(57)【要約】ガス放電ランプドライバ回路はインバータ（１０）及びバラスト（２０）を有する。インバータ（１０）は、直流電力ライン（６，８）へ接続され、直流電源電圧を受け取る第１及び第２の入力端子と、実質的な矩形電源電圧を供給する出力端子（１８）とを有する。バラスト（２０）は、インバータ（１０）の出力端子（１８）と、１又はそれ以上のランプ回路（３０）とへ接続される。夫々のランプ回路（３０）は、高周波半導体スイッチ素子（３４）を有する電流制御回路に直列に接続されたガス放電ランプ（３２）を有する。高周波半導体スイッチ（３４）は、個々のランプ（３２）が動作するよう選択され得るように、選択回路（３６）から個々の選択信号（Ｓ１，Ｓ２）を受信する。選択されない場合には、スイッチ素子（３４）は、電流が選択されたスイッチ素子へ送られて、選択されたスイッチ素子へ接続されたランプのみを点灯して動作させるように導通する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ出力端子を有する交流電圧電源と、
前記ＡＣ出力端子へ接続されたバラストと、
夫々が互いに並列に位置し、前記バラストへ接続され、半導体スイッチ素子を有する電流制御回路に直列なガス放電ランプを有する複数のランプ回路と、
夫々の電流制御回路へ個々の選択信号を供給して、最後段の電流制御回路へ接続されたランプを流れる電流の振幅を制御するよう、前記電流制御回路の入力へ接続された選択回路とを有するガス放電ランプドライバ回路であって、
前記交流電圧電源は、ブリッジ形式のインバータを有し、
前記インバータの電源入力端子は、直流電源電圧を受ける直流電源電圧ラインを導くよう接続され、
前記インバータは、２本の前記直流電源電圧ラインに対する前記直流電源電圧から交流電源電圧を発生させ、
前記半導体スイッチ素子は、高周波単方向スイッチ素子であり、前記ランプに直列に、且つ、第１の導通形式の第１の直流電源ラインへ接続される、
ことを特徴とするガス放電ランプドライバ回路。
【請求項２】
前記半導体スイッチ素子は電界効果トランジスタである、ことを特徴とする請求項１記載のガス放電ランプドライバ回路。
【請求項３】
前記半導体スイッチ素子は絶縁ゲートを備えたバイポーラトランジスタである、ことを特徴とする請求項１記載のガス放電ランプドライバ回路。
【請求項４】
前記半導体スイッチ素子はバイポーラトランジスタであり、該トランジスタのコレクタ及びエミッタへダイオードが逆並列接続される、ことを特徴とする請求項１記載のガス放電ランプドライバ回路。
【請求項５】
夫々のランプ回路はダイオードを更に有し、
前記ダイオードは、互いに接続された当該ダイオード及び前記半導体スイッチ素子の半導体領域が異なった導通形式となるように、第２の導通形式の第２の直流ラインと、当該ランプ回路の前記ランプ及び前記半導体スイッチ素子の接続点とへ接続される、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のガス放電ランプドライバ回路
【請求項６】
夫々のランプ回路は抵抗を更に有し、
前記抵抗は、第２の導通形式の第２の直流ラインと、当該ランプ回路の前記ランプ及び前記半導体スイッチ素子の接続点とへ接続される、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載のガス放電ランプドライバ回路。
【請求項７】
ツェナーダイオードは、互いに接続された当該ツェナーダイオード及び前記ダイオードの領域が同一の導通形式となるように、前記ダイオード及び抵抗に直列に接続される、ことを特徴とする請求項５又は６記載のガス放電ランプドライバ回路。
【請求項８】
前記ツェナーダイオードは２又はそれ以上のランプ回路に共通する、ことを特徴とする請求項７記載のガス放電ランプドライバ回路。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちいずれか一項記載のガス放電ランプドライバ回路へ結合された複数のガス放電ランプを有するバックライトを備えた走査型ＬＣＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブル部に記載されるようなガス放電ランプドライバ回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国公開特許ＵＳ２００４／００９０１９０号（Ａ１）は、特定のランプを動作させて、他のランプを非作動とするようその特定のランプを選択可能な複合ランプドライバ回路を開示する。上記特許文献は、異なったランプとともに使用するための例を開示する。それらのランプは共通してバラストを必要とする。共通の半透明の電球は、その電球を挿入可能なソケットにおいて電球の外部に配置されたバラストを備えた幾つかのランプを有しても良い。単一のバラストが、電球に含まれるランプのために使用される。夫々のランプに直列に、且つ、電球の外部で、個々の電子スイッチ、特にトライアックが接続される。電子スイッチの制御端子は、選択的にそのスイッチをオン又はオフにするよう選択回路から個々の選択信号を供給される。ランプへ供給される交流電源電圧は幹線電圧（ｍａｉｎｓ）である。
【特許文献１】米国公開特許ＵＳ２００４／００９０１９０号（Ａ１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術の回路のトライアックは、交流電圧の各零交差の後に再びオンされることを必要とする。チョークコイルは、今日のＲＩＦ要求を満足する必要がある。これらのことは、回路を大きくし、更に、費用を増大させる。更に、トラアックは、電流が十分な時間トライアックを流れ続ける場合にのみ、導通状態から非導通状態へ変化する。従って、トライアックは、例えば１０ｋＨｚを上回る高周波用途とともに使用され得ない。
【０００４】
本発明は、上述された従来技術の回路の欠点を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の上記目的は、請求項１に記載されるようなガス放電ランプドライバ回路を提供することによって達成される。
【０００６】
１つのランプ回路のスイッチ素子の選択及び他のランプ回路のスイッチ素子の非選択において、選択されたスイッチ素子は、両方向に導通することができる。選択されなかったスイッチ素子は、依然として、ドレイン領域及びそのスイッチ素子のバルクの接合に一方向で電流を流しても良い。この場合、その一方向を流れる電流は、選択されたスイッチ素子による電流に対して弱められる。結果として、電流は、選択されなかったスイッチ素子へ接続されたランプが点灯することを防ぐように、選択されなかったスイッチ素子によるランプ電流から、選択されたスイッチ素子によるランプ電流へ転換される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明について、添付の図面に関連する以下の実施例から更に明らかとする。
【０００８】
図１に示される本発明に従う第１の実施例のガス放電ランプドライバ回路の図は、第１の直流電圧電源入力端子２と、第２の直流電圧電源入力端子４と、第１の直流電力ライン６と、第２の直流電力ライン８とを有する。直流端子２及び４は、直流電圧電源（図示せず。）へ接続されるべきである。直流電圧電源は、交流幹線電圧を整流する整流器回路であっても良い。
【０００９】
インバータ回路１０は、直流ライン６及び８へ接続されている。インバータ回路１０は、第１の電子スイッチ１２と、第２の電子スイッチ１４と、制御回路１６とを有する。示されるように、スイッチ１２及び１４は、電界効果トランジスタであっても良い。スイッチ１２及び１４は、直流ライン６及び８へ直列に接続されている。スイッチ１２及び１４の制御入力（ゲート）は、夫々、制御回路１６の制御出力Ｃ１及びＣ２へ接続されている。制御回路１６は、実質的な矩形電圧が発生して、スイッチの共通接続点１８へ供給されるように、スイッチ１２及び１４を交互にオン及びオフとするよう動作する。共通接続点１８は、また、インバータ回路１０の出力部である。実質的な矩形電圧の周波数は、例えば、１０から２００ｋＨｚの間であっても良い。
【００１０】
バラスト回路２０の入力端子は、インバータ回路１０の出力部１８へ接続されている。バラスト回路２０の入力端子は、インダクタ２２の第１の端子へ接続されている。コンデンサ２４によって、そのインダクタ２２の第２の端子は直流ライン（図１の直流ライン８）へ接続されている。更なるコンデンサ２６によって、上記インダクタ２２の第２の端子は、高周波電圧供給ライン２８へ接続されている。
【００１１】
１又はそれ以上のランプ回路３０は、高周波電圧供給ライン２８及び第１の直流ライン（図１の直流ライン８）へ接続されている。
【００１２】
夫々のランプ回路３０は、ランプ３２及び半導体スイッチ３４を有する。半導体スイッチ素子３４は、具体的には、示されるように、絶縁ゲートを備えた電界効果トランジスタ（ＩＧＦＥＴ）である。ランプ３２及び半導体スイッチ３４は直列に接続されている。半導体スイッチ３４の制御入力は、選択回路３６の制御出力へ接続されている。異なるランプ回路３０の半導体スイッチ３４の制御入力は、選択回路３６の異なる制御出力Ｓ１、Ｓ２その他へ接続されている。
【００１３】
記載及び表示の簡単のために、ランプ３４の加熱フィラメント及びそのフィラメントへ接続された加熱回路は、このような条件の下で全く必要とされない場合には除かれる。
【００１４】
選択回路３６は、半導体スイッチの１つを選択して、他の半導体スイッチ３４を非選択状態とするよう動作する。半導体スイッチ３４が選択される場合に、ドレインとソースとの間の導通経路が確立される。その経路は、両方向に電流を導く。半導体スイッチ３４が選択されない場合には、半導体スイッチ３４は導通経路を確立することができない。
【００１５】
半導体スイッチ３４が完全なオン／オフスイッチであったならば、その半導体スイッチ３４は選択されない場合に導通することができない。しかし、供給ライン２８での高周波電圧の半周期の間は、スイッチ３４は導通しておらず、一方、残りの半周期の間は、電流は、依然として、（ランプ３２へ接続されたドレインの）ドレイン領域と、スイッチ３４のバルク半導体物質との間の接合を介して上記第１の直流ライン（図１の直流ライン８）へと流れることがある。第２の半周期の間に非選択状態のスイッチ３４を流れる電流は、選択されたスイッチ３４の経路を流れる電流よりも小さい。従って、両半周期の間に、電流は、非選択状態のスイッチ３４から選択されたスイッチ３４へ転換される。その場合に、選択されたスイッチ３４は、そのスイッチ３４に接続されたランプ３２が点灯することができる状態にある。ランプ３２の点灯後、ランプは、ランプ３２の両端の電圧が低下し、且つ、非選択状態のスイッチ３４の上記接合を流れる電流が低下した状態で、動作し続けることができる。
【００１６】
半導体スイッチ３４が選択されず、そのドレインで上記接合を介して電流を導く場合に、内在するドレイン−ソース・キャパシタンスは充電されうる。スイッチ３４の両端の交流電圧の振幅は、容易に、直流ライン６及び８の間の直流電圧の５倍になる。過電圧による損傷を受けることからスイッチ３４を保護するために、そのドレインは、上記スイッチ３４のドレインへ接続されたダイオード３８の半導体領域の導通形式がスイッチ３４のドレイン領域の導通形式と同一であるように、ダイオード３８を介して他の第２の直流ライン（図１の直流ライン６）へ接続されている。このようにして、供給ライン２８での高周波電圧のある半周期の間、電流は第１の直流ラインから第２のラインへ（図１の直流ライン８から直流ライン６へ）転換される。従って、スイッチ３４のドレインキャパシタンスの充電によって確立された電圧は、直流電圧に制限される。その経路を転換された電流は、依然として、バラスト回路２０を介して供給された全ての電流を、選択されたランプ回路３０のみに流すには十分である。
【００１７】
夫々のランプ回路３０は、スイッチ３４のドレイン及び上記第２の直流ライン（図１の直流ライン６）へ接続された抵抗４０を更に有する。抵抗４０が正電圧の直流ライン６に接続されている場合には、スイッチ３４の非選択状態で、抵抗４０は、スイッチ３４のドレインで直流電圧レベルをプルアップしうる。これは、ドレイン−ソース・キャパシタンスを最小値に保つことができる。それは、たとえ僅かであっても、非選択状態のランプ回路３０のランプ３２を流れる交流電流の不必要なフローを回避することができる。
【００１８】
図２に示された本発明に従う第２の実施例のガス放電ランプドライバ回路の図は、ランプ回路３０がツェナーダイオード４２を更に有する点で、図１に示された第１の実施例とは異なっている。ツェナーダイオード４２は、ダイオード３８と、例えば抵抗４０のような抵抗とに直列に接続されている。具体的には、示されるように、単一のツェナーダイオード４２が使用され、これは幾つかのランプ回路３０に共通である。ツェナーダイオード４２の使用は、ライン６及び８の間の直流電圧よりも高いブレイクスルー電圧を有するスイッチ３４を利用することを可能にする。例えば、ライン６及び８の間の直流電圧が２００Ｖであって、スイッチ素子３４のブレイクスルー電圧が６００Ｖである場合に、４００Ｖのブレイクスルー電圧を有するツェナーダイオード４２は、スイッチ３４のドレインキャパシタンスが６００Ｖに充電されることを可能にするために使用され得る。このような高い電圧は、より高い交流電圧遮断能力のために、ランプ回路３０のより高速なスイッチングを可能にすることができる。
【００１９】
ＩＧＦＥＴ３４の代わりに、高周波単方向スイッチ素子が使用され得ることが考えられる。例えば、絶縁ゲートを備えたバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）及びバイポーラトランジスタ（ＢＴ）は、そのコレクタ及びエミッタへ逆並列接続されたダイオードを有する。
【００２０】
本発明に従うガス放電ランプドライバ回路は、走査型ＬＣＤ装置において試験された。このようなシステムでは、装置の幾つかのガス放電ランプ３２は、背面照明のために使用されており、例えば、７５Ｈｚの周波数且つ２ｍｓのオン時間で、交互にオン及びオフにされる。ランプ３２のオフ状態の間に、ランプ３２が、そのオン状態でもたらされた電流の１％に満たない電流をもたらしたことが測定された。これは、夫々のランプがそれ自体のインバータ及びそれ自体のバラスト回路を有するところの従来の走査型ＬＣＤ装置に対する大きな改善である。本発明に従う回路の使用は、ハードウェア及びエネルギー要求を減じることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に従う回路の第１の実施例の図を示す。
【図２】本発明に従う回路の第２の実施例の図を示す。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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