JPH10275691A - バックライト照明装置の定電流回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】精度の高い定電流値の設定が可能で、製品ごと
の圧電トランスの駆動周波数のばらつきにより発生する
周波数の変動によって、駆動される圧電トランスの二次
共振による劣化を防止することができるバックライト照
明装置の定電流回路を提供することにある。 【解決手段】この発明の定電流回路は、第１のトランジ
スタを入力トランジスタとし、第２、第３のトランジス
タを出力トランジスタとするカレントミラー回路と、第
１のトランジスタをドライブするドライブトランジスタ
と、第３のトランジスタの出力電流を受けるダイオード
と基準電源との直列回路とを備えていて、基準電源と反
対側のダイオードの端子電圧がドライブトランジスタの
制御端子に接続され、ドライブトランジスタのドライブ
電流を設定する端子に外付け抵抗を接続することで、こ
の外付け抵抗の抵抗値と基準電源の電圧値とにより決定
される定電流出力を第２のトランジスタから取出すもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、バックライト照
明装置の定電流回路に関し、詳しくは、精度の高い定電
流値の設定が可能で、製品ごとの圧電トランスの駆動周
波数のばらつきにより発生する周波数の変動によって、
駆動される圧電トランスの二次共振による劣化を防止す
ることができるようなバックライト照明装置の定電流回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶の裏側に配置されるバックラ
イトとしては、通常、冷陰極管が使用されている。冷陰
極管の点灯電圧は、起動時では１２００Ｖ程度、通常時
（安定時）では２００Ｖ〜３００Ｖ程度と高く、これ
は、５Ｖ〜６Ｖ程度の電圧を昇圧することで得ている。
そのためにこれの点灯回路は、インバータ回路が用いら
れるが、最近では小型化の要請から電磁方式のインバー
タではなく、圧電トランスを用いたインバータ回路が用
いられるようになってきている。また、ＥＬ素子などに
あっては、フライバックパルス発生回路により昇圧した
パルスを生成して発光駆動が行われている。この種の駆
動回路においては、調光のためにＰＷＭ制御が可能なあ
るいは周波数制御が可能な駆動パルス発生回路が用いら
れる。

【０００３】図２は、この種の駆動パルス発生回路を有
する液晶バックライト照明用の冷陰極管照明装置であ
る。１０は、冷陰極管照明装置であって、１は、その駆
動パルス発生回路、５は圧電トランス駆動回路、６は圧
電トランス、７は冷陰極管であって、いわゆる冷陰極蛍
光灯である。そして、８は、制御回路である。駆動パル
ス発生回路１は、パルス発振回路２と、フリップフロッ
プ（ＦＦ）３，フリップフロップ３の出力をそれぞれ受
けるバッファアンプ４ａ，４ｂとからなり、フリップフ
ロップ（ＦＦ）３のＱ出力およびこれの反転側出力（以
下Ｑバー出力）がそれぞれバッファアンプ４ａ，４ｂを
介して圧電トランス駆動回路５に加えられる。また、パ
ルス発振回路２は、定常点灯状態において、その周波数
が自動制御される発振回路であって、誤差増幅器１１と
基準電圧発生回路１２、三角波発生回路１３、三角波発
生回路１３の出力と誤差増幅器１１の電圧出力とを受け
て誤差増幅器１１の電圧出力に応じて所定の周波数のパ
ルスを所定のパルス幅で発生する可変周波数発振器（Ｖ
ＦＯ）１４等で構成されている。

【０００４】ここで、三角波発生回路１３は、制御回路
８から起動信号を受けて、これに応じて発振する発振回
路であって、図３に示すように、定電流源を上流と下流
とに有していて、コンデンサＣを充放電する回路であ
る。すなわち、三角波発生回路１３は、充放電回路１５
とコンパレータ（ＣＯＭＰ）１６，１７と、フリップフ
ロップ（ＦＦ）１８とからなる。充放電回路１５は、充
放電用のコンデンサＣを有していて、このコンデンサＣ
を充放電することでその発振周波数が決定される。その
ために、充放電回路１５には充放電用の定電圧回路１５
ａ，１５ｂが設けられている。定電流で充放電が行われ
ることで、直線傾斜を持つ三角波を発生することができ
る。

【０００５】コンパレータ１６は、基準側入力電圧とし
て基準電圧ＶＨ1の電源１６ａを有している。その信号
入力側は、充放電回路１５の出力（三角波の電圧信号）
を入力信号として受ける。コンパレータ１７も、基準側
入力電圧として充放電回路１５の出力を入力信号として
受ける。その信号入力側は、基準電圧ＶＬ1の電源１６
ｂからの基準電圧ＶＬ1を受ける。ここでは、ＶＬ1＜Ｖ
Ｈ1の関係にある。なお、充放電回路１５は、同時に三
角波発生回路１３の出力端子（コンデンサＣの端子１５
ｃに同じ）に出力を発生する。コンパレータ１６は、入
力される三角波の電圧が電圧ＶＨ1を越えた時点で検出
パルスを発生して、この出力をフリッププロップ１８の
セット側（Ｓ）に入力する。これによりフリッププロッ
プ１８が“１”にセットされて、これにＱ出力が発生す
る。また、コンパレータ１７は、入力される三角波の電
圧が電圧ＶＬ1より低下した時点で検出パルスを発生し
て、この出力をフリッププロップ１８のリセット側
（Ｒ）に入力する。これによりフリッププロップ１８が
“０”にリセットされてＱ出力が停止する。そして、ス
イッチＳＷがＯＮにされると、定電流源１５ｂによりコ
ンデンサＣの放電が開始される。

【０００６】充放電回路１５は、電源ラインＶccとグラ
ンドＧＮＤとの間に挿入された電流値Ｉ1の定電流源１
５ａと、スイッチＳＷ、電流値Ｉ2の定電流源１５ｂと
の直列回路で構成されている。定電流源１５ａとスイッ
チＳＷとの接続点は、コンデンサＣの充放電端子（端子
１５ｃ）に接続されている。スイッチＳＷは、フリップ
プロップ１８のＱ出力が発生したときにＯＮにされ、フ
リッププロップ１８のＱ出力が停止したときにＯＦＦに
される。そこで、スイッチＳＷがＯＦＦしているときに
はコンデンサＣに対して充電が行われる。スイッチＳＷ
がＯＮしているときにはコンデンサＣに対して放電が行
われる。なお、定電流源１５ｂの電流値Ｉ2は、通常、
定電流源１５ａの電流値Ｉ1のほぼ２倍程度に設定され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような冷陰極管駆
動回路等にあっては、パルス発振回路、特にその三角波
発生回路１３の周波数を設定することで圧電トランスを
駆動する駆動周波数が決定される。圧電トランスの駆動
周波数は、冷陰極管の管電流との関係において本来の性
能を発揮させて高効率で駆動するために、例えば、点灯
時では、７３ｋＨｚ〜７４ｋＨｚとされ、点灯後の安定
時には、６９ｋＨｚにされる。この駆動周波数の変動
は、圧電トランスの二次共振周波数に影響を与え、二次
共振による圧電トランスの劣化をまねく。そのためＩＣ
化された抵抗値を用いることなく、外付け抵抗により三
角波発生回路１３の周波数が高い精度で設定される。こ
れにより製品ごとの駆動周波数のばらつきを低く抑えて
いる。三角波発生回路の充電側の定電流源１５ａは、製
品ごとに電流値が一定になるようにするために、図４に
示すような定電流回路１５ａになっている。すなわち、
内部に基準電圧Ｖｒを発生する基準電圧源Ｖｒを有する
バイアス回路１９と、カレントミラー２０、カレントミ
ラー２０をドライブするドライブトランジスタＱとから
構成されている。バイアス回路１９は、制御回路８から
の起動信号を端子２１に受けて動作し、電流値Ｉ3の電
流を流出する電流源１９ａと、電流源１９ａの出力とグ
ランドＧＮＤとの間に接続された、ダイオードＤと基準
電圧源Ｖｒとの直列回路とからなり、これらによりトラ
ンジスタＱのベースを一定電圧でバイアスする。このこ
とにより、外付け抵抗Ｒｓを接続する外付け端子１５ｄ
が内部の基準電圧ＶRと等しい電圧が発生するように設
定される。そして、カレントミラー２０の出力端子１５
ｃには、Ｖｒ／Ｒsの電流値（ただし、Ｒsは、抵抗Ｒs
の抵抗値）が出力される。そこで、外付け抵抗Ｒｓによ
りこの定電流源の電流値Ｉ0を外部から設定することが
できる。

【０００８】ここで、外付け抵抗Ｒsを外付けする理由
は、精度の高い定電流値を設定することに加えて、機種
ごとに三角波発生回路における上流側の電流値を変更す
るからである。通常、この種のバックライト駆動回路に
あっては、原価低減のために、回路が共通に使用できる
ようになっている。そして、表示画面のインチ数が大き
なものでは、大きなサイズの冷陰極管が使用されるの
で、それに応じて最適な点灯周波数が選択されかつ最適
な安定周波数が選択される。そのために最適な値の外付
け抵抗値Ｒｓが採用される。また、表示画面のインチ数
が小さいものでは、小さなサイズの冷陰極管が使用され
るので、これに応じて前記の大きなサイズの冷陰極管の
場合とは異なる最適な点灯周波数が選択されかつ最適な
安定周波数が選択される。そのために前記のものとは異
なる最適な値の外付け抵抗値Ｒｓが採用される。しか
し、外付け抵抗Ｒsにより定電流源の電流値を設定する
と、抵抗のばらつきが定電流値Ｉ0のばらつきに影響を
与える上に、電流値を機種ごとに変更することにより外
付け端子１５ｄの電圧値にばらつきが生じ易い。その理
由は、抵抗値のばらつきに加えてトランジスタＱのベー
ス−エミッタの電圧が流される電流値Ｉ0により変化
し、これがダイオードＤの電圧降下分と対応しなくなる
からである。

【０００９】この電流値による電圧変動を吸収するよう
な抵抗値を機種ごと、製品ごとにいちいち選択して適合
させることは手間がかかる。また、電流源１９ａの電流
値Ｉ3を、異なる機種ごとに対応させるような中間的な
値を選択することも実際上難しい。そのため、外付け抵
抗Ｒsを可変抵抗として調整するようにせざるを得ない
が、そのようにすると、製造工程が増加する問題があ
る。したがって、この発明の目的は、このような従来技
術の問題点を解決し、精度の高い定電流値の設定が可能
で、製品ごとの圧電トランスの駆動周波数のばらつきに
より発生する周波数の変動によって、駆動される圧電ト
ランスの二次共振による劣化を防止することができるバ
ックライト照明装置の定電流回路を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明のバックライト照明装置の定電流回路
の特徴は、定電流回路の電流値を外付け抵抗で設定する
ことにより圧電トランスの駆動周波数を設定して所定の
昇圧電圧を得るバックライト照明装置の定電流回路にお
いて、第１のトランジスタを入力トランジスタとし、第
２、第３のトランジスタを出力トランジスタとするカレ
ントミラー回路と、第１のトランジスタをドライブする
ドライブトランジスタと、第３のトランジスタの出力電
流を受けるダイオードと基準電源との直列回路とを備え
ていて、基準電源と反対側のダイオードの端子電圧がド
ライブトランジスタの制御端子に接続され、ドライブト
ランジスタのドライブ電流を設定する端子に外付け抵抗
を接続することで、この外付け抵抗の抵抗値と基準電源
の電圧値とにより決定される定電流出力を第２のトラン
ジスタから取出すものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】このように、２つの出力側トラン
ジスタを有するカレントミラーにより、ドライブトラン
ジスタの駆動電流と同じ電流を出力するようにし、一方
の出力をドライブトランジスタのバイアス設定の、ダイ
オードを有する直列回路に流すことで、ダイオードに流
れる電流とドライブトランジスタに流れる電流とを実質
的に等しくする。これにより、ドライブトランジスタと
ダイオードとの電圧降下を外付けされる抵抗値にかかわ
らず等しくして、これらの間の電圧降下の相違を相殺さ
せる。その結果、ドライブトランジスタのドライブ電流
を設定するために接続される外付け抵抗は、内部に設け
た基準電源の電圧値と同じ電圧を接続端子を介して受け
ることができる。そのため、出力電流値は、外付け抵抗
の抵抗値に依存して決定できるので、機種が相違してい
ても、外付け抵抗の抵抗値が適正値であればよく、これ
により製品ごとおよび機種ごとの定電流値のばらつきを
抑えることができる。その結果、圧電トランス駆動回路
の駆動周波数の製品ごとの変動を抑制でき、駆動周波数
の変動範囲が抑制されて、駆動される圧電トランスの二
次共振による劣化を防止することができる。

【００１２】

【実施例】図１は、この発明のバックライト照明装置の
定電流回路を適用した一実施例の三角波発生回路の充電
側の定電流回路のブロック図である。なお、図３と同一
の構成要素は、同一の符号で示し、その説明を割愛す
る。図１において、２２は、図２の三角波発生回路１３
の充電側の定電流源１５ａにおける定電流回路であっ
て、カレントミラー２３とバイアス回路２４、そして起
動回路２２ａとからなる。また、定電流の出力端子２２
ａと外付け抵抗端子２０ｂとを有している。カレントミ
ラー２３は、ＰＮＰ形のトランジスタＱ1を入力側トラ
ンジスタとし、ＰＮＰ形のトランジスタＱ2，Ｑ3を出力
トランジスタとする。入力トランジスタＱ1は、ダイオ
ード接続されている。

【００１３】トランジスタＱ2のコレクタは、出力端子
２２ａに接続され、トランジスタＱ1のコレクタは、Ｎ
ＰＮ形のドライブトランジスタＱのコレクタに接続さ
れ、ドライブトランジスタＱのエミッタが外付け端子２
２ｂに接続されている。また、バイアス回路２４は、カ
レントミラー２３のトランジスタＱ3を上流の電流源と
してこれのコレクタに順方向で接続されたダイオードＤ
1と基準電圧源Ｖｒとからなる直列回路である。ダイオ
ードＤ1は、図３のダイオードＤに対応しているダイオ
ードである。起動回路２５は、図３のバイアス回路１９
に対応するものであるが、これにさらにトランジスタＱ
4が設けられている。トランジスタＱ4のベースは、電流
源１９ａの出力に接続され、そのとコレクタとエミッタ
は、それぞれトランジスタＱのコレクタとエミッタに接
続されていて、図４におけるトランジスタＱとバイアス
回路１９からなる回路と同じ構成になっている。これに
より従来と同様に制御回路８からの起動信号に応じてこ
の定電流源２２を動作させることができる。さらに、こ
のような回路にあっては、ダイオードＤ1に流れる電流
値とトランジスタＱに流れる電流値とは、実質的に等し
くなる。したがって、外付け抵抗端子２２ｂにどのよう
な抵抗値の外付け抵抗が接続された場合であっても、ト
ランジスタＱのベースエミッタ間の電圧降下とダイオー
ドＤ1の順方向電圧降下とが対応する。

【００１４】これにより、外付け端子２２ｂの電圧を基
準電圧Ｖｒに設定することができる。そこで、この定電
流源の電流値を外部抵抗により精度よく、かつ、製品ご
とのばらつきを抑えて設定することが可能になる。これ
により圧電トランス駆動回路の駆動周波数の製品ごとの
変動を抑制でき、駆動周波数の変動範囲が抑制されて、
駆動される圧電トランスの二次共振による劣化を防止す
ることができる。

【００１５】以上説明してきたが、実施例では、バイポ
ーラトランジスタの例を挙げているが、トランジスタ
は、ＦＥＴトランジスタであってもよい。また、負電源
を用いてもよいことはもちろんであり、その場合には、
ＰＮＰ形のトランジスタは、ＮＰＮ形となり、ＮＰＮ形
のトランジスタは、ＰＮＰ形となる。また、実施例で
は、液晶バックライト照明装置の定電流源の例を挙げて
いるが、この発明は、液晶バックライト照明装置に限ら
ず、他の照明装置のバックライトの輝度を決定するよう
な定電流源にも適用できるものである。

【００１６】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明にあ
っては、ドライブトランジスタとダイオードとの電圧降
下を外付けされる抵抗値にかかわらず等しくして、これ
らの間の電圧降下の相違を相殺するようにしているの
で、ドライブトランジスタのドライブ電流を設定するた
めに接続される外付け抵抗は、内部に設けた基準電源の
電圧値と同じ電圧を接続端子を介して受けることができ
る。その結果、出力電流値は、外付け抵抗の抵抗値に依
存して決定できるので、機種が相違していても、外付け
抵抗の抵抗値が適正値であればよく、これにより製品ご
とおよび機種ごとの定電流値のばらつきを抑えることが
でき、駆動周波数の変動範囲が抑制されて、駆動される
圧電トランスの二次共振による劣化を防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明のバックライト照明装置の定
電流回路を適用した一実施例の三角波発生回路の充電側
の定電流回路のブロック図である。

【図２】図２は、従来の液晶バックライト照明用の冷陰
極管照明装置である。

【図３】図３は、バックライト照明のためのパルス駆動
回路における三角波発生回路のブロック図である。

【図４】図４は、図３の三角波発生回路の充電側の定電
流回路の具体的な回路図である。

【符号の説明】

１…制御回路、２…パルス発振回路、３…フリップフロ
ップ（ＦＦ）、４ａ，４ｂ……バッファアンプ、５…圧
電トランス駆動回路、６…圧電トランス、７…冷陰極
管、１０…冷陰極管照明装置、１３…三角波発生回路、
１４…可変周波数発振器（ＶＦＯ）、１５…充放電回
路、１５ａ，１５，２２…定電圧回路、１６，１７…コ
ンパレータ（ＣＯＭＰ）、１８…フリップフロップ（Ｆ
Ｆ）、１９，２４…バイアス回路、２０，２３…カレン
トミラー、２０ａ，２２ａ…定電流の出力端子、２０
ｂ，２２ｂ…外付け抵抗端子、２５…起動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定電流回路の電流値を外付け抵抗で設定す
   ることにより圧電トランスの駆動周波数を設定して所定
   の昇圧電圧を得るバックライト照明装置の定電流回路に
   おいて、 第１のトランジスタを入力トランジスタとし、第２、第
   ３のトランジスタを出力トランジスタとするカレントミ
   ラー回路と、前記第１のトランジスタをドライブするド
   ライブトランジスタと、前記第３のトランジスタの出力
   電流を受けるダイオードと基準電源との直列回路とを備
   え、前記基準電源と反対側の前記ダイオードの端子電圧
   が前記ドライブトランジスタの制御端子に接続され、前
   記ドライブトランジスタのドライブ電流を設定する端子
   に前記外付け抵抗を接続することで、この外付け抵抗の
   抵抗値と前記基準電源の電圧値とにより決定される定電
   流出力を前記第２のトランジスタから取出すバックライ
   ト照明装置の定電流回路。