(57)【要約】本発明によれば、軽負荷時でも脈流や間欠発振、立ち消え等が発生せず、安定に冷陰極管を点灯維持でき、且つ安全に点灯開始できる等の利点を有する冷陰極管点灯装置を提供することができる。本発明は、矩形波電圧Ｖｓを直列共振回路１２に供給し、この直列共振回路の出力で冷陰極管８を駆動することを特徴とする。直列共振回路は、冷陰極管点灯時及び負性抵抗特性を有する冷陰極管の使用負荷領域において、所定の管電流値に対する最大出力電圧が冷陰極管の管電圧ＶＬ以上になるようにその定数が設定される。そして、制御回路１５により冷陰極管点灯中は冷陰極管電流ＩＬが所定値に制御され、冷陰極管の暗黒始動時には冷陰極管が点灯するまでの間、冷陰極管の管電圧が所定電圧以上になることが抑制される。
2003081963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流入力電圧から矩形波電圧を発生させる矩形波電圧発生回路と、
矩形波電圧を正弦波電圧に変換すると共に、冷陰極管点灯時及び負性抵抗特性を有する冷陰極管の使用負荷領域において、所定の管電流値に対する最大出力電圧が冷陰極管の管電圧以上になるようにその定数が設定された、共振インダクタンスと第１の共振コンデンサと負性抵抗特性を有する冷陰極管とからなる直列共振回路と、
冷陰極管電圧検出回路と、
冷陰極管電流検出回路と、
前記冷陰極管点灯中は前記冷陰極管電流検出回路の出力に基いて冷陰極管電流を所定値に制御し、前記冷陰極管の暗黒始動時には冷陰極管が点灯するまでの間前記冷陰極管電圧検出回路の出力に基いて冷陰極管電圧が所定電圧以上になることを抑制する前記冷陰極管の電流および電圧を制御する制御回路と
を備えたことを特徴とする冷陰極管点灯装置。
【請求項２】
前記制御回路が、更に、
冷陰極管脱却時に冷陰極管電圧が所定電圧以上になることを抑制すると共に一定時間後に前記矩形波発生回路の駆動を停止することを特徴とする請求項１記載の冷陰極管点灯装置。
【請求項３】
前記直列共振回路に昇圧トランスが追加されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷陰極管点灯装置。
【請求項４】
直流入力電圧から矩形波電圧を発生させる矩形波電圧発生回路と、
矩形波電圧を正弦波電圧に変換すると共に、冷陰極管点灯時及び負性抵抗特性を有する冷陰極管の使用負荷領域において、所定の管電流値に対する最大出力電圧が冷陰極管の管電圧以上になるようにその定数が設定された、共振インダクタンスと第１の共振コンデンサと第２の共振コンデンサと負性抵抗特性を有する冷陰極管とからなる直列共振回路と、
冷陰極管電圧検出回路と、
冷陰極管電流検出回路と、
冷陰極管点灯中は前記冷陰極管電流検出回路出力に基いて冷陰極管電流を所定値に制御し、冷陰極管が暗黒始動時には冷陰極管が点灯するまでの間前記冷陰極管電圧検出回路出力に基いて冷陰極管電圧が所定電圧以上になることを抑制する制御回路と
を備えたことを特徴とする冷陰極管点灯装置。
【請求項５】
前記制御回路が、
更に、冷陰極管脱却時に冷陰極管電圧が所定電圧以上になることを抑制すると共に一定時間後に前記矩形波発生回路の駆動を停止することを特徴とする請求項４記載の冷陰極管点灯装置。
【請求項６】
前記直列共振回路に昇圧トランスが追加されていることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の冷陰極管点灯装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、冷陰極管点灯装置に関し、特に、直列共振回路により冷陰極管を点灯させるようにした冷陰極管点灯装置に関する。
背景技術
従来の冷陰極管点灯装置５０は、図１に示す通り、冷陰極管電流ＩＬを所定値に制御するチョッパ回路５１と、トランス及びコンデンサで形成される並列共振回路５２と、放電安定のためのバラストコンデンサＣ５と、管電流検出回路１４と、チョッパ回路５１の電力供給期間を制御する制御回路５３とで構成されているのが一般的である。
また、トランスを出来るだけ小型にするために、その巻数比ｎは、冷陰極管８の点灯開始電圧をＶ（ＳＴＲＩＫＥ）（図２参照）とすると、
ｎ＝｛Ｖ（ＳＴＲＩＫＥ）｝／（２・π・ＶＩＮ（ＤＣ））に設定し、トランス２次側最大出力電圧がこのＶ（ＳＴＲＩＫＥ）となるようにするのが一般的である。
発明の開示
しかしながら、この従来の装置５０で冷陰極管８を点灯させた場合、バラストコンデンサＣ５が冷陰極管電流ＩＬに対してＩＬ／（ｊ・ω・Ｃｂ）の電圧を背負うことにより、軽負荷時における放電維持に必要なトランス２次側出力電圧Ｖｔｏ＝√｛（ＩＬ／（ｊ・ω・Ｃｂ））２＋（ＩＬ・ＲＬ）２｝が、実際に出力可能なトランス２次側最大出力電圧Ｖ（ＳＴＲＩＫＥ）以上になるために、脈流や間欠発振、場合によっては立ち消えが発生し、安定に冷陰極管８を点灯維持させることができなかった。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、本発明によれば、軽負荷時でも、脈流や間欠発振、立ち消え等が発生せず、安定に冷陰極管を点灯維持させることができ、且つ安全に点灯開始させることができる冷陰極管点灯装置を提供することができる。
また、本発明によれば、冷陰極管脱却時にも周辺機器に悪影響を及ぼす畏れが無い冷陰極管点灯装置を提供することができる。
また、本発明によれば、低い電源電圧でも安定に冷陰極管を点灯維持させることができる冷陰極管点灯装置を提供することができる。
また、本発明によれば、より電源効率が高い状態で冷陰極管を点灯維持させることができる冷陰極管点灯装置を提供することができる。
本発明の第１の技術的側面によれば、上記課題を解決するため、直流入力電圧から矩形波電圧を発生させる矩形波電圧発生回路と、矩形波電圧を正弦波電圧に変換すると共に、冷陰極管点灯時及び負性抵抗特性を有する冷陰極管の使用負荷領域において、所定の管電流値に対する最大出力電圧が冷陰極管の管電圧以上になるようにその定数が設定された、共振インダクタンスと第１の共振コンデンサと負性抵抗特性を有する冷陰極管とからなる直列共振回路と、冷陰極管電圧検出回路と、冷陰極管電流検出回路と、冷陰極管点灯中は前記冷陰極管電流検出回路出力に基いて冷陰極管電流を所定値に制御し、冷陰極管が暗黒始動時には冷陰極管が点灯するまでの間前記冷陰極管電圧検出回路出力に基いて冷陰極管電圧が所定電圧以上になることを抑制する制御回路とを備えることを特徴とする。
また、本発明第２の技術的側面によれば、上記課題を解決するため、上記冷陰極管点灯装置に於て、前記制御回路が、更に、冷陰極管脱却時に冷陰極管電圧が所定電圧以上になることを抑制すると共に一定時間後に前記矩形波発生回路の駆動を停止することを特徴とする。
また、本発明第３の技術的側面によれば、上記課題を解決するため、上記冷陰極管点灯装置に於て、前記直列共振回路に昇圧トランスが追加されていることを特徴とする。
また、本発明第４の技術的側面によれば、上記課題を解決するため、直流入力電圧から矩形波電圧を発生させる矩形波電圧発生回路と、矩形波電圧を正弦波電圧に変換すると共に、冷陰極管点灯時及び負性抵抗特性を有する冷陰極管の使用負荷領域において、所定の管電流値に対する最大出力電圧が冷陰極管の管電圧以上になるようにその定数が設定された、共振インダクタンスと第１の共振コンデンサと第２の共振コンデンサと負性抵抗特性を有する冷陰極管とからなる直列共振回路と、冷陰極管電圧検出回路と、冷陰極管電流検出回路と、冷陰極管点灯中は前記冷陰極管電流検出回路出力に基いて冷陰極管電流を所定値に制御し、冷陰極管が暗黒始動時には冷陰極管が点灯するまでの間前記冷陰極管電圧検出回路出力に基いて冷陰極管電圧が所定電圧以上になることを抑制する制御回路とを備えたことを特徴とする。
また、本発明第５の技術的側面によれば、上記課題を解決するため、前記冷陰極管点灯装置に於て、前記制御回路が、更に、冷陰極管脱却時に冷陰極管電圧が所定電圧以上になることを抑制すると共に一定時間後に前記矩形波発生回路の駆動を停止することを特徴とする。
また、本発明第６の技術的側面によれば、上記課題を解決するため、前記冷陰極管点灯装置に於て、前記直列共振回路に昇圧トランスが追加されていることを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
第１の実施の形態
図３は、第１の実施の形態の冷陰極管点灯装置１と、これに接続された冷陰極管８とを示す。冷陰極管点灯装置１は、矩形波電圧発生回路１１と、直列共振回路１２と、管電圧検出回路１３と、管電流検出回路１４と、制御回路１５とで構成されている。
矩形波電圧発生回路１１は、直流入力電圧ＶＩＮ（ＤＣ）を断続し、正負対称の矩形波電圧Ｖｓを出力する。この矩形波電圧Ｖｓは、そのパルス幅が駆動信号Ｓｄに応じて変更される。なお、矩形波電圧発生回路１１は公知のもので良いので、内部構造の図示、説明は略す。
直列共振回路１２は、共振インダクタンスＬ１と、第１の共振コンデンサＣ１と、冷陰極管８とから成る。このうち、共振インダクタンスＬ１は、一端が矩形波電圧発生回路１１に接続されており、矩形波電圧発生回路１１から矩形波電圧Ｖｓが供給されている。共振インダクタンスＬ１の他端は第１の共振コンデンサＣ１の一端に接続されている。第１の共振コンデンサＣ１の他端はアースされている。そして、共振インダクタンスＬ１と第１の共振コンデンサＣ１の接続点が、冷陰極管８の高電圧端子１７に接続されている。冷陰極管８の低電圧端子１８は、管電流検出回路１４を介してアースされている。
管電流検出回路１４も公知のもので良いが、例えば、図２に示す従来装置の管電流検出回路１４を使用する。管電圧検出回路１３も公知のもので良いが、ここでは一例を図１４に示す。管電圧検出回路１３の入力端子は冷陰極管８の高電圧端子１７に接続されており、管電圧検出回路１３は、該接続点の電圧、即ち冷陰極管８の管電圧ＶＬを検出し、電圧検出信号Ｓｖを出力する。
制御回路１５は、誤差アンプ１９，２０、三角波発振回路２２、シャットダウン回路２３、タイマ回路２４、ＰＷＭ制御回路２５、及び駆動回路２６等を有する。なお、制御回路はほかに、レギュレータ、スタート回路等を有するが本発明に係る動作と直接関係しないので、図示、説明は略す。また、ＰＷＭはパルス幅変調である。このうち、一方の誤差アンプ１９は、管電流検出回路１４から出力されるフィードバック信号Ｓｆと基準電圧Ｖｒ１との差分を増幅し、電流誤差信号Ｓｉｅを出力する。また、他方の誤差アンプ２０は、管電圧検出回路１３から出力される電圧検出信号Ｓｖと基準電圧Ｖｒ２との差分を増幅し、電圧誤差信号Ｓｖｅを出力する。
電流誤差信号Ｓｉｅと電圧誤差信号Ｓｖｅは、ＰＷＭ制御回路２５の各反転入力端子（−）に供給される。また、三角波発振回路２２から出力される三角波がＰＷＭ制御回路２５の同相入力端子（＋）に供給される。ＰＷＭ制御回路２５は、これら入力信号に基いて、パルス幅信号Ｓｗを出力する。この場合、電流誤差信号Ｓｉｅと電圧誤差信号Ｓｖｅは、誤差の大きい方が選択される。すなわち、電圧または電流が過大となって誤差信号が大きくなるとパルス幅信号Ｓｗは矩形波のパルス幅を狭くするように制御される。
ＰＷＭ制御回路２５には、このほかに、ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｐと、シャットダウン信号Ｓｓが供給される。ＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｐは、冷陰極管８を点灯（ＯＮ）、消灯（ＯＦＦ）させる信号で、高レベルが点灯、低レベルが消灯とされ、これが高レベルの間のみ、パルス幅信号Ｓｗが出力される。シャットダウン信号Ｓｓは、管電圧ＶＬが開放保護電圧Ｖｏ（図６、図７参照。点灯開始電圧Ｖ（ＳＴＲＩＫＥ）より少し高めに設定された所定電圧）に達しているとき、回路の保護を図るためにシャットダウン回路２３から出力されるもので、このシャットダウン信号Ｓｓが供給されると、ＰＷＭ制御回路２５はパルス幅信号Ｓｗの出力を停止する。なお、開放保護電圧Ｖｏは、図６、図７に示すように、点灯開始電圧Ｖ（ＳＴＲＩＫＥ）より少し高めに設定された所定電圧である。
また、タイマ回路２４は、図７に示すディレイ期間Ｔｄの間、シャットダウン回路２３に動作停止信号Ｓｂを供給する。この動作停止信号Ｓｂが供給されている間、シャットダウン回路２３は、管電圧ＶＬが開放保護電圧Ｖｏに達していてもシャットダウン信号Ｓｓを出力しない。
ＰＷＭ制御回路２５が出力するパルス幅信号Ｓｗは駆動回路２６に供給される。駆動回路２６はこのパルス幅信号Ｓｗが供給されている間、矩形波電圧発生回路１１の各スイッチング素子（不図示）に駆動信号Ｓｄを供給する。矩形波電圧発生回路１１は、この駆動信号Ｓｄに従って、矩形波電圧Ｖｓを発生する。駆動信号Ｓｄが停止されると、矩形波電圧Ｖｓの出力も停止される。
駆動回路２６には、図１５（Ｂ）に示したような時分割信号Ｓｔも供給されている。この時分割信号Ｓｔは、冷陰極管８を所定間隔で一時的に消灯させるもので、この時分割信号Ｓｔが高レベルになっている期間Ｔｈの間、駆動信号Ｓｄは出力されない。このため、冷陰極管８の管電流ＩＬは、図１５（Ａ）に示すように、この時分割信号Ｓｔに対応してパルス変調を受けるので管電流の断続した駆動が可能となる。具体的には、管電流ＩＬは周波数が例えば５０ｋＨｚであり、時分割信号Ｓｔは周波数が例えば２００Ｈｚ（周期５ミリ秒）である。人の目にはこの２００Ｈｚでの冷陰極管８の断続は認識されず、冷陰極管８の輝度が平均化されて低下したと認識される。なお、時分割信号Ｓｔにより消灯している期間Ｔｈの間は電力が供給されない。従って、効率が落ちることはない。
以下、この実施の形態の冷陰極管点灯装置の動作について説明する。
先ず、矩形波電圧発生回路１１は、直流入力電圧ＶＩＮ（ＤＣ）が印加された状態で待機状態にある。制御回路１５に電源Ｖｃｃが供給されると、内部のレギュレータとスタート回路が作動し、制御回路１５は待機状態になる。ここでＯＮ／ＯＦＦ信号Ｓｐが高レベルにされると、矩形波電圧発生回路１１への駆動信号Ｓｄの供給が開始され、矩形波電圧Ｖｓが出力される。
この矩形波電圧Ｖｓは、直列共振回路１２の共振周波数近傍で駆動されている限りにおいては、直列共振回路１２によって、ほぼ正弦波形となり、冷陰極管８の高電圧端子１７に印加される。このとき、制御回路１５により矩形波電圧Ｖｓのデューティが制御され、直列共振回路１２の出力電圧は、開放保護電圧Ｖｏに保持される（図６）。そして、若し暗黒始動であったときは、０．５秒〜２秒の暗黒始動期間Ｔｂを経て冷陰極管８が点灯し（図６）、通常の始動であれば、それより短時間のうちに冷陰極管８が点灯する。
冷陰極管８が点灯すると、その管電流ＩＬが管電流検出回路１４で検出される。この管電流ＩＬが所定値となるように、制御回路１５による矩形波電圧Ｖｓのデューティ制御が行なわれる。また、管電圧ＶＬが管電圧検出回路１３で検出される。この管電圧ＶＬが何らかの理由で開放保護電圧Ｖｏを超えようとする場合、矩形波電圧Ｖｓのパルス幅を狭める方向に制御回路１５により矩形波電圧Ｖｓのデューティ制御が行なわれる。
なお、冷陰極管８が脱却している場合は、ディレイ期間Ｔｄが経過したところで矩形波電圧Ｖｓの印加が停止される（図７）。従って、周辺機器へ悪影響を与える畏れは無い。
次に、直列共振回路１２で冷陰極管８を駆動することの利点等について、更なる説明をする。先ず、図４は、図３の回路の直列共振回路１２の部分のみを抜粋したものである。この回路の出力電圧Ｖｏｕｔは、負荷抵抗Ｒｏｕｔによって変化する。すなわち、図５に示すように、負荷抵抗Ｒｏｕｔが小さい時よりも負荷抵抗Ｒｏｕｔが大きい時のほうが、高電圧を発生することができる。図５のＲＬ１〜ＲＬ３は冷陰極管８のインピーダンスで、ＲＬ３＞ＲＬ２＞ＲＬ１という関係を満たす。
ところで、冷陰極管８が負性抵抗特性を示す負荷領域において、安定に放電か維持されている状況下では、図２に示すように、冷陰極管８の管電流ＩＬが減少した場合、冷陰極管８の管電圧ＶＬ及び管インピーダンスＲＬは上昇する。
この場合、図３に示した負荷抵抗Ｒｏｕｔは、ここでは、この管インピーダンスＲＬであり、この管インピーダンスＲＬが上昇するということは、図３に示した直列共振回路１２の負荷抵抗値Ｒｏｕｔが上昇することで、これにより、前述のとおり、直列共振回路１２の出力電圧Ｖｏｕｔも上昇する。
この特性は、管電流ＩＬが減少するとそのインピーダンスＲＬが上昇する冷陰極管８の特性と良く適合しており、管電流ＩＬが減少してそのインピーダンスＲＬが上昇し、点灯を維持するのに一層高い電圧が必要になると、直列共振回路１２の出力電圧ＶｏｕｔもこのインピーダンスＲＬの増加に応動して上昇し、冷陰極管８の点灯維持に必要な電圧を供給する形になる。即ち、直列共振回路を採用することによって、冷陰極管８のインピーダンス特性にマッチした回路構成が実現できるのである。
しかしながら、所定の管電流値に対して、この直列共振回路１２の最大出力電圧が、その放電を維持できる管電圧ＶＬ以上でなければ、如何に帰還回路等で安定化をはかろうとしても、安定した点灯を維持することはできず、図１に示される従来の点灯装置５０と同様、脈流や間欠発振、場合によっては立ち消えが発生する。
そこで、本発明では、冷陰極管点灯時及び負性抵抗特性を有する冷陰極管の使用負荷領域において、所定の管電流値に対する直列共振回路１２の最大出力電圧が、冷陰極管８の管電圧ＶＬ以上になるように、この直列共振回路１２の定数を設定する。
例として、図２と図５を参照すると、矩形波電圧Ｖｓの駆動周波数がｆ１一定とした場合、管電流＝ＩＬ１の時には、その負荷電流において冷陰極管８が安定に放電維持されるのに必要な電圧ＶＬ１に対して、その時の冷陰極管インピーダンスＲＬ１に相当する等価インピーダンスＲｏｕｔを負荷とする直列共振回路１２の出力電圧Ｖｏｕｔ１が、Ｖｏｕｔ１≧ＶＬ１を満たすようにする。同様に管電流＝ＩＬ２の時にはＶｏｕｔ２≧ＶＬ２を、管電流＝ＩＬ３の時にはＶｏｕｔ３≧ＶＬ３を、満たすようにする。
また、所定の管電流値に対する直列共振回路１２の最大出力電圧が、冷陰極管８の管電圧ＶＬ以上であれば、冷陰極管８の点灯状態は安定するので、管電流検出回路１４と制御回路１５とにより矩形波電圧Ｖｓのパルス幅を制御し、矩形波電圧発生回路１１からの電力供給量を調整することで、所望の管電圧ＶＬ／管電流ＩＬを得ることができる。
但し、直列共振回路は、無負荷時に高い電圧を発生する。このため、冷陰極管８が脱却した場合、周辺機器に影響を及ぼす畏れがあるとともに、点灯装置自体の信頼性低下を招く畏れがある。
その一方で、冷陰極管点灯装置１は、冷陰極管８の暗黒始動時においては、冷陰極管８が点灯開始するまでの間、点灯開始電圧Ｖ（ＳＴＲＩＫＥ）を出し続けなければならない。
これらを解決する手段として、図６に示すように、冷陰極管８が暗黒始動時には冷陰極管８が点灯するまでの間、管電圧ＶＬが開放保護電圧Ｖｏ以上になることを抑制することで、必要以上に高電圧になることを防止する一方で点灯開始に十分な電圧を供給し、安定した暗黒始動時の点灯開始を図る。
また、冷陰極管８が脱却時には、図７に示すように、管電圧ＶＬが開放保護電圧Ｖｏ以上になることを抑制すると共にディレイ期間Ｔｄ後に矩形波電圧発生回路１１の駆動を停止し、冷陰極管脱却時の保護を行う。具体的には、前述したとおり、ディレイ期間Ｔｄの間、タイマ回路２４でシャットダウン回路２３の動作を停止し、これで冷陰極管８への電圧印加を継続させ、このディレイ期間Ｔｄが終っても過電圧が出ている場合（点灯開始しない場合）は、シャットダウン回路２３が動作して、電圧印加を停止させる。なお、ディレイ期間Ｔｄとは冷陰極管８の暗黒始動期間Ｔｂより少し長めに設定された一定期間であり、暗黒始動期間Ｔｂは０．５秒〜２秒程度なので、ディレイ期間Ｔｄは、これより少し長い期間、例えば２．５秒などとする。
第２の実施の形態
図８に第２の実施の形態の冷陰極管点灯装置２を示す。
この冷陰極管点灯装置２では、矩形波電圧発生回路１１と共振インダクタンスＬ１の間に、第２の共振コンデンサＣ２が挿入されており、この点が、第１の実施の形態の冷陰極管点灯装置１と相違している。この第２の共振コンデンサＣ２を挿入することにより、特に冷陰極管の管インピーダンスが低い領域において、より低い入力電圧ＶＩＮ（ＤＣ）でも安定した点灯が維持できる。
第３の実施の形態
図９に第３の実施の形態の冷陰極管点灯装置３を示す。
この実施の形態では、第１の共振コンデンサＣ１と冷陰極管８との間に昇圧トランス２８が配置されている。このようにすると、より低い入力電圧ＶＩＮ（ＤＣ）でも安定した点灯が維持できる。
第４の実施の形態
図１０に第４の実施の形態の冷陰極管点灯装置４を示す。
この実施の形態では、共振インダクタンスＬ１の後に昇圧トランス２８、そのあとに第１の共振コンデンサＣ１が配置されている。このように構成しても、より低い入力電圧ＶＩＮ（ＤＣ）で安定した点灯が維持できる。
第５の実施の形態
図１１に第５の実施の形態の冷陰極管点灯装置５を示す。
この実施の形態では、リーケージトランス２９の後に第１の共振コンデンサＣ１が配置されている。リーケージトランス２９のリーケージインダクタンスＬＬが直列共振回路の共振インダクタンスとして利用されているので、例えば第１の実施の形態１のように、別個に共振インダクタンスＬ１を用意する必要がない。従って、部品点数が少なくなり、コストの削減、部品スペースの削減ができる。
第６の実施の形態
図１２に第６の実施の形態の冷陰極管点灯装置６を示す。
例えばノートパソコンの表示パネルでは、冷陰極管８の周囲に反射板が配置されている。この反射板は通常アースに落とされており、寄生容量Ｃｘとなる。図１４では、この寄生容量Ｃｘを共振コンデンサの静電容量として加味している。このようにすると、より正確な定数の設定が出来る。なお配線基板の寄生容量もあるので、これも加味すると一層正確な計算が出来る。
第７の実施の形態
図１３に第７の実施の形態の冷陰極管点灯装置７を示す。
この実施の形態では、二つのコンデンサＣ３，Ｃ４で第１の共振コンデンサが構成されており、これら二つのコンデンサＣ３，Ｃ４は、管電圧検出回路１３の分圧コンデンサとしても利用されている。従って、この実施の形態によっても部品点数が減り、コストの削減、部品スペースの削減ができる。
各実施の形態では矩形波電圧Ｖｓのパルス幅を制御した。本発明はこれに限られるものではなく、例えば、矩形波電圧Ｖｓの周波数（周期）を制御しても良い。この場合、矩形波電圧Ｖｓの駆動周波数が、直列共振回路１２の共振周波数よりも常に高くなるように、共振回路定数を設定しておけば、矩形波電圧Ｖｓの周波数が高くなると、直列共振回路の出力電圧Ｖｏｕｔは低下し、矩形波電圧Ｖｓの周波数が低くなると、その逆になる。矩形波電圧Ｖｓのパルス幅と周波数の両方を複合して制御しても良い。
本発明の第１の技術的側面によれば、矩形波電圧が直列共振回路に供給され、この直列共振回路の出力で冷陰極管が駆動される。直列共振回路は、冷陰極管点灯時及び負性抵抗特性を有する冷陰極管の使用負荷領域において、所定の管電流値に対する最大出力電圧が冷陰極管の管電圧以上になるようにその定数が設定されている。そして、制御回路により冷陰極管点灯中は冷陰極管電流が所定値に制御され、冷陰極管の暗黒始動時には冷陰極管が点灯するまでの間管電圧が所定電圧以上になることが抑制される。
この結果、軽負荷時でも、脈流や間欠発振、立ち消え等が発生せず、安定に冷陰極管を点灯維持させることができ、且つ安全に点灯を開始させることができる。
また、本発明の第２の技術的側面によれば、制御回路は、更に、冷陰極管脱却時に冷陰極管電圧が所定電圧以上になることを抑制すると共に一定時間後に矩形波発生回路の駆動を停止させる。
この結果、冷陰極管脱却時に周辺機器に悪影響を及ぼす畏れを無くすことができる。
また、本発明の第３の技術的側面によれば、さらに前記直列共振回路に昇圧トランスが追加され、出力電圧の昇圧が図られる。
この結果、低い電源電圧でも安定に冷陰極管を点灯維持させることができる。
また、本発明の第４の技術的側面によれば、さらに共振インダクタンスの前に第２の共振コンデンサが配置されることで、特に冷陰極管の管インピーダンスが低い領域において、より低い入力電圧ＶＩＮ（ＤＣ）でも安定した点灯が維持できる。
また、本発明の第５の技術的側面によれば、さらに制御回路が、請求項２の制御回路と同様の冷陰極管脱却時の作動をする。
この結果、特に冷陰極管の管インピーダンスが低い領域において、より低い入力電圧ＶＩＮ（ＤＣ）でも安定した点灯が維持できる。
また、本発明の第６の技術的側面によれば、請求項４又は請求項５記載の冷陰極管点灯装置に於て、請求項３記載の発明と同様の出力電圧の上昇が図られている。
この結果、請求項３記載の発明と同じ効果が発揮されるほか、特に冷陰極管の管インピーダンスが低い領域において、より低い入力電圧ＶＩＮ（ＤＣ）でも安定した点灯が維持できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来の冷陰極管点灯装置の一例５０の回路を示す図である。
図２は、冷陰極管の管電流・管電圧特性と管電流・管インピーダンス特性を示すグラフである。
図３は、本発明の第１の実施の形態の冷陰極管点灯装置１の回路を示す図である。
図４は、図３に示す回路の直列共振回路部分１２を抜き出して示す図である。
図５は、図４に示す直列共振回路１２の出力電圧特性を示すグラフである。
図６は、本発明の第１の実施の形態の冷陰極管点灯装置１における冷陰極管暗黒始動時の直列共振回路出力電圧を示すグラフである。
図７は、本発明の第１の実施の形態の冷陰極管点灯装置１における冷陰極管脱却時の直列共振回路出力電圧を示すグラフである。
図８は、本発明の第２の実施の形態の冷陰極管点灯装置２の構成を示す図である。
図９は、本発明の第３の実施の形態の冷陰極管点灯装置３の構成を示す図である。
図１０は、本発明の第４の実施の形態の冷陰極管点灯装置４の構成を示す図である。
図１１は、本発明の第５の実施の形態の冷陰極管点灯装置５の構成を示す図である。
図１２は、本発明の第６の実施の形態の冷陰極管点灯装置６の構成を示す図である。
図１３は、本発明の第７の実施の形態の冷陰極管点灯装置７の構成を示す図である。
図１４は、管電圧検出回路１３の一例を示す図である。
図１５は、（Ａ）は時分割制御がされている場合の管電流ＩＬの波形例を示す図、（Ｂ）は時分割信号Ｓｔの波形例を示す図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年4月6日(2004.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流入力電圧から正負対称の矩形波電圧を発生させる矩形波電圧発生回路と、
前記矩形波電圧を正弦波電圧に変換すると共に、冷陰極管点灯時及び負性抵抗特性を有する冷陰極管の使用負荷領域において、所定の冷陰極管電流値に対する最大出力電圧が冷陰極管の管電圧以上になるようにその定数が設定された、第１の共振コンデンサと前記冷陰極管との並列接続に共振インダクタンスを直列に接続した直列共振回路と、
前記冷陰極管の管電圧を検出し、電圧検出信号を出力する冷陰極管電圧検出回路と、
前記冷陰極管の管電流を検出し、電流検出信号を出力する冷陰極管電流検出回路と、
前記矩形波電圧のデューティ制御を行う制御回路と
を具備し、
前記制御回路は、
暗黒始動期間よりも長いディレイ期間の間、動作停止信号を出力するタイマ回路と、
前記タイマ回路から前記動作停止信号が供給されていないときに、前記電圧検出信号が所定電圧を越えるとシャットダウン信号を出力するシャットダウン回路と、
前記電流検出信号と第１基準電圧との差分を増幅し、電流誤差信号を出力する第１誤差アンプと、
前記電圧検出信号と第２基準電圧との差分を増幅し、電圧誤差信号を出力する第２誤差アンプと、
三角波信号を発生させる三角波発振回路と、
前記電流誤差信号および前記電圧誤差信号と前記三角波信号とを比較してパルス幅信号を生成し、前記シャットダウン回路から前記シャットダウン信号が供給されていないときに、前記パルス幅信号を出力するＰＷＭ制御回路と、
前記ＰＷＭ制御回路から前記パルス幅信号が供給されている間、駆動信号を出力する駆動回路と
を備え、
前記冷陰極管の点灯中は、前記冷陰極管電流検出回路からの電流検出信号に基づいて前記冷陰極管の管電流を所定電流になるように前記矩形波電圧発生回路に前記駆動信号を出力し、
前記冷陰極管の暗黒始動時には、前記冷陰極管が点灯するまでの間、前記冷陰極管電圧検出回路からの電圧検出信号に基づいて前記冷陰極管の管電圧を点灯開始電圧以上であって開放保護電圧以下になるように前記矩形波電圧発生回路に前記駆動信号を出力し、
前記冷陰極管の脱却時には、前記冷陰極管電圧検出回路からの電圧検出信号に基づいて前記冷陰極管の管電圧を前記点灯開始電圧以上であって前記開放保護電圧以下になるように前記矩形波電圧発生回路に前記駆動信号を出力すると共に、前記ディレイ期間経過後に前記矩形波電圧発生回路に前記駆動信号を出力することを停止する
ことを特徴とする冷陰極管点灯装置。
【請求項２】
前記直列共振回路は、更に、
前記共振インダクタンスに直列に接続された第２の共振コンデンサを備えることを特徴とする請求項１記載の冷陰極管点灯装置。
【請求項３】
前記直列共振回路は、更に、
前記第１の共振コンデンサと前記冷陰極管との間に接続される昇圧トランスを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷陰極管点灯装置。
【請求項４】
前記直列共振回路は、更に、
前記共振インダクタンスと前記第１コンデンサとの間に接続される昇圧トランスを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷陰極管点灯装置。
【請求項５】
前記昇圧トランスはリーケージトランスであって、前記共振インダクタンスは前記リーケージトランスが有するリーケージインダクタンスであることを特徴とする請求項４に記載の冷陰極管点灯装置。
【請求項６】
前記第１の共振コンデンサは前記冷陰極管周囲の寄生容量を含むことを特徴とする請求項１に記載の冷陰極管点灯装置。
【請求項７】
前記第１の共振コンデンサは前記管電圧検出回路の分圧コンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極管点灯装置。
【国際調査報告】
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