(57)【要約】【課題】スパイクノイズを発生することのない放電灯駆動回路及びこれを用いた放電灯点灯装置を提供する。【解決手段】複数個ｎのインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれは、トランスＴ１〜Ｔｎを含む自励発振回路であり、発振出力をトランスＴ１〜Ｔｎの第１の巻線Ｎ１１〜Ｎ１ｎから第２の巻線Ｎ２１〜Ｎ２ｎに伝送する。インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのうち、第１番目のインバータ回路ＩＮＶ１は、自己のトランスＴ１に含まれる第３の巻線Ｎ３１から供給される正帰還信号により自励発振を継続する。第１番目のインバータ回路ＩＮＶ１とは異なる第ｎ番目のインバータ回路ＩＮＶｎは、第（ｎ−１）番目のインバータ回路ＩＮＶ（ｎ−１）に含まれるトランス Ｔ（ｎ−１）の第３の巻線Ｎ３（ｎ−１）から供給される正帰還信号により自励発振を継続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個ｎのインバータ回路を含む放電灯駆動回路であって、
前記複数個ｎのインバータ回路のそれぞれは、トランスを含む自励発振回路であり、発振出力を、前記トランスの第１の巻線から、放電灯の接続される第２の巻線に伝送し、
前記複数個ｎのインバータ回路のうち、第１番目のインバータ回路は、自己のトランスに含まれる第３の巻線から供給される正帰還信号により自励発振を継続し、
前記第１番目のインバータ回路とは異なる第ｎ番目のインバータ回路は、第（ｎ−１）番目のインバータ回路に含まれる前記トランスの第３の巻線から供給される正帰還信号により自励発振を継続する、
放電灯駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載された放電灯駆動回路であって、前記インバータ回路は、ロイヤー発振回路である、放電灯駆動回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された放電灯駆動回路であって、更に、電流検出回路と、電源回路とを備えており、
前記電流検出回路は、前記トランスの前記第２の巻線に接続されており、
前記電源回路は、前記電流検出回路から供給される電流検出信号に基づいて制御された前記直流電圧を、前記発振回路に供給する、
放電灯駆動回路。
【請求項４】
放電灯駆動回路と、複数個ｎの放電灯とを含む放電灯点灯装置であって、
前記放電灯駆動回路は、請求項１乃至３の何れかに記載されたものでなり、
前記複数個ｎの放電灯のそれぞれは、複数個ｎの前記放電灯駆動回路に含まれる前記トランスの前記第２の巻線に生じる電圧によって個別的に駆動される、
放電灯点灯装置。
【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として用いられる放電灯を駆動する放電灯駆動回路、及び、放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、冷陰極管等の放電灯を点灯させる放電灯駆動回路及び放電灯点灯装置に関する。
【０００３】
液晶ＴＶ、モニター等のバックライトとして用いられる放電灯を駆動する放電灯駆動回路は、表示画面の大きさに応じた数の放電灯を、適切な間隔を隔てて併設し、これらの放電灯のそれぞれを、ＤＣ／ＡＣインバータ回路から出力される交流電圧により駆動するようになっている。ＤＣ／ＡＣインバータとしては、回路構成が簡単であることや、動作の安定性等の観点から、自励発振方式に属するロイヤー発振回路が主に用いられる。
【０００４】
この種の放電灯駆動回路を、液晶ＴＶ、モニター等のバックライトを点灯させるために用いた場合、放電灯の個々の点灯状態が、表示画面の品質に直接に反映される。特に、ちらつきのない高品質の表示画面をえるためには、複数備えられた放電灯を、互いに同期させる必要がある。その手段として、例えば、特許文献１は、複数備えられた放電灯と同数のトランスを備え、これらのトランスの出力巻線に放電灯を個別に接続すると共に、１つのロイヤー発振回路の出力を、複数のトランスに並列的に供給し、トランスのそれぞれに接続された放電灯を互いに同期して点灯させるようになっている。
【０００５】
しかし、複数備えられた放電灯のそれぞれは、バックライトの機械的、電気的構造の中で、機械的、物理的な取り付け状態が互いに異ならざるを得ないから、その対地浮遊容量が一致しない。このため、放電灯のそれぞれに発生する漏洩電流が異なる。漏洩電流が異なると、放電灯の輝度に直接に影響を与えるので、放電灯毎に、漏洩電流の違いに対応して、管電流を調整する必要がある。特許文献１に開示された技術は、１つのロイヤー発振回路の出力を、複数のトランスに並列的に供給し、トランスのそれぞれに接続された放電灯を点灯させるようになっているので、放電灯毎に、漏洩電流の違いに対応して、管電流を調整することができない。
【０００６】
別の手法として、放電灯と同数のロイヤー発振回路を備え、１つのロイヤー発振回路では、自己のトランスに備えられた３次巻線から正帰還信号を得ると共に、他のロイヤー発振回路に対しては、上述した３次巻線で得られた正帰還信号を供給することにより、同期を図る技術も知られている。
【０００７】
しかし、ロイヤー発振回路のそれぞれにおいて、増幅素子として用いられているトランジスタの特性は、互いに異なるのが普通であるから、あるロイヤー発振回路では、他のロイヤー発振回路よりも、トランジスタベース電流が多く流れ、ベース電流の偏りによるスパイクノイズが発生することがある。
【特許文献１】特開２０００−１２２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、スパイクノイズを発生することのない放電灯駆動回路及びこれを用いた放電灯点灯装置を提供することである。
【０００９】
本発明のもう一つの課題は、管電流を放電灯毎に制御しえる放電灯駆動回路及びこれを用いた放電灯点灯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明に係る放電灯駆動回路は、まず、複数個ｎのインバータ回路を含む。前記複数個ｎのインバータ回路のそれぞれは、トランスを含む自励発振回路であり、発振出力を前記トランスの第１の巻線から放電灯の接続される第２の巻線に伝送する。前記複数個ｎのインバータ回路のうち、第１番目のインバータ回路は、自己のトランスに含まれる第３の巻線から供給される正帰還信号により自励発振を継続する。前記第１番目のインバータ回路とは異なる第ｎ番目のインバータ回路は、第（ｎ−１）番目のインバータ回路に含まれる前記トランスの第３の巻線から供給される正帰還信号により自励発振を継続する。
【００１１】
上述したように、本発明に係る放電灯駆動回路は、複数個ｎのインバータ回路を含むから、複数個ｎの放電灯を、インバータ回路によって個別的に駆動することができる。従って、インバータ回路、又は、その前段に備えられるＤＣ／ＤＣコンバータなどの電源回路により、管電流を放電灯毎に制御しえる。
【００１２】
放電灯毎の管電流の制御は、周知の管電流制御技術によって達成できる。具体的には、管電流の流れるトランスの第２の巻線に電流検出回路を設け、その電流検出信号を電源回路に供給し、電源回路に備えられた制御回路によって、例えば、同じく電源回路に備えられたＤＣ／ＤＣコンバータなどにパルス幅制御動作を与えることによって実現することができる。
【００１３】
また、複数個ｎのインバータ回路のうち、第１番目のインバータ回路は、自己のトランスに含まれる第３の巻線から供給される正帰還信号により自励発振を継続するから、この第１番目のインバータ回路により、その負担する放電灯を駆動することができる。
【００１４】
次に、前記第１番目のインバータ回路とは異なる第ｎ番目のインバータ回路は、第（ｎ−１）番目のインバータ回路に含まれる前記トランスの第３の巻線から供給される正帰還信号により自励発振を継続する。即ち、第２番目のインバータ回路は、第１番目のインバータ回路に含まれるトランスの第３の巻線から供給される正帰還信号により自励発振を継続する。第３番目のインバータ回路は、第２番目のインバータ回路に含まれるトランスの第３の巻線から供給される正帰還信号により自励発振を継続する。第４番目のインバータ回路は、第３番目のインバータ回路に含まれるトランスの第３の巻線から供給される正帰還信号により自励発振を継続する。以下、同様である。
【００１５】
これにより、正帰還信号の偏りを生じることなく、各インバータ回路間の同期を採ることができる。
【００１６】
インバータ回路は、好ましくはロイヤー発振回路で構成される。この場合には、トランスの第３の巻線からロイヤー発振回路を構成するトランジスタのベースに供給されるベース電流が、正帰還信号となる。本発明によれば、このベース電流の偏りが、各ロイヤー発振回路で均一化するように制御されるから、その偏りが回避され、従来問題となっていたスパイクノイズの発生が抑制される。
【００１７】
本発明に係る放電灯駆動回路は、液晶ＴＶ、モニター等のバックライトとして用いられる複数個ｎの放電灯と組み合わされ、放電灯点灯装置を構成する。前記複数個ｎの放電灯のそれぞれは、複数個ｎの前記放電灯駆動回路に含まれる前記トランスの前記第２の巻線に生じる電圧によって個別的に駆動される。
【００１８】
ここで、放電灯点灯装置を構成する放電灯駆動回路は、上述したように、インバータ回路、又は、その前段に備えられるＤＣ／ＤＣコンバータなどの電源回路により、管電流を放電灯毎に制御しえるから、バックライト機構のなかで、機械的、物理的な取り付け状態が互いに異なり、放電灯のそれぞれに発生する漏洩電流が異なった場合でも、放電灯毎に、漏洩電流の違いに対応して管電流を調整し、放電灯の各輝度を一致させることができる。
【００１９】
また、正帰還信号の偏りを生じることなく、各インバータ回路間の同期を採ることができるから、放電灯のちらつきを回避することができる。しかも、この場合に、インバータ回路の正帰還信号の偏りを生じる余地がないから、従来問題になっていたスパイクノイズを発生する余地がない。
【００２０】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は単なる例示に過ぎない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明に係る放電灯駆動回路を組み込んだ放電灯点灯装置の一実施例を示す電気回路図である。この放電灯点灯装置は、例えば、液晶ＴＶ、モニター等のバックライト装置に利用される。図示された放電灯点灯装置は、ｎ個の電源回路１１〜１ｎと、これと同数のｎ個のインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎと、ｎ個の放電灯２１〜２ｎと、ｎ個の電流検出回路３１〜３ｎとを含んでいる。個数ｎは任意に選ぶことができる数であるが、通常のこの種の放電灯点灯装置では、３個〜６個程度でよい。
【００２２】
ｎ個の電源回路１１〜１ｎのそれぞれは、一対の入力端子（Ｔ１１、Ｔ１２）〜（Ｔｎ１〜Ｔｎ２）を含んでいる。電源回路１１〜１ｎの回路構成は、入力端子（Ｔ１１、Ｔ１２）〜（Ｔｎ１〜Ｔｎ２）に供給される入力電源の性質によって異なる。入力端子（Ｔ１１、Ｔ１２）〜（Ｔｎ１〜Ｔｎ２）に交流電源が供給される場合は、電源回路１１〜１ｎは、ＡＣ／ＤＣコンバータ、及びDＣ／ＤＣコンバータを備え、ＡＣ／ＤＣコンバータで例えば商用交流電源を直流に変換し、変換された直流電圧を、その後段に備えられたＤＣ／ＤＣコンバータで直流に変換して出力するような回路構成となる。ＡＣ／ＤＣコンバータは、通常は、整流平滑回路として構成され、ＤＣ／ＤＣコンバータは、例えばチョッパ方式などで構成される。もっとも、入力端子（Ｔ１１、Ｔ１２）〜（Ｔｎ１〜Ｔｎ２）に直流電源が供給される場合は、ＡＣ／ＤＣコンバータは省略することができる。
【００２３】
ｎ個のインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれは、上述した電源回路１１〜１ｎのそれぞれに個別的に備えられるもので、トランスＴ１〜Ｔｎを含む発振回路で構成されている。即ち、インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれは、トランスＴ１〜Ｔｎを発振要素の一部とする自励発振回路として構成される。
【００２４】
トランスＴ１〜Ｔｎのそれぞれは、第１の巻線Ｎ１１〜Ｎ１ｎ、第２の巻線Ｎ２１〜Ｎ２ｎ及び第３の巻線Ｎ３１〜Ｎ３ｎを有する。第１の巻線Ｎ１１〜Ｎ１ｎの両端には、インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれが接続されており、第２の巻線Ｎ２１〜Ｎ２ｎの両端は、放電灯２１〜２ｎの電極にそれぞれ導かれている。放電灯２１〜２ｎの両電極は、出力端子（Ｔ１３、Ｔ１４）〜（Ｔｎ３、Ｔｎ４）にそれぞれ接続される。
【００２５】
トランスＴ１〜Ｔｎに備えられた第１の巻線（Ｎ１１〜Ｎ１ｎ）〜第３の巻線Ｎ３１〜Ｎ３ｎのうち、第１の巻線Ｎ１１〜Ｎ１ｎ及び第２の巻線Ｎ２１〜Ｎ２ｎについては、インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれにおいて、同一の利用形態となるが、第３の巻線Ｎ３１〜Ｎ３ｎの利用形態は、ｎ個のインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのうち、第１番目のインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎと、それ以外のインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎとで異なる。そして、この点が本発明の特徴となる。
【００２６】
抽象的にいえば、ｎ個のインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのうち、第１番目のインバータ回路ＩＮＶ１に含まれる発振回路は、自己のトランスＴ１に含まれる第３の巻線Ｎ３１から供給される正帰還信号により自励発振を継続する。
【００２７】
これに対して、第１番目のインバータ回路ＩＮＶ１とは異なる第ｎ番目（ｎ＝２、３、．．．）のインバータ回路ＩＮＶ２〜ＩＮＶｎは、第（ｎ−１）番目のインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ（ｎ−１）に含まれるトランスＴ１〜Ｔ（ｎ−１）の第３の巻線Ｎ３１〜Ｎ３（ｎ−１）から供給される正帰還信号により自励発振を継続する。更に具体的に説明すると次のとおりである。
【００２８】
まず、第２番目のインバータ回路ＩＮＶ２に含まれる発振回路は、第１番目のインバータ回路ＩＮＶ１に含まれるトランスＴ１の第３の巻線Ｎ３１から供給される正帰還信号により自励発振を継続する。
【００２９】
第３番目のインバータ回路ＩＮＶ３に含まれる発振回路は、第２番目のインバータ回路ＩＮＶ２に含まれるトランスＴ２の第３の巻線Ｎ３２から供給される正帰還信号により自励発振を継続する。以下、順次に同じ作用が繰り返される。なお、第ｎ番目のトランスＴｎには、第３の巻線Ｎ３ｎは不要である。
【００３０】
上述したように、本発明に係る放電灯駆動回路は、ｎ個のインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを含むから、ｎ個の放電灯２１〜２ｎを、インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎによって個別的に駆動することができる。従って、インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎ、又は、その前段に備えられるＤＣ／ＤＣコンバータなどの電源回路１１〜１ｎにより、管電流を放電灯２１〜２ｎ毎に制御しえる。
【００３１】
放電灯２１〜２ｎ毎の管電流の制御は、周知の管電流制御技術によって達成できる。具体的には、管電流の流れるトランスＴ１〜Ｔｎの第２の巻線Ｎ２１〜Ｎ２ｎに電流検出回路３１〜３ｎを設け、その電流検出信号ＩＤ１〜ＩＤｎを、電源回路１１〜１ｎに供給し、電源回路１１〜１ｎに備えられた制御回路によって、例えば、同じく電源回路１１〜１ｎに備えられたＤＣ／ＤＣコンバータなどにパルス幅制御動作を与えることによって実現することができる。
【００３２】
また、ｎ個のインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのうち、第１番目のインバータ回路ＩＮＶ１に含まれる発振回路は、自己のトランスＴ１に含まれる第３の巻線Ｎ３１から供給される正帰還信号により自励発振を継続するから、この第１番目のインバータ回路ＩＮＶ１により、その負担する放電灯２１を駆動することができる。
【００３３】
第１番目のインバータ回路ＩＮＶ１とは異なる第ｎ番目のインバータ回路ＩＮＶ２〜ＩＮＶｎに含まれる発振回路は、第（ｎ−１）番目のインバータ回路ＩＮＶ1〜ＩＮＶｎに含まれるトランスＴ１〜Ｔｎの第３の巻線Ｎ３１〜Ｎ３ｎから供給される正帰還信号により自励発振を継続する。
【００３４】
これにより、正帰還信号の偏りを生じることなく、各インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの間で、相互的な同期を採ることができる。
【００３５】
図２は、本発明に係る放電灯駆動回路を用いた放電灯点灯装置の更に具体的な回路構成を示している。図において、図１に現れた構成部分と同一性のある構成部分については、同一の参照符合を付してある。
【００３６】
図２に図示されたインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれは、周知のロイヤー発振回路で構成されている。インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのうち、インバータ回路ＩＮＶ１を構成するロイヤー発振回路の構成について、代表的に説明すると、図示のロイヤー発振回路は、トランジスタＱ１１、Ｑ１２のエミッタを共通に接続して接地し、コレクタをトランスＴ１の第１の巻線Ｎ１１の両端に接続してある。トランスＴ１の第１の巻線Ｎ１１は中間タップを有しており、この中間タップを、インダクタL１を介して、電源回路１１に導く構成になっている。
【００３７】
トランジスタＱ１１、Ｑ１２のコレクタ間には、キャパシタＣ１が接続されている。トランジスタＱ１１、Ｑ１２のベースには、一端を電源入力ラインに接続したバイアス抵抗Ｒ１の他端が接続されている。トランジスタＱ１１、Ｑ１２のベースと、抵抗Ｒ１との２つの接続点には、第３の巻線Ｎ３１の両端が接続されている。従って、トランジスタＱ１１、Ｑ１２のベースには、第３の巻線Ｎ３１から、自励発振を継続するための正帰還信号が供給される。
【００３８】
上述したロイヤー発振回路により、トランスＴ１の第２の巻線Ｎ２ｎに、例えば５０ｋＨｚ、１０００〜２０００Ｖｒｍｓの交流電圧を発生させ、この高周波高電圧の交流電圧を、放電灯２１の電極間に印加し、放電灯２１を点灯させる。
【００３９】
他のインバータ回路ＩＮＶ２〜ＩＮＶｎも、同様のロイヤー発振回路で構成されている。第ｎ番目のインバータ回路ＩＮＶｎを構成するロイヤー発振回路の構成について、代表的に説明すると、そのロイヤー発振回路は、トランジスタＱｎ１、Ｑｎ２のエミッタを共通に接続して接地し、コレクタをトランスＴｎに備えられた第１の巻線Ｎ１ｎの両端に接続してある。トランスＴｎの第１の巻線Ｎ１ｎは中間タップを有しており、この中間タップを、インダクタＬｎを介して、電源回路１ｎに導く構成になっている。
【００４０】
トランジスタＱｎ１、Ｑｎ２のコレクタ間には、キャパシタＣｎが接続されている。トランジスタＱｎ１、Ｑｎ２のベースには、一端を電源入力ラインに接続したバイアス抵抗Ｒｎの他端が接続されている。トランジスタＱｎ１、Ｑｎ２のベースと、抵抗Ｒｎとの２つの接続点には、第３の巻線Ｎ３ｎの両端が接続されている。従って、トランジスタＱｎ１、Ｑｎ２のベースには、第３の巻線Ｎ３ｎから、自励発振を継続するための正帰還信号が供給される。
【００４１】
上述したロイヤー発振回路により、トランスＴｎの第２の巻線Ｎ２ｎに、例えば５０ｋＨｚ、１０００〜２０００Ｖｒｍｓの交流電圧を発生させ、この高周波高電圧の交流電圧を、放電灯２ｎの電極間に印加し、放電灯２ｎを点灯させる。
【００４２】
第１番目のインバータ回路ＩＮＶ１を構成するロイヤー発振回路は、トランスＴ１に含まれる第３の巻線Ｎ３１から、トランジスタＱ１１、Ｑ１２のベースに供給される正帰還信号により自励発振を継続するから、この第１番目のインバータ回路ＩＮＶ１により、その負担する放電灯２１を駆動することができる。
【００４３】
次に、第ｎ番目のインバータ回路ＩＮＶｎを構成するロイヤー発振回路は、第（ｎ−１）番目のインバータ回路ＩＮＶ（ｎ−１）に含まれるトランスＴ（ｎ−１）の第３の巻線Ｎ３（ｎ−１）から、トランジスタＱｎ１、Ｑｎ２のベースに供給される正帰還信号により自励発振を継続する。これにより、正帰還信号の偏りを生じることなく、各インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎ間の同期を採ることができる。従って、本発明によれば、放電灯２１〜２ｎのちらつきを回避することができる。
【００４４】
また、本発明によれば、ベース電流の偏りが回避され、従来問題となっていたスパイクノイズの発生が抑制される。
【００４５】
図３（ａ）は、図２に示した放電灯点灯装置において、トランジスタＱ１１〜Ｑｎ１のコレクタ電圧波形を示し、図３（ｂ）は、同じく、トランジスタＱ１２〜Ｑｎ２のコレクタ電圧波形を示している。図示するように、本発明に係る放電灯点灯装置においては、トランジスタＱ１１〜Ｑｎ１、及び、トランジスタＱ１２〜Ｑｎ２のコレクタ電圧波形の何れにも、従来問題となっていたスパイクノイズが発生していない。
【００４６】
図４（ａ）は、放電灯と同数のロイヤー発振回路を備え、１つのロイヤー発振回路では、自己のトランスに備えられた３次巻線から正帰還信号を得ると共に、他のロイヤー発振回路に対しては、上述した３次巻線で得られた正帰還信号を供給することにより、同期をはかる放電灯点灯装置において、トランジスタＱ１１〜Ｑｎ１のコレクタ電圧波形を示し、図４（ｂ）は、同じく、トランジスタＱ１２〜Ｑｎ２のコレクタ電圧波形を示している。図示するように、トランジスタＱ１２〜Ｑｎ２のコレクタ電圧波形に、スパイクノイズＮＰが発生していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る放電灯駆動回路を組み込んだ放電灯点灯装置の一実施例を示す電気回路図である。
【図２】本発明に係る放電灯駆動回路を組み込んだ放電灯点灯装置の具体的な電気回路図である。
【図３】図２に示した放電灯点灯装置のコレクタ電圧波形図である。
【図４】従来の放電灯点灯装置のコレクタ電圧波形図である。
【符号の説明】
【００４８】
ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎ                インバータ回路
Ｔ１〜Ｔｎ                トランス
２１〜２ｎ                放電灯
Ｎ１１〜Ｎ１ｎ                第１の巻線
Ｎ２１〜Ｎ２ｎ                第２の巻線
Ｎ３１〜Ｎ３ｎ                第３の巻線
【図１】
2008235176.tif 000003
【図２】
2008235176.tif 000004
【図３】
2008235176.tif 000005
【図４】
2008235176.tif 000006