JP2008066071A

JP2008066071A - ランプ駆動装置

Info

Publication number: JP2008066071A
Application number: JP2006241499A
Authority: JP
Inventors: Akinobu Maekawa; 晃伸前川; Yasuo Hosaka; 康夫保坂
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2008-03-21

Abstract

【課題】
消費電力の低減に有効な電流バランサ型のランプ点灯装置を提供する。
【解決手段】
交流電源１０にランプＬ１〜Ｌ４を並列接続し、該各ランプには、電流バランス調整機能を有するバランサＢ１〜Ｂ４を配置する。ランプＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４にはバランサＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の一次巻線をそれぞれ直列接続し、バランサＢ１〜Ｂ４の二次巻線を直列接続することで閉ループＬＰを形成する。この構成で、端部に配置されたバランサＢ１、Ｂ４の一次巻線に対する二次巻線の巻数比を中央部に配置されたバランサＢ２、Ｂ３の一次巻線に対する二次巻線の巻数比よりも小さく設定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ランプ駆動装置に関し、特に、電流バランスの調整に有効なランプ駆動装置に関する。

液晶ＴＶに代表される大型液晶ディスプレイのバックライト光源としては、コストと発光効率の観点から冷陰極蛍光放電管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）が広く利用されている。

近年、さらなるコスト低減を図るべく、このＣＣＦＬランプを一つの昇圧トランスで複数並列駆動する方式が多数検討されており、この並列駆動したときに各ランプに流れる電流のバランスを調整する手法が例えば特許文献１および特許文献２に記載されている。

上記各特許文献には、電流調整用トランスとして機能するバランサの一次巻線を各ランプと直列に接続し、該各バランサの二次巻線を閉ループで接続した電流バランサ型のランプ駆動装置が開示されている。
米国特許公開公報２００５／００９３４７１米国特許公開公報２００５／００９３４７２

しかし、近年、液晶ディスプレイの消費電力低減が市場要求として高まってきており、液晶ディスプレイの消費電力の大部分がバックライトに起因することから、バックライト側での改善が必要になっている。

そこで、本発明は、消費電力の低減に有効な電流バランサ型のランプ点灯装置を提供する。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、液晶パネルの平面方向に沿って複数並べて配置された長尺状のランプを交流電源で並列駆動するランプ駆動装置において、前記ランプに対応して設けられた複数のバランサを具備し、前記バランサの一次巻線と二次巻線の比率が前記液晶パネルの中央部に配置されたバランサと端部に配置されたバランサとで異ならせたことを特徴とする。

このように、中央部と端部とでバランサの巻数比を変えることで、液晶パネルの端部に配置されたランプへ流す電流量を中央部のランプに対して一定の比率で低下させた状態で各ランプの電流バランスを取ることができる。

その結果として、液晶パネルに表示された画像の輝度は端部が暗くなるが、視聴者が感じる明るさは端部よりも中央部の方が寄与率が大きく、かつ、端部が暗くなる比率は予め設定した巻数比に従って常時バランスされるため、巻数比の変更度合いが視聴感に与える影響を予めテストしておけば、視聴感を損なうことなく端部のランプへ流す電流量を低下させた分だけ消費電力の低減が図られる。複数のバランサの巻数比は、中央部から端部方向へ段階的に変化させ、表示輝度を徐々に変化させる構成としても良い。

尚、ランプの明るさを変える方法としては、ランプごとに独立に調光制御を行う方法も考えられるが、この方法だと調光制御回路の規模が大きくなるためコストアップ要因となる。

また、請求項２記載の発明は、液晶パネルの平面方向に沿って複数並べて配置された長尺状のランプを交流電源で並列駆動するランプ駆動装置において、前記ランプに対応して設けられた複数のバランサを具備し、該各バランサの一次巻線が対応するランプに直列接続され、二次巻線が他のバランサの二次巻線と直列接続され、該バランサの一次巻線に対する二次巻線の巻数比が前記液晶パネルの中央部に配置されたバランサよりも端部に配置されたバランサの方が小さく設定されたことを特徴とする。

このように、各バランサの二次側を直列接続し、中央部に配置されたバランサよりも端部に配置されたバランサの巻数比を小さく設定することで、視聴感を損なうことなく端部のランプ電流低減による消費電力低減効果が得られる。尚、各バランサの二次側の直列接続は、特許文献１および２に示されたように、閉ループを形成することが望ましい。

以上説明したように、本発明によれば、視聴感を損なうことなく消費電流を低減させることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。尚、本発明は、以下説明する実施形態に限らず適宜変更可能である。

図１は、第１の実施形態に係るランプ駆動装置の構成を示す回路図である。同図に示すように、本ランプ駆動装置は、交流電源１０にランプＬ１〜Ｌ４が並列接続され、該各ランプには、電流バランス調整機能を有するバランサＢ１〜Ｂ４がそれぞれ配置される。尚、同図中、符号「ｐ」は一次巻線を示し、符号「ｓ」は二次巻線を示す。また、交流電源１０はインバータ回路で構成することが望ましい。

ここで、ランプＬ１にはバランサＢ１の一次巻線が直列接続され、ランプＬ２にはバランサＢ２の一次巻線が直列接続され、ランプＬ３にはバランサＢ３の一次巻線が直列接続され、ランプＬ４にはバランサＢ４の一次巻線が直列接続される。

また、バランサＢ１〜Ｂ４の二次巻線は、閉ループＬＰを形成し、この閉ループＬＰ内に含まれる各二次巻線は互いに直列の関係で接続される。これにより、閉ループＬＰを流れる電流は各二次巻線で同一の電流値となる。

さらに、この閉ループＬＰには、電流検出用の抵抗Ｒが配置され、この抵抗Ｒを介して閉ループＬＰに流れる電流値が検出され、図中「Ｉｓｅｎｓｅ」で示す電流検出端子から出力される。

この検出された電流値を判定することで、ランプＬ１〜Ｌ４に電流が流れているか否かを判断することができる。閉ループＬＰ内では、各バランサの電流バランス作用が働くため、この電流検出端子Ｉｓｅｎｓｅから出力される値により各ランプに流れる電流の有無を間接的に判断することができる。また、ランプに印可する電圧を、Ｉｓｅｎｓｅ出力が一定になるように制御することで各ランプ電流を一定に制御することができる。

ここで、液晶パネルの端部に配置されるランプＬ１およびＬ４に接続されるバランサＢ１およびＢ２の一次巻線に対する二次巻線の巻数比は８：１に設定され、液晶パネルの中央部に配置されるランプＬ２およびＬ３に接続されるバランサＢ２およびＢ３の一次巻線に対する二次巻線の巻数比は１０：１に設定される。

閉ループＬＰ内を流れる電流は同一値であるため、バランサＢ１〜Ｂ４の巻数比に応じてランプＬ１〜Ｌ４に流れる電流量に差が生じ、端部に配置されるランプＬ１およびＬ４に流れる電流量が中央部に配置されるランプＬ２およびＬ３に流れる電流量よりも低下した状態で電流バランスが維持される。

図２は、図１に示したランプと液晶パネルとの配置関係を示す概念図である。同図（ａ）に示すように、前図に示したランプＬ１〜Ｌ４は長尺状に形成され、液晶パネル２０の平面方向に沿って複数並べて配置される。この配置は、ランプＬ１〜Ｌ４が出力するバックライト光が液晶パネル２０の縦方向に分割された表示エリアＡｒｅａ１〜Ａｒｅａ４に対応して設定される。

ここで、前述したように、端部に配置されるランプＬ１およびＬ４に流れる電流量が中央部に配置されるランプＬ２およびＬ３に流れる電流量よりも低下した状態で電流バランスが維持されるため、同図（ｂ）に示すように、中央部の表示エリアＡｒｅａ２、３のバックライト輝度が１００に対して、端部の表示エリアＡｒｅａ１、４のバックライト輝度が９０になる。しかし、視聴者が感じる明るさは端部よりも中央部の方が寄与率が大きいため、視聴感に違和感を与えることなく消費電力低減を図ることができる。

図３は、図１に示したバランサをアレイ化した場合の構成例を示す回路図である。同図中の点線に示すように、一次巻線がランプＬ１、Ｌ２に直列接続されたバランサＢ１、Ｂ２を共通のコア上に形成することでアレイ化するとともに、一次巻線がランプＬ３、Ｌ４に直列接続されたバランサＢ３、Ｂ４を共通のコア上に形成することでアレイ化することで、バランサのコスト低減を図ることができるとともに、同じ種類のアレイ型バランサＢ１２およびＢ３４で構成することが可能になる。

図４は、図３に示したアレイ型バランサＢ１２の構成を示す構成図である。同図（ａ）は、図１に示した回路図中のバランサＢ１およびＢ２の部分のみを切り出して示した部分回路図であり、同図（ｂ）は、アレイ化されたバランサＢ１２の構造を示す平面図である。

同図（ｂ）に示すように、バランサＢ１とＢ２をアレイ化する場合には、バランサＢ１の一次巻線Ｂ１ｐと二次巻線Ｂ１ｓとをコア１００の巻回部１０１に巻回するとともに、バランサＢ２の一次巻線Ｂ２ｐと二次巻線Ｂ２ｓとをコア１００の巻回部１０３に巻回する。

巻回部１０１と１０３の間には、中足部１０２が設けられており、これら１０１、１０２、１０３が一体成形またはＥ型コアを２つ組み合わせた構造やロ型コアとＩ型コアを組み合わせた構造として形成される。

この中足部１０２がバランサＢ１から発生した磁束φ１とバランサＢ２から発生した磁束φ２のバイパス経路となり、その結果、バランサＢ１とバランサＢ２との干渉が防止され、該各バランサで共通のコアを利用した状態で好適なバランス作用を得ることができる。尚、バランサＢ１とＢ２の巻回方向および極性は、同図（ｂ）に示すように、中足１０２を通る磁束φ１、φ２が同方向となるよう設定される。

図５は、図１に示した装置を差動駆動に応用した例を示す回路図である。同図に示すように、ランプを差動で駆動する場合には、図１に示した複数のバランサと複数の閉ループで構成されたバランサ回路をランプＬ１〜Ｌ４の両側に配置し、該各ランプを交流電源１０Ａおよび１０Ｂで差動駆動する。この交流電源１０Ａと１０Ｂの位相差は１８０度に設定される。

このように、各ランプの両側にバランサ回路を配置することで、各ランプの両側それぞれで電流バランスが調整される。尚、同図では、バランサ回路を構成する複数のバランサと複数の閉ループの回路構成および構成要素は、図１と同一であるため各構成要素の符号は省略する。

図６は、第２の実施形態に係るランプ駆動装置の構成を示す回路図である。同図に示す構成は、ランプの明るさを中央部から端部にかけて３段階に設定する場合の例である。同図に示すように、ランプの明るさを段階的に変化させる場合には、液晶パネル上側の中央部から端部にかけて配置されたランプＬ３、Ｌ２、Ｌ１の順にバランサＢ３、Ｂ２、Ｂ１の巻数比を１０：１、８：１、６：１にそれぞれ設定し、液晶パネル下側の中央部から端部にかけて配置されたランプＬ４、Ｌ５、Ｌ６の順にバランサＢ４、Ｂ５、Ｂ６の巻数比を１０：１、８：１、６：１にそれぞれ設定する。さらに、バランサＢ３、Ｂ２、Ｂ１をアレイ型バランサＢ１２３で構成し、バランサＢ４、Ｂ５、Ｂ６をアレイ型バランサＢ４５６で構成しても良い。

本発明によれば、視聴感を損なうことなく低消費電力化が可能なランプ点灯装置を提供することができるため、低消費電力化が要求される大型液晶ディスプレイへの適用が期待される。

第１の実施形態に係るランプ駆動装置の構成を示す回路図である。図１に示したランプと液晶パネルとの配置関係を示す概念図である。図１に示したバランサをアレイ化した場合の構成例を示す回路図である。図３に示したアレイ型バランサＢ１２の構成を示す構成図である。図１に示した装置を差動駆動に応用した例を示す回路図である。第２の実施形態に係るランプ駆動装置の構成を示す回路図である。

符号の説明

１０…交流電源、２０…液晶パネル、１００…コア、１０１…巻回部、１０２…中足部、１０３…巻回部、Ｌ１〜Ｌ４…ランプ、Ｂ１〜Ｂ４…バランサ

Claims

液晶パネルの平面方向に沿って複数並べて配置された長尺状のランプを交流電源で並列駆動するランプ駆動装置において、
前記ランプに対応して設けられた複数のバランサを具備し、前記バランサの一次巻線と二次巻線の比率が前記液晶パネルの中央部に配置されたバランサと端部に配置されたバランサとで異ならせたことを特徴とするランプ駆動装置。
液晶パネルの平面方向に沿って複数並べて配置された長尺状のランプを交流電源で並列駆動するランプ駆動装置において、
前記ランプに対応して設けられた複数のバランサを具備し、該各バランサの一次巻線が対応するランプに直列接続され、二次巻線が他のバランサの二次巻線と直列接続され、該バランサの一次巻線に対する二次巻線の巻数比が前記液晶パネルの中央部に配置されたバランサよりも端部に配置されたバランサの方が小さく設定されたことを特徴とするランプ駆動装置。