JPH11346481A

JPH11346481A - 容量性負荷を駆動するブリッジ型直流ブ―ストコンバ―タ

Info

Publication number: JPH11346481A
Application number: JP11078137A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Mihara; 雅昭三原; Marco Cassis; カッシスマルコ
Original assignee: ST MICROELECTRONICS Inc
Current assignee: ST MICROELECTRONICS Inc
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 1999-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】エネルギ損失を著しく減少させ且つ長期間に
亘ってＥＬパネルが明るい光を発生することを可能とす
る駆動回路を提供する。【解決手段】１個のコイルを使用するに過ぎない簡単
な構成を有しており、且つ極性が交番する駆動電圧を容
量性負荷へ印加させる直流ブーストコンバータが提供さ
れる。第一及び第二トランジスタからなる第一直流分岐
回路が第三及び第四トランジスタから構成される第二直
流分岐回路へ並列接続されている。これらの直流分岐回
路のトランジスタの中間ノードの間にコイルが接続され
ており、且つこれらのノードは、更に、第一及び第二ダ
イオードを介してＥＬパネルの両方の端子へ接続されて
いる。第一及び第二ダイオードとＥＬパネルとの間のノ
ードは、それぞれ、第五及び第六トランジスタを介して
接地されている。クロック信号が第一及び第三トランジ
スタへ印加され、且つ反対の位相を有するゲート信号が
第二及び第四トランジスタへ印加される。従って、電気
的リークと高周波数スパイクの両方に起因するエネルギ
損失を取除くことが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエレクトロルミネセ
ントパネル（以後、「ＥＬパネル」と呼称する）などの
容量性負荷を駆動する直流ブーストコンバータに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】これらの直流ブーストコンバータの種々
のタイプのものが公知であり且つそれらは１個のコイル
を使用するものと２個のコイルを使用するものとに分け
られる。

【０００３】図１は１個のコイルを使用する従来の直流
ブーストコンバータの一例を示している。コイル１及び
第一トランジスタ２がＤＣ電源の正端子と負端子（接地
端子）との間に直列接続されており、且つこのコイルと
第一トランジスタのノードがダイオード３を介してＥＬ
パネル４及び第二トランジスタ５のノードへ接続してい
る。ＥＬパネル４及び第二トランジスタ５の他方の端子
はＤＣ電源の負端子へ接続している。図２Ａに示したク
ロック信号が第一トランジスタ２のゲートへ印加され、
且つ図２Ｂに示したクロック信号よりも一層低い繰返し
周波数を有するゲート信号が第二トランジスタ５のゲー
トへ印加される。

【０００４】直流ブーストコンバータのこの例に関し
て、第二トランジスタ５がオフである期間中に第一トラ
ンジスタ２のゲートへクロック信号が印加されると、図
２Ｃに示したように次第に増加する電圧がＥＬパネル４
へ印加される。

【０００５】図３は１個のコイルを使用した従来の直流
ブーストコンバータの別の例を示しており、且つこのコ
ンバータは米国特許第４，５２７，０９６号及び第４，
２０８，８６９号に詳細に記載されている。コイル１及
び第一トランジスタ２がＤＣ電源の正端子と負端子（接
地端子）との間に直列接続されており、且つそのノード
はダイオード３及びコンデンサ６を介して接地されてい
る。ダイオード３のカソード及びコンデンサ６の第一プ
レートがスイッチングブリッジ回路へ接続されており、
該ブリッジ回路は直列接続されている第二及び第三トラ
ンジスタ５ａ及び５ｂと、直列接続されている第四及び
第五トランジスタ５ｃ及び５ｄとから構成されており且
つＥＬパネル４と第二及び第三トランジスタ５ａ及び５
ｂのノードＡと第四及び第五トランジスタ５ｃ及び５ｄ
のノードＢとの間に接続されている。

【０００６】図４Ａに示したクロック信号が第一トラン
ジスタ２のゲートへ印加され、且つ図４Ｂに示したゲー
ト信号が第二及び第五トランジスタ５ａ及び５ｄのゲー
トへ印加され、且つ図４Ｃに示したように第一ゲート信
号に対して反対の位相を有する第二ゲート信号が第三及
び第四トランジスタ５ｂ及び５ｃのゲートへ印加され
る。従って、第二及び第五トランジスタ５ａ及び５ｄが
同時的にオンとなり、次いで、第三及び第四トランジス
タ５ｂ及び５ｃが同時的にオンとなる。その結果、ブー
ストされた電圧が図４Ｄ及び４Ｅに示したようにノード
Ａ及びＢへ印加される。

【０００７】図５は１個のコイルを使用した従来の直流
ブーストコンバータの別の例を示しており、且つこれは
米国特許第５，３１３，１４１号に詳細に記載されてい
る。コイル１及び第一及び第二スイッチング要素２ａ及
び２ｂの直列回路がＤＣ電源の正端子と負端子との間に
接続されており、且つ第一スイッチング要素２ａとコイ
ル１との間のノードが第一ダイオード３ａのカソードへ
接続されており、一方そのアノードは第三スイッチング
要素５ａへ接続しており、第二スイッチング要素２ｂと
コイル１のノードは第二ダイオード３ｂのアノードへ接
続しており、一方そのカソードは第五スイッチング要素
５ｂへ接続しており、これらの第三及び第四スイッチン
グ要素はＥＬパネル４の一方の端子へ接続しており、且
つＥＬパネルの他方の端子は接地されている。

【０００８】図６Ａに示したようなクロック信号が第一
及び第二スイッチング要素２ａ及び２ｂへ印加され、且
つ図６Ｂ及び６Ｃに示したように互いに反対の位相を有
する第一及び第二ゲート信号が第三及び第四スイッチン
グ要素５ａ及び５ｂへ印加される。その結果、ブースト
された電圧が図６Ｄに示したようにＥＬパネル４の二つ
の端子の間に印加される。

【０００９】図７は２個のコイルを使用した従来の直流
ブーストコンバータの一例を示しており、且つこれは米
国特許第５，３４９，２６９号に詳細に記載されてい
る。第一コイル１ａと第一トランジスタ２ａの直列回路
がＤＣ電源の正端子と負端子との間に接続されており、
且つこのコイル及びトランジスタのノードは第一ダイオ
ード３ａを介してＥＬパネル４の一方の端子へ接続して
いる。第一ダイオード３ａとＥＬパネル４の一方の端子
との間のノードは第二トランジスタ５ａを介して接地さ
れている。又、第二コイル１ｂと第三トランジスタ２ｂ
との間の直列回路がＤＣ電源の正端子と負端子との間に
接続されており、且つこのコイルとトランジスタの間の
ノードが第二ダイオード３ｂを介してＥＬパネル４の他
方の端子へ接続している。第二ダイオード３ｂとＥＬパ
ネル４の他方の端子との間のノードが第四トランジスタ
５ｂを介して接地されている。

【００１０】図８Ａに示したクロック信号が第一及び第
三トランジスタ２ａ及び２ｂのゲートへ印加され、且つ
互いに位相が反対の第一及び第二ゲート信号が第二及び
第四トランジスタ５ａ及び５ｂのゲートへ印加される。
その結果、ブーストされた電圧が図８Ｄ及び８Ｅに示し
たようにＥＬパネル４の二つの端子の間に印加される。

【００１１】図１に示した従来の直流ブーストコンバー
タに関して、それは単一のコイルを必要とするに過ぎな
いのでその構成は簡単なものであるが、ＥＬパネル４へ
印加される電圧は単一の極性であり且つ発光効率が低い
という欠点を有している。

【００１２】図３に示した従来の直流ブーストコンバー
タの場合には、１個のコイルで充分であり、且つ構造が
簡単であるということに加えて、交番する極性の電圧が
ＥＬパネル４へ印加され、発光効率を高いものとしてい
るという利点を有するものであるが、駆動電圧が高状態
となる場合にコンデンサ６が駆動電圧で充電されるの
で、電圧に対して高い耐久性を有するコンデンサが必要
とされ、その寸法及びコストが大きいという欠点を有し
ている。

【００１３】図５に示した従来の直流ブーストコンバー
タの場合には、１個のコイルで充分であり、且つＥＬパ
ネル４へ印加される電圧は正負の極性を有するものであ
るので、発光効率が高いという利点を有しているが、ス
イッチング要素５ａ及び５ｂを構成するトランジスタが
集積回路から構成される場合に、半導体基板へ負の電圧
が印加され、従って半導体基板内へ電流が流れることを
防止する構成とすることが必要であり、そのことは集積
回路の構成を複雑なものとし、コストが高くなるという
欠点を有している。

【００１４】図７に示した従来の直流ブーストコンバー
タの場合には、ＥＬパネル４へ印加される電圧は極性が
交番するものであるから、発光効率が高いものである
が、それは２個のコイル１ａ及び１ｂを必要とするの
で、構造が複雑となり且つコストが高くなるという欠点
を有している。

【００１５】上述したタイプの駆動回路は、例えば、米
国特許第５，３４９，２６９号に記載されているように
公知のものであり、且つその構成を図９に示してある。
図９に示したように、第一コイル１ａと第一トランジス
タ２ａの直列回路がＤＣ電源の正端子と負端子との間に
接続されており、且つこのコイル及びトランジスタの間
の接続点は第一ダイオード３ａと第一ツェナーダイオー
ド７ａによってＥＬパネル４の一方の端子へ接続してい
る。第一ツェナーダイオード７ａとＥＬパネル４の一方
の端子との間の接続点は第二トランジスタ５ａを介して
接地されている。又、第二コイル１ｂと第三トランジス
タ２ｂの直列回路がＤＣ電源の正端子と負端子との間に
接続されており、且つこのコイルとトランジスタの間の
接続点は第二ダイオード３ｂと第二ツェナーダイオード
７ｂを介してＥＬパネル４の他方の端子へ接続してい
る。ＥＬパネル４の他方の端子と第二ツェナーダイオー
ド７ｂとの間の接続点は第四トランジスタ５ｂを介して
接地されている。

【００１６】第一及び第三トランジスタ２ａ及び２ｂの
ゲートへクロック信号が印加され、且つ互いに位相が反
対のゲート信号が第二及び第四トランジスタ５ａ及び５
ｂのゲートへ印加される。その結果、ＥＬパネル４の第
一端子と第二端子との間にブーストされた電圧が印加さ
れる。

【００１７】上述した公知の駆動回路の場合、第一及び
第二ツェナーダイオード７ａ及び７ｂが第一コイル１ａ
とＥＬパネル４との間の電流経路及び第二コイル１ｂと
ＥＬパネル４との間の電流経路へ接続されているので、
これらのツェナーダイオード７ａ及び７ｂはＤＣ電源か
らの電気的リークを防止する目的を達成する。従って、
第二トランジスタ５ａが導通状態にあると、ＤＣ電源の
正端子、第一コイル１ａ、第一ダイオード３ａ、第二ト
ランジスタ５ａ、負端子を介しての経路がツェナーダイ
オード７ａによって破られる。第四トランジスタ５ｂが
導通状態にあると、ＤＣ電源の正端子、第二コイル１
ｂ、第一ダイオード３ｂ、第四トランジスタ５ｂ、負端
子を介しての経路がツェナーダイオード７ｂによって破
られる。その結果、電気的リークを防止するこれらのツ
ェナーダイオードの作用によって、エネルギの損失を著
しく減少させる効果が達成される。

【００１８】しかしながら、上述した駆動回路がＩＣ基
板内に組込まれる場合に、それとＩＣ基板との間のツェ
ナーダイオードの構成において寄生トランジスタが形成
され、且つ高速、換言すると高周波数のスパイクがこの
寄生トランジスタを介して基板側へ流れ、且つ究極的に
接地へ流れ、その結果エネルギの損失が発生する。この
タイプのエネルギの損失が発生すると、ツェナーダイオ
ードを配置した利点を実現することは不可能となる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術に鑑みなされたものであって、上述した如き従来
技術の欠点を解消し、エネルギの損失を著しく減少させ
ることを可能とし、且つ長期間に亘ってＥＬパネルが明
るい光を発生させることを可能とする駆動回路を提供す
ることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の好適実施例は、
容量性負荷を駆動するための直流ブーストコンバータを
提供している。本コンバータは、ＤＣ電源の正端子と負
端子との間に接続されている第一及び第二直流分岐回路
を有している。該第一分岐回路は第一クロック信号によ
って駆動される第一スイッチング要素と該第一クロック
信号よりも一層高い周波数を有しており且つ５０％のデ
ューティ比を有する第一ゲート信号によって駆動される
第二スイッチング要素を有している。第二分岐回路は第
二クロック信号によって駆動される第三スイッチング要
素と第一クロック信号と反対の位相を有している第二ゲ
ート信号によって駆動される第四スイッチング要素を有
している。第一分岐回路の第一及び第二スイッチング要
素の間に位置されている第一中間ノードと第二分岐回路
の第三及び第四スイッチング要素の間に位置されている
第二中間ノードとの間にコイルが接続されている。第一
ダイオードが第一ノードと容量性負荷の一方の端子との
間に接続されている。第二ダイオードが第二ノードと容
量性負荷の他方の端子との間に接続されている。第五ス
イッチング要素が容量性負荷の一方の端子と第一ダイオ
ードとの間に位置されている第三ノードと、ＤＣ電源の
負端子との間に接続されている。第五スイッチング要素
は第二スイッチング要素へ印加される第一ゲート信号と
同一のゲート信号によって駆動される。第六スイッチン
グ要素が第二ダイオードと容量性負荷の他方の端子との
間に位置されている第四ノードと、直流電気的負荷の負
端子との間に接続されている。第六スイッチング要素は
第四スイッチング要素へ印加される第二ゲート信号と同
一のゲート信号によって駆動される。

【００２１】本発明の別の好適実施例は容量性負荷用の
駆動回路を提供している。本駆動回路は、ＤＣ電源の正
端子と負端子との間に接続されている第一及び第二直列
分岐回路を有している。第一直列分岐回路はクロック信
号によって駆動される第一スイッチング要素及び第一コ
イルを有している。第二直列分岐回路は上述したクロッ
ク信号によって駆動される第二スイッチング要素及び第
二コイルを有している。第一ダイオードが第一コイルと
上述した第一直列分岐回路の第一スイッチング要素の接
続点と容量性負荷の一方の端子との間に接続されてい
る。第二ダイオードが第二コイルと上述した第二直列分
岐回路の第二スイッチング要素との接続点と、上述した
容量性負荷の他方の端子との間に接続されている。第一
ツェナーダイオード及び第三スイッチング要素を有する
第三直列分岐回路が上述した第一ダイオードと容量性負
荷の接続点と上述したＤＣ電源の負端子との間に接続さ
れている。第一ツェナーダイオードはＤＣ電源の供給電
圧よりも一層大きなスレッシュホールド値を有してい
る。第三スイッチング要素は５０％のデューティ比を持
った第一ゲート信号によって駆動される。第二ツェナー
ダイオードと第四スイッチング要素とを有する第四直列
分岐回路が上述した第二ダイオードと容量性負荷との間
に接続されている。第二ツェナーダイオードはＤＣ電源
の供給電圧よりも一層大きなスレッシュホールド値を有
している。第四スイッチング要素は上述した第一ゲート
信号と反対の位相を有する第二ゲート信号によって駆動
される。

【００２２】本発明においては、ツェナーダイオードを
容量性負荷に関して並列に接続させることが可能であ
る。該ツェナーダイオードは、集積回路において容量性
負荷と共に並列に接続させることが可能である。従っ
て、電気的供給源によって高周波数のスパイクが発生さ
れる場合であっても、該スパイクは集積化された形態を
とる。その結果、駆動回路がＩＣ基板上に形成される場
合であっても、それがツェナーダイオードの寄生トラン
ジスタを介して基板内に流れることが防止される。同時
に、該ツェナーダイオードは容量性負荷の二つの端子と
ＤＣ電源の負端子との間に接続されているスイッチング
経路へ直列接続されているので、電気的供給源から負端
子へのこれらのスイッチング経路による経路は該ツェナ
ーダイオードによって分断され、且つ電気的リークが防
止される。その結果、駆動回路がＩＣ基板上に形成され
る場合であっても、電気的リークからのエネルギの損失
及び高周波数スパイクからのエネルギの損失の両方を除
去することが可能であり、ＤＣ電源の寿命を著しく増加
させることを可能としている。

【００２３】本発明によって駆動される負荷は、種々の
種類の容量性負荷のうちの一つとすることが可能である
が、それは、特に、電界発光要素である場合に特に理想
的である。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１０は本発明の直流ブーストコ
ンバータの一つの適用例の構成を示した回路図である。
第一及び第二スイッチングトランジスタ５２及び５３が
ＤＣ電源の正端子５１と接地された負端子との間に直列
接続されている第一直列分岐回路５４が、第三及び第四
スイッチングトランジスタ５５及び５６が直列接続され
ている第二直列分岐回路５７と並列接続されている。コ
イル５８が第一直列分岐回路５４の第一及び第二スイッ
チングトランジスタ５２及び５３の間のノードＡと第二
直列分岐回路５７の第三及び第四スイッチングトランジ
スタ５５及び５６の間のノードＢとの間に接続されてい
る。

【００２５】更に、上述したノードＡは第一ダイオード
５９によってＥＬパネル６１の一方の端子へ接続されて
おり、且つノードＢは第二ダイオード６０を介してＥＬ
パネルの他方の端子へ接続している。第一ダイオード５
９のカソードとＥＬパネル６１の一方の端子との間のノ
ードＣは第五スイッチングトランジスタを介して接地さ
れており、且つ第二ダイオード６０のカソードとＥＬパ
ネル６１の他方の端子との間のノードＤは第六スイッチ
ングトランジスタ６３を介して接地されている。

【００２６】図１１Ａは第一直列分岐回路５４の第一ス
イッチングトランジスタ５２のゲートへ印加されるクロ
ック信号Ｖ１を示しており、且つ、この例においては、
その振幅は５Ｖに設定されており、その繰返し周波数は
８ｋＨｚに設定されており、且つそのデューティサイク
ルは７５％に設定されている。又、ＤＣ電源の電圧は３
Ｖに設定されている。

【００２７】図１１Ｂは第二スイッチングトランジスタ
５３のゲートへ印加されるゲート信号Ｖ２を示してお
り、その場合には、その振幅は５Ｖに設定されており、
且つその繰返し周波数は５１２Ｈｚに設定されている。

【００２８】図１１Ｃは第二直流分岐回路５７の第三ス
イッチングトランジスタ５５のゲートへ印加されるクロ
ック信号を示している。図１１Ｄは第二直流分岐回路５
７の第四スイッチングトランジスタ５６のゲートへ印加
されるゲート信号を示しており、且つその位相は図１０
Ｂに示したゲート信号と反対である。第一ゲート信号は
第一クロック信号よりも一層低い周波数を有すると共に
５０％のデューティ比を有している。

【００２９】又、上述した第二スイッチングトランジス
タ５３のゲートへ印加されるゲート信号Ｖ２と同一であ
るゲート信号が第五スイッチングトランジスタ６２のゲ
ートへ印加され、且つ第四スイッチングトランジスタ５
６のゲートへ印加されるゲート信号Ｖ４と同一のゲート
信号が第六スイッチングトランジスタ６３のゲートへ印
加される。

【００３０】次に、時間ｔ_nにおいて、第一クロック信
号Ｖ１が第一直流分岐回路５４の第一スイッチングトラ
ンジスタ５２のゲートへ印加され、且つ第二スイッチン
グトランジスタ５３のゲートへ印加される第一ゲート信
号Ｖ２に起因して、第二スイッチングトランジスタ５３
はオフとなる。この場合に、第二直流分岐回路５７の第
三スイッチングトランジスタ５５はオフであるが、第四
スイッチングトランジスタ５６はオンであり、且つ第五
スイッチングトランジスタ６２がオフである一方、第六
スイッチングトランジスタ６３はオンである。従って、
ノードＡにおける電圧は、図１１Ｅに示したように、次
第に増加し、且つこれはＥＬパネル６１へ印加される。
この場合に、ノードＤの電圧はゼロであるが、ノードＣ
の電圧は正となる。この場合に、駆動電圧の最大値は１
２０Ｖである。

【００３１】次に、時間ｔ_n+1において、第一直流分岐
回路５４の第二スイッチングトランジスタ５３のゲート
へ印加される第一ゲート信号Ｖ２は高レベルに到達し且
つこのトランジスタがオンし、且つ第二直流分岐回路５
７の第三スイッチングトランジスタ５５へ第二クロック
信号Ｖ３が印加されると、第一直流分岐回路５４の第一
スイッチングトランジスタ５２及び第二直流分岐回路５
７の第四スイッチングトランジスタ５６の両方がターン
オフし、且つ、更に、第五スイッチングトランジスタ６
２がターンオンし、且つ第六スイッチングトランジスタ
６３がターンオフする。この状態において、ノードＢの
電圧は図１１Ｆに示したように次第に１２０Ｖへ増加
し、且つこれはＥＬパネル６１へ印加される。この場合
に、第五スイッチングトランジスタ６２がオンであるの
で、ノードＣはゼロの電圧を有しており、且つノードＤ
の電圧は正である。

【００３２】上述したように、直流ブーストコンバータ
のこの例の場合には、極性が交番する駆動電圧が容量性
負荷であるＥＬパネル６１へ印加されるので、ＥＬパネ
ルの発光効率は高く、且つＥＬパネルは長期間に亘って
低い直流電圧を使用して光を発生することが可能であ
る。又、単に１個のコイル５８を使用するに過ぎないの
で、構成は簡単であり且つコストを低く維持することが
可能である。

【００３３】本発明は上述した適用例にのみ制限される
べきものではなく且つ種々の変更及び変形が可能であ
る。例えば、上述した例の場合には、スイッチング要素
としてＭＯＳ型の電界効果トランジスタを使用していた
が、バイポーラトランジスタを使用することも可能であ
る。更に、上述した適用例においてはＥＬパネルを容量
性負荷として駆動したが、その他の容量性負荷を駆動す
ることも可能である。更に、ゲート信号Ｖ２，Ｖ４は５
０％のデューティサイクルを有するものとして示した
が、広い範囲のデューティサイクル、例えば４０％乃至
６０％の範囲のデューティサイクルを使用することも可
能である。

【００３４】図１２は本発明に基づく容量性負荷用の駆
動回路の好適実施例の構成を示した回路図である。第一
コイル１２と第一スイッチングトランジスタ１３とが直
列接続されている第一直列分岐回路１４がＤＣ電源の正
端子１１と接地されている負端子との間に接続されてい
る。同様に、第二コイル１５と第二スイッチングトラン
ジスタ１６とが直列接続されている第二直列分岐回路１
７がＤＣ電源の正端子１１と負端子との間に接続されて
いる。第一直列分岐回路１４の第一コイル１２と第一ス
イッチングトランジスタ１３の接続点Ａは第一ダイオー
ド１８を介してＥＬパネル１９の一方の端子へ接続して
いる。第二直列分岐回路１７の第二コイル１５と第二ス
イッチングトランジスタ１６の接続点Ｂは第二ダイオー
ド２０を介してＥＬパネル１９の他方の端子へ接続して
いる。第一ダイオード１８のカソードとＥＬパネル１９
との間の接続点Ｃは定電圧要素である第一ツェナーダイ
オード２１及び第三スイッチングトランジスタ２２を介
して接地されている。第二ダイオード２０のカソードと
ＥＬパネル１９との間の接続点Ｄは第二ツェナーダイオ
ード２３及び第四スイッチングトランジスタ２４を介し
て接地されている。これらの第一及び第二ツェナーダイ
オード２１及び２３のカソードはＥＬパネルの方向に接
続されており、且つそれらのスレッシュホールド電圧は
ＤＣ電源の供給電圧よりも一層高くされている。

【００３５】図１３Ａは第一及び第二スイッチングトラ
ンジスタのゲートへ印加されるクロック信号Ｖ１を示し
ている。図１３Ｂは第四スイッチングトランジスタのゲ
ートへ印加されるゲート信号Ｖ２を示している。ゲート
信号Ｖ２は５０％のデューティ比を有している。図１３
Ｃは第三スイッチングトランジスタのゲートへ印加され
る図１３Ｂにおけるゲート信号の反対の位相にあるゲー
ト信号Ｖ３を示している。図１３Ｄ及び１３Ｅは、それ
ぞれ、印加されたゲート信号Ｖ１及びＶ２に関して接続
点Ｃ及びＤにおける電圧を示している。

【００３６】時間ｔ_nにおいて、クロック信号Ｖ１が第
一直列分岐回路１４のスイッチングトランジスタ１３の
ゲートへ印加され、且つゲート信号Ｖ２が第三スイッチ
ングトランジスタ２２のゲートへ印加され、且つそれら
はオフの位置となる。ゲート信号Ｖ３が第四スイッチン
グトランジスタ２４のゲートへ印加されると、それはオ
ン位置となる。この場合に、接続点Ｃにおける電圧は図
１３Ｄに示したように次第に増加し、且つそれはＥＬパ
ネル１９へ印加される。この場合に、接続点Ｄにおける
電圧はほぼゼロであり、且つ接続点Ｃにおいては正であ
り、約１２０Ｖである。理解されるように、接続点Ｄに
おける電圧は接続点Ｃにおける大きな電圧と比較して実
効的に接地されるが、接続点Ｄにおける実際の電圧は第
二ツェナーダイオード２３を横断しての電圧降下のため
に約５−１０Ｖである。

【００３７】次に、時間ｔ_n+1において、第四スイッチ
ングトランジスタ２４がオフ位置となり且つ第三スイッ
チングトランジスタ２２はオン位置となる。この状態に
おいて、接続点Ｄにおける電圧は図１３Ｅに示したよう
に次第に１２０Ｖへ増加し且つこのブーストされた電圧
はＥＬパネル１９へ印加される。この場合に、接続点Ｃ
はほぼゼロであるが、接続点Ｄにおける電圧は正であ
る。この場合にも、接続点Ｃは接続点Ｄにおける１２０
Ｖと比較して実効的に接地されているが、接続点Ｃにお
ける実際の電圧は約５−１０Ｖである。その結果、極性
が交番する駆動電圧がＥＬパネル１９へ印加されるの
で、ＥＬパネルの発光効率は高い。理解すべきことであ
るが、接続点Ｃ及びＤにおける電圧は９０乃至６００Ｖ
に到達することが可能であり、典型的な値は１２０Ｖで
ある。

【００３８】次に、電気的リークの防止について説明す
る。第三スイッチングトランジスタ２２がオフ位置にあ
ると、第四スイッチングトランジスタ２４はオン位置に
ある。図９に示した公知の駆動回路の場合には、電気的
供給源側から見た場合に、ツェナーダイオードが直列し
てＥＬパネルと接続されているので、高周波数スパイ
ク、即ち高速のエネルギが電気的供給源からＥＬパネル
の方向へ供給されると、そのエネルギはツェナーダイオ
ード特有の寄生トランジスタを介して回路ボード内へ流
れ、エネルギの損失を発生する。それと対比して、図１
２に示した駆動回路の場合には、ツェナーダイオード２
１がＥＬパネル１９に関して並列に位置されているの
で、集積回路の形態に形成される。その結果、高周波数
スパイクは集積化された形態をとり、その結果、寄生ト
ランジスタを介して回路ボード内に流れることが防止さ
れる。

【００３９】又、正端子１１、第二コイル１５、接続点
Ｂ、第二ダイオード２０、接続点Ｄ、第二ツェナーダイ
オード２３、第四スイッチングトランジスタ２４を介し
ての経路はツェナーダイオード２３によってＤＣ電源か
らの定電圧電流から遮断され、この経路を介しての電気
的リークを防止する。

【００４０】図１４は本発明に基づく駆動回路の第二好
適実施例の構成を示した回路図である。第一及び第二ス
イッチングトランジスタ３２及び３３が直列接続されて
いる第一直列分岐回路３４が第三及び第四スイッチング
トランジスタ３５及び３６が直列接続されている第二直
列分岐回路３７と並列接続されている。第一及び第二直
列分岐回路３４，３７は、各々、ＤＣ電源の接地端子と
正端子３１の間に接続されている。コイル３８が第一直
列分岐回路３４の第一及び第二スイッチングトランジス
タ３２及び３３の接続点Ａと第二直列分岐回路３７の第
三及び第四スイッチングトランジスタ３５及び３６の接
続点Ｂとの間に接続されている。

【００４１】更に、接続点Ａは第一ダイオード３９を介
してＥＬパネル４１の一方の端子へ接続しており、且つ
接続点Ｂは第二ダイオード４０を介してＥＬパネルの他
方の端子へ接続している。第一ダイオード３９のカソー
ドとＥＬパネル４１の一方の端子との接続点Ｃは、第五
スイッチングトランジスタがオンである場合に、第一ツ
ェナーダイオード４２及び第五スイッチングトランジス
タ４３を介して実効的に接地される。第二ダイオード４
０のカソードとＥＬパネル４１の他方の端子の接続点Ｄ
は、第六スイッチングトランジスタがオンである場合
に、第二ツェナーダイオード４４及び第六スイッチング
トランジスタ４５を介して実効的に接地される。

【００４２】図１５Ａは第一直流分岐回路３４の第一ス
イッチングトランジスタ３２のゲートへ印加されるクロ
ック信号Ｖ１を示しており、この例においては、その振
幅は５Ｖであり、繰返し周波数は８ｋＨｚであり、その
デューティサイクルは７５％である。又、ＤＣ電源の電
圧は３Ｖである。

【００４３】図１５Ｂは第二及び第五スイッチングトラ
ンジスタ３３及び４３のゲートへ印加される第一ゲート
信号Ｖ２を示しており、その場合に、その振幅は５Ｖで
あり、且つその繰返し周波数は５１２Ｈｚである。第一
ゲート信号Ｖ２は５０％のデューティ比を有している。
図１５Ｃは第二直流分岐回路３７の第三スイッチングト
ランジスタ３５のゲートへ印加されるクロック信号を示
している。図１５Ｄは第四及び第六スイッチングトラン
ジスタ３６及び４５のゲートへ印加されるゲート信号を
示しており、その位相は図１５Ｂに示したゲート信号と
反対である。図１５Ｅ及び１５Ｆは、それぞれ、印加さ
れたゲート信号Ｖ１及びＶ２に関する接続点Ａ及びＢに
おける電圧を示している。

【００４４】図１５Ｂを参照して前に説明したように、
第二スイッチングトランジスタ３３のゲートへ印加され
るのと同一のゲート信号Ｖ２が第五スイッチングトラン
ジスタ４２のゲートへ印加される。更に、上述した第四
スイッチングトランジスタ３６のゲートへ印加されるの
と同一のゲート信号Ｖ４が第六スイッチングトランジス
タ４５のゲートへ印加される。

【００４５】時間ｔ_nにおいて、第一クロック信号Ｖ１
が第一直流分岐回路３４の第一スイッチングトランジス
タ３２のゲートへ印加され、且つ第二スイッチングトラ
ンジスタ３３は第二スイッチングトランジスタ３３へ印
加される第一ゲート信号Ｖ２のためにオフ位置となる。
この場合に、第二直流分岐回路３７の第三スイッチング
トランジスタ３５はオフ位置にあるが、第四スイッチン
グトランジスタ３６はオン位置にある。更に、第五スイ
ッチングトランジスタ４３はオフ位置にあり且つ第六ス
イッチングトランジスタ４５はオン位置にある。その結
果、時間ｔ_nの後に接続点Ａにおける電圧は図１５Ｅに
示したように９０−６００Ｖへ次第に増加し、典型的に
は１２０Ｖへ増加する。これがＥＬパネル４１へ印加さ
れる。更に、接続点Ｄにおける電圧は実効的にゼロであ
るが、接続点Ｃにおける電圧は正である。接続点Ｄにお
ける実際の電圧は第二ツェナーダイオード４４を横断し
ての電圧のために約５−１０Ｖである。この状態におい
て、駆動電圧の典型的な値は１２０Ｖである。

【００４６】次に、時間ｔ_n+1において、第一直流分岐
回路３４の第二スイッチングトランジスタ３３のゲート
へ印加される第一ゲート信号Ｖ２は高レベルへ上昇す
る。スイッチングトランジスタ３３がオンとなり、且つ
第二クロック信号Ｖ３が第二直流分岐回路３７の第三ス
イッチングトランジスタ３５のゲートへ印加される条件
において、第一直流分岐回路３４の第一スイッチングト
ランジスタ３２及び第二直流分岐回路３７の第四スイッ
チングトランジスタ３６の両方がオフ位置となる。更
に、第五スイッチングトランジスタ４３がターンオン
し、一方第六スイッチングトランジスタ４５がターンオ
フする。この状態において、接続点Ｂにおける電圧は次
第に図１５Ｆに示したように１２０Ｖへ増加し、それは
ＥＬパネル４１へ印加される。この場合において、第五
スイッチングトランジスタ４３はオン位置にあるので、
接続点Ｃにおける電圧はゼロであるが、接続点Ｄにおけ
る電圧は正である。この場合にも、接続点Ｃにおける電
圧は実際には約５−１０Ｖであり、それは接続点Ｄにお
ける１２０Ｖと比較して実効的にゼロである。

【００４７】上述したこの例の駆動回路の場合には、Ｅ
Ｌパネル４１に関して並列接続されている第一及び第二
ツェナーダイオードによって電気的リークが実効的に防
止される。実際に、極性が交番する駆動電圧が容量性負
荷であるＥＬパネル４１へ印加されるので、発光効率は
高い。低い直流供給電圧の場合であっても、ＥＬパネル
は長期間に亘って明るい光を発生することが可能であ
る。又、１個のコイルが使用されているに過ぎないの
で、ＥＬパネルの構成は簡単であり、コストを低く維持
することが可能である。

【００４８】本発明は上述した適用例に制限される必要
性はなく、多くの変更例及び変形例が可能である。例え
ば、上述した適用例の場合には、ＭＯＳ型電界効果トラ
ンジスタをスイッチング要素として使用したが、バイポ
ーラトランジスタを使用することも可能である。更に、
上述した適用例の場合には、ＥＬパネルを容量性負荷と
して駆動したが、その他の容量性負荷を駆動することも
可能である。

【００４９】上述した本発明の場合には、ツェナーダイ
オードが容量性負荷の両側に接続されているスイッチン
グ回路と直列接続されているので、これらの回路を介し
て流れる電気的リーク及び寄生トランジスタ構成体を介
してＩＣ回路ボード内に流れるエネルギ損失の両方を取
除くことが可能である。

【００５０】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ制限
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＥＬパネルを駆動するための従来の直流ブー
ストコンバータの一例の構成を示した回路図。

【図２】（Ａ）−（Ｃ）は図１に示した回路の動作を
説明するための各信号波形線図。

【図３】ＥＬパネルを駆動するための従来の直流ブー
ストコンバータの別の例の構成を示した回路図。

【図４】（Ａ）−（Ｅ）は図３に示した回路の動作を
説明するための各信号波形線図。

【図５】ＥＬパネルを駆動するための従来の直流ブー
ストコンバータの別の例の構成を示した回路図。

【図６】（Ａ）−（Ｄ）は図５に示した回路の動作を
説明するための各信号波形線図。

【図７】ＥＬパネルを駆動するための従来の直流ブー
ストコンバータの別の例の構成を示した回路図。

【図８】（Ａ）−（Ｅ）は図７に示した回路の動作を
説明するための各信号波形線図。

【図９】ＥＬパネルを駆動するための既存の直流ブー
ストコンバータの一例の構成を示した回路図。

【図１０】本発明に基づいてＥＬパネルを駆動するた
めの直流ブーストコンバータの一つの適用例の構成を示
した回路図。

【図１１】（Ａ）−（Ｆ）は図１０に示した駆動回路
の動作を説明するための各信号波形線図。

【図１２】本発明に基づく容量性負荷用の駆動回路の
構成を示した回路図。

【図１３】（Ａ）−（Ｅ）は図１２に示した駆動回路
の動作を説明するための各信号波形線図。

【図１４】本発明に基づくＥＬパネルを駆動するため
の駆動回路の変形例の構成を示した回路図。

【図１５】（Ａ）−（Ｆ）は図１４に示した駆動回路
の動作を説明するための各信号波形線図。

【符号の説明】

５２第一スイッチングトランジスタ５３第二スイッチングトランジスタ５４第一直列分岐回路５５第三スイッチングトランジスタ５６第四スイッチングトランジスタ５７第二直列分岐回路５８コイル５９第一ダイオード６０第二ダイオード６１ＥＬパネル

フロントページの続き (72)発明者マルコカッシス東京都港区高輪２−１−53プラトー302

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一端子と第二端子とを具備する容量性
負荷を駆動する直流ブーストコンバータにおいて、ＤＣ電源の正端子と負端子との間に第一直流分岐回路が
接続されており、前記第一直流分岐回路は第一クロック
信号によって駆動される第一スイッチング要素と前記第
一クロック信号よりもより低い周波数を持った第一ゲー
ト信号によって駆動される第二スイッチング要素とを有
しており、前記第一及び第二スイッチング要素は第一ノ
ードにおいて互いに接続されており、前記ＤＣ電源の正端子と負端子との間に第二直流分岐回
路が接続されており、前記第二直流分岐回路は第二クロ
ック信号によって駆動される第三スイッチング要素と、
前記第一ゲート信号の反対の位相を有する第二ゲート信
号によって駆動される第四スイッチング要素とを有して
おり、前記第三及び第四スイッチング要素は第二ノード
において互いに接続されており、前記第一ノードと第二ノードとの間にコイルが接続され
ており、前記第一ノードと前記容量性負荷の第一端子との間に第
一ダイオードが接続されており、前記第二ノードと前記容量性負荷の第二端子との間に第
二ダイオードが接続されており、第五スイッチング要素が前記容量性負荷の第一端子と前
記ＤＣ電源の負端子との間に接続されており且つ前記第
一ゲート信号によって駆動され、第六スイッチング要素が前記容量性負荷の第二端子と前
記ＤＣ電源の負端子との間に接続されており且つ前記第
二ゲート信号によって駆動される、ことを特徴とする直
流ブーストコンバータ。
【請求項２】請求項１において、前記容量性負荷が電
界発光要素であることを特徴とする直流ブーストコンバ
ータ。
【請求項３】容量性負荷用の駆動回路において、第一直列分岐回路がＤＣ電源の正端子と負端子との間に
接続されており、前記第一直列分岐回路はクロック信号
によって駆動される第一コイルと第一スイッチング要素
とを有しており、前記第一コイルは第一接続点において
前記第一スイッチング要素へ接続しており、第二直列分岐回路が前記ＤＣ電源の正端子と負端子との
間に接続されており、前記第二分岐回路は前記クロック
信号によって駆動される第二コイルと第二スイッチング
要素とを有しており、前記第二コイルは第二接続点にお
いて前記第二スイッチング要素へ接続しており、第一ダイオードが前記第一接続点と前記容量性負荷の第
一端子との間に接続されており、第二ダイオードが第二接続点と前記容量性負荷の第二端
子との間に接続されており、第三直列分岐回路が前記容量性負荷の第一端子と前記Ｄ
Ｃ電源の負端子との間に直列接続されている第一ツェナ
ーダイオードと第三スイッチング要素とを有しており、
前記第一ツェナーダイオードは前記ＤＣ電源の供給電圧
よりも一層大きなスレッシュホールド値を有しており、
且つ前記第三スイッチング要素は第一ゲート信号によっ
て駆動され、第四直列分岐回路が前記容量性負荷の第二端子と前記Ｄ
Ｃ電源の負端子との間に直列接続されている第二ツェナ
ーダイオードと第四スイッチング要素とを有しており、
前記第二ツェナーダイオードは前記ＤＣ電源の供給電圧
よりも一層大きなスレッシュホールド値を有しており、
且つ前記第四スイッチング要素は前記第一ゲート信号と
反対の位相を有する第二ゲート信号によって駆動され
る、ことを特徴とする駆動回路。
【請求項４】請求項３において、前記容量性負荷が電
界発光要素であることを特徴とする駆動回路。
【請求項５】容量性負荷用の駆動回路において、第一直流分岐回路がＤＣ電源の正端子と負端子との間に
直列接続されている第一及び第二スイッチング要素を有
しており、前記第一スイッチング要素は第一クロック信
号によって駆動され、且つ前記第二スイッチング要素は
前記第一クロック信号よりもより低い周波数を持った第
一ゲート信号によって駆動され、前記第一及び第二スイ
ッチング要素は第一接続点において互いに接続されてお
り、第二直流分岐回路が前記ＤＣ電源の正端子と負端子との
間に接続されている第三及び第四スイッチング要素を有
しており、前記第三スイッチング要素は前記第二クロッ
ク信号によって駆動され、且つ前記第四スイッチング要
素は前記第一ゲート信号と反対の位相を有する第二ゲー
ト信号によって駆動され、前記第三及び第四スイッチン
グ要素は第二接続点において互いに接続されており、前記第一接続点と前記第二接続点との間にコイルが接続
されており、前記第一接続点と前記容量性負荷の第一端子との間に第
一ダイオードが接続されており、前記第二接続点と前記容量性負荷の第二端子との間に第
二ダイオードが接続されており、前記容量性負荷の第一端子と前記ＤＣ電源の負端子との
間に第一ツェナーダイオードが接続されており、前記第
一ツェナーダイオードは前記ＤＣ電源の供給電圧よりも
より大きなスレッシュホールド値を有しており、前記第一ゲート信号により駆動される第一スイッチング
要素が設けられており、前記第五スイッチング要素は前
記第一ツェナーダイオードと前記ＤＣ電源の負端子との
間に接続されており、前記容量性負荷の第二端子と前記ＤＣ電源の負端子との
間に第二ツェナーダイオードが接続されており、前記第
二ツェナーダイオードは前記ＤＣ電源の供給電圧よりも
一層大きなスレッシュホールド値を有しており、前記第二ゲート信号によって駆動される第六スイッチン
グ要素が設けられており、前記第六スイッチング要素は
前記第二ツェナーダイオードと前記ＤＣ電源の負端子と
の間に接続されている、ことを特徴とする駆動回路。
【請求項６】請求項５において、前記容量性負荷が電
界発光要素であることを特徴とする駆動回路。
【請求項７】容量性負荷を駆動するための駆動回路に
おいて、ＤＣ電源、前記ＤＣ電源の正端子と負端子との間に接続されている
直列接続された第一及び第二スイッチング要素を有する
第一分岐回路が設けられており、前記第一スイッチング
要素は第一クロック信号によって駆動され且つ前記第二
スイッチング要素は第一ゲート信号によって駆動され、前記ＤＣ電源の前記正端子と負端子との間に接続されて
いる直列接続された第三及び第四スイッチング要素を有
する第二分岐回路が設けられており、前記第三スイッチ
ング要素は第二クロック信号によって駆動され且つ前記
第四スイッチング要素は第二ゲート信号によって駆動さ
れ、前記第一分岐回路の前記第一及び第二スイッチング要素
の第一中間ノードと前記第二分岐回路の前記第三及び第
四スイッチング要素の第二中間ノードとの間にコイルが
接続されており、前記第一中間ノードと前記容量性負荷の第一端子との間
に第一ダイオードが接続されており、前記第二中間ノードと前記容量性負荷の第二端子との間
に第二ダイオードが接続されており、前記容量性負荷の第一端子と前記ＤＣ電源の前記負端子
との間に第五スイッチング要素が接続されており、前記
第五スイッチング要素は前記第一ゲート信号によって駆
動され、前記容量性負荷の第二端子と前記直流容量性負荷の負端
子との間に第六スイッチング要素が接続されており、前
記第六スイッチング要素は前記第二ゲート信号によって
駆動される、ことを特徴とする駆動回路。
【請求項８】請求項７において、前記第一ゲート信号
が前記第一クロック信号よりも一層低い周波数を有して
おり且つ５０％のデューティサイクルを有していること
を特徴とする駆動回路。
【請求項９】請求項７において、前記第二ゲート信号
が前記第一ゲート信号と反対の位相を有していることを
特徴とする駆動回路。
【請求項１０】請求項７において、更に、第一及び第
二ツェナーダイオードが設けられており、前記第一ツェ
ナーダイオードは前記容量性負荷の前記第一端子と前記
第五スイッチング要素との間に接続されており且つ前記
第二ツェナーダイオードは前記容量性負荷の前記第二端
子と前記第六スイッチング要素との間に接続されている
ことを特徴とする駆動回路。
【請求項１１】請求項１０において、更に、集積回路
ボードが設けられており、前記ボード上に前記ツェナー
ダイオードが形成されており、前記ツェナーダイオード
は前記ツェナーダイオードの寄生トランジスタ構成体を
介して前記駆動回路の前記集積回路ボードへエネルギが
流れることを防止することを特徴とする駆動回路。
【請求項１２】請求項７において、前記スイッチング
要素がＭＯＳＦＥＴトランジスタであることを特徴とす
る駆動回路。
【請求項１３】請求項７において、前記ＤＣ電源が約
３Ｖの電圧を有していることを特徴とする駆動回路。
【請求項１４】請求項７において、前記第一クロック
信号が約５Ｖの振幅を有しており、約８ｋＨｚに設定さ
れた繰返し周波数を有しており、且つ約３乃至１に設定
されたデューティサイクルを有していることを特徴とす
る駆動回路。
【請求項１５】請求項７において、前記第一ゲート信
号が約５Ｖの振幅と約５１２Ｈｚに設定された繰返し周
波数とを有していることを特徴とする駆動回路。
【請求項１６】請求項７において、極性が反転する駆
動電圧が前記容量性負荷へ印加されることを特徴とする
駆動回路。
【請求項１７】請求項１６において、前記駆動電圧が
約１２０Ｖであることを特徴とする駆動回路。
【請求項１８】請求項７において、前記ＤＣ電源が低
直流電圧であることを特徴とする駆動回路。
【請求項１９】容量性負荷の駆動方法において、ＤＣ電源を供給し、前記容量性負荷の第一端子へ接続されている誘導コイル
を使用して前記第一端子を所望の電圧へパルスによって
充電し、前記電圧を使用して前記容量性負荷を駆動し、前記容量性負荷の第二端子へ接続されているコイルを使
用して前記第二端子を前記電圧へパルスによって充電
し、前記電圧を使用して前記容量性負荷を駆動する、上記各
ステップを有することを特徴とする駆動方法。
【請求項２０】請求項１９において、前記所望の電圧
が約１２０Ｖであることを特徴とする駆動方法。
【請求項２１】請求項１９において、前記容量性負荷
が電界発光要素であることを特徴とする駆動方法。
【請求項２２】請求項１９において、前記第一端子を
パルスによって充電するステップが前記第二端子をパル
スによって充電するステップと位相が反対であることを
特徴とする駆動方法。