JPH04145489A - Filament drive circuit for fluorescent display tube for vehicle - Google Patents
Filament drive circuit for fluorescent display tube for vehicleInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、車両用蛍光表示管のフィラメントを駆動する
回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a circuit for driving a filament of a fluorescent display tube for a vehicle.
［従来の技術］
従来の車両用蛍光表示管のフィラメント駆動回路には、
フィラメントに流す電流が直流のものと交流のものかあ
るが、直流電源であるバッテリを用いているので、直流
型の方か交流型に比べて構成が簡単である。[Prior Art] The filament drive circuit of a conventional vehicle fluorescent display tube includes:
The current flowing through the filament can be direct current or alternating current, but since a battery is used as a direct current power source, the structure is simpler than direct current or alternating current.
第８図に示すように、従来の直流型のフィラメント駆動
回路は、定電圧回路ｌＯＯを備えている。As shown in FIG. 8, the conventional DC type filament drive circuit includes a constant voltage circuit lOO.
この定電圧回路１００は、バッテリｖｂからグランドＣ
Ｄに向かって順に抵抗１０１とツェナーダイオード１０
２を直列接続することにより構成されている。そして、
このツェナーダイオード１０２に蛍光表示管のフィラメ
ントＦが並列接続されている。This constant voltage circuit 100 connects the battery vb to the ground C.
Resistor 101 and Zener diode 10 in order toward D
2 are connected in series. and,
A filament F of a fluorescent display tube is connected in parallel to this Zener diode 102.
上記構成では、バッテリｖｂの電圧が変動しても、抵抗
１０１での電流およびこれに伴う電圧降下が変化するだ
けで、フィラメントＦでの印加電圧および電流は大きく
変化しない。これによりフィラメントＦの消費電力すな
わち発熱量をほぼ一定にし、ひいては蛍光表示管を安定
した輝度で表示させようとしている。In the above configuration, even if the voltage of the battery vb changes, only the current at the resistor 101 and the resulting voltage drop change, and the applied voltage and current at the filament F do not change significantly. As a result, the power consumption, ie, the amount of heat generated, of the filament F is kept approximately constant, and the fluorescent display tube is thereby intended to display images with stable brightness.
［発明が解決しようとする課題］
上記構成では、ツェナーダイオード１０２を用いており
、バッテリｖｂの電圧が上昇した時に、このツェナーダ
イオード１０２の発熱量が増大して周辺素子に熱ストレ
スを付与する欠点かある。[Problems to be Solved by the Invention] The above configuration uses the Zener diode 102, and when the voltage of the battery vb increases, the amount of heat generated by the Zener diode 102 increases, giving thermal stress to peripheral elements. There is.
また、上記構成では、抵抗１０１の抵抗値の設定のしか
たが難しい。これは、車両用バッテリＶｂの電圧と、ツ
ェナーダイオード１０２の設定電圧（すなわちフィラメ
ントＦの定格電圧、例えば２Ｖ）との差を得るために、
上記抵抗１０１での電圧降下、ひいては電力消費が不可
欠であることに起因する。以下、詳述する。Furthermore, in the above configuration, it is difficult to set the resistance value of the resistor 101. This is done in order to obtain the difference between the voltage of the vehicle battery Vb and the set voltage of the Zener diode 102 (i.e., the rated voltage of the filament F, for example 2V).
This is due to the fact that the voltage drop across the resistor 101 and thus the power consumption are essential. The details will be explained below.
上記抵抗１０１の抵抗値を太き（すると、バッテリ電圧
ｖｂが高くなった時でも抵抗１０１の電力消費すなわち
発熱量を小さく抑えることができるが、バッテリ電圧ｖ
ｂがあるレベルより低くなった時に、フィラメントＦに
定格の電圧が印加されなくなり、フィラメントＦの発熱
量が充分でな（なって、蛍光表示管の輝度が低下する。If the resistance value of the resistor 101 is increased (then, even when the battery voltage vb becomes high, the power consumption of the resistor 101, that is, the amount of heat generated can be suppressed to a small value, but the battery voltage v
When b becomes lower than a certain level, the rated voltage is no longer applied to the filament F, and the amount of heat generated by the filament F is insufficient (thus, the brightness of the fluorescent display tube decreases).
反対に抵抗１０１の抵抗値を小さくすると、バ、テリ電
圧ｖｂが低くなった時でも、フィラメントＦに定格電圧
を印加することができるが、ノイ。On the other hand, if the resistance value of the resistor 101 is made small, the rated voltage can be applied to the filament F even when the battery voltage vb becomes low, but noise occurs.
テリ電圧ｖｂか高くなった時に抵抗１０１に大きな電流
か流れ、抵抗１０１の発熱量が増大して周囲の半導体等
に熱ストレスを与える。When the voltage vb becomes high, a large current flows through the resistor 101, and the amount of heat generated by the resistor 101 increases, giving thermal stress to surrounding semiconductors and the like.
具体例を挙げて説明すると、バッテリｖｂの通常時の電
圧（１４Ｖ）で、フィラメントＦの印加電圧が定格電圧
になるように抵抗１０１の抵抗値を決定することか考え
られる。こうすれば、ハ。To explain with a specific example, it is conceivable to determine the resistance value of the resistor 101 so that the voltage applied to the filament F becomes the rated voltage at the normal voltage (14 V) of the battery vb. If you do this, ha.
テリｖｂの電圧が１４Ｖの時、ツェナーダイオード１０
２には殆ど電流が流れず、抵抗１０１の発熱量を最小限
に抑えることかできる。しかし、この場合、バッテリｖ
ｂの電圧か上昇した時に、抵抗１０１の発熱量が増大す
る。また、バッテリＶｂの電圧が１４Ｖより低くなった
時に、フィラメントＦの印加電圧が定格電圧より低くな
って、蛍光表示管は充分な輝度が得られない。When the voltage of teri vb is 14V, the zener diode 10
Almost no current flows through resistor 101, and the amount of heat generated by resistor 101 can be minimized. However, in this case, the battery v
When the voltage of b increases, the amount of heat generated by the resistor 101 increases. Further, when the voltage of the battery Vb becomes lower than 14V, the voltage applied to the filament F becomes lower than the rated voltage, and the fluorescent display tube cannot obtain sufficient brightness.
本発明の目的は、バッテリ電圧の変動にも拘わらず、回
路の発熱量を抑えることができるとともに、蛍光表示管
の輝度を安定して維持できる車両用蛍光表示管のフィラ
メント駆動回路を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a filament drive circuit for a fluorescent display tube for a vehicle, which can suppress the amount of heat generated by the circuit and maintain stable brightness of the fluorescent display tube despite fluctuations in battery voltage. It is in.
［課題を解決するための手段］
本発明は上記目的を達成するために、次の構成を備えた
蛍光表示管のフィラメント駆動回路を要旨とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the gist of the present invention is a filament drive circuit for a fluorescent display tube having the following configuration.
（イ）上記フィラメントへの給電を制御するスイッチン
グ素子。(a) A switching element that controls power supply to the filament.
（ロ）上記バッテリの電圧の２乗にほぼ逆比例するデユ
ーティ比の駆動パルスを周期的にスイッチング素子に出
力する駆動パルス出力回路。この駆動パルスに応答して
スイッチング素子がオンした時、上記フィラメントにバ
ッテリからの電力が供給される。(b) A drive pulse output circuit that periodically outputs a drive pulse with a duty ratio that is approximately inversely proportional to the square of the battery voltage to the switching element. When the switching element is turned on in response to this drive pulse, power from the battery is supplied to the filament.
［作用コ
駆動パルス出力回路から周期的に発生する駆動パルスに
応答してスイッチング素子がオンすることにより、フィ
ラメントに電力が供給される。[Operation] Power is supplied to the filament by turning on the switching element in response to drive pulses periodically generated from the drive pulse output circuit.
この回路構成におけるフィラメントの電力消費すなわち
発熱量について考察すると、この電力消費はフィラメン
トへの印加電圧の２乗に比例し、ｆｆｉ動パルスのデユ
ーティ比に比例する。また、フィラメントへの印加電圧
はバッテリ電圧に比例する。したかって、駆動パルスの
デユーティ比をバッテリ電圧の２乗にほぼ逆比例させる
ことにより、フィラメントの電力消費をほぼ一定にする
ことかでき、ひいては蛍光表示管の輝度をほぼ一定に維
持できる。Considering the power consumption, that is, the amount of heat generated, of the filament in this circuit configuration, this power consumption is proportional to the square of the voltage applied to the filament, and proportional to the duty ratio of the ffi pulse. Further, the voltage applied to the filament is proportional to the battery voltage. Therefore, by making the duty ratio of the drive pulse almost inversely proportional to the square of the battery voltage, the power consumption of the filament can be made almost constant, and the luminance of the fluorescent display tube can be kept almost constant.
上記のように駆動パルスのデユーティ比で、フィラメン
トの発熱量をほぼ一定に制御するため、従来用いられて
いたフィラメント印加電圧を一定にするためのツェナー
ダイオードか不要となり、ツェナーダイオードでの発熱
による周辺素子への熱ストレスの付与を防止できる。As mentioned above, the amount of heat generated by the filament is controlled to be almost constant by the duty ratio of the drive pulse, so the Zener diode that was used in the past to keep the voltage applied to the filament constant is no longer required, and the heat generated by the Zener diode is It is possible to prevent thermal stress from being applied to the element.
［実施例］
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。第３図には車両に用いられる蛍光表示管１が示
されている。蛍光表示管ｌは、チューブ２内に収容され
たフィラメントＦとグリ、。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 3. FIG. 3 shows a fluorescent display tube 1 used in a vehicle. A fluorescent display tube 1 has a filament F and a grid housed in a tube 2.
ドＧとセグメントア／−ドＡとを備えている。フィラメ
ントＦは、フィラメント駆動回路３により駆動され、グ
リ、ドＧはグリッド駆動回路４によす駆動され、セグメ
ントアノードＡはアノード駆動回路５により駆動される
。グリッド駆動回路４およびアノード駆動回路５は、バ
ッテリｖｂ（直流電Ｒ）に接続された定電圧回路からの
定電圧（例えば１２■）を受け、この定電圧のグリッド
Ｇア７−ドＡへの印加をそれぞれ制御する。It has a segment door G and a segment door A. The filament F is driven by a filament drive circuit 3, the grid and gate G are driven by a grid drive circuit 4, and the segment anode A is driven by an anode drive circuit 5. The grid drive circuit 4 and the anode drive circuit 5 receive a constant voltage (for example, 12 cm) from a constant voltage circuit connected to the battery vb (DC current R), and apply this constant voltage to the grid G7-A. control each.
上記フィラメント駆動回路３は、第１図に示されるよう
に、バッテリｖｂからグランドＧＤに向かって順に直列
接続されたトランジスタ１０’（７゜イツチング素子）
と抵抗１．１を備えている。トランジスタ１０はＰＮＰ
型のものであり、エミッタがバッテリｖｂに接続され、
コレクタが抵抗１１に接続されている。上記フィラメン
トＦはトランジスタ１０．抵抗１１と直列をなして接続
され、これらよりグランドＧＤ側に配されている。As shown in FIG. 1, the filament drive circuit 3 includes transistors 10' (7° switching elements) connected in series from the battery vb to the ground GD.
and a resistance of 1.1. Transistor 10 is PNP
type, the emitter is connected to the battery vb,
A collector is connected to a resistor 11. The filament F is the transistor 10. It is connected in series with the resistor 11 and is placed closer to the ground GD than these.
フィラメント駆動回路３はさらに駆動パルス出力回路２
０を備えている。この駆動パルス出力回路２０は、一定
のデユーティ比の原パルスＰＬを周期的に出力する原パ
ルス発生回路２１と、充放電回路２２と、フンパレータ
２３と、スレッショルド電圧発生回路２４とを有してい
る。The filament drive circuit 3 further includes a drive pulse output circuit 2.
0. The drive pulse output circuit 20 includes an original pulse generation circuit 21 that periodically outputs an original pulse PL with a constant duty ratio, a charge/discharge circuit 22, a humpator 23, and a threshold voltage generation circuit 24. .
充放電回路２２は、原パルス発生回路２１の出力段から
グランドＧＤに向かって順に直列接続された抵抗２２ａ
とコンデンサ２２ｂを有し、さらに抵抗２２ａに並列接
続されたダイオード２２ｃを宵している。ダイオード２
２ＣのカソードはグランドＧＤを向いている。コンデン
サ２２ｂの充電電圧Ｖｅはコンパレータ２３の反転入力
端子に入力される。The charging/discharging circuit 22 includes resistors 22a connected in series from the output stage of the original pulse generating circuit 21 toward the ground GD.
It has a capacitor 22b and a diode 22c connected in parallel to the resistor 22a. diode 2
The cathode of 2C faces the ground GD. The charging voltage Ve of the capacitor 22b is input to the inverting input terminal of the comparator 23.
スレッショルド電圧発生回路２４は、バッテリｖｂとグ
ランドＧＤとの間に直列接続された２つの抵抗２４ａ、
２４ｂを備えている。抵抗２４ａ。The threshold voltage generation circuit 24 includes two resistors 24a connected in series between the battery vb and the ground GD;
24b. Resistor 24a.
２４ｂの接続点電圧が、スレッシ璽ルド電圧ＶＳとして
フンパレータ２３の非反転入力端子に入力される。スレ
ノンヨルド電圧ＶＳは、次式で示すようにバッテリ電圧
ｖｂに比例しており、バッテリ電圧ｖｂの変動に応じて
変動する。The connection point voltage of 24b is inputted to the non-inverting input terminal of the humpator 23 as the threshold voltage VS. The voltage VS is proportional to the battery voltage vb, as shown by the following equation, and varies according to variations in the battery voltage vb.
Ｖｓ＝に−Ｖｂ ＝（１）
（１）式において、ｋ ＝ Ｒｔ、ｂ／ （Ｒ、、、＋
Ｒｔｔ＋、）であり、Ｒｔ４ａ＋ Ｒ２４ｂは抵抗
２４ａ、２４ｂの抵抗値である。Vs = -Vb = (1) In equation (1), k = Rt, b/ (R, ,, +
Rtt+, ), and Rt4a+R24b is the resistance value of the resistors 24a and 24b.
上記フンパレータ２３の出力段とバッテリｖｂとの間に
は、２つの抵抗１５．１６か直列をなして接続されてい
る。これら抵抗１５．１６間の接続点は上記トランジス
タ１０のベースに接続されている。Two resistors 15 and 16 are connected in series between the output stage of the humpator 23 and the battery vb. The connection point between these resistors 15 and 16 is connected to the base of the transistor 10.
上述構成の作用を、第２図のタイムチャー１・を参照し
なから説明する。原パルス発生回路２１がら一定周期Ｔ
でハイレベルの原パルスＰＬが出力される。この原パル
スＰＬの高さＶＣＣおよびチューティ比Ｄｏは一定であ
る。The operation of the above structure will be explained with reference to time chart 1 in FIG. Constant period T from the original pulse generation circuit 21
A high level original pulse PL is output. The height VCC and Tutee ratio Do of this original pulse PL are constant.
充放電回路２２のコンデンサ２２ｂは、上記原パルスＰ
Ｌに対応して充放電を行う。なお、各原パルスＰＬの立
ち上がりの際には、ダイオード２２Ｃを介してコンデン
サ２２ｂへの充電が行われるので、コンデンサ２２ｂの
充１ｔｉｉ圧Ｖｅは即座に原パルスＰＬの高さＶｃｃま
で上昇する（ダイオード２２Ｃの順方向電圧降下を無視
する）。原パルスＰＬの時間幅に対応する期間では、コ
ンデンサ２２ｂの充電電圧Ｖｅは、原パルスＰＬの電圧
Ｖｃｃに維持される。そして、原パルスＰＬの立ち下か
り時点、すなわち原パルス発生回路２１の出力レベルが
ハイからローに切り替わった時点から、コンデンサ２２
ｂは、抵抗２２ａを介して放電を開始し、コンデンサ２
２ｂの充電電圧ＶｅはＶｃｃから徐々に低下する。The capacitor 22b of the charge/discharge circuit 22 receives the original pulse P.
Charging and discharging are performed in accordance with L. Note that at the rise of each original pulse PL, the capacitor 22b is charged via the diode 22C, so the charging voltage Ve of the capacitor 22b immediately rises to the height Vcc of the original pulse PL (the diode 22C forward voltage drop). During a period corresponding to the time width of the original pulse PL, the charging voltage Ve of the capacitor 22b is maintained at the voltage Vcc of the original pulse PL. Then, from the time when the original pulse PL falls, that is, from the time when the output level of the original pulse generation circuit 21 switches from high to low, the capacitor 22
b starts discharging through the resistor 22a, and the capacitor 2
The charging voltage Ve of 2b gradually decreases from Vcc.
コンパレータ２３では、スレノンヨルド電圧ＶＳとコン
デンサ２２ｂの充電電圧Ｖｅとを比較する。まず、バッ
テリ電圧ｖｂが次式で表すように、異常に高い場合につ
いて説明する。The comparator 23 compares the voltage VS and the charging voltage Ve of the capacitor 22b. First, a case where the battery voltage vb is abnormally high as expressed by the following equation will be described.
Ｖｂ／に＝Ｖｓ＞Ｖｃｃ ・・・（２）（２）式が成
立する場合には、充電電圧Ｖｅは常ニスレノンヨルド電
圧Ｖ Ｓ ヲ下回るため、コンパレータ２３の出力はハ
イレベルのまま維持される。Vb/=Vs>Vcc (2) When the formula (2) holds true, the charging voltage Ve is always lower than the voltage VS, so the output of the comparator 23 is maintained at a high level.
換言すればローレベルの駆動パルスＤＰは出力されない
。その結果、トランジスタ１０はオフのまま維持され、
抵抗１１． フィラメン）Ｆへの電力供給は停止され
、抵抗１１の過熱を防止することができる。このことは
、例えばバッテリ電圧ｖｂの過電圧（例えば２４Ｖ）の
際に、抵抗１１の発熱量が許容範囲に入るように抵抗１
１の定格を定める必要がないことを意味し、また過電圧
時における周辺素子への熱ストレスを考慮しなくて済む
ことを意味する。In other words, the low-level drive pulse DP is not output. As a result, transistor 10 remains off,
Resistance 11. The electric power supply to the filament F is stopped, and overheating of the resistor 11 can be prevented. This means that when the battery voltage vb is overvolted (for example, 24 V), the resistor 11
This means that there is no need to specify a rating of 1, and it also means that there is no need to consider thermal stress on peripheral elements at the time of overvoltage.
次に、バッテリ電圧ｖｂが（２）式のような異常レベル
に達していない場合について説明する。Next, a case will be described in which the battery voltage vb has not reached the abnormal level as shown in equation (2).
なお、第２図において、スレノンヨルド電圧Ｖｓフィラ
メント印加電圧Ｖｆは、バッテリ電圧ｖｂが比較的高い
場合を実線で示し、バッテリ電圧Ｖｂが比較的低い場合
を破線で示す。各原パルスＰＬの出力直前では、スレッ
ショルド電圧Ｖｓか充電電圧Ｖｅより高いから、コンパ
レータ２３の出力はハイレベルである。したがって、ト
ランジスタ１０はオフとなっており、抵抗１１．フィラ
メントＦは通電状態にない。原パルスＰＬが出力すれる
と、充電電圧Ｖｅがスレッショルド’Ｉ圧Ｖｓを越える
ため、コンパレータ２３の出力はローレベルに切り替わ
る。この出力レベルの切り替わり時点は、駆動パルスＤ
Ｐの始点を意味する。この時、バｙ テＵ Ｖ ｂから
コンパレータ２３の出力端子に向かって電流か流れ、抵
抗１６での電圧降下によりトランジスタ１０かノ＼イア
スされてオンする。トランジスタ１０かオンすると、バ
ッテリＶｂから抵抗１１およびフイラメン）Ｆに電力か
供給される。In FIG. 2, the Thrennon-Jord voltage Vs filament applied voltage Vf is shown by a solid line when the battery voltage vb is relatively high, and is shown by a broken line when the battery voltage Vb is relatively low. Immediately before the output of each original pulse PL, the threshold voltage Vs is higher than the charging voltage Ve, so the output of the comparator 23 is at a high level. Therefore, transistor 10 is off and resistor 11. Filament F is not energized. When the original pulse PL is output, the charging voltage Ve exceeds the threshold 'I voltage Vs, so the output of the comparator 23 switches to low level. The point at which this output level switches is the drive pulse D
It means the starting point of P. At this time, a current flows from the voltage terminal U V b toward the output terminal of the comparator 23, and the voltage drop across the resistor 16 causes the transistor 10 to be biased and turned on. When transistor 10 is turned on, power is supplied from battery Vb to resistor 11 and filament F.
前述したように原パルスＰＬの終点から充電電圧Ｖｅが
低下し、スレッショルド電圧Ｖｓに達すると、コンパレ
ータ２３の出力が再びハイレベルに戻る。この出力レベ
ルの切り替わり時点は、１つの駆動パルスＤＰの終点を
意味する。その結果、トランジスタ１０がオフとなり、
抵抗１１およびフィラメントＦへの電力供給が一時的に
停止される。As described above, when the charging voltage Ve decreases from the end point of the original pulse PL and reaches the threshold voltage Vs, the output of the comparator 23 returns to the high level again. This switching point in the output level means the end point of one drive pulse DP. As a result, transistor 10 is turned off,
Power supply to the resistor 11 and filament F is temporarily stopped.
ここで、フィラメントＦての電力消費、すなわちフィラ
メントＦの発熱量について考察することにする。フィラ
メントＦの抵抗値をＲ１とし、フィラメントＦに印加さ
れる電圧をＶｆとし、駆動パルスのデユーティ比をＤｆ
とした場合、原パルスＰＬの電力消費Ｐｗは次式で表さ
れる。Here, we will consider the power consumption of the filament F, that is, the amount of heat generated by the filament F. The resistance value of filament F is R1, the voltage applied to filament F is Vf, and the duty ratio of the driving pulse is Df.
In this case, the power consumption Pw of the original pulse PL is expressed by the following equation.
Ｐｗ＝ （Ｖ ｆ”／Ｒｆ） ・Ｄ ｆ ・−
（３）印加電圧Ｖｆは、バッテリ電圧ｖｂに比例する。Pw= (V f”/Rf) ・D f ・−
(3) Applied voltage Vf is proportional to battery voltage vb.
すなわち、次式で示すようにバッテリ電圧ｖｂを抵抗１
１の抵抗値Ｒ１１とフィラメントＦの抵抗値Ｒｆで分圧
して得られる（トランジスタ１０のコレクタ・エミＩり
間電圧は無視する）。That is, as shown in the following equation, the battery voltage vb is
1 and the resistance value Rf of the filament F (ignoring the collector-emitter voltage of the transistor 10).
Ｖｆ＝Ａ・ｖｂ ・・・（４） 但し、Ａ＝Ｒｆ／ （Ｒｆ＋Ｒ，Ｉ）である。Vf=A・vb...(4) However, A=Rf/(Rf+R, I).
この（４）式を（３）式に代入することにより、次式が
得られる。By substituting this equation (4) into equation (3), the following equation is obtained.
ｐｗ＝（Ａ’／Ｒｆ）・Ｖｂ’−Ｄｆ ・・・（５）
上記（５）式から次のことが結論づけられる。pw=(A'/Rf)・Vb'-Df...(5)
The following can be concluded from the above equation (5).
すなわち、デユーティ比Ｄｆをバッテリ電圧ｖｂのほぼ
２乗に逆比例させることにより、フイラメン）Ｆの電力
消費Ｐｗすなわち発熱量をほぼ一定にすることができ、
ひいてはフィラメントＦで発生する電子の量をほぼ一定
にすることができる。That is, by making the duty ratio Df inversely proportional to approximately the square of the battery voltage vb, the power consumption Pw of the filament (F), that is, the amount of heat generated, can be made approximately constant.
As a result, the amount of electrons generated in the filament F can be made almost constant.
その結果、蛍光表示管の輝度をほぼ一定にすることがで
きる。As a result, the brightness of the fluorescent display tube can be kept almost constant.
なお、フィラメントＦへの印加電圧Ｖｆの変化は、フィ
ラメントＦとグリッドＧ、アノードへ間ノＮＦｆＥ、ニ
比べて小さいので、これらの間の電圧変動か蛍光表示管
の輝度レベルに与える影響は無視する。Note that the change in the voltage Vf applied to the filament F is smaller than that between the filament F and the grid G, and between the anode and the NFfE, so the effects of voltage fluctuations between these on the brightness level of the fluorescent display tube are ignored. .
次に、上記駆動パルスＤＰのデユーティ比Ｄｆについて
考察する。前述したように、原パルスＰＬの周期１ デ
ユーティ比、高さをそれぞれＴ、 Ｄｏ Ｖｃｃと
する。スレッショルド電圧Ｖｓは次式で表すことができ
る。Next, the duty ratio Df of the drive pulse DP will be considered. As mentioned above, the cycle 1 duty ratio and height of the original pulse PL are T and Do Vcc, respectively. The threshold voltage Vs can be expressed by the following equation.
Ｖｓ＝Ｖｃｃ−ｅ−”” −（６）（６）式におい
て、１．は、原パルスＰＬの終点から、充電電圧Ｖｅが
スレノ／：Ｉルド電圧Ｖｓに達するまでの時間を表す。Vs=Vcc-e-""-(6) In equation (6), 1. represents the time from the end point of the original pulse PL until the charging voltage Ve reaches the Threno/:I voltage Vs.
また、τは充放電回路２２の時定数である。Further, τ is a time constant of the charging/discharging circuit 22.
上記式（６）から次式が導かれる。The following equation is derived from the above equation (6).
ｔ＋＝ｒ・Ｉｎ （Ｖｃｃ／Ｖｓ） −（７）ここで
、バッテリ電圧ｖｂは、（２）式のような異常電圧レベ
ルではないので、Ｖｓ≦ｖｃＣであり、ｔ、はゼロまた
は正の値をとる。t+=r・In (Vcc/Vs) −(7) Here, since the battery voltage vb is not at an abnormal voltage level as in equation (2), Vs≦vcC, and t is zero or a positive value. Take.
他方、デユーティ比Ｄｆは、次式て表すことができる。On the other hand, the duty ratio Df can be expressed by the following formula.
Ｄｆ＝Ｄｏ＋ｔ、／Ｔ ・・ （８
）（８）式に（７）式を代入するごとにより、次式が得
られる。Df=Do+t, /T... (8
) By substituting equation (7) into equation (8), the following equation is obtained.
Ｄｆ＝Ｄｏ＋（Ｔ／Ｔ）・Ｉｎ（Ｖｃｃ／Ｖｓ）ここで
、ｒ＝ｎ−Ｔ （ｎは定数）、ＶＳ−ｋ・ｖｂを代入す
ると、次式が得られる。Df=Do+(T/T)*In(Vcc/Vs) Here, by substituting r=n-T (n is a constant) and VS-k*vb, the following equation is obtained.
Ｄｆ＝Ｄｏ＋ｎ ・ Ｉｎ （Ｖｃｃ／ （ｋ
−Ｖｂ）１・・ （１０）
上記（９）、（１０）式から明らかなように、バッテリ
電圧ｖｂが高くなるほど（スレッショルド電圧Ｖｓが高
くなるほど）、デユーティ比Ｄｆが小さくなる。バッテ
リ電圧ｖｂが低くなるほど（スレッショルド電圧ＶＳが
低くなるほと）、デユーティ比Ｄｆが大きくなる。Df=Do+n ・In (Vcc/ (k
-Vb)1... (10) As is clear from the above equations (9) and (10), the higher the battery voltage vb (the higher the threshold voltage Vs), the smaller the duty ratio Df becomes. The lower the battery voltage vb (the lower the threshold voltage VS), the larger the duty ratio Df becomes.
さらに、上記（１０）式で求められるデユーティ比Ｄｆ
は、定数の設定の仕方によって、ある範囲でバッテリ電
圧ｖｂのほぼ２乗に逆比例させることかでき、ひいては
フィラメントＦの電力消費をほぼ一定にすることができ
る。Furthermore, the duty ratio Df obtained from the above equation (10)
can be made to be inversely proportional to approximately the square of the battery voltage vb within a certain range depending on how the constant is set, and as a result, the power consumption of the filament F can be made approximately constant.
具体的に述べると、Ｄｏ＝０．２５．ｎ＝１に−０，２
８，Ｖｃｃ＝５Ｖ、Ａ＝０．２１．Ｒ１−１２５Ω、Ｒ
、、−４７Ωとした場合、ノぐ、テリ’ｌ圧Ｖｂの変動
に応じて、フィラメント印加電圧Ｖｆ、デユーティ比Ｄ
ｆ、 フィラメント印加電圧の実効値Ｖｆｍ、抵抗１
１での電力消費Ｐｗ（単位Ｗ）は上記衣の通り変化する
。To be specific, Do=0.25. −0,2 for n=1
8, Vcc=5V, A=0.21. R1-125Ω, R
,, in the case of −47Ω, the filament applied voltage Vf and duty ratio D vary depending on the fluctuation of the pressure Vb.
f, effective value Vfm of filament applied voltage, resistance 1
The power consumption Pw (unit: W) in 1 changes as described above.
表
Ｖｂ １７．９ １６ １４ １２ １０
９Ｖｆ ３７５ ３．３６ ２，９４ ２
，５２ ２，１０ １．８９ １Ｄ！ ＯＯ，
３６０，４９０，６５０，８３０，９４ｖｆａ
Ｏ２，０２２，０７２，０２１，９１１，８３１ＰＩ’
０ １．２２ １．２８ １，２４ １．１
０ １．０１ ０上記表から明らかなように、バッテリ
電圧ｖｂが１２Ｖ−１６Ｖの範囲で、デユーティ比Ｄｆ
はバッテリ電圧ｖｂの２乗にほぼ逆比例しており、フィ
ラメント印加電圧の実効値Ｖｆｍはほぼ一定である。こ
の印加電圧の実効値Ｖｆｍがほぼ一定であることは、フ
ィラメントＦの消費電力がほぼ一定であることを意味す
る。なお、フィラメントＦの定格電圧を２■に設定した
場合、ノ・７テリ電圧ｖｂか９〜１６Ｖの範囲で変動し
ても、印加電圧の実効値Ｖ）ｍは定格電圧２■の±１０
％の範囲に入る。したがって、寛容な基準でみれば、バ
、テリ電圧ｖｂが９〜１６Ｖの範囲で、デユーティ比Ｄ
ｆはバッテリ電圧ｖｂの２乗にほぼ逆比例し、フィラメ
ントＦの消費電力Ｐｗもほぼ一定に維持される。Table Vb 17.9 16 14 12 10
9Vf 375 3.36 2,94 2
,52 2,10 1.89 1D! OO,
360,490,650,830,94vfa
O2,022,072,021,911,831PI'
0 1.22 1.28 1,24 1.1
0 1.01 0 As is clear from the table above, when the battery voltage vb is in the range of 12V to 16V, the duty ratio Df
is approximately inversely proportional to the square of the battery voltage vb, and the effective value Vfm of the filament applied voltage is approximately constant. The fact that the effective value Vfm of the applied voltage is approximately constant means that the power consumption of the filament F is approximately constant. Furthermore, when the rated voltage of the filament F is set to 2■, even if the voltage Vb varies within the range of 9 to 16V, the effective value V)m of the applied voltage will be ±10 of the rated voltage 2■.
% range. Therefore, from a permissive standard, when the battery voltage vb is in the range of 9 to 16V, the duty ratio D
f is approximately inversely proportional to the square of the battery voltage vb, and the power consumption Pw of the filament F is also maintained approximately constant.
また、上記衣における抵抗１１の電力消費ｐｗ′は、厳
しい基準でみればバッテリ電圧ｖｂが１２〜１６Ｖの範
囲で、寛容な基準でみれば９〜１６Ｖの範囲でほぼ一定
であり、しかも小さい。Moreover, the power consumption pw' of the resistor 11 in the above-mentioned clothing is almost constant within the range of the battery voltage vb of 12 to 16 V based on strict standards, and 9 to 16 V based on permissive standards, and is small.
上記抵抗１１の電力消費すなわち発熱量について詳細に
考察すると、下記の（イ）、（ロ）の理由により、第８
図に示す従来の直流型フィラメント駆動回路に比べて小
さくすることができる。Considering in detail the power consumption, that is, the amount of heat generated by the resistor 11, the eighth
It can be made smaller than the conventional DC type filament drive circuit shown in the figure.
イ）抵抗１１には常時電流が流れず、駆動パルスに応じ
て間欠的に電流が流れる。したがって、電流が流れる時
間を短くすることができる。b) Current does not constantly flow through the resistor 11, but current flows intermittently in response to drive pulses. Therefore, the time during which the current flows can be shortened.
口）フィラメン）Ｆへの電流供給か駆動パルスに応して
間欠的に行われ、その供給時間が短くなるから、フィラ
メントＦの適正な発熱量を維持するためには、フィラメ
ンｌ−Ｆの印加電圧を高くする必要がある。この結果、
抵抗１１て要求される電圧降下は小さくて済む。The current supply to the filament F is performed intermittently in response to the drive pulse, and the supply time is short, so in order to maintain the appropriate amount of heat generated by the filament F, it is necessary to apply the filament l-F. It is necessary to increase the voltage. As a result,
The voltage drop required across the resistor 11 is small.
第４図は本発明の他の実施例を示す。この実施例におい
て第１図に対応する構成部材には同符号を付してその詳
細な説明を省略する。第４図の駆動パルス出力回路２０
Ａでは、コストを安くするために、フンパレータ２３の
代わりにＮＰ’Ｎトランジスタ２５が用いられている。FIG. 4 shows another embodiment of the invention. In this embodiment, constituent members corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals and detailed explanation thereof will be omitted. Drive pulse output circuit 20 in Fig. 4
In A, an NP'N transistor 25 is used in place of the humpator 23 in order to reduce cost.
充放電回路２２の充電電圧Ｖｅはこのトランジスタ２５
のベース電圧として提供される。スレノンヨルド電圧発
生回路２４のスレッショルド電圧Ｖｓは、トランジスタ
２５のエミッタ電圧として提供される。トランジスタ２
５のコレクタが、駆動パルスＤＬのための出力段となる
。トランジスタ２５では、Ｖｅ≧Ｖｓ＋Ｖａｐの時にオ
ンし、コレクタをローレベルにして駆動パルスＤＰを出
力する。但し、ＶＢＥはトランジスタ２５かオンする時
のベース・エミ、２間電圧の闇値である。重要な作用に
ついては第１図の実施例と同じであるので省略する。The charging voltage Ve of the charging/discharging circuit 22 is determined by this transistor 25.
provided as the base voltage of The threshold voltage Vs of the Voltage Generation Circuit 24 is provided as the emitter voltage of the transistor 25. transistor 2
The collector of No. 5 serves as an output stage for the drive pulse DL. The transistor 25 turns on when Ve≧Vs+Vap, sets the collector to low level, and outputs the drive pulse DP. However, VBE is the dark value of the base-emitter voltage when the transistor 25 is turned on. Important functions are the same as those in the embodiment shown in FIG. 1, so a description thereof will be omitted.
第５図に示す実施例では、駆動パルス出力回路２０Ｂの
コンパレータ２３の反転入力端子に、定電圧回路（図示
しない）から一定のスレノ／ヨルト電圧Ｖｓが人力され
る。充放電回路３０は、トランジスタ３８を介してバッ
テリｖｂにより充電される。すなわち、充放電回路３０
は、バッテリｖｂからグランドＧＤに向かって順に直列
接続された抵抗３１． タイオード３２．コンデンサ
３３を備えている。抵抗３１とバッテリｖｂとの間に上
記トランジスタ３８が介在されている。コンデンサ３３
には互いに直列接続された２つの抵抗３４．３５が、並
列をなして接続されている。なお、抵抗３１は、トラン
ジスタ３８のオン時の突入電流を制限してトランジスタ
３８およびダイオード３２を保護するものであるか、非
常に小さいのてこの抵抗３１に伴うコンデンサ３３の充
電遅れは無視される。抵抗３４．３５は抵抗３１に比べ
て遥かに太きい。In the embodiment shown in FIG. 5, a constant Threno/Horth voltage Vs is manually applied from a constant voltage circuit (not shown) to the inverting input terminal of the comparator 23 of the drive pulse output circuit 20B. The charging/discharging circuit 30 is charged by the battery vb via the transistor 38. That is, the charging/discharging circuit 30
are resistors 31 . connected in series in order from battery vb to ground GD. Tiode 32. A capacitor 33 is provided. The transistor 38 is interposed between the resistor 31 and the battery vb. capacitor 33
Two resistors 34 and 35 connected in series are connected in parallel. Note that the resistor 31 protects the transistor 38 and the diode 32 by limiting the inrush current when the transistor 38 is turned on, or the delay in charging the capacitor 33 due to the lever resistor 31 is ignored. . Resistors 34 and 35 are much thicker than resistor 31.
第５図の駆動パルス出力回路２０Ｂの作用を第６図のタ
イムチャートを参照して説明する。原パルス発生回路２
１からハイレベルの原パルスＰＬか出力されると、トラ
ンジスタ３９がオンし、これニ伴いトランジスタ３８か
オンする。その結果、充放電回路３０にバッチ’ＩＪ
Ｖ ｂから電流か供給される。トランジスタ３８かオン
の期間（原パルスＰＬのパルス幅に対応する）、コンデ
ンサ３３の充電電圧Ｖｅは、はぼバッテリ電圧ｖｂとな
る。The operation of the drive pulse output circuit 20B of FIG. 5 will be explained with reference to the time chart of FIG. 6. Original pulse generation circuit 2
When the original pulse PL of high level from 1 is output, the transistor 39 is turned on, and accordingly, the transistor 38 is also turned on. As a result, the charge/discharge circuit 30 receives batch 'IJ'.
Current is supplied from Vb. During the period when the transistor 38 is on (corresponding to the pulse width of the original pulse PL), the charging voltage Ve of the capacitor 33 almost becomes the battery voltage Vb.
原パルスＰＬの終点でトランジスタ３８がオフになった
時に、コンデンサ３３の電荷が抵抗３４゜３５を経てグ
ランドＧＤへ流れ、放電が開始される。抵抗３４．３５
の接続点電圧ｖｅ′は、コンデンサ３３の充電電圧Ｖｅ
を抵抗３４．３５で分割したものであり、充電電圧Ｖｅ
に比例し、ひいてはバッテリ電圧ｖｂに比例する。この
接続点電圧Ｖｅ’かフンパレータ２３の非反転入力端子
に入力される。When the transistor 38 is turned off at the end of the original pulse PL, the charge in the capacitor 33 flows to the ground GD through the resistors 34 and 35, and discharge begins. Resistance 34.35
The connection point voltage ve' is the charging voltage Ve of the capacitor 33
is divided by a resistor of 34.35, and the charging voltage Ve
and, in turn, to the battery voltage vb. This connection point voltage Ve' is input to the non-inverting input terminal of the humpator 23.
バッテリ電圧ｖｂか高くなると、充電期間中のコンデン
サ３３の充電電圧Ｖｅも高くなり、ひいては抵抗３４，
３．５の接続点電圧Ｖｅ’ も高くなる。したかって、
放電開始から接続点電圧■ｅかスレ、ンヨルド電圧Ｖｓ
に達するまでの時間か長くなり、ローレベルの駆動パル
スＤＬの一周期における出力開始時点か遅れる。この結
果、第６図中実線で示すようにデユーティ比は小さくな
る。When the battery voltage vb increases, the charging voltage Ve of the capacitor 33 during the charging period also increases, and as a result, the resistor 34,
The node voltage Ve' of 3.5 also increases. I wanted to,
From the start of discharge, connection point voltage ■e or thread, voltage Vs
It takes a longer time to reach this point, and the output start point in one cycle of the low-level drive pulse DL is delayed. As a result, the duty ratio becomes small as shown by the solid line in FIG.
反対に、バッテリ電圧ｖｂが低下すると、第６図中破線
で示すようにフィラメント駆動のデユーティ比か増大す
る。デユーティ比は、コンデンサ３３と抵抗３４．３５
により決定される時定数、抵抗３４．３５の抵抗値の比
、スレッショルドｍ圧Ｖｓを適宜決定することにより、
第１図の実施例と同様に、バッテリ電圧ｖｂの２乗に逆
比例させ、フィラメントＦの電力消費をほぼ一定にする
ことができる。On the other hand, when the battery voltage vb decreases, the duty ratio of the filament drive increases as shown by the broken line in FIG. Duty ratio is capacitor 33 and resistor 34.35
By appropriately determining the time constant determined by, the ratio of the resistance value of the resistor 34.35, and the threshold m pressure Vs,
Similar to the embodiment shown in FIG. 1, the power consumption of the filament F can be made almost constant by making it inversely proportional to the square of the battery voltage vb.
さらに、第７図に示すように、トランジスタ１０と抵抗
１１との間にインダクタンス４０を直列接続してもよい
。このインダクタンス４０にょって、トランジスタ１０
のスイッチングに起因するラジオ等へのノイズ混入を防
止することができる。Furthermore, as shown in FIG. 7, an inductance 40 may be connected in series between the transistor 10 and the resistor 11. Due to this inductance 40, the transistor 10
It is possible to prevent noise from entering a radio or the like due to switching.
この構成は、第１図、第４図、第５図の駆動回路２０．
２０Ａ、２０Ｂにそれぞれ組み入れることかできる。This configuration is similar to the drive circuit 20 of FIGS. 1, 4, and 5.
20A and 20B, respectively.
本発明は上記実施例に制約されず種々の態様か可能であ
る。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various embodiments are possible.
［発明の効果〕
以上説明したように、本発明では、駆動パルスのデユー
ティ比を制御することにより、フィラメントの電力消費
すなわち発熱量をほぼ一定にすることができ、ひいては
蛍光表示管の輝度をほぼ一定にすることができる。[Effects of the Invention] As explained above, in the present invention, by controlling the duty ratio of the drive pulse, the power consumption of the filament, that is, the amount of heat generated, can be made almost constant, and the brightness of the fluorescent display tube can be kept almost constant. It can be kept constant.
フィラメント印加電圧を一定にするためのツェナーダイ
オードが不要であり、このツェナーダイオードの発熱に
起因する周辺素子への熱ストレス付与を防止できる。There is no need for a Zener diode to keep the voltage applied to the filament constant, and it is possible to prevent thermal stress from being applied to peripheral elements due to heat generated by the Zener diode.
第１図は本発明の一実施例を示すフィラメント駆動回路
の回路図、第２図は第１図の駆動回路の作用を説明する
タイムチャート、第３図は蛍光表示管の概略構成図、第
４図、第５図は本発明の他の実施例をそれぞれ示すフィ
ラメント駆動回路の回路図、第６図は第５図の駆動回路
の作用を説明するタイムチャート、第７図はさらに本発
明の他の実施例を示すフィラメント駆動回路の要部回路
図、第８図は従来の直流型フィラメント駆動回路の回路
図である。
ｖｂ・・直流電源（バッテリ）、Ｆ・−フィラメント、
１０・・スイッチング素子（トランジスタ）、１１・抵
抗、２０．２０Ａ、２０Ｂ・・駆動パルス出力回路。FIG. 1 is a circuit diagram of a filament drive circuit showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart explaining the operation of the drive circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a fluorescent display tube. 4 and 5 are circuit diagrams of filament drive circuits showing other embodiments of the present invention, FIG. 6 is a time chart explaining the operation of the drive circuit of FIG. 5, and FIG. FIG. 8 is a circuit diagram of a main part of a filament drive circuit showing another embodiment. FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional DC type filament drive circuit. vb: DC power supply (battery), F: - filament,
10...Switching element (transistor), 11.Resistor, 20.20A, 20B...Drive pulse output circuit.
Claims (1)
動回路。 （イ）上記フィラメントへの給電を制御するスイッチン
グ素子。 （ロ）上記バッテリの電圧の２乗にほぼ逆比例するデュ
ーテイ比の駆動パルスを周期的にスイッチング素子に出
力する駆動パルス出力回路。この駆動パルスに応答して
スイッチング素子がオンした時、上記フィラメントにバ
ッテリからの電力が供給される。[Claims] A filament drive circuit for a vehicle fluorescent display tube having the following configuration. (a) A switching element that controls power supply to the filament. (b) A drive pulse output circuit that periodically outputs a drive pulse with a duty ratio that is approximately inversely proportional to the square of the battery voltage to the switching element. When the switching element is turned on in response to this drive pulse, power from the battery is supplied to the filament.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26847690A JPH04145489A (en) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | Filament drive circuit for fluorescent display tube for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26847690A JPH04145489A (en) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | Filament drive circuit for fluorescent display tube for vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04145489A true JPH04145489A (en) | 1992-05-19 |
Family
ID=17459029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26847690A Pending JPH04145489A (en) | 1990-10-08 | 1990-10-08 | Filament drive circuit for fluorescent display tube for vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04145489A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0719784U (en) * | 1993-09-10 | 1995-04-07 | ジェコー株式会社 | Fluorescent display tube drive |
| JP2009258278A (en) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Noritake Itron Corp | Filament power supply circuit for fluorescent display tube |
| JP2019060985A (en) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | 双葉電子工業株式会社 | Integrated circuit device and fluorescent display tube |
| JP2019060986A (en) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | 双葉電子工業株式会社 | Integrated circuit device and fluorescent display tube |
| JP2019060987A (en) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | 双葉電子工業株式会社 | Integrated circuit device and fluorescent display tube |
-
1990
- 1990-10-08 JP JP26847690A patent/JPH04145489A/en active Pending
Cited By (6)
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| JP2009258278A (en) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Noritake Itron Corp | Filament power supply circuit for fluorescent display tube |
| JP4533445B2 (en) * | 2008-04-15 | 2010-09-01 | ノリタケ伊勢電子株式会社 | Power supply circuit for filament of fluorescent display tube |
| JP2019060985A (en) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | 双葉電子工業株式会社 | Integrated circuit device and fluorescent display tube |
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