JPH0650297U - 冷陰極管点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が簡単であって安定した輝度制御が得ら
れるようにした冷陰極管点灯装置を提供する。 【構成】 冷陰極管５の負荷電流検出電圧Ｖi1と、調光
用可変抵抗ＶＲ1 によって調節された負荷電流基準値Ｖ
R とを第１の比較器ＣＰ1 によって比較して相互の偏差
信号を出力し、そして直流電源１の電圧をチョッピング
制御するＤＣ−ＤＣ変換回路６の出力電圧の電圧検出電
圧ＶF と、第１の比較器の出力信号に所定電圧を重畳さ
せた負荷電圧基準値Ｖv1とを第２の比較器ＣＰ2 によっ
て比較して相互の偏差信号を、チョッピング制御用のト
ランジスタ２１に負帰還制御信号として出力し、ＤＣ−
ＤＣ変換回路の出力電圧をＤＣ−ＡＣ変換して冷陰極管
５を駆動させる。 【効果】 構成簡単にして且つ低コストで安定した輝度
制御が可能な極管点灯装置となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、冷陰極管点灯装置に関し、特に冷陰極管の光度を安定させるための 冷陰極管点灯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種の冷陰極管点灯装置として型番ＦＡ７６１２で知られているスイ ッチング電源回路を使用することが考えられる。図２は型番ＦＡ７６１２の回路 を用いた冷陰極管点灯装置の一構成例を示す回路図である。

【０００３】 同図において、１は直流電源、２はＤＣ−ＤＣ変換回路、３はインバータ回路 、４は調光回路、５は冷陰極管である。

【０００４】 ＤＣ−ＤＣ変換回路２は、チョッピング電圧信号を出力するスイッチング素子 としてのＰＮＰ型のトランジスタ２１と、ダイオード２２と、該チョッピング電 圧信号を平滑するチョークコイル２３と、型番ＦＡ７６１２で市販されていて調 光回路４の調節電圧に基づいてトランジスタ２１をスイッチング制御するスイッ チング電源回路２４等よりなる。

【０００５】 ＲＥＦはこの電源回路２４の直流定電圧電源をなしている基準電圧部で、直流 電源１の電圧を受けてその出力の基準電圧ＶREF が安定化されている。Ｃ1 は直 流電源１の電圧を平滑するコンデンサである。ＯＳＣは発振器部で、所定周波数 ののこぎり波を連続して発生する。ＥＲ．ＡＭＰは誤差増幅器で、後記する負荷 電流検出電圧ＶS2の分電圧Ｖi2を反転増幅して出力する。ＰＷＭはＰＷＭ比較部 で、誤差増幅器ＥＲ．ＡＭＰの出力レベルと後記する定電流回路Ｃ．Ｃの内の低 い方のレベルを発振器部ＯＳＣの出力レベルと比較して、これら対応のレベルが 発振器部ＯＳＣのレベルよりも大のときＨレベル信号を出力する。Ｇは出力選択 ゲートで、通常は誤差増幅器ＥＲ．ＡＭＰの出力よりなる出力制御信号を通過さ せ、後記する禁止信号ＯＦＦを受けているとき該出力制御信号の通過を禁止する 。ＣS はソフトスタートと短絡保護のために充電されるコンデンサ、Ｃ．Ｃは該 コンデンサＣS に充電電流を供給する定電流回路で、コンデンサＣS は、起動か ら定常状態に亘って定電流回路Ｃ．Ｃから充電電流を受け、或いは抵抗ＲC1を介 して基準電圧ＶREF を受けて、該電圧を抵抗ＲC1，ＲC2で分圧してなる分電圧に 充電され、短絡発生時には定電流回路Ｃ．Ｃから充電電流を受けて該分電圧より も十分高い電圧に充電されるようにしている。ＳＣＰは短絡検出用の比較器で、 誤差増幅器ＥＲ．ＡＭＰの出力レベルが所定の異常レベルに達すると定電流回路 Ｃ．Ｃを作動させる。尚、ＬＯは短絡保護用の比較器で、コンデンサＣS の充電 電圧ＶCSが所定の短絡対応電位に達すると出力選択ゲートＧに禁止信号ＯＦＦを 与える。また、ＵＶＬＯは定電圧誤動作防止回路で、基準電圧ＶREF が所定の異 常電圧に低下するとトランジスタＱ1 を作動させてコンデンサＣS を放電させ、 ＰＷＭ比較部ＰＷＭ等の作動を停止させると共に出力選択ゲートＧに禁止信号Ｏ ＦＦを与える。Ｑ2 は出力用のトランジスタで、トランジスタ２１ が導通して いる期間に亘って導通して直流電源１の電圧に従ったレベルのチョッピング電圧 信号を出力する。

【０００６】 インバータ回路３は、周知の共振型プッシュプルマルチバイブレータから構成 されている。即ち、中間タップ311cを有する一次巻線311 と、二次巻線312 及び 三次巻線313 とを備えた変圧器３１、ＮＰＮ型のトランジスタ３２，３３、抵抗 器３４、３５、コンデンサ３６，３７から構成されている。一次巻線311 と並列 にコンデンサ３６が接続され、この一次巻線311 の一端側にトランジスタ３２の コレクタが、そして一次巻線311 の他端側にトランジスタ３３のコレクタがそれ ぞれ接続されている。更に、トランジスタ３２，３３のそれぞれのエミッタは接 地されると共に、トランジスタ３２のベ−スは三次巻線313 の一端側に、そして トランジスタ３３のベ−スは三次巻線313 の他端側にそれぞれ接続されている。 更に、一次巻線311 の中間タップ311cはチョ−クコイル２３の他端側に接続され ると共に、抵抗器３４を介してトランジスタ３２のベースに、そして抵抗器３５ を介してトランジスタ３３のベースにそれぞれ接続されている。また、二次巻線 312 の一端はコンデンサ３７を介して冷陰極管５の一端に接続され、他端は接地 されている。

【０００７】 調光回路４は、冷陰極管５の他端と接地間に接続された負荷電流検出用抵抗Ｒ S と、該抵抗ＲS によって検出された負荷電流検出電圧ＶS2を整流するダイオー ドＤ0 と、平滑用のコンデンサＣo と、整流された負荷電流制御用電圧Ｖa2を分 圧する分圧抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 と、負荷電流検出用抵抗ＲS と並列接続された固定抵 抗Ｒ0 と調光用可変抵抗ＶＲとよりなり、調節された分圧点の電圧（分電圧Ｖi2 ）を誤差増幅器ＥＲ．ＡＭＰの−端子に与えている。

【０００８】 上記の図２の構成において、直流電源１がオンされていると、トランジスタ２ １及びチョ−クコイル２３を介して変圧器３１の一次巻線311 に電圧が印加され 、トランジスタ３２，３３の増幅率の相違により、何れかが先にオンする。例え ば、トランジスタ３２がオンし、その電流によって三次巻線313 にトランジスタ ３２のオン状態を助長する方向の電圧を生じ、トランジスタ３２がフルオンする 。オン期間は、コンデンサ３６，３７及び変圧器３１のインダクタンスとの共振 条件より決まる。共振波形の極性反転時に、トランジスタ３２がオフに、トラン ジスタ３３がオンになり、発振が継続する。これにより、二次巻線312 に交流電 圧が発生し、冷陰極管５が点灯される。また、冷陰極管５に流れる電流Ｉo の値 は、電流検出用抵抗ＲS ，可変抵抗ＶＲ等によって負荷電流検出電圧Ｖs2として 検出され、その整流された負荷電流制御用電圧Ｖa2は抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 によって分 圧されて分電圧Ｖi2として出力される。分電圧Ｖi2は誤差増幅器ＥＲ．ＡＭＰに よって電圧ＶREF と比較されて、該各電圧が互いに等しくなるようにＰＷＭ比較 部ＰＷＭの出力が調整され、且つ該出力に対応させてトランジスタ２１の出力が 調整される。ここで、調光用の可変抵抗器ＶＲの抵抗値を調節すると、負荷電流 検出電圧Ｖs2が調節されてトランジスタ２１の出力が調節され、よって冷陰極管 ５の輝度が調節される。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら上記の冷陰極管点灯装置として使用しているスイッチング電源回路 は、のこぎり波を発生する発振器部を備えているなどで、高価であり、装置全体 がコストアップするという問題点があり、また、のこぎり波の周波数とインバー タ回路の発振周波数との同期が得られないので、ビートや発振を生じて、安定し た制御ができないことがあった。

【００１０】 本考案の目的は、構成が簡単であって安定した輝度制御が得られるようにした 冷陰極管点灯装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記の目的を達成するために、スイッチング素子によって直流電源電 圧をチョッピング制御するＤＣ−ＤＣ変換回路を備え、該ＤＣ−ＤＣ変換回路の 出力電圧をＤＣ−ＡＣ変換して冷陰極管を駆動する冷陰極管点灯装置において、 冷陰極管の負荷電流を検出して該負荷電流に比例した負荷電流検出電圧を出力す る負荷電流検出手段と、調光手段によって調節可能であり前記負荷電流検出電圧 に対する比較基準電圧として設定されてなる負荷電流基準値と前記負荷電流検出 電圧とを比較して相互の偏差信号を出力する第１の比較器と、前記ＤＣ−ＤＣ変 換回路の出力電圧を検出して該出力電圧に比例した電圧検出電圧を出力する電圧 検出手段と、前記第１の比較器の出力信号に所定電圧を重畳させて前記電圧検出 電圧に対する比較基準電圧として生成されてなる負荷電圧基準値と前記電圧検出 電圧とを比較して相互の偏差信号を前記スイッチング素子に負帰還制御信号とし て出力する第２の比較器とを備えた。

【００１２】

【作用】

本考案によれば、第１の比較器は、負荷電流基準値と負荷電流検出電圧とを比 較して相互の偏差信号を出力し、第２の比較器は、該第１の比較器の出力信号に 所定電圧を重畳させた負荷電圧基準値と電圧検出電圧とを比較して相互の偏差信 号を前記スイッチング素子に負帰還制御信号として出力する。よって、電圧検出 電圧は負荷電圧基準値に一致すべく制御され、且つ負荷電流検出電圧は負荷電流 基準値と一致すべく制御される。

【００１３】

【実施例】

図１は本考案の冷陰極管点灯装置の一構成例を示す回路図である。同図におい て、図２と同等の部分には同一の符号を付して示し、以下に異なる部分について 説明する。

【００１４】 ６はＤＣ−ＤＣ変換回路で、図２におけると同様なトランジスタ２１と、ダイ オード２２と、チョークコイル２３と、型番ＭＢ４７０８２で市販されていてト ランジスタ２１をスイッチング制御するデュアルコンパレータ２５等よりなる。

【００１５】 デュアルコンパレータ２５は、後記する負荷電流検出電圧ＶS1の分電圧Ｖi1と 、調光用可変抵抗ＶＲ1 によって調節された負荷電流基準値ＶR とを比較して相 互の偏差によるアナログ信号を出力する第１の比較器ＣＰ1 と、該第１の比較器 ＣＰ1 の出力信号に所定電圧を重畳させて生成された負荷電圧基準値Ｖv1と、Ｄ Ｃ−ＤＣ変換回路２の出力電圧に比例した電圧検出電圧ＶF とを比較して相互の 偏差によるデジタル信号をトランジスタ２１に負帰還制御信号として出力する第 ２の比較器ＣＰ2 とよりなる。図３はデュアルコンパレータ２５の各部の動作波 形図である。

【００１６】 ７は電流検出回路で、図２におけると同様な負荷電流検出用抵抗ＲS と、該抵 抗ＲS によって検出された負荷電流検出電圧ＶS1を整流するダイオードＤ0 と、 平滑用のコンデンサＣo と、整流された電圧Ｖa1を分圧して比較制御用の負荷電 流検出電圧Ｖi1を生成する分圧抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 と、電圧Ｖi1のノイズをカットす るコンデンサＣ2 とよりなり、電圧Ｖi1を第１の比較器ＣＰ1 の−端子に与えて いる。

【００１７】 ８は調光回路で、ツェナーダイオードＺＤによる定電圧を分圧する分圧抵抗Ｒ 3 ，Ｒ4 と、その分圧比を調節する調光用可変抵抗ＶＲ1 とよりなり、調節され た分圧比による負荷電流基準値（分電圧ＶR ）を比較器ＣＰ1 の＋端子に与えて いる。該分電圧ＶR は、冷陰極管５の電流Ｉo を調光指定に対応させるべく、負 荷電流検出電圧Ｖi1に対する比較基準電圧として設定されている。Ｒ5 ，Ｃ3 は 比較器ＣＰ1 の出力をアナログ信号に変換する抵抗とコンデンサ、Ｃ4 は該出力 を平滑するコンデンサである。

【００１８】 Ｒ5 ，Ｒ6 はＤＣ−ＤＣ変換回路６の出力電圧検出用の分圧抵抗で、回路６の 出力電圧に比例した電圧検出電圧ＶF を第２の比較器ＣＰ2 の＋端子に与えてい る。Ｃ5 は電圧ＶF のノイズをカットするコンデンサである。回路６の出力電圧 及び電圧ＶF は、コンデンサ３６，３７及び変圧器３１のインダクタンスとによ り決まる共振の全波整流波形をなしている。

【００１９】 抵抗Ｒ7 は、第１の比較器ＣＰ1 の出力信号とツェナーダイオードＺＤによる 定電圧とを所定比をもって重畳させる抵抗で、重畳された負荷電圧基準値（電圧 Ｖv1）を第２の比較器ＣＰ2 の−端子に与えている。該電圧Ｖv1は、インバータ 回路３に対する印加電圧と冷陰極管５の電流Ｉo とを調光指定に対応させるべく 、電圧検出電圧ＶF に対する比較基準電圧として設定されている。第２の比較器 ＣＰ2 は、電圧ＶF と電圧Ｖv1との相互の偏差によるデジタル信号をトランジス タ２１に負帰還制御信号として出力する。

【００２０】 以上の図１の冷陰極管点灯装置の動作を説明する。直流電源１がオンされてい ると、図２の構成におけると同様に、冷陰極管５が点灯される。冷陰極管５に流 れる電流Ｉo の値は、負荷電流検出電圧Ｖs1として検出され、分圧されて比較制 御用の負荷電流検出電圧Ｖi1として第１の比較器ＣＰ1 に出力される。該電圧Ｖ i1は比較器ＣＰ1 によって電圧ＶR と比較されて、該各電圧が互いに等しくなる ように比較器ＣＰ1 の出力が調整される。該出力はツェナーダイオードＺＤによ る定電圧と重畳されて電圧Ｖv1となり、第２の比較器ＣＰ2 の−端子に出力され る。該電圧Ｖv1は比較器ＣＰ2 によって電圧検出電圧ＶF と比較されて、該各電 圧が互いに等しくなるように比較器ＣＰ1 の出力が調整されてトランジスタ２１ に出力される。トランジスタ２１は、比較器ＣＰ2 の出力がＬレベルのとき導通 し、Ｈレベルのとき不導通となって、電流検出電圧Ｖi1と電圧検出電圧ＶF とが 負帰還されて制御される。ここで調光用可変抵抗ＶＲ1 を調節すると、電圧ＶR が調節されてトランジスタ２１の出力が調節され、よって冷陰極管５の輝度が調 節される。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、スイッチング素子によって直流電源電圧 をチョッピング制御するＤＣ−ＤＣ変換回路を備え、該ＤＣ−ＤＣ変換回路の出 力電圧をＤＣ−ＡＣ変換して冷陰極管を駆動する冷陰極管点灯装置において、第 １の比較器によって、冷陰極管の負荷電流検出電圧と負荷電流基準値とを比較し て相互の偏差信号を出力し、そして第２の比較器によって、ＤＣ−ＤＣ変換回路 の出力電圧の電圧検出電圧と、第１の比較器の出力信号に所定電圧を重畳させた 負荷電圧基準値とを比較して相互の偏差信号をスイッチング素子に負帰還制御信 号として出力するようにしたので、構成簡単にして且つ低コストで安定した輝度 制御が可能な極管点灯装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の冷陰極管点灯装置の一構成例を示す回
路図

【図２】従来の冷陰極管点灯装置の一構成例を示す回路
図

【図３】図１のデュアルコンパレータの各部の動作波形
図

【符号の説明】

１…直流電源、３…インバータ回路、５…冷陰極管、６
…ＤＣ−ＤＣ変換回路、７…電流検出回路、８…調光回
路、２１…トランジスタ、２５…デュアルコンパレー
タ、ＣＰ1 …第１の比較器、ＣＰ2 …第２１の比較器、
ＲS …負荷電流検出用抵抗、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ，
Ｒ5 ，Ｒ6 ，Ｒ7 …抵抗、ＶＲ1 …調光用可変抵抗、Ｚ
Ｄ…ツェナーダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチング素子によって直流電源電圧
   をチョッピング制御するＤＣ−ＤＣ変換回路を備え、該
   ＤＣ−ＤＣ変換回路の出力電圧をＤＣ−ＡＣ変換して冷
   陰極管を駆動する冷陰極管点灯装置において、 冷陰極管の負荷電流を検出して該負荷電流に比例した負
   荷電流検出電圧を出力する負荷電流検出手段と、 調光手段によって調節可能であり前記負荷電流検出電圧
   に対する比較基準電圧として設定されてなる負荷電流基
   準値と前記負荷電流検出電圧とを比較して相互の偏差信
   号を出力する第１の比較器と、 前記ＤＣ−ＤＣ変換回路の出力電圧を検出して該出力電
   圧に比例した電圧検出電圧を出力する電圧検出手段と、 前記第１の比較器の出力信号に所定電圧を重畳させて前
   記電圧検出電圧に対する比較基準電圧として生成されて
   なる負荷電圧基準値と前記電圧検出電圧とを比較して相
   互の偏差信号を前記スイッチング素子に負帰還制御信号
   として出力する第２の比較器とを備えた、 ことを特徴とする冷陰極管点灯装置。