JP2009245838A - Discharge tube uniform-flow lighting and driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の放電管を点灯させる放電管均流点灯駆動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。「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。 The present invention relates to a discharge tube equalizing lighting driving device for lighting a plurality of discharge tubes. 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. “Uniform flow” means that high frequency currents having substantially the same magnitude are supplied to a plurality of discharge tubes.
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8は、このインバータ回路を含む放電管均流点灯駆動装置の一例を示す回路図である。この放電管均流点灯駆動装置は、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の二次側の出力回線に対して並列に接続される複数の放電管103と、各放電管103の一端又は両端に挿入され、各放電管103に互いに等しい電流を流すため各放電管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とは、スイッチング回路101と主変圧器102とを含む回路とする。
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. 8 is a circuit diagram showing an example of a discharge tube uniform lighting driving device including the inverter circuit. This discharge tube equalizing lighting driving device includes a
このような放電管均流点灯駆動装置においては、前記均流回路104を構成するキャパシタは、各放電管103の一端を支持する基板105上に、当該基板105と一体に形成されている。すなわち、図9に示すように、当該基板105の表面上に各放電管103に接続される各導体106を互いに分離して設け、当該基板105の裏面上に一枚の導体層107を設けて、それら表面及び裏面の導体層106,107の重なる領域に作られるキャパシタンスを利用して、均流回路104を構成している。
In such a discharge tube equalizing lighting driving device, the capacitor constituting the current equalizing
放電管103の駆動は、インバータ回路から放電管に定格電圧(放電管の長さ等に応じた、放電管のメーカーから指定される電圧。例えば1000V)、定格周波数(放電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。
ところが、前記放電管の点灯駆動時、特に低温起動時に、各放電管に均等な電流が流れないことがある。この電流の不均等は起動後も継続され、それがそのまま画面の明るさのムラにつながってしまう。
このような起動時の電流の不均等を防止するために、均流回路のキャパシタンスを小さくして、駆動電圧を高くすることが行われているが、駆動電圧を高くするとインバータ回路の主変圧器を大きくし、その耐圧も上げなければならない。このため、放電管均流点灯駆動装置の全体が大きくなり、また発熱量も増大する。
However, when the discharge tubes are turned on, particularly when starting at a low temperature, an equal current may not flow through each discharge tube. This current non-uniformity continues even after startup, which leads to uneven brightness of the screen.
In order to prevent such current non-uniformity at the time of start-up, it has been practiced to reduce the capacitance of the current-sharing circuit and increase the drive voltage, but when the drive voltage is increased, the main transformer of the inverter circuit Must be increased and its pressure resistance increased. For this reason, the whole discharge tube uniform lighting driving device becomes large, and the heat generation amount also increases.
そこで本発明は、各放電管の起動を確実に行うことができ、起動後も、各放電管に安定した均一の電流を流すことのできる放電管均流点灯駆動装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a discharge tube equalizing lighting driving device capable of reliably starting each discharge tube and allowing a stable and uniform current to flow through each discharge tube even after the start. To do.
本発明の放電管均流点灯駆動装置は、互いに並列に接続された複数の放電管を点灯駆動するための放電管均流点灯駆動装置であって、前記複数の放電管を支持し、前記複数の放電管との間に浮遊容量が形成されている支持部材と、高周波駆動電源を供給する第一のインバータ回路と、高周波駆動電源を供給する第二のインバータ回路とを備えるものである。 The discharge tube equalizing lighting driving device of the present invention is a discharge tube equalizing lighting driving device for driving and driving a plurality of discharge tubes connected in parallel to each other, and supports the plurality of discharge tubes, A support member in which a stray capacitance is formed between the discharge tube, a first inverter circuit that supplies high-frequency driving power, and a second inverter circuit that supplies high-frequency driving power.
前記第一のインバータ回路の高周波駆動電源の出力端から供給される高周波電流は、前記複数の放電管の一端から、前記浮遊容量を介して、前記支持部材に到達し、前記第一のインバータ回路の高周波駆動電源の接地端に還流する。前記第二のインバータ回路の高周波駆動電源の出力端から供給される高周波電流は、前記複数の放電管の他端から、前記浮遊容量を介して、前記支持部材に到達し、前記第二のインバータ回路の高周波駆動電源の接地端に還流する。 The high-frequency current supplied from the output end of the high-frequency drive power source of the first inverter circuit reaches the support member from one end of the plurality of discharge tubes via the stray capacitance, and the first inverter circuit Return to the ground terminal of the high frequency drive power supply. The high frequency current supplied from the output end of the high frequency drive power supply of the second inverter circuit reaches the support member from the other end of the plurality of discharge tubes via the stray capacitance, and the second inverter Return to the ground terminal of the circuit's high-frequency drive power supply.
この装置構成であれば、点灯時、前記第一のインバータ回路の前記出力端から、前記複数の放電管の一端に高周波電流が供給され、当該高周波電流は、前記浮遊容量、前記支持部材を通って、前記第一のインバータ回路に還流する。したがって、従来、支持部材に一部が逃げていた高周波電流を積極的に利用して放電管を点灯する。また、前記第二のインバータ回路の前記出力端から、前記複数の放電管の他端に高周波電流が供給され、当該高周波電流は、前記浮遊容量、前記支持部材を通って前記第二のインバータ回路に還流するので、放電管の暗端現象を補うことができる。 With this device configuration, at the time of lighting, a high-frequency current is supplied from the output end of the first inverter circuit to one end of the plurality of discharge tubes, and the high-frequency current passes through the stray capacitance and the support member. To the first inverter circuit. Therefore, the discharge tube is lit by positively utilizing the high-frequency current that has been partly escaping from the support member. In addition, a high frequency current is supplied from the output end of the second inverter circuit to the other end of the plurality of discharge tubes, and the high frequency current passes through the stray capacitance and the support member, and the second inverter circuit. Therefore, the dark end phenomenon of the discharge tube can be compensated.
前記第一のインバータ回路の高周波駆動電源に対して、前記第二のインバータ回路の高周波駆動電源の位相が所定角度ずれていることが好ましい。この位相のずれにより、各放電管と直列に接続された均流素子(例えばバラスト・キャパシタ)がなくても、各放電管の均流点灯が容易にできる。
特に、所定角度が0度を超え180度未満の任意の角度、又は180度を超え360度未満の任意の角度であることが望ましい。
It is preferable that the phase of the high frequency driving power source of the second inverter circuit is shifted by a predetermined angle with respect to the high frequency driving power source of the first inverter circuit. Due to this phase shift, even if there is no current-equalizing element (for example, a ballast capacitor) connected in series with each discharge tube, the current-equalization lighting of each discharge tube can be facilitated.
In particular, it is desirable that the predetermined angle is an arbitrary angle exceeding 0 degree and less than 180 degrees, or an arbitrary angle exceeding 180 degrees and less than 360 degrees.
前記第一のインバータ回路の高周波駆動電源と、前記第二のインバータ回路の高周波駆動電源とは、交互に切換えられて供給される構成であってもよい。これによれば、切換え状態に応じて、ある期間では前記複数の放電管の一端から支持部材へ高周波電流が流れ、他の期間では前記複数の放電管の他端から支持部材へ高周波電流が流れる。このようにして、放電管に供給される高周波電源の極性を、時間的に交互に逆にすることができ、輝度ムラを分散させることができる。また放電管の均流点灯が容易にできる。 The high-frequency driving power source for the first inverter circuit and the high-frequency driving power source for the second inverter circuit may be alternately switched and supplied. According to this, a high-frequency current flows from one end of the plurality of discharge tubes to the support member in a certain period according to the switching state, and a high-frequency current flows from the other end of the plurality of discharge tubes to the support member in the other period. . In this way, the polarity of the high-frequency power source supplied to the discharge tube can be alternately reversed with respect to time, and luminance unevenness can be dispersed. In addition, the discharge tube can be easily lit.
前記第一のインバータ回路の高周波駆動電源に対して、前記第二のインバータ回路の高周波駆動電源の周波数が異なっている構成であってもよい。この構成であれば、前記第一のインバータ回路の高周波駆動電源に対する、前記第二のインバータ回路の高周波駆動電源の位相差を、時間的に変化させることができるので、放電管の一部が暗くなる現象を補うことができるとともに、放電管の均流点灯が容易にできるようになる。 The high frequency drive power source of the first inverter circuit may have a different frequency from the high frequency drive power source of the second inverter circuit. With this configuration, the phase difference of the high-frequency driving power source of the second inverter circuit with respect to the high-frequency driving power source of the first inverter circuit can be temporally changed, so that a part of the discharge tube is darkened. The phenomenon described above can be compensated for, and the discharge tube can be easily lit.
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、特に均流素子を必要としなくても放電管の起動が容易にでき、起動後、放電管に流れる電流の不均等化を防止し、各放電管の明るさを均等にすることができる。 As described above, according to the present invention, the start-up of the discharge tube can be facilitated without requiring a current-equalizing element, and the current flowing in the discharge tube can be prevented from becoming uneven after the start-up. Can be made even.
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、均流点灯駆動装置本体13とを備えている。
均流点灯駆動装置本体13は、その一部又は全部が金属で構成されるとともに接地された支持板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は互いに並列に接続され、インバータ回路に接続される。複数の冷陰極管15と、支持板14及びその周辺に配置されている導電性の部材(支持板14を固定する金具など)との間には、浮遊容量又は寄生容量が形成される。これにより複数の冷陰極管15と支持板14は高周波的につながっている。なお複数の冷陰極管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
A part of or all of the uniform current lighting
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
均流点灯駆動装置本体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の一端部のリード線及び他端部のリード線は、給電基板16の電極にそれぞれ接続されている。これらの給電基板16の電極が後述するインバータ回路の高周波電源供給端25a,25bに接続される。
図2は、2つのインバータ回路20,30及びそれに接続された複数の冷陰極管151〜15nを含む均流点灯駆動装置の全体回路図である。
The uniform current lighting drive device
FIG. 2 is an overall circuit diagram of a uniform current lighting driving device including two
インバータ回路20は、商用交流電源22aに接続されたスイッチSW及び整流回路22bと、整流回路22bの直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23と、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、高周波駆動電源を供給するための高周波電源供給端25aと、を備えている。
The
インバータ回路30は、整流回路22bの直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33と、高周波交流電源を昇圧するための主変圧器34と、その主変圧器34の出力回線に接続され、高周波駆動電源を供給するための高周波電源供給端25bと、を備えている。
高周波電源供給端25a,25bに対して、複数の冷陰極管151〜15nの一端及び他端がそれぞれ接続されている。また、主変圧器24の高周波電源供給端25aと反対の端と、主変圧器34の高周波電源供給端25bと反対の端とは、それぞれ支持板14と同じ電位になるように接地されている。
The
One end and the other end of the plurality of cold
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は、既定周波数f1の交流信号の半サイクルが入るごとに2つの高周波パルス電圧の位相を180°切り替える。既定周波数f1は、冷陰極管15を起動し起動後も点灯を続けるために必要な周波数であり、例えば数十kHz〜数百kHzの範囲の中から選ばれる。
The switching
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Vd(冷陰極管の長さに応じて決まる、通常1000V〜2000V程度)を得ることができる。
スイッチング回路33も、スイッチング回路23と同様、スイッチング動作をするトランジスタTr3,Tr4とキャパシタCs3,Cs4とからなるブリッジ回路を含んでいる。トランジスタTr3,Tr4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33aが接続されている。このクロックパルス回路33aの信号入力端子CPと、前記クロックパルス回路23aの信号入力端子CPとは抵抗Ruで接続されている。また、クロックパルス回路33aの信号入力端子CPとコールド側回線との間には、キャパシタCuが接続されている。これらの抵抗RuとキャパシタCuとで遅延時定数RuCuを形成する。
The
Similarly to the switching
この時定数RuCuは、既定周波数f1の交流波の所定の位相角φに相当する時間に選ばれる。位相角φは、0度以上360度未満の任意の角度に設定することができる。位相角φ=0度にするには、抵抗RuとキャパシタCuのいずれか若しくは両方の値を0にすればよい。
主変圧器34も、主変圧器24と同様、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Vd′(冷陰極管の長さに応じて決まる、通常1000V〜2000V程度)を得ることができる。
This time constant RuCu is selected at a time corresponding to a predetermined phase angle φ of the AC wave having the predetermined frequency f1. The phase angle φ can be set to any angle between 0 ° and less than 360 °. In order to set the phase angle φ = 0 degree, the value of either or both of the resistor Ru and the capacitor Cu may be set to zero.
Similarly to the
インバータ回路20によって得られる交流電圧Vdと、インバータ回路30によって得られる交流電圧Vd′とは、互いに等しい電圧であっても良く、異なる電圧であっても良い。
このインバータ回路20の動作説明をすると、商用交流電源22aのスイッチオン後、整流回路22bによって得られた直流電源は、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。
The AC voltage Vd obtained by the
The operation of the
このスイッチング回路23の交流周波数の範囲は、主変圧器24として十分な変換効率が得られる周波数であることが必要であり、前述したように数十kHz〜数百kHzの範囲の中から選ばれる。前記範囲は、好ましくは、20kHz〜200kHzである。周波数がこの数十kHz〜数百kHzの範囲より低すぎると、特に低温時に冷陰極管15の起動が困難になることがある。周波数がこの範囲よりも高いと、主変圧器24内部で発生する浮遊容量の影響が大きくなり、共振が発生して変換効率が低下する。
The range of the AC frequency of the switching
一方、スイッチング回路33は、スイッチング回路23の高周波交流電源から位相角φずれた高周波交流電源を主変圧器34に提供する。
主変圧器24,34によって昇圧された各高周波電源は、高周波電源供給端25a,25bから、各冷陰極管151〜15nの両端に供給される。これらの高周波電流を図2に“I1,I2”で示す。高周波電流I1は、各冷陰極管151〜15nの内部を通って、各冷陰極管151〜15nと支持板14との間に分布した状態で形成されている浮遊容量を通過することによって、接地側へ流れていく。高周波電流I2も、各冷陰極管151〜15nの内部を通って、各冷陰極管151〜15nと支持板14との間に分布した状態で形成されている浮遊容量を通過することによって、接地側へ流れていく。
On the other hand, the switching
The high frequency power sources boosted by the
ここで、高周波電流I1のみを流す場合を想定する。高周波電流I1は、各冷陰極管15の一端から冷陰極管内部に注入されるものであり、冷陰極管15の浮遊容量を通過して接地側へ流れていくので、冷陰極管15の他端に近づくほど電流値が低下する。このため、冷陰極管15の他端に近い部分が暗くなる傾向がある。
高周波電流I2のみを流す場合も同様であり、冷陰極管15の一端に近い部分が暗くなる傾向がある。
Here, it is assumed that only the high-frequency current I1 flows. The high-frequency current I1 is injected into the cold cathode tube from one end of each
The same applies to the case where only the high-frequency current I2 is passed, and the portion near one end of the
そこで、高周波電流I1と高周波電流I2とを同時に冷陰極管15の両端から流す。
まず高周波電流I1と高周波電流I2との間に位相差がない場合(φ=0度)を想定すると、冷陰極管15の両端に同位相の電圧をかけることとなり、冷陰極管15の端に近い部分が暗くなる傾向を無くすことができる。これは、高周波電流I1のみを流すことによって起こる冷陰極管15の他端が暗くなる減少を高周波電流I2が補い、高周波電流I2のみを流すことによって起こる冷陰極管15の一端が暗くなる減少を高周波電流I1が補うからである。
Therefore, the high-frequency current I1 and the high-frequency current I2 are simultaneously supplied from both ends of the
First, assuming that there is no phase difference between the high-frequency current I1 and the high-frequency current I2 (φ = 0 degrees), a voltage having the same phase is applied to both ends of the
次に高周波電流I1と高周波電流I2との位相が逆相の場合(φ=180度)を想定すると、既定周波数f1の信号のある半サイクルには、冷陰極管15の一端から他端まで高周波電流が流れるとともに、他の半サイクルには、冷陰極管15の他端から一端まで高周波電流が流れる。従って、冷陰極管15の端から端まで流れる大きな高周波電流が流れるので、冷陰極管15の一端が暗くなる減少を補うことができる。
Next, assuming that the phases of the high-frequency current I1 and the high-frequency current I2 are opposite (φ = 180 degrees), the high-frequency current from one end to the other end of the
次に高周波電流I1と高周波電流I2との間の位相差φを、前記φ=0度、φ=180度以外の角度、すなわち0度を超え180度未満の任意の角度、又は180度を超え360度未満の任意の角度に設定した場合の効果を検討する。
図3は、高周波電源供給端25aの電圧波形と、高周波電源供給端25bの電圧波形とを対比して示すグラフである。25bの電圧波形は、25aの電圧波形と比べて、位相が、この例では90°遅れている。このため、φ=0度、φ=180度の場合と比較して次のような効果がある。
Next, the phase difference φ between the high-frequency current I1 and the high-frequency current I2 is set to an angle other than φ = 0 degrees and φ = 180 degrees, that is, an arbitrary angle exceeding 0 degrees and less than 180 degrees, or exceeding 180 degrees. Consider the effect of setting an arbitrary angle of less than 360 degrees.
FIG. 3 is a graph showing the voltage waveform of the high-frequency
まず冷陰極管15の両端に同相(φ=0度)の電圧が印加される場合と比較する。
冷陰極管15の両端に同相(φ=0度)の電圧が印加される場合、電流は、支持板14など冷陰極管15の周囲に存在する電圧の低い部材に流れ、冷陰極管15の端から端まで流れにくい。特に、冷陰極管15の両端に同相かつ、ほぼ同じ大きさの電圧が印加されたとき、冷陰極管15の中央部が最も低い電位になり、各冷陰極管151〜15nの両端から中央部17cに近づくほど電流値が低下し、電流は冷陰極管15の中央部を乗り超えることができなくなってしまう。このため、冷陰極管15に流れる電流は全体として少なくなり、特に中央部が最も暗くなる。
First, a comparison is made with a case where a voltage of the same phase (φ = 0 degree) is applied to both ends of the
When a voltage having the same phase (φ = 0 degrees) is applied to both ends of the
そこで、高周波電源供給端25aの電圧波形と高周波電源供給端25bの電圧波形との位相差φを、0度又は360度以外の任意の位相にすれば、冷陰極管151〜15nの両端に電圧差が生じるので、電流の一部は、冷陰極管151〜15nの一端から他端にまで流れる。したがって、φ=0度の場合と比べて、中央部がやや暗くなる傾向が緩和されるという利点がある。
Therefore, if the phase difference φ between the voltage waveform of the high-frequency
次に、冷陰極管15の両端に逆相(φ=180度)の電圧が印加される場合と比較する。
冷陰極管15の両端に逆相(φ=180度)の電圧が印加されると高周波電流は、冷陰極管15と支持板14との間に形成されている浮遊容量を通して接地側へ流れていくものも少しあるが、ほとんど冷陰極管15の端から端まで流れるので、冷陰極管15に大きな電流が流れる。
Next, a comparison is made with a case where a reverse phase (φ = 180 degrees) voltage is applied to both ends of the
When a reverse-phase voltage (φ = 180 degrees) is applied to both ends of the
この場合、各冷陰極管151〜15nには、一端から他端に流れる大きな電流によって、それぞれ負性抵抗特性に基づく一定の電圧降下が発生する。「負性抵抗特性」とは、各冷陰極管151〜15nの端から端までが均一に点灯することにより、冷陰極管15に流れる電流が大きくなるほど冷陰極管15の電圧が低くなっていく状態をいう。この「負性抵抗特性」によって、各冷陰極管151〜15nに、点灯ムラが発生する。すなわちある冷陰極管151が明るくなり、他の冷陰極管152が暗くなる、という状態がスイッチオフするまで続く。
In this case, a constant voltage drop based on the negative resistance characteristic occurs in each of the
そこで、位相φを、逆相(φ=180度)以外の値に設定すると、冷陰極管15の端から端まで流れる電流は減少し、冷陰極管15と支持板14との間に形成されている浮遊容量を通して接地側へ流れていく電流が増大する。このため、冷陰極管15内に不均一な電流分布が発生する。すなわち、冷陰極管15内に電流の小さい部分が生じる。この電流の小さい部分は、冷陰極管15内に「正抵抗特性」を発生させる。「正抵抗特性」とは、冷陰極管15に流れる電流が上がるほど冷陰極管15の電圧が上がっていく状態をいう。この「正抵抗特性」による電圧降下を実現することによって、点灯時、各冷陰極管151〜15nの個体差を吸収して、各冷陰極管151〜15nに均等の電流を供給することができ、均等に点灯させることができる。
Therefore, when the phase φ is set to a value other than the reverse phase (φ = 180 degrees), the current flowing from one end of the
図3を用いて、数値例を挙げて説明する。図3において、高周波電源供給端25aの電圧波形が最大の時点をt1とし、高周波電源供給端25aの電圧波形が負側に最大の時点をt3とする。高周波電源供給端25bの電圧波形が最大の時点をt2とし、高周波電源供給端25bの電圧波形が負側に最大の時点をt4とする。
冷陰極管15の定格電流が5mAとする。時点t1では、高周波電源供給端25aから高周波電流I1のみが供給される。高周波電流I2は0である。高周波電流I1は、冷陰極管15の一端では最大だが、冷陰極管15を流れていくうちに、浮遊容量を通して接地側へ逃げて行くため、冷陰極管15の他端では最小になる。例えば冷陰極管15の一端では9mA、中央部では5mA、他端では1mAとする。このため他端では、電流値が1mAと小さくなり、「正抵抗特性」が実現する。この正抵抗特性に基づく一定の電圧降下を実現することによって、点灯時、各冷陰極管151〜15nの個体差を吸収して、各冷陰極管151〜15nに均等の電流を供給することができ、均等に点灯させることができる。
A numerical example will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the time point when the voltage waveform of the high frequency
The rated current of the
時点t2では、高周波電源供給端25bから高周波電流I2のみが供給される。高周波電流I2は0である。高周波電流I2は、冷陰極管15の他端では最大だが、冷陰極管15を流れていくうちに、浮遊容量を通して接地側へ逃げて行くため、冷陰極管15の一端では最小になる。例えば冷陰極管15の他端では9mA、中央部では5mA、一端では1mAとする。このため一端では、電流が小さくなり、「正抵抗特性」が実現する。この正抵抗特性に基づく一定の電圧降下を実現することによって、点灯時、各冷陰極管151〜15nの個体差を吸収して、各冷陰極管151〜15nに均等の電流を供給することができ、均等に点灯させることができる。
At time t2, only the high frequency current I2 is supplied from the high frequency
時点t3では、高周波電源供給端25aから高周波電流I1のみが供給され高周波電流I2は0である。時点t1と比べると、電流の方向が異なるだけであり、各冷陰極管151〜15nを均等に点灯させることができるという効果は同じである。
時点t4では、高周波電源供給端25bから高周波電流I2のみが供給され高周波電流I1は0である。時点t2と比べると、電流の方向が異なるだけであり、各冷陰極管151〜15nを均等に点灯させることができるという効果は同じである。
At time t3, only the high-frequency current I1 is supplied from the high-frequency
At time t4, only the high frequency current I2 is supplied from the high frequency
なお、以上の図3の例では、位相差φ=90度の場合を説明したが、位相差が0度を超え180度未満の任意の角度、又は180度を超え360度未満の任意の角度である場合にも、同じような現象を起こすことができる。
以上のことをまとめると、次のようなことが言える。
(1)位相差φ=0度,360度:均流点灯は最も容易。中央部暗くなる傾向。
In the example of FIG. 3 described above, the case where the phase difference φ is 90 degrees has been described. However, any angle where the phase difference exceeds 0 degree and less than 180 degrees, or any angle where the phase difference exceeds 180 degrees and less than 360 degrees. Even in this case, the same phenomenon can be caused.
In summary, the following can be said.
(1) Phase difference φ = 0 °, 360 °: Uniform lighting is the easiest. Tends to darken the center.
(2)位相差φ=180度:均流点灯が難しくなる。管内での明るさの分布は最も均等。
(3)位相差φが、0度を超え180度未満の角度、又は180度を超え360度未満:均流点灯容易。中央部暗くならない。
特に位相差φが90度に近い場合又は270度に近い場合、均流点灯容易であり、中央部も暗くならないという、最もバランスのよい効果が得られる。
(2) Phase difference φ = 180 degrees: Uniform lighting is difficult. The distribution of brightness within the tube is the most uniform.
(3) The phase difference φ is greater than 0 degree and less than 180 degrees, or more than 180 degrees and less than 360 degrees. It will not darken in the center.
In particular, when the phase difference φ is close to 90 degrees or close to 270 degrees, it is easy to perform uniform current lighting, and the most balanced effect that the central portion does not become dark can be obtained.
以下、本発明の実施の形態の変形例を説明する。
図4は、スイッチング回路23,33内で抵抗RuとキャパシタCuとで遅延回路を形成するのに代えて、高周波電源供給端25a,25bのいずれか、例えば高周波電源供給端25bと複数の冷陰極管151〜15nの他端との間に、進相素子又は遅相素子28を挿入した回路図である。
Hereinafter, modifications of the embodiment of the present invention will be described.
In FIG. 4, instead of forming a delay circuit with the resistor Ru and the capacitor Cu in the switching
進相素子としてキャパシタ、遅相素子としてチョークコイルを採用することができる。この進相素子又は遅相素子28により、前記複数の冷陰極管の一端と他端に印加される高周波電圧の位相をずらすことができる。
なお、高周波電源供給端25aと前記複数の冷陰極管15の一端との間に進相素子を挿入し、高周波電源供給端25bと前記複数の冷陰極管15の他端との間に遅相素子を挿入してもよい。また高周波電源供給端25aと前記複数の冷陰極管15の一端との間に遅相素子を挿入し、高周波電源供給端25bと前記複数の冷陰極管15の他端との間に進相素子を挿入してもよい。
A capacitor can be used as the phase advance element, and a choke coil can be used as the slow phase element. The phase advance element or the
A phase advance element is inserted between the high frequency
次に、前記クロックパルス回路23aの信号入力端子CPに印加される交流信号と、クロックパルス回路33aの信号入力端子CPに印加される交流信号とを、IC切換回路27で切り替える回路例を、図5を用いて説明する。
この回路例では、IC切換回路27の状態に応じて、ある期間では高周波電源供給端25aから冷陰極管15へ高周波電流を流し、他の期間では高周波電源供給端25bから冷陰極管15の他端からへ高周波電流を流す。
Next, a circuit example in which an
In this circuit example, depending on the state of the
IC切換回路27の端子を1,2,3と表記する。端子3が既定周波数f1の交流信号供給端に接続される共通端子であり、端子1はクロックパルス回路23aに、端子2はクロックパルス回路33aに接続される。
この図5の回路では、IC切換回路27が端子1側につながる期間、高周波電源供給端25aから冷陰極管15の一端につながる。冷陰極管15の他端には電圧がかからない(主変圧器34の二次側コイルで絶縁されている状態)ので、高周波電流は、冷陰極管15の一端から支持板14に流れる。IC切換回路27が端子2側に接続される期間、高周波電流は、冷陰極管15の他端から支持板14に流れる。IC切換回路27を周期的に切り替えると、冷陰極管に供給される高周波流の供給端を、時間的に交互に逆にすることができる。これにより、輝度ムラの発生する場所を時間的に切り替えることができる。
The terminals of the
In the circuit of FIG. 5, the high frequency
このIC切換回路27の切替えの周波数は、0Hzを超え周波数f1未満であれば、いかなる周波数でもよい。特に前記IC切換回路27の切り替え周期が目の残像時間(約0.3秒)よりも短くなるような周波数に設定することが輝度ムラを感じないようにするために好ましい。さらに好ましくは、切替えの周波数を100Hz以上にすると、チラツキを感じなくなるので好ましい。また、あまり高い周波数で切り替えても、チラツキを感じなくなる効果は同じなので、300Hz程度が好ましい上限と考えられる。
The switching frequency of the
図6は、スイッチング回路23のクロックパルス回路23aの信号入力端子CPに印加される交流信号と、スイッチング回路33のクロックパルス回路33aの信号入力端子CPに印加される交流信号との周波数を変える回路例を示す。
スイッチング回路23の交流信号の周波数をf1、スイッチング回路33の交流信号の周波数をf2と表記する。周波数f1,f2ともに、数十kHz〜数百kHzの範囲の中から選ばれることが好ましい。
FIG. 6 shows a circuit for changing the frequency of the AC signal applied to the signal input terminal CP of the
The frequency of the AC signal of the switching
この図6の回路では、高周波電源供給端25aから供給される電流の周波数f1と、高周波電源供給端25bから供給される電流の周波数f2とが異なるため、両電流に位相差が発生する。その位相差は時間的に変化していく。すなわち、位相は0度〜360度の間を時計のように回転していく。
そのため、或る瞬間をとれば、冷陰極管15の両端には同位相の電流が供給される。そのため前述した(1)のように、均流点灯は最も容易、中央部暗くなるという状態が発生する。他の瞬間では、冷陰極管15の両端には逆位相の電流が供給される。そのため前述した(2)のように、均流点灯が難しくなるが、管内での明るさの分布は最も均等という状態が発生する。さらに他の瞬間では前述した(3)のように、均流点灯容易で、中央部も暗くならないという中間の状態が発生する。
In the circuit of FIG. 6, since the frequency f1 of the current supplied from the high frequency
Therefore, if a certain moment is taken, currents in the same phase are supplied to both ends of the
したがって、特に均流素子を必要としなくても放電管の起動が容易にでき、起動後、放電管に流れる電流の不均等化を防止し、各放電管の明るさを均等にすることができるという、本発明の効果が得られる。
前記2つの周波数f1,f2の差|f1−f2|は、20kHz以上、200kHz以下の範囲にあることが好ましい。20kHz未満であれば、変圧器のサイズが大きくなるとともに、うなり音が聞こえるという不具合があり、200kHzを超えると漏れ電流(無効電流)が多く流れ、効率が落ちる、また明るさも不均等になるという不具合がある。
Therefore, the discharge tube can be easily started even if no current-equalizing element is required, and non-uniformity of the current flowing through the discharge tube can be prevented after the start, and the brightness of each discharge tube can be made uniform. The effect of the present invention is obtained.
The difference | f1-f2 | between the two frequencies f1 and f2 is preferably in the range of 20 kHz to 200 kHz. If it is less than 20 kHz, there is a problem that the size of the transformer increases and a roaring sound can be heard, and if it exceeds 200 kHz, a large amount of leakage current (reactive current) flows, efficiency decreases, and brightness also becomes uneven. There is a bug.
次に図7は、冷陰極管151〜15nの好ましい配線状態を説明するための回路図である。複数の冷陰極管151〜15nのうち、左から数えて奇数本目の冷陰極管15では、高周波電源供給端25aが、当該冷陰極管15の一端(紙面上側の端)に接続され、高周波電源供給端25bが、当該冷陰極管15の他端(紙面下側の端)に接続されている。また、奇数本目の冷陰極管15の他端と、偶数本目の冷陰極管15の一端は相互に接続され、奇数本目の冷陰極管15の一端と、偶数本目の冷陰極管15の他端は相互に接続されている。
Next, FIG. 7 is a circuit diagram for explaining a preferable wiring state of the cold
この配線構造を採用すれば、奇数本目の冷陰極管15の他端に近い部分がやや暗くなっても、偶数本目の冷陰極管15の他端に近い部分は高周波電源供給端25aから電流が流れ込むので明るい。また偶数本目の冷陰極管15の他端に近い部分がやや暗くなっても、奇数本目の冷陰極管15の他端に近い部分は高周波電源供給端25bから電流が流れ込むので明るい。よって、冷陰極管15を全体としてみれば、明るい部分と暗い部分が交互に配置されることにより、明るさの分布を一様にすることができる。
If this wiring structure is adopted, even if the portion near the other end of the odd-numbered
なお、図7の例では、奇数本目の冷陰極管15と、偶数本目の冷陰極管15とで高周波駆動電源の極性が反対になるようにしているが、本発明は奇数・偶数に限定されるものではない。n本の冷陰極管15を、隣り合うM本ずつのグループまとめて、まとめられたグループの中で高周波駆動電源の極性が同一になるようにし、隣り合うグループでは、高周波駆動電源の極性が反対になるようにしてもよい。前記グループ内の本数Mは、2以上n/2以下の自然数とすることが好ましい。
In the example of FIG. 7, the odd-numbered cold-
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ことはもちろんである。例えば本発明は、実施の形態で用いた冷陰極管に限られず、放電管一般に適用できるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described so far, the present invention is of course not limited to the embodiments. For example, the present invention is not limited to the cold cathode tubes used in the embodiments, and can be applied to general discharge tubes.
10 液晶表示装置
11 液晶表示部
12 液晶パネル
13 均流点灯駆動装置本体
14 支持板
15,151〜15n 冷陰極管
16 給電基板
20,30 インバータ回路
23,33 スイッチング回路
23a,33a クロックパルス回路
24,34 主変圧器
25a,25b 高周波電源供給端
27 IC切換回路
28 進相素子又は遅相素子
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数の放電管を支持し、前記複数の放電管との間に浮遊容量が形成されている支持部材と、高周波駆動電源を供給する第一のインバータ回路と、高周波駆動電源を供給する第二のインバータ回路とを備え、
前記第一のインバータ回路の高周波駆動電源の出力端から供給される高周波電流は、前記複数の放電管の一端から、前記浮遊容量を介して、前記支持部材に到達し、前記第一のインバータ回路の高周波駆動電源の接地端に還流し、
前記第二のインバータ回路の高周波駆動電源の出力端から供給される高周波電流は、前記複数の放電管の他端から、前記浮遊容量を介して、前記支持部材に到達し、前記第二のインバータ回路の高周波駆動電源の接地端に還流することを特徴とする放電管均流点灯駆動装置。 A discharge tube equalizing lighting driving device for driving and driving a plurality of discharge tubes connected in parallel with each other,
A support member that supports the plurality of discharge tubes and has a stray capacitance formed between the plurality of discharge tubes, a first inverter circuit that supplies high-frequency drive power, and a second that supplies high-frequency drive power Inverter circuit and
The high-frequency current supplied from the output end of the high-frequency drive power source of the first inverter circuit reaches the support member from one end of the plurality of discharge tubes via the stray capacitance, and the first inverter circuit Return to the ground terminal of the high-frequency drive power supply
The high-frequency current supplied from the output end of the high-frequency drive power supply of the second inverter circuit reaches the support member from the other end of the plurality of discharge tubes via the stray capacitance, and the second inverter A discharge tube equalizing lighting driving device characterized by recirculating to a ground terminal of a high frequency driving power source of a circuit.
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