(57)【要約】【課題】フォトカップラを用いずに、負荷を安定に駆動する。【解決手段】１次側領域４０２および２次側領域４０４は、電気的に絶縁される。第１、第２パルストランス３０、３２は、スイッチング回路１０内部のトランジスタごとに設けられ、その２次巻き線３０ｂ、３２ｂがトランジスタの制御端子に接続される。制御回路２０は、フィードバックライン１６により帰還された帰還信号Ｖｆｂにもとづき、パルストランスの１次巻き線３０ａ、３２ａに、スイッチング電圧Ｖｓｗ１、Ｖｓｗ２を供給する。１次側領域４０２に、トランス１２の１次巻き線１２ａ、スイッチング回路１０、２次巻き線３０ｂ、３２ｂと、を配置し、２次側領域４０４に、トランス１２の２次巻き線１２ｂと、１次巻き線３０ａ、３２ａと、フィードバックライン１６と、制御回路２０と、を配置する。【選択図】図２
2007288822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに電気的に絶縁すべき１次側領域および２次側領域を含む電源装置に内蔵され、入力電圧を交流の駆動電圧に変換し、負荷に供給するインバータ装置であって、
２次巻き線側に、前記負荷が接続されたトランスと、
前記トランスの１次巻き線に接続された複数のトランジスタを含み、前記トランスの１次巻き線に、前記入力電圧および前記入力電圧より低い固定電圧を交互に印加するスイッチング回路と、
前記スイッチング回路の前記複数のトランジスタごとに設けられ、その２次巻き線が前記複数のトランジスタの制御端子側に接続された複数のパルストランスと、
前記負荷の電気的状態を示す帰還信号を帰還するフィードバックラインと、
前記フィードバックラインにより帰還された前記帰還信号を受け、当該帰還信号にもとづき、前記複数のパルストランスの１次巻き線に、スイッチング電圧を供給する制御回路と、
を備え、
前記１次側領域に、前記トランスの１次巻き線と、前記スイッチング回路と、前記複数のパルストランスの２次巻き線と、を配置するとともに、
前記２次側領域に、前記トランスの２次巻き線と、前記複数のパルストランスの１次巻き線と、前記フィードバックラインと、前記制御回路と、を配置したことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記スイッチング回路に含まれる複数のトランジスタは、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、
前記複数のパルストランスの２次巻き線は、対応する前記複数のトランジスタのゲートからソースに至る経路上に設けられることを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記スイッチング回路は、
前記入力電圧が印加される入力端子と、前記固定電圧が印加される接地端子間に直列に接続された、ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタを含み、
前記トランスは、前記ハイサイドトランジスタおよび前記ローサイドトランジスタに対して、ハーフブリッジ接続されることを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記スイッチング回路は、
前記入力電圧が印加される入力端子と、前記固定電圧が印加される接地端子間の第１の経路上に直列に接続された、第１ハイサイドトランジスタおよび第１ローサイドトランジスタと、
前記入力端子と前記接地端子間の第２の経路上に直列に接続された第２ハイサイドトランジスタおよび第２ローサイドトランジスタと、
を含み、
前記トランスは、前記スイッチング回路に対してフルブリッジ接続されることを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ装置。
【請求項５】
前記負荷の電気的状態は、前記負荷に流れる電流を含み、前記制御回路は、当該負荷に流れる電流が、所望の電流値に近づくように、前記複数のパルストランスの１次巻き線にスイッチング電圧を供給することを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記負荷は、蛍光ランプであることを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項７】
蛍光ランプと、
前記蛍光ランプを負荷として、交流の駆動電圧を供給する請求項１から６のいずれかに記載のインバータ装置と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項８】
前記蛍光ランプは、冷陰極管蛍光ランプであることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
前記蛍光ランプは、外部電極蛍光ランプであることを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項１０】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面にバックライトとして配置される請求項７から９のいずれかに記載の発光装置と、
を備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
互いに電気的に絶縁すべき１次側領域および２次側領域を含む電源装置であって、
前記１次側領域に配置され、入力された商用交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータにより変換された直流電圧を、入力電圧として交流電圧に変換し、前記２次側領域に配置された負荷に供給する請求項１または２に記載のインバータ装置と、
を備えることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光ランプなどに駆動電圧を供給するインバータ装置に関し、特に、互いに電気的に絶縁すべき１次側領域と２次側領域を含む電源装置に用いられるインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブラウン管テレビに代えて、薄型、大型化が可能な液晶テレビの普及が進んでいる。液晶テレビは、映像が表示される液晶パネルの背面に、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ、以下ＣＣＦＬという）や、外部電極蛍光ランプ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ、以下、ＥＥＦＬという）を複数本配置し、バックライトとして発光させている。
【０００３】
液晶テレビなどは、商用交流電圧を、ＡＣ／ＤＣ変換により、数百Ｖの直流電圧に変換する電源装置を備える。こうした電源装置は、互いに電気的に絶縁すべき１次側領域と、２次側領域に分離されている。
【０００４】
かかる電源装置とともに用いられ、数百Ｖの直流電圧を、昇圧して交流電圧に変換し、蛍光ランプに供給するインバータ（ＤＣ／ＡＣコンバータ）について考察する。図１は、１次側領域と２次側領域を備えた電源システムの構成を示すブロック図である。電源システム５００は、商用交流電圧Ｖａｃを直流電圧Ｖｄｃに変換するＡＣ／ＤＣコンバータ４１０と、ＡＣ／ＤＣコンバータ４１０から出力される直流電圧Ｖｄｃを交流の駆動電圧Ｖｄｒｖに変換し、負荷である蛍光ランプ４３０に供給するインバータ装置４２０と、を備える。
【０００５】
たとえば、ＡＣ／ＤＣコンバータ４１０は、全波整流回路４１２と、力率改善回路（Ｐｏｗｅｒ  Ｆａｃｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）４１４を含んで構成される。ＡＣ／ＤＣコンバータ４１０からの出力電圧は、直流電圧Ｖｄｃとしてインバータ装置４２０へと出力される。
【０００６】
インバータ装置４２０は、制御回路４２２、トランス４２４を含む。制御回路４２２は、駆動対象である蛍光ランプ４３０に流れる電流や、印加される電圧などの電気的状態をモニタして、トランス４２４の１次巻き線に印加するスイッチング電圧を帰還制御する。
【０００７】
図１の電源システム５００は、１次側領域５１０と、２次側領域５２０とに分離されている。こうした電源システム５００において、ＡＣ／ＤＣコンバータ４１０は、１次側領域５１０に配置され、蛍光ランプ４３０は、２次側領域５２０に配置される。また、インバータ装置４２０は、図示のごとく、その一部が１次側領域５１０に、その一部が２次側領域５２０に分けて配置される。具体的には、制御回路４２２およびトランス４２４の１次巻き線が１次側領域５１０に配置され、蛍光ランプ４３０に接続されるトランス４２４の２次巻き線は、２次側領域５２０に配置される。制御回路４２２は、蛍光ランプ４３０の電気的状態をモニタする必要があるが、上述したように、１次側領域５１０と２次側領域５２０は、電気的に絶縁されている必要がある。
【０００８】
こうした電源システム５００においては、２次側領域５２０に配置された蛍光ランプ４３０の電気的状態を、１次側領域５１０に配置された制御回路４２２に帰還するために、フォトカップラ４４０などが用いられる。たとえば、蛍光ランプ４３０に流れる電流は、抵抗素子４３２によって電気信号Ｓｆｂ１に変換される。電気信号Ｓｆｂ１は、フォトカップラ４４０へと入力され、発光ダイオードなどによって、一度光信号に変換される。変換された光信号は、１次側領域５１０に配置されたフォトダイオードやフォトトランジスタなどによって受光され、再び電気信号Ｓｆｂ２に変換されて、制御回路４２２へと帰還される。特許文献１には、関連技術が記載される。また、フォトカップラに代えて、トランスの電磁結合を利用して２次側領域５２０から１次側領域５１０へと信号を帰還する場合もある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１５３５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、フォトカップラを用いて、２次側領域５２０から１次側領域５１０へと信号を伝送する場合、電気信号を光信号に変換するため、フィードバックの精度が低下するという問題がある。また、フォトカップラにおいて、発光素子と受光素子間のカップリング効率が変動したりすると、蛍光管の発光輝度が変動する問題がある。
【００１１】
さらに、液晶テレビのバックライトとして使用される蛍光ランプは、本数が多いため、２次側領域５２０から１次側領域５１０への帰還信号の伝送は、複数の経路を介して行う必要がある。この場合、経路毎にフォトカップラを設ける必要があるため、高コスト化および実装面積が増大するという問題もある。
【００１２】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フォトカップラを用いずに、負荷を安定に駆動することの可能なインバータ装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のある態様は、互いに電気的に絶縁すべき１次側領域および２次側領域を含む電源装置に内蔵され、直流の入力電圧を交流の駆動電圧に変換し、負荷に供給するインバータ装置に関する。このインバータ装置は、２次巻き線側に、前記負荷が接続されたトランスと、トランスの１次巻き線に接続された複数のトランジスタを含み、トランスの１次巻き線に、入力電圧および入力電圧より低い固定電圧を交互に印加するスイッチング回路と、スイッチング回路の複数のトランジスタごとに設けられ、その２次巻き線が複数のトランジスタの制御端子側に接続された複数のパルストランスと、負荷の電気的状態を示す帰還信号を帰還するフィードバックラインと、フィードバックラインにより帰還された帰還信号を受け、当該帰還信号にもとづき、複数のパルストランスの１次巻き線に、スイッチング電圧を供給する制御回路と、を備える。１次側領域に、トランスの１次巻き線と、スイッチング回路と、複数のパルストランスの２次巻き線と、を配置するとともに、２次側領域に、トランスの２次巻き線と、複数のパルストランスの１次巻き線と、フィードバックラインと、制御回路と、を配置した。
【００１４】
この態様によると、制御回路を、２次側領域に配置することにより、負荷からの帰還信号を、フィードバックラインを介して直接受けることができるため、安定した負荷の駆動を実現することができる。
【００１５】
スイッチング回路に含まれる複数のトランジスタは、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、複数のパルストランスの２次巻き線は、対応する複数のトランジスタのゲートからソースに至る経路上に設けられてもよい。
【００１６】
スイッチング回路は、入力電圧が印加される入力端子と、固定電圧が印加される接地端子間に直列に接続された、ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタを含んでもよい。この場合、トランスは、ハイサイドトランジスタおよびローサイドトランジスタに対して、ハーフブリッジ接続されてもよい。
【００１７】
スイッチング回路は、入力電圧が印加される入力端子と、固定電圧が印加される接地端子間の第１の経路上に直列に接続された、第１ハイサイドトランジスタおよび第１ローサイドトランジスタと、入力端子と接地端子間の第２の経路上に直列に接続された第２ハイサイドトランジスタおよび第２ローサイドトランジスタと、を含んでもよい。この場合、トランスは、スイッチング回路に対してフルブリッジ接続されてもよい。
【００１８】
負荷の電気的状態は、負荷に流れる電流を含み、制御回路は、当該負荷に流れる電流が、所望の電流値に近づくように、複数のパルストランスの１次巻き線にスイッチング電圧を供給してもよい。
【００１９】
負荷は、蛍光ランプであってもよい。蛍光ランプは、冷陰極管蛍光ランプであってもよいし、外部電極蛍光ランプであってもよい。
【００２０】
本発明の別の態様は、発光装置である。この装置は、蛍光ランプと、蛍光ランプを負荷として、交流の駆動電圧を供給する上述のいずれかの態様のインバータ装置と、を備える。
【００２１】
この態様によると、負荷である蛍光ランプの電気的状態を、フィードバックラインを介して直接モニタすることができるため、蛍光ランプを確実に点灯させ、また、発光輝度を好適に調節することができる。
【００２２】
本発明のさらに別の態様は、液晶テレビや液晶モニタなどの画像表示装置である。この画像表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルの背面にバックライトとして配置された上述の発光装置と、を、を備える。
【００２３】
本発明のさらに別の態様は、互いに電気的に絶縁すべき１次側領域および２次側領域を含む電源装置に関する。この電源装置は、１次側領域に配置され、入力された商用交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータと、ＡＣ／ＤＣコンバータにより変換された直流電圧を、入力電圧として交流電圧に変換し、２次側領域に配置された負荷に供給する上述のインバータ装置と、を備える。
【００２４】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るインバータ装置によれば、フォトカップラを用いずに、負荷を安定に駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に係るインバータ装置について、図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態に係る発光装置２００の構成を示す回路図である。図３は、図２の発光装置２００が搭載される液晶テレビ３００の構成を示すブロック図である。図３の液晶テレビ３００は、アンテナ３１０と接続される。アンテナ３１０は、放送波を受信して受信部３０４に受信信号を出力する。受信部３０４は、受信信号を検波、増幅して、信号処理部３０６へと出力する。信号処理部３０６は、変調されたデータを復調して得られる画像データを液晶ドライバ３０８に出力する。液晶ドライバ３０８は、画像データを走査線ごとに液晶パネル３０２へと出力し、映像、画像を表示する。液晶パネル３０２の背面には、バックライトとして複数の発光装置２００が配置されている。本実施の形態に係る発光装置２００は、このような液晶パネル３０２のバックライトとして好適に用いることができる。以下、図２に戻り、発光装置２００の構成および動作について詳細に説明する。
【００２８】
本実施の形態に係る発光装置２００は、蛍光ランプ２１０、インバータ１００を含む。蛍光ランプ２１０はＥＥＦＬやＣＣＦＬであって、液晶パネル３０２の背面に配置される。インバータ１００は、互いに電気的に絶縁すべき１次側領域および２次側領域を含む電源装置に内蔵され、入力端子１０２に印加された入力電圧Ｖｉｎを交流の駆動電圧Ｖｄｒｖに変換し、出力端子１０４に接続された負荷である蛍光ランプ２１０に供給するＤＣ／ＡＣコンバータである。本実施の形態において、入力電圧Ｖｉｎは、１００Ｖ〜４００Ｖ程度の高電圧であるとする。
【００２９】
図２において、蛍光ランプ２１０は１つ示されているが、複数を並列に配置してもよい。以下、本実施の形態に係るインバータの構成について説明する。
【００３０】
インバータ１００は、スイッチング回路１０、トランス１２、電流電圧変換部１４、フィードバックライン１６、制御回路２０、第１パルストランス３０、第２パルストランス３２、第１キャパシタＣ１、Ｃ２、第１レベルシフト抵抗Ｒ１、第２レベルシフト抵抗Ｒ２を備える。
【００３１】
トランス１２は１次巻き線１２ａと２次巻き線１２ｂを含む。トランス１２の２次巻き線１２ｂには、負荷である蛍光ランプ２１０が、直接、あるいは他の回路素子を介して接続される。
【００３２】
スイッチング回路１０は、入力端子１０２と、固定電圧である接地電圧が印加される接地端子の間に直列に接続されたハイサイドトランジスタＭ１およびローサイドトランジスタＭ２を含む。本実施の形態において、トランス１２は、ハイサイドトランジスタＭ１およびローサイドトランジスタＭ２に対して、ハーフブリッジ接続される。
【００３３】
ハイサイドトランジスタＭ１およびローサイドトランジスタＭ２は、いずれもＮチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成される。すなわち、ハイサイドトランジスタＭ１のソースと、ローサイドトランジスタＭ２のドレインが接続されており、ハイサイドトランジスタＭ１のドレインは、入力端子１０２に、ローサイドトランジスタＭ２のソースは接地端子に接続される。もっとも、ハイサイドトランジスタＭ１、ローサイドトランジスタＭ２は、ＰチャンネルもＭＯＳＦＥＴや、バイポーラトランジスタを用いて構成してもよい。また、スイッチング回路１０はＨブリッジ回路として構成してもよい。
【００３４】
ハイサイドトランジスタＭ１、ローサイドトランジスタＭ２のゲートには、それぞれ第１制御信号Ｓ１、第２制御信号Ｓ２が入力される。第１制御信号Ｓ１がハイレベルとなると、ハイサイドトランジスタＭ１がオンし、第２制御信号Ｓ２がハイレベルとなると、ローサイドトランジスタＭ２がオンする。ハイサイドトランジスタＭ１がオンすると、接続点Ｎ１に現れるスイッチング電圧Ｖｓｗ３は、入力電圧Ｖｉｎとほぼ等しくなり、ローサイドトランジスタＭ２がオンすると、スイッチング電圧Ｖｓｗ３は、接地電圧とほぼ等しくなる。
【００３５】
ハイサイドトランジスタＭ１とローサイドトランジスタＭ２の接続点Ｎ１は、トランス１２の１次巻き線１２ａの一端に接続される。１次巻き線１２ａの他端Ｎ２は、第１キャパシタＣ１を介して入力端子１０２に接続され、第２キャパシタＣ２を介して接地端子に接続される。スイッチング回路１０は、入力電圧Ｖｉｎおよび接地電圧を交互に繰り返すスイッチング電圧Ｖｓｗ３を、トランス１２の１次巻き線１２ａに印加する。
【００３６】
蛍光ランプ２１０およびトランス１２の２次巻き線１２ｂの電流経路上には、電流電圧変換部１４が設けられる。電流電圧変換部１４は、蛍光ランプ２１０に流れる管電流Ｉｌａｍｐを、抵抗素子等を利用して電圧に変換し、半波整流して平滑化し、直流の帰還信号Ｖｆｂを出力する。
【００３７】
フィードバックライン１６は、負荷である蛍光ランプ２１０の電気的状態、すなわち、管電流Ｉｌａｍｐを示す帰還信号Ｖｆｂを、制御回路２０へと帰還する配線である。管電流Ｉｌａｍｐを示す帰還信号Ｖｆｂに加えて、あるいはこれに代えて、蛍光ランプ２１０に印加される駆動電圧Ｖｄｒｖを示す帰還信号を制御回路２０へと帰還する配線を設けてもよい。
【００３８】
第１パルストランス３０、第２パルストランス３２は、スイッチング回路１０の複数のトランジスタＭ１、Ｍ２ごとに設けられる。第１パルストランス３０の２次巻き線３０ｂの一端は、ハイサイドトランジスタＭ１のソースと接続され、その他端は、第１レベルシフト抵抗Ｒ１を介してハイサイドトランジスタＭ１のゲートに接続される。同様に、第２パルストランス３２の２次巻き線３２ｂの一端は、ハイサイドトランジスタＭ２のソースと接続され、その他端は、第２レベルシフト抵抗Ｒ２を介してハイサイドトランジスタＭ２のゲートに接続される。すなわち、第１パルストランス３０、第２パルストランス３２の２次巻き線３０ｂ、３０ｂは、それぞれ、ハイサイドトランジスタＭ１、ローサイドトランジスタＭ２のゲートからソースに至る経路上に設けられる。
【００３９】
制御回路２０は、フィードバックライン１６を介して帰還された帰還信号Ｖｆｂを受ける。制御回路２０は、帰還信号Ｖｆｂにもとづき、第１パルストランス３０の１次巻き線３０ａおよび第２パルストランス３２の２次巻き線３２ａに、第１スイッチング電圧Ｖｓｗ１、第２スイッチング電圧Ｖｓｗ２を供給する。
【００４０】
制御回路２０は、一般的なパルス幅変調器を含んだインバータ用の制御回路を用いればよい。たとえば、制御回路２０は、誤差増幅器と、発振器と、コンパレータを含んで構成される。誤差増幅器は、フィードバックライン１６を介して帰還された帰還信号Ｖｆｂと、蛍光ランプ２１０の輝度に対応して設定される基準電圧Ｖｒｅｆとの誤差を増幅し、誤差信号Ｖｅｒｒを出力する。発振器は、所定の周波数の三角波あるいはのこぎり波状の周期信号Ｖｏｓｃを出力する。コンパレータは、周期信号Ｖｏｓｃと誤差信号Ｖｅｒｒを比較し、その大小関係に応じて、ハイレベルとローレベルが変化するパルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍという）を出力する。制御回路２０は、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍを、ドライバ回路を介して第１スイッチング電圧Ｖｓｗ１、第２スイッチング電圧Ｖｓｗ２として出力する。第１、第２スイッチング電圧Ｖｓｗ１、Ｖｓｗ２は、論理値が互いに反転した信号である。
【００４１】
図４は、図２のインバータ１００の配置を示す回路図である。図４は、インバータ１００が搭載される電源システム４００を示している。電源システム４００は、１次側領域４０２と、２次側領域４０４に分割されており、１次側領域４０２と２次側領域４０４は、電気的に絶縁されている。１次側領域４０２には、商用交流電圧Ｖａｃを直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ４１０が配置される。一方、負荷である蛍光ランプ２１０は、２次側領域４０４に配置される。
【００４２】
このような電源システム４００において、本実施の形態に係るインバータ１００の各ブロックは、以下のように配置される。すなわち、１次側領域４０２に、トランス１２の１次巻き線１２ａと、スイッチング回路１０と、第１パルストランス３０、第２パルストランス３２の２次巻き線３０ｂ、３２ｂと、が配置される。また、２次側領域４０２に、トランス１２の２次巻き線１２ｂと、電流電圧変換部１４と、フィードバックライン１６と、制御回路２０と、第１パルストランス３０、第２パルストランス３２の１次巻き線３０ａ、３０ｂと、が配置される。
【００４３】
このように構成されたインバータ１００の動作について説明する。電流電圧変換部１４からの帰還信号Ｖｆｂにもとづいて、第１、第２スイッチング電圧Ｖｓｗ１、Ｖｓｗ２は逆相にて、ハイ、ローを繰り返す。第１パルストランス３０の１次巻き線３０ａに印加された第１スイッチング電圧Ｖｓｗ１は、第１パルストランス３０の巻き線比に応じて増幅され、第１レベルシフト抵抗Ｒ１によってレベルシフトされ、ハイサイドトランジスタＭ１のゲートソース間に、ハイサイドトランジスタＭ１がオンしうる十分な電圧を供給する。同様に、第２パルストランス３２の１次巻き線３２ａに印加された第２スイッチング電圧Ｖｓｗ２は、第２パルストランス３２の巻き線比に応じて増幅され、第２レベルシフト抵抗Ｒ２によってレベルシフトされ、ローサイドトランジスタＭ２のゲートソース間に、ローサイドトランジスタＭ２がオンしうる十分な電圧を供給する。その結果、ハイサイドトランジスタＭ１、ローサイドトランジスタＭ２は、制御回路２０により生成されたＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのデューティ比に従って、交互にオンオフを繰り返す。
【００４４】
ハイサイドトランジスタＭ１、ローサイドトランジスタＭ２が交互にオンオフを繰り返すと、トランス１２の１次巻き線１２ａには、入力電圧Ｖｉｎと接地電圧が交互に印加され、トランス１２にエネルギが供給される。その結果、トランス１２の２次巻き線１２ｂには、トランス１２の巻き線比に応じて昇圧された駆動電圧Ｖｄｒｖが現れ、蛍光ランプ２１０に供給される。
【００４５】
ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのデューティ比は、制御回路２０によって、帰還信号Ｖｆｂと基準電圧Ｖｒｅｆが一致するように調節される。その結果、蛍光ランプ２１０の管電流Ｉｌａｍｐは、所望の輝度が得られる一定値に保たれ、安定に発光する。
【００４６】
本実施の形態に係るインバータ１００および電源システム４００によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施の形態では、インバータ１００の制御回路２０を２次側領域４０４に配置した。さらに、第１パルストランス３０、第２パルストランス３２を設けることにより、１次側領域４０２と２次側領域４０４間の絶縁状態を保ちつつ、２次側領域４０４に配置された制御回路２０によって、１次側領域４０２に配置されたスイッチング回路１０の駆動を実現している。その結果、制御回路２０は、負荷からの帰還信号Ｖｆｂを、フィードバックライン１６を介して直接受けることができるため、フォトカップラなどの部品を削減することができる。さらに、本実施の形態に係るインバータ１００は、フォトカップラを介して帰還制御を行う場合に比べて、負荷を安定に駆動することができる。図４にはひとつの蛍光ランプ２１０のみが示されるが、実際のセットには、複数の蛍光ランプ２１０が実装され、制御回路２０も複数個、実装されるため、フォトカップラをフィードバックライン１６で置換できることは、実装面積およびコストの面からも大きなメリットを生む。
【００４７】
本実施の形態では、第１パルストランス３０、第２パルストランス３２のそれぞれの巻き線比がばらついて、１次巻き線と２次巻き線の間の結合係数が変化したとしても、蛍光ランプ２１０の駆動状態にはほとんど影響を及ぼさない。なぜなら、第１パルストランス３０、第２パルストランス３２を介して２次側領域４０４から１次側領域４０２に送られる情報は、ハイサイドトランジスタＭ１、ローサイドトランジスタＭ２のオンオフ状態であるため、結合係数の変動にともない、第１制御信号Ｓ１、第２制御信号Ｓ２の電圧レベルが変動しても、トランス１２に転送されるエネルギにほとんど影響しないからである。また、結合係数の変動によって、ハイサイドトランジスタＭ１、ローサイドトランジスタＭ２のオンの程度が変化したとしても、オンの程度の変化を補正するように、第１スイッチング電圧Ｖｓｗ１、第２スイッチング電圧Ｖｓｗ２のデューティ比が変化し、管電流Ｉｌａｍｐが、所望の値に一定に保たれるように帰還がかかるため、蛍光ランプ２１０の駆動状態はやはり安定に保たれる。
【００４８】
また、本実施の形態によれば、第１パルストランス３０、第２パルストランス３２の１次巻き線３０ａ、３２ａにスイッチング電圧Ｖｓｗ１、Ｖｓｗ２を供給するドライバ回路の耐圧を低くすることができる。すなわち、図１や図４に示すシステムにおいては、入力電圧が１００Ｖ以上と高い場合、スイッチング回路１０のトランジスタをオンオフさせるために、ゲート電圧として非常に高い電圧を印加する必要がある。図１のシステムでは、パルストランスを介さずに直接、スイッチング回路１０のトランジスタのゲートに電圧を供給する必要があるため、ドライバ回路も高耐圧とする必要があった。一方、本実施の形態に係るインバータ１００では、パルストランス３０、３２を介してスイッチング回路１０のトランジスタを駆動するため、ドライバ回路は、第１パルストランス３０、第２パルストランス３２の１次巻き線３０ａ、３２ａに数Ｖから数十Ｖの電圧を供給すれば足りるため、それほど高い耐圧は必要とされない。本実施の形態では、このような理由から、ドライバ回路を制御回路２０に内蔵できるという利点を有する。
【００４９】
実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５０】
実施の形態において、スイッチング回路１０を構成するトランジスタをＮチャンネルＭＯＳＦＥＴで構成する場合について説明したが、ＰチャンネルＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。また、ハーフブリッジ回路に限定されるものではなく、フルブリッジ回路や、他の回路構成であってもよい。フルブリッジ回路とする場合、スイッチング回路１０は、入力端子１０２と、接地端子間の第１の経路上に直列に接続された、第１ハイサイドトランジスタおよび第１ローサイドトランジスタと、入力端子１０２と接地端子間の第２の経路上に直列に接続された第２ハイサイドトランジスタおよび第２ローサイドトランジスタと、を含んで構成すればよい。
【００５１】
図２の回路図では、蛍光ランプ２１０の一端の電位が固定されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、電位を固定する代わりに、他端に印加される駆動電圧Ｖｄｒｖと逆相となる電圧を印加して駆動してもよい。
【００５２】
実施の形態では、説明を簡略化するために、発光装置２００において、ひとつの蛍光ランプ２１０を駆動する場合について説明したが、実際には複数の蛍光ランプ２１０が駆動されてもよい。この場合、複数の蛍光ランプ２１０を駆動するための公知の技術を利用すればよく、特に特定のトポロジーに限定されることなく、本発明は適用可能である。
【００５３】
また、本実施の形態に係るインバータ１００により駆動される負荷は、蛍光管に限定されるものではなく、その他、交流の高電圧を必要とする様々なデバイスの駆動に適用することができる。
【００５４】
本実施の形態において、ロジック回路のハイレベル、ローレベルの論理値の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。
【００５５】
実施の形態にもとづき、本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】１次側領域と２次側領域を備えた電源システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る発光装置の構成を示す回路図である。
【図３】図２の発光装置が搭載される液晶テレビの構成を示すブロック図である。
【図４】図２のインバータの配置を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５７】
Ｍ１  ハイサイドトランジスタ、  Ｍ２  ローサイドトランジスタ、  Ｃ１  第１キャパシタ、  Ｃ２  第２キャパシタ、  Ｒ１  第１レベルシフト抵抗、  Ｒ２  第２レベルシフト抵抗、  １０  スイッチング回路、  １２  トランス、  １２ａ  １次巻き線、  １２ｂ  ２次巻き線、  １４  電流電圧変換部、  １６  フィードバックライン、  ２０  制御回路、  ３０  第１パルストランス、  ３２  第２パルストランス、  １００  インバータ、  ２００  発光装置、  ２１０  蛍光ランプ、  ３００  液晶テレビ、  ３０２  液晶パネル、  ３０４  受信部、  ３０６  信号処理部、  ３０８  液晶ドライバ、  ３１０  アンテナ、  ４００  電源システム、  ４０２  １次側領域、  ４０４  ２次側領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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