(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラメント、グリッド及びアノードを備えた蛍光表示管のグリッド及びアノードに印加するカットオフバイアス電圧発生用ツェナーダイオード（ＺＤ）を入力電源（Ｖｃｃ２）と接地間に接続し、フィラメントの負電位側にそのツェナーダイオード（ＺＤ）のカソードと前記入力電源（Ｖｃｃ２）の接続点を接続した蛍光表示管の駆動回路において、
前記ツェナーダイオード（ＺＤ）に接続されている入力電源（Ｖｃｃ２）とは異なる別の入力電源（Ｖｃｃ１）、１次インダクタンス（Ｌ１）、スイッチング素子（Ｑ１）を直列に接続してなる入力側閉回路、結合コンデンサ（Ｃ１）、及び２次インダクタンス（Ｌ２）、ダイオード（Ｄ１）、第２コンデンサ（Ｃ２）を直列に接続してなる出力側閉回路を備えたＳＥＰＩＣ回路を有し、
入力側閉回路の１次インダクタンス（Ｌ１）とスイッチング素子（Ｑ１）の接続点及び出力側閉回路の２次インダクタンス（Ｌ２）とダイオード（Ｄ１）の接続点に結合コンデンサ（Ｃ１）を接続してあり、
出力側閉回路の第２コンデンサ（Ｃ２）とダイオード（Ｄ１）のカソードの接続点をフィラメントの正電位側に接続し、第２コンデンサ（Ｃ２）と２次インダクタンス（Ｌ２）の接続点をフィラメントの負電位側に接続してあり、
ＳＥＰＩＣ回路の出力電圧をフィラメントにのみ印加することを特徴とする蛍光表示管の駆動回路。
【請求項２】
請求項１に記載の蛍光表示管の駆動回路において、前記出力側閉回路の第２コンデンサ（Ｃ２）とフィラメントは負荷側閉回路を形成していることを特徴とする蛍光表示管の駆動回路。
【請求項３】
請求項２に記載の蛍光表示管の駆動回路において、前記出力側閉回路の第２コンデンサ（Ｃ２）に逆極性の２個のスイッチング素子を直列接続した回路を並列に接続し、両スイッチング素子の接続点にフィラメントの正電位側を接続してあることを特徴とする蛍光表示管の駆動回路。
【請求項４】
請求項２に記載の蛍光表示管の駆動回路において、前記出力側閉回路の第２コンデンサ（Ｃ２）に逆極性の２個のスイッチング素子を直列接続した回路を２個並列に接続し、その両回路の両スイッチング素子の接続点にフィラメントの両端を接続してあることを特徴とする蛍光表示管の駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、蛍光表示管の駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４により、従来の蛍光表示管の駆動回路を説明する。
蛍光表示管１２は、真空容器内に熱電子を放出するフィラメントＦ、アノード電極に蛍光体を被着した複数のアノードＡ１〜Ａｎ、フィラメントＦから放出される電子を制御するグリッドＧ１〜Ｇｍを備えている。アノードＡ１〜Ａｎには、制御回路１１からアノード配線ａ１〜ａｎを介して入力電圧ＨＶ１（直流電圧）が選択的に印加され、Ｇ１〜Ｇｍには、制御回路１１からグリッド配線ｇ１〜ｇｍを介して入力電圧ＨＶ２（直流電圧）が選択的に印加される。フィラメントＦには、スイッチング素子Ｔｒ１を介して入力電圧ＨＶ３（直流電圧）が印加され、スイッチング素子Ｔｒ１には、パル状の制御電圧Ｖｃ１が印加される。入力電圧ＨＶ１、入力電圧ＨＶ２及び入力電圧ＨＶ３は、一般に同一電圧が用いられている。スイッチング素子Ｔｒ１は、パルス状の制御電圧Ｖｃ１によりＯＮ・ＯＦＦするからフィラメントＦには、入力電圧ＨＶ３がスイッチング素子Ｔｒ１によりチョッピングされてパルス状の直流電圧が印加される。
【０００３】
アノードＡ１〜Ａｎは、１個或いは複数個が１個のグリッドと対向するように配置してあり、対向するアノードとグリッドが同時に選択されたとき（入力電圧ＨＶ１，ＨＶ２が印加されたとき）、蛍光体が発光する。しかし選択されないアノードも薄く発光する、いわゆる漏れ発光の生じる場合がある。その漏れ発光を防止するためアノードやグリッドにカットオフバイアス電圧を印加するが、そのカットオフバイアス電圧の発生にはツェナーダイオードＺＤが用いられている（特許文献１，２参照）。
【０００４】
図４においてスイッチング素子Ｔｒ１がＯＮになると、フィラメントＦにフィラメント電流が流れるが、フィラメント電流は、ツェナーダイオードＺＤにも流れるため、ツェナーダイオードＺＤに無効電力が発生する。そこでツェナーダイオードＺＤにスイッチング素子Ｔｒ２を並列に接続し、そのスイッチング素子Ｔｒ２をパルス状の制御電圧Ｖｃ２によりＯＮ・ＯＦＦ制御する回路が提案されている（特許文献２参照）。
図４においてスイッチング素子Ｔｒ２は、フィラメント電流がフィラメントＦに流れる期間中（スイッチング素子Ｔｒ１がＯＮの間）制御電圧Ｖｃ２によりオンになり、ツェナーダイオードＺＤを短絡する。したがってその期間中フィラメント電流は、ツェナーダイオードＺＤに流れないから無効電力は発生しない。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１９０８９３号公報
【特許文献２】特開２００７−７２３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４の駆動回路は、ツェナーダイオードＺＤにスイッチング素子Ｔｒ２を並列に接続する必要があり、かつスイッチング素子Ｔｒ２は、スイッチング素子Ｔｒ１のＯＮ・ＯＦＦと関連させてＯＮ・ＯＦＦ制御を行わなければならないから、その制御が複雑になる。
本願発明は、その点に鑑み、カットオフバイアス電圧発生用のツェナーダイオードにスイッチング素子を接続せずに、フィラメント電流がツェナーダイオードに流れない蛍光表示管の駆動回路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】
【０００７】
本願発明は、その目的を達成するため、請求項１に記載の蛍光表示管の駆動回路は、フィラメント、グリッド及びアノードを備えた蛍光表示管のグリッド及びアノードに印加するカットオフバイアス電圧発生用ツェナーダイオード（ＺＤ）を入力電源（Ｖｃｃ２）と接地間に接続し、フィラメントの負電位側にそのツェナーダイオード（ＺＤ）のカソードと前記入力電源（Ｖｃｃ２）の接続点を接続した蛍光表示管の駆動回路において、
前記ツェナーダイオード（ＺＤ）に接続されている入力電源（Ｖｃｃ２）とは異なる別の入力電源（Ｖｃｃ１）、１次インダクタンス（Ｌ１）、スイッチング素子（Ｑ１）を直列に接続してなる入力側閉回路、結合コンデンサ（Ｃ１）、及び２次インダクタンス（Ｌ２）、ダイオード（Ｄ１）、第２コンデンサ（Ｃ２）を直列に接続してなる出力側閉回路を備えたＳＥＰＩＣ回路を有し、
入力側閉回路の１次インダクタンス（Ｌ１）とスイッチング素子（Ｑ１）の接続点及び出力側閉回路の２次インダクタンス（Ｌ２）とダイオード（Ｄ１）の接続点に結合コンデンサ（Ｃ１）を接続してあり、
出力側閉回路の第２コンデンサ（Ｃ２）とダイオード（Ｄ１）のカソードの接続点をフィラメントの正電位側に接続し、第２コンデンサ（Ｃ２）と２次インダクタンス（Ｌ２）の接続点をフィラメントの負電位側に接続してあり、
ＳＥＰＩＣ回路の出力電圧をフィラメントにのみ印加することを特徴とする。
請求項２に記載の蛍光表示管の駆動回路は、請求項１に記載の蛍光表示管の駆動回路において、前記出力側閉回路の第２コンデンサ（Ｃ２）とフィラメントは負荷側閉回路を形成していることを特徴とする。
請求項３に記載の蛍光表示管の駆動回路は、請求項２に記載の蛍光表示管の駆動回路において、前記出力側閉回路の第２コンデンサ（Ｃ２）に逆極性の２個のスイッチング素子を直列接続した回路を並列に接続し、両スイッチング素子の接続点にフィラメントの正電位側を接続してあることを特徴とする。
請求項４に記載の蛍光表示管の駆動回路は、請求項２に記載の蛍光表示管の駆動回路において、前記出力側閉回路の第２コンデンサ（Ｃ２）に逆極性の２個のスイッチング素子を直列接続した回路を２個並列に接続し、その両回路の両スイッチング素子の接続点にフィラメントの両端を接続してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明の蛍光表示管の駆動回路は、２次インダクタンス、ダイオード、コンデンサによってＳＥＰＩＣ回路の出力側閉回路を形成し、そのコンデンサとフィラメントによって負荷側閉回路を形成するから、カットオフバイアス電圧発生用のツェナーダイオードは、両閉回路に含まれない。したがって出力側閉回路の出力電圧は、フィラメントＦのみに印加され、ツェナーダイオードには印加されない。フィラメント電流は、フィラメントＦにのみ流れ、ツェナーダイオードには流れないから、ツェナーダイオードには、フィラメント電流による無効電力は発生しない。また本願発明の蛍光表示管の駆動回路は、従来の駆動回路のようにツェナーダイオードにそのツェナーダイオードの短絡用スイッチング素子を接続する必要がないから、無効電力発生防止回路が簡単になり、かつその短絡用スイッチング素子の制御手段も必要でない。
また本願発明の蛍光表示管の駆動回路は、ＳＥＰＩＣ回路の入力側閉回路のスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦを制御する制御信号のデユーテイ比等を変えることによりフィラメントＦに印加する電圧を調整することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１〜図３により本願発明の実施例に係る蛍光表示管の駆動回路を説明する。なお各図に共通の部分は、同じ符号を使用している。
【実施例】
【００１０】
まず図１について説明する。
図１（ａ）は、蛍光表示管の駆動回路を示し、図１(ｂ１)は、駆動回路の点Ａの電位を示し、図１(ｂ２)は、駆動回路の点Ｂの電位を示し、図１(ｂ３)は、駆動回路のインダクタンスＬ１，Ｌ２の電流を示し、図１（ｂ４）は、スイッチング素子Ｑ１のＯＮ・ＯＦＦの状態を示す。
【００１１】
図１（ａ）において、２１は、制御回路、２２は、蛍光表示管、Ｖｃｃ１，Ｖｃｃ２は、直流の入力電源である。蛍光表示管２２は、図４の蛍光表示管と同じで、ｎ個のアノードＡ１〜Ａｎ、ｍ個のグッドＧ１〜Ｇｍ、熱電子を放出するフィラメントＦを備えている。アノードＡ１〜Ａｎ、グッドＧ１〜Ｇｍは、夫々図示しないアノード配線、グリッド配線に接続し、夫々の配線から選択的に駆動電圧が印加される。フィラメントＦは、後述するＳＥＰＩＣ回路の出力電圧（駆動電圧）が印加される。またスイッチング素子Ｑ１は、制御電源ＳＰから供給されるパルス状の制御信号によりＯＮ・ＯＦＦを繰り返す。ＺＤは、アノードＡ１〜Ａｎ、グッドＧ１〜Ｇｍに印加するカットオフバイアス電圧発生用のツェナーダイオードで、入力電源Ｖｃｃ２と接地間に接続してあり、そのカソードはフィラメントＦの負電位側Ｆ−に接続し、そのアノードは接地してある。
【００１２】
図１（ａ）の駆動回路は、入力電源Ｖｃｃ１、１次インダクタンスＬ１、スイッチング素子Ｑ１からなる入力側の閉回路（入力側閉回路と呼ぶ）と２次インダクタンスＬ２、ダイオードＤ１、第２コンデンサＣ２からなる出力側の閉回路（出力側閉回路と呼ぶ）を備え、両閉回路は第１コンデンサ（結合コンデンサ）Ｃ１によって接続されている。第１コンデンサＣ１は、１次インダクタンスＬ１及びスイッチング素子Ｑ１の接続点Ａと、２次インダクタンスＬ２及びダイオードＤ１のアノードの接続点Ｂとの間に接続されている。第２コンデンサＣ２とダイオードＤ１のカソードの接続点は、フィラメントＦの正電位側Ｆ＋に接続され、第２コンデンサＣ２と２次インダクタンスＬ２の接続点は、フィラメントＦの負電位側Ｆ−に接続されている。即ちフィラメントＦの両端は、出力側閉回路の第２コンデンサＣ２に接続されていて、第２コンデンサＣ２とフィラメントＦは、負荷側の閉回路を形成している。そしてフィラメントＦの負電位側Ｆ−には、ツェナーダイオードＺＤのカソードが接続されている。
ここで入力側閉回路、第１コンデンサＣ１及び出力側閉回路からなる回路は、一般にＳＥＰＩＣ（Single・Ended・Primary・Inductance・Converter）と呼ばれ、電源電圧の昇降圧が可能な回路として知られている。
【００１３】
スイッチング素子Ｑ１は、制御電源ＳＰのパルス状の制御信号によって図１（ｂ４）のようにＯＮ・ＯＦＦを繰り返すが、スイッチング素子Ｑ１がＯＮになると、入力側閉回路が形成され、点Ａの電位は接地電位ＧＮＤと同電位になり、電流Ｉ1が１次インダクタンスＬ１を流れる。１次インダクタンスＬ１を流れるＩL（＝Ｉ1）は、図１（ｂ３）のように増加し、１次インダクタンスＬ１にエネルギーが蓄積される。一方２次インダクタンスＬ２を流れる電流Ｉ2は、スイッチング素子Ｑ１がＯＮになると、電圧源（後述する）となる第２コンデンサＣ２へ流れて、２次インダクタンスＬ２にエネルギーが蓄えられる。２次インダクタンスＬ２を流れる電流ＩL（＝Ｉ2）は、図１（ｂ３）のように増加する。なお電流Ｉ1と電流Ｉ2は、電流値は異なるが上昇、下降特性は、同じである。
【００１４】
次にスイッチング素子Ｑ１がＯＦＦになると、１次インダクタンスＬ１に蓄えられたエネルギーは第１コンデンサＣ１へ流れ込み、点Ａの電位は、図１（ｂ１）のように上昇し、第１コンデンサＣ１は、電圧源（いわゆるみなし電圧源）となる。一方スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦになると、点Ｂの電位は、図１（ｂ２）のように上昇してダイオードＤ１がＯＮになるため、２次インダクタンスＬ２に蓄えられたエネルギーは、第２コンデンサＣ２へ流れ込み、第２コンデンサＣ２を充電する。したがって第２コンデンサＣ２は、ＳＥＰＩＣ回路の出力電源になり、フィラメントＦの駆動電源になる。フィラメントＦには、ＳＥＰＩＣ回路の出力電圧、即ち出力側閉回路の出力電圧が印加されてフィラメント電流が流れる。なお図１(ｂ１)，(ｂ２)のＶ0は、フィラメントＦの正電位側Ｆ＋の電位である。
【００１５】
図１（ａ）の駆動回路は、２次インダクタンスＬ２、ダイオードＤ１、第２コンデンサＣ２によって出力側閉回路を形成し、第２コンデンサＣ２とフィラメントＦによって負荷側の閉回路（負荷側閉回路と呼ぶ）を形成するから、ツェナーダイオードＺＤは、両閉回路に含まれない。したがって出力側閉回路の出力電圧は、フィラメントＦにのみ印加され、ツェナーダイオードＺＤには印加されない。フィラメント電流は、フィラメントＦにのみ流れ、ツェナーダイオードＺＤには流れないから、ツェナーダイオードＺＤには、フィラメント電流による無効電力は発生しない。また従来の駆動回路のようにツェナーダイオードＺＤに並列にそのツェナーダイオードの短絡用スイッチング素子を接続する必要がないし、その短絡用スイッチング素子の制御手段を設ける必要もない。またフィラメントＦには、ＳＥＰＩＣ回路から駆動電圧を供給するから、スイッチング素子Ｑ１のＯＮ・ＯＦＦを制御する制御信号のデユーテイ比等を変えることによりフィラメントＦに印加する電圧を調整することもできる。
【００１６】
次に図２により、図１の直流駆動回路を用いてフィラメントＦをパルス駆動及び交番駆動する回路について説明する。なお図２は、蛍光表示管のアノード、グリッドを省略してある。
図２（ａ）は、パルス駆動回路の例である。
図２（ａ）の駆動回路は、出力側閉回路の第２コンデンサＣ２に、逆極性のスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の直列回路を並列に接続し、両スイッチング素子の接続点にフィラメントＦの正電位側Ｆ＋を接続してある。したがって第２コンデンサＣ２とフィラメントＦは、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２を介して負荷側閉回路を形成している。スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２は、制御電源ＥＦ１から供給されるパルス状の制御信号により交互にＯＮ・ＯＦＦを繰り返す。例えば、スイッチング素子Ｑ２１がＯＮになるとスイッチング素子Ｑ２２はＯＦＦになり、フィラメントＦにフィラメント電流が流れ、スイッチング素子Ｑ２１がＯＦＦになるとスイッチング素子Ｑ２２はＯＮになり、フィラメント電流は流れなくなる。したがってフィラメントＦには、パルス状の電流が流れ、いわゆるパルス駆動が可能になる。
【００１７】
図２（ｂ）は、交番駆動回路の例である。
図２（ｂ）の駆動回路は、出力側閉回路の第２コンデンサＣ２に、逆極性のスイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２の直列回路と逆極性のスイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２の直列回路を並列に接続し、両直列回路の夫々のスイッチング素子の接続点にフィラメントＦを接続してある。したがって第２コンデンサＣ２とフィラメントＦは、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ３１，Ｑ３２を介して負荷側閉回路を形成している。スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ２２は、制御電源ＥＦ１から供給されるパルス状の制御信号により交互にＯＮ・ＯＦＦを繰り返し、スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ３２は、制御電源ＥＦ２から供給されるパルス状の制御信号により交互にＯＮ・ＯＦＦを繰り返す。制御電源ＥＦ１と制御電源ＥＦ２の制御信号の周波数は、同じであるが、位相は、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ３１が同極性でスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ３２も同極性であるから１８０度相違している。
【００１８】
例えば、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ３２がＯＮになり、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ３１がＯＦＦになると、フィラメント電流は、スイッチング素子Ｑ２１、フィラメントＦ、スイッチング素子Ｑ３２方向へ流れ、スイッチング素子Ｑ３１，Ｑ２２がＯＮになり、スイッチング素子Ｑ２１，Ｑ３２がＯＦＦになると、フィラメント電流は、スイッチング素子Ｑ３１、フィラメントＦ、スイッチング素子Ｑ２２方向へ流れ、いわゆる交番駆動が可能になる。
【００１９】
図３は、図１の駆動回路をより具体的に構成した駆動回路の例である。なお図３は、蛍光表示管のアノード、グリッドを省略してある。
図３の駆動回路は、動作を安定化するため抵抗とコンデンサからなる回路２３１，２３２を接続してある。またフィラメントＦの負電位側Ｆ−には、入力電源Ｖｃｃ１を、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ１１からなる回路２３３を介して接続するとともに、入力電源Ｖｃｃ１の電圧よりも高電圧の入力電源ＶＨＧを接続してある。何らかの原因で、フィラメントＦの負電位側Ｆ−の電位が入力電源Ｖｃｃ１の電圧よりも高くなった場合には、ツェナーダイオードＺＤに電流が流れなくなるため、入力電源Ｖｃｃ１よりも高電圧の入力電源ＶＨＧも用いている。入力電源Ｖｃｃ１、入力電源ＶＨＧは、図１の駆動回路の入力電源Ｖｃｃ２に相当する。スイッチング素子Ｑ１には、東芝製のＴＰＣＡ８０２２を用いた。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願発明の実施例に係る蛍光表示管の駆動回路を示す。
【図２】図１の駆動回路をパルス駆動及び交番駆動する場合の回路例を示す。
【図３】図１の駆動回路をより具体的に構成した回路例を示す。
【図４】従来の蛍光表示管の駆動回路を示す。
【符号の説明】
【００２１】
２１    制御回路
２２    蛍光表示管
Ａ１〜Ａｎ    アノード
Ｇ１〜Ｇｍ    グリッド
Ｆ    フィラメント
Ｑ１，Ｑ２１〜Ｑ３２    スイッチング素子
ＺＤ    カットオフバイアス電圧発生用のツェナーダイオード
Ｖｃｃ１，Ｖｃｃ２，ＶＨＧ    直流の入力電源
ＳＰ，ＥＦ１，ＥＦ２    パルス状の制御信号を供給する制御電源
【図１】
0005081341.tif 000002
【図２】
0005081341.tif 000003
【図３】
0005081341.tif 000004
【図４】
0005081341.tif 000005