JP4658110B2 - Discharge tube parallel lighting system for surface light source - Google Patents

Description

本発明は、液晶テレビジョン用、一般照明用等の大型面光源システムにおいて、冷陰極蛍光管（CCFL）（Cold Cathode Fluorescent Lamp）、外部電極冷陰極管（EEFL）（External Electrode Fluorescent Lamp）、ネオン灯などの、長尺で高電圧を必要とするこれらの放電管によって構成される面光源用放電管並列点灯システムに関する。   The present invention relates to a cold cathode fluorescent tube (CCFL), a cold cathode fluorescent lamp (EEFL), a neon light source in a large surface light source system for liquid crystal television and general lighting. The present invention relates to a discharge lamp parallel lighting system for a surface light source constituted by these discharge tubes that are long and require a high voltage, such as a lamp.

近年、液晶用のバックライトは大型化が進むとともに、バックライトに使用される冷陰極管は長尺化が進んでいる。   In recent years, backlights for liquid crystals have been increasing in size, and cold cathode tubes used for backlights have been increasing in length.

それに伴って、放電電圧も高くなる一方であり、また、放電インピーダンスも高くなっている。   Along with this, the discharge voltage is also increasing and the discharge impedance is also increasing.

また、外部電極型の冷陰極管（EEFL）においては、さらに高い放電電圧が必要とされている。   Further, in the external electrode type cold cathode tube (EEFL), a higher discharge voltage is required.

液晶テレビなどの大型面光源においては、面光源の輝度が均一であることを要求されるために、図１２に示されているように、冷陰極管毎に冷陰極管に流れる電流を検出して制御回路に帰還し、管電流を一定に保つ機構を設けている。   In a large surface light source such as a liquid crystal television, since the luminance of the surface light source is required to be uniform, the current flowing through the cold cathode tube is detected for each cold cathode tube as shown in FIG. A mechanism is provided to keep the tube current constant by feeding back to the control circuit.

なお、従来の多くは冷陰極管の片側の電極を高圧とし、他端の電極をＧＮＤ（グラウンド）レベルに駆動することによって点灯させることが一般的であった。このような点灯回路をいわゆる片側高圧駆動というが、この駆動方法は簡便な方法により管電流制御がしやすいという点で点灯回路を構成しやすい特徴がある。   In many conventional cases, the electrode on one side of the cold cathode tube is set to a high voltage and the electrode on the other end is driven to the GND (ground) level. Such a lighting circuit is referred to as so-called one-side high-voltage driving. This driving method has a feature that it is easy to configure the lighting circuit in that the tube current can be easily controlled by a simple method.

一方、冷陰極管は高電圧で駆動されるところから、冷陰極管から輻射される静電ノイズが大きい。   On the other hand, since the cold cathode tube is driven at a high voltage, electrostatic noise radiated from the cold cathode tube is large.

この静電ノイズは液晶に影響を与えるところから、特開２０００−３５２７１８公報に示すように、冷陰極管の駆動を一本おきに交互に１８０度位相の異なる出力で駆動し、冷陰極管から輻射される静電ノイズを相殺することが行われている。   Since this electrostatic noise affects the liquid crystal, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-352718, every other cold cathode tube is driven alternately with an output having a phase difference of 180 degrees. The radiated electrostatic noise is cancelled.

図１５はその一例を示す構成であるが、この例ではトランスの二次側の巻線をFloating構造にして逆位相の出力とし、それぞれの出力を冷陰極管の一端に接続し、該冷陰極管の他方の電極をともに接続することにより冷陰極管を直列接続として駆動している。   FIG. 15 shows an example of such a configuration. In this example, the secondary winding of the transformer has a floating structure so that outputs are in reverse phase, and each output is connected to one end of a cold cathode tube. The cold cathode tubes are driven in series by connecting the other electrode of the tube together.

又、個々の冷陰極管の管電流を電流検出手段CDT１ないしCDT４により検出して電圧源WS１ないしWS４に帰還して管電流が均一かつ安定するようにしている。   Further, the tube current of each cold cathode tube is detected by the current detection means CDT1 to CDT4 and fed back to the voltage sources WS1 to WS4 so that the tube current is uniform and stable.

従って、隣り合う冷陰極管は、１８０度位相が異なる電圧によって駆動されることにより、冷陰極管から輻射される静電ノイズは相殺され、液晶への影響が少なくなる。   Therefore, the adjacent cold cathode tubes are driven by voltages having a phase difference of 180 degrees, so that the electrostatic noise radiated from the cold cathode tubes is canceled out and the influence on the liquid crystal is reduced.

また、この方法を更に進めた一例が図１６に示す構成であり、各冷陰極管毎にFloating構造のトランスを設け、さらに、一本置きに交互に１８０度位相の異なる電圧で駆動することにより、静電ノイズを相殺している。   Further, an example in which this method is further advanced is the configuration shown in FIG. 16, where a floating structure transformer is provided for each cold cathode tube, and every other line is alternately driven with a voltage having a phase difference of 180 degrees. , Offsets electrostatic noise.

また、更に、図１６に示す方法では、高電圧の配線が長くなるために、図１７に示すような構成にして、両側に漏洩磁束型トランスを配置し、高圧配線の長さを短くしている。   Further, in the method shown in FIG. 16, since the high voltage wiring becomes long, the configuration as shown in FIG. 17 is adopted, the leakage flux type transformer is arranged on both sides, and the length of the high voltage wiring is shortened. Yes.

図１６ないし図１７は、いずれも、交流の電力源を模式的に表しているが、実際の大型面光源用インバータ回路においては、各トランス毎に図１２に示すような管電流制御回路が設けられるために回路の規模は巨大なものになっている。   FIGS. 16 to 17 schematically show AC power sources, but in an actual large surface light source inverter circuit, a tube current control circuit as shown in FIG. 12 is provided for each transformer. Therefore, the scale of the circuit is huge.

なお、大型面光源システムにおいて、インバータ回路の回路規模が巨大になるという問題に対しては、面光源装置に用いられる多数の冷陰極管を並列に駆動して各放電管の管電流を均一にする手段により解決することができる。これは、本発明の発明者によって特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）発明で図１８に示す構成が提案されている。
特許第２７３３８１７号（米国特許第５４９５４０５号）公報 特開平１１−８０８７号公報 特開平１１−２７９５５号公報 特開２０００−３５２７１８ 特願２００３−３６５３２６ 特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004-0155596-Ａ１） In addition, in the large surface light source system, to solve the problem that the circuit scale of the inverter circuit becomes huge, a large number of cold cathode tubes used in the surface light source device are driven in parallel so that the tube current of each discharge tube is made uniform. It can be solved by the means to do. The inventor of the present invention proposes the configuration shown in FIG. 18 in the invention of Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication No. 2004-0155596-A1).
Japanese Patent No. 2733817 (US Pat. No. 5,495,405) Japanese Patent Laid-Open No. 11-8087 JP 11-27955 A JP 2000-352718 A Japanese Patent Application No. 2003-365326 Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication 2004-0155596-A1)

片側高圧駆動方式では、冷陰極管の一方の電極側は高電圧となり、他の電極側はＧＮＤ（グラウンド）レベルとなる。これを特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）発明で提案されている図１８に示す方法で多数並列に駆動した場合は、多数の冷陰極管の一方の側の電極は隣り合う冷陰極管同士で全て同一の位相となる。   In the one-side high-voltage driving method, one electrode side of the cold cathode tube is at a high voltage, and the other electrode side is at a GND (ground) level. When this is driven in parallel by the method shown in FIG. 18 proposed in the invention of Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication No. 2004-0155596-A1), the electrode on one side of many cold cathode tubes is All adjacent cold cathode tubes have the same phase.

このような片側高圧駆動方式は、冷陰極管から輻射される静電ノイズも大きく、液晶に影響を与える場合がある。   Such a one-side high-voltage drive system also has a large electrostatic noise radiated from the cold cathode tube, which may affect the liquid crystal.

このようなところから、面光源から輻射される静電ノイズを遮断するためには、ＩＴＯ（Indium Tri Oxide）をコーティングした導電性フィルムなどを面光源と液晶パネルとの間に挿入する必要がある。   Therefore, in order to block electrostatic noise radiated from the surface light source, it is necessary to insert a conductive film coated with ITO (Indium Tri Oxide) between the surface light source and the liquid crystal panel. .

ところで、このような輝度むら現象は、冷陰極管を反射板に近接して配置した場合に起きるものであり、高電圧側が明るくなり、低電圧側が暗くなるというものである。大型面光源においては、このような輝度むら現象は避けられないものとされている。   By the way, such a luminance unevenness phenomenon occurs when the cold cathode tube is arranged close to the reflector, and the high voltage side becomes bright and the low voltage side becomes dark. Such a luminance unevenness phenomenon is unavoidable in a large surface light source.

輝度むらは、冷陰極管のインピーダンスが高い場合や冷陰極管周辺の寄生容量が大きい場合に大きくなるが、これは寄生容量を通じて電流が近接した導体に流れるためである。従って、冷陰極管の駆動周波数が高くなってもまた輝度むらが大きくなることになる。   The luminance unevenness becomes large when the impedance of the cold cathode tube is high or when the parasitic capacitance around the cold cathode tube is large. This is because current flows through the parasitic capacitance to a nearby conductor. Therefore, even if the driving frequency of the cold cathode tube is increased, the luminance unevenness is also increased.

また、液晶テレビジョン用バックライトにおいては、冷陰極管の寿命を延ばすために、管電流を少なくする場合が多いが、管電流を少なくすることもまた冷陰極管のインピーダンスが高くなることを意味する。   Also, in the backlight for liquid crystal television, in order to extend the life of the cold cathode tube, the tube current is often reduced. However, reducing the tube current also means that the impedance of the cold cathode tube is increased. To do.

そして、また、大型の液晶テレビにおいては長尺の冷陰極管が使われており、もともとインピーダンスは高いので、液晶テレビ用に使用される冷陰極管のインピーダンスは上記２つの理由により非常に高くなるわけであり、特に輝度むらが起きやすくなっている。   In addition, long cold cathode tubes are used in large-sized liquid crystal televisions, and the impedance is originally high, so the impedance of cold cathode tubes used for liquid crystal televisions becomes very high for the above two reasons. That is why uneven brightness is particularly likely to occur.

一方、冷陰極管が長いと、強度を持たせるために外径が太くならざるを得ない。ノートパソコン用バックライト（面光源）の冷陰極管で通常1.8mm乃至2.7mmであるが、液晶テレビ用バックライト（面光源）では3mmないし5mm程度が用いられている。ここで、冷陰極管の外径が太くなることは、冷陰極管と反射板との間に生じる寄生容量が大きくなることを意味している。   On the other hand, if the cold cathode tube is long, the outer diameter must be increased in order to provide strength. A cold cathode tube for a backlight for a personal computer (surface light source) is usually 1.8 mm to 2.7 mm, but a backlight for a liquid crystal television (surface light source) uses about 3 mm to 5 mm. Here, an increase in the outer diameter of the cold cathode tube means an increase in parasitic capacitance generated between the cold cathode tube and the reflector.

そのために、大型面光源においては、冷陰極管のインピーダンスが高い一方で寄生容量が大きいということであり、輝度むらが起きやすい条件が重なる。このようなことから、長尺の冷陰極管を有する大型液晶バックライトは高い周波数で駆動することが難しいとされる。   For this reason, in a large surface light source, the impedance of the cold cathode tube is high, while the parasitic capacitance is large, and the conditions under which uneven brightness tends to occur overlap. For this reason, it is considered difficult to drive a large liquid crystal backlight having a long cold cathode tube at a high frequency.

輝度むら現象は、冷陰極管の電極付近において、電位の高い部分が明るくなり、電位の低い部分が暗くなるものであるから、片側高圧駆動の場合よりも両側高圧駆動の方が輝度むらは少なくなる。（特開平１１−８０８７号公報、特開平１１−２７９５５号公報）   The uneven brightness phenomenon is such that the high potential portion becomes brighter and the lower potential portion becomes darker in the vicinity of the cold cathode tube electrode. Become. (Japanese Patent Laid-Open Nos. 11-8087 and 11-27955)

両側高圧駆動の場合であると、両側の電極付近が明るくなり、中央付近が暗くなるが、この場合の輝度むらは片側高圧駆動の場合に比べて遥かに小さい。従って、両側高圧駆動を採用した場合には駆動周波数を高くすることも可能である。   In the case of double-sided high-voltage driving, the vicinity of the electrodes on both sides becomes bright and the vicinity of the center becomes dark, but the luminance unevenness in this case is much smaller than in the case of single-sided high-voltage driving. Therefore, when the double-sided high-voltage drive is adopted, the drive frequency can be increased.

ところで、両側高圧駆動とした場合、インバータ回路には二つの逆位相の出力が必要となる。   By the way, in the case of double-sided high-voltage drive, the inverter circuit needs two opposite phase outputs.

ここで、このインバータ回路の出力に漏洩磁束型のトランスを配し、それぞれの出力をそのまま冷陰極管の両側の電極に接続した構成の場合、インバータ回路には二つの１８０度位相の異なる出力が得られるが、この場合、インバータ回路の二つの逆位相出力が必ずしも均一な出力になるとは限らない。   Here, in the case of a configuration in which a leakage magnetic flux type transformer is arranged at the output of this inverter circuit and each output is connected to the electrodes on both sides of the cold cathode tube as they are, the inverter circuit has two outputs different in phase by 180 degrees. In this case, the two antiphase outputs of the inverter circuit are not always uniform outputs.

出力が均一でないと、冷陰極管の片側の電極にかかる電圧が大きくなり、他方の側の電極にかかる電圧が低くなるので、インバータ回路の出力にかかる負担が不均一になる。このような出力の偏り現象は、昇圧トランスに漏洩磁束型トランスを用い、漏洩磁束型トランスの漏れインダクタンスと二次側回路の容量成分とを共振させることにより、昇圧トランスの一次側から見た力率が改善されて銅損が減ることによりインバータ回路の高効率を得る手法を用いた場合に生じやすい。   If the output is not uniform, the voltage applied to the electrode on one side of the cold-cathode tube increases and the voltage applied to the electrode on the other side decreases, so the burden on the output of the inverter circuit becomes non-uniform. Such an output bias phenomenon is caused by using a leakage flux type transformer as the step-up transformer, and resonating the leakage inductance of the leakage flux type transformer and the capacitance component of the secondary circuit, so that the force seen from the primary side of the step-up transformer This is likely to occur when using a technique for obtaining high efficiency of the inverter circuit by improving the rate and reducing the copper loss.

尚、上記共振技術によりインバータ回路の高効率を得る技術は、本願発明者の一人により特許第２７３３８１７号（米国特許第５４９５４０５号）発明として開示している。即ち、出力の偏り現象は、出力段の昇圧トランスに漏れインダクタンスが小さい非漏洩磁束型のトランスを用い、管電流の安定化にバラストコンデンサを用いた従来型のインバータ回路の場合には起こり難いのであり、このような出力の偏り現象は特許第２７３３８１７号（米国特許第５４９５４０５号）発明を実施して高効率を得る手法を実施した場合に特有の現象である。   Incidentally, a technique for obtaining high efficiency of an inverter circuit by the above resonance technique is disclosed as an invention of Japanese Patent No. 2733817 (US Pat. No. 5,495,405) by one of the inventors of the present application. In other words, the output bias phenomenon is unlikely to occur in the case of a conventional inverter circuit that uses a non-leakage magnetic flux transformer with low leakage inductance for the step-up transformer in the output stage and uses a ballast capacitor to stabilize the tube current. There is such an output bias phenomenon that is peculiar to the case where the invention of Patent No. 2733817 (US Pat. No. 5,495,405) is implemented to obtain a high efficiency.

図１３に示すように、インバータ回路の出力が二つあり、それぞれの出力電圧が１８０度異なるようにすると、逆位相出力のそれぞれに共振回路が構成される。この二つの共振回路がそれぞれ関連なく構成されている場合、これらの共振回路の共振周波数は必ずしも一致しない。   As shown in FIG. 13, when there are two outputs of the inverter circuit and the output voltages are different by 180 degrees, a resonance circuit is formed for each of the antiphase outputs. When the two resonance circuits are configured without being related to each other, the resonance frequencies of these resonance circuits do not necessarily match.

このように共振回路の共振周波数が一致しないと、図１４に示すように、同じ周波数で駆動してもインバータ回路の出力の昇圧比が異なり、冷陰極管のそれぞれの電極にかかる電圧が異なるようになる。その結果、インバータ回路のそれぞれの出力の間にアンバランスが生じる。   If the resonance frequencies of the resonance circuits do not match in this way, as shown in FIG. 14, even when driven at the same frequency, the boost ratio of the output of the inverter circuit is different, and the voltage applied to each electrode of the cold cathode tube is different. become. As a result, an imbalance occurs between the outputs of the inverter circuits.

このようなアンバランスの原因は、インバータ回路の出力に使用される漏洩磁束型トランスの漏れインダクタンスが異なったり、二次側回路の容量成分が異なったりすることにより二つの逆位相出力の共振周波数が異なるからである。   The cause of such an imbalance is that the leakage frequency of the leakage flux type transformer used for the output of the inverter circuit is different or the capacitance component of the secondary side circuit is different, so that the resonance frequencies of the two antiphase outputs are different. Because it is different.

実際の面光源システムにおいては、冷陰極管のそれぞれの電極側には分流モジュールが接続され、又、冷陰極管と近接導体としての効果を含む反射板との間の寸法精度にもばらつきがあり、かなりの寄生容量のアンバランスが生じている。   In an actual surface light source system, a shunt module is connected to each electrode side of the cold cathode tube, and the dimensional accuracy between the cold cathode tube and the reflecting plate including the effect as a proximity conductor also varies. A considerable parasitic capacitance imbalance has occurred.

また、漏洩磁束型トランスの漏れインダクタンスにもバラツキがあり、それらは共振回路の周波数が一致しなくなる原因となっている。   Also, there is variation in the leakage inductance of the leakage flux type transformer, which causes the frequency of the resonance circuit to become inconsistent.

共振周波数が一致しない場合、出力にアンバランスが生じて冷陰極管の両側の電極を均一に駆動できなくなる。その結果、一方の出力に過大な電力が集中してインバータ回路の発熱が偏ることになる。   If the resonance frequencies do not match, the output is unbalanced and the electrodes on both sides of the cold cathode tube cannot be driven uniformly. As a result, excessive power is concentrated on one output, and the heat generation of the inverter circuit is biased.

このような出力の偏り現象を防ぐためには、逆位相出力のそれぞれの共振回路の共振周波数が均しくなるようにしなければならない。   In order to prevent such an output bias phenomenon, it is necessary to make the resonance frequency of each resonance circuit of the antiphase output uniform.

次に静電ノイズの面から見ると次のようになる。
静電ノイズを減少させるには、隣り合う冷陰極管同士を逆位相の出力で駆動することによって静電ノイズを相殺することが有効とされる。図１５ないし図１７に示すものがその一例であるが、このように冷陰極管を駆動するためには、逆位相で駆動する冷陰極管２本を一つのセットとし、逆位相の出力を持つトランスにより冷陰極管２本ごとに一つのトランスを設けて駆動する。 Next, in terms of electrostatic noise,
In order to reduce the electrostatic noise, it is effective to cancel the electrostatic noise by driving adjacent cold-cathode tubes with outputs having opposite phases. An example is shown in FIGS. 15 to 17, but in order to drive a cold cathode tube in this way, two cold cathode tubes driven in opposite phases are set as one set and have outputs in opposite phases. A transformer is provided for every two cold cathode fluorescent lamps.

しかしながら、図１５に示されているような例の場合、隣り合う冷陰極管の電極の片側が逆位相の高電位となり、もう一方の電極はＧＮＤ（グラウンド）電位となっている。この場合、高電圧側の隣り合う冷陰極管との間に生じる寄生容量Ｃsmを通じて流れる漏れ電流があるために、図１８に示されている場合の片側高圧駆動方式よりも輝度むらは一層ひどくなるという問題がある。その結果、このような構成のバックライトは相当低い周波数で駆動せざるを得ないという問題がある。   However, in the example shown in FIG. 15, one side of the electrodes of the adjacent cold cathode fluorescent lamps has a high potential in the opposite phase, and the other electrode has a GND (ground) potential. In this case, since there is a leakage current flowing through the parasitic capacitance Csm generated between the adjacent cold cathode fluorescent lamps on the high voltage side, the luminance unevenness becomes more severe than the one-side high-voltage driving method shown in FIG. There is a problem. As a result, there is a problem that the backlight having such a configuration must be driven at a considerably low frequency.

そこで、図１６に示されているように、一つのトランスで一つの冷陰極管を駆動することにより、両側高圧駆動とする方法が考えられる。   Therefore, as shown in FIG. 16, a method of driving on both sides with high voltage by driving one cold cathode tube with one transformer can be considered.

しかし、この方法は、高電圧の配線が面光源の筐体の中を多数にわたり横切ることになるために、寄生容量がアンバランスになるという問題がある。   However, this method has a problem in that the parasitic capacitance becomes unbalanced because the high-voltage wiring traverses the casing of the surface light source many times.

また、冷陰極管一本ごとに逆位相で駆動するために、図１５に示されている構成よりも多くのトランスが必要になる。   Further, in order to drive each cold-cathode tube in the opposite phase, more transformers than the configuration shown in FIG. 15 are required.

そして、図１７に示されている構成は、高電圧のわたり線を防ぐためにさらにトランスの数を増やし、冷陰極管の両側に配置して両側高圧駆動とし、さらに冷陰極管を一本毎に駆動電圧の位相を入れ替えて静電ノイズを減らそうとしたものであるが、大変な数のトランスと制御回路を必要とするものである。   The configuration shown in FIG. 17 further increases the number of transformers in order to prevent high-voltage crossover lines, and is arranged on both sides of the cold-cathode tube for high-pressure driving on both sides. The drive voltage phase is switched to reduce electrostatic noise, but a large number of transformers and control circuits are required.

また、図１６ないし図１７はスイッチング回路及び制御回路を省略しているが、実際の液晶テレビジョン用のインバータ回路システムでは、それぞれの管の管電流を検出して、冷陰極管毎に制御する回路も加わるためにインバータ回路は大変な規模になっている。   Although FIG. 16 to FIG. 17 omit the switching circuit and the control circuit, the actual inverter circuit system for liquid crystal television detects the tube current of each tube and controls it for each cold cathode tube. Since the circuit is also added, the inverter circuit is very large.

そして、また、図１５ないし図１７の回路はいずれも二次側回路の共振周波数のずれによるアンバランスの問題は解決していない。   Further, none of the circuits of FIGS. 15 to 17 solves the problem of imbalance due to the shift of the resonance frequency of the secondary circuit.

このようなことから、輝度むらを少なくし、かつ、静電ノイズを減らしたうえで、各冷陰極管の管電流を均一にして安定化させるという条件を維持しつつ、かつ、コストの安い多灯用面光源システム及びインバータ回路が求められていた。   For this reason, it is possible to reduce the uneven brightness and reduce the electrostatic noise, and maintain the condition that the tube current of each cold-cathode tube is made uniform and stabilized, and the cost is low. There has been a demand for a lamp surface light source system and an inverter circuit.

本発明は、以上の如き観点に鑑みてなされたものであって、
分流トランスの巻線に、セクション巻きまたは斜め巻きを採用することにより、今まで産業的に利用不可能または実現不可能であったものを、実用可能にしようとするものである。
また、隣り合う冷陰極管同士を逆の位相で駆動することにより静電ノイズを相殺して低減する多灯の面光源システムにおいて、巻線間耐圧の高い分流トランスと分流モジュールとを組み合わせることにより単純な構成でインバータ回路システムを実現しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above viewpoints,
By adopting section winding or slant winding for the winding of the shunt transformer, what has been industrially unavailable or unfeasible until now is to be made practical.
Also, in a multi-lamp surface light source system that cancels and reduces electrostatic noise by driving adjacent cold cathode tubes in opposite phases, by combining a shunt transformer with a high inter-winding withstand voltage and a shunt module An inverter circuit system is to be realized with a simple configuration.

そして、各冷陰極管の管電流を均一にして安定化しつつコストの安い多灯用面光源システムを実現しようとするものである。   Then, a surface light source system for multiple lamps is to be realized at a low cost while making the tube current of each cold cathode tube uniform and stable.

そしてまた、片側高圧駆動方式においては、隣り合う冷陰極管同士を低圧端において分流トランスで結合させることにより、静電ノイズが相殺され、かつ、さらにコストの安い多灯用面光源システムを実現しようとするものである。   Also, in the single-side high-voltage drive system, by connecting adjacent cold-cathode tubes with a shunt transformer at the low-voltage end, let's realize a multi-lamp surface light source system that cancels electrostatic noise and is even cheaper. It is what.

以下、本発明を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施例を示す両側高電圧駆動の回路構成図であって、反転制御回路とＳＷ回路はインバータ回路の発振回路と昇圧トランスの駆動回路であり、一般的に使用されるインバータ回路は全て適用できる。 The present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a high voltage drive on both sides showing an embodiment of the present invention. An inversion control circuit and a SW circuit are an oscillation circuit of an inverter circuit and a drive circuit of a step-up transformer, and are generally used. All inverter circuits are applicable.

Ｔ１及びＴ２は、漏れインダクタンス（JIS）Ｌs１、Ｌs２を有する漏洩磁束型の昇圧トランスであって等価回路で示されている。なお、簡易的に記述される回路図においては漏れインダクタンス（JIS）Ｌsを省略して記述される場合がある。ＩＳＯの記載に基づけば正しい記述ではないが、当業者の間では慣習的に省略されていることが多い。   T1 and T2 are leakage flux type step-up transformers having leakage inductances (JIS) Ls1 and Ls2, and are represented by equivalent circuits. In a simplified circuit diagram, the leakage inductance (JIS) Ls may be omitted. Although it is not a correct description based on the description of ISO, it is often omitted conventionally among those skilled in the art.

Ｃw１，Ｃw２は巻線間の寄生容量であり、またＣa１，Ｃa２，Ｃa３，Ｃa４は適宜補助的に付加される補助容量であり、又、冷陰極管周辺にも寄生容量Ｃsがあり、これらの合計容量が二次側の容量成分を構成する。これらの容量成分は漏れインダクタンスＬs１、Ｌs２とともに、それぞれ二つの共振回路を構成する。   Cw1 and Cw2 are parasitic capacitances between the windings, Ca1, Ca2, Ca3, and Ca4 are auxiliary capacitances that are added as appropriate. Further, there is a parasitic capacitance Cs around the cold cathode tube. The total capacity constitutes the secondary side capacity component. These capacitive components together with leakage inductances Ls1 and Ls2 constitute two resonant circuits.

補助容量Ｃa１,Ｃa２,Ｃa３,Ｃa４はこれらの共振回路の共振周波数を調整するものである。ＣＴ１は分流トランスであり、二つの共振回路を結合するものである。各巻線に流れる電流が発生する磁束が対向し、相殺するように接続される。ＣＤは分流モジュールである。   The auxiliary capacitors Ca1, Ca2, Ca3, and Ca4 adjust the resonance frequency of these resonance circuits. CT1 is a shunt transformer that couples two resonant circuits. Magnetic fluxes generated by currents flowing through the windings are opposed to each other and are connected so as to cancel each other. CD is a shunt module.

図２は、図１に示されている構成にさらに冷陰極管一本毎に位相を逆にして静電ノイズを相殺する実施例である。ＤＴ１乃至ＤＴ８は冷陰極管であり、分流モジュールＣＤ1及びＣＤ2により二群にそれぞれ統合される。分流モジュールＣＤ1及びＣＤ2の端子Ｔd１及びＴd２はこれらを統合するためのさらに別の分流トランスＣＴ２に接続され、これら二群の分流モジュールＣＤ1及びＣＤ2に供給される電流が均衡するように接続されている。
前記ＣＤ1及びＣＤ2は本発明の発明者の一人により特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）発明として開示された分流モジュールである。 FIG. 2 shows an embodiment in which electrostatic noise is offset by reversing the phase for each cold-cathode tube in addition to the configuration shown in FIG. DT1 to DT8 are cold cathode tubes and are integrated into two groups by the shunt modules CD1 and CD2, respectively. The terminals Td1 and Td2 of the shunt modules CD1 and CD2 are connected to a further shunt transformer CT2 for integrating them, and are connected so that the currents supplied to these two groups of shunt modules CD1 and CD2 are balanced. .
The CD1 and CD2 are shunt modules disclosed as the invention of Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication No. 2004-0155596-A1) by one of the inventors of the present invention.

図３は分流モジュールＣＤ1及びＣＤ2の接続方法を変えた別の実施例であり、分流モジュールは二つの基板に分けられ、二群の分流モジュールＣＤ1及びＣＤ2を構成している。それらの基本的な働きは図２に示されている実施例と変わらず、実現可能な実施例の一つである。   FIG. 3 shows another embodiment in which the connection method of the shunt modules CD1 and CD2 is changed. The shunt module is divided into two substrates to constitute two groups of shunt modules CD1 and CD2. Their basic operation is the same as the embodiment shown in FIG. 2 and is one of the feasible embodiments.

次に、図１ないし図３において、冷陰極管周辺に発生する寄生容量Ｃs１乃至Ｃsｎの総和が二群の分流モジュールＣＤ1及びＣＤ2で統合された冷陰極管束同士でそれぞれ異なった場合、共振周波数を調整するための補助容量Ｃa１,Ｃa２,Ｃa３,Ｃa４の配置を適宜変えることにより寄生容量の不一致を補正することができる。   Next, in FIGS. 1 to 3, when the sum of the parasitic capacitances Cs1 to Csn generated around the cold cathode tubes is different between the cold cathode tube bundles integrated by the two groups of the shunt modules CD1 and CD2, the resonance frequency is set. By appropriately changing the arrangement of the auxiliary capacitors Ca1, Ca2, Ca3, and Ca4 for adjustment, the mismatch of the parasitic capacitance can be corrected.

分流トランスＣＴ１のそれぞれの巻線に流れる電流がほぼ均しくなるようにこの補助容量Ｃa１,Ｃa２,Ｃa３,Ｃa４を配置すると、分流トランスＣＴ１のコアに生じる磁束がほとんどなくなるために分流トランスＣＴ１は非常に小さなもので良くなる。   If the auxiliary capacitors Ca1, Ca2, Ca3, and Ca4 are arranged so that the currents flowing in the respective windings of the shunt transformer CT1 are almost equal, the magnetic flux generated in the core of the shunt transformer CT1 is almost eliminated, so that the shunt transformer CT1 is very Smaller things get better.

通常、分流トランスＣＴ１はインバータ回路基板側に配置されるために特に小型であることが要求され、また、両側高圧駆動方式のインバータ回路の逆位相のそれぞれの出力が接続されるために、巻線間の耐電圧は非常に高いものが要求される。   Usually, the shunt transformer CT1 is required to be particularly small because it is disposed on the inverter circuit board side, and since the respective outputs of the opposite phases of the inverter circuit of the double-sided high-voltage drive system are connected, A very high withstand voltage is required.

そこで、分流トランスＣＴ１を図４のように各昇圧トランスＴ１及びＴ２のGND側を介してGNDに接続することにより分流トランスＣＴ１の耐圧はさほど必要としなくなる。これも図１ないし図３同様、実施可能な実施例の一つである。   Therefore, by connecting the shunt transformer CT1 to GND via the GND sides of the step-up transformers T1 and T2 as shown in FIG. 4, the withstand voltage of the shunt transformer CT1 is not so required. This is also one of the embodiments that can be implemented, as in FIGS.

また、図５のように両側高圧駆動方式で更に昇圧トランスを両側に配置する場合、Ｔ１ないしＴ４の４つの昇圧トランスのうち、同位相の出力を持つトランスの低圧側同士、つまり、昇圧トランスＴ１、Ｔ３を分流トランスＣＴ２、昇圧トランスＴ２、Ｔ４を分流トランスＣＴ３に接続して均衡させ、これをさらに分流トランスＣＴ１により均衡させることもまた実行可能な実施例の一つである。   Further, when the step-up transformers are further arranged on both sides by the double-sided high-voltage drive method as shown in FIG. 5, among the four step-up transformers T1 to T4, the low-voltage sides of the transformers having the same phase output, that is, the step-up transformer T1 , T3 is connected to the shunt transformer CT2, and the step-up transformers T2 and T4 are connected to the shunt transformer CT3 to be balanced, which is further balanced by the shunt transformer CT1.

分流モジュールＣＤ１、ＣＤ２は独立した一つのモジュールとしてバックライト内に収容しても良い。分流モジュールをバックライト内に収容した場合、バックライトから引き出される線は最大でも４本となり、バックライトの構造が単純化される。   The diversion modules CD1 and CD2 may be accommodated in the backlight as one independent module. When the shunt module is accommodated in the backlight, the number of lines drawn from the backlight is four at the maximum, and the structure of the backlight is simplified.

また、昇圧トランスと低圧側分流トランスをこのように接続することにより、大型バックライトにおいても左右の回路を渡る高電圧の渡り線がなくなり、高圧線の処理が単純になる。なお、低圧側分流トランスにおいても特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）発明に開示するものと同様、等価な均衡・分流効果を生じせしめる接続法は多数あるが、本実施例においてはそれらの接続法のいずれを採用しても良い。   Further, by connecting the step-up transformer and the low-voltage side shunt transformer in this way, there is no crossover of high voltage across the left and right circuits even in a large backlight, and the processing of the high-voltage line is simplified. In the low-pressure side shunt transformer, there are a number of connection methods that cause an equivalent balanced / shunt effect as in the invention disclosed in Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication 2004-0155596-A1). In the example, any of those connection methods may be adopted.

また、システム全体のローコスト化を追求する場合には、片側高圧駆動であるが図１５の電流検出手段であるCDTに均衡・分流効果を兼ねさせることもできる。   When pursuing low cost of the entire system, the single-sided high-voltage drive is used, but the CDT as the current detection means in FIG.

図６はその実施可能な実施例の一つであって、分流トランス一つについて一対の冷陰極管を均衡・分流して二つの共振回路をバランスさせる構成を説明した説明図である。
ただし、この場合に用いられる分流トランスＣＤＴ１ないしＣＤＴ４には非常に大きな相互インダクタンス（具体的には倍以上の値）が必要となるため、相互インダクタンス値を大きく確保し、自己共振周波数を高く保ち、かつ、小型に構成するためには、冷陰極管に接続される側のコイルには、本願出願人の出願に係る特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）に開示する斜め巻き、或いは、特願２００４−２５４１２９に開示するセクション巻きなどの巻線方法が必須となる。少なくとも特願２００４−２５４１２９において従来方法として開示する積層巻きなどで構成する分流トランスでは実現し得ないことが確認されている。

FIG. 6 is an explanatory view illustrating a configuration in which two resonant circuits are balanced by balancing and shunting a pair of cold-cathode tubes for one shunt transformer.
However, since the shunt transformers CDT1 to CDT4 used in this case require a very large mutual inductance (specifically, a value more than double), the mutual inductance value is ensured to be large and the self-resonant frequency is kept high. And in order to comprise in a small size, the coil of the side connected to a cold cathode tube is diagonally disclosed in Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication No. 2004-0155596-A1) according to the applicant's application. A winding method such as winding or section winding disclosed in Japanese Patent Application No. 2004-254129 is essential. It has been confirmed that this cannot be realized with at least a shunt transformer constituted by laminated winding disclosed as a conventional method in Japanese Patent Application No. 2004-254129.

このような接続法により、管電流の帰還回路は一つにすることができる。また、CDT1からCDT4までの分流トランスは独立した一つのモジュールとしてバックライトパネル内に収容することもできるため、高圧配線の引き回しも非常に単純にすることができる。   With such a connection method, the tube current feedback circuit can be made one. In addition, since the shunt transformer from CDT1 to CDT4 can be housed in the backlight panel as an independent module, the routing of the high-voltage wiring can be made very simple.

図７はさらに他の実施例であって、分流トランス一つで４灯を均衡・分流し、二つの共振回路をバランスさせる構成を説明した説明図である。分流トランスＣＤＴ１一つで４灯を均衡させるものである。この場合の管電流の検出は昇圧トランスの二次巻線のＧＮＤ側で検出しているが、これを、さらに別に設けた電流トランスで検出しても良く、また、発光ダイオードとフォト・トランジスタで検出しても良い。   FIG. 7 is still another embodiment, and is an explanatory view for explaining a configuration in which four lamps are balanced and shunted by one shunt transformer to balance two resonance circuits. One shunt transformer CDT1 balances four lamps. In this case, the tube current is detected on the GND side of the secondary winding of the step-up transformer, but this may be detected by a separate current transformer, or a light emitting diode and a phototransistor. It may be detected.

図９は更に別の実施例であって、分流トランスＣＤＴ１を特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）で開示する図６（本明細書においては図８）の３分流トランスＬｐに置き換えたものである。   FIG. 9 shows still another embodiment, in which the shunt transformer CDT1 is disclosed in Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication No. 2004-0155596-A1). It is replaced with Lp.

図９は、３分流トランスを用いて６灯を均衡・分流し、二つの共振回路をバランスさせる構成を説明した説明図である。そして、３分流トランスを多灯用の分流トランスに置き換えればさらに多くの灯数を均衡・分流させることもできる。
〔作用〕 FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a configuration in which six lamps are balanced and shunted using a three-shunt transformer to balance two resonance circuits. Further, if the three-shunt transformer is replaced with a multi-lamp shunt transformer, a greater number of lamps can be balanced and shunted.
[Action]

次に、本発明に係る多灯点灯の面光源システムの作用について説明する。
二つの逆位相出力を有するインバータ回路において、漏れインダクタンスと二次側回路の容量成分とで構成される共振回路は模式的に表すと図１３のようになる。 Next, the operation of the multi-lighted surface light source system according to the present invention will be described.
In an inverter circuit having two antiphase outputs, a resonance circuit composed of a leakage inductance and a capacitance component of the secondary circuit is schematically shown in FIG.

図１３において、Ｔ１及びＴ２は漏洩磁束型トランスであり、Ｌs１およびＬs２は漏洩磁束性トランスの漏れインダクタンスである。ここでいう漏れインダクタンスとはトランス一次側を短絡した際に二次巻線側から計測するいわゆるＪＩＳ漏れインダクタンスのことである。   In FIG. 13, T1 and T2 are leakage flux transformers, and Ls1 and Ls2 are leakage inductances of the leakage flux transformer. The leakage inductance here is a so-called JIS leakage inductance measured from the secondary winding side when the transformer primary side is short-circuited.

なお、漏洩磁束型トランスの漏れインダクタンス値は、負荷である放電管ＤＴのインピーダンスに対して、インバータ回路の動作周波数におけるリアクタンスが同等ないし６０％程度の値のときに力率の改善効果が生じてインバータ回路の変換効率が向上する。この効果は特許第２７３３８１７号（米国特許第５４９５４０５号）発明として発明者の一人により開示されている。   The leakage inductance value of the leakage flux type transformer has an effect of improving the power factor when the reactance at the operating frequency of the inverter circuit is equal to or about 60% of the impedance of the discharge tube DT as a load. The conversion efficiency of the inverter circuit is improved. This effect is disclosed by one of the inventors as the invention of Japanese Patent No. 2733817 (US Pat. No. 5,495,405).

図１３のトランスＴ１側において、誘導成分としてＬs１、容量成分として、巻線間寄生容量Ｃw１、補助容量Ｃa１、放電管周辺の寄生容量Ｃs１が合計されて二次側の容量成分を構成し、これらの誘導成分と容量成分とが一方の直列共振回路を構成している。このような共振回路はトランスＴ２側にも存在し、誘導成分Ｌs２、容量成分Ｃw２、Ｃa２、Ｃs２が他方の直列共振回路を構成している。この場合、二つの共振回路は互いに独立した関係であり、共振回路の共振周波数は必ずしも一致しない。   On the transformer T1 side in FIG. 13, Ls1 as an inductive component, interwinding parasitic capacitance Cw1, auxiliary capacitance Ca1, and parasitic capacitance Cs1 around the discharge tube as a capacitance component are combined to form a secondary side capacitance component. The inductive component and the capacitive component constitute one series resonant circuit. Such a resonance circuit also exists on the transformer T2 side, and the inductive component Ls2 and the capacitive components Cw2, Ca2, and Cs2 constitute the other series resonance circuit. In this case, the two resonance circuits are independent of each other, and the resonance frequencies of the resonance circuits do not necessarily match.

ここで、図１に示すように、二つの共振回路と負荷との間に分流トランスＣＴ１を介して接続した場合、以下のような作用を生じる。   Here, as shown in FIG. 1, when the two resonant circuits and the load are connected via the shunt transformer CT1, the following effects are produced.

図１において分流トランスＣＴ１は二つの同じ値の巻線を有する分流トランスである。
該分流トランスＣＴ１は、冷陰極管（負荷）ＤＴ１ないしＤＴ８に流れる電流により発生する磁束が対向するように接続されているものとする。この場合、発生する磁束のほとんどは相殺されるので、該分流トランスＣＴ１の巻線にはわずかな電圧しか生じなくなる。 In FIG. 1, the shunt transformer CT1 is a shunt transformer having two windings having the same value.
The shunt transformer CT1 is connected so that magnetic fluxes generated by currents flowing through the cold cathode tubes (loads) DT1 to DT8 face each other. In this case, most of the generated magnetic flux is canceled out, so that only a small voltage is generated in the winding of the shunt transformer CT1.

二つの共振回路の共振周波数が異なり、冷陰極管の両極に流れる電流が異なると、以下の作用により分流トランスに流れる電流は均しくなろうとする。   When the resonance frequencies of the two resonance circuits are different and the currents flowing in both poles of the cold cathode tube are different, the currents flowing in the shunt transformer are made uniform by the following action.

仮に、冷陰極管の電極の一方の電流が増え、他方の電流が減った場合、分流トランスの磁束には不均衡が生じて、相殺されない磁束が生じる。この磁束は分流トランスＣＴ１において、電流の多い方の電極に対しては電流を減らす方向に働き、電流の少ない方の電極に対しては電流を増やす方向に働いて、冷陰極管の両極の電流を均しくするように均衡させるものである。   If the current of one of the cold-cathode tube electrodes increases and the other current decreases, an imbalance occurs in the magnetic flux of the shunt transformer, and a magnetic flux that is not offset is generated. In the shunt transformer CT1, this magnetic flux acts in the direction of decreasing the current for the electrode with the larger current, and in the direction of increasing the current for the electrode with the smaller current, so that the currents in both poles of the cold cathode tube Is balanced so as to equalize.

又、分流トランスＣＴ１のこの働きは、冷陰極管の抵抗成分にのみ働くものではなく、容量成分に対しても働く。つまり、このことは分流トランスＣＴ１を介して容量成分の結合が起きるわけである。その結果、分流トランスＣＴ１に接続される容量成分は一方の巻線側からもう一方の巻線側にコピーされることになるために、分流トランスが理想的なトランスである場合には容量成分を分流トランスのどちらの巻線側に取り付けても意味は変わらないことになる。   Further, this function of the shunt transformer CT1 works not only on the resistance component of the cold cathode tube but also on the capacitance component. That is, this means that capacitive components are coupled through the shunt transformer CT1. As a result, the capacitive component connected to the shunt transformer CT1 is copied from one winding side to the other winding side. Therefore, when the shunt transformer is an ideal transformer, the capacitive component is reduced. The meaning does not change even if it is attached to either winding side of the shunt transformer.

更に、容量成分のみならず誘導成分、具体的には漏れインダクタンスもコピーされることになる。その結果、二つの共振回路も結合され、共振周波数も一致することになる。   Furthermore, not only the capacitive component but also the inductive component, specifically, the leakage inductance is copied. As a result, the two resonance circuits are also coupled and the resonance frequencies are also matched.

そして、また、分流トランスＣＴ１のそれぞれのコイルに流れる電流が均しい場合は、分流トランスＣＴ１のコアに発生する磁束が相殺されるので、残留成分以外には磁束が生じなくなり、コアを小型にすることができると共に分流トランスＣＴ１に発生する電圧がほとんどなくなる。   Further, when the currents flowing in the respective coils of the shunt transformer CT1 are uniform, the magnetic flux generated in the core of the shunt transformer CT1 is canceled out, so that no magnetic flux is generated except for the residual components, and the core is made smaller. In addition, almost no voltage is generated in the shunt transformer CT1.

実際には、面光源システムの冷陰極管のそれぞれの電極側には分流モジュールが接続され、また、冷陰極管と近接導体としての効果を含む反射板との間の寄生容量のアンバランスがある。   In practice, a shunt module is connected to each electrode side of the cold cathode tube of the surface light source system, and there is an unbalance of parasitic capacitance between the cold cathode tube and the reflector including the effect as a proximity conductor. .

また、漏洩磁束性トランスの漏れインダクタンスも全く均しいわけではないから、分流トランスＣＴ１には相殺されない磁束が残り、分流トランスに電圧が生じる。この相殺されない磁束は極力少なくするべきである。   Further, since the leakage inductance of the leakage flux transformer is not uniform at all, a magnetic flux that is not offset remains in the shunt transformer CT1, and a voltage is generated in the shunt transformer. This non-cancelled magnetic flux should be minimized.

分流トランスＣＴ１の前後に配置される共振コンデンサである補助容量Ｃa１ないしＣa４はこのアンバランスを補正する目的のものである。   The auxiliary capacitors Ca1 to Ca4, which are resonant capacitors arranged before and after the shunt transformer CT1, are intended to correct this imbalance.

一方、Ｃa１ないしＣa４の補助容量（共振コンデンサ）を適宜配置し、予めアンバランスを小さく調整した場合、分流トランスＣＴ１のそれぞれの巻線に流れる電流をほぼ均しくすることができるが、その場合には、分流トランスＣＴ１に発生する磁束はほとんど相殺され、分流トランスＣＴ１のコアに磁束がほとんど発生しない。   On the other hand, when auxiliary capacitors (resonance capacitors) Ca1 to Ca4 are appropriately arranged and the unbalance is adjusted in advance, the current flowing through each winding of the shunt transformer CT1 can be made almost uniform. The magnetic flux generated in the shunt transformer CT1 is almost cancelled, and almost no magnetic flux is generated in the core of the shunt transformer CT1.

次に、図２に示すように、分流モジュールを二群に分けた場合、これら二群の分流モジュールのそれぞれを単純に並列に接続したのでは、分流モジュールの一方の一群にしか電流が流れない。これは、分流モジュールは、多数の冷陰極管を恰も一つの冷陰極管のように束ねる働きをするもの（特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）発明）であるから、束ねられた冷陰極管も、また、大きな一つの冷陰極管として負性抵抗特性を継承するからである。従って、これら二群の分流モジュールを並列駆動するためには、さらにもう一つの分流トランスＣＴ２を介してインバータ回路に接続しなければならない。   Next, as shown in FIG. 2, when the shunt modules are divided into two groups, if each of the two shunt modules is simply connected in parallel, current flows only through one group of the shunt modules. . This is because the shunt module functions to bundle a large number of cold cathode tubes like a single cold cathode tube (invention of Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication No. 2004-0155596-A1)). This is because the bundled cold cathode tubes also inherit negative resistance characteristics as one large cold cathode tube. Therefore, in order to drive these two groups of shunt modules in parallel, they must be connected to the inverter circuit via another shunt transformer CT2.

この場合、分流トランスＣＴ２において、特願２００４−００３７４０（ＵＳ特許出願公開2004−0155596−Ａ１）発明におけるトーナメント・ツリー状に接続された各電流トランスと異なるのは、分流トランスＣＴ２の巻線間に大きな電圧がかかることである。従って、分流トランスＣＴ１およびＣＴ２の有する巻線の各巻線間の耐圧はインバータ回路の出力電圧の２倍以上の電圧に十分に耐えられるものでなければならない。   In this case, the current dividing transformer CT2 is different from each current transformer connected in a tournament tree shape in the invention of Japanese Patent Application No. 2004-003740 (US Patent Application Publication 2004-0155596-A1) between the windings of the current dividing transformer CT2. A large voltage is applied. Accordingly, the withstand voltage between the windings of the shunt transformers CT1 and CT2 must be able to sufficiently withstand a voltage more than twice the output voltage of the inverter circuit.

次に、図６ないし図７に示すように、一対の冷陰極管の低圧側端子に分流トランスのコイルの一方を介してともに接続される場合、一対の冷陰極管に流れる管電流はほぼ等しくなる。このようにすることによって、位相が１８０度異なる二つの出力を有するインバータ回路のそれぞれの共振回路は結合されて、共振周波数は等しくなる。
〔発明の効果〕 Next, as shown in FIGS. 6 to 7, when the low voltage side terminals of the pair of cold cathode tubes are connected together via one of the coils of the shunt transformer, the tube currents flowing in the pair of cold cathode tubes are substantially equal. Become. By doing so, the respective resonant circuits of the inverter circuits having two outputs whose phases are 180 degrees different from each other are coupled, and the resonant frequencies become equal.
〔The invention's effect〕

以上の説明からも明らかなように、分流トランスの巻線に、セクション巻きまたは斜め巻きを採用することにより今まで産業的に利用不可能または実現不可能であったものが、実用可能になった。   As is clear from the above explanation, by adopting section winding or slant winding for the winding of the shunt transformer, what has been industrially unavailable or unrealizable until now has become practical. .

また、本発明は両側高電圧駆動方式とトランス二次側に互いに１８０度位相の異なる二つの共振回路構成を含む高効率インバータ回路（特許第２７３３８１７号（米国特許第５４９５４０５号）発明）との組み合わせにおいて生じる出力アンバランスを、これらの共振回路の共振周波数を一致させることによって補正することに大きな特徴を有するものである。   Further, the present invention is a combination of a double-sided high-voltage drive system and a high-efficiency inverter circuit (Patent No. 2733817 (US Pat. No. 5,495,405) invention) including two resonant circuit configurations that are 180 degrees out of phase with each other on the transformer secondary side. It has a great feature in correcting the output imbalance occurring in the above by matching the resonance frequencies of these resonance circuits.

そして、また、両側高電圧駆動方式において、冷陰極管の駆動される電極の電圧を１本置きに互い違いに駆動して発生する静電ノイズを相殺する手法に対して、分流モジュールを組み合わせることによって同様の効果をシンプルな構成で実現できることにさらに大きな特徴を有するものである。   In addition, in the double-sided high-voltage driving method, by combining the shunt module with a method of offsetting the electrostatic noise generated by alternately driving the voltages of the electrodes driven by the cold cathode tubes alternately. The present invention is further characterized in that the same effect can be realized with a simple configuration.

従って、多数の冷陰極管を有する大型の面光源を必要とする液晶テレビジョン用のバックライトとして、シンプルで大電力、高効率、かつ、低雑音の面光源システムをローコストで提供するものである。   Accordingly, a simple, high power, high efficiency, and low noise surface light source system is provided at low cost as a backlight for a liquid crystal television that requires a large surface light source having many cold cathode tubes. .

また、一般照明用途としての冷陰極管の普及の最大の阻害要因であったコスト問題を取り除くことにより大型面光源及び冷陰極管の一般照明用の用途を拡大するものである。   Moreover, the use of the large surface light source and the cold cathode tube for general illumination is expanded by removing the cost problem which has been the biggest impediment to the spread of the cold cathode tube as a general illumination application.

そして、二つの逆位相出力を有するインバータ回路において、各々の出力を電流トランスに接続し該電流トランスを介して負荷に接続することにより該二つの逆位相出力の共振周波数は一致するようになる。その結果、該二つの逆位相の出力段が負荷を駆動する条件が均しくなり、各トランジスタや各昇圧トランスにかかる負担が均等化される。   In an inverter circuit having two anti-phase outputs, each output is connected to a current transformer and connected to a load via the current transformer, so that the resonance frequencies of the two anti-phase outputs coincide with each other. As a result, the conditions under which the two anti-phase output stages drive the load become uniform, and the burden on each transistor and each step-up transformer is equalized.

次に、隣り合う冷陰極管を一本おきに逆位相で駆動する手段は、従来は図１７に示すように多数の漏洩磁束型トランスを用いて構成せざるを得なかったが、図６ないし図９に示されているように分流モジュールと高耐圧の分流トランスを組み合わせることによって非常にシンプルな構成のバックライトシステムにすることができるようになった。   Next, the means for driving every other cold cathode tube in the opposite phase had to be constructed using a number of leakage flux transformers as shown in FIG. As shown in FIG. 9, a backlight system having a very simple configuration can be realized by combining a shunt module and a high voltage shunt transformer.

この場合、分流モジュールを二群に分けることにより、高電圧のわたり線をなくすことができるようになり、両側高圧駆動の回路構成が非常にシンプルにった。   In this case, by dividing the shunt module into two groups, it is possible to eliminate crossover lines of high voltage, and the circuit configuration of the high voltage drive on both sides is very simple.

さらに、分流モジュールをバックライト内に収容した場合、バックライトから引き出される線を大幅に少なくすることができるようになり、バックライトの構造が単純化された。   Further, when the shunt module is accommodated in the backlight, the number of lines drawn from the backlight can be greatly reduced, and the structure of the backlight is simplified.

また、分流モジュールも冷陰極管と冷陰極管との間に分流トランスを配置するだけで良いので非常に小さな基板で済むようになった。   In addition, since the shunt module only needs to arrange a shunt transformer between the cold cathode tube and the cold cathode tube, a very small substrate can be used.

そして、また、適宜配置された共振コンデンサの調整を効果的に行うことによって、分流トランスのそれぞれの巻線に流れる電流をほぼ均しくすることができるため、該分流トランスは非常に小さなもので良くなった。   Further, since the current flowing through each winding of the shunt transformer can be made almost equal by effectively adjusting the resonance capacitors arranged appropriately, the shunt transformer can be very small. became.

また、図１０に示された隣り合う冷陰極管が同位相駆動の場合の静電ノイズの測定結果と、図１１に示された隣り合う冷陰極管が逆位相駆動の場合の静電ノイズの測定結果とを比較すれば、一目瞭然に明らかなように、駆動電圧の極性の異なる冷陰極管の場合は静電界が打ち消されるため、バックライトから輻射される静電ノイズを簡単な構成で大幅に減らすことができるようになった。   Further, the measurement results of electrostatic noise when adjacent cold cathode tubes shown in FIG. 10 are driven in the same phase, and the electrostatic noise when adjacent cold cathode tubes shown in FIG. As is clear from comparison with the measurement results, in the case of cold cathode tubes with different driving voltage polarities, the electrostatic field is canceled out, so the electrostatic noise radiated from the backlight is greatly reduced with a simple configuration. It became possible to reduce.

本発明の一実施例を示す両側高電圧駆動の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the both-sides high voltage drive which shows one Example of this invention. 本発明の一実施例に更に冷陰極管一本おきに交互に逆位相に駆動する接続法を示す他の実施例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the other Example which shows the connection method which drives to a reverse phase alternately every other cold-cathode tube further to one Example of this invention. 本発明の更に他の実施例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the further another Example of this invention. 本発明の更に他の実施例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the further another Example of this invention. 本発明の更に他の実施例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the further another Example of this invention. 本発明の更に他の実施例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the further another Example of this invention. 本発明の更に他の実施例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the further another Example of this invention. 本発明に係る３分流トランスの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the 3 shunt transformer which concerns on this invention. 本発明に係る３分流トランスを用いた本発明の更に他の実施例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the further another Example of this invention using the 3 shunt transformer which concerns on this invention. 隣り合う冷陰極管が同位相駆動の場合の静電ノイズの測定結果を示す実測図である。It is an actual measurement figure which shows the measurement result of the electrostatic noise in case an adjacent cold cathode tube is in-phase drive. 隣り合う冷陰極管が逆位相駆動の場合の静電ノイズの測定結果を示す実測図である。It is an actual measurement figure which shows the measurement result of the electrostatic noise in case an adjacent cold cathode tube is antiphase drive. 従来の大型面光源の輝度均一化のための一例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows an example for the brightness | luminance uniformization of the conventional large surface light source. 従来の冷陰極管の両端を逆位相の高電圧で駆動する方式において、二つの共振回路の働きを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the function of two resonance circuits in the system which drives the both ends of the conventional cold cathode tube by the high voltage of an antiphase. 図１２に示す回路構成において、共振周波数の不一致によって周波数により出力の昇圧比が異なる状態を説明する駆動周波数−昇圧比の関係グラフ図である。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the driving frequency and the boosting ratio for explaining a state in which the boosting ratio of the output varies depending on the frequency due to the mismatch of the resonance frequencies in the circuit configuration shown in FIG. 従来の片側高圧駆動方式において、冷陰極管から輻射される静電ノイズを相殺する一例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows an example which cancels the electrostatic noise radiated | emitted from a cold cathode tube in the conventional one side high voltage | pressure drive system. 従来の両端高圧駆動方式において、冷陰極管から輻射される静電ノイズを相殺する他の例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the other example which cancels the electrostatic noise radiated | emitted from a cold cathode tube in the conventional both-ends high voltage drive system. 従来の両端高圧駆動方式において、冷陰極管から輻射される静電ノイズを相殺する更に他の例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the further another example which cancels the electrostatic noise radiated | emitted from a cold cathode tube in the conventional both-ends high voltage drive system. 従来の大型面光源システムにおいて、面光源装置に用いられる多数の冷陰極管を並列に駆動して各放電管の管電流を均一にする手段を施した一例を示す回路構成図である。In the conventional large surface light source system, it is a circuit block diagram which shows an example which provided the means which drives many cold cathode tubes used for a surface light source device in parallel, and makes the tube current of each discharge tube uniform.

Claims (3)

互いに１８０度位相の異なる電圧波形によって駆動される出力を有するインバータ回路を有し、前記１８０度位相の異なる出力を有するインバータ回路と、複数の二群に分けられた偶数の放電管（DT）を有し、該放電管（DT）は該１８０度位相の異なる出力によって互いに逆位相に駆動される一対の関係に配置され、該一対の放電管（DT1、DT2）の低圧側の一端の電極は分流トランス（CDT1）の一方の斜め巻き、またはセクション巻きされたコイルを介して互いに接続され、他の一端の電極は該１８０度位相の異なる出力を有するインバータ回路のそれぞれの位相の出力に接続されるインバータ回路において、該分流トランス（CDT1）の他方のコイルは他の一対の放電管（DT3、DT4）が接続される他の分流トランス（CDT2）の、前記他の一対の放電管（DT3、DT4）と接続された側のコイルとは異なる他方のコイルと互いに直列に接続されることにより、該各放電管（DT）の管電流を均衡させるとともに管電流の検出を行うことを特徴とする面光源用放電管並列点灯システム。   An inverter circuit having an output driven by voltage waveforms having a phase difference of 180 degrees from each other, and an inverter circuit having an output having a phase difference of 180 degrees and an even number of discharge tubes (DT) divided into a plurality of two groups The discharge tubes (DT) are arranged in a pair of relations that are driven in opposite phases by outputs that are 180 degrees out of phase, and the electrodes at one end on the low pressure side of the pair of discharge tubes (DT1, DT2) One of the shunt transformers (CDT1) is connected to each other via a coil wound in an oblique direction or a section, and the other end electrode is connected to the output of each phase of the inverter circuit having an output different in phase by 180 degrees. In the inverter circuit, the other coil of the shunt transformer (CDT1) is connected to the other pair of discharge tubes (CDT2) of the other shunt transformer (CDT2) to which the other pair of discharge tubes (DT3, DT4) is connected. DT3 and DT4) are connected in series to the other coil that is different from the coil on the side connected to DT3, DT4), and the tube current of each discharge tube (DT) is balanced and the tube current is detected. A discharge lamp parallel lighting system for surface light sources. 互いに１８０度位相の異なる電圧波形によって駆動される出力を有するインバータ回路を有し、前記１８０度位相の異なる出力を有するインバータ回路と、複数の二群に分けられた偶数の放電管（DT）を有し、該放電管（DT）は該１８０度位相の異なる出力によって互いに逆位相に駆動される一対の関係に配置され、該一対の放電管（DT1、DT2）の低圧側の一端の電極は該分流トランス（CDT1）の一方のコイルを介して互いに接続され、他の一端（の電極）は該１８０度位相の異なる出力を有するインバータ回路のそれぞれの位相の出力に接続されるインバータ回路において、該分流トランス（CDT1）の他方のコイルは他の一対の放電管の低圧側に接続される、４灯用の面光源用放電管並列点灯システム。   An inverter circuit having an output driven by voltage waveforms having a phase difference of 180 degrees from each other, and an inverter circuit having an output having a phase difference of 180 degrees and an even number of discharge tubes (DT) divided into a plurality of two groups The discharge tubes (DT) are arranged in a pair of relations that are driven in opposite phases by outputs that are 180 degrees out of phase, and the electrodes at one end on the low pressure side of the pair of discharge tubes (DT1, DT2) In the inverter circuit connected to each other through one coil of the shunt transformer (CDT1), the other end (electrode thereof) is connected to the output of each phase of the inverter circuit having an output different in phase by 180 degrees, A parallel lighting system for discharge lamps for a surface light source for four lamps, wherein the other coil of the shunt transformer (CDT1) is connected to the low pressure side of the other pair of discharge tubes. 前記分流トランス（CDT1）を３分流、または、３以上の整数のNの数の分流トランス（Lp）に置き換えることによって６灯または２Ｎ灯用を並列点灯する請求項２記載の面光源用放電管並列点灯システム。   3. A discharge tube for a surface light source according to claim 2, wherein the 6 or 2N lamps are lit in parallel by replacing the shunt transformer (CDT1) with a 3 shunt current or a shunt transformer (Lp) with an integer N equal to or greater than 3. Parallel lighting system.

Images