KR20040092368A

KR20040092368A - 고압 변압기 및 방전등 구동장치

Info

Publication number: KR20040092368A
Application number: KR1020030078722A
Authority: KR
Inventors: 후시미타다유키
Original assignee: 스미다 테크노로지즈 가부시키가이샤; 스미다 코포레이션
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2004-11-03
Also published as: JP4338123B2; JP2004327327A; HK1069005A1; US6919693B2; TW200506979A; CN1540691A; KR100590605B1; CN1280849C; TWI292917B; US20040212319A1

Abstract

(과제)1개의 변압기에 의해 복수개의 방전등을 안정되게 계속해서 점등할 수 있고, 변압기의 신뢰성 향상 및 변압기의 2차측 권선간의 절연내압 등에 대한 안전확보를 도모할 수 있고, 2차측 전압전환가능한 고압 변압기 및 방전등 구동장치를 얻는다.

(해결수단)풀브리지회로(60)는 각각 2개의 FET를 구비한, 제1단 스위칭부(A), 제2단 스위칭부(B) 및 제3단 스위칭부(C)로 이루어지고, 방전등 점등 개시용 1차 코일(a-b)은 제1단 스위칭부(A) 및 제3단 스위칭부(C)의 스위칭에 의해 통전되고, 한편, 방전등 통상 점등용 1차 코일(a-c)은 제1단 스위칭부(A) 및 제2단 스위칭부(B)의 스위칭에 의해 통전된다.

Description

고압 변압기 및 방전등 구동장치{HIGH VOLTAGE TRANSFORMER AND APPARATUS FOR DRIVING DISCHARGE LAMP}

본 발명은 예를 들면, 액정표시패널에 있어서의 백라이트용 방전등의 점등회로에 사용되는 고압 변압기 및 방전등 구동장치에 관한 것이며, 특히 DC/AC인버터회로에 사용되는 복수의 방전등을 동시 점등하는 고압 변압기 및 방전등 구동장치에 관한 것이다.

종래부터, 예를 들면, 노트북 등에 사용되는 각종 액정표시패널의 백라이트용으로서 몇개 이상의 냉음극방전램프(이하, CCFL이라고 칭함)를 동시에 방전, 점등시키도록 한 것이 알려져 있다. 이와 같이 CCFL을 몇개 이상 사용함으로써, 액정표시패널의 고휘도화, 균일조명화 등의 요청에 대응할 수 있다.

이런 종류의 CCFL을 점등시키는 회로로서는, 12V정도의 직류 전압을, 고압 변압기를 사용하여, 60kHz , 2000V정도 이상의 고주파전압으로 변환해서 방전을 개시하게 하는 인버터회로가 일반적이다. 상기 방전 개시 후에 있어서, 이 인버터회로는 상기 고주파전압을 CCFL의 방전유지에 필요한 800V정도까지 저하시키도록 제어한다.

이러한 인버터회로에 사용되는 고압 변압기(인버터 변압기)는 액정표시패널의 박형화의 요청으로부터 소형 사이즈의 것이 사용되고 있지만, 1장의 액정 디스플레이에 대하여, 상기 CCFL의 개수에 따른 수만큼 필요로 되므로, 더한층의 공간절약화 및 제조 비용의 저렴화를 도모하는 기술의 확립이 급무이다. 이러한 요청에 따른 것으로서는, 예를 들면, 도 12에 나타내는 바와 같은 방전등 구동회로가 알려져 있다.

이 방전등 구동회로는 직류 입력 전압을 주지의 로이어(royer) 발진회로(600)를 통해서 교류전압으로서 고압 변압기(610)의 1차측에 입력시키고, 그 2차측에 방전등의 점등 개시시부터 2000V정도 이상의 고전압을 발생시키고, 이 2차측의 고전압을, 각각 밸러스트 콘덴서(Cb1, Cb2)를 통해서 냉음극선관 램프(CCFL1, CCFL2)에 인가하도록 구성되어 있다. CCFL1, CCFL2에 각각 밸러스트 콘덴서(Cb1, Cb2)를 직렬접속함으로써, 각 램프의 점등 개시 전압의 편차를 해소할 수 있으므로, 각 CCFL의 방전 동작의 편차를 억제하면서, 복수의 CCFL을 1개의 변압기로 점등시킬 수 있다.

그러나, CCFL의 점등 개시시에는 통상 점등시(CCFL의 양단간에 800V)의 2∼2.5배(CCFL의 양단간에 1600∼2000V)의 전압이 필요하고, 또한, 밸러스트 콘덴서(Cb)의 접속에 의해, 그 밸러스트 콘덴서(Cb)의 양단간에 400V정도 이상의 전압이 분압되어 버리므로, CCFL의 점등 개시 및 통상 점등 계속에는, 변압기의 2차측에서 2000V정도 이상의 고전압이 계속해서 출력된다.

이러한 고전압을 계속해서 출력하는 것은, 변압기의 신뢰성 저하를 초래하고, 변압기의 2차측 권선간의 절연내압 등에 대한 안전확보를 곤란하게 한다.

또한, CCFL의 점등 개시시 및 통상 점등시의 2차측 전압을 서로 변화시키고, 통상 점등시에는 그 전압을 저하시키도록 제어하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 고압 변압기(610)에는 전압을 제어하는 기능이 없다. 또한, 고압 변압기를 구동하는 회로부분에서는 일반적으로 PWM 제어기능을 갖고 있지만, 이것은 통상 점등시에 있어서의 점등유지를 위한 전압제어기능으로서, 2000V정도 이상의 점등 개시용 전압을 800V정도의 통상점등용 전압으로 전환하는 것은 본질적으로 곤란하다.

따라서, 점등 개시시와 통상 점등시에 있어서의 2차측 전압을 전환하는 방법을 채용하는 것이면, 종래와는 발본적으로 다른 구성을 개발할 필요가 있었다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 1개의 변압기에 의해 복수개의 방전등을 안정되게 계속해서 점등하는 것이 가능하며, 변압기의 신뢰성향상 및 변압기의 2차측 권선간의 절연내압 등에 대한 안전확보를 도모할 수 있는, 2차측 전압전환가능한 고압 변압기 및 방전등 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 고압 변압기의 외관평면도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 관한 고압 변압기의 개략 결선도.

도 3은 본 발명의 실시예에 관한 방전등 구동회로(장치)를 나타내는 회로도.

도 4는 도 3에 나타내는 점등 제어부의 구성을 나타내는 블록도.

도 5는 도 4에 나타내는 발진주파수 제어수단을 제어하는 CPU의 처리순서를 나타내는 플로우차트.

도 6은 도 2의 변압기 결선도의 변경형태를 나타내는 도면.

도 7은 소위 더블 변압기형의 고압 변압기에 본 발명을 적용한 경우의 예를 나타내는 단면도.

도 8은 도 3의 방전등 구동회로의 변경형태를 나타내는 회로도.

도 9는 도 3의 방전등 구동회로의 변경형태를 나타내는 회로도.

도 10은 도 1에 나타내는 고압 변압기의 변경형태를 나타내는 개략 평면도.

도 11은 종래 기술에 관한 고압 변압기를 나타내는 변압기 결선도.

도 12는 종래 기술에 관한 방전등 구동회로를 나타내는 회로도.

*도면의 간단한 설명에 대한 부호의 설명*

11, 64, 164, 264, 610 고압 변압기

17a∼17d, 18a, 18b, 117a∼117d, 118a, 118b 단자핀

21 보빈 27, 28 권선용 단자대

29 프레임상 자심(磁芯) 29A, 29B E형태의 자심

31 이상전압 검출 비교기 32 오차증폭기

33 스위치부 34 삼각파 발진기

35 비교기 36 발진주파수 제어수단

37 스위칭 제어수단 38 드라이버부

38A 제1 드라이버소자 38B 제2 드라이버소자

41a, 41b 플랜지판 44 구획판

45, 45A, 45B, 64A, 145, 164C, 164D, 264A 1차 코일

45T 중간단자 47, 64B, 147, 164B, 264B 2차 코일

60 풀브리지회로 60A 제1 스위칭수단

60B 제2 스위칭수단

61A∼61C, 62A∼62C, 161A, 161B, 162A∼162C, 261, 262 FET

63 점등 제어부 65A, 65B, 165A, 165B, 265A, 265B 콘덴서

66A, 66B , 166A, 166B, 266A, 266B 저항

CCFL1, CCFL2 냉음극방전 램프

Cb1, Cb2 밸러스트 콘덴서

이러한 목적을 달성할 수 있는 본 발명의 고압 변압기는, 1차측 권선에 인가되는 교류전압입력을 승압하고, 2차측 권선에 소정의 교류전압출력을 발생하게 하는 복수의 방전등 점등용 고압 변압기에 있어서, 상기 1차측 권선은, 점등 개시용 1차측 권선과 통상 점등용 1차측 권선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 점등 개시용 1차측 권선은, 상기 통상 점등용 1차측 권선의 도중에 탭을 설치하여 상기 통상 점등용 1차측 권선의 일부에 의해 구성하도록 해도 좋고, 상기 통상 점등용 1차측 권선과 독립해서 설치함과 아울러, 상기 통상 점등용 1차측 권선보다 가는 지름으로 하도록 구성하도록 해도 좋다.

또, 상기 점등 개시용 1차측 권선의 권회수는 상기 통상 점등용 1차측 권선의 권회수보다 작은 값으로 한다.

또 본 발명의 방전등 구동장치는, 상술한 어느 하나의 고압 변압기를 구비한 전등구동장치에 있어서, 상기 점등 개시용 1차측 권선의 통전상태를 제어하는 제1 스위칭수단과, 상기 통상 점등용 1차측 권선의 통전상태를 제어하는 제2 스위칭수단을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 제1 스위칭수단의 구동시와, 상기 제2 스위칭수단의 구동시에서, 스위칭주파수를 전환할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 제1 스위칭수단 및/또는 상기 제2 스위칭수단이 풀브리지회로인 것이 바람직하다.

또, 상기 제1 스위칭수단과 상기 제2 스위칭수단의 일부가 공용되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 스위칭수단에 의해 상기 점등 개시용 1차측 권선을 소정시간에 걸쳐 통전한 후, 상기 제2 스위칭수단에 의해 상기 통상 점등용 1차측 권선을 통전하도록 제어하는 것이 바람직하다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예에 관한 고압 변압기에 대해서, 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 고압 변압기의 외관을 나타내는 평면도이며, 도 2는 이 고압 변압기의 특징적인 개념을 나타내는 결선도이다.

도 1에 나타내는 본 실시예의 고압 변압기(11)는 2개의 CCFL(냉음극방전 램프)을 동시에 방전, 점등시키기 위한 DC/AC인버터회로 내에서 사용되는 인버터 변압기이다. 1차 코일(45) 및 2차 코일(47)은, 연자성재료인 페라이트 등으로 이루어지는 공통의 봉상 자심(도 1에서는 숨은 상태로 되어 있다)에 권회되어 있고, 이 공통의 봉상 자심에 의해 서로 전자기적으로 결합하고 있다.

또, 1차 코일(45)과 2차 코일(47) 사이에는 절연성의 구획판(44)이 설치되어 있다.

1차 코일(45) 및 2차 코일(47)은 실제로는, 단면직사각형으로 통상의 보빈(21)의 외주에 권회되어 있고, 봉상 자심은 그 보빈(21)의 안쪽에 끼워 삽입되어 있다. 또한, 보빈(21)의 양단면에는 플랜지판(41a, 41b)이 설치되어 있다.

봉상 자심은, 이 봉상 자심과 같은 재료에 의해 형성된 프레임상 자심(29)과 전자기적으로 결합되고, 이것에 의해 자로(磁路)가 형성된다.

단, 봉상 자심과 프레임상 자심(29) 사이의 갭량은, 누설 자속을 어느 정도 발생시키는 지에 의해 결정되고, 이 갭량을 대략 0으로 하는 것도 가능하다. 또한, 상기 프레임상 자심(29)을 설치하는 일 없이, 자심은 봉상 자심만으로 구성하여, 완전히 개방된 자로구조로 형성하는 것도 가능하다.

1차 코일(45)의 시단, 중간단자(45T) 및 종단은 권선용 단자대(27)에 유지 고정된 단자핀(17a, 17b, 17d)에 접속되어 있고, 또한, 2차 코일(47)의 시단 및 종단은 권선용 단자대(28)에 유지고정된 단자핀(18a, 18b)에 접속된다. 이들 단자대(27, 28)는 절연 재료로 형성되어 있다.

이 고압 변압기(11)의 결선상태는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 1차코일(45)의 양단이 단자핀(17a, 17b)에 접속되어 있고, 1차 코일(45)의 중간단자(45T)가 단자핀(17d)에 접속되어 있다. 한편, 2차 코일(47)은 단자핀(18a, 18b)에 접속되어 있다. 1차 코일(45)의 양단의 한쪽과 중간단자(45T) 사이의 코일에 의해 방전등 점등 개시용 1차 코일이 형성되고, 1차 코일(45)의 양단간의 코일에 의해 방전등 통상 점등용 1차 코일이 형성된다. 이것에 의해 일부가 공통화된 권선수가 다른 2종 1차 코일이 형성된다.

도 2는 상술한 바와 같이, 본 실시예의 고압 변압기(11)의 특징을 나타내는 것이며, 종래의 고압 변압기의 결선상태를 나타내는 도 11에 있어서 1차 코일(145)의 양단이 단자핀(117a, 117b)에 접속되고, 2차 코일(147)의 양단이 단자핀(118a, 118b)에 접속되어 있는 상태와 비교하면 그 특징이 보다 명확하다.

도 3은 본 실시예의 고압 변압기(64)를 탑재한 방전등 구동회로를 나타내는 것이다.

이 방전등 구동회로에 있어서는, 고압 변압기(64)의 2차측에 접속한 2개의 CCFL(CCFL1, CCFL2)을 점등 구동하게 하고, 고압 변압기(64)의 1차측에 접속된 풀브리지회로(60) 및 점등 제어부(63)에 의해 인버터회로가 구성된다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 직류 전원 라인(Vcc)으로부터 전압이 공급된 풀브리지회로(60)는 교류전압을 발생한다. 고압 변압기(64)는 1차 코일(64A)에 입력된 이 교류전압을 승압하고, 2차 코일(64B)로부터 고압의 교류전압을 발생시킨다. 그리고, 발생한 고압의 교류전압은, 2차 코일(64B)에 접속된 2개의 CCFL(CCFL1, CCFL2)에 인가된다. 이렇게 하여 고압의 교류전압이 인가된, 이들 2개의 CCFL을 동시에 안정되게 점등시키기 위해서는, 고압 변압기(64)의 2차 코일(64B)과 각 CCFL(CCFL1, CCFL2) 사이에 밸러스트 콘덴서(Cb1, Cb2)를 접속한다.

그러나, 도 2에 있어서도 설명한 바와 같이, 본 실시예에 있어서는, 1차 코일(64A)의 양단의 한쪽(a 또는 c)과 중간단자(b) 사이의 코일에 의해 방전등 점등 개시용 1차 코일(권선수가 작음)이 형성되고, 1차 코일(64A)의 양단(a 및 c)사이의 코일에 의해 방전등 통상 점등용 1차 코일(권선수가 큼)이 형성된다.

그러나, 본 실시예에 있어서, 2개의 1차 코일을 설치하고 있는 것은 이하의 이유에 따른다.

즉, CCFL의 점등 개시시에는 통상 점등시의 2∼2.5배의 전압이 필요하게 되기 때문에, 일반적으로 CCFL의 양단간에 1600∼2000V정도의 고전압이 인가된다. 따라서, 2차측 권선간의 절연 내압 등은 한계에 가까운 상태로 사용되고 있게 된다.

또한, 1개의 고압 변압기(64)에 의해 복수개의 CCFL을 안정되게 동시 점등시키기 위해서는, 상술한 바와 같이 각 CCFL에 대응시켜서 밸러스트 콘덴서(Cb)를 접속하게 되지만, 이 밸러스트 콘덴서(Cb)의 양단간에는, 예를 들면 400V의 전압이 분압되어 버린다. 따라서, 2차측(64B)으로부터는, 상기 1600∼2000V정도의 전압에 예를 들면 400V의 전압을 더한 전압을 발생시키지 않으면 CCFL을 점등 개시할 수 없다.

그러나, 이렇게 높은 전압을 계속해서 발생했을 경우에는, 변압기의 2차측 권선간의 절연 내압 등에 대한 안전확보를 도모하는 것이 곤란하다. 또한, 변압기의 신뢰성 저하를 초래하게 되어 버린다.

그래서, 도 2, 3에 나타내는 바와 같이, 방전등 점등 개시시에는, 권선수가 작게(예를 들면 1O턴) 되는 방전등 점등 개시용 1차 코일(a-b)을 사용하여, 승압비가 커지도록 해서 방전등 점등 개시에 필요한 고전압(예를 들면 2000V)을 2차 코일(64B)에 발생시키도록 하고 있다. 한편, CCFL이 점등 개시한 후에는, 권선수가 크게(예를 들면 18턴) 되는 방전등 통상 점등용 1차 코일(a-c)을 사용하여, 승압비가 작게 되도록 해서 방전등 계속 점등에 필요한 전압( 예를 들면 1200V)을 2차 코일(64B)에 발생시키도록 하고 있다.

상기 풀브리지회로(60)는 각각 2개의 FET를 구비한, 제1단 스위칭부(A), 제2단 스위칭부(B) 및 제3단 스위칭부(C)로 이루어지고, 방전등 점등 개시용 1차 코일(a-b)에는, 제1단 스위칭부(A) 및 제3단 스위칭부(C)의 스위칭에 의해 통전되고, 한편 방전등 통상 점등용 1차 코일(a-c)에는, 제1단 스위칭부(A) 및 제2단 스위칭부(B)의 스위칭에 의해 통전된다.

즉, 방전등 점등 개시용 1차 코일(a-b)에의 통전은 FET(61A)와 FET(62C)가 ON되는 제1상태와, FET(62A)와 FET(61C)가 ON되는 제2상태가 교대로 반복됨으로써 이루어진다. 도 3에서는, 이 제1상태에 있어서의 전류의 경로가 실선으로 나타나 있다.

한편, 방전등 통상 점등용 1차 코일(a-c)에의 교류전압의 인가는, FET(61A)와 FET(62B)가 ON되는 제1상태와, FET(62A)와 FET(61B)가 ON되는 제2상태가 교대로 반복됨으로써 이루어진다. 도 3에서는, 이 제1상태에 있어서의 전류의 경로가 점선으로 나타나 있다.

이들 각 FET(61A∼C, 62A∼C)의 스위칭 동작의 제어는 점등 제어부(63)에 의해 이루어진다. 점등 제어부(63)의 구성에 대해서는 후술한다.

이하, 방전등 점등 개시용 1차 코일(a-b) 및 방전등 통상 점등용 1차 코일(a-c)에 소정의 전압이 인가되었을 때에, 2차 코일에 발생하는 구체적인 전압값을 산출한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 있어서는, 방전등 점등 개시용 1차 코일(a-b)의 권선권회수를, 방전등 통상 점등용 1차 코일(a-c)의 권선권회수보다도 작게 되도록 하고 있다. 상기의 예에서는, 방전등 점등 개시용 1차 코일(a-b)의 권선권회수(N_p)를 10, 방전등 통상 점등용 1차 코일(a-c)의 권선권회수(N_p)를 18이라고 하고 있으므로, 이하의 계산에 있어서는 이들 권회수를 사용한다.

또, 2차 코일(64B)의 권선권회수(N_s)를 1800, 1차측의 입력 전압(Vin)을 12V로 한다.

(1)방전등 점등 개시용 1차 코일(a-b)에 통전된 경우의 2차 코일의 출력 전압(Vout)

Vout=Vin×1.1×N_s/N_p=12V×1.1×1800/10=2376V

(2)방전등 통상 점등용 1차 코일(a-c)에 통전된 경우의 2차 코일의 출력 전압(Vout)

Vout=Vin×1.1×N_s/N_p=12V×1.1×1800/18=1320V

이 경우, 각 밸러스트 콘덴서(Cb)의 콘덴서 용량을 66pF로 하면, 방전등 점등 개시시의 콘덴서 양단간 전압(V_Cb)은 792V가 되고, 한편, 방전등 통상 점등시의 콘덴서 양단간 전압(V_Cb)은 44OV가 된다. 따라서, 방전등 점등 개시시의 CCFL의 양전극간의 전압(V_L)은 1584V가 되고, 한편, 방전등 통상 점등시의 CCFL의 양전극간의 전압(V_L)은 880V가 된다.

이와 같이, 상기 구체예에 따르면, 방전등 점등 개시시에 있어서는 2차 코일(64B)로부터 2376V의 고전압이 발생하지만, 방전등이 점등 개시한 후의 방전등 통상 점등시에 있어서는, 2차 코일(64B)로부터의 발생 전압을 1320V로까지 저하시키도록 하고 있다. 따라서, 고압 변압기(64)의 2차 코일(64B)로부터 2000V정도 이상의 고전압이 계속 출력된다고 하는 상태를 회피할 수 있으므로, 변압기의 신뢰성향상 및 변압기의 2차 코일간의 절연내압 등에 대한 안전성을 확보할 수 있다.

또, 각 밸러스트 콘덴서(Cb)의 양단간에는 일정한 비율로 전압이 분압되게 되지만, 상기 구체예에서는, 방전등 점등 개시시의 CCFL의 양전극간의 전압(V_L)으로서 1584V, 방전등 통상 점등시의 CCFL의 양전극간의 전압(V_L)으로서 880V를 확보할 수 있고, 방전등 점등 개시동작 및 방전등 통상 점등동작을 양호하게 행할 수 있다.

도 4는 상술한 점등 제어부(63)의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 점등 제어부는 PWM제어에 의해 상술한 풀브리지회로(60)의 스위칭을 제어하는 것이다. 또한, 도 4에 있어서는, 편의상, 풀브리지회로(60) 중 방전등 점등 개시시의 스위칭에 관한 부분을 제1 스위칭수단(60A)이라고 칭하고, 방전등 통상 점등시의 스위칭에 관한 부분을 제2 스위칭수단(60B)이라고 칭하는 것으로 한다.

이 점등 제어부(63)는 소정주파수의 직사각형파를 출력하는 발진주파수 제어수단(36)과, 이 발진주파수 제어수단(36)의 직사각형파를 삼각파로 변환하는 삼각파 발진기(34)와, 오차증폭기(32)로부터의 오차 레벨 신호와 삼각파 발진기(34)로부터 출력된 삼각파신호를 비교하여, 삼각파 신호쪽이 커지는 기간에 있어서 H레벨이 되는 PWM 제어신호를 스위치부(33)를 통해서 스위칭 제어수단(37)에 출력하는 비교기(35)를 구비하고 있고, 스위칭 제어수단(37)은 입력된 PWM 제어신호의 H레벨 기간에 있어서, 드라이버부(38) 내의 2개의 드라이버소자(38A, 38B)를 택일적으로 ON상태가 되도록 제어한다. 제1 드라이버소자(38A)가 ON상태가 되도록 제어된 경우에는, 제1 스위칭수단(60A)이 구동되고, 방전등 점등 개시시의 스위칭동작이 이루어진다. 한편, 제2 드라이버소자(38B)가 ON상태가 되도록 제어된 경우에는, 제2 스위칭수단(60B)이 구동되어, 방전등 통상 점등시의 스위칭 동작이 이루어진다.

또, 상기 오차증폭기(32)에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 2개의 CCFL의 Gnd측의 전압이 각각 피드백신호(FB신호)로서, 기준신호와 함께 입력된다. 각 CCFL의 Gnd측에는 각각 저항(66A, 66B)이 접속되어 있으므로, 상기 피드백신호는 이들 저항(66A, 66B)의 양단간 전압값에 상당하는 것이다.

어느 하나의 CCFL을 흐르는 전류값이 저하하면 상기 피드백신호가 저하하는 것이 되고, 결국 오차증폭기(32)로부터 비교기(35)에 입력되는 오차레벨신호의 레벨이 저하하고, 스위칭 제어수단(37)에 입력되는 PWM제어신호의 H레벨 기간이 커진다. 이로 인해 각 스위칭수단(60A, 60B)의 구동 기간이 길어져, 보다 큰 전류를 CCFL에 흐르게 하도록 제어할 수 있다.

또, 이 점등 제어부(63)는 이상전압 검출 비교기(31)를 구비하고 있다. 이 이상전압 검출 비교기(31)에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 고압 변압기(64)의 2차측에 접속된 2개의 콘덴서(65A, 65B) 사이의 전압값이 이상전압 검출 신호로서 기준신호와 함께 입력된다. 일반적으로, 양쪽의 CCFL이 파손된 경우에는, 고압 변압기(64)의 2차측에 높은 이상전압이 발생하여, 고압 변압기(64)가 파손될 우려가 생긴다. 그래서, 이상전압 검출 비교기(31)에 있어서의 이상전압의 검출에 의해, 높은 이상전압이 검출되었다고 판단된 경우에는, 이상전압 검출 비교기(31)로부터 스위치부 차단 신호를 송출해서 곧바로 스위치부(33)를 OFF상태로 하여 스위칭 제어수단(37)에 의한 각 스위칭수단(60A, 60B)의 구동을 정지하고, 고압 변압기(64)에의 전압입력을 차단한다. 이것에 의해, 고압 변압기(64)의 손상이 방지된다.

도 5의 (A)는 상기 발진주파수 제어수단(36)을 제어하는 CPU(도시생략)의 처리순서를 나타내는 플로우차트이며, 그 구체적인 순서는 CPU에 부속되는 ROM에 기억되어 있다.

즉, 도 5의 (A)에 따르면, 방전등(CCFL) 스위칭이 ON상태로 되었는지의 여부가 상시 판단되고(S1), ON상태가 되었다고 판단되면, 발진주파수 제어수단(36)에 있어서 방전등 점등 개시시의 발진주파수의 발진주파수신호를 출력시키고(S2), 방전등 점등 개시용 스위칭 신호를 제1 드라이버소자(38A)에 출력한다(S3). 그 후, 방전등 점등 개시시(상기 발진주파수신호의 출력시)로부터 소정기간(예를 들면2∼3초간)이 경과했는지의 여부가 판단되고(S4), 소정기간이 경과했다고 판단된 경우에는, 발진주파수 제어수단(36)으로부터 방전등 통상 점등시의 발진주파수의 발진주파수신호를 출력시키고(S5), 방전등 통상 점등용 스위칭신호를 제2 드라이버소자(38B)에 출력한다(S6).

이와 같이, 본 실시예에 있어서는, CCFL의 방전등 점등 개시시(발진주파수신호의 출력시)로부터 소정기간은 스위칭주파수를 높게 설정하고, 밸러스트 콘덴서(Cb)와의 공진이 양호하게 행해지도록 하고 있으므로, CCFL의 점등성을 향상시킬 수 있다.

또한, 발진주파수를 높게 하면, 제1 스위칭수단(60A)의 스위칭 주파수가 높아지고, 고압 변압기(64)의 코어부에 있어서의 철손(鐵損), 과전류 등의 코어로스가 많아지고, 변압기(64)의 변환효율이 나빠지거나, 제1 스위칭수단(60A)에 의한 스위칭 로스가 커져서 발열량이 커진다는 문제를 생각할 수 있지만, 상술한 바와 같이 주파수를 높게 하는 기간은 단시간이므로, 상술한 코어로스, 스위칭 로스는 무시해도 상관없다.

또한, 상기 발진주파수 제어수단(36)으로부터의 발진주파수신호의 주파수는 일정하게 해도 좋고, 그 경우의 발진주파수 제어수단(36)을 제어하는 CPU(도시생략)의 처리순서는 도 5의 (B)의 플로우차트와 같이 나타내진다. 즉, 방전등(CCFL) 스위치가 ON상태로 되었는지의 여부가 상시 판단되고(S11), ON상태로 되었다고 판단되면, 방전등 점등 개시용 스위칭 신호를 제1 드라이버소자(38A)에 출력한다(S12). 그 후, 방전등 점등 개시시(상기 스위칭신호의 출력시)로부터 소정기간이 경과했는지의 여부가 판단되고(S13), 소정기간이 경과했다고 판단되면 방전등 통상 점등용 스위칭신호를 제2 드라이버소자(38B)에 출력한다(S14).

또한, 본 발명의 고압 변압기 및 방전등 구동장치로서는 상기 실시예의 것에 한정되는 것은 아니며, 그 밖의 여러가지 형태의 변경이 가능하다.

도 6은 도 2의 변압기 결선도의 변경형태를 나타내는 것이다. 즉, 이 형태의 것에서는, 방전등 통상 점등용 1차 코일(45A)과 방전등 점등 개시용 1차 코일(45B)이 독립해서 형성되어 있다. 방전등 통상 점등용 1차 코일(45A)의 양단이 단자핀(17a, 17b)에 접속되어 있고, 한편, 방전등 점등 개시용 1차 코일(45B)의 양단이 단자핀(17c, 17d)에 접속되어 있다. 이 경우, 방전등 점등 개시용 1차 코일(45B)의 권선권회수는 예를 들면 10으로 하고 방전등 통상 점등용 1차 코일(45A)의 권선권회수는 예를 들면 18로 한다.

도 7은 소위 더블 변압기형 고압 변압기(11)에, 본 발명을 적용한 경우의 예를 나타내는 단면도이다. 이 형태의 것도, 방전등 점등 개시용 1차 코일(45B)과 방전등 통상 점등용 1차 코일(45A)이 독립해서 형성되어 있는 것이 명확하다.

도 8 및 도 9는 도 3의 방전등 구동회로의 변경형태를 나타내는 것이다. 또한, 도 8에 있어서, 도 3의 각 부재와 대응하는 부재에 대해서는, 도 3의 각 부재의 부호에 100을 더한 부호를 붙여서 나타내고 있고, 또한 도 9에 있어서, 도 3의 각 부재와 대응하는 부재에 대해서는, 도 3의 각 부재의 부호에 200을 더한 부호를 붙여서 나타내고 있으며, 각각 그 상세한 설명은 생략한다.

도 8에 나타내는 방전등 구동회로에 있어서는, 풀브리지회로(160)의 제3단스위칭부가 1개의 FET(162C)를 구비하여 이루어지고, 또한, 방전등 점등 개시용 1차 코일(164D)과 방전등 통상 점등용 1차 코일(164C)이 독립해서 형성되어 있는 점에 있어서 도 3의 방전등 구동회로와는 다르다. 즉, 이 도 8에 나타내는 방전등 구동회로에 있어서는, 방전등 점등 개시시의 스위칭이 제3단 스위칭부의 FET(162C)의 ON/OFF동작에 의해서만 행해진다.

따라서, 도 8에 나타내는 방전등 구동회로에 따르면, 도 3에 나타내는 방전등 구동회로에 비해서, 회로구성 및 스위칭제어가 간이하게 되고, 또 FET가 1개 적어지므로, 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.

도 9에 나타내는 방전등 구동회로에 있어서는, 풀브리지회로 대신에 2개의 FET(261, 262)를 사용해서 1차 코일(264A)에의 입력 전압의 제어를 행한다. 즉, FET(262)의 스위칭에 의해 방전등 점등 개시용 1차 코일(a-b)에의 통전이 행해지고, 전원 라인(Vcc)에 설치된 FET(261)의 스위칭에 의해 방전등 통상 점등용 1차 코일(a-c)에의 통전이 행해진다.

따라서, 도 9에 나타내는 방전등 구동회로에 따르면, 도 3에 나타내는 방전등 구동회로에 비해서, 회로구성 및 스위칭제어가 대폭 간이하게 되고, 또 FET의 수가 대폭 적어지므로, 제조 비용의 대폭적인 저감을 도모할 수 있다.

도 10은 도 1에 나타내는 고압 변압기의 변경형태를 나타내는 것이다. 즉 도 10에 나타내는 고압 변압기는 1쌍의, 소위 E형의 자심(29A, 29B)을 대향시켜서 코어부를 형성한 것이다. 또한, 2차 코일(47)은 절연 상태의 양호성을 확보하기 위해서, 소정간격마다 절연용 플랜지부가 설치되어 있다.

또한, 본 발명의 고압 변압기 및 방전등 구동장치를 적용할 수 있는 변압기의 타입로서는 상기 실시예의 것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 일본국 특허공개2002-299134호나 특원2002-334131호 명세서 등에 개시된 타입의 것(권회된 2차 코일의 외주에, 권횐된 1차 코일이 위치한다(단일 변압기형, 더블 변압기형을 포함한다)) 외에, 각종 타입의 변압기에 대해서도 적용할 수 있는 것은 물론이다.

또한, 상술한 실시예에서는, 1개의 변압기에 의해 2개의 CCFL을 점등하는 예를 나타내고 있지만, 이 대신에, 1개의 변압기에 의해 3개 이상의 CCFL을 점등하도록 해도 된다.

또한, 본 발명의 고압 변압기는 인버터 변압기뿐만 아니라, 그 밖의 여러가지 변압기에 적용할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 자심은 페라이트에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하지만, 예를 들면, 퍼멀로이, 샌더스트, 철카르보닐 등의 재료를 사용할 수 있고, 이들 미분말을 압축 성형한 더스트코어를 사용할 수도 있다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명의 고압 변압기에 따르면, 방전등 점등 개시시에 있어서는 2차측 권선으로부터 고전압이 발생하지만, 방전등이 점등 개시한 후의 방전등 통상 점등시에 있어서는, 1차측 전압의 인가를 점등 개시용 권선으로부터 통상 점등용 권선으로 전환하도록 해서 방전등 점등 계속에 필요충분한 전압까지 2차측 전압을 저하시킬 수 있도록 하고 있다. 따라서, 고압 변압기의 2차측 권선으로부터 방전등 점등 개시시의 고전압이 계속 출력된다고 하는 상태를 회피할수 있으므로, 변압기의 신뢰성 향상 및 변압기의 2차측 권선간의 절연 내압 등에 대한 안전성을 확보할 수 있다.

또, 각 밸러스트 콘덴서의 양단간에는, 2차측 전압이 일정한 비율로 분압되게 되지만, 방전등 점등 개시시의 방전등 양전극간의 전압 및 방전등 통상 점등시의 방전등 양전극간의 전압을 확보할 수 있고, 방전등 점등 개시동작 및 방전등 통상 점등동작을 양호하게 행할 수 있다.

Claims

1차측 권선에 인가되는 교류전압입력을 승압하고, 2차측 권선에 소정의 교류전압출력을 발생시키는 복수의 방전등 점등용 고압 변압기에 있어서,

상기 1차측 권선은 점등 개시용 1차측 권선과 통상 점등용 1차측 권선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압 변압기.

제 1항에 있어서, 상기 점등 개시용 1차측 권선은 상기 통상 점등용 1차측 권선의 도중에 탭을 설치하여 상기 통상 점등용 1차측 권선의 일부에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 고압 변압기.

제 1항에 있어서, 상기 점등 개시용 1차측 권선은 상기 통상 점등용 1차측 권선과 독립해서 설치됨과 아울러, 상기 통상 점등용 1차측 권선보다 가는 지름으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 변압기.

제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 점등 개시용 1차측 권선의 권회수는 상기 통상 점등용 1차측 권선의 권회수보다 작은 값으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 변압기.

제 1항에 있어서, 상기 고압 변압기가 인버터 변압기인 것을 특징으로 하는고압 변압기.

제 1항에 있어서, 상기 방전등은 냉음극방전램프인 것을 특징으로 하는 고압 변압기.

제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 고압 변압기를 구비한 방전등 구동장치에 있어서,

상기 점등 개시용 1차측 권선의 통전상태를 제어하는 제1 스위칭수단과, 상기 통상 점등용 1차측 권선의 통전상태를 제어하는 제2 스위칭수단을 갖는 것을 특징으로 하는 방전등 구동장치

제 7항에 있어서, 상기 제1 스위칭수단의 구동시와, 상기 제2 스위칭수단의 구동시에서 스위칭 주파수를 전환할 수 있게 되어 있는 것을 특징으로 하는 방전등 구동장치.

제 7항에 있어서, 상기 제1 스위칭수단 및/또는 상기 제2 스위칭수단이 풀브리지회로인 것을 특징으로 하는 방전등 구동장치.

제 7항에 있어서, 상기 제1 스위칭수단과 상기 제2 스위칭수단의 일부가 공용되어 있는 것을 특징으로 하는 방전등 구동장치.

제 7항에 있어서, 상기 제1 스위칭수단에 의해 상기 점등 개시용 1차측 권선을 소정시간에 걸쳐 통전한 후, 상기 제2 스위칭수단에 의해 상기 통상 점등용 1차측 권선을 통전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 방전등 구동장치.