JPH0719784U

JPH0719784U - 蛍光表示管駆動装置

Info

Publication number: JPH0719784U
Application number: JP5387993U
Authority: JP
Inventors: 耕三宇賀
Original assignee: ジェコー株式会社
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】低発熱として機器の小型化を促進する。輝度
むらが目立たないようにする。【構成】フィラメント４−１への入力電圧Ｅｐの供給
通路にトランジスタ５を設け、トランジスタ５をパルス
信号によってオン・オフ駆動し、降圧した値としてフィ
ラメント４−１へ実効電圧（フィラメント電圧）Ｅｆを
印加する。この際、フィラメント電圧Ｅｆとして所定値
（１．４Ｖ）が得られるように（フィラメント４−１の
発熱温度が６００〜６５０℃の温度範囲に保たれるよう
に）、トランジスタ５のオン時間ｔ_ONが１０μｓ以下で
あることを条件として、パルス信号のデューティＤｕを
定める。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、車両に搭載される機器に用いて好適な蛍光表示管駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、車両に搭載される機器（例えば、自動車時計）には、蛍光表示管が用いられている。この時計には、蛍光表示管のフィラメントを駆動するために、バッテリ電圧（ＤＣ１３Ｖ）を所定電圧（例えば、１．４Ｖ）に降下する降圧回路が設けられている。図５に従来の蛍光表示管駆動装置の要部を示す。この駆動装置では、降圧回路として抵抗１とツェナーダイオード２とを組み合わせた回路を用いており、車載バッテリ３からの供給電圧（入力電圧）Ｅｐをツェナーダイオード２により１．４Ｖとして、蛍光表示管４のフィラメント（直熱型カソード）４−１に印可するものとしている。これにより、フィラメント４−１は、自己発熱し、その発熱温度が６００〜６５０℃となり、格子電極４−２１〜４−２４に正電圧が与えられていることを前提として、セグメント（アノード）４−３１〜４−３４へ電子を放射し、セグメント４−３１〜４−３４を発光動作させる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の蛍光表示管駆動装置によると、抵抗１に１１．６Ｖの電圧が印加されるものとなり、抵抗１での電力消費が激しく（フィラメント電流が０．１Ａとすると抵抗１での消費電力は１．１６Ｗ）、この駆動装置を組み込む機器の小型化に伴い、ここでの発熱が大きな問題となる。すなわち、機器を小型化しようとすると、抵抗１や抵抗１を搭載する回路基板の表面積が減少し、大気中への熱放出が充分に行えなくなり、常温での抵抗１の半田部温度が上昇する。発明者の確認したところでは、抵抗１としてチップ抵抗を用いた場合、その半田部温度は約９０℃となった。このため、過電圧試験（２０Ｖ）において、抵抗１の半田部温度が半田共晶温度を超え、半田が溶けてしまうという虞れがあった。また、従来の蛍光表示管駆動装置によると、フィラメント４−１とセグメント４−３１〜４−３４との電位差が異なるため、左右の輝度にむらが生じるという問題があった。すなわち、フィラメント４−１とセグメント４−３１とではその電位差が（Ｅｐ−１．４）Ｖとなり、フィラメント４−１とセグメント４−３４とではその電位差が（Ｅｐ−０）Ｖとなる。このため、セグメント４−３１から４−３４へ向かって、明るくなるという輝度むらが生じる。

【０００４】本考案はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、低発熱として機器の小型化を促進することができ、また輝度むらの目立たない蛍光表示管駆動装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

このような目的を達成するために、その第１考案（請求項１に係る考案）は、蛍光表示管のフィラメントへ印加する入力電圧Ｅｐを間欠的に供給・遮断することにより、降圧した値としてフィラメントに実効電圧Ｅｆを印加し、フィラメントの発熱温度を所定温度範囲に保つ降圧手段を備えたものである。また、その第２考案（請求項２に係る考案）は、第１考案において、フィラメントへの入力電圧Ｅｐの印加時間を、セグメントの発光動作停止後の残光時間よりも短く設定するようにしたものである。また、その第３考案（請求項３に係る考案）は、蛍光表示管のフィラメントへ印加する入力電圧Ｅｐを間欠的に供給・遮断することにより、降圧した値としてフィラメントに実効電圧Ｅｆを印加する一方、その実効電圧Ｅｆを入力電圧Ｅｐの変動に拘らず所定値に保つ降圧手段を備えたものである。

【０００６】

【作用】

したがってこの考案によれば、その第１考案では、入力電圧Ｅｐが間欠的に供給・遮断され、降下した値としてフィラメントに実効電圧Ｅｆが印加され、フィラメントの発熱温度が所定温度範囲に保たれる。また、その第２考案では、フィラメントへの入力電圧Ｅｐの印加時にフィラメントとセグメントとの電位差が小さくなってセグメントの発光動作が停止したとしても、その印加時間がセグメントの発光動作停止後の残光時間よりも短いので、セグメントは連続的に発光動作しているように見える。また、その第３考案では、入力電圧Ｅｐが間欠的に供給・遮断され、降下した値としてフィラメントに実効電圧Ｅｆが印加される一方、その実効電圧Ｅｆが入力電圧Ｅｐの変動に拘らず所定値に保たれる。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案を実施例に基づき詳細に説明する。図１はこの考案の一実施例を示す蛍光表示管駆動装置の要部を示す回路図である。同図において、図５と同一符号は同一構成要素を示し、その説明は省略する。

【０００８】この駆動回路では、抵抗によるブリーダ方式に変えて、トランジスタを用いたスイッチング方式を採用している。すなわち、車載バッテリ３からのフィラメント４−１への入力電圧Ｅｐの供給通路にトランジスタ５を設け、このトランジスタ５をパルス発生部６の発生するパルス信号によってオン・オフ駆動するものとし、降圧した値としてフィラメント４−１へ実効電圧（フィラメント電圧）Ｅｆを印加するものとしている。そして、フィラメント電圧Ｅｆとして所定値（１．４Ｖ）が得られるように（フィラメント４−１の発熱温度が６００〜６５０℃の温度範囲に保たれるように）、トランジスタ５のオン時間（フィラメント４−１への入力電圧Ｅｐの印加時間）ｔ_ONが１０μｓ以下であることを条件として、パルス発生部６の発生するパルス信号のデューティＤｕを定めている。すなわち、フィラメント電圧Ｅｆと入力電圧Ｅｐとの関係は、Ａを定数とした場合、Ｅｆ＝ＡＥｐＳＱＲ（１／Ｄｕ）で表され、デューティＤｕを適当に定めることにより、フィラメント電圧Ｅｆとして所定値（１．４Ｖ）を得ることができる。

【０００９】本実施例によれば、図１から明らかなように、トランジスタ５を用いたスイッチング方式を採用しているため、入力電圧Ｅｐをフィラメント電圧Ｅｆに降下する際の変換効率が高く、発熱の絶対量が低減する。これにより、低発熱となり、機器の小型化を促進することができるようになる。また、低消費電力化が可能となり、放熱板等も不要となる。

【００１０】また、本実施例によれば、入力電圧Ｅｐをトランジスタ５によりオン・オフしてダイレクトにフィラメント４−１に印加するようにしているため、大容量のコンデンサによる平滑回路を用いてフィラメント電圧Ｅｆを得る方法に比して、スペースをとらず、コスト的にも安価となる。

【００１１】また、本実施例によれば、フィラメント４−１への入力電圧Ｅｐの印加時間ｔ _ON が１０μｓ以下（駆動周波数２０ｋHz付近でデューティＤｕは１０％以下）と短いことから、フィラメント４−１とセグメント４−３１〜４−３４との電位差が異なることによる左右の輝度むらの発生時間も短いものとなり、輝度むらが目立たなくなる。

【００１２】また、本実施例によれば、フィラメント４−１への入力電圧Ｅｐの印加時に、フィラメント４−１とセグメント４−３との電位差が小さくなって、セグメント４−３の発光動作が停止しても、入力電圧Ｅｐの印加時間ｔ_ONがセグメント４− ３の発光動作停止後の残光時間ｔｆよりも短いので、セグメント４−３は連続的に発光動作しているように見え、実用上問題は生じない。

【００１３】すなわち、セグメント４−３１で代表して説明するに、セグメント４−３１にはバッテリ３からの入力電圧Ｅｐが印加されている。今、セグメント４−３１のフィラメント４−１の発熱温度が６００〜６５０℃の範囲にあるものとすると、トランジスタ５がオフとされている場合、フィラメント４−１とセグメント４− ３１との電位差は（Ｅｐ−０）Ｖであることから（図２（ｂ）に示すｔ１点）、セグメント４−３１は発光動作状態にある（図２（ａ）に示すｔ１点）。このような状態から、トランジスタ５がオンとされフィラメント４−１へ入力電圧Ｅｐが印加されると（図２（ｃ）に示すｔ２点）、フィラメント４−１とセグメント４−３１との電位差が零となり、セグメント４−３１の発光動作が停止する。

【００１４】この際、セグメント４−３１は、その発光動作が停止しても、すぐにはその輝度が零とならない。すなわち、セグメント４−３１は、発光動作停止後、徐々にその輝度が低下し、所定時間（残光時間）ｔｆが経過した後、零となる。この残光時間ｔｆは１０μｓ以上あり、ｔ_ONがｔｆよりも短く設定されていることから、残光時間ｔｆ中にトランジスタ５がオフとされ（図２（ｃ）に示すｔ３点）、フィラメント４−１とセグメント４−３１との電位差がＥｐに戻って、セグメント４−３１の発光動作が再開される。これにより、セグメント４−３１は、その輝度が若干低下するものの、連続的に発光動作しているように見える。

【００１５】図３は図１に示した蛍光表示管駆動装置を自動車時計へ組み込んだ例を示すブロック回路構成図である。同図において図１と同一符号は同等構成要素を示す。この自動車時計では、１チップマイコン（８ビット）７を用いており、これにより時計機能とフィラメント駆動の制御を行っている。すなわち、マイコン７が、表示管ドライバ８を介し、蛍光表示管４のセグメント４−３１〜４−３４および格子電極４−２１〜４−２４の駆動制御を行う。また、マイコン７が、そのＰＷＭ端子より出力するパルス信号により、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２をオン・オフ駆動し、フィラメント４−１へ印加する入力電圧Ｅｐの間欠的な供給・遮断を行う。

【００１６】また、この自動車時計では、トランジスタＴｒ２のオン時にフィラメントフィラメント４−１へ流れる瞬間的な電流（間欠電流）供給を、電解コンデンサＣ１によって行うものとしている。また、バッテリ（BATT）端子にインダクタンスＬ１を接続することにより、インダクタンスＬ１と電解コンデンサＣ１とでＬＣローパスフィルタを構成している。このＬＣローパスフィルタにより、バッテリ（ BATT）端子に間欠電流変化が現われず、ラジオノイズの低減が図られる。

【００１７】なお、図３において、アース（Earth ）端子に接続されたダイオードＤ１は、蛍光表示管４の輝度洩れ防止のためのバイアス電圧発生用として設けられている。また、図３において、９は定数設定用スイッチであり、マイコン７のＰＷＭ端子より出力するパルス信号のデューティＤｕを決定する際の定数Ａの設定用として設けられている。

【００１８】また、図３においては入力電圧Ｅｐの変動を考慮に入れなかったが、図４に示すように、マイコン７’において、Ｅｉｎ端子（Ａ／Ｄコンバータ入力）への供与電圧からフィラメント４−１への入力電圧Ｅｐの変動を検出するものとし、入力電圧Ｅｐの変動に拘らずフィラメント電圧Ｅｆが所定値（１．４Ｖ）となるように、ＰＷＭ端子より出力するパルス信号のデューティＤｕを制御するものとしてもよい。このようにすることにより、入力電圧Ｅｐの低電圧時の表示むら、高電圧時のフィラメント４−１の赤熱などが防止され、長寿命，高品位の自動車時計を提供することができるようになる。また、図３ではマイコンを用いたが、カスタムＩＣを用いるものとしてもよい。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したことから明らかなように本考案によれば、その第１考案によると入力電圧Ｅｐが間欠的に供給・遮断され、降圧した値としてフィラメントに実効電圧Ｅｆが印加され、フィラメントの発熱温度が所定温度範囲に保たれるものとなり、入力電圧Ｅｐを降下する際の変換効率が向上する。これにより、発熱の絶対量が低減し、低発熱となり、機器の小型化を促進することが可能となる。また、フィラメントに間欠的に入力電圧Ｅｐが印加されることから、その印加時間が短いものとすれば、フィラメントとセグメントとの電位差が異なることによる左右の輝度むらの発生時間も短いものとなり、輝度むらが目立たなくなる。また、その第２考案によると、フィラメントへの入力電圧Ｅｐの印加時にフィラメントとセグメントとの電位差が小さくなってセグメントの発光動作が停止したとしても、その印加時間がセグメントの発光動作停止後の残光時間よりも短いので、セグメントは連続的に発光動作しているように見え、実用上問題は生じない。また、その第３考案によると、入力電圧Ｅｐが間欠的に供給・遮断され、降圧した値としてフィラメントに実効電圧Ｅｆが印加される一方、その実効電圧Ｅｆが入力電圧Ｅｐの変動に拘らず所定値に保たれるものとなり、第１考案の効果に加えて、入力電圧Ｅｐの低電圧時の表示むら、高電圧時のフィラメントの赤熱などが防止され、長寿命，高品位の機器を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による蛍光表示管駆動装置の要部を示す
回路図である。

【図２】図１においてフィラメントへの入力電圧Ｅｐの
印加時のフィラメントとセグメントとの電位差およびセ
グメントの発光状況を説明するタイムチャートである。

【図３】図１に示した蛍光表示管駆動装置を自動車時計
に組み込んだ例を示すブロック回路構成図である。

【図４】フィラメントへの入力電圧Ｅｐの変動に拘らず
フィラメント電圧Ｅｆを所定値に保ようにした自動車時
計の要部を示すブロック回路構成図である。

【図５】従来の蛍光表示管駆動装置の要部を示す回路図
である。

【符号の説明】

３車載バッテリ４蛍光表示管４−１フィラメント４−２１〜４−２４格子電極４−３１〜４−３４セグメント５トランジスタ６パルス発生部

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】蛍光表示管のフィラメントへ印加する入
力電圧（Ｅｐ）を間欠的に供給・遮断することにより、
降圧した値として前記フィラメントに実効電圧（Ｅｆ）
を印加し、前記フィラメントの発熱温度を所定温度範囲
に保つ降圧手段を備えたことを特徴とする蛍光表示管駆
動装置。
【請求項２】請求項１において、フィラメントへの入
力電圧（Ｅｐ）の印加時間が、セグメントの発光動作停
止後の残光時間よりも短く設定されていることを特徴と
する蛍光表示管駆動装置。
【請求項３】蛍光表示管のフィラメントへ印加する入
力電圧（Ｅｐ）を間欠的に供給・遮断することにより、
降圧した値として前記フィラメントに実効電圧（Ｅｆ）
を印加する一方、その実効電圧（Ｅｆ）を前記入力電圧
（Ｅｐ）の変動に拘らず所定値に保つ降圧手段を備えた
ことを特徴とする蛍光表示管駆動装置。