JPH08167491A - 蛍光管のインバータ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】蛍光管の起動性を損うことがなく、蛍光管の調
光範囲を広く確保することができる蛍光管のインバータ
駆動回路を提供すること。 【構成】インバータ入力電圧のデューティ比を変えるこ
とにより、蛍光管の調光をするようになっている蛍光管
のインバータ駆動回路であり、第１の周波数を有する入
力電圧Ｅ１を発生する第１の入力電圧発生手段３１と、
第１の周波数より低い第２の調光用の周波数を有する入
力電圧Ｅ２を発生して、第２の調光用の周波数を有する
入力電圧Ｅ２を第１の周波数を有する入力電圧Ｅ１に重
畳する第２の入力電圧発生手段１００と、を備える蛍光
管のインバータ駆動回路。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイ、たとえ
ば液晶表示装置のバックライトとして用いられる蛍光管
を駆動するための蛍光管のインバータ駆動回路の改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディスプレイとして、液晶表示装置は、
各種領域において多用されている。この液晶表示装置の
表示面に表示された表示内容を見やすくするために、バ
ックライトとして蛍光管が用いられている。この蛍光管
は、図４に示すような駆動回路により駆動および調光を
行うことができる。図４の従来の蛍光管の駆動回路は、
入力部１、電源コントロール部２、インバータ部３を有
している。蛍光管４は、インバータ部３に接続されてお
り、入力電圧が与えられた電源コントロール部２のトラ
ンジスタＱ１は部分Ａで示すような方形波の出力電圧Ｈ
をインバータ部３に与えることができる。インバータ部
３では、部分Ｂに示すチョークコイルＬ１の電圧波形Ｆ
がトランスＴ１において高圧の電圧になる。この高圧の
電圧は部分Ｃで示されていて、高圧の管電圧Ｇが蛍光管
４を点灯させる。

【０００３】蛍光管４の電圧は、センスライン５を介し
て電源コントロール部２のＰ．Ｗ．Ｍ（パルス・ウェー
ブ・モジュレーション）制御部６に与えられ、このセン
スライン５からの蛍光管４の電圧信号に基づいて、蛍光
管４の点灯を制御するようになっている。入力部１の近
くには、蛍光管４の調光を行うための可変抵抗７が設け
られている。この調光用の可変抵抗７を調整することに
より、図５に示すように部分Ａの出力電圧Ｈのオン／オ
フのデューティの比率を可変することができる。明るい
蛍光管４の光量を減らして暗い状態にする場合には、図
５に示すように出力電圧Ｈのオンデューティの比率を下
げることにより行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
出力電圧Ｈのオンデューティの比率を下げて蛍光管４を
暗くすると、図５に示すようにチョークコイルＬ１を通
過後の電圧波形Ｆの波高値Ｊが電圧波形Ｆ１のように波
高値Ｊ１に下がってしまうと共に、管電圧Ｇについても
Ｇ１で示すように低下してしまう。このように管電圧波
形がＧからＧ１のように低下してしまう。このため、蛍
光管４の起動性が悪化する。特に、蛍光管の特性上、低
温時の起動性が問題となり、液晶表示装置のバックライ
トとしての機能を果たさなくなる虞れがある。その蛍光
管の起動性を確保するためには、図５の出力電圧Ｈのオ
ン／オフのデューティの比率をあまり下げることができ
ず、つまり蛍光管の調光範囲が狭くなってしまうという
問題があり、周囲の状況に応じて液晶表示装置の表示部
に表示される表示内容を鮮明に見るということができな
くなる。

【０００５】そこで本発明は上記課題を解消するために
なされたものであり、蛍光管の起動性を損うことがな
く、蛍光管の調光範囲を広く確保することができる蛍光
管のインバータ駆動回路を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、インバータ入力電圧のデューティ比を変えるこ
とにより、蛍光管の調光をするようになっている蛍光管
のインバータ駆動回路において、第１の周波数を有する
入力電圧を発生する第１の入力電圧発生手段と、前記第
１の周波数より低い第２の調光用の周波数を有する入力
電圧を発生して、前記第２の調光用の周波数を有する入
力電圧を前記第１の周波数を有する入力電圧に重畳する
第２の入力電圧発生手段と、を備える蛍光管のインバー
タ駆動回路により、達成される。本発明にあっては、好
ましくは前記蛍光管は、ディスプレイの表示部に表示さ
れる内容を見やすくするためのバックライトである。本
発明にあっては、好ましくは前記ディスプレイは、液晶
表示装置である。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、本発明にあっては、第１の
入力電圧発生手段が、第１の周波数を有する入力電圧を
発生するとともに、第２の入力電圧発生手段が、第１の
周波数より低い第２の調光用の周波数を有する入力電圧
を発生して、第２の調光用の周波数を有する入力電圧を
第１の周波数を有する入力電圧に重畳する。これによ
り、蛍光管の調光を行う場合に、第２の調光用の周波数
を有する入力電圧のオン／オフにより、蛍光管の点灯を
行い、この第２の調光用の周波数を有する入力電圧のオ
ン／オフの比率により蛍光管の明るさの調整をする。本
発明にあっては、好ましくは蛍光管を、ディスプレイの
表示部に表示される内容を見やすくするためのバックラ
イトとして用いると、ディスプレイの表示部を起動性を
行わずに広い範囲で調光することができる。本発明にあ
っては、好ましくはディスプレイである液晶表示装置で
あると、液晶表示装置を起動性を行わずに広い範囲で調
光することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基
づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、
本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種
々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説
明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、
これらの態様に限られるものではない。図１は、本発明
の蛍光管のインバータ駆動回路の好ましい実施例を示し
ている。図１において、蛍光管２１は、ディスプレイで
ある液晶表示装置１０の表示部１６の背面から光を与え
て、その表示部１６の表示を見やすくするためのバック
ライトとして機能する。

【０００９】蛍光管のインバータ駆動回路は、入力部２
２、電源コントロール部２４、インバータ部２６、調光
信号発生部１００、フィードバック部２０を有してい
る。入力部２２は、可変型の直流電源３０を有してい
て、直流電源３０のプラス側が入力電圧Ｖｉｎを与える
ことができ、直流電源３０のマイナス側がグランドＧＮ
Ｄになっている。直流電源３０のプラス側とマイナス側
に対して、電源コントロール部２４が接続されている。
この電源コントロール部２４は、トランジスタＱ１と
Ｐ．Ｗ．Ｍ制御部（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ）３１を備えている。Ｐ．Ｗ．Ｍ制御部３
１は、トランジスタＱ１のベースに接続されていると共
に、入力部２２のグランドＧＮＤに接続されている。ト
ランジスタＱ１は、ＰＮＰトランジスタであり、トラン
ジスタＱ１のコレクタ端子は次段のインバータ部２６に
接続されている。

【００１０】インバータ部２６は、チョークコイルＬ
１、抵抗Ｒ０、トランジスタＱ２，Ｑ３、コンデンサＣ
１、トランスＴ１、バラスト用コンデンサＣ２を有して
いる。チョークコイルＬ１は、電源コントロール部２４
のトランジスタＱ１のコレクタ端子に接続されていると
共に、抵抗Ｒ０の一端に接続されている。抵抗Ｒ０の他
端は、トランジスタＱ２のベースと、トランスＴ１のベ
ース巻線ＮＢを介してトランジスタＱ３のベースに接続
されている。チュークコイルＬ１の他端は、トランスＴ
１の１次巻線ＮＰの途中に接続されている。入力側の１
次巻線ＮＰの両端は、トランジスタＱ２のコレクタとト
ランジスタＱ３のコレクタに接続されている。コンデン
サＣ１は、１次巻線ＮＰの両端に接続されている。

【００１１】トランスＴ１の入力側の１次巻線ＮＰとベ
ース巻線ＮＢに対応して、出力側の２次巻線ＮＳが配置
されている。２次巻線ＮＳの一端は、コンデンサＣ２を
介して蛍光管２１の１つの電極２１ａに接続されてい
る。２次巻線ＮＳの他端は、接地されている。蛍光管２
１の電極２１ｂは、フィードバック部２０のダイオード
Ｄ１、抵抗Ｒ１、センスライン３３を介して、電源コン
トロール部２４のＰ．Ｗ．Ｍ制御部３１に接続されてい
る。センスライン３３はコンデンサＲ３とコンデンサＣ
４を介して接地されている。

【００１２】このインバータ部２６は、いわゆるロイヤ
ー回路で構成されている。このロイヤー回路は、２石の
プッシュ−プルとなっており、正負対称な正弦波の電圧
を出力する機能を有する回路である。トランジスタＱ１
のコレクタ端子に出力された数Ｖ程度の方形波の出力電
圧は、チョークコイルＬ１を介してトランスＴ１に印加
される。この印加される電圧波形は、その波高値が数十
Ｖレベルのものである。

【００１３】インバータ部２６のトランジスタＱ２，Ｑ
３が互いにオン／オフを繰り返すことにより、トランス
Ｔ１を介して２次側の巻線ＮＳは高電圧に変換される。
この高電圧に変換された管電圧はバラスト用コンデンサ
Ｃ２を介して、蛍光管２１の電極２１ａ，２１ｂに印加
される。これにより蛍光管２１は点灯する。この管電圧
は、そのピーク・ツー・ピーク値が数ｋＶ程度のもので
ある。この時に、蛍光管２１とグランドＧＮＤの間に抵
抗Ｒ１の両端に発生する電圧を、ダイオードＤ１とコン
デンサＣ４によりピーク整流をしてセンスライン３３を
介してＰ．Ｗ．Ｍ制御部３１にフィードバックするよう
になっている。つまり、この抵抗Ｒ１の両端の電圧を制
御することにより、蛍光管２１の明るさを制御すること
ができるようになっている。

【００１４】図１において、蛍光管のインバータ駆動回
路には、調光信号発生部１００が追加して設けられてい
る。この調光信号発生部１００は、調光デューティ発生
回路１２０と調光用可変抵抗（ＶＲ）１２１を備えてい
る。上述したＰ．Ｗ．Ｍ制御部３１は、第１の周波数を
有する入力電圧を発生する第１の入力電圧発生手段であ
る。これに対して、調光信号発生部１００は、第２の調
光用の周波数を有する入力電圧を発生して、第１の周波
数を有する入力電圧に重畳するための第２の入力電圧発
生手段である。Ｐ．Ｗ．Ｍ制御部３１は、たとえば７０
ｋＨｚ（あるいは２００ｋＨｚ）のような周波数の高い
第１の周波数を有する入力電圧Ｅ１を発生する。これに
対して、調光デューティ発生回路１２０は、第１の周波
数７０ｋＨｚ（あるいは２００ｋＨｚ）よりも低い第２
の調光用の周波数を有する入力電圧Ｅ２を発生する。こ
の第２の調光用の周波数は、たとえば２００Ｈｚであ
る。調光用可変抵抗（ＶＲ）１２０を調整することによ
り、第２の調光用の周波数のオンデューティの比率を調
整して、蛍光管２１の明暗の調整を行うようになってい
る。

【００１５】図２は、第２の調光用周波数を有する入力
電圧Ｅ２の一例を示している。この第２の調光用周波数
を有する入力電圧Ｅ２は、上述したように２００Ｈｚの
周波数を有していて、図２の蛍光管の点灯期間（オン期
間）ｔ１と蛍光管の不点灯期間（オフ期間）ｔ２を有し
ている。図２の例では調光程度が１００％であり、図１
の蛍光管２１は点灯期間ｔ１が不点灯期間ｔ２より圧倒
的に大きい。これに対して、図３に示す調光状態は、調
光程度が１０％の例を示していて、蛍光管の点灯期間ｔ
１が不点灯期間ｔ２よりも小さい状態であり、蛍光管の
光量は小さく暗い状態を示している。図２や図３の
（ａ）の第２の調光用の周波数を有する入力電圧２で
は、図３の（ｂ）で示すように２００ｋＨｚの周波数の
第１の周波数を有する入力電圧Ｅ１が重畳されている。

【００１６】このように、第１の周波数よりも低い第２
の調光用の周波数を有する入力電圧Ｅ２を、第１の周波
数を有する入力電圧Ｅ１に対して重畳することにより、
従来たとえば２００ｋＨｚのオン／オフで蛍光管の制御
を行っていたものに、さらにたとえば２００Ｈｚの制御
信号を重畳して調光の制御を行い、調光を行う場合は、
この２００Ｈｚのオンの期間ｔ１で蛍光管の点灯を行
い、オフの期間ｔ２では蛍光管は点灯しない。この点灯
期間ｔ１／不点灯期間ｔ２の比率により蛍光管の明るさ
を決定するようになっているので、蛍光管２１に印加さ
れる管電圧の波高値は一定に保たれる。このために、従
来と異なり調光による蛍光管の起動性が悪化するという
虞れがない。従って、特に低温時においても蛍光管の起
動性を損うことなくワイドな調光範囲を確保することが
できる。

【００１７】上述した実施例の蛍光管のインバータ駆動
回路では、ワイドな調光範囲を確保でき、調光が最小限
であっても低温時における起動性に問題が生じない。し
かも調光信号発生部を追加するだけで、第１の周波数を
有する入力電圧Ｅ１に対して第２の調光用の周波数を有
する入力電圧Ｅ２を重畳するだけで蛍光管の点灯の調光
制御を容易に行えると共にローコストである。ところで
本発明は上記実施例に限定されない。たとえば、上述し
た実施例では蛍光管を液晶表示装置のバックライトとし
て用いているが、これに限らず他の種類の表示装置のバ
ックライトとしても用いることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、蛍
光管の起動性を損うことがなく、蛍光管の調光範囲を広
く確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光管のインバータ駆動回路の好まし
い実施例を示す回路図。

【図２】図１の回路図における第２の調光用周波数を有
する入力電圧の一例を示し、調光が１００％の状態を示
す図。

【図３】図２と対応して示されている調光が１０％程度
の暗い状態を示す図およびその第２の調光用周波数を有
する入力電圧に重畳された第１の調光用周波数を有する
入力電圧の例を示す図。

【図４】従来の蛍光管のインバータ駆動回路を示す図。

【図５】図４の駆動回路における各部分での波形を示す
図。

【符号の説明】

１０ 液晶表示装置（ディスプレイ） ２１ 蛍光管 ２８ 調光部 ３１ Ｐ．Ｗ．Ｍ制御部（第１の入力電圧発生手段） １００調光信号発生部（第２の入力電圧発生手段） Ｅ１ 第１の周波数を有する入力電圧 Ｅ２ 第２の調光用周波数を有する入力電圧 ｔ１ 蛍光管の点灯期間 ｔ２ 蛍光管の不点灯期間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インバータ入力電圧のデューティ比を変
   えることにより、蛍光管の調光をするようになっている
   蛍光管のインバータ駆動回路において、 第１の周波数を有する入力電圧を発生する第１の入力電
   圧発生手段と、 前記第１の周波数より低い第２の調光用の周波数を有す
   る入力電圧を発生して、前記第２の調光用の周波数を有
   する入力電圧を前記第１の周波数を有する入力電圧に重
   畳する第２の入力電圧発生手段と、を備えることを特徴
   とする蛍光管のインバータ駆動回路。
2. 【請求項２】 前記蛍光管は、ディスプレイの表示部に
   表示される内容を見やすくするためのバックライトであ
   る請求項１に記載の蛍光管のインバータ駆動回路。
3. 【請求項３】 前記ディスプレイは、液晶表示装置であ
   る請求項２に記載の蛍光管のインバータ駆動回路。