(57)【要約】  【課題】昇圧トランスの二次側コイルに複数の冷陰極管３１，３２を接続した冷陰極管駆動回路において、電流均一化用トランスを不要とし、小型軽量で、低コスト化を実現する。  【解決手段】高周波電源Ｐに接続される一次側コイルと、冷陰極管３１，３２に接続される二次側コイルとが巻回された昇圧トランス１と、前記昇圧トランス１の二次側コイルに接続された複数の冷陰極管３１，３２とを備え、前記昇圧トランス１の二次側コイルは、前記冷陰極管３１，３２の数に応じた複数の巻き線２１，２２を有し、前記複数の冷陰極管３１，３２は、前記二次側コイルの各巻き線２１，２２にそれぞれ接続されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電源Ｐに接続される一次側コイルと冷陰極管に接続される二次側コイルとが巻回された昇圧トランスと、前記昇圧トランスの二次側コイルに接続された複数の冷陰極管とを備える冷陰極管駆動回路であって、
前記昇圧トランスの二次側コイルは、前記冷陰極管の数に応じた複数本の巻き線を有し、前記複数の冷陰極管は、前記二次側コイルの各巻き線にそれぞれ接続され、
前記昇圧トランスの二次側コイルの巻き線は、前記複数本を一組として巻かれている冷陰極管駆動回路。
【請求項２】
前記昇圧トランスが複数用意され、各昇圧トランスの一次側コイルが互いに直列に接続された状態で、前記高周波電源Ｐに接続されている請求項記載の冷陰極管駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の冷陰極管を同時に点灯させることのできる冷陰極管駆動回路に関するものである。この冷陰極管駆動回路は、液晶表示器のバックライト点灯用などに用いられる。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示器の導光板の光源として、冷陰極管CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)がよく用いられる。この冷陰極管CCFLは、直径数ミリ程度の細径の蛍光管である。
冷陰極管CCFLの発光原理は普通の蛍光管(熱陰極管)と基本的に変わりはないが、電極にフィラメントがないので構造が簡単で電極を小さくでき、細径化に適している。
その電気的特性は、陰極降下電圧が高く、また、陽光柱(発光部)が細くガス圧が高いので、放電電圧は熱陰極管に比べて非常に高く(300V-700V)なる。また、放電電流は5mA-7mA程度が普通となっている。
【０００３】
冷陰極管CCFLは、昇圧トランスによって駆動される。通常、昇圧トランスには、その二次側コイルに冷陰極管CCFLが複数本（例えば２本）並列に接続される。この昇圧トランスと冷陰極管との組合せ回路を、以下「冷陰極管駆動回路」という。
このような構成の冷陰極管駆動回路では、複数本の冷陰極管に流れる電流を均一にし、それぞれを同じ明るさで、安定して点灯させるために、昇圧トランスの二次側に、電流均一化用トランス（巻き線比１：１）が配置される。
【０００４】
図６は、電流均一化用トランス５を含む冷陰極管駆動回路の回路図である。高周波電源Ｐからの出力電圧を昇圧する昇圧トランス１′が備えられ、昇圧トランス１′の２次側には、２本の冷陰極管３１，３２が並列に接続されている。一方、２本の巻線を持った電流均一化用トランス５が配置され、電流均一化用トランス５の各巻線と各冷陰極管３１，３２とが、互いに直列に接続されている。
【０００５】
この電流均一化用トランス５の作用により、それぞれの冷陰極管３１，３２に流れる電流が均しくなり、冷陰極管３１，３２の明るさが均一に保たれる。
【特許文献１】特開2000-299233号公報
【非特許文献１】「冷陰極管と熱陰極管」［平成１６年１２月１５日検索］インターネットURL <http://tlm.co.jp/web/gijyutu/ccfl.html >
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記構成の冷陰極管駆動回路は、各冷陰極管に流れる電流を均一にするために電流均一化用トランスを設置しなければならない。
このため、電流均一化用トランスのための新たな設置スペースが必要になり、冷陰極管駆動回路が大型化するという問題がある。また、電流均一化用トランスのコストもかかる。
【０００７】
そこで本発明は、昇圧トランスの二次側コイルに複数の冷陰極管を接続した冷陰極管駆動回路において、電流均一化用トランスを不要とし、小型軽量で、低コスト化を実現することができる冷陰極管駆動回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の冷陰極管駆動回路は、高周波電源Ｐに接続される一次側コイルと冷陰極管に接続される二次側コイルとが巻回された昇圧トランスと、前記昇圧トランスの二次側コイルに接続された複数の冷陰極管とを備える冷陰極管駆動回路であって、前記昇圧トランスの二次側コイルは、前記冷陰極管の数に応じた複数本の巻き線を有し、前記複数の冷陰極管は、前記二次側コイルの各巻き線にそれぞれ接続され、前記昇圧トランスの二次側コイルの巻き線は、前記複数本を一組として巻かれている冷陰極管駆動回路である（請求項１）。
【０００９】
この冷陰極管駆動回路によれば、昇圧トランスの二次側コイルとして、前記冷陰極管の数に応じた複数の巻き線を設け、前記二次側コイルの各巻き線に前記複数の冷陰極管をそれぞれ接続した構成とすることにより、電流均一化用トランスがなくても、前記複数の冷陰極管に流れる電流を均一にし、同じ明るさにすることができる。したがって、冷陰極管駆動回路の構成を単純にすることができるとともに、回路全体の小型軽量化ができる。
【００１０】
しかも、前記複数（Ｎ本とする）の巻き線を一組として、同時に張力を与えながらまとめて巻くことができるので、１本の巻き線を巻く場合と比べて、各巻き線の耐張力をＮ分の１以下にすることができ、巻き線の径を細くすることができる。したがって、昇圧トランスのさらなる小型化が図れる。
また、前記昇圧トランスを複数用意し、各昇圧トランスの一次側コイルが互いに直列に接続された状態で、前記高周波電源Ｐに接続すれば（請求項２）、昇圧トランスの二次側コイルに接続されている冷陰極管の数に、昇圧トランスの数を乗じた数の冷陰極管に対して、１つの高周波電源Ｐから同時に電源を供給できる。したがって、昇圧トランスの一次側の電流を均一にでき、別々の昇圧トランスに接続された冷陰極管を並べて使用する場合に、明るさのムラをなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、液晶表示装置等に用いられる本発明の冷陰極管駆動回路の回路図である。この冷陰極管駆動回路は、昇圧トランス１の二次側コイルを二重巻きにし、それぞれの巻き線２１，２２に冷陰極管３１，３２を接続している。二次側コイルの各巻き線２１，２２の巻数は、互いに同数としている。巻き線２１，２２の材質は、銅又はアルミニウムが適している。以下、銅線を用いる場合を想定する。
【００１２】
昇圧トランス１の二次側の各巻き線２１，２２の電圧を「二次側電圧Ｖk1,Ｖk2」と表記する。また、昇圧トランス１の二次側の各巻き線２１，２２を流れる電流を「二次側電流Ｉk1,Ｉk2」と表記する。
この昇圧トランス１の一次側電圧は、２４Ｖ程度であり、二次側電圧Ｖk1,Ｖk2は、１２００Ｖ程度が要求されるので、昇圧トランス１の一次側巻線と二次側巻線の巻線比は、１：５０程度である。二次側巻線に流れる二次側電流Ｉk1,Ｉk2はそれぞれ５ｍＡ程度である。したがって、二次側巻線の線径は、一次側巻き線１１に比べて細いものでよい。
【００１３】
二次側電圧Ｖk1,Ｖk2は、二次側巻き線２１，２２の巻数が同じでも、冷陰極管の特性のバラツキにより、違いがある。このため、二次側巻き線２１，２２間で電位差が発生するが、この電位差は、数十Ｖ程度であるので、二次側巻き線２１，２２として通常施されている絶縁対策（巻線の表面に樹脂を被覆したり、巻き線２１，２２間に絶縁用のフィルムを挟んだりすること）で十分である。
【００１４】
このように昇圧トランス１の二次側コイルを二重巻きにし、それぞれの巻き線２１，２２に冷陰極管３１，３２を接続することによって、従来のように電流均一化用トランス用いて各冷陰極管３１，３２に流れる電流を均一にしなくても、冷陰極管３１，３２に流れる電流Ｉk1,Ｉk2をほぼ等しくすることができる。したがって、電流均一化用トランスが不要になり、冷陰極管駆動回路の単純化、小型軽量化、低コスト化を実現することができる。
【００１５】
図２は、前記冷陰極管を４本用意し、昇圧トランス１の二次側コイルを四重巻きにし、それぞれの巻き線２１〜２４に冷陰極管３１〜３４を接続した状態を示す回路図である。この場合も、各冷陰極管３１〜３４に流れる電流をほぼ均一にすることができ、同じ明るさにすることができる。
今までの説明では、昇圧トランス１の二次側に接続する冷陰極管の数は、昇圧トランス１個あたり２本ないし４本であったが、必ずしも本数にこだわる必要はなく、任意の数（Ｎとする）の冷陰極管を接続することができる。昇圧トランス１の二次側の巻き線数も冷陰極管の数と同じ数（Ｎ）が必要となる。
【００１６】
図３は、前記冷陰極管駆動回路を２台用意し、各昇圧トランス１の一次側コイルを互いに直列に接続して高周波電源Ｐに接続した回路を示す。前記高周波電源Ｐは、１２Ｖ，２４Ｖなどの直流入力電源を、周波数５０ｋＨｚから１００ｋＨｚでスイッチングして高周波電圧を生成する回路である。
この高周波電源Ｐに前記冷陰極管駆動回路を直列に２つ接続することにより、冷陰極管を計４本駆動可能にすることができる。２つの昇圧トランスの一次側の電流を均一にできるので、別々の昇圧トランスに接続された各冷陰極管に流れる電流も均一にできる。したがって、冷陰極管を並べて面光源として使用する場合に、発光面の明るさのムラをなくすことができる。  
【００１７】
このような直列接続を、さらに多数（Ｍ個とする）の冷陰極管駆動回路に適用することにより、１台の昇圧トランスにＮ本の冷陰極管を接続すれば、合計ＮＭ本の冷陰極管を点灯することができる。
液晶表示装置などでは、通常数本から数十本の冷陰極管を必要とするので、冷陰極管駆動回路も相当数必要となるが、本発明のように昇圧トランス１の二次側巻き線を多重巻きにすることにより、電流均一化用トランスが不要になるので、冷陰極管駆動回路、ひいては液晶表示装置全体を小型軽量にし、低コスト化を実現することができる。
【００１８】
図４は、二次側巻き線を４本巻いた昇圧トランス１の形状を示す外観図である。昇圧トランス１は、上下にフランジの付いた円柱状の鉄芯に、一次側巻き線１１と、４本の二次側巻き線２１〜２４とが巻かれた構造となっている。なお、各４本の二次側巻き線２１〜２４は、複数の絶縁板４によって分割された状態で巻かれている。これは、二次側巻き線の端子電圧が高くなるので、絶縁板のない状態では、二次側巻き線の絶縁が保てないおそれがあるからである。
【００１９】
図５は、図４の昇圧トランス１の断面模式図である。円柱状の鉄芯に、一次側巻線と、４本の二次側巻線とが巻かれている。この例では、一次側巻き線は、鉄芯の一端側に巻かれ、二次側巻き線２１〜２４は、一次側巻き線とは別の位置に巻かれている。そして、各４本の二次側巻き線２１〜２４は、図４及び図５に示すように、４本を一組とした撚り線として巻かれている。
【００２０】
二次側巻き線２１〜２４の線径（例えば、０．０６ｍｍ）は一次側巻き線の線径（例えば、０．１２ｍｍ）の半分程度となっている。二次側巻き線２１〜２４の線径を、一次側巻き線の線径と比べて、約半分とすることによって、巻回の密度を高めている。このため、昇圧トランス１の高さＨを低く、巻幅Ｒを小さくすることができ、冷陰極管駆動回路のさらなる小型化を図ることができる。
【００２１】
なお、この例では、二次側巻き線２１〜２４を４本一組として一巻きずつ巻いている。このような巻き方をすれば、二次側巻き線２１〜２４の巻く位置が同じなので、それぞれの長さを同じにできる。
また、４本の巻き線２１〜２４を、同時に、一定の張力をかけながら巻いていくことができる。前記一定張力を印加する理由は、巻きたるみを防止するためである。
【００２２】
従来、１本の二次側巻き線を巻いていく場合、巻き線が細いと一定の張力を印加することができないので、巻き線の径を細くするには限界があった。このため、二次側巻き線の線径は必要以上に太いものにならざるを得なかった。このため、昇圧トランス１の全体形状Ｈ，Ｒも大きくなっていた。
ところが、図４、図５の場合のように、二次側巻き線２１〜２４を４本同時に巻いていくことができれば、一定の張力を印加しても耐え得る巻き線の径を細くすることができる。巻き線の径が細くなっても、もともと冷陰極管に流れる電流の絶対量は前述したように小さいので、電流からくる制限にかかることはない。
【００２３】
数値例をあげると、前記「一定の張力」は、巻線装置では、０．２Ｎくらいに設定される。４本の巻き線（銅線）を同時に巻くならば、１本の巻き線の径は、最小０．０４ｍｍあればその張力に耐えることができる。
したがって、このように、二次側巻き線２１〜２４を同時に巻いていくことにより、線径を細くすることができ、昇圧トランス１のさらなる小型化が図れる。
【００２４】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、二次側コイルの巻き線数は、１つの昇圧トランスあたり、２本や４本に限定されるものではなく、任意の２以上の数を設定することができる。また、二次側コイルの巻き線は、複数の線を撚ったものであったが、必ずしも撚り線を使う必要はなく、複数の線をストレートな状態でまとめて巻いていってもよい。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の冷陰極管駆動回路の回路図である。
【図２】本発明の他の冷陰極管駆動回路を示す回路図である。
【図３】冷陰極管駆動回路の昇圧トランス１を２台用意し、それらの一次側コイルを互いに直列に接続して高周波電源Ｐに接続した回路図である。
【図４】昇圧トランス１の形状を示す外観図である。
【図５】昇圧トランス１の断面模式図である。
【図６】電流均一化用トランスを含む従来の冷陰極管駆動回路の回路図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１  一次側巻き線
２，２１〜２４  二次側巻き線
３１〜３４  冷陰極管
４  絶縁板
５  電流均一化用トランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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