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Timestamp: 2019-07-23 20:41:39
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JP2005203347A - Parallel lighting system for surface light source discharge tube - Google Patents
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JP2005203347A
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JP2004326485A
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JP4101228B2 (en
大輔 泰道
Chin Kohi
陳 宏飛
2004-11-10 Application filed by Chin Kohi, Masakazu Ushijima, 昌和 牛嶋, 陳 宏飛 filed Critical Chin Kohi
2005-07-28 Publication of JP2005203347A publication Critical patent/JP2005203347A/en
2006-06-22 Publication of JP2005203347A5 publication Critical patent/JP2005203347A5/ja
2008-06-18 Publication of JP4101228B2 publication Critical patent/JP4101228B2/en
<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a parallel lighting system for surface light source discharge tube which maintains the requirement of keeping uniform and stabilizing the tube current of each cold cathode tube while reducing luminance unevenness and reducing electrostatic noise, and also which is low in cost. <P>SOLUTION: The surface light source system having a large number of discharge tubes comprises a module for parallel lighting the discharge tubes, and the input terminal of the module and the electrode on the opposite side to the side where the module of the discharge tubes are connected are driven by a voltage waveform having 180 degrees different phase. The input terminal of antiphase of the surface light source system is connected to an inverter circuit having an output of antiphase through a diversion transformer, thereby, it is connected so as to offset the magnetic flux generated by the current flowing in each of the coil of the diversion transformer, and thus it matches the resonance frequency of the inverter circuit having the antiphase output and balances the output. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI
本発明は本願発明者の発明に係る特許第２７３３８１７号（米国特許第５４９５４０５号）発明の利用発明又はその技術的趣旨の利用にかかわるものであり、液晶テレビジョン用、一般照明用等の大型面光源システムにおいて、冷陰極蛍光管（CCFL）（Cold Cathode Fluorescent Lamp）、外部電極冷陰極管（EEFL）（External Electrode Fluorescent Lamp）、ネオン灯などの、長尺で高電圧を必要とする面光源用放電管並列点灯システムに関する。 The present invention relating to the use invention or use of the technical spirit of the present invention's according to the invention Patent No. 2,733,817 (U.S. Pat. No. 5,495,405) invention, a liquid crystal television John, large surface such as for general lighting in the light source system, a cold cathode fluorescent tube (CCFL) (cold cathode fluorescent lamp), an external electrode CCFL (EEFL) (external electrode fluorescent lamp), such as neon lights, for a surface light source that requires a high voltage long It relates to a discharge tube parallel lighting system.
近年、液晶用のバックライトは大型化が進むとともに、バックライトに使用される冷陰極管は長尺化が進んでいる。 Recently, backlights for liquid crystal with large proceeds, a cold cathode tube used for backlight is progressing lengthening.
それに伴って、放電電圧も高くなる一方であり、また、放電インピーダンスも高くなっている。 Along with this, the discharge voltage is in one becomes high and the discharge impedance is higher.
また、外部電極型の冷陰極管（EEFL）においては、さらに高い放電電圧が必要とされている。 Further, the cold cathode tube of the external electrode type (EEFL) has been required higher discharge voltage.
液晶テレビなどの大型面光源においては、面光源の輝度が均一であることを要求されるために、図１２に示されているように、冷陰極管毎に冷陰極管に流れる電流を検出して制御回路に帰還し、管電流を一定に保つ機構を設けている。 In large surface light source such as a liquid crystal television, in order to be required that the luminance of the surface light source is uniform, as shown in FIG. 12, detects a current flowing through the cold cathode tube for each CCFL fed back to the control circuit Te, is provided with a mechanism for keeping the tube current constant.
なお、従来の多くは冷陰極管の片側の電極を高圧とし、他端の電極をＧＮＤ（グラウンド）レベルに駆動することによって点灯させることが一般的であった。 Incidentally, many conventional one side of the electrode of the cold cathode tube and a high pressure, it is turned by driving the electrodes at the other end to the GND (ground) level were common. このような点灯回路をいわゆる片側高圧駆動というが、この駆動方法は簡便な方法により管電流制御がしやすいという点で点灯回路を構成しやすい特徴がある。 Such lighting circuit say so-called one-side high-voltage driving, this drive method is configured to easily characterized lighting circuit in that the tube current control is easily by a simple method.
しかし、冷陰極管の長尺化が進むと、冷陰極管の放電電圧が高くなり、また、放電管のインピーダンスも高くなるところから、冷陰極管の高圧端と低圧端で輝度の差が目立つようになる。 However, the elongation of the cold cathode tube progresses, the higher the discharge voltage of the cold cathode tubes, also, from where the higher the impedance of the discharge tube, conspicuous difference in luminance at a high pressure end and the low pressure end of the cold cathode tube so as to. このような現象は輝度むらと呼ばれている。 Such a phenomenon is referred to as the luminance unevenness.
輝度むら現象は、冷陰極管単体では、顕著に生じるものではないが、冷陰極管を反射板などの近接導体に近づけた場合に顕著に起きる。 Luminance unevenness phenomenon, the cold-cathode tube alone, but are not occur significantly, notably occur when the cold cathode tube closer to the proximal conductor such as a reflective plate. （特開平１１−８０８７号公報、特開平１１−２７９５５号公報） (JP-A-11-8087 and JP Hei 11-27955)
ここで、片側高圧駆動では輝度むらが大きいところから、図１３に示されているように冷陰極管の両端を逆位相の高電圧で駆動する、いわゆる両端高圧駆動方式或いはFloating方式と呼ばれる方式により輝度むらを低減する工夫がされている。 Here, from where large luminance unevenness on one side a high-pressure driving, driving the ends of the cold cathode tube in the opposite phase of the high voltage as shown in Figure 13, the method known as so-called across the high-pressure drive system or Floating type It has been devised to reduce brightness unevenness. この方式は冷陰極管のそれぞれの電極にかかる電圧が１／２になるところから、高電圧を必要とする長尺の冷陰極管、或は外部電極冷陰極管の駆動に有利である。 This scheme from where the voltage applied to the respective electrodes of the cold cathode tube is 1/2, the cold cathode tube long requiring a high voltage, or it is advantageous to drive external electrodes CCFL.
また、放電管周辺に発生する寄生容量を通じて電流が流れる現象のことを漏れ電流と呼んでいるが、電極にかかる電圧が１／２になると、この漏れ電流も少なくなるために冷陰極管の輝度がより均一になる。 Moreover, although referred to as the leakage current to a phenomenon in which current flows through the parasitic capacitance generated around the discharge tube, the voltage applied to the electrodes is 1/2, the luminance of the cold cathode tubes to be reduced the leakage current There will be more uniform.
さらに、昇圧トランスにおいては、巻線にかかる電圧も低くなり昇圧トランスの安全性も高くなる。 Further, in the step-up transformer, voltage also increases safety of the lower becomes the step-up transformer according to the winding.
このように、大型面光源における長尺の冷陰極管の駆動には、両側高圧駆動が適するとされている。 Thus, the driving of the cold cathode tubes elongated in a large surface light source, there is a double-side high voltage drive is suitable.
一方、冷陰極管は高電圧で駆動されるところから、冷陰極管から輻射される静電ノイズが大きい。 On the other hand, the cold cathode tube from where driven by a high voltage, a large electrostatic noise radiated from the cold cathode tubes.
この静電ノイズは液晶に影響を与えるところから、特開２０００−３５２７１８公報に示すように、冷陰極管の駆動を一本おきに交互に１８０度位相の異なる出力で駆動し、冷陰極管から輻射される静電ノイズを相殺することが行われている。 The electrostatic noise from where that affect liquid crystal, as shown in JP 2000-352718 publication, the driving of the cold cathode tube and driven at alternating different 180 degree phase output to one every other, from the cold cathode tubes it has been performed to cancel the electrostatic noise radiated.
図１５はその一例を示す構成であるが、この例ではトランスの二次側の巻線をFloating構造にして逆位相の出力とし、それぞれの出力を冷陰極管の一端に接続し、該冷陰極管の他方の電極をともに接続することにより冷陰極管を直列接続として駆動している。 Although FIG. 15 is a configuration showing an example of a winding of the transformer on the secondary side in this example the output of to reverse phase Floating structure, the respective output is connected to one end of the cold-cathode tube, cold cathode driving the cold cathode tube as a serial connection by both connecting the other electrode of the tube.
又、個々の蛍光管の管電流を電流検出手段CDT １ないしCDT ４により検出して電圧源WS １ないしWS ４に帰還して管電流が均一かつ安定するようにしている。 Moreover, the tube current so that a uniform and stable to no voltage source WS 1 is detected by to no current detection means CDT 1 a tube current of each of the fluorescent tubes CDT 4 returned to WS 4.
従って、隣り合う冷陰極管は、１８０度位相が異なる電圧によって駆動されることにより、冷陰極管から輻射される静電ノイズは相殺され、液晶への影響が少なくなる。 Accordingly, the cold cathode tubes adjacent by 180 degrees out of phase are driven by different voltages, electrostatic noise radiated from the cold cathode tubes is canceled, the influence of the liquid crystal is reduced.
また、この方法を更に進めた一例が図１６に示す構成であり、各冷陰極管毎にFloating構造のトランスを設け、さらに、一本置きに交互に１８０度位相の異なる電圧で駆動することにより、静電ノイズを相殺している。 Further, an example of further promoting this method is the configuration shown in FIG. 16, the transformer Floating structure provided for each cold cathode tube, further, by driving at different voltages 180 degrees out of phase alternately every one , which offset the electrostatic noise.
また、更に、図１６に示す方法では、高電圧の配線が長くなるために、図１７に示すような構成にして、両側に漏洩磁束型トランスを配置し、高圧配線の長さを短くしている。 Also, further, in the method shown in FIG. 16, in order to interconnect the high voltage is longer, in the configuration shown in FIG. 17, to place the leakage transformer on both sides, by shortening the length of the high pressure line there.
図１６ないし図１７は、いずれも、交流の電力源を模式的に表しているが、実際の大型面光源用インバータ回路においては、各トランス毎に図１２に示すような管電流制御回路が設けられるために回路の規模は巨大なものになっている。 16 to 17, both, although the power source of the AC are schematically shown, in the inverter circuit for the actual large surface light source, the tube current control circuit shown in FIG. 12 is provided for each transformer scale of the circuit in order to be has become enormous.
なお、大型面光源システムにおいて、インバータ回路の回路規模が巨大になるという問題に対しては、面光源装置に用いられる多数の冷陰極管を並列に駆動して各放電管の管電流を均一にする手段により解決することができる。 Incidentally, in a large surface light source system, for the problem that the circuit scale of the inverter circuit is huge, the tube current of the discharge tube by driving a large number of cold-cathode tube used in the surface light source device in parallel uniformly it can be solved by means of. これは、本発明の発明者によって特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）発明で図１８に示す構成が提案されている。 This is the configuration shown in FIG. 18 has been proposed in Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication 2004-0155596-A1) invented by the inventor of the present invention.
特許第２７３３８１７号（米国特許第５４９５４０５号）公報 Patent No. 2733817 (U.S. Pat. No. 5,495,405) JP 特開平１１−８０８７号公報 JP 11-8087 discloses 特開平１１−２７９５５号公報 JP-11-27955 discloses 特開２０００−３５２７１８ Patent 2000-352718 特願２００３−３６５３２６ Japanese Patent Application No. 2003-365326 特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004-0155596-Ａ１） Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication 2004-0155596-A1)
片側高圧駆動方式では、冷陰極管の一方の電極側は高電圧となり、他の電極側はＧＮＤ（グラウンド）レベルとなる。 The one-sided pressure driving method, one electrode side of the cold cathode tube becomes a high voltage, the other electrode side becomes GND (ground) level. これを特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）発明で提案されている図１８に示す方法で多数並列に駆動した場合は、多数の冷陰極管の一方の側の電極は隣り合う冷陰極管同士で全て同一の位相となる。 In the case of driving a large number in parallel, one side electrode of the large number of cold-cathode tube method shown in figure 18 proposed in Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication 2004-0155596-A1) invention all in adjacent cold cathode tubes each other become the same phase.
このような片側高圧駆動方式は輝度むらが大きいという問題がある。 Such one-sided pressure driving method has a problem that a large luminance unevenness. また、冷陰極管から輻射される静電ノイズも大きく、液晶に影響を与える場合がある。 Further, the electrostatic noise radiated from the cold cathode tube is large, it may affect the liquid crystal.
このようなところから、面光源から輻射される静電ノイズを遮断するためには、ＩＴＯ（Indium Tri Oxide）をコーティングした導電性フィルムなどを面光源と液晶パネルとの間に挿入する必要がある。 From this place, in order to block the electrostatic noise radiated from the surface light source, it is necessary to insert ITO (Indium Tri Oxide) coated with a conductive film or the like between the surface light source and a liquid crystal panel .
ところで、このような輝度むら現象は、冷陰極管を反射板に近接して配置した場合に起きるものであり、高電圧側が明るくなり、低電圧側が暗くなるというものである。 However, such luminance unevenness phenomenon, which occurs when placed in close proximity to the cold cathode tube to the reflective plate, the high-voltage side becomes brighter, it is that the low-voltage side becomes dark. 大型面光源においては、このような輝度むら現象は避けられないものとされている。 In large surface light source, such luminance unevenness phenomenon is the inevitable.
輝度むらは、冷陰極管のインピーダンスが高い場合や冷陰極管周辺の寄生容量が大きい場合に大きくなるが、これは寄生容量を通じて電流が近接した導体に流れるためである。 Luminance unevenness is increased if the parasitic capacitance when the impedance is high or near the cold-cathode tube of the cold cathode tube is large, this is to flow in the conductor a current close through the parasitic capacitance. 従って、冷陰極管の駆動周波数が高くなってもまた輝度むらが大きくなることになる。 Therefore, also so that the luminance unevenness becomes large becomes higher driving frequency of the CCFL.
また、液晶テレビジョン用バックライトにおいては、冷陰極管の寿命を延ばすために、管電流を少なくする場合が多いが、管電流を少なくすることもまた冷陰極管のインピーダンスが高くなることを意味する。 In the liquid crystal television backlights, in order to extend the life of the cold cathode tube, but is often less tube current, means also that the impedance of the cold cathode tubes is increased can be reduced tube current to.
そして、また、大型の液晶テレビにおいては長尺の冷陰極管が使われており、もともとインピーダンスは高いので、液晶テレビ用に使用される冷陰極管のインピーダンスは上記２つの理由により非常に高くなるわけであり、特に輝度むらが起きやすくなっている。 And also, in large liquid crystal televisions it has been used is a cold cathode tube long, since originally impedance high impedance of the cold cathode tube used for a liquid crystal television is very high due to the two reasons so, and the has become especially likely to occur uneven brightness.
一方、冷陰極管が長いと、強度を持たせるために、外径が太くならざるを得ない。 On the other hand, when a long cold-cathode tube, in order to provide strength, outer diameter inevitably thick. ノートパソコン用バックライト（面光源）の冷陰極管で通常1.8mm乃至2.7mmであるが、液晶テレビ用バックライト（面光源）では3mmないし5mm程度が用いられている。 Is usually 1.8mm to 2.7mm in CCFL Laptop backlight (surface light source) to the backlight (surface light source) to 3mm in liquid crystal televisions about 5mm are used. ここで、冷陰極管の外径が太くなることは、冷陰極管と反射板との間に生じる寄生容量が大きくなることを意味している。 Here, the outer diameter of the cold cathode tube becomes thick, it means that the parasitic capacitance generated between the cold cathode tubes and the reflector increases.
そのために、大型面光源においては、冷陰極管のインピーダンスが高い一方で寄生容量が大きいということであり、輝度むらが起きやすい条件が重なる。 Therefore, in a large surface light source, the parasitic capacitance while the impedance of the cold cathode tube is high it means that large, uneven brightness prone conditions overlap. このようなことから、長尺の冷陰極管を有する大型液晶バックライトは高い周波数で駆動することが難しいとされる。 For this reason, large-sized liquid crystal backlight having a cold cathode tube long is it hard to drive at a high frequency.
輝度むら現象は、冷陰極管の電極付近において、電位の高い部分が明るくなり、電位の低い部分が暗くなるものであるから、片側高圧駆動の場合よりも両側高圧駆動の方が輝度むらは少なくなる。 Luminance unevenness phenomenon in vicinity of the electrode of the cold cathode tube becomes bright portion with high potential, since it is intended to lower portion of the potential becomes darker, the brightness unevenness towards both sides pressure driving than in the one-side high-voltage driving is small Become. （特開平１１−８０８７号公報、特開平１１−２７９５５号公報） (JP-A-11-8087 and JP Hei 11-27955)
両側高圧駆動の場合であると、両側の電極付近が明るくなり、中央付近が暗くなるが、この場合の輝度むらは片側高圧駆動の場合に比べて遥かに小さい。 If it is the case of double-side high voltage driving, around both sides of the electrode is brighter, but near the center becomes dark, uneven brightness in this case is much smaller than in the case of one-side high-pressure driving. 従って、両側高圧駆動を採用した場合には駆動周波数を高くすることも可能である。 Therefore, in the case of adopting the double-side high voltage driving it is also possible to increase the driving frequency.
ところで、両側高圧駆動とした場合、インバータ回路には二つの逆位相の出力が必要となる。 Incidentally, when the double-side high voltage driving, the inverter circuit is required output of the two antiphase.
ここで、このインバータ回路の出力に漏洩磁束型のトランスを配し、それぞれの出力をそのまま冷陰極管の両側の電極に接続した構成の場合、インバータ回路には二つの１８０度位相の異なる出力が得られるが、この場合、インバータ回路の二つの逆位相出力が必ずしも均一な出力になるとは限らない。 Here, arranged transformer leakage flux type to the output of the inverter circuit, in the case of the configuration of connecting the respective output to the electrodes on both sides of the cold cathode tube, a different output of the inverter circuit two 180 degrees phase obtained, in this case, not necessarily the two opposite phase output of the inverter circuit is always uniform output.
出力が均一でないと、冷陰極管の片側の電極にかかる電圧が大きくなり、他方の側の電極にかかる電圧が低くなるので、インバータ回路の出力にかかる負担が不均一になる。 If the output is not uniform, strong voltage applied to the one electrode of the cold cathode tube, since the voltage applied to the other side electrode becomes low, the load applied to the output of the inverter circuit becomes uneven. このような出力の偏り現象は、昇圧トランスに漏洩磁束型トランスを用い、漏洩磁束型トランスの漏れインダクタンスと二次側回路の容量成分とを共振させることにより、昇圧トランスの一次側から見た力率が改善されて銅損が減ることによりインバータ回路の高効率を得る手法を用いた場合に生じやすい。 Power unfilled such output, with leakage transformer to step-up transformer, by resonating the capacitance component of the leakage inductance and the secondary side circuit of the leakage transformer, as seen from the primary side of the step-up transformer likely to occur when the rate is used a method to obtain high efficiency of the inverter circuit by improved by copper loss is reduced.
尚、上記共振技術によりインバータ回路の高効率を得る技術は、本願発明者の一人により特許第２７３３８１７号（米国特許第５４９５４０５号）発明として開示している。 The technique to obtain high efficiency of the inverter circuit by the resonance technique, by one of the present inventors Patent No. 2,733,817 (U.S. Pat. No. 5,495,405) discloses as an invention. 即ち、出力の偏り現象は、出力段の昇圧トランスに漏れインダクタンスが小さい非漏洩磁束型のトランスを用い、管電流の安定化にバラストコンデンサを用いた従来型のインバータ回路の場合には起こり難いのであり、このような出力の偏り現象は特許第２７３３８１７号（米国特許第５４９５４０５号）発明を実施して高効率を得る手法を実施した場合に特有の現象である。 That is, unfilled outputs, using a non-leakage flux type transformer step-up transformer leakage inductance is small in the output stage, so unlikely to occur in the case of a conventional inverter circuit using a ballast capacitor stabilizing the tube current There, unfilled such output is a phenomenon peculiar to the case carrying out the method for obtaining a high efficiency by implementing Patent No. 2,733,817 (U.S. Pat. No. 5,495,405) invention.
図１３に示すように、インバータ回路の出力が二つあり、それぞれの出力電圧が１８０度異なるようにすると、逆位相出力のそれぞれに共振回路が構成される。 As shown in FIG. 13, there are two outputs of the inverter circuit, the respective output voltages are 180 degrees different from the resonant circuit is formed in each of opposite phase output. この二つの共振回路がそれぞれ関連なく構成されている場合、これらの共振回路の共振周波数は必ずしも一致しない。 If the two resonant circuits are configured without associated respectively, the resonance frequencies of these resonant circuits do not necessarily coincide.
このように共振回路の共振周波数が一致しないと、図１４に示すように、同じ周波数で駆動してもインバータ回路の出力の昇圧比が異なり、冷陰極管のそれぞれの電極にかかる電圧が異なるようになる。 Thus the resonance frequency of the resonant circuit does not coincide, as shown in FIG. 14, different step-up ratio of the output of the inverter circuit be driven at the same frequency, the voltage applied to each electrode of the cold cathode tubes are different so become. その結果、インバータ回路のそれぞれの出力の間にアンバランスが生じる。 As a result, unbalance between the respective outputs of the inverter circuit occurs.
このようなアンバランスの原因は、インバータ回路の出力に使用される漏洩磁束型トランスの漏れインダクタンスが異なったり、二次側回路の容量成分が異なったりすることにより二つの逆位相出力の共振周波数が異なるからである。 Cause of such imbalance, or different leakage transformer leakage inductance to be used for the output of the inverter circuit, the resonance frequencies of the two opposite phase output by or different capacitive component of the secondary circuit This is because different.
実際の面光源システムにおいては、冷陰極管のそれぞれの電極側には分流回路モジュールが接続され、又、冷陰極管と近接導体としての効果を含む反射板との間の寸法精度にもばらつきがあり、かなりの寄生容量のアンバランスが生じている。 In practice of the surface light source system, to each of the electrode side of the cold cathode tube is connected shunt circuit module, also the variation in the dimensional accuracy between the reflecting plate including the effect as the proximity conductor and the cold cathode tube Yes, has occurred is an imbalance of considerable parasitic capacitance.
また、漏洩磁束型トランスの漏れインダクタンスにもバラツキがあり、それらは共振回路の周波数が一致しなくなる原因となっている。 Further, there is a variation in the leakage transformer leakage inductance, which is caused the frequency of the resonance circuit may not match.
共振周波数が一致しない場合、出力にアンバランスが生じて冷陰極管の両側の電極を均一に駆動できなくなる。 If the resonant frequency does not match, the imbalance can not be uniformly driven electrodes on both sides of the cold cathode tube caused in the output. その結果、一方の出力に過大な電力が集中してインバータ回路の発熱が偏ることになる。 As a result, the heat generation of the inverter circuit is biased concentrated excessive power to one output.
このような出力の偏り現象を防ぐためには、逆位相出力のそれぞれの共振回路の共振周波数が均しくなるようにしなければならない。 In order to prevent such the unfilled output, it must be such that the resonance frequency of the respective resonant circuits in opposite phase output becomes equally.
次に静電ノイズの面から見ると次のようになる。 Turning now to the surface of the electrostatic noise as follows.
静電ノイズを減少させるには、隣り合う冷陰極管同士を逆位相の出力で駆動することによって静電ノイズを相殺することが有効とされる。 To reduce the electrostatic noise, it is effective to cancel out the electrostatic noise by driving the adjacent cold cathode tubes together at the output of the inverse phase. 図１５ないし図１７に示すものがその一例であるが、このように冷陰極管を駆動するためには、逆位相で駆動する冷陰極管２本を一つのセットとし、逆位相の出力を持つトランスにより冷陰極管２本ごとに一つのトランスを設けて駆動する。 Although those shown in FIGS. 15 to 17 is one example, in order to drive this way the cold cathode tube, a cold cathode tube 2 to be driven in reverse phase as one set, with the output of the inverse phase It is driven by providing a single transformer for each cold cathode tube 2 by transfection.
しかしながら、図１５に示されているような例の場合、隣り合う冷陰極管の電極の片側が逆位相の高電位となり、もう一方の電極はＧＮＤ（グラウンド）電位となっている。 However, in the example as shown in Figure 15 becomes a high potential on one side of the adjacent cold cathode tubes electrodes opposite phase, the other electrode has a GND (ground) potential. この場合、高電圧側の隣り合う冷陰極管との間に生じる寄生容量Ｃsmを通じて流れる漏れ電流があるために、図１８に示されている場合の片側高圧駆動方式よりも輝度むらは一層ひどくなるという問題がある。 In this case, because of the leakage current flowing through the parasitic capacitance Csm generated between the cold cathode tube adjacent the high voltage side, even worse the luminance unevenness than one high pressure driving method in the case shown in Figure 18 there is a problem in that. その結果、このような構成のバックライトは相当低い周波数で駆動せざるを得ないという問題がある。 As a result, a backlight of such a configuration has a problem that the driving forced at a much lower frequency.
そこで、図１６に示されているように、一つのトランスで一つの冷陰極管を駆動することにより、両側高圧駆動とする方法が考えられる。 Therefore, as shown in Figure 16, by driving one of the cold cathode tubes in a single transformer, it is considered a method of the double-side high voltage driving.
しかし、この方法は、高電圧の配線が面光源の筐体の中を多数にわたり横切ることになるために、寄生容量がアンバランスになるという問題がある。 However, this method, in order to interconnect the high voltage will cross over a number through the housing of the surface light source, there is a problem that the parasitic capacitance becomes unbalanced.
また、冷陰極管一本ごとに逆位相で駆動するために、図１５に示されている構成よりも多くのトランスが必要になる。 Further, in order to be driven in reverse phase for each cold cathode tube one, it requires more trans than the arrangement shown in Figure 15.
そして、図１７に示されている構成は、高電圧のわたり線を防ぐためにさらにトランスの数を増やし、冷陰極管の両側に配置して両側高圧駆動とし、さらに冷陰極管を一本毎に駆動電圧の位相を入れ替えて静電ノイズを減らそうとしたものであるが、大変な数のトランスと制御回路を必要とするものである。 The arrangement shown in Figure 17, to further prevent Watari line high voltage increases the number of transformers, the double-side high voltage drive disposed on both sides of the cold cathode tube, further cold-cathode tube for each single it is obtained by trying to reduce the electrostatic noise by replacing the phase of the driving voltage, but one that requires the transformer and the control circuit of the great number.
また、図１６ないし図１７はスイッチング回路及び制御回路を省略しているが、実際の液晶テレビジョン用のインバータ回路システムでは、それぞれの管の管電流を検出して、冷陰極管毎に制御する回路も加わるためにインバータ回路は大変な規模になっている。 Although 16 to 17 are omitted switching circuit and a control circuit, the actual inverter circuit system for a liquid crystal television, by detecting the tube current of each tube is controlled for each cold cathode tube an inverter circuit in order to also join the circuit is in a great scale.
そして、また、図１５ないし図１７の回路はいずれも二次側回路の共振周波数のずれによるアンバランスの問題は解決していない。 Then, also, the problem of imbalance due to the deviation of the resonance frequency of the secondary circuit both circuits in FIGS. 15 to 17 is not solved.
このようなことから、輝度むらを少なくし、かつ、静電ノイズを減らしたうえで、各冷陰極管の管電流を均一にして安定化させるという条件を維持しつつ、かつ、コストの安い多灯用面光源システム及びインバータ回路が求められていた。 For this reason, to reduce the brightness unevenness, and, in terms of reduced electrostatic noise, while maintaining the condition of stabilizing in a uniform tube current of the cold cathode tubes, and cheap cost multi lamp surface light source system and the inverter circuit has been demanded.
本発明は、以上の如き観点に鑑みてなされたものであって、二つの共振回路を有し、それぞれ逆の位相の出力を有するインバータ回路により冷陰極管が両側高圧方式で駆動される場合、それぞれの共振回路の共振周波数ずれによって生じる駆動電力の偏りを、インバータ回路と冷陰極管との間に巻線間耐圧の高い分流トランスを介して接続することにより均衡させ、共振周波数を一致させてインバータ回路の逆位相出力の消費電力の均衡を実現させるものである。 If the present invention is, was made in view of the above-mentioned aspect, which has two resonant circuits, a cold cathode tube is driven by the double-side high voltage system by an inverter circuit having an output of opposite phase, respectively, the bias of the drive power caused by the resonance frequency shift of the respective resonant circuits, be balanced by connecting through a high shunt transformer with winding withstand voltage between the inverter circuit and the cold cathode tube, to match the resonant frequency it is used for realizing the balance of power consumption of the reverse phase output of the inverter circuit.
また、冷陰極管を両側高圧方式で駆動し冷陰極管の輝度を均一にするとともに、隣り合う冷陰極管同士を逆の位相で駆動することにより静電ノイズを相殺して低減する多灯の面光源システムにおいて、巻線間耐圧の高い分流トランスと分流回路モジュールとを組み合わせて分流回路を構成することにより、単純な構成でインバータ回路システムを実現しようとするものである。 Furthermore, with a uniform brightness for driving the cold cathode tubes on both sides high pressure method CCFL, multi-lamp to reduce offset the electrostatic noise by driving the adjacent cold cathode tubes together in the opposite phase in the surface light source system, by configuring the shunt circuit in combination with a high shunt transformer withstand voltage between the windings and the shunt circuit module, it is intended to realize the inverter circuit system with a simple configuration.
そして、また、上記二つの技術を融合することにより、両側高圧駆動方式であり、静電ノイズを減らし、かつ、各冷陰極管の管電流を均一にして安定化しつつコストの安い多灯用面光源システムを実現しようとするものである。 Then, also, by fusing the two techniques, a double-side high voltage driving method to reduce the electrostatic noise, and cheap multi-lamp surface cost while stabilized uniform tube current of the cold cathode tubes it is intended to realize a light source system.
そしてまた、片側高圧駆動方式においては、隣り合う冷陰極管同士を低圧端において分流トランスで結合させることにより、静電ノイズが相殺され、かつ、さらにコストの安い多灯用面光源システムを実現しようとするものである。 And also, in the one-side high-pressure drive system by coupling in shunt transformer at low pressure end of the adjacent cold cathode tubes together, electrostatic noise is canceled, and attempts to further realize the low-cost multi-lamp surface light source system it is an.
以下、本発明を図面を参照しながら説明する。 It will be described below with reference to the accompanying drawings of the present invention.
図１は、本発明の一実施例を示す両側高電圧駆動の回路構成図であって、反転制御回路とＳＷ回路はインバータ回路の発振回路と昇圧トランスの駆動回路であり、一般的に使用されるインバータ回路は全て適用できる。 Figure 1 is a circuit diagram of each side high voltage driving showing an embodiment of the present invention, the inversion control circuit and the SW circuit is a drive circuit of the oscillation circuit and the step-up transformer of the inverter circuit, are commonly used the inverter circuit can be applied all that.
Ｔ１及びＴ２は、漏れインダクタンス（JIS）Ｌs １、 Ｌs ２を有する漏洩磁束型の昇圧トランスであって等価回路で示されている。 T1 and T2 are shown by an equivalent circuit comprising a leakage inductance (JIS) Ls 1, leakage flux type step-up transformer having Ls 2. なお、簡易的に記述される回路図においては漏れインダクタンス（JIS）Ｌsを省略して記述される場合がある。 Note that in the circuit diagram is simplified manner described in some cases described to omit the leakage inductance (JIS) Ls. ＩＳＯの記載に基づけば正しい記述ではないが、当業者の間では慣習的に省略されていることが多い。 Correct not described Based on the description of the ISO, but often Between those skilled in the art are omitted customarily.
Ｃw １ ，Ｃw ２は巻線間の寄生容量であり、またＣa １ ，Ｃa ２ ，Ｃa ３ ，Ｃa ４は適宜補助的に付加される補助容量であり、又、冷陰極管周辺にも寄生容量Ｃsがあり、これらの合計容量が二次側の容量成分を構成する。 Cw 1, Cw 2 is a parasitic capacitance between the windings, also Ca 1, Ca 2, Ca 3 , Ca 4 denotes an auxiliary capacitor which is appropriately auxiliary added, also, parasitic capacitance around the cold cathode tube There is cs, these total volume constitutes a capacitive component of the secondary side. これらの容量成分は漏れインダクタンスＬs １ 、Ｌs ２とともに、それぞれ二つの共振回路を構成する。 These capacitive component together with the leakage inductance Ls 1, Ls 2, respectively constituting the two resonant circuits.
Ｃa １ ,Ｃa ２ ,Ｃa ３ ,Ｃa ４はこれらの共振回路の共振周波数を調整するものである。 Ca 1, Ca 2, Ca 3 , Ca 4 is for adjusting the resonance frequencies of these resonant circuits. ＣＴ １は分流トランスであり、二つの共振回路を結合するものである。 CT 1 is a shunt transformer is one that binds the two resonant circuits. 各巻線に流れる電流が発生する磁束が対向し、相殺するように接続される。 Flux current flowing through each winding is generated are opposed, are connected so as to cancel. ＣＤは電流分流回路モジュールである。 CD is a current shunt circuit module.
図２は、図１に示されている構成にさらに冷陰極管一本毎に位相を逆にして静電ノイズを相殺する実施例である。 Figure 2 is an example for canceling an electrostatic noise and the phase reversed to a further cold-cathode tubes each one the configuration shown in FIG. ＤＴ １乃至ＤＴ ８は冷陰極管であり、分流回路モジュールＣＤ1及びＣＤ2により二群にそれぞれ統合される。 DT 1 to DT 8 is a cold cathode tube, it is respectively integrated into two groups by the shunt circuit modules CD1 and CD2. 分流回路モジュールＣＤ1及びＣＤ2の端子Ｔd １及びＴd ２はこれらを統合するためのさらに別の分流トランスＣＴ ２に接続され、これら二群の分流回路モジュールＣＤ1及びＣＤ2に供給される電流が均衡するように接続されている。 Terminal Td 1 and Td 2 of shunt circuit modules CD1 and CD2 are connected to the shunt transformer CT 2 yet another to integrate them, so that current is balanced to be supplied to the shunt circuit module CD1 and CD2 of these two groups It is connected to the.
前記ＣＤ1及びＣＤ2は本発明の発明者の一人により特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）発明として開示された分流回路モジュールである。 The CD1 and CD2 are shunt circuit module disclosed as Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication 2004-0155596-A1) invented by one of the inventors of the present invention.
図３は分流回路モジュールＣＤ1及びＣＤ2の接続方法を変えた別の実施例であり、分流回路モジュールは二つの基板に分けられ、二群の分流回路モジュールＣＤ1及びＣＤ2を構成している。 Figure 3 is another embodiment with different connection methods shunt circuit modules CD1 and CD2, shunt circuit module is divided into two substrates constitute a shunt circuit modules CD1 and CD2 of two groups. それらの基本的な働きは図２に示されている実施例と変わらず、実現可能な実施例の一つである。 Their basic work is maintained at the embodiment shown in FIG. 2, which is one of the feasible examples.
次に、図１ないし図３において、冷陰極管周辺に発生する寄生容量Ｃs １乃至Ｃs ｎの総和が二群の分流回路モジュールＣＤ1及びＣＤ2で統合された冷陰極管束同士でそれぞれ異なった場合、共振周波数を調整するための補助容量Ｃa １ ,Ｃa ２ ,Ｃa ３ ,Ｃa ４の配置を適宜変えることにより寄生容量の不一致を補正することができる。 Next, when 1 to 3, respectively different parasitic capacitance Cs 1 to the cold cathode tube bundle between the sum of Cs n are integrated in shunt circuit modules CD1 and CD2 of the two groups generated around the cold cathode tube, it can be corrected mismatch parasitic capacitance by changing the arrangement of the auxiliary for adjusting the resonant frequency capacitance Ca 1, Ca 2, Ca 3 , Ca 4 appropriately.
分流トランスＣＴ １のそれぞれの巻線に流れる電流がほぼ均しくなるようにこの補助容量Ｃa １ ,Ｃa ２ ,Ｃa ３ ,Ｃa ４を配置すると、分流トランスＣＴ １のコアに生じる磁束がほとんどなくなるために分流トランスＣＴ １は非常に小さなもので良くなる。 When the current flowing through each winding of the shunt transformer CT 1 are arranged substantially equally made so that this auxiliary capacitor Ca 1, Ca 2, Ca 3 , Ca 4, since the magnetic flux generated in the core of the shunt transformer CT 1 is hardly shunt transformer CT 1 is better than very small to.
通常、分流トランスＣＴ １はインバータ回路基板側に配置されるために特に小型であることが要求され、また、両側高圧駆動方式のインバータ回路の逆位相のそれぞれの出力が接続されるために、巻線間の耐電圧は非常に高いものが要求される。 Usually, the shunt transformer CT 1 it is the request is particularly compact for placement in the inverter circuit board side, also, to each of the outputs of the opposite phase of the inverter circuit of the double-side high voltage driving system is connected, the winding withstand voltage between the lines is required to be very high.
そこで、分流トランスＣＴ １を図４のように各昇圧トランスＴ１及びＴ２のGND側を介してGNDに接続することにより分流トランスＣＴ １の耐圧はさほど必要としなくなる。 Therefore, the breakdown voltage of the shunt transformer CT 1 by connecting to the GND via the GND side of the step-up transformer T1 and T2 as shown in FIG. 4 the shunt transformer CT 1 will no longer requires less. これも図１ないし図３同様、実施可能な実施例の一つである。 This same Figure 1 through 3, which is a practical example.
また、図５のように両側高圧駆動方式で更に昇圧トランスを両側に配置する場合、Ｔ １ないしＴ ４の４つの昇圧トランスのうち、同位相の出力を持つトランスの低圧側同士、つまり、昇圧トランスＴ １ 、Ｔ ３を分流トランスＣＴ ２ 、昇圧トランスＴ ２ 、Ｔ ４を分流トランスＣＴ ３に接続して均衡させ、これをさらに分流トランスＣＴ １により均衡させることもまた実行可能な実施例の一つである。 Further, when arranging the further step-up transformer on both sides high pressure drive system on both sides as shown in FIG. 5, of the four step-up transformer of T 1 to T 4, the low-pressure side between the transformer with an output of the same phase, that is, the step-up shunt transformer T 1, T 3 transformer CT 2, the step-up transformer T 2, T 4 are connected to balance the shunt transformer CT 3, and also feasible embodiments that allow this further balanced by the shunt transformer CT 1 it is one.
分流回路モジュールＣＤ１、ＣＤ２は独立した一つのモジュールとしてバックライト内に収容しても良い。 Shunt circuit module CD1, CD2 may be housed in the backlight as a single module independent. 分流回路モジュールをバックライト内に収容した場合、バックライトから引き出される線は最大でも４本となり、バックライトの構造が単純化される。 If the shunt circuit module housed in the backlight, the line drawn from the backlight becomes four at most, the structure of the backlight is simplified.
また、昇圧トランスと低圧側分流トランスをこのように接続することにより、大型バックライトにおいても左右の回路を渡る高電圧の渡り線がなくなり、高圧線の処理が単純になる。 Also, by connecting the step-up transformer and the low-voltage side shunt transformer Thus, even there is no crossover wire of a high voltage across the circuit of the left and right, the processing of high-voltage lines is simplified in a large backlight. なお、低圧側分流トランスにおいても特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）発明に開示するものと同様、等価な均衡・分流効果を生じせしめる接続法は多数あるが、本実施例においてはそれらの接続法のいずれを採用しても良い。 Incidentally, similar to those disclosed also Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication 2004-0155596-A1) the invention in the low-pressure side shunt transformer, connecting method allowed to produce equivalent balance-shunting effect there are many, the present embodiment it may be employed any of those connections method in the example.
また、システム全体のローコスト化を追求する場合には、片側高圧駆動であるが図１５の電流検出手段であるCDTに均衡・分流効果を兼ねさせることもできる。 Further, when pursuing cost reduction of the entire system is a one-side high drive can also serve also as a balance-distribution effect to CDT is a current detector of FIG. 15.
図６はその実施可能な実施例の一つであって、分流トランス一つについて一対の冷陰極管を均衡・分流して二つの共振回路をバランスさせる構成を説明した説明図である。 Figure 6 is a one of its implementation possible embodiment is an explanatory diagram for explaining the structure to balance the two resonant circuits for shunt transformer one in equilibrium, shunting a pair of cold-cathode tubes.
ただし、この場合に用いられる分流トランスＣＤＴ １ないしＣＤＴ ４には非常に大きな相互インダクタンス（具体的には倍以上の値）が必要となるため、相互インダクタンス値を大きく確保し、自己共振周波数を高く保ち、かつ、小型に構成するためには、本願出願人の出願に係る特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）に開示する斜め巻き、或いは、特願２００４−２５４１２９に開示するセクション巻きなどの巻線方法が必須となる。 However, in this case the shunt used transformer CDT 1 to a very large mutual inductance in CDT 4 (specifically more than twice the value of the) is required to secure a large mutual inductance value, high self-resonant frequency maintaining, and, in order to configure the compact, oblique winding disclosed in Japanese Patent application No. 2004-003740 according to the applicant filed (US Patent application Publication 2004-0155596-A1), or disclosed in Japanese Patent application No. 2004-254129 winding method, such as a section winding which is essential. 少なくとも特願２００４−２５４１２９において従来方法として開示する積層巻きなどで構成する分流トランスでは実現し得ないことが確認されている。 Inability to achieve a shunt transformer constituted by such as a multilayer winding disclosed in the prior art methods in at least Japanese Patent Application No. 2004-254129 have been identified.
このような接続法により、管電流の帰還回路は一つにすることができる。 Such connection method, the feedback circuit of the tube current can be one. また、CDT 1からCDT 4までの分流トランスは独立した一つのモジュールとしてバックライトパネル内に収容することもできるため、高圧配線の引き回しも非常に単純にすることができる。 Further, shunt transformer from CDT 1 to CDT 4 since it is also possible to accommodate the backlight panel as one module independently can be very simple even lead the high pressure line.
図７はさらに他の実施例であって、分流トランス一つで４灯を均衡・分流し、二つの共振回路をバランスさせる構成を説明した説明図である。 Figure 7 is a further embodiment, flow balance, min 4 light in shunt transformer one is an explanatory diagram for explaining the structure to balance the two resonant circuits. 分流トランスＣＤＴ １一つで４灯を均衡させるものである。 It is intended to balance the shunt transformer CDT 1 one at 4 light. この場合の管電流の検出は昇圧トランスの二次巻線のＧＮＤ側で検出しているが、これを、さらに別に設けた電流トランスで検出しても良く、また、発光ダイオードとフォト・トランジスタで検出しても良い。 In this case the detection of the tube current is detected at the GND side of the secondary winding of the step-up transformer, which is further may be detected separately by providing current transformer, also, the light emitting diode and photo-transistor it may be detected.
図９は更に別の実施例であって、分流トランスＣＤＴ １を特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）で開示する図６（本明細書においては図８）の３分流トランスＬｐに置き換えたものである。 Figure 9 is a further embodiment, 3 shunting the shunt transformer CDT 1 to No. 2004-003740 (Fig. 8 herein) Fig disclosed (US patent application publication 2004-0155596-A1) it is replaced with a transformer Lp.
図９は、３分流トランスを用いて６灯を均衡・分流し、二つの共振回路をバランスさせる構成を説明した説明図である。 Figure 9 is a 6 lights flow equilibrium-minutes with 3 shunt transformer is an explanatory diagram for explaining the structure to balance the two resonant circuits. そして、３分流トランスを多灯用の分流トランスに置き換えればさらに多くの灯数を均衡・分流させることもできる。 Then, it is also possible to balance-shunt more of the lamps number by replacing the 3 shunt transformer multi lamps shunt transformer.
次に、本発明に係る多灯点灯の面光源システムの作用について説明する。 Next, the operation of the surface light source system of a multi-lamp lighting according to the present invention.
二つの逆位相出力を有するインバータ回路において、漏れインダクタンスと二次側回路の容量成分とで構成される共振回路は模式的に表すと図１３のようになる。 In the inverter circuit having two antiphase outputs, the resonant circuit composed of the capacitive component of the leakage inductance and the secondary side circuit is as shown in Figure 13 is represented schematically.
図１３において、Ｔ１及びＴ２は漏洩磁束型トランスであり、Ｌs １およびＬs ２は漏洩磁束性トランスの漏れインダクタンスである。 13, T1 and T2 are leakage transformer, Ls 1 and Ls 2 are leakage inductance of the leakage flux of the transformer. ここでいう漏れインダクタンスとはトランス一次側を短絡した際に二次巻線側から計測するいわゆるＪＩＳ漏れインダクタンスのことである。 The term leakage inductance and is a so-called JIS leakage inductance measured from the secondary winding side upon short-circuiting the transformer primary.
なお、漏洩磁束型トランスの漏れインダクタンス値は、負荷である放電管ＤＴのインピーダンスに対して、インバータ回路の動作周波数におけるリアクタンスが同等ないし６０％程度の値のときに力率の改善効果が生じてインバータ回路の変換効率が向上する。 Note that the leakage inductance of the leakage transformer, relative to the impedance of a load discharge tube DT, the effect of improving the power factor when the value of about 60% to no equivalent reactance at the operating frequency of the inverter circuit occurs conversion efficiency of the inverter circuit can be improved. この効果は特許第２７３３８１７号（米国特許第５４９５４０５号）発明として発明者の一人により開示されている。 This effect has been disclosed by one of the inventors as patent No. 2733817 (U.S. Pat. No. 5,495,405) invention.
図１３のトランスＴ１側において、誘導成分としてＬs １ 、容量成分として、巻線間寄生容量Ｃw １ 、補助容量Ｃa １ 、放電管周辺の寄生容量Ｃs １が合計されて二次側の容量成分を構成し、これらの誘導成分と容量成分とが一方の直列共振回路を構成している。 In the transformer T1 side in FIG. 13, Ls 1 as an inductive component, as a capacitance component, winding parasitic capacitance Cw 1, the auxiliary capacitor Ca 1, a capacitive component of the parasitic capacitance Cs 1 is summed with the secondary side around the discharge tube configured, and the these inductive components and capacitive components constituting one of the series resonant circuit. このような共振回路はトランスＴ２側にも存在し、誘導成分Ｌs ２ 、容量成分Ｃw ２ 、Ｃa ２ 、Ｃs ２が他方の直列共振回路を構成している。 Such resonant circuit may be present in the transformer T2 side, inducing component Ls 2, the capacitive components Cw 2, Ca 2, Cs 2 constitutes the other of the series resonant circuit. この場合、二つの共振回路は互いに独立した関係であり、共振回路の共振周波数は必ずしも一致しない。 In this case, two resonance circuits are independent of each other, the resonant frequency of the resonant circuit does not necessarily coincide.
ここで、図１に示すように、二つの共振回路と負荷との間に分流トランスＣＴ １を介して接続した場合、以下のような作用を生じる。 Here, as shown in FIG. 1, when connected via a shunt transformer CT 1 between the two resonant circuits and the load, resulting in the following effects.
図１において分流トランスＣＴ １は二つの同じ値の巻線を有する分流トランスである。 Shunt transformers CT 1 in FIG. 1 is a shunt transformer having a winding of two identical values.
該分流トランスＣＴ １は、負荷ＤＴ １ないしＤＴ ８に流れる電流により発生する磁束が対向するように接続されているものとする。該分flow transformer CT 1 shall flux to no load DT 1 generated by the current flowing through the DT 8 is connected so as to be opposed. この場合、発生する磁束のほとんどは相殺されるので、該分流トランスＣＴ １の巻線にはわずかな電圧しか生じなくなる。 In this case, most of the magnetic flux generated by because it is canceled out, only not occur slight voltage to the windings of該分flow transformer CT 1.
二つの共振回路の共振周波数が異なり、冷陰極管の両極に流れる電流が異なると、以下の作用により分流トランスに流れる電流は均しくなろうとする。 Different resonance frequencies of the two resonant circuits, the current flowing through the both electrodes of the cold cathode tubes are different, the current flowing through the shunt transformer by the action of the following it intends to be equally.
仮に、冷陰極管の電極の一方の電流が増え、他方の電流が減った場合、分流トランスの磁束には不均衡が生じて、相殺されない磁束が生じる。 If, increasing one current electrode of the cold cathode tube, if the decreased the other current, caused an imbalance in the magnetic flux of the shunt transformer, not offset magnetic flux occurs. この磁束は分流トランスＣＴ １において、電流の多い方の電極に対しては電流を減らす方向に働き、電流の少ない方の電極に対しては電流を増やす方向に働いて、冷陰極管の両極の電流を均しくするように均衡させるものである。 In this magnetic flux shunt transformer CT 1, acts in a direction to reduce the current to the electrode with the larger currents, working in the direction of increasing the current to the electrode having the smaller current, the poles of the cold-cathode tube it is intended to balance the current to equally.
又、分流トランスＣＴ １のこの働きは、冷陰極管の抵抗成分にのみ働くものではなく、容量成分に対しても働く。 Moreover, the action of the shunt transformer CT 1 is not intended to serve only the resistance component of the cold cathode tubes, it acts against capacitance component. つまり、このことは分流トランスＣＴ １を介して容量成分の結合が起きるわけである。 In other words, this is not caused is capacitive coupling component via a shunt transformer CT 1. その結果、分流トランスＣＴ １に接続される容量成分は一方の巻線側からもう一方の巻線側にコピーされることになるために、分流トランスが理想的なトランスである場合には容量成分を分流トランスのどちらの巻線側に取り付けても意味は変わらないことになる。 As a result, the capacity component is connected to the shunt transformer CT 1 is to be copied to the other winding side from the one winding side, capacitance component when the shunt transformer is an ideal transformer sense to the mounting to either the winding side of the shunt transformer will be unchanged.
更に、容量成分のみならず誘導成分、具体的には漏れインダクタンスもコピーされることになる。 Furthermore, inductive components not capacitive component only, so that the leakage inductance also copied specifically. その結果、二つの共振回路も結合され、共振周波数も一致することになる。 As a result, the two resonant circuits are coupled, also to match the resonant frequency.
そして、また、分流トランスＣＴ １のそれぞれのコイルに流れる電流が均しい場合は、分流トランスＣＴ １のコアに発生する磁束が相殺されるので、残留成分以外には磁束が生じなくなり、コアを小型にすることができると共に分流トランスＣＴ １に発生する電圧がほとんどなくなる。 And also, when Hitoshii the current flowing through the respective coils of the shunt transformer CT 1, since the magnetic flux generated in the core of the shunt transformer CT 1 is canceled, the magnetic flux is no longer occur in addition to the residual components, compact core almost no voltage generated at the shunt transformer CT 1 it is possible to.
実際には面光源システムの冷陰極管のそれぞれの電極側には分流回路モジュールが接続され、また、冷陰極管と近接導体としての効果を含む反射板との間の寄生容量のアンバランスがある。 Actually, to each of the electrode side of the cold cathode tube of the surface light source system is connected shunt circuit module, and there is an imbalance of the parasitic capacitance between the reflective plate including the effect as the proximity conductor and the cold cathode tube .
また、漏洩磁束性トランスの漏れインダクタンスも全く均しいわけではないから、分流トランスＣＴ １には相殺されない磁束が残り、分流トランスに電圧が生じる。 Also, since there are not quite Hitoshii leakage inductance of the leakage magnetic flux of the transformer, the shunt transformer CT 1 remains flux not canceled, the voltage on the shunt transformer. この相殺されない磁束は極力少なくするべきである。 This not canceled flux should be minimized.
分流トランスＣＴ １の前後に配置される共振コンデンサＣa １ないしＣa ４はこのアンバランスを補正する目的のものである。 It is no resonance capacitor Ca 1 are arranged before and after the shunt transformer CT 1 Ca 4 is of purpose of correcting this imbalance.
一方、Ｃa １ないしＣa ４の共振コンデンサを適宜配置し、予めアンバランスを小さく調整した場合、分流トランスＣＴ １のそれぞれの巻線に流れる電流をほぼ均しくすることができるが、その場合には、分流トランスＣＴ １に発生する磁束はほとんど相殺され、分流トランスＣＴ １のコアに磁束がほとんど発生しない。 On the other hand, to free Ca 1 appropriately placed resonance capacitor Ca 4, when adjusted in advance unbalance small and the current flowing through the respective windings of the shunt transformer CT 1 can be substantially equally, in that case , the magnetic flux generated in the shunt transformer CT 1 is almost canceled, the magnetic flux in the core of the shunt transformer CT 1 hardly occurs.
次に、図２に示すように、分流回路モジュールを二群に分けた場合、これら二群の分流回路モジュールのそれぞれを単純に並列に接続したのでは、分流回路モジュールの一方の一群にしか電流が流れない。 Next, as shown in FIG. 2, when divided shunt circuit module into two groups, than were connected each to a simple parallel shunt circuit modules of these two groups, the current only to one group of shunt circuit module It does not flow. これは、分流回路モジュールは、多数の冷陰極管を恰も一つの冷陰極管のように束ねる働きをするもの（特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）発明）であるから、束ねられた冷陰極管も、また、大きな一つの冷陰極管として負性抵抗特性を継承するからである。 Since this is, shunt circuit module is intended to serve to bundle as a large number of cold-cathode tubes if it were one of the cold cathode tube (Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication 2004-0155596-A1) the invention) also bundled cold cathode tube, also because inheriting the negative resistance characteristic as a large one of the cold cathode tube. 従って、これら二群の分流回路モジュールを並列駆動するためには、さらにもう一つの分流トランスＣＴ ２を介してインバータ回路に接続しなければならない。 Therefore, these for the two groups shunt circuit module driven in parallel must be connected to the inverter circuit further via another shunt transformer CT 2.
この場合、分流トランスＣＴ ２において、特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）発明におけるトーナメント・ツリー状に接続された各電流トランスと異なるのは、分流トランスＣＴ ２の巻線間に大きな電圧がかかることである。 In this case, the shunt transformer CT 2, No. 2004-003740 (US Patent Application Publication 2004-0155596-A1) differs from the current transformer which is connected in a tournament tree in invention, winding of the shunt transformer CT 2 a large voltage is take between. 従って、分流トランスＣＴ １およびＣＴ ２の有する巻線の各巻線間の耐圧はインバータ回路の出力電圧の２倍以上の電圧に十分に耐えられるものでなければならない。 Therefore, the breakdown voltage between the windings of the winding having the shunt transformers CT 1 and CT 2 are shall be sufficiently withstand more than twice the output voltage of the inverter circuit.
次に、図６ないし図７に示すように、一対の冷陰極管の低圧側端子に分流トランスのコイルの一方を介してともに接続される場合、一対の冷陰極管に流れる管電流はほぼ等しくなる。 Next, as shown in FIGS. 6 to 7, when connected together via one of the shunt transformer coil low-voltage side terminal of the pair of the cold cathode tube, a tube current flowing through the pair of cold-cathode tubes is substantially equal to Become. このようにすることによって、位相が１８０度異なる二つの出力を有するインバータ回路のそれぞれの共振回路は結合されて、共振周波数は等しくなる。 By doing so, each of the resonant circuits of an inverter circuit having a phase difference of 180 degrees two outputs are combined, the resonance frequency is equal.
以上の説明からも明らかなように、本発明は両側高電圧駆動方式とトランス二次側に互いに１８０度位相の異なる二つの共振回路構成を含む高効率インバータ回路（特許第２７３３８１７号（米国特許第５４９５４０５号）発明）との組み合わせにおいて生じる出力アンバランスを、高耐圧の電流トランスを介して出力を結合し、これらの共振回路の共振周波数を一致させることによってアンバランスを補正することに大きな特徴を有するものである。 As apparent from the above description, the present invention both sides high voltage driving system and the transformer secondary side to the high efficiency inverter circuit including two resonant circuitry 180 degrees different in phase from each other (Japanese Patent No. 2733817 (U.S. Pat. No. the output imbalance occurs in combination with the 5,495,405 Patent) invention) to combine the output through a high-voltage current transformer, a great feature to correct the imbalance by matching the resonant frequency of the resonant circuit those having.
また、両側高電圧駆動方式において、冷陰極管の駆動される電極の電圧を１本置きに互い違いに駆動して発生する静電ノイズを相殺する手法に対して、高耐圧の電流トランスと分流回路モジュールを組み合わせることによって同様の効果をシンプルな構成で実現できることにさらに大きな特徴を有するものである。 Further, on both sides high voltage driving method, with respect to a technique for canceling an electrostatic noise generated by alternately driven every one of the voltage of the driven electrodes of the cold cathode tube, a high-voltage current transformer and shunt circuit and has a further significant feature can be realized with a simple configuration, the same effect by combining module.
従って、多数の冷陰極管を有する大型の面光源を必要とする液晶テレビジョン用のバックライトとして、シンプルで大電力、高効率、かつ、低雑音の面光源システムをローコストで提供するものである。 Therefore, as a backlight for a liquid crystal television requires a large surface light source having a large number of cold-cathode tubes, simple and high-power and high efficiency, is to provide a surface light source system of the low-noise low-cost .
また、一般照明用途としての冷陰極管の普及の最大の阻害要因であったコスト問題を取り除くことにより大型面光源及び冷陰極管の一般照明用の用途を拡大するものである。 Also, it is to expand the application for general illumination of large surfaces the light source and a cold cathode tube by removing the cost issue was the largest obstacle to the spread of the cold cathode tube as a general lighting applications.
そして、二つの逆位相出力を有するインバータ回路において、各々の出力を電流トランスに接続し該電流トランスを介して負荷に接続することにより該二つの逆位相出力の共振周波数は一致するようになる。 Then, the inverter circuit having two antiphase outputs, the resonance frequency of the two opposite phase output by connecting to the load through the said current transformer to connect the respective output current transformer is to match. その結果、該二つの逆位相の出力段が負荷を駆動する条件が均しくなり、各トランジスタや各昇圧トランスにかかる負担が均等化される。 As a result, the condition for the output stage of the two opposite phases to drive the load becomes equally, load on each transistor or each step-up transformers are equalized.
また、両側高圧駆動された放電管の輝度はそれぞれの電極側で均しくなり、発光が均一になる。 The luminance of the double-side high voltage driven discharge tube becomes equally at each electrode side, light emission becomes uniform. その結果、長さの長い冷陰極管においても発光の均一性が良くなる。 As a result, the uniformity of light emission is improved even in a long cold-cathode tube lengths.
そして、また、基本的に両側高圧駆動方式の利点を何ら損なうことはないところから、駆動周波数を高くすることも可能となった。 Then, also from a place it does not impair essentially the advantages of double-side high voltage drive system at all, it has become possible to increase the driving frequency.
次に、隣り合う冷陰極管を一本おきに逆位相で駆動する手段は、従来は図１７に示すように多数の漏洩磁束型トランスを用いて構成せざるを得なかったが、図２及び図３に示されているように分流回路モジュールと高耐圧の分流トランスを組み合わせることによって非常にシンプルな構成のバックライトシステムにすることができるようになった。 Next, means for driving the cold cathode tubes adjacent in phase opposition to one every other, conventionally, had to constructed using a number of leakage transformer as shown in FIG. 17, FIG. 2 and it became possible to backlight system very simple construction by combining the shunt circuit module and a high-voltage shunt transformer as shown in Figure 3.
この場合、分流回路モジュールを二群に分けることにより、高電圧のわたり線をなくすことができるようになり、両側高圧駆動の回路構成が非常にシンプルにった。 In this case, by dividing the shunt circuit module into two groups, will be able to eliminate the glide line of the high voltage, the circuit configuration of the double-side high voltage driving is Tsu very simple.
さらに、分流回路モジュールをバックライト内に収容した場合、バックライトから引き出される線を大幅に少なくすることができるようになり、バックライトの構造が単純化された。 Further, when accommodating the shunt circuit modules within the backlight, it becomes possible to greatly reduce the line drawn from the backlight, the structure of the backlight is simplified.
また、分流回路モジュールも冷陰極管と冷陰極管との間に分流トランスを配置するだけで良いので非常に小さな基板で済むようになった。 Also, now it requires a very small substrate since it is only necessary to place the shunt transformer between the shunt circuit modules CCFL and CCFL.
そして、また、適宜配置された共振コンデンサの調整を効果的に行うことによって、分流トランスのそれぞれの巻線に流れる電流をほぼ均しくすることができるため、該分流トランスは非常に小さなもので良くなった。 Then, also, by adjusting the appropriate placement resonant capacitor effectively, since the current flowing through the respective windings of the shunt transformer can be substantially equally, 該分 stream transformer well in very small became.
また、図１０に示された隣り合う冷陰極管が同位相駆動の場合の静電ノイズの測定結果と、図１１に示された隣り合う冷陰極管が逆位相駆動の場合の静電ノイズの測定結果とを比較すれば、一目瞭然に明らかなように、駆動電圧の極性の異なる冷陰極管の場合は静電界が打ち消されるため、バックライトから輻射される静電ノイズを簡単な構成で大幅に減らすことができるようになった。 Further, the cold cathode tubes adjacent shown in FIG. 10 is a measurement result of the electrostatic noise in the case of the same phase drive, the electrostatic noise when cold cathode tubes adjacent shown in Figure 11 is in opposite phase drive the comparison between measurement results, as plainly evident, since the electrostatic field is canceled in the case of different cold cathode tubes of the polarity of the driving voltage significantly electrostatic noise radiated from the backlight with a simple structure it now can be reduced.
本発明の一実施例を示す両側高電圧駆動の回路構成図である。 It is a circuit diagram of each side high voltage driving showing an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に更に冷陰極管一本おきに交互に逆位相に駆動する接続法を示す他の実施例を示す回路構成図である。 Another embodiment illustrating the connection method for driving the reverse phase further alternately to one every other cold cathode tubes to an embodiment of the present invention is a circuit diagram showing. 本発明の更に他の実施例を示す回路構成図である。 A further circuit diagram showing another embodiment of the present invention. 本発明の更に他の実施例を示す回路構成図である。 A further circuit diagram showing another embodiment of the present invention. 本発明の更に他の実施例を示す回路構成図である。 A further circuit diagram showing another embodiment of the present invention. 本発明の更に他の実施例を示す回路構成図である。 A further circuit diagram showing another embodiment of the present invention. 本発明の更に他の実施例を示す回路構成図である。 A further circuit diagram showing another embodiment of the present invention. 本発明に係る３分流トランスの一例を示す説明図である。 3 an example of a shunt transformer according to the present invention; FIG. 本発明に係る３分流トランスを用いた本発明の更に他の実施例を示す回路構成図である。 A further circuit diagram showing another embodiment of the present invention using a 3 shunt transformer according to the present invention. 隣り合う冷陰極管が同位相駆動の場合の静電ノイズの測定結果を示す実測図である。 Cold cathode tubes adjacent a measured diagram showing the results of measurement of the electrostatic noise in the case of the in-phase drive. 隣り合う冷陰極管が逆位相駆動の場合の静電ノイズの測定結果を示す実測図である。 Cold cathode tubes adjacent a measured diagram showing the results of measurement of the electrostatic noise in the case of opposite phase drive. 従来の大型面光源の輝度均一化のための一例を示す回路構成図である。 Is a circuit diagram showing an example for the luminance uniformity of the conventional large surface light source. 従来の冷陰極管の両端を逆位相の高電圧で駆動する方式において、二つの共振回路の働きを示す模式図である。 In method of driving both ends of a conventional cold-cathode tube in the opposite phase of the high voltage is a schematic diagram showing the action of the two resonant circuits. 図１２に示す回路構成において、共振周波数の不一致によって周波数により出力の昇圧比が異なる状態を説明する駆動周波数−昇圧比の関係グラフ図である。 In the circuit configuration shown in FIG. 12, the drive frequency step-up ratio of the output by frequency by mismatch of the resonant frequency will be described different states - a relation graph of the step-up ratio. 従来の片側高圧駆動方式において、冷陰極管から輻射される静電ノイズを相殺する一例を示す回路構成図である。 In the conventional one-side high-voltage driving method, a circuit configuration diagram showing an example of canceling the electrostatic noise radiated from the cold cathode tubes. 従来の両端高圧駆動方式において、冷陰極管から輻射される静電ノイズを相殺する他の例を示す回路構成図である。 In conventional ends high pressure drive method, a circuit configuration diagram showing another example of canceling the electrostatic noise radiated from the cold cathode tubes. 従来の両端高圧駆動方式において、冷陰極管から輻射される静電ノイズを相殺する更に他の例を示す回路構成図である。 In conventional ends high pressure drive method, a circuit configuration diagram showing still another example to offset the electrostatic noise radiated from the cold cathode tubes. 従来の大型面光源システムにおいて、面光源装置に用いられる多数の冷陰極管を並列に駆動して各放電管の管電流を均一にする手段を施した一例を示す回路構成図である。 In conventional large surface light source system, a circuit configuration diagram showing an example subjected to means to equalize the number of the cold cathode tube and driven in parallel tube current of each discharge tube used in the surface light source device.
多数の放電管を有する面光源システムにおいて、放電管を並列点灯するモジュールを有し、該モジュールの入力端子と該放電管のモジュールが接続された側とは反対側の電極は１８０度位相の異なる電圧波形によって駆動され、該面光源システムの逆位相の入力端子は一つの分流トランスを介して逆位相の出力を有するインバータ回路に接続されることにより、該分流トランスのそれぞれの巻線に流れる電流により発生する磁束が相殺されるように接続されてなることを特徴とする面光源用放電管並列点灯システム。 In the surface light source system having a plurality of discharge tubes includes a module for parallel lighting a discharge tube, the electrode opposite to the side where the module is connected the input terminal and the discharge tube of the module 180 degrees different phases is driven by a voltage waveform, by the input terminal of the antiphase said surface light source system which is connected to an inverter circuit having an output of opposite phase via one of the shunt transformer, the current flowing in each winding of 該分 flow trans connected discharge tube parallel lighting system for a surface light source, characterized by comprising as the magnetic flux is canceled caused by.
前記モジュールを、互いに隣り合う前記放電管の電極を一本置きに逆位相に駆動される構成に置き換えた面光源用放電管並列点灯システムにおいて、該モジュールは二群の分流モジュールに分けられ、それぞれの分流モジュールは同位相で駆動される電極同士を並列駆動するように接続された結果得られる逆位相の分流モジュールの入力端子をそれぞれに有し、該分流モジュールに接続された放電管の電極とは異なる端の電極は、同位相で駆動される電極同士を一つに束ねられる構成としたもう一方の入力端子を有し、該入力端子同士は同位相になるもの同士がさらに別の分流トランスを介して接続され、該分流トランスに発生する磁束はそれぞれの巻線に流れる電流により相殺されるように接続されてなる請求項１記載の面光源用放電管並 The module, in the discharge tube discharge tube parallel lighting system for a surface light source by replacing the electrodes configured to be driven in opposite phase in every one adjacent to each other, the module is divided into the two groups shunt module, respectively shunt module has an input terminal connected results antiphase shunt module obtained to a parallel drive electrodes to each other to be driven in phase to each electrode of the discharge tube connected converting said stream module the different ends of the electrode has the other input terminal is configured to be bundled into one electrode to each other to be driven in phase, the input terminals of the each other yet another shunt transformer made in phase are connected via a 該分 flow connected to become claim 1 surface light source for a discharge tube parallel according to the magnetic flux generating transformer is canceled by the current flowing through the respective windings 点灯システム。 Lighting system.
前記逆位相の出力を有するインバータ回路を接続する分流トランスを、昇圧トランスのGND側端子とGNDとの間に介することによって、該分流トランスのそれぞれの巻線に流れる電流により発生する磁束が相殺されるように接続されてなる請求項１又は２記載の面光源用放電管並列点灯システム。 The shunt transformer for connecting the inverter circuit having an output of the opposite phase, by interposing between the step-up transformer of the GND terminal and the GND, the magnetic flux generated is offset by the current flowing in each winding of 該分 flow trans claim 1 or 2 discharge tube parallel lighting system for a surface light source according connected comprising a so that.
前記分流トランスのインバータ回路側及び面光源側にそれぞれ共振用コンデンサを分散配置し、該共振用コンデンサの値を適宜な値に調整することにより、該分流トランスに流れる電流の不均衡を補正し、該分流トランスの寸法形状を小型にすることを可能にした請求項１乃至３のいずれかに記載の面光源用放電管並列点灯システム。 Said shunt transformer of the inverter circuit side and the respective resonance capacitor on the surface light source side distributed, by adjusting the value of the resonant capacitor to the appropriate value, to correct the imbalance of current flowing converting said stream transformer, discharge tube parallel lighting system for a surface light source according to any one of claims 1 to 3 made it possible to 該分 flow transformer dimensions small.
前記逆位相の出力を有するインバータ回路と、複数の二群に分けられた偶数の放電管を有し、該放電管は互いに逆位相に駆動される一対の関係に配置され、該一対の放電管の低圧側の一端は該分流トランス一方のコイルを介して互いに接続され、他の一端は該逆位相の出力を有するインバータ回路のそれぞれの位相の出力に接続されるインバータ回路において、該分流トランスの他方のコイルは他の一群と互いに直列に接続されることにより、該各放電管の管電流を均衡させるとともに管電流の検出を行う請求項１乃至４のいずれかに記載の面光源用放電管並列点灯システム。 An inverter circuit having an output of the opposite phase, has an even number of discharge tubes which are divided into a plurality of two groups, the discharge tube is arranged in a pair relationship are driven in opposite phases, the pair of discharge tubes one end of the low pressure side are connected to each other via one of the coil 該分 flow transformer, the other end in the inverter circuit connected to the output of the respective phase of the inverter circuit having the output of the reverse phase, the 該分 flow trans by the other coil connected in series with the other group, for a surface light source discharge tube according to any one of claims 1 to 4 for detecting a tube current with balancing the lamp current of each of the discharge tube parallel lighting system.
請求項５において、該分流トランスの他方のコイルは他の一対の放電管の低圧側に接続される、４灯用の面光源用放電管並列点灯システム。 In claim 5, the other coil of 該分 stream transformer is connected to the low pressure side of the other pair of the discharge tube, 4 lamp discharge tube parallel lighting system for a surface light source.
請求項６において、該分流トランスを３分流、または、Ｎ分流の分流トランスに置き換えることによって６灯または２Ｎ灯用を並列点灯する面光源用放電管並列点灯システム。 According to claim 6, 該分 stream transformer 3 diversion, or, N shunt 6 lights or discharge tube parallel lighting system for 2N lamp parallel lighting to surface light source by replacing the shunt transformer.
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