JP4979521B2 - インバータおよびその制御回路、制御方法、ならびにそれらを用いた発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、外部電極蛍光ランプに駆動電圧を供給するインバータに関する。

近年、ブラウン管テレビに代えて、薄型、大型化が可能な液晶テレビの普及が進んでいる。液晶テレビは、映像が表示される液晶パネルの背面に、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、以下ＣＣＦＬという）や、外部電極蛍光ランプ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、以下、ＥＥＦＬという）を複数本配置し、バックライトとして発光させている。

ＣＣＦＬやＥＥＦＬの駆動には、たとえば１２Ｖ程度の直流電圧を昇圧して交流電圧として出力するインバータ（ＤＣ／ＡＣコンバータ）が用いられる。インバータは、ＣＣＦＬに流れる電流を電圧に変換して制御回路に帰還し、この帰還された電圧にもとづいてスイッチング素子のオンオフを制御している。たとえば、特許文献１には、こうしたインバータによるＣＣＦＬの駆動技術が開示される。

特開２００３−３２３９９４号公報

ＥＥＦＬは、ＣＣＦＬなど他の蛍光ランプに比べて点灯しにくいという問題がある。ＥＥＦＬが点灯するかしないかは確率事象であるため、ＥＥＦＬを点灯させるために、従来インバータの起動動作を何回か繰り返して点灯確率を上昇させていた。具体的には従来のインバータは、ＥＥＦＬのストライキングのために、インバータに高電圧を印加し、シャットダウンするという動作を繰り返していた。

従来の手法では、インバータの制御回路に加えて、制御回路のシャットダウンと起動動作を繰り返すための外付け回路が必要であったため、回路面積が大きくなり、あるいはコスト高になるという問題があった。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低コストもしくは小面積でＥＥＦＬを確実に点灯可能なインバータの制御回路の提供にある。

本発明のある態様路は、トランスの２次側に接続される外部電極蛍光ランプを駆動するインバータの制御回路に関する。制御回路は、外部電極蛍光ランプの点灯開始時に時間とともに変化するソフトスタート電圧を生成するソフトスタート回路と、インバータの出力電圧に応じた帰還電圧とソフトスタート電圧とを受け、帰還電圧がソフトスタート電圧と一致するようにデューティ比が帰還制御されるパルス信号を生成するパルス変調器と、パルス変調器からのパルス信号にもとづき、トランスの１次コイルの電圧をスイッチング制御する論理制御部と、を備える。ソフトスタート回路は、ソフトスタート電圧を時間とともに上昇させ、第１電圧レベルに達すると低下させ、第１電圧レベルより低い第２電圧レベルまで低下すると再度上昇させるストライキング動作を少なくとも１回実行する。

この態様によれば、ソフトスタート回路を利用してＥＥＦＬのストライキングを行うため、ストライキング用の外部回路が不要となり、簡易な構成で確実にＥＥＦＬを点灯することができる。

第１電圧レベル、第２電圧レベルは、繰り返しの周期ごとに異なる値に設定されてもよい。

ソフトスタート回路は、ストライキング動作の繰り返しの回数を複数の値から選択可能であってもよい。この場合、ＥＥＦＬの点灯確率に応じて、ストライキング動作の回数を設定し、確実にＥＥＦＬを点灯させることができる。

ソフトスタート回路は、一端の電位が固定されたキャパシタと、キャパシタを充放電する充放電回路と、キャパシタの他端のソフトスタート電圧を、第１、第２電圧レベルと比較する電圧比較部と、電圧比較部による比較結果にもとづいて、充放電回路の充電状態と放電状態を切りかえる充放電制御部と、を含んでもよい。充放電制御部は、電圧比較部による比較結果にもとづいて、充放電回路の充電状態と放電状態の間の切りかえ回数をカウントするカウンタを有してもよい。
この場合、カウンタによるカウント値を利用して、ストライキング動作の回数を制御することができる。

充放電制御部は、カウンタのカウント値が所定値以上のとき充放電回路を充電状態に固定してもよい。この場合、カウント値が所定値に達すると、ソフトスタート電圧が上昇していき、ストライキング動作を停止することができる。

電圧比較部は、ソフトスタート電圧を第１電圧レベルと比較する第１コンパレータと、ソフトスタート電圧を第２電圧レベルと比較する第２コンパレータと、を含んでもよい。充放電制御部は、第１、第２コンパレータの出力信号が入力されたフリップフロップを含み、当該フリップフロップの出力信号にもとづいて充放電回路の状態を切りかえるとともに、カウンタはフリップフロップの出力信号にもとづいたカウントを実行してもよい。

充放電回路は、キャパシタに充電電流を供給する充電回路と、オン、オフが切りかえ可能であって、オン状態において、充電電流より大きな放電電流を、キャパシタから引き抜く放電回路と、を含んでもよい。充放電制御部は、カウンタの出力信号とフリップフロップの出力信号にもとづいて、放電回路のオン、オフを制御してもよい。

本発明の別の態様は、インバータである。このインバータは、トランスと、トランスの１次コイルの電圧をスイッチング制御する上述の制御回路と、トランスの２次コイルに生ずるインバータの出力電圧を検出し、出力電圧に応じて帰還電圧を制御回路へと出力する電圧検出部と、を備える。

本発明のさらに別の態様は、発光装置である。この装置は、外部電極蛍光ランプと、その出力電圧を外部電極蛍光ランプに供給する上述のインバータと、を備える。

本発明のさらに別の態様は、外部電極蛍光ランプを駆動するインバータの制御方法に関する。この制御方法は、外部電極蛍光ランプの点灯開始時に、時間とともに変化するソフトスタート電圧を生成するステップと、インバータの出力電圧に応じた帰還電圧がソフトスタート電圧と一致するようにデューティ比が帰還制御されるパルス信号を生成するステップと、パルス信号にもとづき、インバータのトランスの１次コイルの電圧をスイッチング制御するステップと、を備える。外部電極蛍光ランプの点灯開始時に、ソフトスタート電圧を、上昇、下降させる動作を複数回繰り返す。

本発明のさらに別の態様は、液晶テレビである。この液晶テレビは、液晶パネルと、液晶パネルの背面に配置される複数の上述の発光装置と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明に係るインバータの制御回路によれば、低コストもしくは小面積でＥＥＦＬを点灯できる。

図１は、本発明の実施の形態に係る発光装置２００の構成を示す回路図である。図２は、図１の発光装置２００が搭載される液晶テレビ３００の構成を示すブロック図である。液晶テレビ３００は、アンテナ３１０と接続される。アンテナ３１０は、放送波を受信して受信部３０４に受信信号を出力する。受信部３０４は、受信信号を検波、増幅して、信号処理部３０６へと出力する。信号処理部３０６は、変調されたデータを復調して得られる画像データを液晶ドライバ３０８に出力する。液晶ドライバ３０８は、画像データを走査線ごとに液晶パネル３０２へと出力し、映像、画像を表示する。液晶パネル３０２の背面には、バックライトとして複数の発光装置２００が配置されている。本実施の形態に係る発光装置２００は、このような液晶パネル３０２のバックライトとして好適に用いることができる。以下、図１に戻り、発光装置２００の構成および動作について詳細に説明する。

本実施の形態に係る発光装置２００は、ＥＥＦＬ２１０、第１インバータ１００ａ、第２インバータ１００ｂを含む。ＥＥＦＬ２１０は、液晶パネル３０２の背面に配置される。第１インバータ１００ａ、第２インバータ１００ｂは、ＤＣ／ＡＣコンバータであり、直流電源から出力され、入力端子１０２に入力される入力電圧Ｖｉｎを交流電圧に変換、昇圧し、ＥＥＦＬ２１０の第１端子２１２、第２端子２１４に、それぞれ、第１駆動電圧Ｖｄｒｖ１、第２駆動電圧Ｖｄｒｖ２を供給する。第１駆動電圧Ｖｄｒｖ１、第２駆動電圧Ｖｄｒｖ２は、互いに逆相となる交流電圧である。

図１において、ＥＥＦＬ２１０は１つ示されているが、複数を並列に配置してもよい。以下、本実施の形態に係る第１インバータ１００ａ、第２インバータ１００ｂの構成について説明する。第１インバータ１００ａ、第２インバータ１００ｂは同様の構成となっているため、以下では、両者を区別せずに、インバータ１００と総称して説明を行う。

インバータ１００は、Ｈブリッジ回路１０、トランス１２、電流電圧変換部１４、駆動電圧検出部２０、制御回路３０、キャパシタＣ１０を含む。

Ｈブリッジ回路１０は、第１ハイサイドトランジスタＭＨ１、第１ローサイドトランジスタＭＬ１、第２ハイサイドトランジスタＭＨ２、第２ローサイドトランジスタＭＬ２の４つのパワートランジスタを含む。

第１ハイサイドトランジスタＭＨ１は、一端が、入力電圧Ｖｉｎの印加される入力端子１０２に接続され、他端が、トランス１２の１次コイル１２ａの第１端子に接続される。第１ローサイドトランジスタＭＬ１は、一端が、電位の固定された接地端子に接続され、他端が１次コイル１２ａの第１端子に接続される。第２ハイサイドトランジスタＭＨ２は、一端が、入力端子１０２に接続され、他端が、直流阻止用のキャパシタＣ１０を介して１次コイルの第２端子に接続される。第２ローサイドトランジスタＭＬ２は、一端が、接地端子に接続され、他端が、直流阻止用のキャパシタＣ１０を介して１次コイル１２ａの第２端子に接続される。

電流電圧変換部１４は、トランス１２の２次コイル１２ｂの電流経路上に設けられる。電流電圧変換部１４は、２次コイル１２ｂに流れる電流、すなわちＥＥＦＬ２１０に流れる電流を電圧に変換し、検出電圧Ｖｄｅｔとして出力する。電流電圧変換部１４は、整流回路１６、フィルタ１８を含む。

整流回路１６は、第１ダイオードＤ１、第２ダイオードＤ２、第１抵抗Ｒ１を含む。第１ダイオードＤ１はアノードが接地され、カソードが２次コイル１２ｂの一端に接続されている。第２ダイオードＤ２のアノードは、第１ダイオードＤ１のカソードと接続される。第１抵抗Ｒ１は、第２ダイオードＤ２のカソードと接地間に設けられる。２次コイル１２ｂに流れる交流電流は、第１ダイオードＤ１、第２ダイオードＤ２によって半波整流され、第１抵抗Ｒ１に流れる。第１抵抗Ｒ１には、２次コイル１２ｂに流れる電流に比例した電圧降下が発生する。整流回路１６は、第１抵抗Ｒ１で発生した電圧降下を出力する。

フィルタ１８は、第２抵抗Ｒ２、第１キャパシタＣ１を含むローパスフィルタである。フィルタ１８は、整流回路１６の出力電圧の高周波成分を除去した検出電圧Ｖｄｅｔを、制御回路３０に帰還する。

駆動電圧検出部２０は、整流回路２２、フィルタ２４を含んで構成され、インバータ１００の出力端子１０４と接地間に設けられる。駆動電圧検出部２０は、インバータ１００から出力される駆動電圧Ｖｄｒｖに応じた直流の帰還電圧Ｖｆｂを生成し、制御回路３０に帰還する。

整流回路２２は、第２キャパシタＣ２、第３キャパシタＣ３、第３ダイオードＤ３、第４ダイオードＤ４、第３抵抗Ｒ３、第４抵抗Ｒ４を含む。第２キャパシタＣ２および第３キャパシタＣ３は、出力端子１０４と接地間に直列に接続される。第３ダイオードＤ３のアノードは接地され、カソードは、第２キャパシタＣ２と第３キャパシタＣ３の接続点に接続される。また、第４ダイオードＤ４のアノードは、第３ダイオードＤ３のカソードと接続される。第４ダイオードＤ４のカソードと接地間には、第３抵抗Ｒ３および第４抵抗Ｒ４が直列に接続される。出力端子１０４から出力される駆動電圧Ｖｄｒｖは、交流電圧であり、第２キャパシタＣ２、第３キャパシタＣ３によって分圧される。分圧された駆動電圧Ｖｄｒｖは、第３ダイオードＤ３および第４ダイオードＤ４によって半波整流され、さらに第３抵抗Ｒ３および第４抵抗Ｒ４によって分圧される。第３抵抗Ｒ３および第４抵抗Ｒ４によって分圧された駆動電圧は、フィルタ２４へと出力される。

フィルタ２４は、整流回路２２から出力される信号の高周波成分を除去した帰還電圧Ｖｆｂを、制御回路３０へと帰還する。フィルタ２４は、フィルタ１８と同様に抵抗およびキャパシタを用いて構成してもよい。

制御回路３０は、帰還された検出電圧Ｖｄｅｔ、帰還電圧Ｖｆｂにもとづき、Ｈブリッジ回路１０の第１ハイサイドトランジスタＭＨ１、第１ローサイドトランジスタＭＬ１、第２ハイサイドトランジスタＭＨ２、第２ローサイドトランジスタＭＬ２のオンオフを制御する。Ｈブリッジ回路１０の制御によって、トランス１２の１次コイル１２ａに、スイッチング電圧が供給される。その結果、トランス１２でエネルギー変換が行われ、２次コイル１２ｂに接続されたＥＥＦＬ２１０には、第１駆動電圧Ｖｄｒｖ１が供給される。

以下、制御回路３０の構成について説明する。図３は、本実施の形態に係る制御回路３０の構成を示す回路図である。
制御回路３０は、パルス幅変調器６０、論理制御部５０、ソフトスタート回路７０を含み、１つの半導体基板上に一体集積化された機能ＩＣである。制御回路３０は、外部に接続されるＨブリッジ回路１０のトランジスタＭＨ１、ＨＨ２、ＭＬ１、ＭＬ２をオンオフすることにより、インバータ１００のトランス１２に供給するスイッチング電圧を制御する。

パルス幅変調器６０は、２つのフィードバックループ、すなわち、ランプ電流（トランス１２の２次コイル１２ｂの電流）に応じた検出電圧Ｖｄｅｔを利用した第１のフィードバックループと、インバータ１００の駆動電圧Ｖｄｒｖに応じた帰還電圧Ｖｆｂを利用した第２のフィードバックループと、を有する。制御回路３０は第１のフィードバックループを利用していわゆる電流調光を行い、第２のフィードバックループを利用してソフトスタートを実行する。

まず、第１のフィードバックループについて説明する。
パルス幅変調器６０は、第１のフィードバックループを利用して、トランス１２の２次コイル１２ｂの電流、すなわちＥＥＦＬ２１０に流れるランプ電流に応じた検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆに近づくように、デューティ比が帰還制御されるパルス信号を生成する。第１のフィードバックループは、誤差増幅器６２、セレクタ６３、パルス幅変調コンパレータ（以下、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）コンパレータという）６４、オシレータ６６、電圧源６８によって形成される。

電圧源６８は、基準電圧Ｖｒｅｆを生成する。電圧源６８は、ＥＥＦＬ２１０の発光輝度に応じて決定される基準電圧Ｖｒｅｆを生成する。誤差増幅器６２の反転入力端子には、電流電圧変換部１４から帰還された検出電圧Ｖｄｅｔが入力され、非反転入力端子には、電圧源６８から出力される基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。誤差増幅器６２は、検出電圧Ｖｄｅｔと、基準電圧Ｖｒｅｆとの誤差に応じた誤差電圧Ｖｅｒｒ１を出力する。なお、基準電圧Ｖｒｅｆは、外部から入力されていてもよい。誤差電圧Ｖｅｒｒ１はセレクタ６３を介してＰＷＭコンパレータ６４の反転入力端子に入力される。

オシレータ６６は所定の周波数の三角波状もしくはのこぎり波状の三角波信号Ｖｏｓｃを生成する。ＰＷＭコンパレータ６４は、誤差増幅器６２から出力される誤差電圧Ｖｅｒｒ１と、オシレータ６６から出力される三角波信号Ｖｏｓｃと、を比較し、Ｖｅｒｒ１＜Ｖｏｓｃのときハイレベル、Ｖｅｒｒ１＞Ｖｏｓｃのときローレベルとなるパルス信号を生成する。このパルス信号は、検出電圧Ｖｄｅｔが基準電圧Ｖｒｅｆに近づくようにデューティ比が帰還制御されたパルス幅変調信号である。以下、このパルス信号をＰＷＭ信号Ｖｐｗｍという。ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍは論理制御部５０に入力される。

論理制御部５０は、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのデューティ比にもとづき、Ｈブリッジ回路１０の第１ハイサイドトランジスタＭＨ１、第１ローサイドトランジスタＭＬ１、第２ハイサイドトランジスタＭＨ２、第２ローサイドトランジスタＭＬ２のオンオフを制御する。Ｈブリッジ回路１０がスイッチング制御される結果、直流電圧である入力電圧Ｖｉｎが交流電圧に変換され、駆動電圧Ｖｄｒｖとして出力される。

次に第２のフィードバックループについて説明する。第２のフィードバックループは、ソフトスタート回路７０、誤差増幅器６９、セレクタ６３、ＰＷＭコンパレータ６４、オシレータ６６によって形成される。

ソフトスタート回路７０は、ＥＥＦＬ２１０の点灯開始時に、インバータ１００の出力電圧Ｖｄｒｖを徐々に上昇させるソフトスタートを制御するブロックである。ソフトスタート回路７０は、ＥＥＦＬ２１０の点灯開始時に、時間とともに電圧値が変化するソフトスタート電圧Ｖｓｓを生成する。

ソフトスタート電圧Ｖｓｓは、パルス幅変調器６０へと出力される。誤差増幅器６９は、ソフトスタート電圧Ｖｓｓとインバータ１００の駆動電圧Ｖｄｒｖに応じた帰還電圧Ｖｆｂの誤差を増幅する。誤差増幅器６９により生成された誤差電圧Ｖｅｒｒ２は、セレクタ６３を介してＰＷＭコンパレータ６４へ入力される。ＰＷＭコンパレータ６４は、誤差増幅器６９から出力される誤差電圧Ｖｅｒｒ２と、オシレータ６６から出力される三角波信号Ｖｏｓｃと、を比較し、Ｖｅｒｒ２＜Ｖｏｓｃのときハイレベル、Ｖｅｒｒ２＞ＶｏｓｃのときローレベルとなるＰＷＭ信号Ｖｐｗｍを生成する。第２のフィードバックループにより生成されたＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのデューティ比は、帰還電圧Ｖｆｂがソフトスタート電圧Ｖｓｓと一致するように帰還制御される。

第１のフィードバックループと第２のフィードバックループの切りかえは、セレクタ６３により行われる。セレクタ６３は、ステートマシンによって制御されてもよいし、ＥＥＦＬ２１０の点灯の有無を示す信号にもとづいて制御されてもよい。あるいは２つの誤差電圧Ｖｅｒｒ１、Ｖｅｒｒ２のうち、電圧レベルが小さい方を選択する最小値回路であってもよい。あるいは、ＰＷＭコンパレータ６４を３入力コンパレータとしてセレクタ６３を設けない構成としてもよい。つまり、ソフトスタート制御と電流調光制御の切りかえは、公知のさまざまな技術を利用すればよく、特に限定されるものではない。

ソフトスタート回路７０は、ソフトスタート電圧Ｖｓｓを時間とともに上昇させ、第１電圧レベルＶＨに達すると低下させ、第１電圧レベルＶＨより低い第２電圧レベルＶＬまで低下すると再度上昇させるストライキング動作を少なくとも１回実行する。

ソフトスタート回路７０は、ストライキング動作の繰り返しの回数ｎを複数の値から選択可能に構成される。たとえば、ｎは、１、２、３、４のいずれかから選択可能とすることが好ましい。

ソフトスタート回路７０は、キャパシタＣｓｓ、充放電回路７２、電圧比較部７６、充放電制御部８２を含む。
キャパシタＣｓｓは、一端が接地されてその電位が固定される。充放電回路７２は、キャパシタＣｓｓに充電電流Ｉｃｈｇを供給し、または放電電流Ｉｄｉｓを引き抜くことにより充放電する。電圧比較部７６は、キャパシタＣｓｓの他端のソフトスタート電圧Ｖｓｓを、第１電圧レベルＶＨ、第２電圧レベルＶＬと比較する。充放電制御部８２は、電圧比較部７６による比較結果にもとづいて、充放電回路７２の充電状態と放電状態を切りかえる。

具体的には、電圧比較部７６は、ソフトスタート電圧Ｖｓｓを第１電圧レベルＶＨと比較する第１コンパレータ７８と、ソフトスタート電圧Ｖｓｓを第２電圧レベルＶＬと比較する第２コンパレータ８０と、を含む。充放電制御部８２は、第１コンパレータ７８、第２コンパレータ８０の出力信号Ｓ１、Ｓ２が、それぞれセット端子、リセット端子に入力されたＲＳフリップフロップ８４を含む。充放電制御部８２は、フリップフロップ８４の出力信号Ｓ３にもとづいて充放電回路７２の状態を切りかえる。

充放電制御部８２は、カウンタ８６を含む。カウンタ８６は、電圧比較部７６による比較結果にもとづいて、充放電回路７２の充電状態と放電状態の間の切りかえ回数をカウントする。カウンタ８６には、フリップフロップ８４の出力信号Ｓ３が入力され、この信号Ｓ３のレベル遷移にもとづいたカウントを実行する。

充放電回路７２は、キャパシタＣｓｓに充電電流Ｉｃｈｇを供給する充電電流源７４と、オン、オフが切りかえ可能であって、オン状態において、放電電流ＩｄｉｓをキャパシタＣｓｓから引き抜く放電回路と、を含む。放電電流Ｉｄｉｓは、充電電流Ｉｃｈｇより大きく設定される。放電回路は放電抵抗Ｒｄｉｓ、放電トランジスタＭｄｉｓを含み、放電トランジスタＭｄｉｓのオン、オフに応じて、放電回路のオン、オフ状態が切りかえられる。放電トランジスタＭｄｉｓがオフのとき、キャパシタＣｓｓは、充電電流Ｉｃｈｇで充電される。放電トランジスタＭｄｉｓがオンするとキャパシタＣｓｓは、差電流（Ｉｄｉｓ−Ｉｃｈｇ）で放電される。充放電制御部８２は、カウンタ８６の出力信号とフリップフロップ８４の出力信号Ｓ３にもとづいて、放電トランジスタＭｄｉｓのオン、オフを制御する。

充放電制御部８２は、カウンタ８６のカウント値が所定値以上のとき、充放電回路７２を充電状態に固定する。所定値は、外部からの設定信号ＳＥＴに応じて調節可能とすることが好ましい。カウント値が所定値に達すると、放電トランジスタＭｄｉｓがオフし、ソフトスタート電圧Ｖｓｓが上昇していき、ストライキング動作を停止する。実施の形態では、所定値は３とする。

カウンタ８６の出力Ｓ４は、カウント値が所定値に達するとハイレベルとなる。カウンタ８６の出力はＮＯＴゲート８８により論理反転される。ＡＮＤゲート８９はフリップフロップ８４およびＮＯＴゲート８８の出力信号の論理積を出力する。ＮＯＴゲート８８、ＡＮＤゲート８９の出力信号Ｓ５は放電トランジスタＭｄｉｓのゲートに入力される。

第３コンパレータ９０は、ソフトスタート電圧Ｖｓｓを所定の第３電圧レベルＶｔｈ３と比較する。第３電圧レベルＶｔｈ３は、第１電圧レベルＶＨより高く設定される。Ｖｓｓ＞Ｖｔｈ３となると、第３コンパレータ９０の出力信号Ｓ６がハイレベルとなり、ソフトスタートおよびストライキング動作の完了が他の回路ブロックへ通知される。

以上がインバータ１００の構成である。次にインバータ１００の動作を説明する。図４は、図３の制御回路３０の起動時の動作状態を示すタイムチャートである。

時刻ｔ０に、スタンバイ信号ＳＴＢがハイレベルとなり、インバータ１００の起動が指示される。スタンバイ信号ＳＴＢがハイレベルとなると、充放電回路７２が充電状態に設定され、ソフトスタート電圧Ｖｓｓが上昇し始める。

時刻ｔ１に、ソフトスタート電圧Ｖｓｓが第１電圧レベルＶＨに達すると、第１コンパレータ７８の出力信号Ｓ１がハイレベルとなり、フリップフロップ８４がセットされ、信号Ｓ３がハイレベルとなり、カウンタ８６のカウント値が１となる。信号Ｓ３がハイレベルとなると、放電トランジスタＭｄｉｓのゲート信号Ｓ５がハイレベルとなり、充放電回路７２が放電状態に設定される。その結果、ソフトスタート電圧Ｖｓｓが低下しはじめる。

時刻ｔ２にソフトスタート電圧Ｖｓｓが第２電圧レベルＶＬまで低下すると、第２コンパレータ８０の出力信号Ｓ２がハイレベルとなってフリップフロップ８４がリセットされ、信号Ｓ３がローレベルとなって充放電回路７２が再び充電状態に設定される。

時刻ｔ３に再びソフトスタート電圧Ｖｓｓが第１電圧レベルＶＨに達すると、フリップフロップ８４の出力信号Ｓ３がハイレベルとなり、カウント値が１増加する。

同様の動作を繰り返し、時刻ｔ４にフリップフロップ８４の出力信号Ｓ３が再度ハイレベルとなると、カウント値が１増加して、所定値の３以上となる。それ以降、カウンタ８６の出力信号Ｓ４がハイレベル、ＮＯＴゲート８８の出力がローレベルとなり、フリップフロップ８４の出力信号Ｓ３がマスクされて、放電トランジスタＭｄｉｓのゲート信号Ｓ５はローレベルに固定される。その結果、充放電回路７２は充電状態に設定されて、ソフトスタート電圧Ｖｓｓが第１電圧レベルＶＨを超えて増加していく。

時刻ｔ５にソフトスタート電圧Ｖｓｓが第３電圧レベルＶｔｈ３まで増加すると、第３コンパレータ９０によって他の回路ブロックにソフトスタートおよびストライキング動作の完了が通知され、起動シーケンスが完了する。

実施の形態に係るインバータ１００によれば、ソフトスタート回路を利用してストライキング動作を行うことにより、ストライキング動作のために外部回路を設けなくてすむため、回路面積を縮小し、コストを低下できる。

実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本実施の形態において、ロジック回路のハイレベル、ローレベルの論理値の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。

実施の形態では、ＥＥＦＬ２１０の両端に２つのインバータ１００を接続して、逆相の駆動電圧で駆動する場合を説明したが、これには限定されず、ひとつのインバータ１００で、一端の電圧が固定されたＥＥＦＬ２１０を駆動してもよい。

実施の形態では、ソフトスタート回路７０をキャパシタＣｓｓを利用したアナログ回路で構成したが、本発明はこれに限定されず、図４に示すソフトスタート電圧Ｖｓｓに従って値が増減するデジタル信号を生成する信号発生器と、信号発生器の出力をデジタル／アナログ変換するＤ／Ａ変換器によって構成してもよい。

図３の電圧比較部７６およびフリップフロップ８４に替えて、ヒステリシスコンパレータを用いてもよいし、その他の構成を用いてもよい。

実施の形態では、ソフトスタート電圧を上下させるストライキング動作を複数回行い、第１電圧レベルＶＨ、第２電圧レベルＶＬをそれぞれ、ストライキング動作中に一定値に固定する場合について説明したが、いずれか一方または両方を、時間に応じて変化させてもよい。

本発明の実施の形態に係る発光装置の構成を示す回路図である。 図１の発光装置が搭載される液晶テレビの構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る制御回路の構成を示す回路図である。 図３の制御回路の起動時の動作状態を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０…Ｈブリッジ回路、１２…トランス、１２ａ…１次コイル、１２ｂ…２次コイル、１４…電流電圧変換部、１６…整流回路、１８…フィルタ、２０…駆動電圧検出部、２２…整流回路、２４…フィルタ、３０…制御回路、５０…論理制御部、６０…パルス幅変調器、６２…誤差増幅器、６３…セレクタ、６４…ＰＷＭコンパレータ、６６…オシレータ、６８…電圧源、６９…誤差増幅器、７０…ソフトスタート回路、７２…充放電回路、７４…充電電流源、７６…電圧比較部、７８…第１コンパレータ、８０…第２コンパレータ、８２…充放電制御部、８４…フリップフロップ、８６…カウンタ、８８…ＮＯＴゲート、８９…ＡＮＤゲート、９０…第３コンパレータ、Ｍｄｉｓ…放電トランジスタ、Ｒｄｉｓ…放電抵抗、Ｃｓｓ…キャパシタ、１００…インバータ、１００ａ…第１インバータ、１００ｂ…第２インバータ、２００…発光装置、２１０…ＥＥＦＬ、２１２…第１端子、２１４…第２端子、３００…液晶テレビ、３０２…液晶パネル、３０４…受信部、３０６…信号処理部、３０８…液晶ドライバ、３１０…アンテナ、ＭＨ１…第１ハイサイドトランジスタ、ＭＨ２…第２ハイサイドトランジスタ、ＭＬ１…第１ローサイドトランジスタ、ＭＬ２…第２ローサイドトランジスタ、Ｖｄｒｖ１…第１駆動電圧、Ｖｄｒｖ２…第２駆動電圧。

Claims (9)

1. トランスの２次側に接続される外部電極蛍光ランプを駆動するインバータの制御回路であって、
   前記外部電極蛍光ランプの点灯開始時に時間とともに変化するソフトスタート電圧を生成するソフトスタート回路と、
   前記インバータの出力電圧に応じた帰還電圧と前記ソフトスタート電圧とを受け、前記帰還電圧が前記ソフトスタート電圧と一致するようにデューティ比が帰還制御されるパルス信号を生成するパルス変調器と、
   前記パルス変調器からの前記パルス信号にもとづき、前記トランスの１次コイルの電圧をスイッチング制御する論理制御部と、
   を備え、
   前記ソフトスタート回路は、前記ソフトスタート電圧を時間とともに上昇させ、第１電圧レベルに達すると低下させ、前記第１電圧レベルより低い第２電圧レベルまで低下すると再度上昇させるストライキング動作を少なくとも１回実行することを特徴とする制御回路。
2. 前記ソフトスタート回路は、前記ストライキング動作の繰り返しの回数を複数の値から選択可能であることを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
3. 前記ソフトスタート回路は、
   一端の電位が固定されたキャパシタと、
   前記キャパシタを充放電する充放電回路と、
   前記キャパシタの他端のソフトスタート電圧を、前記第１、第２電圧レベルと比較する電圧比較部と、
   前記電圧比較部による比較結果にもとづいて、前記充放電回路の充電状態と放電状態を切りかえる充放電制御部と、
   を含み、
   前記充放電制御部は、前記電圧比較部による比較結果にもとづいて、前記充放電回路の充電状態と放電状態の間の切りかえ回数をカウントするカウンタを有することを特徴とする請求項１または２に記載の制御回路。
4. 前記充放電制御部は、前記カウンタのカウント値が所定値以上のとき前記充放電回路を充電状態に固定することを特徴とする請求項３に記載の制御回路。
5. 前記電圧比較部は、
   前記ソフトスタート電圧を前記第１電圧レベルと比較する第１コンパレータと、
   前記ソフトスタート電圧を前記第２電圧レベルと比較する第２コンパレータと、
   を含み、
   前記充放電制御部は、前記第１、第２コンパレータの出力信号が入力されたフリップフロップを含み、当該フリップフロップの出力信号にもとづいて前記充放電回路の状態を切りかえるとともに、前記カウンタは前記フリップフロップの出力信号にもとづいたカウントを実行することを特徴とする請求項３に記載の制御回路。
6. 前記充放電回路は、
   前記キャパシタに充電電流を供給する充電回路と、
   オン、オフが切りかえ可能であって、オン状態において、前記充電電流より大きな放電電流を、前記キャパシタから引き抜く放電回路と、
   を含み、
   前記充放電制御部は、前記カウンタの出力信号と前記フリップフロップの出力信号にもとづいて、前記放電回路のオン、オフを制御することを特徴とする請求項５に記載の制御回路。
7. トランスと、
   前記トランスの１次コイルの電圧をスイッチング制御する請求項１から６のいずれかに記載の制御回路と、
   前記トランスの２次コイルに生ずるインバータの出力電圧を検出し、前記出力電圧に応じて帰還電圧を前記制御回路へと出力する電圧検出部と、
   を備えることを特徴とするインバータ。
8. 外部電極蛍光ランプと、
   その出力電圧を前記外部電極蛍光ランプに供給する請求項７に記載のインバータと、
   を備えることを特徴とする発光装置。
9. 外部電極蛍光ランプを駆動するインバータの制御方法であって、
   前記外部電極蛍光ランプの点灯開始時に、時間とともに変化するソフトスタート電圧を生成するステップと、
   前記インバータの出力電圧に応じた帰還電圧が前記ソフトスタート電圧と一致するようにデューティ比が帰還制御されるパルス信号を生成するステップと、
   前記パルス信号にもとづき、前記インバータのトランスの１次コイルの電圧をスイッチング制御するステップと、
   を備え、
   前記外部電極蛍光ランプの点灯開始時に、前記ソフトスタート電圧を、上昇、下降させる動作を少なくとも１回繰り返すことを特徴とする制御方法。

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