JP2010015799A - Inverter circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータ回路に関するものである。 The present invention relates to an inverter circuit.
インバータ回路で複数の冷陰極管ランプ（ＣＣＦＬ）を駆動して発光させる場合、複数のＣＣＦＬの駆動電流を均一にするために、インバータ回路の昇圧トランスの特性、ＣＣＦＬの特性などに基づいて、昇圧トランス、ＣＣＦＬなどの選別を行う。 When driving a plurality of cold-cathode tube lamps (CCFLs) with an inverter circuit to emit light, the voltage is boosted based on the characteristics of the step-up transformer of the inverter circuit, the characteristics of the CCFL, etc. in order to make the driving currents of the plurality of CCFLs uniform. Select transformers, CCFLs, etc.
また、バランサコイルを使用して、複数のＣＣＦＬの駆動電流を均一にする方法がある（例えば特許文献１参照）。 Further, there is a method of using a balancer coil to make the drive currents of a plurality of CCFLs uniform (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、昇圧トランス、ＣＣＦＬなどの選別を行うには、昇圧トランス、ＣＣＦＬなどの特性を管理する必要があるため手間がかかる。また、バランサコイルを使用する場合、バランサコイルによりコストが増加するとともに、回路規模が大きくなってしまう。 However, selecting the step-up transformer, CCFL, etc. takes time because it is necessary to manage the characteristics of the step-up transformer, CCFL, etc. In addition, when using a balancer coil, the balancer coil increases costs and increases the circuit scale.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、コストの増加を抑えつつ、かつ放電管ランプなどの特性管理をすることなく、放電管ランプを駆動するための２系統の駆動電流の振幅の差を充分小さくすることができるインバータ回路を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problem, and suppresses an increase in cost and does not manage the characteristics of the discharge tube lamp or the like, so that two drive currents for driving the discharge tube lamp can be obtained. It is an object of the present invention to obtain an inverter circuit capable of sufficiently reducing the difference in amplitude.
上記の課題を解決するために、本発明では以下のようにした。 In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
本発明に係るインバータ回路は、当該昇圧トランスの二次側および放電管ランプを含む２系統の共振回路に２系統の駆動電流をそれぞれ導通させる昇圧トランスと、昇圧トランスの一次側に交流電圧を印加する駆動回路と、２系統の駆動電流の振幅の差に対応する値を検出する電流差検出回路と、電流差検出回路により検出される値が所定の値より小さくなるように、駆動回路により印加される交流電圧の周波数を制御する制御回路とを備える。 The inverter circuit according to the present invention is configured to apply a two-system drive current to the two resonance circuits including the secondary side of the step-up transformer and the discharge tube lamp, respectively, and an AC voltage to the primary side of the step-up transformer. Applied by the drive circuit so that the value detected by the current difference detection circuit is smaller than a predetermined value, a current difference detection circuit that detects a value corresponding to the difference in amplitude between the two drive currents And a control circuit for controlling the frequency of the AC voltage to be generated.
これにより、バランサコイルを使用しないでコストの増加を抑えつつ、かつ特性管理をすることなく、放電管ランプを駆動するための２系統の駆動電流の振幅の差を充分小さくすることができる。 As a result, the difference in the amplitudes of the two drive currents for driving the discharge tube lamp can be made sufficiently small while suppressing an increase in cost without using a balancer coil and without managing the characteristics.
また、本発明に係るインバータ回路は、上記のインバータ回路に加え、次のようにしてもよい。この場合、制御回路は、２系統の共振回路の共振周波数またはその近傍から、共振周波数から遠ざかっていくように、電流差検出回路により検出される値が所定の値より小さくなるまで、駆動回路により印加される交流電圧の周波数を変化させる。 In addition to the above inverter circuit, the inverter circuit according to the present invention may be as follows. In this case, the control circuit uses the drive circuit until the value detected by the current difference detection circuit becomes smaller than a predetermined value so as to move away from the resonance frequency from or near the resonance frequency of the two resonance circuits. The frequency of the applied AC voltage is changed.
これにより、２系統の駆動電流の差を充分小さくしつつ、共振周波数に比較的近い周波数で放電管ランプを効率よく発光させることができる。 As a result, the discharge tube lamp can efficiently emit light at a frequency relatively close to the resonance frequency while sufficiently reducing the difference between the drive currents of the two systems.
また、本発明に係るインバータ回路は、上記のインバータ回路に加え、次のようにしてもよい。この場合、制御回路は、放電管ランプを共振周波数より低い周波数の交流電圧で駆動する場合には、共振周波数より低い所定の周波数から、電流差検出回路により検出される値が所定の値より小さくなるまで、駆動回路により印加される交流電圧の周波数を低下させ、放電管ランプを共振周波数より高い周波数の交流電圧で駆動する場合には、共振周波数より高い所定の周波数から、電流差検出回路により検出される値が所定の値より小さくなるまで、駆動回路により印加される交流電圧の周波数を増加させる。 In addition to the above inverter circuit, the inverter circuit according to the present invention may be as follows. In this case, when the control circuit drives the discharge tube lamp with an AC voltage having a frequency lower than the resonance frequency, the value detected by the current difference detection circuit from a predetermined frequency lower than the resonance frequency is smaller than the predetermined value. In the case where the frequency of the AC voltage applied by the drive circuit is lowered until the discharge tube lamp is driven with an AC voltage having a frequency higher than the resonance frequency, the current difference detection circuit starts from a predetermined frequency higher than the resonance frequency. The frequency of the alternating voltage applied by the drive circuit is increased until the detected value becomes smaller than a predetermined value.
これにより、駆動回路により印加される交流電圧の周波数が、２系統の駆動電流の差が小さくなるほうに調節されるため、確実に、２系統の駆動電流の振幅の差を充分小さくすることができる。 As a result, the frequency of the AC voltage applied by the drive circuit is adjusted so that the difference between the two drive currents becomes smaller, so that the difference between the amplitudes of the two drive currents can be made sufficiently small. it can.
本発明によれば、コストの増加を抑えつつ、かつ放電管ランプなどの特性管理をすることなく、放電管ランプを駆動するための２系統の駆動電流の差を充分小さくするインバータ回路を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an inverter circuit capable of sufficiently reducing a difference between two drive currents for driving a discharge tube lamp without suppressing an increase in cost and without managing characteristics of the discharge tube lamp or the like. Can do.
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るインバータ回路の構成を示す回路図である。図１において、制御回路１は、制御信号を駆動回路２に供給して駆動回路２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン／オフ動作させる回路である。また、制御回路１は、電流差検出回路４により検出される値が所定の値より小さくなるように、制御信号の周波数を変化させることで、駆動回路２により昇圧トランスＴ１，Ｔ２に印加される交流電圧の周波数を制御する回路である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an inverter circuit according to
駆動回路２は、昇圧トランスＴ１，Ｔ２の一次側巻線に交流電圧を印加する回路である。駆動回路２は、２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を有する。この実施の形態１では、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ＮチャネルＦＥＴであり、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のソースはグランドに接続され、スイッチング素子Ｑ１のドレインは、昇圧トランスＴ１，Ｔ２の一次側巻線の一端に接続され、スイッチング素子Ｑ２のドレインは、昇圧トランスＴ１，Ｔ２の一次側巻線の他端に接続されている。そして、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のゲートには、制御回路１からの２つの制御信号がそれぞれ印加される。
The
昇圧トランスＴ１，Ｔ２は、直列接続された２本の放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２の両端へ２系統の駆動電流を供給する。２本の放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２には、例えば冷陰極管ランプが使用される。この実施の形態１では、放電管ランプは、擬似Ｕ字管となっているが、１本のＵ字管、１本の直管などを代わりに使用してもよい。また、この放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２は、液晶のバックライトの光源などとして使用される。 The step-up transformers T1 and T2 supply two systems of drive currents to both ends of two discharge tube lamps FL1 and FL2 connected in series. For example, cold cathode tube lamps are used for the two discharge tube lamps FL1 and FL2. In the first embodiment, the discharge tube lamp is a pseudo U-shaped tube, but one U-shaped tube, one straight tube, or the like may be used instead. The discharge tube lamps FL1 and FL2 are used as a light source for a liquid crystal backlight.
昇圧トランスＴ１，Ｔ２のそれぞれの両端は、駆動回路２に接続され、昇圧トランスＴ１，Ｔ２の一次側巻線のそれぞれの中間タップには直流電源Ｖｉｎが接続される。昇圧トランスＴ１の二次側巻線の一端（高圧側）には、接続端子を介して放電管ランプＦＬ１の一端が接続され、昇圧トランスＴ１の二次側巻線の他端（低圧側）には、ダイオードＤ１のアノード、ダイオードＤ４のカソードが接続されている。昇圧トランスＴ２の二次側巻線の一端（高圧側）には、接続端子を介して放電管ランプＦＬ２の一端が接続され、昇圧トランスＴ２の二次側巻線の他端（低圧側）には、ダイオードＤ２のアノード、ダイオードＤ３のカソードが接続されている。
Both ends of the step-up transformers T1 and T2 are connected to the
ダイオードＤ１のカソードは電流検出用の抵抗Ｒ１の一端に接続され、抵抗Ｒ１の他端はグランドに接続され、ダイオードＤ３のアノードはグランドに接続されている。また、ダイオードＤ２のカソードは電流検出用の抵抗Ｒ２の一端に接続され、抵抗Ｒ２の他端はグランドに接続され、ダイオードＤ４のアノードはグランドに接続されている。 The cathode of the diode D1 is connected to one end of the current detection resistor R1, the other end of the resistor R1 is connected to the ground, and the anode of the diode D3 is connected to the ground. The cathode of the diode D2 is connected to one end of the current detection resistor R2, the other end of the resistor R2 is connected to the ground, and the anode of the diode D4 is connected to the ground.
したがって、互いに位相が反転した駆動電流が昇圧トランスＴ１，Ｔ２から放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２へ出力される場合、昇圧トランスＴ１から放電管ランプＦＬ１へ正の駆動電流が流れ、昇圧トランスＴ２から放電管ランプＦＬ２へ負の駆動電流が流れるときには、昇圧トランスＴ１の二次側巻線、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２、昇圧トランスＴ２の二次側巻線、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ２およびダイオードＤ４による閉回路を電流が流れる。その逆に、昇圧トランスＴ１から放電管ランプＦＬ１へ負の駆動電流が流れ、昇圧トランスＴ２から放電管ランプＦＬ２へ正の駆動電流が流れるときには、昇圧トランスＴ２の二次側巻線、放電管ランプＦＬ２，ＦＬ１、昇圧トランスＴ１の二次側巻線、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１およびダイオードＤ３による閉回路を電流が流れる。これらの導通電流により放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２は発光する。 Therefore, when drive currents whose phases are reversed are output from the step-up transformers T1, T2 to the discharge tube lamps FL1, FL2, a positive drive current flows from the step-up transformer T1 to the discharge tube lamp FL1, and the step-up transformer T2 discharges the discharge tube. When a negative driving current flows to the lamp FL2, a closed circuit is formed by the secondary winding of the step-up transformer T1, the discharge tube lamps FL1 and FL2, the secondary winding of the step-up transformer T2, the diode D2, the resistor R2, and the diode D4. Current flows. Conversely, when a negative drive current flows from the step-up transformer T1 to the discharge tube lamp FL1, and a positive drive current flows from the step-up transformer T2 to the discharge tube lamp FL2, the secondary winding of the step-up transformer T2 and the discharge tube lamp Current flows through a closed circuit composed of FL2 and FL1, the secondary winding of the step-up transformer T1, the diode D1, the resistor R1, and the diode D3. These discharge currents cause the discharge tube lamps FL1 and FL2 to emit light.
また、コンデンサＣ１，Ｃ２は、昇圧トランスＴ１の二次側巻線の両端電圧を分圧する直列回路である。コンデンサＣ１とコンデンサＣ２との接続点は電圧検出回路３に接続される。コンデンサＣ３，Ｃ４は、昇圧トランスＴ２の二次側巻線の両端電圧を分圧する直列回路である。コンデンサＣ３とコンデンサＣ４との接続点は電圧検出回路３に接続される。
The capacitors C1 and C2 are series circuits that divide the voltage across the secondary winding of the step-up transformer T1. A connection point between the capacitor C1 and the capacitor C2 is connected to the
また、電圧検出回路３は、分圧後の電圧に基づいて、昇圧トランスＴ１，Ｔ２の二次側巻線の両端電圧を監視する回路である。
The
また、コンデンサＣ５は、電流検出用の抵抗Ｒ２に並列に接続されており、抵抗Ｒ３は、制御回路１とダイオードＤ２のカソードとの間に設けられている。ダイオードＤ２およびコンデンサＣ５により、駆動電流が半波整流および平滑されるため、抵抗Ｒ３を介して駆動電流の振幅に応じた直流電圧が制御回路１に供給される。制御回路１は、この直流電圧に基づいて、駆動電流の異常の有無を判定する。
The capacitor C5 is connected in parallel to the current detection resistor R2, and the resistor R3 is provided between the
また、抵抗Ｒ４は、制御回路１とダイオードＤ１のカソードとの間に設けられている。したがって、抵抗Ｒ１を導通する駆動電流に比例する電圧が、抵抗Ｒ４を介して制御回路１に供給される。制御回路１は、この電圧に基づいて、例えば駆動回路２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のデューティを変化させて定電流制御を行う。
The resistor R4 is provided between the
電流差検出回路４は、昇圧トランスＴ１，Ｔ２から放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２への２系統の駆動電流の振幅の差に対応する値を検出する回路である。 The current difference detection circuit 4 is a circuit that detects a value corresponding to the difference between the amplitudes of the two drive currents from the step-up transformers T1 and T2 to the discharge tube lamps FL1 and FL2.
図２は、図１における電流差検出回路４の構成例を示す回路図である。 FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the current difference detection circuit 4 in FIG.
図２に示す電流差検出回路４において、平滑回路４１は、ダイオードＤ１の出力電圧ＶＤ１（つまり、抵抗Ｒ１の両端電圧）を平滑する回路である。平滑回路４２は、ダイオードＤ２の出力電圧ＶＤ２（つまり、抵抗Ｒ２の両端電圧）を平滑する回路である。
In the current difference detection circuit 4 shown in FIG. 2, the smoothing
差分増幅回路４３は、オペアンプＯＰ１を使用した、平滑回路４２の出力電圧Ｖ２と平滑回路４１の出力電圧Ｖ１との差（Ｖ２−Ｖ１）に対応する電圧を出力する回路であり、差分増幅回路４４は、オペアンプＯＰ２を使用した、平滑回路４１の出力電圧Ｖ１と平滑回路４２の出力電圧Ｖ２との差（Ｖ１−Ｖ２）に対応する電圧を出力する回路である。差分増幅回路４３の出力電圧は、増幅率をＡ１とすると、Ａ１×（Ｖ２−Ｖ１）となり、差分増幅回路４４の出力電圧は、増幅率をＡ２とすると、Ａ２×（Ｖ１−Ｖ２）となる。この増幅率Ａ１は、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５の抵抗値により決まる。この増幅率Ａ２は、抵抗Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５の抵抗値により決まる。
The
したがって、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２により大きい場合には、差分増幅回路４３の出力電圧は正となり、差分増幅回路４４の出力電圧は負となる。また、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２により小さい場合には、差分増幅回路４３の出力電圧は負となり、差分増幅回路４４の出力電圧は正となる。
Therefore, when the voltage V1 is higher than the voltage V2, the output voltage of the
差分増幅回路４３，４４の出力端子にはダイオードＤ１，Ｄ２のアノードがそれぞれ接続され、ダイオードＤ１，Ｄ２のカソードはいずれも抵抗Ｒ３１の一端に接続されている。また、抵抗Ｒ３１の他端はグランドに接続されている。このため、差分増幅回路４３，４４の出力電圧（つまり、ダイオードＤ１，Ｄ２のアノード電圧）のいずれか高い方が、抵抗Ｒ３１に印加される。
The anodes of the diodes D1 and D2 are connected to the output terminals of the
したがって、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値が同一である場合には、平滑回路４１，４２の平滑特性を同一とし、差分増幅回路４３，４４の増幅率Ａ１，Ａ２を同一とすることで、抵抗Ｒ３１の両端電圧は、昇圧トランスＴ１，Ｔ２から出力される２系統の駆動電流の振幅の差の絶対値に比例した電圧となる。なお、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値が同一ではない場合には、抵抗Ｒ３１の両端電圧が、昇圧トランスＴ１，Ｔ２から出力される２系統の駆動電流の振幅の差の絶対値に比例した電圧となるように、差分増幅回路４３，４４の増幅率Ａ１，Ａ２を選択すればよい。
Therefore, when the resistance values of the resistors R1 and R2 are the same, the smoothing characteristics of the smoothing
比較器ＣＭＰは、抵抗Ｒ３１の両端電圧と基準電圧とを比較し、抵抗Ｒ３１の両端電圧が基準電圧より高い場合には、その出力電圧をハイレベル（つまり電源電圧Ｖｉｎ）とし、抵抗Ｒ３１の両端電圧が基準電圧より低い場合には、その出力電圧をローレベル（つまりグランドレベル）とする回路である。この基準電圧は、２系統の駆動電流の振幅の差について予め設定される許容上限値に対応する電圧であり、抵抗Ｒ３１，Ｒ３２の直列回路で電源電圧Ｖｉｎを分圧することにより生成される。 The comparator CMP compares the voltage across the resistor R31 with the reference voltage. If the voltage across the resistor R31 is higher than the reference voltage, the comparator CMP sets the output voltage to a high level (that is, the power supply voltage Vin) and sets the voltage across the resistor R31. When the voltage is lower than the reference voltage, the output voltage is set to a low level (that is, a ground level). This reference voltage is a voltage corresponding to an allowable upper limit set in advance for the difference in amplitude of the drive currents of the two systems, and is generated by dividing the power supply voltage Vin by a series circuit of resistors R31 and R32.
また、比較器ＣＭＰの出力端子には、抵抗Ｒ３５，Ｒ３６およびコンデンサＣ３１によるローパスフィルタが接続されており、そのローパスフィルタの出力電圧ＶＲＴが制御回路１に供給される。このローパスフィルタは、比較器ＣＭＰの出力電圧の急峻な変化を除去する。
The output terminal of the comparator CMP is connected to a low-pass filter including resistors R35 and R36 and a capacitor C31, and the output voltage VRT of the low-pass filter is supplied to the
このように、電流差検出回路４は、２系統の駆動電流の振幅の差が所定の値より大きいときには、出力電圧ＶＲＴをハイレベルとし、２系統の駆動電流の振幅の差が所定の値より小さいときには、出力電圧ＶＲＴをローレベルとする。したがって、制御回路１は、この出力電圧ＶＲＴのレベルに応じて発振周波数を調節し、駆動回路２に供給する制御信号の周波数を制御する。
As described above, the current difference detection circuit 4 sets the output voltage VRT to the high level when the difference between the amplitudes of the two systems of drive currents is greater than a predetermined value, and the difference between the amplitudes of the two systems of drive currents from the predetermined value. When it is small, the output voltage VRT is set to a low level. Therefore, the
次に、上記インバータ回路の動作について説明する。 Next, the operation of the inverter circuit will be described.
まず、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２をそれぞれ含む共振回路の共振特性について説明する。図３は、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２をそれぞれ含む共振回路の共振特性の一例を示す図である。 First, the resonance characteristics of the resonance circuit including the discharge tube lamps FL1 and FL2 will be described. FIG. 3 is a diagram showing an example of resonance characteristics of a resonance circuit including discharge tube lamps FL1 and FL2.
放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２がインバータ回路に接続され各種装置に設置されると、シャシーなどを介して、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２とグランドとの間に浮遊容量Ｃｆ１，Ｃｆ２が発生する。そして、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２がインバータ回路に接続されているときには、昇圧トランスＴ１，Ｔ２の漏れインダクタンスＬ１，Ｌ２、コンデンサＣ１〜Ｃ４などとともにＬＣ共振回路が形成される。このため、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２に印加される交流電圧の振幅が一定であっても、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２の駆動電流ＩＬは、このＬＣ共振回路の共振周波数ｆｏ近傍では大きくなり、共振周波数ｆｏに、ピークを有する。 When the discharge tube lamps FL1 and FL2 are connected to an inverter circuit and installed in various devices, stray capacitances Cf1 and Cf2 are generated between the discharge tube lamps FL1 and FL2 and the ground via a chassis or the like. When the discharge tube lamps FL1 and FL2 are connected to the inverter circuit, an LC resonance circuit is formed together with leakage inductances L1 and L2 of the step-up transformers T1 and T2, capacitors C1 to C4, and the like. For this reason, even if the amplitude of the AC voltage applied to the discharge tube lamps FL1 and FL2 is constant, the drive current IL of the discharge tube lamps FL1 and FL2 increases near the resonance frequency fo of the LC resonance circuit. The frequency fo has a peak.
しかし、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２の個体差、設置位置などに起因して、この共振特性は、放電管ランプごとに異なることが多い。つまり、図３に示すように、共振周波数ｆｏでの駆動電流の振幅ＩＬが異なったり、共振周波数ｆｏが異なったりすることがある。このため、共振周波数ｆｏで放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２を駆動すると、２系統の駆動電流の振幅にばらつきが生じ、ひいては放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２の発光量にばらつきが生じてしまう。 However, due to individual differences between the discharge tube lamps FL1 and FL2, the installation position, etc., this resonance characteristic is often different for each discharge tube lamp. That is, as shown in FIG. 3, the amplitude IL of the drive current at the resonance frequency fo may be different or the resonance frequency fo may be different. For this reason, when the discharge tube lamps FL1 and FL2 are driven at the resonance frequency fo, the amplitudes of the two drive currents vary, and as a result, the light emission amounts of the discharge tube lamps FL1 and FL2 vary.
実施の形態１に係るインバータ回路では、以下のようにして、このばらつきを抑制する。 In the inverter circuit according to the first embodiment, this variation is suppressed as follows.
放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２がＣＣＦＬである場合、例えば、制御回路１は、動作開始時には、共振周波数よりやや低い所定の周波数で制御信号を生成し、駆動回路２に供給する。したがって、駆動回路２により、その周波数の交流電圧が昇圧トランスＴ１，Ｔ２の一次側巻線に印加される。これにより、昇圧トランスＴ１，Ｔ２の二次側巻線には、その周波数の高圧交流電圧が互い反転した位相で誘起する。これにより、直列接続された放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２がその両端から昇圧トランスＴ１，Ｔ２で駆動され、駆動電流が導通し、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２が発光する。
When the discharge tube lamps FL1 and FL2 are CCFLs, for example, the
そして、このときの昇圧トランスＴ１による駆動電流が、抵抗Ｒ１により電圧ＶＤ１として検出され、このときの昇圧トランスＴ２による駆動電流が、抵抗Ｒ２により電圧ＶＤ２として検出される。そして、電流差検出回路４は、上述のように、この２系統の駆動電流の振幅の差（＝｜ＩＬ１−ＩＬ２｜）が所定の値より大きい場合には、ハイレベルの電圧ＶＲＴを出力する。 Then, the driving current by the step-up transformer T1 at this time is detected as the voltage VD1 by the resistor R1, and the driving current by the step-up transformer T2 at this time is detected by the resistor R2 as the voltage VD2. The current difference detection circuit 4 outputs a high-level voltage VRT when the amplitude difference (= | IL1-IL2 |) between the two systems of drive currents is larger than a predetermined value as described above. .
制御回路１は、電流差検出回路４の出力電圧ＶＲＴがハイレベルである場合には、駆動回路２に供給する制御信号の周波数ｆｓを低下させる。したがって、２系統の駆動電流の振幅の差が所定の値より大きい間は、電流差検出回路４の出力電圧ＶＲＴがハイレベルのままであるので、制御回路１は、図３に示すように、制御信号の周波数ｆｓを継続的に低下させる。
The
その後、２系統の駆動電流の振幅の差（＝｜ＩＬ１−ＩＬ２｜）が所定の値より小さくなると、電流差検出回路４の出力電圧ＶＲＴは、ハイレベルからローレベルへ変化する。電流差検出回路４の出力電圧ＶＲＴがローレベルになると、制御回路１は、制御信号の周波数ｆｓの調整を終了し、そのときの周波数ｆｓで制御信号を生成し、駆動回路２に供給する。
Thereafter, when the difference between the amplitudes of the two drive currents (= | IL1−IL2 |) becomes smaller than a predetermined value, the output voltage VRT of the current difference detection circuit 4 changes from the high level to the low level. When the output voltage VRT of the current difference detection circuit 4 becomes low level, the
これにより、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２に対する２系統の駆動電流の振幅の差が充分小さくなる。そして、共振周波数ｆｏより低い周波数で、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２が駆動される。 Thereby, the difference between the amplitudes of the two drive currents for the discharge tube lamps FL1 and FL2 is sufficiently small. Then, the discharge tube lamps FL1 and FL2 are driven at a frequency lower than the resonance frequency fo.
なお、負荷（放電管ランプ）のマッチング条件によっては、共振周波数より高い周波数で、放電管ランプを駆動する場合もある。その場合、制御回路１は、動作開始時には、共振周波数よりやや高い所定の周波数で制御信号を生成し、駆動回路２に供給する。このため、動作開始時には、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２は、その周波数で駆動され、発光する。
Depending on the matching condition of the load (discharge tube lamp), the discharge tube lamp may be driven at a frequency higher than the resonance frequency. In that case, the
そして、このときの昇圧トランスＴ１による駆動電流が、抵抗Ｒ１により電圧ＶＤ１として検出され、このときの昇圧トランスＴ２による駆動電流が、抵抗Ｒ２により電圧ＶＤ２として検出される。そして、電流差検出回路４は、上述のように、この２系統の駆動電流の振幅の差（＝｜ＩＬ１−ＩＬ２｜）が所定の値より大きい場合には、ハイレベルの電圧ＶＲＴを出力する。 Then, the driving current by the step-up transformer T1 at this time is detected as the voltage VD1 by the resistor R1, and the driving current by the step-up transformer T2 at this time is detected by the resistor R2 as the voltage VD2. The current difference detection circuit 4 outputs a high-level voltage VRT when the amplitude difference (= | IL1-IL2 |) between the two systems of drive currents is larger than a predetermined value as described above. .
制御回路１は、電流差検出回路４の出力電圧ＶＲＴがハイレベルである場合には、駆動回路２に供給する制御信号の周波数ｆｓを増加させる。したがって、２系統の駆動電流の振幅の差が所定の値より大きい間は、電流差検出回路４の出力電圧ＶＲＴがハイレベルのままであるので、制御回路１は、制御信号の周波数ｆｓを継続的に増加させる。
The
その後、２系統の駆動電流の振幅の差（＝｜ＩＬ１−ＩＬ２｜）が所定の値より小さくなると、電流差検出回路４の出力電圧ＶＲＴは、ハイレベルからローレベルへ変化する。電流差検出回路４の出力電圧ＶＲＴがローレベルになると、制御回路１は、制御信号の周波数ｆｓの調整を終了し、そのときの周波数ｆｓで制御信号を生成し、駆動回路２に供給する。
Thereafter, when the difference between the amplitudes of the two drive currents (= | IL1−IL2 |) becomes smaller than a predetermined value, the output voltage VRT of the current difference detection circuit 4 changes from the high level to the low level. When the output voltage VRT of the current difference detection circuit 4 becomes low level, the
これにより、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２に対する２系統の駆動電流の振幅の差が充分小さくなる。そして、共振周波数ｆｏより高い周波数で、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２が駆動される。 Thereby, the difference between the amplitudes of the two drive currents for the discharge tube lamps FL1 and FL2 is sufficiently small. Then, the discharge tube lamps FL1 and FL2 are driven at a frequency higher than the resonance frequency fo.
以上のように、上記実施の形態１によれば、昇圧トランスＴ１，Ｔ２は、昇圧トランスＴ１，Ｔ２の二次側および放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２を含む２系統の共振回路に２系統の駆動電流をそれぞれ導通させる。駆動回路２は、昇圧トランスＴ１，Ｔ２の一次側に交流電圧を印加する。そして、電流差検出回路４は、２系統の駆動電流の振幅の差に対応する値を検出し、制御回路１は、電流差検出回路４により検出される値が所定の値より小さくなるように、駆動回路２により印加される交流電圧の周波数を制御する。
As described above, according to the first embodiment, the step-up transformers T1 and T2 include two drive currents in the two resonance circuits including the secondary side of the step-up transformers T1 and T2 and the discharge tube lamps FL1 and FL2. Are made conductive. The
これにより、バランサコイルを使用しないことでコストの増加を抑えつつ、かつ特性管理をすることなく、放電管ランプを駆動するための２系統の駆動電流の振幅の差を充分小さくすることができる。 As a result, it is possible to sufficiently reduce the difference between the amplitudes of the two drive currents for driving the discharge tube lamp, while suppressing an increase in cost by not using a balancer coil and without managing the characteristics.
なお、電流差検出回路４は安価なオペアンプ、ダイオード、コンデンサおよび抵抗で構成可能であるため、バランサコイルを導入する場合に比べコストが低くなる。また、ダイオードＤ１，Ｄ２および抵抗Ｒ１，Ｒ２が既存の用途（電流制御、異常検出など）で使用しているものを利用できるため、駆動電流の振幅を検出するためにダイオードおよび抵抗を別途設ける必要がない。 Note that the current difference detection circuit 4 can be configured with inexpensive operational amplifiers, diodes, capacitors, and resistors, so that the cost is lower than when a balancer coil is introduced. In addition, since diodes D1 and D2 and resistors R1 and R2 that are used in existing applications (current control, abnormality detection, etc.) can be used, it is necessary to separately provide a diode and a resistor to detect the amplitude of the drive current There is no.
また、上記実施の形態１によれば、制御回路は、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２および昇圧トランスＴ１，Ｔ２の二次側巻線を含む共振回路の共振周波数またはその近傍から、共振周波数から遠ざかっていくように、電流差検出回路により検出される値が所定の値より小さくなるまで、駆動回路２により印加される交流電圧の周波数を変化させる。
Further, according to the first embodiment, the control circuit moves away from the resonance frequency from or near the resonance frequency of the resonance circuit including the discharge tube lamps FL1, FL2 and the secondary windings of the step-up transformers T1, T2. In the same manner, the frequency of the AC voltage applied by the
これにより、２系統の駆動電流の差を充分小さくしつつ、共振周波数に比較的近い周波数で放電管ランプを効率よく発光させることができる。つまり、昇圧トランスＴ１，Ｔ２による駆動電圧が同一でも、共振周波数に比較的近い周波数では駆動電流が大きくなるため（図３参照）、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２の発光量も大きくなる。 As a result, the discharge tube lamp can efficiently emit light at a frequency relatively close to the resonance frequency while sufficiently reducing the difference between the drive currents of the two systems. That is, even if the drive voltages by the step-up transformers T1 and T2 are the same, the drive current increases at a frequency relatively close to the resonance frequency (see FIG. 3), and the light emission amount of the discharge tube lamps FL1 and FL2 also increases.
また、上記実施の形態１によれば、制御回路１は、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２を共振周波数ｆｏより低い周波数ｆｓの交流電圧で駆動する場合には、共振周波数ｆｏより低い所定の周波数から、電流差検出回路４により検出される値が所定の値より小さくなるまで、駆動回路２により印加される交流電圧の周波数ｆｓを低下させる。また、制御回路１は、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２を共振周波数ｆｏより高い周波数の交流電圧で駆動する場合には、共振周波数ｆｏより高い所定の周波数から、電流差検出回路４により検出される値が所定の値より小さくなるまで、駆動回路２により印加される交流電圧の周波数ｆｓを増加させる。
Further, according to the first embodiment, when the discharge tube lamps FL1 and FL2 are driven with an AC voltage having a frequency fs lower than the resonance frequency fo, the
これにより、駆動回路２により印加される交流電圧の周波数が、２系統の駆動電流の差が小さくなるほうに調節されるため、確実に、２系統の駆動電流の振幅の差を充分小さくすることができる。
As a result, the frequency of the AC voltage applied by the
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係るインバータ回路の構成を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of an inverter circuit according to
実施の形態１に係るインバータ回路では、ダイオードＤ１〜Ｄ４および抵抗Ｒ１，Ｒ２による回路が昇圧トランスＴ１，Ｔ２の二次側巻線の低圧側端子に接続されているが、実施の形態１に係るインバータ回路では、ダイオードＤ１〜Ｄ４および抵抗Ｒ１，Ｒ２による回路が、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２の低圧側端子に接続される。 In the inverter circuit according to the first embodiment, the circuit including the diodes D1 to D4 and the resistors R1 and R2 is connected to the low-voltage side terminal of the secondary winding of the step-up transformers T1 and T2. In the inverter circuit, a circuit including diodes D1 to D4 and resistors R1 and R2 is connected to the low-voltage side terminals of the discharge tube lamps FL1 and FL2.
したがって、実施の形態２では、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２の２系統の駆動電流が、放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２の低圧側から検出される。 Therefore, in the second embodiment, the two drive currents of discharge tube lamps FL1 and FL2 are detected from the low pressure side of discharge tube lamps FL1 and FL2.
実施の形態２に係るインバータ回路のその他の構成および動作については実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。 Since other configurations and operations of the inverter circuit according to the second embodiment are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
したがって、上記実施の形態２の場合も、上記実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。
Therefore, also in the case of the said
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。 Each embodiment described above is a preferred example of the present invention, but the present invention is not limited to these, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
例えば、上記各実施の形態では、駆動回路２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がプッシュプル回路を構成し１８０度の位相差の制御信号でオン／オフされるが、その代わりに、スイッチング素子のハーフブリッジ回路またはフルブリッジ回路を駆動回路２として使用してもよい。
For example, in each of the above embodiments, the switching elements Q1 and Q2 of the
また、上記各実施の形態において、２つの昇圧トランスＴ１，Ｔ２の代わりに、１つの昇圧トランスを使用し、二次側の一端を放電管ランプＦＬ１に接続し、二次側の他端を放電管ランプＦＬ２に接続するようにしてもよい。また、昇圧トランスとしては、巻線型のトランスの他、圧電型のトランスを使用してもよい。 In each of the above embodiments, one step-up transformer is used instead of the two step-up transformers T1 and T2, one end on the secondary side is connected to the discharge tube lamp FL1, and the other end on the secondary side is discharged. It may be connected to the tube lamp FL2. As the step-up transformer, a piezoelectric transformer may be used in addition to the winding transformer.
例えば、上記各実施の形態において、制御回路１は、制御信号の周波数ｆｓを所定の周波数まで低下させても、２系統の駆動電流の振幅の差が所定の値より小さくならない場合（つまり、電流差検出回路４の出力電圧ＶＲＴがハイレベルのままの場合）、駆動回路２への制御信号の供給を停止するようにしてもよい。
For example, in each of the embodiments described above, the
また、上記各実施の形態において、電流差検出回路４における差分増幅回路４３，４４は、トランジスタ素子による差分増幅回路としてもよい。
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施の形態において、電流差検出回路４では、２系統の駆動電流の振幅の差に対応する電圧を出力電圧とし、基準電圧とその電圧とを比較する比較器ＣＭＰなどを制御回路１に内蔵させるようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the current difference detection circuit 4 uses a voltage corresponding to the difference in amplitude between the two drive currents as an output voltage, and a comparator CMP or the like that compares the reference voltage with the voltage. 1 may be incorporated.
また、上記各実施の形態においては、位相が互いに１８０度ずれている２系統の駆動電流の放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２に供給するようにしているが、その代わりに、同相の、２系統の駆動電流を放電管ランプＦＬ１，ＦＬ２に供給するようにしてもよい。その場合でも、同様に、２系統の駆動電流の振幅の差を充分小さくすることができる。 In each of the above-described embodiments, two systems of driving currents that are 180 degrees out of phase with each other are supplied to the discharge tube lamps FL1 and FL2, but instead, two systems of in-phase driving are driven. A current may be supplied to the discharge tube lamps FL1 and FL2. Even in that case, similarly, the difference between the amplitudes of the two systems of drive currents can be made sufficiently small.
本発明は、例えば、バックライト用インバータ回路に適用可能である。 The present invention is applicable to, for example, a backlight inverter circuit.
１ 制御回路
２ 駆動回路
４ 電流差検出回路
ＦＬ１，ＦＬ２ 放電管ランプ
Ｔ１，Ｔ２ 昇圧トランス
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記昇圧トランスの一次側に交流電圧を印加する駆動回路と、
前記２系統の駆動電流の振幅の差に対応する値を検出する電流差検出回路と、
前記電流差検出回路により検出される値が所定の値より小さくなるように、前記駆動回路により印加される交流電圧の周波数を制御する制御回路と、
を備えることを特徴とするインバータ回路。 A step-up transformer for conducting two systems of drive currents respectively to two systems of resonant circuits including a secondary side of the step-up transformer and a discharge tube lamp;
A drive circuit for applying an AC voltage to the primary side of the step-up transformer;
A current difference detection circuit for detecting a value corresponding to a difference in amplitude between the two systems of drive currents;
A control circuit for controlling the frequency of the alternating voltage applied by the drive circuit so that the value detected by the current difference detection circuit is smaller than a predetermined value;
An inverter circuit comprising:
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