JP2009177975A - Inverter circuit and discharge tube lighting device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter circuit that obtains high power factor and generates less high-frequency noises and a discharge tube lighting device using the inverter circuit. <P>SOLUTION: The inverter circuit comprises: a rectifier circuit 22b connected to a commercial AC power source 22a; a switching circuit 23 for obtaining a high-frequency AC power supply based on a ripple flow output of the rectifier circuit 22b; a main transformer 24 for stepping up the high-frequency AC power supply; and a switching circuit 26, which breaks the ripple flow output of the rectifier circuit 22b when a voltage of the ripple flow output of the rectifier circuit 22b exceeds a reference voltage and which supplies the ripple flow output of the rectifier circuit 22b to the switching circuit 23 when the voltage of the ripple flow output of the rectifier circuit 22b decreases to the reference voltage or lower. The inverter circuit that improves power factor and generates less high-frequency noises can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インバータ回路及び放電管を高周波で点灯駆動するための放電管点灯装置に関するものである。ここで「放電管」とは、高圧を印加して、密封管内でイオン化した気体（プラズマ）に放電させることにより発光させる器具をいい、ネオン管、ナトリウムランプ、蛍光管、冷陰極管などがこれに該当する。   The present invention relates to a discharge tube lighting device for lighting and driving an inverter circuit and a discharge tube at a high frequency. Here, the “discharge tube” refers to a device that emits light by applying a high pressure to discharge into an ionized gas (plasma) in a sealed tube, such as a neon tube, a sodium lamp, a fluorescent tube, or a cold cathode tube. It corresponds to.

液晶表示装置など各種表示装置のバックライトには、放電管の一種である冷陰極管( Cold Cathode Fluorescent Tube)が用いられる。この冷陰極管の点灯駆動には、従来から、インバータ回路を用いた高周波点灯方式が採用されている。
図５は、このインバータ回路を含む放電管点灯装置の一例を示す回路図である。この放電管点灯装置は、商用電源を整流するための整流回路１０５と、直流に基づいて高周波交流電源を供給するためのスイッチング回路１０１と、高周波交流電源を昇圧するための主変圧器１０２と、その主変圧器１０２の出力回線に対して並列に接続される複数の冷陰極管１０３と、各冷陰極管１０３の一端又は両端に挿入され、各冷陰極管１０３に互いに等しい電流を流すため各冷陰極管１０３と直列に接続されたバラスト・キャパシタ(ballast capacitor)からなる均流回路１０４とを備えている。なおインバータ回路は、整流回路１０５とスイッチング回路１０１と主変圧器１０２とを含む回路とする。「均流」とは複数の放電管に対して、互いにほぼ等しい大きさの高周波電流を供給することをいう。 For the backlights of various display devices such as liquid crystal display devices, cold cathode fluorescent tubes are used. Conventionally, a high-frequency lighting method using an inverter circuit has been adopted for driving the cold cathode tubes.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a discharge tube lighting device including the inverter circuit. The discharge tube lighting device includes a rectifying circuit 105 for rectifying commercial power, a switching circuit 101 for supplying high-frequency AC power based on direct current, a main transformer 102 for boosting the high-frequency AC power, A plurality of cold-cathode tubes 103 connected in parallel to the output line of the main transformer 102, and inserted into one or both ends of each cold-cathode tube 103, and each of the cold-cathode tubes 103 has an equal current flowing therethrough. A current equalizing circuit 104 including a ballast capacitor connected in series with the cold cathode tube 103 is provided. The inverter circuit is a circuit including a rectifier circuit 105, a switching circuit 101, and a main transformer 102. “Uniform flow” means that high frequency currents having substantially the same magnitude are supplied to a plurality of discharge tubes.

このような放電管点灯装置においては、冷陰極管１０３の駆動は、インバータ回路から冷陰極管に定格電圧（冷陰極管の長さ等に応じた、冷陰極管のメーカーから指定される電圧。例えば１０００Ｖ）、定格周波数（冷陰極管のメーカーから指定される周波数。例えば６０ｋＨｚ）の高周波交流電源を供給することによって行っている。
特開2005-322479号公報 In such a discharge tube lighting device, the cold cathode tube 103 is driven from the inverter circuit to the cold cathode tube at a rated voltage (a voltage designated by the cold cathode tube manufacturer according to the length of the cold cathode tube and the like). For example, it is performed by supplying a high-frequency AC power source having a rated frequency (a frequency specified by the cold cathode tube manufacturer, for example, 60 kHz).
JP 2005-322479 A

ところで、前記放電管点灯装置に使われるインバータ回路は、図５に示すように、大容量キャパシタＣを持った整流回路１０５を備えている。この整流回路１０５は、キャパシタ・インプット型が多く、そのため整流回路１０５に入力される電圧波形Ｖｓと電流波形Ｉｓを相似波形にすることができない。
図６（ａ）は、キャパシタ・インプット型整流回路１０５に入力される電圧波形Ｖｓを示し、図６（ｂ）は電流波形Ｉｓを示す（横軸ｔは時間を示す）。このように、交流電源１０６には、電圧の高いときだけ大きな電流が流れることになり、力率が低くなるという欠点を持ち合わせている。 Incidentally, the inverter circuit used in the discharge tube lighting device includes a rectifier circuit 105 having a large-capacitance capacitor C as shown in FIG. The rectifier circuit 105 has many capacitor input types, and therefore, the voltage waveform Vs and the current waveform Is input to the rectifier circuit 105 cannot be made similar.
6A shows the voltage waveform Vs inputted to the capacitor input type rectifier circuit 105, and FIG. 6B shows the current waveform Is (the horizontal axis t indicates time). As described above, the AC power source 106 has a drawback that a large current flows only when the voltage is high, and the power factor is low.

この欠点を解消するため、インバータ回路に力率改善ＰＦＣ(Power Factor Control)回路を組み込むことも行われているが、ＰＦＣ回路自体が高周波ノイズの発生源であり、家庭やオフィスの電源環境をいっそう悪くしてしまう。
そこで本発明は、高い力率を実現することができ、高周波ノイズの発生も少ないインバータ回路及びこのインバータ回路を用いた放電管点灯装置を提供することを目的とする。 In order to eliminate this disadvantage, power factor control PFC (Power Factor Control) circuit is also incorporated in the inverter circuit, but the PFC circuit itself is a source of high-frequency noise, making the power environment of homes and offices even better. It will be bad.
Therefore, an object of the present invention is to provide an inverter circuit that can realize a high power factor and that does not generate high-frequency noise, and a discharge tube lighting device that uses this inverter circuit.

本発明のインバータ回路は、商用交流電源に接続された整流回路と、前記整流回路の脈流出力に基づいて高周波交流電源を得るためのスイッチング回路と、前記高周波交流電源を変圧するための主変圧器と、前記整流回路の脈流出力の電圧が基準電圧を超えた時点で前記整流回路の脈流出力を遮断し、前記整流回路の脈流出力の電圧が基準電圧以下になった時点で前記整流回路の脈流出力を前記スイッチング回路に供給する開閉回路とを備えることを特徴とする。   An inverter circuit according to the present invention includes a rectifier circuit connected to a commercial AC power source, a switching circuit for obtaining a high-frequency AC power source based on a pulsating flow output of the rectifier circuit, and a main transformer for transforming the high-frequency AC power source. And when the voltage of the pulsating current output of the rectifying circuit exceeds a reference voltage, the pulsating current output of the rectifying circuit is cut off, and when the voltage of the pulsating current output of the rectifying circuit becomes equal to or lower than the reference voltage, And a switching circuit for supplying a pulsating flow output of the rectifier circuit to the switching circuit.

この構成のインバータ回路であれば、商用交流電源を脈流化して放電管を点灯駆動するが、前記開閉回路によって、この脈流の電圧の高い部分を基準電圧でピークカットすることができる。ピークカット後の電圧波形の周波数は、ピークカット前の脈流の周波数のほぼ２倍、商用交流電源の周波数のほぼ４倍になる。したがって、放電管のチラツキを極力目立たないようにすることができる。なお、ピークカット後の電圧波形を用いるので電圧の実効値は低いものとなるが、主変圧器の昇圧比を高く設定することによって、放電管に必要な電圧（定格電圧）を得ることができる。   With an inverter circuit having this configuration, the commercial AC power supply is pulsated to drive the discharge tube to turn on, but the switching circuit can peak-cut the high voltage portion of the pulsating current with a reference voltage. The frequency of the voltage waveform after the peak cut is almost twice the frequency of the pulsating current before the peak cut and almost four times the frequency of the commercial AC power supply. Therefore, flickering of the discharge tube can be made as inconspicuous as possible. Since the voltage waveform after the peak cut is used, the effective value of the voltage is low, but the voltage required for the discharge tube (rated voltage) can be obtained by setting the boost ratio of the main transformer high. .

また、放電管には、商用交流電源が前記基準電圧を超えている期間は電流が流れないことになり、商用交流電源から一般の電気機器に最も多く電流が流れる期間を避けて電流を流すことができる。従って、本発明により商用交流電源に集中的に過大な電流が流れるのを緩和することができる。
また、本発明の放電管点灯装置は、放電管と、前記放電管を点灯駆動するためのインバータ回路とを備え、前記インバータ回路は、前記本発明の特徴を備える回路である。 In addition, the current does not flow in the discharge tube while the commercial AC power source exceeds the reference voltage, and the current is allowed to flow during the period when the most current flows from the commercial AC power source to general electric equipment. Can do. Therefore, according to the present invention, it is possible to alleviate the excessive current flowing through the commercial AC power supply.
Moreover, the discharge tube lighting device of the present invention includes a discharge tube and an inverter circuit for driving the discharge tube to light, and the inverter circuit is a circuit including the features of the present invention.

前記放電管は、蛍光灯又は冷陰極管であってもよい。   The discharge tube may be a fluorescent lamp or a cold cathode tube.

以上のように本発明によれば、高い力率が得られ、高周波ノイズの発生も少ないインバータ回路及び放電管点灯装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inverter circuit and a discharge tube lighting device that can obtain a high power factor and generate less high-frequency noise.

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の放電管点灯装置が適用される液晶表示装置１０を示す分解図である。この液晶表示装置１０は、液晶表示部１１と、液晶表示部１１を支持する液晶パネル１２と、均流点灯装置本体１３とを備えている。
均流点灯装置本体１３は、樹脂又は金属のいずれか又は両方で構成された支持板１４に複数の冷陰極管１５が配置されたものであり、これらの冷陰極管１５は、それぞれ給電線を通してインバータ回路に接続される。複数の冷陰極管１５のそれぞれを示すとき、冷陰極管１５１〜１５ｎと表記することがある。ｎは冷陰極管の本数（ｎ＞＝２）である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded view showing a liquid crystal display device 10 to which the discharge tube lighting device of the present invention is applied. The liquid crystal display device 10 includes a liquid crystal display unit 11, a liquid crystal panel 12 that supports the liquid crystal display unit 11, and a current equalizing lighting device body 13.
The current equalizing lighting device main body 13 has a plurality of cold cathode tubes 15 arranged on a support plate 14 made of either or both of resin and metal, and these cold cathode tubes 15 are respectively connected through power supply lines. Connected to the inverter circuit. When each of the plurality of cold cathode tubes 15 is shown, they may be expressed as cold cathode tubes 151 to 15n. n is the number of cold cathode tubes (n> = 2).

液晶表示部１１は、例えば４：３，１６：９などの横長形状である。なお液晶表示部１１の構造は公知のものであり、例えば、表面側の透明基板と光源側の透明基板とを向き合わせた構造になっている。液晶駆動方式はパッシブマトリクス型でもアクティブマトリクス型でもよい。アクティブマトリクス型を例に挙げると、表面側の透明基板の内面には複数のマトリクス状透明電極群を配列し、光源側の透明基板の内面にはマトリクス状透明電極群と対向するように１枚の半透明電極を設置している。さらに、それぞれの電極の上に、一定方向にラビングした樹脂からなる配向膜を形成している。そして両配向膜の間に液晶を封入している。なお、カラー液晶の場合は、表面側の透明基板にカラーフィルター層が設けられている。   The liquid crystal display unit 11 has a horizontally long shape such as 4: 3, 16: 9, for example. The structure of the liquid crystal display unit 11 is a known structure, for example, a structure in which a transparent substrate on the surface side and a transparent substrate on the light source side face each other. The liquid crystal driving method may be a passive matrix type or an active matrix type. Taking the active matrix type as an example, a plurality of matrix-like transparent electrode groups are arranged on the inner surface of the transparent substrate on the surface side, and one sheet is arranged on the inner surface of the transparent substrate on the light source side so as to face the matrix-like transparent electrode group. The semi-transparent electrode is installed. Further, an alignment film made of a resin rubbed in a certain direction is formed on each electrode. Liquid crystal is sealed between the alignment films. In the case of color liquid crystal, a color filter layer is provided on the transparent substrate on the front side.

均流点灯装置本体１３は、ｎ本の冷陰極管１５１〜１５ｎを、液晶表示部１１の長辺方向と平行に配列している。各冷陰極管１５１〜１５ｎの端部には、バラスト・キャパシタを形成する給電基板１６の一方の電極が接続されていて、この給電基板１６の他方の電極が後述するインバータ回路の高周波電源供給端に接続される。
図２は、インバータ回路１７及びそれに接続された複数の冷陰極管１５１〜１５ｎを含む均流点灯装置の全体回路図である。このインバータ回路１７は、商用交流電源２２ａに接続された整流回路２２ｂと、整流回路２２ｂの脈流出力に基づいて数十ｋＨｚの高周波交流電源を得るためのスイッチング回路２３と、前記高周波交流電源を昇圧するための主変圧器２４と、その主変圧器２４の出力回線に接続された高周波電源供給端２５とを備えている。高周波電源供給端２５に対して、複数の冷陰極管１５１〜１５ｎがそれぞれ並列に接続され、各冷陰極管１５１〜１５ｎに対して、互いに等しい電流を流すための均流回路１８が接続されている。整流回路２２ｂには平滑用の大容量キャパシタは接続されていない。 The current equalizing lighting device main body 13 has n cold cathode tubes 151 to 15 n arranged in parallel with the long side direction of the liquid crystal display unit 11. One end of each cold cathode tube 151 to 15n is connected to one electrode of a power supply board 16 forming a ballast capacitor, and the other electrode of the power supply board 16 is a high-frequency power supply end of an inverter circuit described later. Connected to.
FIG. 2 is an overall circuit diagram of the current equalizing lighting device including the inverter circuit 17 and a plurality of cold cathode tubes 151 to 15n connected thereto. The inverter circuit 17 includes a rectifier circuit 22b connected to a commercial AC power supply 22a, a switching circuit 23 for obtaining a high-frequency AC power supply of several tens of kHz based on the pulsating flow output of the rectifier circuit 22b, and the high-frequency AC power supply. A main transformer 24 for boosting the voltage and a high-frequency power supply terminal 25 connected to the output line of the main transformer 24 are provided. A plurality of cold-cathode tubes 151 to 15n are connected in parallel to the high-frequency power supply end 25, and a current-sharing circuit 18 is connected to each of the cold-cathode tubes 151 to 15n for flowing equal currents to each other. Yes. A smoothing large-capacitance capacitor is not connected to the rectifier circuit 22b.

整流回路２２ｂとスイッチング回路２３との間には、整流回路２２ｂの脈流電圧が基準電圧を超えた時点で整流回路２２ｂの脈流出力を遮断し、整流回路２２ｂの脈流電圧が前記基準電圧以下になった時点で整流回路２２ｂの脈流出力を前記スイッチング回路２３に供給するための開閉回路２６が設けられている。
整流回路２２ｂの負側出力線の電圧を基準にした、整流回路２２ｂの正側出力線の電圧をＶ２、スイッチング回路２３の入力線の電圧をＶ３と表記する。開閉回路２６は、整流回路２２ｂの正側出力線とスイッチング回路２３の入力線の途中に挿入されたスイッチングトランジスタＱ１と、スイッチングトランジスタＱ１のベース端子にトランジスタ駆動電圧を供給するためのリレースイッチ回路２７と、整流回路２２ｂの両出力線に並列に接続された、フォトトランジスタ（受光側）Ｑ２及び抵抗Ｒ１，Ｒ２からなる直列回路とを含んでいる。また、主変圧器２４の二次側巻き線に抵抗Ｒ０が挿入され、この抵抗Ｒ０と並列にフォトトランジスタ（投光側）Ｑ２が接続されている。 Between the rectifying circuit 22b and the switching circuit 23, when the pulsating current voltage of the rectifying circuit 22b exceeds the reference voltage, the pulsating current output of the rectifying circuit 22b is cut off, and the pulsating voltage of the rectifying circuit 22b becomes the reference voltage. An opening / closing circuit 26 is provided for supplying the pulsating flow output of the rectifier circuit 22b to the switching circuit 23 at the time point below.
With reference to the voltage of the negative output line of the rectifier circuit 22b, the voltage of the positive output line of the rectifier circuit 22b is expressed as V2, and the voltage of the input line of the switching circuit 23 is expressed as V3. The switching circuit 26 includes a switching transistor Q1 inserted in the middle of the positive output line of the rectifier circuit 22b and the input line of the switching circuit 23, and a relay switch circuit 27 for supplying a transistor drive voltage to the base terminal of the switching transistor Q1. And a series circuit composed of a phototransistor (light receiving side) Q2 and resistors R1 and R2 connected in parallel to both output lines of the rectifier circuit 22b. A resistor R0 is inserted into the secondary winding of the main transformer 24, and a phototransistor (light emitting side) Q2 is connected in parallel with the resistor R0.

スイッチングトランジスタＱ１は、そのエミッタ端子が整流回路２２ｂの出力線に接続され、そのコレクタ端子がスイッチング回路２３の入力線に接続されている。リレースイッチ回路２７には、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点の電圧Ｖ１が入力されている。リレースイッチ回路２７はこの接続点の電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈにある定数（Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２））をかけた電圧以下である場合に、スイッチングトランジスタＱ１のベース端子にトランジスタ駆動電圧を印加する。すなわち、
Ｖ１＝＜Ｒ１Ｖｔｈ／（Ｒ１＋Ｒ２）
の場合に、スイッチングトランジスタＱ１のベース端子にトランジスタ駆動電圧を印加する。この接続点の電圧Ｖ１が基準電圧Ｖｔｈにある定数をかけた電圧（Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２））を越えるとスイッチングトランジスタＱ１をオフにする、という動作をするものとする。すなわち、
Ｖ１＞Ｒ１Ｖｔｈ／（Ｒ１＋Ｒ２）
の場合にスイッチングトランジスタＱ１をオフにする。 The switching transistor Q1 has its emitter terminal connected to the output line of the rectifier circuit 22b and its collector terminal connected to the input line of the switching circuit 23. The relay switch circuit 27 receives the voltage V1 at the connection point between the resistors R1 and R2. The relay switch circuit 27 applies a transistor drive voltage to the base terminal of the switching transistor Q1 when the voltage V1 at the connection point is equal to or lower than a voltage obtained by multiplying the reference voltage Vth by a constant (R1 / (R1 + R2)). That is,
V1 = <R1Vth / (R1 + R2)
In this case, a transistor drive voltage is applied to the base terminal of the switching transistor Q1. It is assumed that the switching transistor Q1 is turned off when the voltage V1 at the connection point exceeds a voltage (R1 / (R1 + R2)) obtained by multiplying the reference voltage Vth by a constant. That is,
V1> R1Vth / (R1 + R2)
In this case, the switching transistor Q1 is turned off.

スイッチング回路２３は、スイッチング動作をするトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２とキャパシタＣｓ１，Ｃｓ２とからなるブリッジ回路を含んでいる。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の各ゲートには、２つの互いに逆位相の高周波パルス電圧を供給するためのクロックパルス回路２３ａが接続されている。このクロックパルス回路２３ａには、定格周波数（例えば６０ｋＨｚ）の繰り返しクロックパルスＣＰが入力される。クロックパルス回路２３ａは、クロックパルスＣＰが入るごとに２つの高周波パルス電圧の位相を１８０°切り替える。   The switching circuit 23 includes a bridge circuit including transistors Tr1 and Tr2 that perform a switching operation and capacitors Cs1 and Cs2. Two gates of the transistors Tr1 and Tr2 are connected to a clock pulse circuit 23a for supplying two high-frequency pulse voltages with opposite phases. A repetitive clock pulse CP having a rated frequency (for example, 60 kHz) is input to the clock pulse circuit 23a. The clock pulse circuit 23a switches the phase of the two high-frequency pulse voltages by 180 ° every time the clock pulse CP is input.

主変圧器２４は、所定の巻き数と巻き数比を持つことによって、交流電圧を所定の昇圧比で昇圧する。これによって、各冷陰極管１５１〜１５ｎの点灯に必要な交流電圧（通常１０００Ｖ〜２０００Ｖ程度）を得ることができる。
なお、主変圧器２４の一次側巻き線に直列に挿入されているのは、スイッチング回路２３の効率を上げるための部分共振コイル２４ａである。この部分共振コイル２４ａは、図示のように主変圧器２４とは別に設けても良いが、主変圧器２４の一次側巻き線の漏れインダクタンスを利用してもよい。この場合、部分共振コイル２４ａを独立に設ける必要はなくなる。 The main transformer 24 boosts the AC voltage at a predetermined boost ratio by having a predetermined number of turns and a turn ratio. As a result, an AC voltage (usually about 1000 V to 2000 V) necessary for lighting the cold cathode tubes 151 to 15n can be obtained.
A partial resonance coil 24 a for increasing the efficiency of the switching circuit 23 is inserted in series with the primary winding of the main transformer 24. Although this partial resonance coil 24a may be provided separately from the main transformer 24 as shown in the figure, the leakage inductance of the primary winding of the main transformer 24 may be used. In this case, it is not necessary to provide the partial resonance coil 24a independently.

主変圧器２４は、本実施の形態では、円環状のコアに一次側、二次側の導線を均等に巻きつけたトロイダルトランスを使っている。
均流回路１８は、各冷陰極管１５１〜１５ｎに直列に接続されたｎ個のバラスト・キャパシタＣ１〜Ｃｎから構成される。なお、図２では、キャパシタＣ１〜Ｃｎは、各冷陰極管１５１〜１５ｎの片側の電極に接続されているが、後に図４を用いて説明するように、キャパシタを各冷陰極管１５１〜１５ｎの両側の電極に接続する構成を採用しても良い。 In the present embodiment, the main transformer 24 uses a toroidal transformer in which primary and secondary conductors are evenly wound around an annular core.
The current equalization circuit 18 includes n ballast capacitors C1 to Cn connected in series to the cold cathode tubes 151 to 15n. In FIG. 2, the capacitors C1 to Cn are connected to the electrodes on one side of the cold cathode tubes 151 to 15n. However, as will be described later with reference to FIG. 4, the capacitors are connected to the cold cathode tubes 151 to 15n. A configuration in which the electrodes are connected to the electrodes on both sides may be adopted.

この均流点灯装置の動作説明をすると、まず整流回路２２ｂによって得られた脈流電源は、スイッチング回路２３によって高周波電源に変換され、主変圧器２４に供給される。主変圧器２４によって昇圧された電源は、均流回路１８を構成する各キャパシタＣ１〜Ｃｎを通して、各冷陰極管１５１〜１５ｎに供給される。これらのキャパシタＣ１〜Ｃｎは、一定の電圧降下Ｖｃを実現することによって、各冷陰極管１５１〜１５ｎに均等の電流を供給する。   The operation of the current equalizing lighting device will be described. First, the pulsating current power obtained by the rectifier circuit 22 b is converted into a high frequency power by the switching circuit 23 and supplied to the main transformer 24. The power source boosted by the main transformer 24 is supplied to the cold cathode tubes 151 to 15n through the capacitors C1 to Cn constituting the current dividing circuit 18. These capacitors C1 to Cn supply a uniform current to the cold cathode fluorescent lamps 151 to 15n by realizing a constant voltage drop Vc.

主変圧器２４の二次側巻き線に高周波電流が流れたとき、抵抗Ｒ０に電圧が発生し、これによってフォトトランジスタ（投光側）Ｑ２は発光する。抵抗Ｒ０の値は、フォトトランジスタ（投光側）Ｑ２を発光させるのに十分な値に選ばれる。フォトトランジスタ（投光側）Ｑ２の発光応答時間は、スイッチング回路２３のスイッチング時間（前記クロックパルスＣＰの繰返し周期）と比べて長いので、フォトトランジスタ（投光側）Ｑ２は連続的に発光する。   When a high frequency current flows through the secondary winding of the main transformer 24, a voltage is generated in the resistor R0, and the phototransistor (projecting side) Q2 emits light. The value of the resistor R0 is selected to be a value sufficient to cause the phototransistor (projecting side) Q2 to emit light. Since the light emission response time of the phototransistor (projecting side) Q2 is longer than the switching time of the switching circuit 23 (repetition cycle of the clock pulse CP), the phototransistor (projecting side) Q2 emits light continuously.

この発光に応じてフォトトランジスタ（受光側）Ｑ２が導通し、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に、整流回路２２ｂの両出力線の電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧した電圧Ｖ１が与えられる。
この電圧Ｖ１が前記電圧Ｒ１Ｖｔｈ／（Ｒ１＋Ｒ２）以下であれば、スイッチングトランジスタＱ１は導通し、前記電圧Ｒ１Ｖｔｈ／（Ｒ１＋Ｒ２）を超えれば、スイッチングトランジスタＱ１は遮断される。 In response to this light emission, the phototransistor (light receiving side) Q2 is turned on, and a voltage V1 obtained by dividing the voltages of both output lines of the rectifier circuit 22b by the resistors R1 and R2 is applied to the connection point of the resistors R1 and R2.
If the voltage V1 is equal to or lower than the voltage R1Vth / (R1 + R2), the switching transistor Q1 is turned on. If the voltage V1 exceeds the voltage R1Vth / (R1 + R2), the switching transistor Q1 is cut off.

図３は、整流回路２２ｂの正側出力線（スイッチングトランジスタＱ１のエミッタ端子）の脈流電圧Ｖ２の波形と、スイッチング回路２３の入力線（スイッチングトランジスタＱ１のコレクタ端子）の電圧Ｖ３の波形とを示すグラフである。
脈流電圧Ｖ２の最大値をＶＰで表している。ＶＰは通常、商用電源の実効電圧の√２倍の電圧である。前記基準電圧Ｖｔｈは、
０＜Ｖｔｈ＜ＶＰ
の範囲の中から所定値に選定される。基準電圧Ｖｔｈの選定方法は、実際に冷陰極管１５を点灯させて、そのチラツキが目立たないような電圧に選定する。基準電圧Ｖｔｈが低すぎると、チラツキが目立つとともに、主変圧器２４の昇圧比を高くする必要があるため、主変圧器２４の製作が難しくなる。基準電圧Ｖｔｈが高すぎると、力率改善効果が減少する。通常は、基準電圧Ｖｔｈを、脈流電圧Ｖ２の最大値ＶＰの４０％〜９５％に選ぶと良い。 FIG. 3 shows the waveform of the pulsating voltage V2 of the positive output line (emitter terminal of the switching transistor Q1) of the rectifier circuit 22b and the waveform of the voltage V3 of the input line (collector terminal of the switching transistor Q1) of the switching circuit 23. It is a graph to show.
The maximum value of the pulsating voltage V2 is represented by VP. VP is usually a voltage that is √2 times the effective voltage of the commercial power supply. The reference voltage Vth is
0 <Vth <VP
A predetermined value is selected from the range. As a method for selecting the reference voltage Vth, the cold-cathode tube 15 is actually lit and selected so that the flicker is not noticeable. If the reference voltage Vth is too low, flickering is conspicuous and the step-up ratio of the main transformer 24 needs to be increased, which makes it difficult to manufacture the main transformer 24. If the reference voltage Vth is too high, the power factor improving effect is reduced. Usually, the reference voltage Vth is preferably selected to be 40% to 95% of the maximum value VP of the pulsating voltage V2.

この脈流電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｔｈ以下であれば、スイッチングトランジスタＱ１は導通し、スイッチングトランジスタＱ１のコレクタ側に電圧Ｖ３が現れる。脈流電圧Ｖ２が基準電圧Ｖｔｈを超えれば、スイッチングトランジスタＱ１は遮断され電圧Ｖ３は現れない。
この結果、この脈流電圧Ｖ２の高い部分を基準電圧Ｖｔｈでピークカットすることができる。ピークカット後の電圧Ｖ３の周波数は、ピークカット前の周波数のほぼ２倍、商用交流電源の周波数のほぼ４倍になる。例えば、商用交流電源の周波数が６０Ｈｚならば、ほぼ２４０Ｈｚで冷陰極管１５を点灯駆動することができる。したがって、冷陰極管１５のチラツキが極力目立たないようにすることができる。 If the pulsating voltage V2 is equal to or lower than the reference voltage Vth, the switching transistor Q1 becomes conductive, and the voltage V3 appears on the collector side of the switching transistor Q1. If the pulsating voltage V2 exceeds the reference voltage Vth, the switching transistor Q1 is cut off and the voltage V3 does not appear.
As a result, the peak portion of the pulsating voltage V2 can be peak-cut with the reference voltage Vth. The frequency of the voltage V3 after the peak cut is almost twice the frequency before the peak cut and almost four times the frequency of the commercial AC power supply. For example, if the frequency of the commercial AC power supply is 60 Hz, the cold cathode tube 15 can be driven to light at about 240 Hz. Therefore, the flicker of the cold cathode tube 15 can be made as inconspicuous as possible.

なお、冷陰極管１５の駆動のために、ピークカット後の電圧Ｖ３を用いるので電圧の実効値は低いものとなるが、主変圧器２４の昇圧比を高く設定することによって、各冷陰極管１５１〜１５ｎの点灯に必要な交流電圧（通常１０００Ｖ〜２０００Ｖ程度）を確保することができる。
また、冷陰極管１５には、図３に示すように、脈流電圧Ｖ２が前記基準電圧Ｖｔｈを超えている期間を避けて電流Ｉが流れることになり、商用交流電源から一般の電気機器に最も多く電流が流れる期間を避けて電流を流すことができる。従って、商用交流電源に集中的に過大な電流が流れるのを緩和することができる。 Since the voltage V3 after peak cut is used for driving the cold cathode tube 15, the effective value of the voltage is low. However, by setting the step-up ratio of the main transformer 24 high, each cold cathode tube An alternating voltage (usually about 1000 V to 2000 V) necessary for lighting 151 to 15 n can be secured.
In addition, as shown in FIG. 3, the cold cathode tube 15 has a current I flowing avoiding a period in which the pulsating voltage V2 exceeds the reference voltage Vth, so that the commercial AC power supply is changed to a general electric device. It is possible to flow the current while avoiding the period during which the most current flows. Therefore, it is possible to mitigate the intensive current flowing through the commercial AC power supply.

また、リレースイッチ回路２７において設定される基準電圧Ｖｔｈを可変にすることで、冷陰極管１５の明るさの調節（調光）を行うこともできる。基準電圧Ｖｔｈを可変にする方法は任意であり、例えば液晶表示装置１０のリモコンユニットのボタン操作で行うようにしても良い。
なお脈流電圧Ｖ２の高い部分を基準電圧Ｖｔｈでピークカットすることに応じて高周波ノイズが発生するが、そのノイズの周波数成分は商用電源周波数から発生するものであり、ＰＦＣ回路などから発生するノイズの周波数成分と比べて低く、そのエネルギーも低いものであり、他の電気機器に影響を与えることは少ない。 Further, by adjusting the reference voltage Vth set in the relay switch circuit 27, the brightness of the cold cathode tube 15 can be adjusted (dimmed). The method of making the reference voltage Vth variable is arbitrary. For example, the reference voltage Vth may be operated by button operation of the remote control unit of the liquid crystal display device 10.
High frequency noise is generated in response to peak cutting of the high pulsating voltage V2 with the reference voltage Vth. The frequency component of the noise is generated from the commercial power supply frequency, and is generated from the PFC circuit or the like. The frequency component is low and its energy is low, and it hardly affects other electrical devices.

以上のように、高い力率で冷陰極管１５を点灯駆動することができ、高周波ノイズの発生も少ないインバータ回路及び放電管点灯装置を提供することができる。
いままで本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、実施の形態に限られるものでない。例えば、図４に示すように、各冷陰極管１５１〜１５ｎの両側の電極に均流回路１８１，１８２を接続する場合がある。均流回路１８１を構成するキャパシタをＣ１１〜Ｃｎ１と表記し、均流回路１８２を構成するキャパシタをＣ１２〜Ｃｎ２と表記する。この場合は、高周波電源供給端２５，２５間の電圧を、２つの均流回路１８１，１８２で分圧することができるので、各キャパシタＣ１１〜Ｃｎ１、Ｃ１２〜Ｃｎ２にかかる電圧を図２の回路と比べて半分にすることができる。 As described above, it is possible to provide an inverter circuit and a discharge tube lighting device that can drive the cold cathode tube 15 at a high power factor and generate less high frequency noise.
Although the embodiment of the present invention has been described so far, the present invention is not limited to the embodiment. For example, as shown in FIG. 4, current equalization circuits 181 and 182 may be connected to the electrodes on both sides of each cold cathode tube 151 to 15n. Capacitors constituting the current sharing circuit 181 are denoted as C11 to Cn1, and capacitors constituting the current equalization circuit 182 are denoted as C12 to Cn2. In this case, since the voltage between the high-frequency power supply terminals 25 and 25 can be divided by the two current-dividing circuits 181 and 182, the voltages applied to the capacitors C11 to Cn1 and C12 to Cn2 are the same as those shown in FIG. Compared to half.

本発明の放電管点灯装置が適用される液晶表示装置１０を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the liquid crystal display device 10 with which the discharge tube lighting device of this invention is applied. インバータ回路１７及びそれに接続された複数の冷陰極管１５を含む本発明の放電管点灯装置の全体回路図である。1 is an overall circuit diagram of a discharge tube lighting device of the present invention including an inverter circuit 17 and a plurality of cold cathode tubes 15 connected thereto. FIG. 整流回路２２ｂの正側出力線の脈流電圧Ｖ２の波形と、スイッチング回路２３の入力線の電圧Ｖ３の波形とを示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the pulsating voltage V2 of the positive side output line of the rectifier circuit 22b, and the waveform of the voltage V3 of the input line of the switching circuit 23. 各冷陰極管１５１〜１５ｎの両側の電極に均流回路１８１，１８２を接続した回路例を示す図である。It is a figure which shows the circuit example which connected the current equalization circuits 181 and 182 to the electrode of the both sides of each cold cathode tube 151-15n. 従来の放電管点灯装置の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the conventional discharge tube lighting device. キャパシタ・インプット型整流回路１０５に入力される電圧波形Ｖｓと電流波形Ｉｓを示すグラフである。5 is a graph showing a voltage waveform Vs and a current waveform Is input to the capacitor input type rectifier circuit 105.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 液晶表示装置
１１ 液晶表示部
１２ 液晶パネル
１３ 均流点灯装置本体
１４ 支持板
１５，１５１〜１５ｎ 冷陰極管
１６ 給電基板
１７ インバータ回路
１８，１８１，１８２ 均流回路
２３ スイッチング回路
２３ａ クロックパルス回路
２４ 主変圧器
２４ａ 部分共振コイル
２５ 高周波電源供給端
２６ 開閉回路
２７ リレースイッチ回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal display device 11 Liquid crystal display part 12 Liquid crystal panel 13 Current equalizing lighting apparatus main body 14 Support plate 15,151-15n Cold cathode tube 16 Power supply board | substrate 17 Inverter circuit 18,181,182 Current equalizing circuit 23 Switching circuit 23a Clock pulse circuit 24 Main transformer 24a Partial resonance coil 25 High frequency power supply end 26 Open / close circuit 27 Relay switch circuit

Claims (3)

商用交流電源に接続された整流回路と、前記整流回路の脈流出力に基づいて高周波交流電源を得るためのスイッチング回路と、前記高周波交流電源を変圧するための主変圧器と、前記整流回路の脈流出力の電圧が基準電圧を超えた時点で前記整流回路の脈流出力を遮断し、前記整流回路の脈流出力の電圧が前記基準電圧以下になった時点で前記整流回路の脈流出力を前記スイッチング回路に供給する開閉回路とを備えることを特徴とするインバータ回路。   A rectifier circuit connected to a commercial AC power supply; a switching circuit for obtaining a high-frequency AC power supply based on a pulsating flow output of the rectifier circuit; a main transformer for transforming the high-frequency AC power supply; When the voltage of the pulsating current output exceeds the reference voltage, the pulsating current output of the rectifying circuit is cut off, and when the voltage of the pulsating current output of the rectifying circuit becomes equal to or lower than the reference voltage, the pulsating current output of the rectifying circuit And an open / close circuit that supplies the switching circuit to the switching circuit. 放電管と、前記放電管を点灯駆動するためのインバータ回路とを備え、
前記インバータ回路は、商用交流電源に接続された整流回路と、前記整流回路の脈流出力に基づいて高周波交流電源を得るためのスイッチング回路と、前記高周波交流電源を変圧するための主変圧器と、前記整流回路の脈流出力の電圧が基準電圧を超えた時点で前記整流回路の脈流出力を遮断し、前記整流回路の脈流出力の電圧が前記基準電圧以下になった時点で前記整流回路の脈流出力を前記スイッチング回路に供給する開閉回路とを備えるものであることを特徴とする放電管点灯装置。 A discharge tube, and an inverter circuit for lighting and driving the discharge tube,
The inverter circuit includes a rectifier circuit connected to a commercial AC power source, a switching circuit for obtaining a high frequency AC power source based on a pulsating flow output of the rectifier circuit, and a main transformer for transforming the high frequency AC power source. The pulsating current output of the rectifying circuit is cut off when the voltage of the pulsating current output of the rectifying circuit exceeds a reference voltage, and the rectification is performed when the voltage of the pulsating current output of the rectifying circuit becomes equal to or lower than the reference voltage. A discharge tube lighting device comprising: a switching circuit for supplying a pulsating current output of the circuit to the switching circuit. 前記放電管は、蛍光灯又は冷陰極管である請求項２記載の放電管点灯装置。   The discharge tube lighting device according to claim 2, wherein the discharge tube is a fluorescent lamp or a cold cathode tube.

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