圧のピーク値を抑えることができる。実験では、コンデ
ンサＣ１５として約100 〜200pF 、抵抗Ｒ１２として１
ＭΩ、コンデンサＣ１４として1000pFを使用すること
で、サイリスタＴｈｙ１の両端にかかる電圧のピーク値
を約600 Ｖに抑えることができた。前述した抵抗Ｒ１１
の代わりにコンデンサＣ１５を用いる場合、コンデンサ
は高耐圧のコンデンサが安価に入手できるので、図１１
の回路のようにダイオードブリッジ１２ａの整流前の部
分に電圧のピーク値を抑制するためのコンデンサＣ１５
を挿入することができる。

【００６１】上述した実施例は、サイリスタのゲート回
路のグランドと制御回路回路のグランドとを共通にした
場合であるが、次に両者のグランドを分離した場合につ
いて説明する。図１２は、パルストランスを使用して、
サイリスタのゲートと制御回路１３とを絶縁した本発明
の第５実施例の駆動回路の回路構成図である。

【００６２】パルストランス１４の一次側巻線の一端
は、５Ｖの直流電源に接続され、他端はトランジスタＴ
Ｒ２ａのコレクタに接続されている。パルストランス１
４の二次側巻線の一端は、サイリスタＴｈｙ１のゲート
に接続され、他端はサイリスタＴｈｙ１のカソードに接
続されている。他の冷陰極蛍光放電管３ｂ、３ｃ・・の
駆動回路も同様な構成となっている。

【００６３】なお、この実施例では、トランジスタＴＲ
２ａのベースに供給される制御信号がハイレベルのと
き、サイリスタＴｈｙ１のゲートにトリガ電流が供給さ
れてサイリスタＴｈｙ１がオン状態となり、制御信号が
ローベルのときトリガ電流が零となりサイリスタＴｈｙ
１がオフ状態となる。

【００６４】この実施例では、各冷陰極蛍光放電管３ｉ
に並列に接続されているサイリスタＴｈｙｉのゲート回
路のグランドと制御回路１３のグランドとが分離されて
いるので、図３の駆動回路の説明で述べたような交流電
圧の負のサイクルにおいて、点灯状態となっている冷陰
極蛍光放電管の両端が短絡されて消灯されてしまうとい
う問題が生じないので、冷陰極蛍光放電管の両端にコン
デンサを接続する必要がなくなる。

【００６５】次に、図１３は、図１２のサイリスタＴｈ
ｙｉの替わりにトランジスタＴＲ４を使用し、フォトカ
ップラ１５によりそのトランジスタＴＲ４の駆動回路と
制御回路１３とを絶縁した本発明の第６実施例の駆動回
路の回路構成図である。

【００６６】フォトカップラ１５ａ、１５ｂの発光側の
フォトダイオードＤ５ａ、Ｄ５ｂのアノードは、それぞ
れ抵抗Ｒ５を介して５Ｖの直流電源に接続されており、
カソードはトランジスタＴＲ２ａ、ＴＲ２ｂのコレクタ
に接続されている。フォトカップラ１５ａ、１５ｂの受
光側のフォトトランジスタＴＲ３ａ、ＴＲ３ｂのエミッ
タは、それぞれトランジスタＴＲ４ａ、ＴＲ４ｂのベー
スに接続され、トランジスタＴＲ３ａ、ＴＲ３ｂのコレ
クタは、抵抗Ｒ６を介してダイオードブリッジ１２ａ１
２ｂのプラス側の整流出力端子に接続されている。さら
に、トランジスタＴＲ４ａ、ＴＲ４ｂは、それぞれダイ
オードブリッジ１２ａ、１２ｂの整流出力端子に並列に
接続されている。

【００６７】ここで、図１３の駆動回路の動作を説明す
る。今、冷陰極蛍光放電管３ａの駆動回路のトランジス
タＴＲ２ａのベースに供給される制御信号がハイレベル
となると、トランジスタＴＲ２ａがオンし、フォトダイ
オードＤ５ａに電流が供給されてフォトダイオードＤ５
ａが発光する。そのフォトダイオードＤ５ａの光で受光
側のフォトトランジスタＴＲ３ａがオンすると、ダイオ
ードブリッジ１２ａの直流出力電圧が抵抗Ｒ６を介して
トランジスタＴＲ４ａのベースに印加され、トランジス
タＴＲ４ａがオンする。この結果、冷陰極蛍光放電管３
ａの両端が短絡され、冷陰極蛍光放電管３ａは消灯状態
となる。

【００６８】他方、トランジスタＴＲ２ａのベースに供
給される制御信号がローレベルとなると、トランジスタ
ＴＲ２ａがオフしフォトダイオードＤ５ａが発光を停止
する。すると、フォトトランジスタＴＲ３ａがオフし、
トランジスタＴＲ４ａのベースに電流が供給されなくな
るので、トランジスタＴＲ４ａがオフ状態となる。この
結果、冷陰極蛍光放電管３ａの両端に高電圧が印加さ
れ、冷陰極蛍光放電管３ａは点灯状態となる。

【００６９】この実施例では、フォトカップラ１５ａ、
ｂにより、冷陰極蛍光放電管と並列に接続されているト
ランジスタＴＲ４ａ、ＴＲ４ｂの駆動回路と制御回路１
３とを絶縁したので、点灯状態となっている冷陰極蛍光
放電管の駆動回路が、消灯状態となっている他の冷陰極
蛍光放電管の駆動回路に影響されることがないので、冷
陰極蛍光放電管の両端にコンデンサを接続する必要がな
くなり、回路がより簡素になる。

【００７０】なお、冷陰極蛍光放電管に高電圧を供給す
る電圧変換回路は、実施例に述べたＤＣ／ＡＣインバー
タに限らず、ＡＣ／ＡＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ等でも良い。

【００７１】また、上述した実施例では、本発明の駆動
回路を大型表示装置に利用した場合について述べたが、
これに限らず表示装置以外にも本発明を適用できる。例
えば、従来電球が用いられている銀行のＡＴＭ装置の表
示盤の光源として利用することもできる。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、複数の冷陰極放電管を
１つの電圧変換回路で駆動し、それぞれの冷陰極放電管
を点灯または消灯状態に独立に制御できるので、冷陰極
放電管を利用した表示装置を低コストで提供できる。ま
た、冷陰極放電管に並列にスイッチ素子を接続すること
で、スイッチ素子に要求される耐圧を軽減することがで
き、より低コストのスイッチ素子を駆動回路に使用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】第１実施例の駆動回路の回路構成図である。

【図３】冷陰極蛍光放電管の一端にコンデンサを接続し
た駆動回路の説明図である。

【図４】図３の駆動回路の等価回路を示す図である。

【図５】図２の駆動回路の等価回路を示す図である。

【図６】インバータを間欠的に動作させ冷陰極管を制御
する場合の動作波形を示す図である。

【図７】第２実施例の駆動回路の回路構成図である。

【図８】第２実施例の駆動回路の動作波形の説明図であ
る。

【図９】サイリスタに印加される電圧波形を示す図であ
る。

【図１０】第３実施例の駆動回路の回路構成図である。

【図１１】第４実施例の駆動回路の回路構成図である。

【図１２】第５実施例の駆動回路の回路構成図である。

【図１３】第６実施例の駆動回路の回路構成図である。

【図１４】従来の冷陰極放電管の駆動回路を示す図であ
る。

【符号の説明】

１電圧変換手段 2a,2b,2c 電流制限素子 3a,3b,3c 冷陰極放電管 4a,4b,4c スイッチ手段５制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の冷陰極放電管(3a,3b,3c)と、前記冷陰極放電管(3a,3b,3c)にそれぞれ直列に接続され
た電流制限素子(2a,2b,2c)と、前記複数の冷陰極放電管(3a,3b,3c)に共通に設けられ、
入力電圧を昇圧して該複数の冷陰極放電管(3a,3b,3c)に
駆動電圧を供給する電圧変換手段(1) と、前記複数の冷陰極放電管(3a,3b,3c)にそれぞれ並列に接
続されたスイッチ手段(4a,4b,4c)と、前記スイッチ手段(4a,4b,4c)をオン、オフ制御して前記
冷陰極放電管(3a,3b,3c)を消灯または点灯状態に制御す
る制御手段(5) とを備えることを特徴とする冷陰極放電
管表示装置。
【請求項２】前記冷陰極放電管(3a,3b,3c)の両端に直
列に電流制限素子(2a,2b,2c)を接続したことを特徴とす
る請求項１記載の冷陰極放電管表示装置。
【請求項３】前記スイッチ手段(4a,4b,4c)は、双方向
性半導体スイッチング素子であることを特徴とする請求
項１または２記載の冷陰極放電管表示装置。
【請求項４】前記スイッチ手段(4a,4b,4c)は、全波整
流回路と、該全波整流回路の出力端子間に接続された単
方向性半導体スイッチング素子とからなることを特徴と
する請求項１または２記載の冷陰極放電管表示装置。
【請求項５】前記スイッチ手段(4a,4b,4c)は、全波整
流回路と、該全波整流回路の出力端子間に接続されたサ
イリスタと、該サイリスタに並列に接続されたコンデン
サとからなることを特徴とする請求項１または２記載の
冷陰極放電管表示装置。
【請求項６】前記電流制限素子(2a,2b,2c)はコンデン
サであることを特徴とする請求項１または２記載の冷陰
極放電管表示装置。
【請求項７】前記電流制限素子(3a,3b,3c)と前記冷陰
極放電管(3a,3b,3c)との接続点と、全波清流回路の入力
端子との間にコンデンサを接続したことを特徴とする請
求項５記載の冷陰極放電管表示装置。
【請求項８】前記全波整流回路の出力端子と前記サイ
リスタのアノードとの間に直列に抵抗（Ｒ１１）を接続
し、さらに該サイリスタに並列に、直列に接続された抵
抗及びコンデンサと該抵抗に並列に接続されたダイオー
ドとからなる回路を接続したことを特徴とする請求項７
記載の冷陰極放電管表示装置。
【請求項９】冷陰極放電管(3a)と、該冷陰極放電管(3a)に直列に接続された電流制限素子(2
a)と、複数の冷陰極放電管(3a,3b,3c)に共通に設けられ、入力
電圧を昇圧して該複数の冷陰極放電管(3a,3b,3c)に駆動
電圧を供給する電圧変換手段(1) と、前記冷陰極放電管(3a)に並列に接続されたスイッチ手段
(4a)と、前記スイッチ手段(4a)をオン、オフ制御して前記冷陰極
放電管(3a)を消灯または点灯状態に制御する制御手段
(5) とを備えることを特徴とする冷陰極放電管の駆動回
路。
【請求項１０】前記スイッチ手段(4a,) は、双方向性
半導体スイッチング素子であることを特徴とする請求項
９記載の冷陰極放電管の駆動回路。
【請求項１１】前記スイッチ手段(4a)は、全波整流回
路と、該全波整流回路の直流出力端子間に接続された単
方向性半導体スイッチング素子とからなることを特徴と
する請求項９記載の冷陰極放電管の駆動回路。
【請求項１２】前記スイッチ手段(4a)は、全波整流回
路と、該全波整流回路の直流出力端子間に接続されたサ
イリスタと、該サイリスタに並列に接続されたコンデン
サとからなることを特徴とする請求項９記載の冷陰極放
電管の駆動回路。