(57)【要約】【課題】２出力型のインバータトランスが２本の放電灯あたり２個必要となっていた。トランスを放電灯30の両側に配置する場合は、位相反転同期用の巻線同士を接続するケーブルが要るので組立てが面倒でコスト高であった。【解決手段】  一つの一次巻線１と、一次巻線１に同一の結合度で電磁結合する同じ巻数の二つの二次巻線２ａ、２ｂを備えたトランスにおいて、二次巻線２ａ、２ｂから中間タップを導出する。また、このようなインバータトランスを備えた放電灯点灯装置において、トランス１個に付き、両端に電極を有する複数の放電灯40を使用する。各二次巻線２ａ、２ｂの中間タップを接地し、各二次巻線２ａ、２ｂの両端を異なる放電灯40の電極に接続し、それぞれの放電灯40の両端に逆位相の交流電圧を加える。【選択図】    図１
2005012176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの一次巻線と、該一次巻線に同一の結合度で電磁結合する同じ巻数の二つの二次巻線を備えたインバータトランスにおいて、それぞれの二次巻線から中間タップを導出したことを特徴とするインバータトランス。
【請求項２】
第１、第２のボビンと、一つの一次巻線と、
第１のボビンに巻回された第１、第２の二次巻線と、
第２のボビンに巻回された第３、第４の二次巻線とを備え、
第１〜第４の各二次巻線は同一のインダクタンスを有し且つ同一の結合度で一次巻線に電磁結合することを特徴とするインバータトランス。
【請求項３】
請求項１のインバータトランストランスと、該インバータトランス１個に付き４本の放電灯とを備え、各二次巻線の中間タップを接地するとともに、直列接続した２本の放電灯を各二次巻線の両端に接続し、直列接続した２本の放電灯の両端に逆位相の交流電圧を加えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１のインバータトランストランスと、該インバータトランス１個に付き２本のＵ型の放電灯とを備え、各二次巻線の中間タップを接地するとともに、各二次巻線の両端にそれぞれ放電灯を接続し、各放電灯の両端に逆位相の交流電圧を加えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項２のインバータトランスと、該インバータトランス１個に付き、２本のＵ型の放電灯とを備え、第１の二次巻線の高電圧側の端子と、第２の二次巻線の高電圧側の端子との間に第１の放電灯を接続し、第３の二次巻線の高電圧側の端子と、第４の二次巻線の高電圧側の端子との間に第２の放電灯を接続して、それぞれの放電灯の両端に逆位相の交流電圧を加えるとともに、第１の二次巻線の低電圧側の端子と第２の二次巻線の低電圧側の端子を、少なくとも一方は抵抗を介して接地し、第３の二次巻線の低電圧側の端子と第４の二次巻線の低電圧側の端子を、少なくとも一方は抵抗を介して接地したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項６】
請求項２のインバータトランス１個に付き、４本の放電灯を備え、第１の二次巻線の高電圧側の端子と、第２の二次巻線の高電圧側の端子との間に直列接続した２本の放電灯を接続し、第３の二次巻線の高電圧側の端子と、第４の二次巻線の高電圧側の端子との間に直列接続した２本の放電灯を接続して、直列接続した２本の放電灯の両端に逆位相の交流電圧を加えるとともに、第１の二次巻線の低電圧側の端子と第２の二次巻線の低電圧側の端子を、少なくとも一方は抵抗を介して接地し、第３の二次巻線の低電圧側の端子と第４の二次巻線の低電圧側の端子を、少なくとも一方は抵抗を介して接地したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックライト用の放電灯を液晶表示パネルの背面に取付けた大型液晶モニターに好適な放電灯点灯装置に係り、１個で二組の高電圧出力を取り出すことが可能な磁気漏れ型のインバータトランスと、このインバータトランスを使用した放電灯点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の磁気漏れ型２出力インバータトランスとしては、たとえば特許文献１で開示されたものがある。このインバータトランスは、図８のように一つの一次巻線１に同一の結合度で電磁結合する同じ巻数の二つの二次巻線２ａ、２ｂを設けたものである。二次巻線２ａの両端のリード線はそれぞれ端子21、22の接続部21ａ、22ａに巻き付けて半田付けされ、二次巻線２ｂの両端のリード線はそれぞれ端子31、32の接続部31ａ、32ａに巻き付けて半田付けされている。放電灯が複数の場合にこのトランスを使用すれば、１出力型トランスを２個使うよりも実装面積を低減できる。
【特許文献１】特開２００１−１２６９３７号公報
【０００３】
図９に、このようなインバータトランスＴの使用例を示す。一端を接地した二次巻線２ａ、２ｂの他端に放電灯40ａ、40ｂがそれぞれ接続されている。Ｑ1 、Ｑ2 はプッシュプル接続されたスイッチングトランジスタ、Ｒはバイアス抵抗、Ｃは一次巻線１に並列に接続された共振コンデンサ、４は帰還巻線、５は他の駆動回路と周波数同期を取る際に使用する同期巻線である。一次巻線１の中間タップはチョークコイルＬを介して入力端子３に接続されている。そして、入力端子３に直流電圧を印加して、二次巻線２ａ、２ｂ側に正弦波の高周波電圧を出力し、同位相の交流電圧で二つの放電灯40ａ、40ｂを点灯させるものである。
【０００４】
液晶モニターの大型化に伴って放電灯は長尺になってきており、４０インチ以上の大画面になると８５ｃｍ以上の長さとなる。例えば図12に示すように、画面６の裏側に１２〜２０本程度の放電灯40が配置される。このような長い放電灯を点灯させるには、１８００Ｖｒｍｓもの高いキックオフ電圧が必要であり、点灯後も常に１２００Ｖｒｍｓ以上の高電圧を放電灯の電極に印加する必要がある。高電圧を加えるため、コロナ放電が起きやすいばかりでなく、液晶パネルに電界ノイズが発生することがあった。
【０００５】
長尺の放電灯を使用したバックライトモジュールはストレー容量が大きく、漏れ電流も多くなる。その結果、図11に破線Ａで示すように放電灯の左端と右端の輝度差ａが大きくなり、最大で１００カンデラの輝度差ａが発生する問題があった。この輝度差ａは液晶パネルの輝度ムラとして現れる。
【０００６】
そこで図10に示すように、２本の放電灯40ａ、40ｂを点灯するのに、二つのインバータトランスＴ1 、Ｔ2 を使用して、放電灯40ａ、40ｂの両端の電極に逆位相の電圧を加えるようにした倍電圧駆動のインバータ回路が用いられている。それぞれのインバータトランスＴ1 、Ｔ2 の同期巻線５を互いに接続して、反転した位相で同期するようにしてある。この場合、放電灯40ａ、40ｂの中央部分は交流的にゼロ電位となる。そして、両端の電極に印加する電圧が半減するので電界の影響が少なくなり、図11の実線Ｂのように、放電灯の位置による輝度差ｂも低減される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、図10の構成では２出力型のインバータトランスが２本の放電灯あたり２個必要となる。また、左右に遠く離れた位置にある同期巻線５同士を接続するケーブルが要るので、組立てが面倒でコスト高になる。また、多数の放電灯を点灯する場合は図10の装置を複数組使用するので、それらの間に位相特性のバラツキが発生する欠点があった。
【０００８】
本発明は１個のインバータトランスから二つの高電圧出力を取り出すことが可能なインバータトランスと、このインバータトランスを用いた組立容易で輝度ムラの少ない放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による第１のインバータトランスは、一つの一次巻線１と、一次巻線１に同一の結合度で電磁結合する同じ巻数の二つの二次巻線２ａ、２ｂを備え、それぞれの二次巻線２ａ、２ｂから中間タップを導出した構成を特徴とする。
【００１０】
また本発明による第２のインバータトランスは、ボビン20、30と、一つの一次巻線１と、一次巻線１に同一の結合度で電磁結合する４本の二次巻線２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとを備え、２本の二次巻線２ａ、２ｂをボビン20に巻回し、２本の二次巻線２ｃ、２ｄをボビン30に巻回した構成を特徴とする。このインバータトランスは、二次巻線の一部を外部回路で接続することで第１のインバータトランスと同等の機能が得られるうえ、放電灯電流検出機能を容易に付加できる構成である。
【００１１】
さらに、本発明による放電灯点灯装置は、このようなインバータトランス１個に付き、両端に電極を有する複数の放電灯40を備え、各二次巻線２ａ、２ｂの中間タップをそのまま接地あるいは抵抗を介して接地するとともに、各二次巻線２ａ、２ｂの両端を異なる放電灯40の電極に接続し、それぞれの放電灯の両端に逆位相の交流電圧を加える構成を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、２本あるいは４本の放電灯あたり１個のインバータトランスを用いることで高電圧駆動の放電灯点灯装置を実現でき、トランスの使用数を大幅に低減できる。放電灯を２列に配置したときは、１列配置に比べて各電極に加わる電圧が半減してレアショートのおそれが少なくなるうえ、放電灯が短くなり強度が向上する。２列の点灯装置間の位相同期及び接続ケーブルが不要なので、組立てが容易で余分なスペースを省くことができる。また、配線距離を短縮できて位相特性のバラツキが発生しないうえ、輝度ムラの少ない放電灯点灯装置が得られる。
【実施例】
【００１３】
図１にインバータトランスＴの一実施例を示す。なお、以下の図においても従来例と対応する部分には同一の符号を付して説明する。絶縁性の一つのボビン10と二つのボビン20、30が、側面を対向させて下コア50の上に取付けてある。ボビン10には従来と同様に一次巻線１及び帰還巻線を巻回し、そのリード線を側面に取付けた端子12に接続してある。ボビン20、30には、それぞれ一次巻線１に同一の結合度で電磁結合する同じ巻数の二次巻線２ａ、２ｂを巻回してある。
【００１４】
磁性体からなる下コア50には、上方に突出した脚51、52、53と、磁気分路用の細長い突起54が形成してある。脚51は一次巻線１の中心に挿入され、脚52、53はそれぞれ二次巻線２ａ、２ｂの中心に挿入されている。図示しない平板状の上コアが、下コア50の脚51、52、53に突き合わされて閉磁路を形成する。これら一対の上コアと下コア50によって、一次巻線１と二次巻線２ａ、２ｂは電磁結合される。突起54は二つの二次巻線２ａ、２ｂと一次巻線１の間に位置しており、巻線間の電磁結合を弱める作用をする。
【００１５】
このインバータトランスＴが図８に示した従来のものと異なるのは、二次巻線２ａ、２ｂから、それぞれ中間タップを導出した点にある。すなわち、ボビン20とボビン30に、それぞれ端子23、端子33を追加して設けるとともに、二次巻線２ａの中間タップを端子23の接続部23ａに接続し、二次巻線２ｂの中間タップを端子33の接続部33ａに接続してある。また、図１のインバータトランスにおける二次巻線２ａ、２ｂは、図８の従来のインバータトランスよりも巻数を増やしたものとされる。
【００１６】
図２はインバータトランスＴの他の実施例を示すものである。ボビン20、30には、それぞれ４本の端子21〜24、31〜34を取付けてある。一方のボビン20には２本の二次巻線２ａ、２ｂを巻回してある。二次巻線２ａの高電圧側の端部は端子21に接続し、低電圧側の端部は端子23に接続してある。二次巻線２ｂの高電圧側の端部は端子22に接続し、低電圧側の端部は端子24に接続してある。
【００１７】
他方のボビン30には２本の二次巻線２ｃ、２ｄを巻回してある。二次巻線２ｃの高電圧側の端部は端子31に接続し、低電圧側の端部は端子33に接続してある。二次巻線２ｄの高電圧側の端部は端子32に接続し、低電圧側の端部は端子34に接続してある。４本の二次巻線２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、同一のインダクタンスを有し且つ同一の結合度で一次巻線１に電磁結合するようになされている。
【００１８】
このインバータトランスＴの回路図を図３に示す。端子23と端子24、端子33と端子34を、それぞれ外部の回路で共通接続すると、端子23、24は二次巻線２ａ＋二次巻線２ｂの中間タップとなり、端子33、34は二次巻線２ｃ＋二次巻線２ｄの中間タップとなる。したがって、このように外部で接続したとき、このインバータトランスは図１のインバータトランスと回路的に等価となる。
【００１９】
図４は図１のようなインバータトランスを使用した放電灯点灯装置の実施例を示すものである。両端に電極を有するＵ型管からなる２本の放電灯40ａ、40ｂを一つのインバータトランスＴを用いて点灯する構成である。二次巻線２ａ、２ｂの中間タップは共に接地してある。二次巻線２ａの両端を放電灯40ａの両端の電極に接続し、二次巻線２ｂの両端を放電灯40ｂの両端の電極に接続してある。放電灯40ａ、40ｂの両端には逆位相の交流電圧が加わり、倍電圧で駆動されることになる。なお、インバータトランスＴの一次側の回路は図９の従来例と同一の構成である。
【００２０】
Ｕ型管は２本の直管を直列接続したものと特性的に等価である。したがって、図４の回路の代わりに図５のように構成してもよい。１個のインバータトランスＴに対して４本の放電灯40を使用し、各二次巻線２ａ、２ｂの中間タップを接地して、それぞれの二次巻線２ａ、２ｂの両端に、直列接続した２本の放電灯40を接続するものである。直列接続した２本の放電灯40の両端には逆位相の交流電圧が加えられる。
【００２１】
図５の回路のものを二組、左右対称に配置することにより、図13のように画面６に対して直管の放電灯40が縦２列に並んだものを構成できる。放電灯40は電極を外側に向けた形に並ぶので、インバータトランスＴと放電灯40との接続が容易になり好都合である。同じ画面サイズで図13のように放電灯40を配置したとき、画面６の横幅方向の輝度ムラ及び印加電圧は、図12のように放電灯40を配置した場合の約半分となる。なお、図13には放電灯40を縦２列に配置した例を示したが、全体を９０度回転させ、放電灯40が横２列に並ぶ構成としてもよい。
【００２２】
図６は、図２及び図３のインバータトランスＴを使用した放電灯点灯装置の実施例を示すものである。両端に電極を有するＵ型の２本の放電灯40を一つのインバータトランスＴを用いて点灯する構成である。二次巻線２ａの高電圧側の端子21と二次巻線２ｂの高電圧側の端子22の間、二次巻線２ｃの高電圧側の端子31と二次巻線２ｄの高電圧側の端子32の間に、それぞれ放電灯40を接続してある。
【００２３】
二次巻線２ｂの低電圧側の端子24と二次巻線２ｄの低電圧側の端子34はそのまま接地し、二次巻線２ａの低電圧側の端子23と二次巻線２ｃの低電圧側の端子33は、それぞれ放電灯電流検出用の抵抗Ｒ1 、抵抗Ｒ2 を介して接地してある。二次巻線２ａと抵抗Ｒ1 の接続点、二次巻線２ｃと抵抗Ｒ2 の接続点は、共に図示しない放電灯電流検出回路に接続される。放電灯電流を検出することにより、放電灯40に異常が発生した場合に備えた保護回路等を構成できる。放電灯40の両端には逆位相の交流電圧が加えられ、倍電圧で駆動される。インバータトランスＴの一次側の回路は図９の従来例と同一の構成である。
【００２４】
図２のインバータトランスＴを使用して、図７のような放電灯点灯装置を構成することも出来る。１個のインバータトランスＴに対して直管型の４本の放電灯40を使用するものである。二次巻線２ａの高電圧側の端子21と二次巻線２ｂの高電圧側の端子22との間、二次巻線２ｃの高電圧側の端子31と二次巻線２ｄの高電圧側の端子32との間に、直列接続した２本の放電灯40をそれぞれ接続する。直列接続した２本の放電灯40の両端には逆位相の交流電圧が加えられる。
【００２５】
図６には、二次巻線２ｂ、２ｄの低電圧側の端子24、34はそのまま接地した例を示したが、図７のように、これらの端子24、34も放電灯電流検出用の抵抗Ｒ3 、Ｒ4 を介して接地してもよい。このように両側の放電灯電流を検出する構成とした場合は、バックライトモジュールにおける放電灯の装着ズレや傾き等に起因する放電灯の両電極側の電流のバラツキを検出できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のインバータトランスの一実施例を示す要部の平面図
【図２】インバータトランスの他の実施例を示す要部の平面図
【図３】同インバータトランスの回路図
【図４】放電灯点灯装置の第１実施例を示す回路図
【図５】同、第２実施例を示す要部の回路図
【図６】同、第３実施例を示す回路図
【図７】同、第４実施例を示す要部の回路図
【図８】インバータトランスの従来例を示す要部の平面図
【図９】従来の放電灯点灯装置の構成例を示す回路図
【図１０】従来の放電灯点灯装置の他の構成例を示す回路図
【図１１】放電灯の輝度分布図
【図１２】従来の放電灯の配置を示す背面図
【図１３】本発明による放電灯の配置例を示す背面図
【符号の説明】
【００２７】
１  一次巻線
２  二次巻線
Ｔ  インバータトランス
40  放電灯
【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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