(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ちらつきを生ずることなく複数の放電管を同時に点灯するにあたり妨害の発生を抑制することができ、しかも全体の形状を小さくして軽くできる多チャンネルインバータを提供することにある。【解決手段】一つのインバータ１９の共振電圧がほぼ０になるタイミングで発生する駆動信号でその共振回路のトランジスタを駆動して発振を行うと同時に、その駆動信号とから規定の遅延時間の後に他のインバータの共振回路のトランジスタの駆動を行い、インバータ１９及びその他のインバータの共振回路に含まれる昇圧トランスの二次側の複数の放電管１４、２４、ｎ４が位相差をもって同期した同じ周波数の高周波電圧で点灯される。【選択図】  図１
2004304860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次巻線に放電管を接続した複数のトランスと各トランスの一次巻線並びに一次巻線に接続するコンデンサ及びスイッチングトランジスタを用いて形成された共振回路を有する多チャンネルインバータ装置において、前記共振回路の何れか一回路の動作位相を検出する位相検出手段と、前記位相検出手段からの情報をもとに前記スイッチングトランジスタをプッシュプル動作させるトランジスタ駆動手段と、前記位相検出手段からの情報を遅延させて前記トランジスタ駆動手段へ伝える遅延手段を備えたことを特長とする多チャンネルインバータ装置。
【請求項２】
二次巻線に放電管を接続可能にした複数のトランス、各トランスの一次巻線並びに一次巻線に接続するコンデンサ及び一対のスイッチングトランジスタを用いて形成され、一次巻線の中間タップがチョークコイルを経て直流電圧源に接続され、一次巻線の両端が該スイッチングトランジスタに接続されたプッシュプル形の共振回路を有する多チャンネルインバータにおいて、いずれか一つの共振回路の一次巻線の中間タップにおける半波形状の共振電圧がほぼ０になる時を検出する共振電圧のゼロレベル検出回路を有し、その検出時に該一つの共振回路のスイッチングトランジスタを駆動し、前記ゼロレベル検出回路の信号をもとに規定の遅延時間を置いた後にほかの共振回路のスイッチングトランジスタを駆動することを特長とした多チャンネルインバーター装置。
【請求項３】
各共振回路の共振周波数は、各昇圧トランスの一次巻線のインダクタンスと一次巻線に接続するコンデンサのキャパシタンスの積の関数により決定され、各共振回路の共振周波数の差は共振回路にゼロレベル検出回路が接続された共振回路の共振周波数の近傍に他の共振回路の共振周波数が設定されている請求項１、請求項２のいずれかの多チャンネルインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の放電管を同時に点灯することのできる多チャンネルインバータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置のバックライトとしては冷陰極蛍光灯のような放電管の利用が一般的であるが、表示装置の大型化と輝度を明るくすることの対策として複数の放電管を同時に点灯して用いることへの要求が高まっている。
【０００３】
複数の放電管を近接させて同時に点灯する場合、各放電管の点灯に用いる高周波電圧の周波数の差があると、放電管の管壁容量、放電管に高周波電圧を供給するケーブルの容量、昇圧トランス等の電磁結合による干渉が発生し、放電管の明るさにちらつき（フリッカー）が生ずる。
【０００４】
このちらつきの対策としては、従来放電管の間の距離、高周波電圧の発生回路の距離を物理的に広げたり、干渉を防止する遮蔽物を新たに付設する等の対策がとられたが、放電管の点灯回路の小型化、薄型化、軽量化への要求の高まりにともなってこのような物理的な対策は不可能になっている。
【０００５】
一方電気的な対策として第一のインバータの共振電圧がほぼ０になるタイミングで発生する駆動信号でその共振回路のトランジスタを駆動して発振を行うと同時に、その駆動信号と同じタイミングで他のインバータの共振回路のトランジスタの駆動を行い、第一のインバータ及びその他のインバータの共振回路に含まれる昇圧トランスの二次側の複数の放電管が同期した同じ周波数の高周波電圧で点灯させることによりちらつきを生ずることなく複数の放電管を同時に点灯する方法が考案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１９７３６８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ちらつきを生ずることなく複数の放電管を同時に点灯することができるが、複数の放電管の点灯用の高周波電圧の周波数と位相を一致させるため、インバーターが発生する妨害が完全に一致したタイミングで発生し、結果として妨害レベルが極めて大きいという課題を有していた。
【０００８】
本発明の狙いは共振の同期化に伴う妨害の発生を低く抑える事ができる多チャンネルインバータを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、二次巻線に放電管を接続可能にした複数の昇圧トランス、各昇圧トランスの一次巻線並びに一次巻線に接続するコンデンサ及びスイッチングトランジスタを用いて形成された共振回路を有する多チャンネルインバータにおいて、いずれか一つの共振回路の昇圧トランスの一次巻線における半波形状の共振電圧がほぼ０になる時を検出する共振電圧のゼロレベル検出回路を有し、その検出時に信号を発生し、遅延回路にて規定の遅延時間を経て該一つの共振回路及び他の共振回路のスイッチングトランジスタを駆動することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多チャンネルインバータの実施例を示す回路図である図１を参照しながら説明する。図１の多チャンネルインバータは、共振回路と昇圧トランスを夫々に有するｎ個のインバータ１９、２９、ｎ９から構成されている。インバータ１９は、二次巻線の両端間に放電管１４を直列接続したトランス１２、さらにトランス１２の一次巻線、コンデンサ１３、チョークコイル１１、トランジスタ１５、１６から形成されたプッシュプル型の共振回路、フリップフロップ回路１７、ゼロレベル検出回路２から構成されている。
【００１１】
共振回路のコンデンサ１３は、トランス１２の一次巻線の両端間に接続し、一次巻線の両端はＮＰＮ形のトランジスタ１５，１６のコレクタに夫々接続されている。トランジスタ１５と１６のエミッタは接地される。
【００１２】
また、トランジスタ１５と１６のベースには、フリップフロップ回路１７の正規出力端子と相補出力端子が夫々接続されている。一次巻線の中間タップはコイル１１を経て直流電圧源１に接続する。ゼロレベル検出回路２は、トランス１２の一次巻線の中間タップに接続しその電圧がほぼ０になった時を検出し、検出時にフリップフロップ回路１７のトリガ端子にトリガ信号電圧ＶＤを加える。
【００１３】
インバータ２９はトランス２２、トランス２２の一次巻線の中間タップに接続するコイル２１を含む共振回路、遅延回路２８、及びフリップフロップ回路２７、インバータｎ９はトランスｎ２、トランスｎ２の一次巻線の中間タップに接続するコイルｎ１を含む共振回路、遅延回路ｎ８、及びフリップフロップ回路Ｆｎ７、
といったゼロレベル検出回路２以外はインバータ１９と同じ構成要素を有しており、夫々にインバータ１９とほぼ同じように構成される。
【００１４】
ゼロレベル検出回路２はインバータ１９の共振電圧が降下して０になる時を検出し、その検出時に生ずるトリガ信号電圧ＶＤが各インバータの遅延回路を介してフリップフロップ回路のトリガ端子に共通に加えられる。
【００１５】
各インバータに構成されているプッシュプル型の共振回路の共振周波数は、昇圧トランスの一次巻線のインダクタンスと一次巻線に接続するコンデンサのキャパシタンスの積の関数により決定されるが、その差は通常インバータ１９の共振回路の共振周波数の近傍である。
【００１６】
次にこのように構成された多チャンネルインバータの動作を図２を参照しながら説明する。図２は、ｎ個のインバータの代表としてインバータ１９、インバータ１９の安定動作時の電圧波形図を示している。
【００１７】
ＶＰ１はインバータ１９の昇圧トランス１２の一次巻線の中間タップの電圧、ＶＶＰはゼロレベル検出回路２がほぼ０の電圧ＶＰ１を検出した時に発生するトリガ信号電圧、ＶＱ１はフリップフロップ回路１７の正規出力端子の出力電圧、ＶＱ１ｂａｒ    は相補出力端子の出力電圧、ＶＱ１５及びＶＱ１６はスイッチングトランジスタ１５、１６のコレクタ電圧、ＶＤ２はＶＤに対して遅延回路２８による遅延を受けたパルス信号であり、ＶＱ２５及びＶＱ２６ｂａｒはフリップフロップ回路２７の正規出力端子及び相補出力端子の出力電圧、ＶＱ２５及びＶＱ２６はスイッチングトランジスタ２５、２６のコレクタ電圧である。昇圧トランスの一次巻線のインダクタンスと一次巻線に接続するコンデンサのキャパシタンスの積の関数により決定される各共振回路の共振周波数は、インバータ１９の共振回路の共振周波数の近傍に設定される。
【００１８】
動作時の電圧ＶＰ１は正弦波の下半分を折り返した形状となり、ゼロレベル検出回路２はこの電圧ＶＰ１が降下してほぼ０になる状態を検出する。図２では、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４で夫々に電圧ＶＰ１の０近傍の電圧Ｖ１を検出している。
【００１９】
先ず、時刻ｔ１において、ゼロレベル検出回路２は電圧ＶＰ２の０近傍の電圧を検出してトリガ信号電圧ＶＤを発生し、フリップフロップ回路１７及び遅延回路２８を通してフリップフロップ回路２７のトリガ端子に加える。
【００２０】
トリガされたフリップフロップ回路１７の正規出力端子及び相補出力端子の出力電圧ＶＱ１、ＶＱ１ｂａｒはトランジスタ１５及び１６のベース、フリップフロップ回路１７の正規出力端子及、相補出力端子の出力電圧ＶＱ２、ＶＱ２ｂａｒはトランジスタ２５及び２６のベースに夫々加えられ、該トランジスタ１５、１６、２５、２６を駆動する。
【００２１】
フリップフロップ回路１７は中間タップの電圧Ｖｐ１の０近傍の電圧Ｖ１    を検出したタイミングでゼロレベル検出回路ＶＤによりトリガされ、フリップフロップ回路２７は遅延回路ＤＬ２により規定の位相差をもってトリガされるので一組の出力電圧ＶＱ１、ＶＱ１ｂａｒ  及び別の一組の出力電圧ＶＱ２、ＶＱ２ｂａｒが生ずるタイミングは規定の位相差をもつ。
【００２２】
ここで遅延回路２８で発生する遅延量を共振波形の位相差において９０°と仮定して進める。出力電圧ＶＱ１で駆動されるトランジスタ１５は導通してコレクタ電圧ＶＱ１５は０になり、出力電圧ＶＱ１ｂａｒで駆動されるトランジスタ１６は遮断されてコレクタ電圧ＶＱ１５は０から共振回路の周波数に従った半波の正弦波状に立ち上がる。中間タップの電圧Ｖｐ１は、コレクタ電圧ＶＱ１５、ＶＱ１６の合計されたものの１／２の大きさである。
【００２３】
これは、トランジスタ１５のコレクタがトランス１２の一次巻線の一端に接続し、一次巻線の他端は電圧が０のトランジスタ１５のコレクタに接続していることによる。同様な仕組みでフリップフロップ回路２７に接続されたインバータ２９は動作するが、インバータ１９とインバータ２９の各動作波形は９０°の位相差を持つ。
【００２４】
時刻ｔ１にはトランジスタ１５のコレクタ電圧ＶＱ１５  が立ち上がることにより、中間タップにもその１／２の大きさの半波の正弦波状の電圧Ｖｐ１が発生する。
【００２５】
そして、時刻ｔ２に中間タップの電圧Ｖｐ１はほぼ０になりゼロレベル検出回路２で検出される。時刻ｔ２では、フリップフロップ回路１７の正規出力端子及び相補出力端子の出力電圧ＶＱ１、ＶＱ１ｂａｒ  は時刻ｔ１の場合とは反転した出力になりトランジスタ１５と１６のベースに夫々加えられる。
【００２６】
したがって、トランジスタ１５は遮断されてそのコレクタ電圧ＶＱ１５  は半波の正弦波状に立ち上がる。トランジスタ１６は導通し、コレクタ電圧ＶＱ１６は０になる。
【００２７】
中間タップの電圧Ｖｐ１も半波の正弦波状に変化し、やがて降下して時刻ｔ３にゼロレベル検出回路２で検出される。インバータ１９では、このように共振回路のプッシュプル型の発振動作は一巡して、その動作が発振を継続する。
【００２８】
このときのインバータ１９の電源電流波形をコイル１１に流れる電流としてＩ１に示す。インバータ２９では、トランジスタ２５、２６がインバータ１９の自励発振と位相差をもって同期駆動による他励振の動作が行われる。同様にインバータ２９の電源電流波形をコイル２１に流れる電流としてＩ２に示す。
【００２９】
プッシュプル動作で合成されたトランジスタ１５、１６のコレクタ電圧ＶＱ１５、ＶＱ１６はトランス１２の二次側、同様のトランジスタ２５、２６のコレクタ電圧ＶＱ２５、ＶＱ２６はトランス２２の二次側に夫々昇圧されて連続した正弦波として現れ、放電管を点灯することになる。
【００３０】
以上、図２ではインバータ１９、２９について動作の説明を行ったが、図１にもどることにより明らかなように、ゼロレベル検出回路２のトリガ信号電圧ＶＤは、フリップフロップ回路１７、遅延回路２８を通してフリップフロップ回路２７、遅延回路ｎ８通してフリップフロップ回路ｎ７も加えられる。また、前記したようにインバータ１２，２９，ｎ９の共振回路の共振周波数はほぼ同じであり、遅延回路で発生する遅延時間を今回は９０°として説明したが、多インバーターのチャンネル数に応じて適宜に設定する事が肝要である。
【００３１】
このようにして、本発明の多チャンネルインバータは各インバータが位相差をもって同期した同じ周波数で動作を行い、複数の放電管がその動作に基づく位相差をもって同期した同じ周波数の高周波電圧で点灯される。このときのインバータ１９とインバータ２９の電源電流波形を加算しＩ１＋Ｉ２に示す。これは直流となっており妨害発生を低減するのに非常に有利である事がわかる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の多チャンネルインバータは、一つのインバータの共振回路の共振周波数に基づいて各インバータが位相差をもって同期した同じ周波数で動作を行い、複数の放電管が同期した同じ周波数の高周波電圧で点灯される。
【００３３】
放電管を点灯する高周波電圧の周波数の差がないので、放電管の間隔を広げる等の物理的手段を用いることなくちらつきを無くし、さらに各インバータの動作には位相差があるため、位相差ゼロの完全同期動作に比べ妨害の発生を大幅に低減させることができる。
【００３４】
無論、干渉を防止するための遮蔽物を新たに付加する必要もない。これらは、多チャンネルインバータの小型化、薄型化、軽量化に寄与する。本発明の多チャンネルインバータはこのようにすぐれた効果を有しており、極めて実用的な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多チャンネルインバータの実施例を示す回路図
【図２】図１の波形図
【符号の説明】
１  電源
２  ゼロレベル検出回路
１１、２１、ｎ１  コイル
１２、２２、ｎ２  トランス
１３、２３、ｎ３  コンデンサー
１４、２４、ｎ４  放電管
１５、２５、ｎ５  トランジスター
１６、２６、ｎ６  トランジスター
１７、２７，ｎ７  フリップフロップ回路
１９，２９，ｎ９  インバーター
２８、ｎ８  遅延回路
【図１】
2004304860.tif 000003
【図２】
2004304860.tif 000004