(57)【要約】液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）バックライトインバータのパルス幅変調（ＰＷＭ）調光中の過電圧防御を与えるシステム及び方法を提供する。開示したシステムは、２つのロウ電圧（又は電流）信号、すなわち、出力電圧検知信号及び防御トリガしきい値信号を与えることによって、過電圧防御を達成する。前記出力電圧検知信号は、バラスト出力電圧を表す。前記出力電圧検知信号及び防御トリガしきい値電圧信号を比較器に入力し、予め決められた期間中、前記出力電圧検知信号が前記防御トリガしきい値電圧信号より高い場合、過電圧防御を活性化する。
2004508692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路の少なくとも１つの出力部における両端間の過電圧に対して防御する過電圧防御システムであって、前記回路が、前記１つの出力部の両端間の電圧を、前記電圧をオン及びオフに周期的に切り替えることによってパルス幅変調するＰＷＭ回路網を具える過電圧防御システムにおいて、
第１電圧信号及び第２電圧信号を比較する比較器と、
前記比較器の出力部に接続され、前記比較器によって決定される前記第１電圧信号が前記第２電圧信号より高い場合、予め決められた時間を計るタイマと、
前記タイマの出力部に接続された入力部を有し、前記予め決められた時間後、前記第１電圧信号が前記第２電圧信号より高い場合、信号を伝送するラッチとを具え、
前記ＰＷＭ回路網に結合し、前記ＰＷＭ回路がスイッチオンされた前記回路の出力部の両端間の電圧を保持する間、前記タイマが前記予め決められた時間のみを計ることを確実にする制御回路をさらに具えることを特徴とする過電圧防御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の過電圧防御システムにおいて、前記ラッチから前記信号を受け、前記予め決められた時間後に前記第１電圧信号が前記第２電圧信号より高い場合にパワー段を駆動する信号の発振を停止する前記回路のコントローラに供給信号を伝送する論理回路網をさらに具えることを特徴とする過電圧防御システム。
【請求項３】
請求項１に記載の過電圧防御システムにおいて、前記ラッチが、基準電圧を受ける他の入力部と、トランジスタに接続された出力部とを含むことを特徴とする過電圧防御システム。
【請求項４】
請求項１に記載の過電圧防御システムにおいて、比較器信号を、前記比較器出力信号が、前記第１電圧信号が前記第２電圧信号より高いことを示す場合、発生し、前記比較器信号が、前記第１電圧信号が前記第２電圧信号より高い間は前記ＰＷＭ回路網によって行われるパルス幅変調動作の停止を開始することを特徴とする過電圧防御システム。
【請求項５】
請求項１に記載の過電圧防御システムにおいて、前記回路に接続された負荷の活性化中に電圧信号を受け、前記負荷のその後のパルス幅変調不活性化中に前記電圧信号を予め決められたレベルに保持するサンプルアンドホールド回路をさらに具え、前記保持された電圧を前記比較器への第１電圧信号入力とすることを特徴とする過電圧防御システム。
【請求項６】
請求項１に記載の過電圧防御システムにおいて、前記タイマと直列におけるスイッチをさらに具え、前記スイッチが、過電圧状態が存在するかどうかを示すスイッチ制御信号を入力として受け、前記スイッチ制御信号が、前記スイッチの状態を制御し、前記スイッチ制御信号が、前記第１電圧の前記回路によるパルス幅変調周期に対応し、前記スイッチ制御信号が前記スイッチを制御し、前記タイマの予め決められた時間の終了を累算し、前記第１電圧信号がゼロより高い場合の期間を計ることを特徴とする過電圧防御システム。
【請求項７】
請求項１に記載の過電圧防御システムにおいて、前記第２電圧信号が、負荷時の負荷電圧より予め決められた量だけ上で、無負荷時過電圧より下のしきい値電圧を表すことを特徴とする過電圧防御システム。
【請求項８】
請求項１に記載の過電圧防御システムにおいて、前記回路をＬＣＤバックライトインバータ回路としたことを特徴とする過電圧防御システム。
【請求項９】
請求項１に記載の過電圧防御システムにおいて、前記比較器を集積された回路パッケージ内としたことを特徴とする過電圧防御システム。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の過電圧防御システムを具え、少なくとも１個のランプから成る負荷を動作し、前記少なくとも１個のランプの両端間の電圧を、前記電圧をオン及びオフに周期的に切り替えることによってパルス幅変調するＰＷＭ回路網を具えるバラスト回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本開示は、一般的に、負荷を制御するバックライトインバータ回路網に関する。さらに特に、本開示は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）バックライトインバータのパルス幅変調（ＰＷＭ）調光中の過電圧防御用システムに関する。
【０００２】
開回路防御を含むかもしれない過電圧防御は、一般的に、ランプのような負荷を制御し、安全で有効な動作を与えるバックライトインバータ回路に必要である。１個以上のランプが前記ＬＣＤバックライトインバータのバラストの出力部に接続されていない場合、ある種の防御方法又はシステムが準備されていないと、前記バラスト出力部の両端間に高電圧が存在し、すなわち過電圧が生じる。この過電圧状態の結果として、前記バラストの出力部において、前記ランプが前記バラストの出力部に接続されている場合の通常の出力電圧よりも高い電圧を有することになる。前記過電圧状態中、前記バラスト出力部に接触が起こった場合、破壊されるおそれがある。さらに、前記過電圧状態は、前記バラストの構成要素に損害を与え、及び／又は、前記バラストを予期されない状態にし、結局前記バラストに損害を与えるおそれがある。
【０００３】
ランプ駆動回路における過電圧防御は、米国特許明細書第５６８００１７号、第６０１１３６０号及び第６０８４３６１号において記載されており、これらの内容は参照によってここに含まれる。
【０００４】
最新技術において、図１の先行技術のバックライトインバータによって示すように、過電圧状態が検知された場合、すなわち、前記バラスト回路の出力電圧（コントローラＵ２への入力電流に比例する）が、コントローラＵ２内の比較器によって比較されるようなしきい値電圧より高い場合、ワンショットタイマを、前記比較器の出力によって活性化し、ワンショットタイムを計る。
【０００５】
コントローラＵ２の内部構成要素は、米国特許明細書第５６８００１７号において詳細に記載されている。したがって、過電圧状態を検知するのに使用される比較器は、最低過電圧状態（ＯＶ）を検知することができる比較器４２１か、最高過電圧状態（ＯＶＭＡＸ）を検知することができる比較器４２４か、「パニック」過電圧状態（ＯＶＰＡＮＩＣ）を検知することができる比較器４２７かを含んでもよい。前記入力電流を、コントローラＵ２のピンＶＬに供給する。
【０００６】
米国特許明細書第５６８００１７号への継続した参照と、追加で米国特許明細書第６０１１３６０号への参照と共に、前記ワンショットタイマは、外部キャパシタ、すなわち、ＣＰによって示される第３ピンに接続された外部コントローラＵ２と、Ｒｒｅｆによって示される第１２ピンに接続された外部抵抗とを含んでもよい。これらの構成要素及び回路網が、例えば、図１のバックライトインバータのコントローラＵ２と共に使用され、過電圧状態が前記ワンショットタイムの終了時において存在することを示す場合、図１のバックライトインバータ回路は、過電圧防御を活性化する。過電圧防御が最大限の光出力中にトリガされた場合、前記回路は待機モードに入り、ランプＪ１、Ｊ２への出力はゼロに降下する。
【０００７】
傍注として、短絡防御が図１のバックライトインバータによってトリガされた場合、パワー段モジュールＰＳＭは、コントローラＵ２への電源電圧ｃｈｉｐ＿Ｖｄｄ、したがって、パワー段モジュールＰＳＭ及びＰＷＭ調光論理回路網Ｕ３への制御信号Ｓ１及びＳ２の出力の各々を遮断することによってシャットダウンされる。信号Ｓ１の発振を、少なくとも、ＰＷＭ調光論理回路網Ｕ３からコントローラＵ２が受けるＬａｍｐＯｎ信号によって制御する。信号Ｓ３及びＳ１は、パワー段モジュールＰＳＭ内のパワースイッチのロウ側及びハイ側を各々駆動する。
【０００８】
信号Ｓ２は、ＰＷＭ調光論理回路網Ｕ３に信号Ｓ３を発生させ、パワー段モジュールＰＳＭに伝送させ、パワー段モジュールＰＳＭを動作する。コントローラＵ２が一旦動作を停止すると、信号Ｓ１及びＳ３は発生を止める。次に、ランプＪ１、Ｊ２への出力電圧はゼロに降下する。
【０００９】
前記ワンショットタイマは、前記ランプが前記バラスト出力部に接続されている場合でも、きわめて短い時間のスパイク又は大きい過渡出力電圧が存在するかもしれない場合、誤ったトリガによる遮断を回避するのに必要である。誤ったトリガの場合において、前記過電圧防御は、前記ランプが前記バラスト出力部に接続されている場合、誤った状態が前記ワンショットタイマの開始及び終了時に生じることはほとんどありそうにないため、前記ワンショットタイマの終了において活性化しない。
【００１０】
この慣例的な過電圧防御機構の欠点は、パルス幅変調（ＰＷＭ）を使用して、図１に示すようなＬＣＤバックライトインバータ、すなわち、負荷又はランプの制御に使用される回路網を調光する場合、生じる。調光は、前記ランプを固定された周波数でターンオン及びオフすることによって達成され、調光レベルすなわち調光量は、ＰＷＭ信号発生器ＧＥＮによって発生され、ＰＷＭ調光論理回路網Ｕ３に供給される前記ＰＷＭ信号のデューティ比によって決定される。前記固定された周波数が約１７０Ｈｚの場合、不連続にターンオン及びオフする（すなわち、明滅する）前記ランプを誰も知覚することはできず、調光は、平均光出力で知覚される。
【００１１】
前記ワンショットタイマを過電圧防御に使用する場合、前記ワンショットタイマの持続時間、例えば、１０ミリ秒ないし１秒は、代表的に、前記ＰＷＭ信号の周期、例えば、約５−６ミリ秒よりかなり長い。前記ランプは、前記ＬＣＤバックライトインバータのＰＷＭ調光中、固定された周波数によって不連続にオンオフするため、前記ランプがバラスト出力部Ｂ１、Ｂ２から除去、又は分離された場合でも、前記ワンショットタイマの終了時における、異なった調光レベル、動作周波数等による誤った状態を容易に検出することができない。この問題を、図２Ａ−２Ｃの参照と共に、後にさらに説明する。
【００１２】
図２Ａは、参照符１０によって一般的に示す先行技術の過電圧防御システムのブロック図である。このシステムにおいて、出力検知（“ＯｕｔｐｕｔＳｅｎｓｉｎｇ”）電圧及びしきい値（“Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ”）電圧を、コントローラＵ２と同様であってもよいコントローラ（図示せず）内の比較器１２に入力する。前記出力検知電圧は、バラスト電圧出力レベルに対応する。前記出力検知電圧が前記しきい値電圧より高い場合、活性化信号を、前記コントローラ内のワンショットタイマ１４及び論理回路１６に伝送する。前記活性化信号はワンショットタイマ１４を活性化し、ワンショットタイマ１４は予め決められたワンショットタイム期間を計り始める。前記予め決められたワンショットタイム期間の終了時に、前記コントローラは発振を停止し、信号ＳＩＧ１、ＳＩＧ２を伝送し、図１のパワー段モジュールＰＳＭと同様であってもよいパワー段モジュール（図示せず）内の少なくとも１個のパワースイッチをターンオフする。
【００１３】
図２Ｂは、図２Ａのワンショットタイマ１４の活性化中のタイミング図を示す。この図は、前記ＰＷＭ信号と、前記しきい値電圧より高くあるべきとする対応する出力検知電圧とを示す。ハイストップタイマ信号（前記ワンショットタイマ期間の開始を合図する）（“Ｓｔｏｐ　Ｔｉｍｅｒ”）を、時間Ａにおいて、ワンショットタイマ１４によって発生する。前記出力検知電圧がハイの場合、すなわち、ハイＰＷＭ信号中の点Ａ及びＣにおいて、前記ランプはターンオンしようとされ、ハイＰＷＭ信号中の点Ｂ及びＤにおいて、前記ランプはターンオフしようとされる。図２Ｃは、ワンショットタイマ１４が不活性化したとき、すなわち、前記予め決められたワンショットタイマ期間の終了時における時間を示すタイミング図を示す。
【００１４】
したがって、図２Ｂ及び２Ｃにおいて例示したような前記予め決められたワンショットタイム期間の終了時において問題が生じる。図２Ｃからわかるように、ワンショットタイマ１４がオフであるとき、すなわち、前記予め決められた亜ｗンショットタイム期間の終了時において、前記ランプのバラスト出力部の両端間の出力電圧は、例えば、前記ワンショットタイム期間が図２Ｃの期間Ｂ内に終わり、前記ランプが前記ＰＷＭ周期によってターンオフする場合、ロウになる。
【００１５】
したがって、期間Ｃの開始時において、論理回路網１６は、比較器１２のロウ出力を検知し、図１によって示すバラスト出力部Ｂ１、Ｂ２のような前記バラスト出力部の両端間の電圧をハイに保つ。しかしながら、バラスト出力部Ｂ１、Ｂ２の両端間の出力電圧は、前記しきい値電圧を超える。いずれにせよ、比較器１２のロウ出力が検知されるため、過電圧は検知されず、したがって過電圧防御はトリガされない。これは、容易に検知及び防御できない前記バラスト出力部の両端間の過電圧状態を生じる。
【００１６】
したがって、先行技術に関する前記問題を克服する、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）バックライトインバータのパルス幅変調（ＰＷＭ）調光中に過電圧防御を与えるシステム及び方法に対する必要性が存在する。
【００１７】
本開示によれば、先行技術に関する前記問題を除去する、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のパルス幅変調（ＰＷＭ）調光中の過電圧防御を与えるシステム及び方法が提供される。
【００１８】
開示するシステム及び方法は、過電圧防御を、２つのロウ電圧信号（又は同等の電流）信号、すなわち、出力電圧検知信号及び防御トリガしきい値電圧信号を与えることによって達成する。前記出力電圧検知信号は、先行技術のように、出力トランス検知巻線又はキャパシタディバイダから得ることができる前記バラスト出力部の両端間のバラスト出力電圧を表す。前記防御トリガしきい値電圧信号は、公称負荷時ランプ電圧より上で、無負荷時過電圧より下の予め決められた量における電圧レベルを表す。前記出力電圧検知信号を、好適には、比率係数によって増減して前記出力電圧を表し、前記防御トリガしきい値電圧を、同じ比例係数によって増減する。
【００１９】
前記出力電圧検知及び防御トリガしきい値電圧信号をコンピュータに入力し、過電圧防御を、予め決められた期間中、前記電圧検知信号が前記防御トリガしきい値電圧信号より高い場合にのみ活性化する。誤った過電圧検知を最小に又はこれから守るために、前記防御トリガしきい値電圧信号を、代表的には、あらゆる条件の下でのバラスト出力電圧を反映した最悪の場合よりわずかに高く、例えば約１０％高くする。
【００２０】
本開示による第１実施形態において、ＰＷＭ調光中の過電圧防御が確実に検知された場合、前記ＰＷＭ信号を、前記ＬＣＤバックライトインバータに接続された１個以上のランプを駆動するパワー段モジュールに達することからブロックする（マスクする）。過電圧状態が検知されたら、前記ＰＷＭ信号を、ワンショットタイマによって計られるような予め決められた停止期間、例えば、約１０ミリ秒から１秒間中ブロックする。前記過電圧状態が前記予め決められた期間の終了時に依然として存在する場合、ラッチをセットし、前記システム全体を、コントローラへの電源電圧を遮断することによってシャットダウンする。
【００２１】
本開示の過電圧防御システムを、短絡防御システム（又は過電流防御システム）のラッチ及び関連する回路網を共有するように設計し、システム構成要素の数を減らすことが考えられる。これら２つの防御システム間で構成要素を共有することによって、ここで開示した過電圧防御システムの全体のコストが減少する。
【００２２】
本開示による第２実施形態において、前記ＬＣＤバックライトインバータのＰＷＭ調光中の過電圧防御は確実に検知されるが、ＰＷＭ調光を引き起こす前記ＰＷＭ信号は、前記パワー段モジュールからブロックもマスクもされない。この場合において、前記システムは、前記出力電圧が前記ＰＷＭ信号と同期するＰＷＭ調光中であっても、前記出力電圧検知信号が前記バラスト出力部の両端間の過電圧出力電圧を正確に表すことを保証する。これを、前記過電圧出力電圧をランプオン期間中に検知し、前記過電圧出力電圧を表す出力電圧検知信号をランプオフ期間中に放電せずに保持するサンプルアンドホールド回路を使用することによって成し遂げる。これは、前記出力電圧検知信号が放電されるのを防ぐ。次に、前記出力電圧検知信号を、前記第１実施形態と同様の回路構成に与える。
【００２３】
前記過電圧防御システムは、前記短絡防御システムのラッチ及び関連する回路網を共有し、構成要素の数と合計のコストとを減少することを意図している。
【００２４】
前記第２実施形態の変形例は、前記サンプルアンドホールド案を前記出力電圧検知信号に使用せず、前記ワンショットタイマに使用する。この場合において、ＢＪＴ又はＭＯＳトランジスタのいずれかの直列スイッチをワンショット直列キャパシタに接続する。このスイッチを、ランプオン信号によって、そのベース又はゲートから制御する。
【００２５】
前記直列スイッチを使用することによって、前記ワンショットタイマのワンショットタイムは、前記ＰＷＭ信号のオン期間中累算され、前記直列キャパシタは、前記ＰＷＭ信号のオフ期間中放電されない。前記ワンショットタイマが予め決められたワンショットタイムに達したら、過電圧状態が存在する場合、前記ラッチはセットされ、前記コントローラへの電源電圧は遮断され、したがって過電圧防御が与えられる。
【００２６】
本発明の実施形態を、図を使用してさらに説明する。
【００２７】
本開示のここで開示する過電圧防御システム及び方法の好適実施形態を、ここで図３−６の参照と共に詳細に説明する。ここで開示する実施形態を、少なくとも１個のランプ（負荷）を制御する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）バックライトインバータに関して設計したが、ここで開示する過電圧防御システムの実施形態を、負荷を動作する過電圧防御を必要とするどのような用途においても使用することができる。
【００２８】
図３を参照して、本開示の一実施形態による過電圧防御システム及び方法を実現する参照符３００によって一般的に示されるＬＣＤバックライトインバータのブロック図を示してある。ＬＣＤバックライトインバータ３００は、図１によって図式的に説明した先行技術のバックライトインバータと同様であるが、本開示の過電圧防御システムを実現するように加えられた追加の回路網を有することを意図している。さらに、バックライトインバータ３００を、２個以上のランプ及び／又は他の装置を制御するように設計することができることを意図している。
【００２９】
バックライトインバータ３００は、ランプＬ１、Ｌ２を制御する。バックライトインバータ３００は、短絡／開回路防御回路網３１０と、始動論理回路網３２０と、コントローラ３３０と、パルス幅変調（ＰＷＭ）調光論理回路網３４０と、パワー段モジュール３５０と、ＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生器３６０とを含む。２個のランプ、すなわち負荷を、パワー段モジュール３５０に接続する。これらの構成要素の少なくともいくつかは、以下に説明する発明的構成要素及び概念を含むが、他の点では、図１における構成要素と同様であり、及び／又は、同様に機能する。例えば、以下に説明する発明の種々の実施形態におけるように、短絡／開回路防御回路網３１０は本発明の開回路防御回路網を含んでもよいが、他の点ではＩＣ　Ｕ７と同様であり、始動論理回路網３２０はＩＣ　Ｕ８及び関連する回路網と同様であり、コントローラ３３０はＩＣ　Ｕ２及び関連する回路網と同様であり、ＰＷＭ調光論理回路網は本発明の追加の回路網を含んでもよいが、他の点ではＩＣ　Ｕ３及び関連する回路網と同様であり、ＰＷＭ信号発生器３６０はＰＷＭ信号発生器ＧＥＮと同様であり、パワー段モジュール３５０は、パワー段モジュールＰＳＭと同様である。しかしながら、本発明の発明的構成要素を、例としての実施形態のもの以外のＬＣＤバックライトインバータ３００の構成要素において位置させてもよいことを意図している。
【００３０】
短絡／開回路防御回路網３１０と、始動論理回路網３２０と、コントローラ３３０と、パルス幅変調（ＰＷＭ）調光論理回路網３４０とを、集積された回路チップ又はパッケージとして与えることを、さらに意図している。
【００３１】
動作において、ＬＣＤバックライトインバータ３００のＰＷＭ信号発生器３６０は、ＤＣ調光電圧信号Ｖｄｉｍを受ける。ＤＣ調光電圧信号Ｖｄｉｍは、ＰＷＭ信号発生器３６０を駆動し、ＰＷＭ信号を発生する。好適には、このＰＷＭ信号を、ＰＷＭ調光論理回路網３４０に、コントローラ３３０から出力され、ＰＷＭ調光論理回路網３４０内の回路網を駆動し、バックライトインバータ３００の調光を行う他の信号ＯＵＴＰＵＴ１と共に入力される方形波信号とする。
【００３２】
バックライトインバータ３００の調光を、ＰＷＭ調光論理回路網３４０によって出力される発振信号ＯＵＴＰＵＴ２と、コントローラ３３０から出力される発振信号ＯＵＴＰＵＴ３とによって行う。信号ＯＵＴＰＵＴ２及びＯＵＴＰＵＴ３をパワー段モジュール３５０に入力し、例えばトランスを経てランプＬ１、Ｌ２を駆動するパワー段モジュール３５０のハーフブリッジスイッチを駆動する。
【００３３】
パワー段モジュール３５０は、ランプ電流信号をコントローラ３３０に出力し、ランプ電圧又は出力電圧検知信号を短絡／開回路防御回路網３１０に出力する。他の電圧信号又は防御トリガしきい値電圧信号を、短絡／開回路防御回路網３１０に入力又はその中で発生する。
【００３４】
前記出力電圧検知信号は、ランプＬ１、Ｌ２へのバラスト出力電圧を表し、当該技術分野において既知のようにバラスト出力部３７０とインタフェースする出力トランス検知巻線又はキャパシタドライバから得ることができる。前記防御トリガしきい値電圧信号は、公称負荷時ランプ電圧より上で、無負荷時過電圧より下の予め決められた量における電圧レベルを表す。前記出力電圧検知信号を、好適には、比率係数によって増減して前記出力電圧を表し、前記防御トリガしきい値電圧を、同じ比例係数によって増減する。
【００３５】
短絡／開回路防御回路網３１０は、これら２つの信号を使用し、開回路又は過電圧状態がバラスト出力部３７０の両端間に存在する場合を検知する。過電圧状態が存在する場合、予め決められたワンショット期間後、回路網３１０は（図４Ａ−６の参照と共に後述するように）ラッチをセットし、障害信号を始動論理回路網３２０に伝送する。始動論理回路網３２０は、コントローラ３３０へのｃｈｉｐ＿Ｖｄｄ信号の供給を停止し、コントローラ３３０の動作を停止し、したがって、出力信号ＯＵＴＰＵＴ１及びＯＵＴＰＵＴ３の発振を終了する（これにより、ＰＷＭ調光論理回路網３４０の出力信号ＯＵＴＰＵＴ２の発振を終了する）。このようにして、パワー段モジュール３５０によるランプＬ１、Ｌ２への電力を遮断し、バラスト出力部３７０の両端間の出力電圧を低下させる。
【００３６】
短絡／開回路防御回路網３１０が、バラスト出力部３７０の両端間の過電圧状態を予め決められたワンショット期間後に検知しなかった場合、前記障害信号を供給するのを停止し、始動論理回路網３２０は、ｃｈｉｐ＿Ｖｄｄ信号の供給を再開し、バックライトインバータ３００のＰＷＭ調光を再開する。
【００３７】
本発明は、過電圧防御をバックライトインバータ３００内で実現する２つの過電圧防御システム実施形態を開示する。第１実施形態を図４Ａ−４Ｃの参照と共に説明し、第２実施形態を図５Ａ−６Ｂの参照と共に説明する。
【００３８】
図４Ａの実施形態を、一般的に参照符４００によって示し、この実施形態は、前記出力電圧検知信号及び防御トリガしきい値電圧信号を受ける２つの入力部を有する比較器４１０を含む。前記出力電圧検知信号（図４において“ＯｕｔｐｕｔＳｅｎｓｉｎｇ”とラベル付けした）を、前記出力電圧検知信号をＤＣ信号に変換するために、パワー段モジュール３５０から整流回路４２０を経て受ける。防御トリガしきい値電圧信号に、図４Ａにおいて“Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ”とラベル付けする。比較器４１０の出力信号（Ｖｏｕｔ）を、ワンショットタイマ４３０によって受ける。
【００３９】
他の参照電圧信号Ｖｒｅｆを、ラッチ４４０によって受ける。ラッチ４４０は、ワンショットタイマ４３０の出力信号（図４Ａにおいて“ＳｔｏｐＴｉｍｅｒ”も受け、出力信号をスイッチ又はトランジスタ４５０のゲートに出力する。ラッチ４４０の出力信号は、トランジスタ４５０を、前記出力電圧検知信号が前記防御トリガしきい値電圧信号より予め決められた期間後に高いか又は低いかに応じてオン又はオフに切り替える。
【００４０】
実施形態４００は、２つの入力部を有するＯＲゲート４６０をさらに含む。ＯＲゲート４６０を、ＰＷＭ調光論理回路網３４０の外側に配置しても内側に配置してもよい。ＯＲゲート４６０の一方の入力部はＰＷＭ信号をＰＷＭ信号発生器３６０から受け、ＯＲゲート４６０の他方の入力部は出力電圧Ｖｏｕｔを比較器４１０から受ける。これら２つの信号の論理レベルに基づいて、ＯＲゲート４６０は、論理ハイ又は論理ロウ信号を出力する。ＰＷＭ調光論理回路網３４０は、この信号を使用し、論理ハイ又は論理ロウＬａｍｐＯｎ信号を発生し、この信号をコントローラ３３０に伝送し、パワー段モジュール３５０（図３参照）に送られるＯＵＴＰＵＴ３信号の発振を制御する。ＬａｍｐＯｎ信号は、パワー段モジュールに送られるＯＵＴＰＵＴ２信号の発振も制御する。ＬａｍｐＯｎ信号をコントローラ３３０に間接的に伝送してもよく、図３によって示すように直接的に伝送しなくてもよいことに注意されたい。
【００４１】
例えば、出力電圧Ｖｏｕｔが論理ハイレベルを有する場合、ＬａｍｐＯｎ信号も論理ハイレベルを有し、これは、ＯＵＴＰＵＴ２信号のＰＷＭ変調を防ぐ。したがって、ＰＷＭ調光はパワー段モジュール３５０においてブロックされ、パワー段モジュール３５０は最大光出力モードにおいて動作する。出力電圧検知信号（“ＯｕｔｐｕｔＳｅｎｓｉｎｇ”）が防御トリガしきい値電圧（“Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ”）より高い間は、比較器４１０のＶｏｕｔ出力信号は、結果としてＬａｍｐＯｎ信号の発生を生じ、したがって、ＰＷＭ発振をブロックする。ＬａｍｐＯｎ信号が論理ロウレベルを有する場合、ＯＵＴＰＵＴ２信号はＰＷＭ信号によって変調し続けられ、パワー段モジュール３５０は、ＰＷＭ変調モードにおいて動作する。
【００４２】
ワンショットタイマ４３０を図４Ｂによって示し、ワンショットタイマ４３０は、当該技術分野において既知のように、キャパシタＣ１と抵抗Ｒ１及びＲ２を有するＲＣ回路を含む。ワンショット期間の長さを、キャパシタＣ１のキャパシタンス値と、抵抗Ｒ１及びＲ２の抵抗値とによって決定する。抵抗Ｒ２をキャパシタＣ１と並列に設ける。入力電圧Ｖｏｕｔは、キャパシタ４１０からの出力電圧である。したがって、過電圧状態が存在し、Ｖｏｕｔが一定のハイ信号である場合、ワンショット期間の終了時において、入力電圧Ｖｏｕｔもワンショットタイマ４３０によって“ＳｔｏｐＴｉｍｅｒ”出力信号として出力し、ラッチ４４０に入力する。ラッチ４４０も図４Ｂによって示し、ラッチ４４０は、当該技術分野において既知のように並列に接続され、正帰還ループを形成する比較器４６５及びダイオード４７０を含む。ラッチ４４０は、ワンショットタイマ４３０からの出力信号と、出力電圧Ｖｏｕｔと比較する基準電圧信号Ｖｒｅｆとを受ける２つの入力部を有する。
【００４３】
特に、図４Ａの実施形態は、図４Ｂと共に、過電圧状態がワンショットタイマ４３０によって計られるような予め決められたストップタイム時間、例えば約１０ミリ秒ないし１秒の終了時において依然として存在する場合、過電圧出力ＶｏｕｔをＳｔｏｐＴｉｍｅｒ入力として比較器４６５に入力し、ラッチ４４０をセットし、前記障害信号の伝送を発生する。前記障害信号を始動論理回路網３２０に伝送する。
【００４４】
上述したように、ＯＲゲート４６０の動作のため、ＰＥＭ変調はＬａｍｐＯｎ信号の発生によってブロックされ、前記出力電圧検知信号は前記防御トリガしきい値電圧信号を超える。前記障害信号が発生されると、ｃｈｉｐ＿Ｖｄｄ信号のコントローラ３３０への伝送が遮断される。これによって、前記バラスト出力部の両端間の出力電圧は低下する。したがって、過電圧防御が与えられる。
【００４５】
過電圧防御システム４００を、図３の短絡／開回路防御回路網３１０内の短絡防御システム（又は過電流防御システム）のラッチ及び関連する回路網を共有し、システム構成要素の数を減少するように設計したことを意図している。これら２つの防御システム間で構成要素を共有することによって、過電圧防御システム４００の合計コストを減少する。
【００４６】
第１実施形態の変形例を図４Ｃによって示し、主として図４Ａの同じ構成要素をこれらの間の異なった接続で使用する。整流回路４２０は、ランプＬ１、Ｌ２から２つの入力信号を受け、前記出力電圧検知信号（ＯｕｔｐｕｔＳｅｎｓｉｎｇ）をコントローラ３３０と、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１ａ及びキャパシタＣ１ａを有するワンショットタイマ４３０ａと、比較器４１０とに出力する。ワンショットタイマ４３０ａは、（過電圧状態がワンショットタイマ４３０ａの期間中継続したならば）ＳｔｏｐＴｉｍｅｒ信号をラッチ４４０に出力し、ラッチ４４０は、前記出力電圧検知信号が参照電圧信号Ｖｒｅｆを超えた場合、過電圧防御をトリガする。ラッチ４４０における較器４５６（図４Ｂ参照）を、前記出力電圧検知信号と基準電圧信号Ｖｒｅｆとの比較と、前記ラッチのセットに使用する。過電圧防御がトリガされた場合、障害信号を始動論理回路網３２０内のトランジスタ４５０に伝送する。前記障害信号が発生されたら、ｃｈｉｐ＿Ｖｄｄ信号のコントローラ３２０への伝送を遮断する。したがって、信号ＯＵＴＰＵＴ２及びＯＵＴＰＵＴ３は発振を停止し、パワー段３５０を遮断する。これにより、前記バラスト出力部の両端間の電圧は低下する。したがって、過電圧防御が与えられる。
【００４７】
さらに、ＯＲゲート４６０の動作のため、ＰＷＭ変調はＬａｍｐＯｎ信号の発生によってブロックされ、前記出力電圧検知信号は前記防御トリガしきい値電圧信号を超える。
【００４８】
比較器４１０及びＯＲゲート４６０なしで、すなわち、ＰＷＭ変調をブロックすることなしに、過電圧をいぜんとして検知することができ、ラッチ４４０をセットすることができる。しなしながら、このような場合において、キャパシタＣ１ａがＰＷＭサイクルのロウ期間中に充電されないため、タイミング定数はワンショットタイマ４３０ａだけでなく、ＰＷＭ変調サイクルによっても決定される。キャパシタＣ１ａの放電は、ＰＷＭロウ期間中、ダイオードＤ１によって防止される。
【００４９】
図４Ａ−４Ｃによって示すような第１実施形態の構成要素を、ＰＷＭ調光論理回路網３４０の内部においても外部においてもよいＯＲゲート４６０と、始動論理回路網３２０の内部においてもよいトランジスタ４５０を除いて、短絡／開回路防御回路網３１０内に配置する。
【００５０】
図５Ａによって示し、参照符５００によって一般的に示すような本開示の第２実施形態の第１変形例において、ＬＣＤバックライトインバータ３００のＰＷＭ調光中の過電圧防御を確実に検知するが、ＰＷＭ調光を生じるＰＷＭ変調を過電圧状態の検知に応じて遮断しない。この場合において、ＯＵＴＰＵＴ２信号のＰＷＭ調光を、前記ワンショットタイマ期間中にパワー段モジュール３５０に達することからブロックしない。
【００５１】
これを、サンプルアンドホールド回路５１０を、ランプＬ１、Ｌ２及び比較機４１０からの電圧検知信号に接続することによって成し遂げる。サンプルアンドホールド回路５１０は、ランプＬ１、Ｌ２からの電圧検知信号と、ＬａｍｐＯｎ信号とを受ける。サンプルアンドホールド回路５１０は、図５Ｂに示すように前記電圧検知信号をＤＣ信号に変換する整流回路５２０を含む。整流回路５２０は、２個のダイオードＤＩＯＤＥ＿１及びＤＩＯＤＥ＿２と、２個の抵抗Ｒ３及びＲ４と、キャパシタＣ２とを含む。
【００５２】
ＬａｍｐＯｎ信号を、サンプルアンドホールドトランジスタ５３０のゲートに供給し、この信号は、サンプルアンドホールド回路５１０に、ＰＷＭサイクルの前のランプオン期間に対応する出力電圧検知信号（“ＯｕｔｐｕｔＳｅｎｓｉｎｇ”）を受けて保持し、次のランプオフ期間中前記信号が放電しないようにさせる。これは、前記出力電圧検知信号が充電及び放電するのを、すなわち、前記出力電圧と同期するのを防ぐ。次に、前記出力電圧検知信号をサンプルアンドホールド回路５１０によって出力し、比較器４１０に入力し、比較器４１０は、前記防御トリガしきい値電圧信号（“Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ”）と、前記第１実施形態と同様の回路構成を使用して比較する。
【００５３】
前記出力電圧検知信号（すなわち、サンプルアンドホールド回路５１０において維持された電圧レベル）が、比較器４１０によってワンショットタイマ４３０に出力されるようなタイマ期間の終了時において、前記防御トリガしきい値電圧信号より高い場合、ラッチ４４０をワンショットタイマ４３０の出力信号（このとき前記出力電圧検知信号と等しい“ＳｔｏｐＴｉｍｅｒ”）と参照電圧信号Ｖｒｅｆによってセットし、前記障害信号を始動論理回路網３２０に伝送し、上述したようにコントローラ３３０への電源電圧ｃｈｉｐ＿Ｖｄｄの供給を停止する。したがって、過電圧防御が与えられる。
【００５４】
過電圧防御システム５００は、前記短絡防御システムのラッチ及び関連する回路網を共有し、構成要素数及び合計コストを減少することを意図している。
【００５５】
図６Ａ及び６Ｂによって示し、参照符６００によって一般的に示すような前記第２実施形態の第２変形例は、サンプルアンドホールド回路５３０を前記出力電圧検知信号に使用せず、ワンショットタイマ４３０に使用する。この場合において、好適にはＢＪＴ又はＭＯＳトランジスタのいずれかである直列スイッチ６１０を、ワンショットタイマ４３０のキャパシタＣ１に接続する（図６Ｂ参照）。スイッチ６１０を、そのベース又はゲートのいずれかから、ＰＷＭ調光論理回路網３４０から出力されるＬａｍｐＯｎ信号によって制御する。
【００５６】
直列スイッチ６１０を使用することによって、ワンショットタイマ４３０のワンショットタイムをＰＷＭ信号のオン周期中累算し、キャパシタＣ１をＰＷＭ信号のオフ期間中放電しない。したがって、ワンショットタイマ４３０は、ランプＬ１、Ｌ２がオンの場合、予め決められたワンショットタイムの終了に達するであろう。このとき過電圧状態が存在する場合、ラッチ４４０を、ワンショットタイマ４３０の出力信号（このとき過電圧Ｖｏｕｔと等しい）と参照電圧信号Ｖｒｅｆとによってセットし、コントローラ３３０への電源電圧ｃｈｉｐ＿Ｖｄｄの供給を停止し、したがって、パワー段モジュール３５０を遮断する。したがって、過電圧防御が与えられる。
【００５７】
前記第１及び第２変形例を含む前記第２実施形態の構成要素を、短絡／開回路防御回路網３１０内に配置する。
【００５８】
種々の変形例をここに開示した実施形態に対して形成できることと、上記説明を限定として解釈すべきではなく、単に好適実施形態の例示として解釈すべきであることを理解するであろう。当業者は、ここに添付した請求項の範囲及び精神内の他の変形例を想像するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術のＬＣＤバックライトインバータのブロック図である。
【図２】Ａは先行技術の過電圧防御システムを示すブロック図であり、ＢはＡに示すワンショットタイマの活性化中のタイミング図を示す。
【図３】本開示による過電圧防御システムを実現するＬＣＤバックライトインバータ回路網のブロック図である。
【図４】Ａは本開示による過電圧防御を実現する過電圧防御システムの第１実施形態を示す図式的な図であり、Ｂは本開示の第１及び第２実施形態内に組み込まれるワンショットタイマ及びラッチの図式的な図であり、Ｃは本開示による過電圧防御を実現する過電圧防御システムの第１実施形態の変形例を示す図式的な図である。
【図５】Ａは本開示による過電圧防御を実現する過電圧防御システムの第２実施形態を示す図式的な図であり、ＢはＡのサンプルアンドホールド回路を示す図式的な図である。
【図６】Ａは本開示による過電圧防御を実現する過電圧防御システムの第２実施形態の変形例を示す図式的な図であり、ＢはＡのワンショットタイマ及びラッチと、ワンショットタイマに接続されたトランジスタとの図式的な図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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2004508692.tif 000027
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