(57)【要約】 【課題】  圧電トランスを用いた冷陰極管点灯装置のエネルギー効率を向上すること。【解決手段】  パルス幅調整により入力電圧に合わせて出力のデューティを調整する機能を有するＩＣ８と、ＩＣ８のデューティを調整するための端子と、入力電圧１を抵抗分圧した中点を、ダイオード１６で接続する。ダイオード１６としてツェナーダイオードを用いてよいし、トランジスタで代替してもよい。これによって、入力電圧１と出力のデューティの関係が理想値に近くなり、冷陰極管点灯装置のエネルギー効率が向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅調整により入力電圧に合わせて出力のデューティを調整する機能を有するＩＣと、前記ＩＣのデューティを調整するための端子と入力電圧を抵抗分圧した中点とを接続するダイオードまたはトランジスタのいずれかを少なくとも１個有することを特徴とする冷陰極管点灯装置。
【請求項２】
前記ダイオードは、ツェナーダイオード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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極管の点灯および調光を行うための、冷陰極管点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型大画面のＴＶや、パーソナルコンピュータなどに用いられる、液晶ディスプレイの需要の増加が顕著である。液晶ディスプレイを用いた画像の表示には、液晶自体が発光しないことから、液晶パネルの背後にバックライトと称される光源を配置する必要がある。
【０００３】
このような液晶ディスプレイの中でも、特にノート型パーソナルコンピュータやポータブルＤＶＤプレーヤーなどの携帯型に用いられる場合は、必然的にバッテリー駆動となるため、エネルギー効率を高くする必要があり、バックライトには、冷陰極管が用いられる。
【０００４】
冷陰極管においては、高電圧で電子を加速して点灯するので、１０００Ｖ以上もの電圧が必要となる。このため、バッテリーの電圧を昇圧するためのトランスと、直流を交流に変えるインバータが必要となる。
【０００５】
これらのトランスやインバータとしては、機械的な振動でエネルギー伝達を行うため高エネルギー密度が得られることや、巻線を使用しないためノイズの発生が極めて少ないなどの理由で圧電方式のインバータが多用されている。
【０００６】
また、冷陰極管の輝度調整には、電源にＦＥＴなどのスイッチング素子により、高速でＯＮ／ＯＦＦを行うとともに、ＯＮ／ＯＦＦの長さで出力を調整するパルス幅調整方式（Pulse  Width  Modulation：以下、ＰＷＭと記す）が用いられる。ＰＷＭは、従来の方式に比較して回路が複雑になるが、電源の小型軽量化への寄与が非常に大きく、液晶ディスプレイのバックライトに適した方式である。
【０００７】
このような例として、例えば特許文献１には、制御電圧により、調光電圧調整回路から出力される二つの調光電圧に応じて、パルス電源回路が出力するパルス電圧のデューティを調整し、圧電トランスを間歇的に駆動することで、冷陰極管に流れる平均管電流を変化させる技術が開示されている。
【０００８】
また、図７は、従来の冷陰極管点灯装置の一例を示す図である。図７において、１は入力電圧、４、５、７は抵抗、６はキャパシタンス、８は出力のデューティを調整するためのＩＣ、９、１０、１１、１２はＭＯＳＦＥＴ、１３はインダクタンス、１４は圧電トランス、１５は冷陰極管である。
【０００９】
図７の冷陰極管点灯装置において、ＩＣ８のＶＣＨＯＰは、デューティ調整用の端子であり、このＶＣＨＯＰの電圧レベルにより、出力端子である、ＰＧＡＴＥ１、ＮＧＡＴＥ１、ＰＧＡＴＥ２、ＮＧＡＴＥ２に発生するパルスのデューティが決定される。
【００１０】
入力電圧１と基準電源ＶＲＥＧとＧＮＤの間には抵抗が接続されていて、その中点がＶＣＨＯＰに接続されている。そして、具体的には、ＶＣＨＯＰの電圧が高いとデューティは小さくなり、ＶＣＨＯＰの電圧が低いとデューティは大きくなる。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２９８０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図７に示した冷陰極管点灯装置では、基準電源ＶＲＥＧの電圧は一定であるため、ＶＣＨＯＰの電圧は入力電圧に対してリニアに変化し、出力のデューティもリニアに変化する。しかし、入力電圧に対する理想的なデューティはリニアではない。
【００１３】
図６は、入力電圧に対するデューティの関係を示した図で、一点鎖線が理想値、破線が従来の冷陰極管点灯装置の実測値である。このように、従来の冷陰極管点灯装置では実動作のデューティが入力電圧に対して、ほぼリニアになっているため、効率が低下する。従って、本発明の課題は、圧電トランスを用いた冷陰極管点灯装置のエネルギー効率を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、前記の課題解決のため、従来の冷陰極管点灯装置の回路構成を再検討した結果なされたもので、パルス幅調整により入力電圧に合わせて出力のデューティを調整する機能を有するＩＣと、前記ＩＣのデューティを調整するための端子と入力電圧を抵抗分圧した中点とを接続するダイオードまたはトランジスタをいずれかを少なくとも１個有することを特徴とする冷陰極管点灯装置である。
【００１５】
また、本発明は、前記ダイオードが、ツェナーダイオードであることを特徴とする、前記の冷陰極管点灯装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の冷陰極管点灯装置は、回路構成の変更により、入力電圧に対するデューティの変化が理想状態に近くなるため、全入力電圧範囲において最適なデューティが得られ、エネルギー効率が向上する。
【００１７】
また、本発明の冷陰極管点灯装置における回路構成の変更は、ダイオードなどの素子を追加するだけなので、製造コストへ及ぼす影響が小さいことも特徴である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る冷陰極管点灯装置の一例を示す図である。本例は、図７に示した従来の冷陰極管点灯装置に抵抗２、抵抗３、ダイオード１６を付加した構成になっている。
【００２０】
この例では、入力電圧を抵抗２及び抵抗３で抵抗分圧し、図１でＢで示した中点と、Ａで示したＶＣＨＯＰに接続する箇所との間にダイオード１６を接続する。このような構成にすることで、入力電圧が高い場合、Ｂ点はＡ点より高い電位にあるため、Ａ点からＢ点へ流れる電流はゼロとなり、Ｂ点の電圧は、図７に示した従来の冷陰極管点灯装置と同様に、抵抗４、抵抗５、抵抗７による分圧で決定される。
【００２１】
また、入力電圧が低い場合は、Ｂ点はＡ点より低い電位になり、Ａ点からＢ点へ流れる電流が発生する。図７に示した従来の冷陰極管点灯装置では、抵抗４、抵抗５、抵抗７による分圧でＡ点の電圧が決定されたが、Ａ点からＢ点へ流れる電流が発生するために、Ａ点の電圧は、従来の冷陰極管点灯装置の値と比較して低い電圧になる。
【００２２】
そして、この動作により、Ａ点の電圧は、入力電圧が一定の値以下になると、急速に低下する。デューティに換算すると、入力電圧が一定以下になると、急速にデューティが増加する。このような特性を利用することで、デューティを理想値に近づけることが可能となる。
【００２３】
図４は、図１に示した本発明の実施の形態に係る冷陰極管点灯装置の、入力電圧とデューティの関係を示す図である。図４において、実線は本発明、破線は図７に示した従来の冷陰極管点灯装置、一点鎖線は理想値である。この図から明らかなように、本発明により、理想値に近い入力電圧とデューティの関係が得られる。また、図５は、入力電圧と効率の関係を示す図で、本発明により、入力電圧の全範囲に亘ってエネルギー効率が向上することを示している。
【００２４】
また、図２は、本発明の実施の形態の別の例を示す図で、ダイオードとしてツェナーダイオードを用いた冷陰極管点灯装置の例である。このような構成によっても、図１に示した場合と同様に、特性が向上した冷陰極管点灯装置が得られる。
【００２５】
さらに、図３は、本発明の実施の形態の別の例を示す図で、ダイオードの代替として、トランジスタを用いた冷陰極管点灯装置の例である。この場合も、図１に示した場合と同様に、特性が向上した冷陰極管点灯装置が得られる。
【００２６】
なお、前記の例では、ダイオード、ツェナーダイオード、トランジスタをそれぞれ単独で接続した例を示したが、これらを適宜組み合わせ用いることも可能であることは勿論である。以上に説明したように、本発明によれば、エネルギー効率が従来よりも向上した冷陰極管点灯装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷陰極管点灯装置の一例を示す図。
【図２】ダイオードとしてツェナーダイオードを用いた冷陰極管点灯装置の例を示す図。
【図３】トランジスタを用いた冷陰極管点灯装置の例を示す図。
【図４】本発明の実施の形態に係る冷陰極管点灯装置の入力電圧とデューティの関係を示す図。
【図５】入力電圧と効率の関係を示す図。
【図６】入力電圧に対するデューティの関係を示す図。
【図７】従来の冷陰極管点灯装置の一例を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１    入力電圧
２，３，４，５，７    抵抗
６    キャパシタンス
８    ＩＣ
９，１０，１１，１２    ＭＯＳＦＥＴ
１３    インダクタンス
１４    圧電トランス
１５    冷陰極管
１６    ダイオード
１７    ツェナーダイオード
１８    トランジスタ
【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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