(57)【要約】【課題】  チョッパであるトランジスタのターン・オン／ターン・オフ及び飽和電圧によるロスが小さく、また、リアクトルによるロス（銅損）も小さい電源回路の提供。【解決手段】  入力された直流電圧Ｖinを所定電圧に昇圧する昇圧回路１１を備え、昇圧回路１１が昇圧した所定電圧を負荷ＢＬに与える電源回路。所定電圧が与えられ、与えられた所定電圧の極性を反転させて出力する極性反転回路Ｉｎｖを備え、前記所定電圧及び極性反転回路Ｉｎｖが反転した所定電圧を出力するように構成してある。【選択図】        図１
2006158047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された直流電圧を所定電圧に昇圧する昇圧回路を備え、該昇圧回路が昇圧した所定電圧を負荷に与える電源回路において、
前記所定電圧が与えられ、与えられた所定電圧の極性を反転させて出力する極性反転回路を備え、前記所定電圧及び前記極性反転回路が反転した所定電圧を出力するように構成してあることを特徴とする電源回路。
【請求項２】
液晶パネルのバックライトとして直列接続された複数のＬＥＤと、請求項１に記載された電源回路とを備え、該電源回路の出力により前記複数のＬＥＤを点灯するように構成してあることを特徴とするバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルのバックライトであるＬＥＤ列を点灯する為の電源に好適に使用され、入力された直流電圧を所定電圧に昇圧する昇圧回路を備え、昇圧回路が昇圧した所定電圧を負荷に与える電源回路、及びこの電源回路を備えたバックライトユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来の液晶パネルのバックライトユニットの要部構成例を示す回路図である。このバックライトユニットは、バックライトＢＬ及びその電源回路である昇圧チョッパ回路を備えている。昇圧チョッパ回路は、陰極が接地されたバッテリ等の直流電源Ｖinの陽極が、リアクトルＬの一方の端子に接続され、リアクトルＬの他方の端子は、ＮＰＮ型トランジスタＴｒのコレクタ、及びダイオードＤ１のアノードに接続されている。
【０００３】
トランジスタＴｒのエミッタは接地され、ダイオードＤ１のカソードは、平滑コンデンサＣ１の一方の端子、及び電流検出用の抵抗Ｒの一方の端子に接続されている。抵抗Ｒの他方の端子は、バックライトＢＬの高電圧側端子に接続されている。平滑コンデンサＣ１の他方の端子、及びバックライトＢＬの低電圧側端子は接地されている。
【０００４】
バックライトＢＬは、直列接続された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）で構成されている。
トランジスタＴｒのベースには、制御回路１０が接続され、制御回路１０は、ダイオードＤ１のカソード側電圧に応じて、トランジスタＴｒをスイッチング制御する。また、定抵抗Ｒの出力側の電圧を検出することにより、定電流制御も可能である。制御回路１０は、直流電源Ｖinから電源を得ている。
【０００５】
このような構成のバックライトユニットでは、トランジスタＴｒがオンであるとき、図４（ｂ）に示すように、コレクタ電流Ｉｃが流れて、リアクトルＬにエネルギーが蓄積される。トランジスタＴｒがオフであるとき、リアクトルＬに蓄積されたエネルギー及び電源Ｖinからのエネルギーが、ダイオードＤ１を通じて、負荷であるバックライトＢＬに与えられ、そのときのトランジスタＴｒのコレクタ−エミッタ間の電圧Ｖceは、図４（ａ）に示すようになる。
ここで、リアクトルＬが十分大きく、制御回路１０がトランジスタＴｒをスイッチングする周期Ｔc 、その内のオフの時間Ｔoff とすれば、トランジスタＴｒがオフであるとき、そのコレクタ−エミッタ間の電圧Ｖceは、Ｖce＝（Ｔc ／Ｔoff ）Ｖin＝ｕＶin（ｕ＝Ｔc ／Ｔoff ；昇圧率）となる。
【０００６】
平滑コンデンサＣ１は、トランジスタＴｒがオフのとき、ダイオードＤ１を通じて、電圧ｕＶinで充電されると共に放電し、トランジスタＴｒがオンのとき、ダイオードＤ１で逆流を防止しながら、バックライトＢＬへ放電する。従って、十分充電された定常状態では、バックライトＢＬは、電圧ｕＶinが印加されて点灯する。
【特許文献１】特開平７−１２３７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したような従来のバックライトユニットでは、必要とするバックライトへの印加電圧が高く、その為、チョッパであるトランジスタに流れる電流も大きいので、トランジスタのターン・オン／ターン・オフ及び飽和電圧によるロスが大きく、また、リアクトルに流れるピーク電流も大きいので、リアクトルによるロス（銅損）も大きいという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、チョッパであるトランジスタのターン・オン／ターン・オフ及び飽和電圧によるロスが小さく、また、リアクトルによるロス（銅損）も小さい電源回路を提供することを目的とする。
また、本発明は、チョッパであるトランジスタのターン・オン／ターン・オフ及び飽和電圧によるロスが小さく、また、リアクトルによるロス（銅損）も小さい電源回路を備えたバックライトユニット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】
【０００９】
本発明に係る電源回路は、入力された直流電圧を所定電圧に昇圧する昇圧回路を備え、該昇圧回路が昇圧した所定電圧を負荷に与える電源回路において、前記所定電圧が与えられ、与えられた所定電圧の極性を反転させて出力する極性反転回路を備え、前記所定電圧及び前記極性反転回路が反転した所定電圧を出力するように構成してあることを特徴とする。
【００１０】
この電源回路では、昇圧回路が、入力された直流電圧を所定電圧に昇圧し、昇圧した所定電圧を負荷に与える。極性反転回路は、昇圧回路が昇圧した所定電圧を与えられ、与えられた所定電圧の極性を反転させて出力し、昇圧回路が昇圧した所定電圧、及び極性反転回路が反転した所定電圧を出力する。
【００１１】
本発明に係るバックライトユニットは、液晶パネルのバックライトとして直列接続された複数のＬＥＤと、本発明に係る電源回路とを備え、該電源回路の出力により前記複数のＬＥＤを点灯するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
このバックライトユニットでは、複数のＬＥＤが、液晶パネルのバックライトとして直列接続され、本発明に係る電源回路の出力により、その複数のＬＥＤを点灯する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電源回路によれば、チョッパであるトランジスタのターン・オン／ターン・オフ及び飽和電圧によるロスが小さく、また、リアクトルによるロス（銅損）も小さい電源回路を実現することが出来る。また、トランジスタの所要耐電圧が略１／２になるので、より安価なトランジスタを使用することが出来る。
【００１４】
本発明に係るバックライトユニットによれば、チョッパであるトランジスタのターン・オン／ターン・オフ及び飽和電圧によるロスが小さく、また、リアクトルによるロス（銅損）も小さい電源回路を備えたバックライトユニットを実現することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る電源回路及びバックライトユニットの実施の形態の要部構成を示す回路図である。このバックライトユニットは、バックライトＢＬとその電源回路である昇圧チョッパ回路１１（昇圧回路）及びインバータＩｎｖ（極性反転回路）を備えている。昇圧チョッパ回路１１は、陰極が接地されたバッテリ等の直流電源Ｖinの陽極が、リアクトルＬの一方の端子に接続され、リアクトルＬの他方の端子は、ＮＰＮ型トランジスタＴｒのコレクタ、及びダイオードＤ１のアノードに接続されている。
【００１６】
トランジスタＴｒのエミッタは接地され、ダイオードＤ１のカソードは、平滑コンデンサＣ１の一方の端子、ダイオード・コンデンサのスイッチドキャパシタ回路等で構成されるインバータＩｎｖの入力端子、及び電流検出用の抵抗Ｒの一方の端子に接続されている。抵抗Ｒの他方の端子は、バックライトＢＬの高電圧側端子に接続されている。平滑コンデンサＣ１の他方の端子、及びインバータＩｎｖの中間端子は接地されている。バックライトＢＬの低電圧側端子は、インバータＩｎｖの出力端子に接続されている。
【００１７】
インバータＩｎｖは、例えばスイッチドキャパシタ回路であり、例えば、入力端子に一方の端子が接続されたコンデンサＣ２と、コンデンサＣ２の他方の端子にアノードが接続され、カソードがインバータＩｎｖの中間端子に接続（接地）されたダイオードＤ３とを備えている。また、インバータＩｎｖの出力端子にアノードが接続され、カソードがダイオードＤ３のアノードに接続されたダイオードＤ２と、ダイオードＤ２のアノード及びダイオードＤ３のカソード間に接続されたコンデンサＣ３とを備えている。
【００１８】
バックライトＢＬは、直列接続された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）で構成されている。
トランジスタＴｒのベースには、制御回路１０が接続され、制御回路１０は、ダイオードＤ１のカソード側電圧に応じて、トランジスタＴｒをスイッチング制御する。また、定抵抗Ｒの出力側の電圧を検出することにより、定電流制御も可能である。制御回路１０は、直流電源Ｖinから電源を得ている。
【００１９】
このような構成のバックライトユニットでは、トランジスタＴｒがオンであるとき、図２（ｂ）に示すように、コレクタ電流Ｉｃが流れて、リアクトルＬにエネルギーが蓄積される。トランジスタＴｒがオフであるとき、リアクトルＬに蓄積されたエネルギー及び電源Ｖinからのエネルギーが、ダイオードＤ１を通じて、負荷であるバックライトＢＬに与えられ、そのときのトランジスタＴｒのコレクタ−エミッタ間の電圧Ｖceは、図２（ａ）に示すようになる。
ここで、リアクトルＬが十分大きく、制御回路１０がトランジスタＴｒをスイッチングする周期Ｔca、その内のオフの時間Ｔoffaとすれば、トランジスタＴｒがオフであるとき、そのコレクタ−エミッタ間の電圧Ｖceは、Ｖce＝（Ｔca／Ｔoffa）Ｖin＝ｕa Ｖin（ｕa ＝Ｔca／Ｔoffa；昇圧率）となる。
【００２０】
平滑コンデンサＣ１は、トランジスタＴｒがオフのとき、ダイオードＤ１を通じて、電圧ｕa Ｖinで充電されると共に放電し、トランジスタＴｒがオンのとき、ダイオードＤ１で逆流を防止しながら、インバータＩｎｖ及びバックライトＢＬへ放電する。従って、十分充電された定常状態では、インバータＩｎｖの入力端子及びバックライトＢＬの高電圧側端子には、電圧ｕa Ｖinが印加される。
【００２１】
その為、インバータＩｎｖは、電圧−ｕa Ｖinを出力し、バックライトＢＬの低電圧側端子には、電圧−ｕa Ｖinが印加される。その結果、バックライトＢＬの両側端子には、電圧ｕa Ｖin×２が印加される。
ここで、バックライトＢＬの点灯電圧をｕＶinとすれば、ｕa Ｖin＝ｕＶin／２であり、昇圧チョッパ回路の昇圧電圧は、バックライトＢＬの点灯電圧ｕＶinの１／２で良いことが分かる（図２（ａ））。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る電源回路及びバックライトユニットの実施の形態の要部構成を示す回路図である。
【図２】図１に示す電源回路の動作を示す波形図である。
【図３】従来の液晶パネルのバックライトユニットの要部構成例を示す回路図である。
【図４】図３に示すバックライトユニットの電源回路の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  制御回路
１１  昇圧チョッパ回路（昇圧回路）
ＢＬ  バックライト
Ｃ１  平滑コンデンサ
Ｃ２，Ｃ３  コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３  ダイオード
Ｉｎｖ  インバータ（極性反転回路）
Ｌ  リアクトル
Ｒ  抵抗
Ｔｒ  トランジスタ
Ｖin  直流電源
【図１】
2006158047.tif 000003
【図２】
2006158047.tif 000004
【図３】
2006158047.tif 000005
【図４】
2006158047.tif 000006