(57)【要約】【課題】ノイズによる悪影響を受け難くし、放電灯本数が多くなっても、バックライトパネルにおける放電灯のオープン状態を安定に検出できるようにすると共に、ショート状態も検出可能とする。【解決手段】インバータ回路１０と、その高周波電圧を昇圧して出力するトランスと、その出力巻線と各放電灯の間にそれぞれ介在するバラストコンデンサを備え、並置された複数本の放電灯をインバータ回路の出力により点灯させる。各放電灯の接続端子と接地端子との間に、高圧側分圧コンデンサと抵抗との直列接続からなる高圧側分圧部と、低圧側分圧コンデンサからなる低圧側分圧部とを、直列に接続した分圧回路をそれぞれ挿入し、各放電灯端子電圧を分圧し、各分圧点での電圧を検出電圧としてそれぞれ異常検出回路１２に導き、いずれかの検出電圧が基準電圧範囲を超えた場合にオープン状態、基準電圧範囲未満の場合はショート状態と判定し、インバータ回路を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、該インバータ回路の高周波電圧を昇圧して出力するトランスと、該トランスの出力巻線と各放電灯との間にそれぞれ介在するバラストコンデンサを具備し、並置された複数本の放電灯を前記インバータ回路の出力により点灯させる放電灯駆動装置において、
各放電灯の接続端子と接地端子との間に、高圧側分圧コンデンサと抵抗との直列接続からなる高圧側分圧部と、低圧側分圧コンデンサからなる低圧側分圧部とを、直列に接続した分圧回路をそれぞれ挿入し、各放電灯端子電圧を前記高圧側分圧部と低圧側分圧部とで分圧して、各分圧点での電圧を検出電圧としてそれぞれ異常検出回路に導くようにし、該異常検出回路で、いずれかの検出電圧が基準電圧範囲を超えた場合にオープン状態、基準電圧範囲未満の場合はショート状態と判定し、前記インバータ回路を制御することを特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項２】
インバータ回路の高周波電圧を昇圧して出力するトランスと、該トランスの出力巻線に各放電灯に対応して配設される複数のバラストコンデンサとを、放電灯の両側に設置して両側駆動により各放電灯を点灯させるように構成すると共に、各放電灯の両側の接続端子と接地端子との間に、それぞれ分圧回路を挿入し、分圧した検出電圧を異常検出回路に導くようにした請求項１記載の放電灯駆動装置。
【請求項３】
インバータ回路の高周波電圧を昇圧して出力するトランスと、該トランスの出力巻線に各放電灯に対応して配設される複数のバラストコンデンサとを、放電灯の片側に設置し、放電灯の反対側は接地して、片側駆動により各放電灯を点灯させるように構成されている請求項１記載の放電灯駆動装置。
【請求項４】
各放電灯の接続端子に連なる高圧側分圧部の抵抗の抵抗値が、正常動作時の検出電圧レベルを一定に揃えるように個別に設定されている請求項１乃至３のいずれかに記載の放電灯駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶テレビなど各種液晶ディスプレイ装置に用いるバックライト用放電灯の駆動装置に関し、更に詳しく述べると、放電灯の端子電圧を、高圧側分圧コンデンサと抵抗との直列接続からなる高圧側分圧部と、低圧側分圧コンデンサからなる低圧側分圧部とで分圧して検出し、オープン状態及びショート状態の発生を安定に且つ確実に検出可能とした放電灯駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビなどのバックライトには、複数本の放電灯（冷陰極管）が用いられている。例えば、３２インチ型液晶テレビでは、１６本の放電灯が液晶パネルの背面に適度の間隔で配置されて画面全体の輝度を保っている。より大型の液晶テレビでは、使用する放電灯の本数も増加することになる。このように複数本並置された放電灯を並列に駆動する回路方式としては、各放電灯の一端側をインバータ回路及び第１のトランスに接続し、各放電灯の他端側を第２のトランスに接続して両側から駆動する方式（両側駆動方式）と、各放電灯の一端側をインバータ回路及びトランスに接続し、各放電灯の他端側を接地して片側から駆動する方式（片側駆動方式）とがある。
【０００３】
このような放電灯駆動装置においては、放電灯電極のコネクタでの接触不良などのために、トランス−放電灯間に電流が流れない状態（オープン状態）が生じることがある。オープン状態が生じると、当然のことながら、対応する放電灯は点灯しない。そこで、このような異常状態を検出し装置を保護するため、異常検出回路を組み込む必要がある。
【０００４】
ところで放電灯は、動作時の等価回路としては高抵抗性負荷と見なすことができる。１つのトランスの２次側出力で複数本の放電灯を点灯させる場合、該トランスの２次側に接続されている複数本の放電灯のうちの１本が何らかの原因でオープン状態になったとき、トランスの出力を監視していただけでは、そのようなオープン状態の検出は困難である。
【０００５】
そこで、従来技術として、トランスの２次側出力ラインに、複数のバラストコンデンサを並設し、各バラストコンデンサを介してそれぞれ対応する放電灯にトランス出力を供給するようにし、各放電灯の端子電圧を高圧側分圧コンデンサと低圧側分圧コンデンサとで分圧し、その分圧点での電圧を検出するような構成がある（特許文献１参照）。このような構成では、バラストコンデンサによってトランス出力電圧と放電灯電圧とに常に電位差が生じる。ここで放電灯がオープン状態になると、放電灯電圧はトランス出力電圧まで上昇するので、その差分を検出することで放電灯のオープン状態が検出できる。
【０００６】
しかし、高圧側分圧コンデンサと低圧側分圧コンデンサとで分圧する方式は、原理的には異常（オープン状態）の検出が可能であるが、多数本の放電灯が並置されている実際のバックライトパネルでは難しい。その主な原因は、コンデンサは容量公差が大きいことから、コンデンサのみによる検出ではコンデンサに充電される電圧に大きなばらつきが生じ、放電量も異なるため、正常動作時の検出電圧レベルが分圧回路毎に大きく変動し、狭い適正な基準電圧範囲を設定し難いことである。そのため、基準電圧範囲が狭すぎると正常動作時でも異常発生を検出する恐れがあるし、基準電圧範囲が広すぎると異常発生時に検知できない恐れがある。また、コンデンサのみによる検出方式では、ノイズに弱く、検出が不安定になる恐れもある。これらの欠点は、バックライトパネルが大型化し、使用する放電灯の本数が増大するほど甚だしくなる。
【０００７】
また、放電灯電極のコネクタ不良などがあると、トランスからコネクタを経て接地へと短絡電流が流れる状態（ショート状態）が生じる恐れもあるが、検出をコンデンサのみで行う従来方式では、前述のように基準電圧範囲の微妙な設定を行うことが困難であることもあって、そのような異常発生を検出することはできない。
【０００８】
更に、バックライトパネルでは、金属製の筐体内に多数本の放電灯が両端を左右に揃え上から下へと適宜間隔で配列されているため、筐体内での放電灯の位置によって状況が異なり（例えば筐体周縁の枠部との距離による寄生容量の違い、あるいは上下の位置による周囲温度差など）、各放電灯が正常に点灯している状態でも放電灯の端子電圧に大きなばらつきが生じ、それがコンデンサによる検出電圧の変動に直接関係し、そのことも異常検出を困難にする一つの要因になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１７２８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、ノイズによる悪影響を受け難くし、放電灯本数が多くなっても、バックライトパネルにおける放電灯のオープン状態を安定に検出できるようにすると共に、ショート状態も検出できるようにすることである。本発明が解決しようとする他の課題は、正常動作時における検出電圧レベルを、多数並置されている放電灯について均一に揃えることができるようにし、それによって放電灯のオープン状態及びショート状態を安定に且つ確実に検出できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、並置された複数本の放電灯を、インバータ回路とトランスと複数のバラストコンデンサの組み合わせによって点灯させる放電灯駆動装置において、放電灯の異常検出を、コンデンサのみで行うのではなく、高圧側分圧コンデンサと抵抗との直列接続からなる高圧側分圧部と、低圧側分圧コンデンサからなる低圧側分圧部とを、直列に接続した分圧回路で行うように構成したものであり、各分圧回路にそれぞれ抵抗を組み込んでいる点が最も主要な特徴である。使用する抵抗は、同じ抵抗値を持つものでもよいが、バックライトパネルにおける各放電灯の位置などに応じて抵抗値を適宜に選択設定し、検出電圧レベルを揃えるように構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の放電灯駆動装置は、放電灯の異常検出を、コンデンサのみで行うのではなく、高圧側分圧コンデンサと抵抗との直列接続からなる高圧側分圧部と、低圧側分圧コンデンサからなる低圧側分圧部とを、直列に接続した分圧回路で行うように構成され、各分圧回路に抵抗が組み込まれているので、充放電の電流を制御できノイズによる悪影響を受け難くなり、正常動作時における検出電圧レベルのばらつき（基準電圧範囲）を比較的狭く抑えることができるため、バックライトパネルにおける多数本の放電灯のオープン状態のみならずショート状態も安定に検出可能となる。
【００１３】
また、バックライトパネルにおける各放電灯の位置などに応じて、各分圧回路に組み込む抵抗の抵抗値を予め個別に選択設定することで、金属製筐体に配列されている全ての放電灯について、それらの正常動作時における検出電圧レベルをほぼ一定に揃えることができ、それによって異常の検出を、より一層確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る放電灯駆動装置の一実施例を示す回路図。
【図２】本発明に係る放電灯駆動装置の他の実施例を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る放電灯駆動装置は、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路と、該インバータ回路の高周波電圧を昇圧して出力するトランスと、該トランスの出力巻線と各放電灯との間にそれぞれ介在するバラストコンデンサを具備し、並置された複数本の放電灯を前記インバータ回路の出力により点灯させる構成を前提とするものである。放電灯は、具体的には冷陰極放電灯などである。本発明では、各放電灯の接続端子と接地端子との間に、高圧側分圧コンデンサと抵抗との直列接続からなる高圧側分圧部と、低圧側分圧コンデンサからなる低圧側分圧部とを、直列に接続した分圧回路をそれぞれ挿入し、各放電灯端子電圧を前記高圧側分圧部と低圧側分圧部とで分圧して、各分圧点での電圧を検出電圧としてそれぞれ異常検出回路に導くようにし、該異常検出回路で、いずれかの検出電圧が基準電圧範囲を超えた場合にオープン状態、基準電圧範囲未満の場合はショート状態と判定し、前記インバータ回路を制御する。
【００１６】
本発明は、インバータ回路の高周波電圧を昇圧して出力するトランスと、該トランスの出力巻線に各放電灯に対応して配設される複数のバラストコンデンサとを、放電灯の両側に設置して両側駆動により各放電灯を点灯させる両側駆動方式にも、あるいはインバータ回路の高周波電圧を昇圧して出力するトランスと、該トランスの出力巻線に各放電灯に対応して配設される複数のバラストコンデンサとを、放電灯の片側に設置し、放電灯の反対側は接地して、片側駆動により各放電灯を点灯させる片側駆動方式にも適用できる。
【００１７】
これらにおいて、各放電灯に連なる高圧側分圧部における抵抗を、正常動作時の検出電圧レベルが一定に揃うように、それぞれの抵抗値を個別に変えるのが好ましい。放電灯の端子電圧は、バックライトパネルでの放電灯の位置、言い換えれば金属製筐体周縁の枠部との距離（間隔）あるいは上下方向に配列されている多数の放電灯の中で上方に位置しているのか（相対的に周囲温度が高い）、下方に位置しているのか（相対的に周囲温度が低い）などによって変わるため、実機で点灯動作させつつ正常動作時の検出電圧を測定し、その検出電圧レベルが揃うように、各放電灯に連なる抵抗の抵抗値を変える。この調整によって、各抵抗の抵抗値が一度決まれば、筐体構造が変わらない限り、決定した抵抗値の抵抗を用いて放電灯駆動装置を製造することになる。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明に係る放電灯駆動装置の一実施例を示す回路図である。本装置は、複数本並置されている放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，…，Ｌａｎの一端側に、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路１０と、該インバータ回路１０からの高周波電圧を昇圧して出力する第１のトランスＴ１を配置し、放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎの他端側には、前記インバータ回路１０からの高周波電圧を昇圧して出力する第２のトランスＴ２を配置して、複数本の放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎを点灯駆動する両側駆動方式である。
【００１９】
第１のトランスＴ１の出力巻線には、各放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎに対応して放電灯の本数に相当する個数のバラストコンデンサＣ１１，Ｃ１２，…，Ｃ１ｎが接続され、それら各バラストコンデンサＣ１１〜Ｃ１ｎが、第１のトランスＴ１の２次側出力巻線と各放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎの一方の接続端子との間に挿入される構成である。同様に、第２のトランスＴ２の出力巻線には、各放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎに対応して放電灯の本数に相当する個数のバラストコンデンサＣ２１，Ｃ２２，…，Ｃ２ｎが接続されており、それら各バラストコンデンサＣ２１〜Ｃ２ｎが、第２のトランスＴ２の２次側出力巻線と各放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎの他方の接続端子との間に挿入される構成である。
【００２０】
ここで各放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎの一方の接続端子と接地端子との間に、第１の高圧側分圧コンデンサＣ３１，Ｃ３２，…，Ｃ３ｎと第１の抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，…，Ｒ１ｎとの直列接続からなる第１の高圧側分圧部と、第１の低圧側分圧コンデンサＣ４１，Ｃ４２，…，Ｃ４ｎからなる第１の低圧側分圧部とを、それぞれ対応するように直列に接続した第１の分圧回路を挿入する。同様に、各放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎの他方の接続端子と接地端子との間に、第２の高圧側分圧コンデンサＣ５１，Ｃ５２，…，Ｃ５ｎと第２の抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，…，Ｒ２ｎとの直列接続からなる第２の高圧側分圧部と、第２の低圧側分圧コンデンサＣ６１，Ｃ６２，…，Ｃ６ｎからなる第２の低圧側分圧部とを、それぞれ対応するように直列に接続した第２の分圧回路を挿入する。そして、第１の分圧回路の分圧点及び第２の分圧回路の分圧点のそれぞれの電圧（第１の低圧側分圧コンデンサＣ４１〜Ｃ４ｎ及び第２の低圧側分圧コンデンサＣ６１〜Ｃ６ｎの、それぞれの端子電圧）を異常検出回路１２に導くように構成する。なお、第１の高圧側分圧部における第１の高圧側分圧コンデンサＣ３１〜Ｃ３ｎと第１の抵抗Ｒ１１〜Ｒ１ｎとの接続順序は逆でもよい。同様に、第２の高圧側分圧部における第２の高圧側分圧コンデンサＣ５１〜Ｃ５ｎと第１の抵抗Ｒ２１〜Ｒ２ｎとの接続順序も逆でもよい。このように、各分圧回路にそれぞれ抵抗を挿入する点が，本発明の特徴である。挿入した抵抗をまとめて符号Ａで示す。
【００２１】
各放電灯の端子電圧は、高圧側分圧部と低圧側分圧部とで分圧され、分圧点での電圧が検出電圧として異常検出回路に印加される。異常検出回路では、各検出電圧を予め設定した正常動作時の基準電圧範囲と比較し、ＯＲ出力などで、いずれか１本以上の放電灯について検出電圧が基準電圧範囲を超えた場合にオープン状態、基準電圧範囲未満の場合はショート状態と判定し、前記インバータ回路を停止するなどして装置保護を図る。
【００２２】
トランスの２次側出力電圧は、バラストコンデンサを介して放電灯に印加されるので、正常動作時、該バラストコンデンサによってトランス出力電圧と放電灯端子電圧との間には常に電位差が生じている。ここで、もし放電灯オープンの状態になると、放電灯端子電圧はトランス出力電圧近くまで高まる。それに応じて、分圧回路の分圧点での電圧も高くなる。例えば正常動作時の放電灯端子電圧は、１ｋＶ程度である。そのときの分圧点での検出電圧は、例えば１０Ｖ程度となるように、高圧側分圧コンデンサと低圧側分圧コンデンサの容量を決め、分圧する。そこで、放電灯オープンの状態になると、放電灯端子電圧はトランス出力電圧近くまで、例えば１．５ｋＶ程度まで高くなり、それに伴って分圧点での検出電圧も、例えば１５Ｖ程度まで増加する。この電圧の変化を検出することで、オープン状態を検出することができる。逆に、放電灯ショートの状態になると、放電灯端子電圧は大幅に低下し、それに伴って分圧回路の分圧点での電圧も低下する。このとき、分圧点での検出電圧は、例えば５Ｖ以下まで低下し、この電圧の変化を検出することで、ショート状態を検出することができる。従って、原理的には基準電圧範囲を１０Ｖ±２〜３Ｖ程度に設定しておけばよいことになる。
【００２３】
前述のように、コンデンサは、その容量公差が大きいため、またコンデンサのみではノイズによる検出電圧レベルの変動も大きいため、正常動作時における基準電圧範囲の微妙な設定ができず、多数本の放電灯を並列駆動する場合には、上記のような検出原理の実用化が困難であったが、本発明では、分圧回路に抵抗が組み込まれており、該抵抗によって充放電の電流が制御され、外来ノイズによる悪影響を受け難くなるため、検出電圧レベルが安定化する。また、コンデンサは、その容量公差が大きいが、抵抗は、抵抗値の精度がコンデンサに比べて良好であるため、抵抗を組み込むことで基準電圧範囲の微妙な設定が可能となる。それらによって、放電灯のオープン状態のみならず、ショート状態も検出することが可能となる。
【００２４】
通常は、複数本並置されている放電灯の一端側に位置する、インバータ回路１０、第１のトランスＴ１、バラストコンデンサＣ１１〜Ｃ１ｎ、分圧回路を構成する第１の高圧側分圧コンデンサＣ３１〜Ｃ３ｎと第１の抵抗Ｒ１１〜Ｒ１ｎと第１の低圧側分圧コンデンサＣ４１〜Ｃ４ｎ、及び異常検出回路１２などを、主基板１４上に一纏めにして組み立て、複数本並置されている放電灯の他端側に位置する、第２のトランスＴ２、バラストコンデンサＣ２１〜Ｃ２ｎ、分圧回路を構成する第２の高圧側分圧コンデンサＣ５１〜Ｃ５ｎと第２の抵抗Ｒ２１〜Ｒ２ｎと第２の低圧側分圧コンデンサＣ６１〜Ｃ７ｎなどを、副基板１６上に一纏めにして組み立てる。
【００２５】
ところで液晶テレビなどに用いられるバックライトパネルでは、通常、多数本の放電灯が両端を左右に揃えた状態で上下方向に配列され、金属製筐体内に組み込まれている。筐体周縁の枠部近くに位置している放電灯は、大きな寄生容量が生じるため、同じトランスで駆動しても中央部に位置している放電灯とは放電灯端子電圧が異なってくる。また、点灯動作中の発熱によって上方の放電灯ほど周囲温度が上がり、温度特性のために上方の放電灯と下方の放電灯では端子電圧が異なってくる。これをコンデンサで調整することは、コンデンサの公差容量が大きいこともあって難しい。しかし本発明では分圧回路に抵抗を組み込んでいるため、抵抗値を個別に変えることで対応可能である。具体的には、実機を所定時間点灯動作させ、それぞれの分圧回路の抵抗を変えて分圧点での検出電圧レベルがほぼ一定になるような抵抗値を求める。例えば、１ｋΩ〜２０ｋΩ程度の範囲で抵抗値を変えて調整する。放電灯が２０本程度配列されているバックライトパネルでは、例えばそのうちの１０本程度について、それに連なる分圧回路の抵抗の抵抗値を変えて調節する場合もある。放電灯の端子電圧は、バックライトパネルの構造が決まればほぼ同様の傾向を呈することから、一度実機で適切な抵抗値を求めれば、それに基づき抵抗を選択して製造すればよいことになる。
【実施例２】
【００２６】
図２は、本発明に係る放電灯駆動装置の他の実施例を示す回路図である。本装置は、複数本並置されている放電灯Ｌａ１，Ｌａ２，…，Ｌａｎの一端側に、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路１０と、該インバータ回路１０からの高周波電圧を昇圧して出力するトランスＴを配置し、放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎの他端側は接地して、複数本の放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎを点灯駆動する片側駆動方式である。
【００２７】
トランスＴの出力巻線には、各放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎに対応して放電灯の本数に相当する個数のバラストコンデンサＣ７１，Ｃ７２，…，Ｃ７ｎが接続されており、各バラストコンデンサＣ７１〜Ｃ７ｎが、トランスＴと各放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎの一方の接続端子との間に挿入される構成である。
【００２８】
ここで、各放電灯Ｌａ１〜Ｌａｎの一方の接続端子と接地端子との間に、高圧側分圧コンデンサＣ８１，Ｃ８２，…，Ｃ８ｎと抵抗Ｒ３１，Ｒ３２，…，Ｒ３ｎとの直列接続からなる高圧側分圧部と、低圧側分圧コンデンサＣ９１，Ｃ９２，…，Ｃ９ｎからなる低圧側分圧部とを、それぞれ対応するように直列に接続した分圧回路を挿入する。そして、分圧回路の分圧点の電圧（低圧側分圧コンデンサＣ９１〜Ｃ９ｎの、それぞれの端子電圧）を異常検出回路１２に導くように構成する。なお、高圧側分圧部における高圧側分圧コンデンサＣ８１〜Ｃ８ｎと抵抗Ｒ３１〜Ｒ３ｎとの接続順序は逆でもよい。このように、分圧回路に抵抗を挿入する点が，本発明の特徴である。挿入した抵抗をまとめて符号Ａで示す。
【００２９】
各放電灯の端子電圧は、高圧側分圧部と低圧側分圧部とで分圧され、分圧点での電圧が検出電圧として異常検出回路に印加される。異常検出回路では、各検出電圧を予め設定した正常動作時の基準電圧範囲と比較し、ＯＲ出力などで、いずれか１本以上の放電灯による検出電圧が基準電圧範囲を超えた場合にオープン状態、基準電圧範囲未満の場合はショート状態と判定し、前記インバータ回路を停止するなど装置保護を図る。異常検出動作は、前記両側駆動方式の場合と同様である。この場合も、多数本の放電灯をバックライトパネルに組み込んだ状態で適切な抵抗値の抵抗を選択して用いることで、検出レベルを揃えることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  インバータ回路
１２  異常検出回路
Ｔ１，Ｔ２  トランス
Ｃ１１〜Ｃ１ｎ，Ｃ２１〜Ｃ２ｎ  バラストコンデンサ
Ｃ３１〜Ｃ３ｎ，Ｃ５１〜Ｃ５ｎ  高圧側分圧コンデンサ
Ｒ１１〜Ｒ１ｎ，Ｒ２１〜Ｒ２ｎ  抵抗
Ｃ４１〜Ｃ４ｎ，Ｃ６１〜Ｃ６ｎ  低圧側分圧コンデンサ
【図１】
2010182649.tif 000003
【図２】
2010182649.tif 000004