JPH0536477A - Ｅｌ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＥＬの駆動回路において、共振用のインダク
タンスを使用しないで、全体の小型化を可能とするとと
もに、ＥＬ動作時の振動音の発生を抑制する。 【構成】 直流電源１とＥＬ２に接続される出力端子３
との間に、インダクタンス４を共用させて出力端子３に
相互に逆極性で高電圧を誘起する昇圧チョッパ回路１２
および極性反転昇圧チョッパ回路１３を接続する。これ
ら両昇圧チョッパ回路１２，１３のオン、オフを、パル
ス信号Ｐ１，Ｐ２によって制御することにより、出力端
子３に一定周波数の交流出力を取り出す。パルス信号Ｐ
１，Ｐ２は可聴範囲外の高周波として、耳障りな振動音
をなくし、インダクタンス４の小型化も達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばポケットベル
やポケットコンピュータのメッセージ表示用のバックラ
イト、あるいは、ミシンにおける液晶式ディスプレイの
表示用バックライトなどに使用されるＥＬ（Electrolum
inescence)駆動回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】この
種のＥＬ駆動回路として、従来より知られているものに
は、昇圧トランスや共振用のインダクタンスを用いて電
力を供給するものがある。これらは昇圧トランスの２次
側インダクタンスや共振用のインダクタンスをＥＬの容
量に適合させて共振させるようになされている。

【０００３】ところで、ＥＬは、約７００〜１０００Ｈ
ｚ、１４０Ｖ程度の低周波高電圧で駆動することが、Ｅ
Ｌの寿命、輝度バランスの面から最も効率的である。し
かし、上記昇圧トランスや共振用のインダクタンスを用
いる従来のＥＬ駆動回路において、上記のような効率的
な共振を行わせるためには、低周波であるが故に大きな
インダクタンス値を必要とし、その結果、トランスやイ
ンダクタンスが大型化するという欠点がある。

【０００４】また、約７００〜１０００Ｈｚは可聴範囲
であって、耳障りな振動音をともなう。さらに、直流重
畳で使用する場合には一般にギャップ付コアを持つトラ
ンスやインダクタンスの使用が好適であるが、このよう
なトランスやインダクタンスを用いて約７００〜１００
０Ｈｚの低周波の共振をおこなうと、ギャップからの振
動音が特に大きくなる。

【０００５】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、トランスや共振用のインダクタンスの使用を不要に
して、小型化を図り得るとともに、振動音などの騒音の
発生を低減化することができるＥＬ駆動回路を提供する
ことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この出願の請求項１の発明に係るＥＬ駆動回路は、
まず、直流電源と、ＥＬに接続される出力端子との間
に、上記出力端子に第１の極性で高電圧を誘起する昇圧
チョッパ回路および上記出力端子に第２の極性で高電圧
を誘起する極性反転昇圧チョッパ回路が接続されてい
る。さらに、上記出力端子の出力電圧を検出する検出回
路と、パルス信号を出力して上記両昇圧チョッパ回路の
オン，オフを制御することにより、出力端子に一定周波
数の交流出力を発生させる周波数制御回路と、上記検出
回路で検出された出力電圧を一定値に保つように、上記
パルス信号を制御して直流電源から両昇圧チョッパ回路
への給電時間を制御する電圧制御回路とを備え、上記両
昇圧チョッパ回路は、上記直流電源から給電されるイン
ダクタンスを共有している。

【０００７】また、請求項２の発明に係るＥＬ駆動回路
は、まず、直流電源からインダクタンスへの給電回路
に、上記第１の極性を与える第１の半周期間にオンし、
上記第２の極性を与える第２の半周期間に上記パルス信
号でオン，オフ制御される第１のスイッチング素子と、
第１の半周期間にパルス信号でオン，オフ制御され、第
２の半周期間にオンする第２のスイッチング素子とが直
列接続されるとともに、出力端子間に出力コンデンサが
接続されている。さらに、第１の半周期間にオンして上
記第２のスイッチング素子がオフのとき上記インダクタ
ンスに蓄積されたエネルギを上記出力コンデンサへ放出
させる第３のスイッチング素子と、上記インダクタンス
から放出されたエネルギが上記出力端子に第１の極性を
与える方向に通電するのを許す第１のダイオードと、第
２の半周期間にオンして上記第１のスイッチング素子が
オフのとき上記インダクタンスに蓄積されたエネルギを
上記出力コンデンサへ放出させる第４のスイッチング素
子と、上記インダクタンスから放出されたエネルギが上
記出力端子に第２の極性を与える方向に通電するのを許
す第２のダイオードとを備えており、昇圧チョッパ回路
が、上記インダクタンス、上記第２，第３のスイッチン
グ素子、出力コンデンサおよび第１のダイオードを含
み、極性反転昇圧チョッパ回路が、上記インダクタン
ス、上記第１，第４のスイッチング素子、出力コンデン
サおよび第２のダイオードを含むように構成されてい
る。

【０００８】

【作用】この発明に係るＥＬ駆動回路によれば、直流電
源からインダクタンスへの給電状態において、両昇圧チ
ョッパ回路をオン，オフ制御することにより、ＥＬに接
続される出力端子に第１の極性で高電圧を誘起する状態
と、第２の極性で高電圧を誘起する状態とに切り換えな
がら、周波数制御回路からチョッパ制御用の高周波のパ
ルス信号を出力して、上記出力端子に一定周波数の交流
出力を取り出す。また、上記出力端子の出力電圧を検出
し、その検出電圧を一定値に保つように、上記両昇圧チ
ョッパ回路への給電時間を制御することで、上記出力端
子に取り出される交流出力が安定化される。

【０００９】上記のように、トランスや共振用インダク
タンスではなく、２つの昇圧チョッパ回路を使用して、
そのインダクタンスに高周波を流すので、インダクタン
スの小型化が可能となる。したがって、２つの昇圧チョ
ッパ回路が１つのインダクタンスを共用していることと
相まって、ＥＬ駆動回路全体の小型化を実現することが
できる。さらに、チョッパ制御用の高周波、つまりイン
ダクタンスに流れる高周波は、可聴範囲外の高周波とな
るので、耳障りな振動音の発生もなくすることができ
る。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にもとづいて
説明する。図１は、この発明のＥＬ駆動回路の概略構成
図であり、同図において、１は直流電源、２はＥＬで、
このＥＬ２に接続される出力端子３と上記直流電源１と
の間に、昇圧チョッパ回路１２および極性反転昇圧チョ
ッパ回路１３が接続されている。上記昇圧チョッパ回路
１２は、直流電源１から直流電圧が給電されるインダク
タンス４を有し、上記出力端子３に第１の極性で高電圧
を誘起するものであり、上記極性反転昇圧チョッパ回路
１３は、上記インダクタンス４を昇圧チョッパ回路１２
と共有し、出力端子３に第２の極性で高電圧を誘起する
ものである。

【００１１】また、このＥＬ駆動回路には、パルス信号
Ｐ１，Ｐ２を出力して、上記両昇圧チョッパ回路１２，
１３のオン，オフを制御することにより、出力端子３に
一定周波数の交流出力を取り出す周波数制御回路１４
と、上記出力端子３の出力電圧を検出する検出回路１５
と、この検出回路１５により検出された出力電圧を一定
値に保つように、上記検出電圧をフィードバックして上
記パルス信号を制御し直流電源１から両昇圧チョッパ回
路１２，１３への給電時間を制御する電圧制御回路１６
とが設けられており、上記周波数制御回路１４および電
圧制御回路１６は、ＣＰＵ２０に内蔵されている。

【００１２】図１のＥＬ駆動回路の詳細を図２に示す。
同図において、直流電源１から上記インダクタンス４へ
の給電回路３０には、第１のスイッチング素子５と第２
のスイッチング素子６とが直列に接続されている。ま
た、上記出力端子３，３間には出力コンデンサ７が接続
され、この出力コンデンサ７とインダクタンス４との間
に、第３のスイッチング素子８、第１のダイオード９、
第４のスイッチング素子１０および第２のダイオード１
１が接続されている。

【００１３】上記昇圧チョッパ回路１２は、上記インダ
クタンス４、第２および第３のスイッチング素子６，
８、出力コンデンサ７および第１のダイオード９を含
み、等価的には図３（ａ）のような構成となる。また、
図２の極性反転昇圧チョッパ回路１３は、インダクタン
ス４、第１および第４のスイッチング素子５，１０、出
力コンデンサ７および第２のダイオード１１を含み、等
価的には図３（ｂ）のような構成となる。

【００１４】図２の上記周波数制御回路１４は、水晶発
振器などを用いたクロックジェネレータ１７で発生され
たクロックパルスを受け入れて動作するＣＰＵ２０によ
り制御され、かつ上記両昇圧チョッパ回路１２，１３の
オン，オフ制御を行なうパルス信号Ｐ１，Ｐ２の粗密を
コントロールして、出力端子３に正弦波の出力電圧を発
生させる。つまり、上記パルス信号Ｐ１，Ｐ２のパルス
幅は一定で、パルス間隔が粗密に変化しており、したが
って、密な部分ではインダクタンス４への給電時間が長
くなる分だけインダクタンス４に蓄積されるエネルギが
大きくなって、放出エネルギ、すなわち、出力端子３の
出力電圧が高くなり、その結果、出力端子３に正弦波電
圧が得られる。

【００１５】さらに、上記出力端子３の出力電圧を検出
する検出回路１５は、半波整流用ダイオード１８と平均
電圧を作る充電回路１９とを有している。電圧制御回路
１６はＡ／Ｄコンバータからなり、上記検出回路１５で
検出された出力電圧の平均値と上記ＣＰＵ２０に設定さ
れている基準電圧Ｖ_REF との偏差（アナログ信号）を上
記ＣＰＵ２０にフィードバックして、上記出力電圧が一
定になるように、上記周波数制御回路１４から出力され
るパルス信号Ｐ１，Ｐ２を制御する。

【００１６】上記電圧制御回路１６による電圧制御はつ
ぎのようにして行われる。例えば、１４０Ｖの制御を行
う場合、正弦波形を保つために、パルス信号Ｐ１，Ｐ２
の粗密の関係は一定として、周波数を変えることにより
電圧を制御する。したがって、インダクタンス４への給
電時間を長くして出力電圧を上げるために、例えば周波
数を１．２倍にした場合には、粗の部分も密の部分も共
に１．２倍の周波数となる。ただし、パルス信号Ｐ１，
Ｐ２の周波数を変える代わりに、デューティを変えても
よい。

【００１７】つぎに、以上のように構成されたＥＬ駆動
回路の動作について、図４の信号波形図を参照しなが
ら、説明する。直流電源１からインダクタンス４への給
電状態での第１の半周期間Ｈ１において、第１のスイッ
チング素子５は、ＣＰＵ２０により制御される周波数制
御回路１４から出力される信号によってオン状態に保た
れ、かつ、第２のスイッチング素子６はパルス信号Ｐ２
によりオン，オフ制御される。このとき、第３のスイッ
チング素子８はオン状態に保たれており、上記第２のス
イッチング素子６がオンのときに、インダクタンス４に
エネルギを蓄積させ、オフのときにこの蓄積されたエネ
ルギを第１のダイオード９を経て、出力コンデンサ７へ
放出する。このインダクタンス４から放出されたエネル
ギは、出力端子３に上側がプラスとなる第１の極性で高
電圧を誘起する（図３（ａ）参照）。

【００１８】ついで、第２の半周期間Ｈ２において、第
１のスイッチング素子５は、パルス信号Ｐ１によりオ
ン，オフ制御され、かつ、第２のスイッチング素子６は
オン状態に保たれる。このとき、第４のスイッチング素
子１０はオン状態に保たれており、上記第１のスイッチ
ング素子５がオンのときに、インダクタンス４にエネル
ギを蓄積させ、オフのときにこの蓄積されたエネルギを
第２のダイオード１１を経て、出力コンデンサ７へ放出
する。このインダクタンス４から放出されたエネルギ
は、出力端子３に下側がプラスとなる第２の極性で高電
圧を誘起する（図３（ｂ）参照）。

【００１９】以上のように、昇圧トランスや共振用イン
ダクタンスではなく、１つのインダクタンス４を共有す
る２つの昇圧チョッパ回路１２，１３を用いて、これの
オン，オフ制御により、極性を切り換えながら、出力端
子３に一定周波数の交流出力Ｖ０（図４）を取り出して
いるから、この交流出力ＶＯでＥＬ２を駆動することが
可能である。ここで、パルス信号Ｐ１，Ｐ２の周波数、
つまり上記インダクタンス４に流れる高周波は、たとえ
ば５００ＫＨｚ以上とすることができる。したがって、
インダクタンス４の小型化を図れる。また、５００ＫＨ
ｚもの高周波は、可聴範囲外であるから、振動音などＥ
Ｌ駆動回路の動作時の騒音の発生がほとんどなく、使用
にともなう耳障りも解消することができる。

【００２０】なお、上記の動作時において、上記出力端
子３の出力電圧が検出回路１５により検出され、その検
出電圧と基準電圧Ｖ_REF との偏差が、Ａ／Ｄコンバータ
よりなる電圧制御回路１６にフィードバックされ、これ
にもとづいて、上記検出電圧が一定値になるように、パ
ルス信号Ｐ１，Ｐ２の周波数を制御して直流電源１から
両昇圧チョッパ回路１２，１３への給電時間が制御され
る。これによって、出力端子３に取り出される交流出力
ＶＯが安定し、ＥＬ２が効率よく駆動される。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この出願の請求項１およ
び請求項２の発明によれば、トランスや共振用インダク
タンスを用いないで、直流電源から給電されるインダク
タンスを共有する２つの昇圧チョッパ回路のオン，オフ
制御により極性を切り換えて、ＥＬ駆動用の交流出力を
取り出すようにしたので、インダクタンスに高周波を流
すことが可能となり、それだけインダクタンスの小型化
を図ることができ、したがって、インダクタが１つで済
むことと相まって、ＥＬ駆動回路全体の小型化を実現で
きる。しかも、チョッパ制御用のパルス信号は可聴範囲
外の高周波を使用できるので、ＥＬ動作時の振動音など
の騒音の発生を著しく低減化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るＥＬ駆動回路の概略構成図であ
る。

【図２】図１の具体的な構成図である。

【図３】（ａ）は昇圧チョッパ回路の等価回路図、
（ｂ）は極性反転昇圧チョッパ回路の等価回路図であ
る。

【図４】この発明の動作を説明するための信号波形図で
ある。

【符号の説明】

１…直流電源、２…ＥＬ、３…出力端子、４…インダク
タンス、５…第１のスイッチング素子、６…第２のスイ
ッチング素子、７…出力コンデンサ、８…第３のスイッ
チング素子、９…第１のダイオード、１０…第４のスイ
ッチング素子、１１…第２のダイオード、１２…昇圧チ
ョツパ回路、１３…極性反転昇圧チョツパ回路、１４…
周波数制御回路、１５…検出回路、１６…電圧制御回路
（Ａ／Ｄコンバータ）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源１と、ＥＬ２に接続される出力
   端子３と、上記直流電源１と出力端子３との間に接続さ
   れて上記出力端子３に第１の極性で高電圧を誘起する昇
   圧チョッパ回路１２および上記出力端子３に第２の極性
   で高電圧を誘起する極性反転昇圧チョッパ回路１３と、
   上記出力端子３の出力電圧を検出する検出回路１５と、
   パルス信号Ｐ１，Ｐ２を出力して、上記両昇圧チョッパ
   回路１２，１３のオン，オフを制御することにより、出
   力端子３に一定周波数の交流出力を発生させる周波数制
   御回路１４と、上記検出回路１５で検出された出力電圧
   を一定値に保つように、上記パルス信号Ｐ１，Ｐ２を制
   御して直流電源１から両昇圧チョッパ回路１２，１３へ
   の給電時間を制御する電圧制御回路１６とを備え、上記
   両昇圧チョッパ回路は、上記直流電源から給電されるイ
   ンダクタンスを共有しているＥＬ駆動回路。
2. 【請求項２】 請求項１において、 直流電源１からインダクタンス４への給電回路３０に、
   上記第１の極性を与える第１の半周期間Ｈ１にオンし、
   上記第２の極性を与える第２の半周期間Ｈ２にパルス信
   号でオン，オフ制御される第１のスイッチング素子５
   と、第１の半周期間Ｈ１にパルス信号Ｐ１でオン，オフ
   制御され、第２の半周期間Ｈ２にオンする第２のスイッ
   チング素子６とが直列接続されるとともに、出力端子
   ３，３間に出力コンデンサ７が接続され、 第１の半周期間Ｈ１にオンして上記第２のスイッチング
   素子６がオフのとき上記インダクタンス４に蓄積された
   エネルギを上記出力コンデンサ７へ放出させる第３のス
   イッチング素子８と、上記インダクタンス４から放出さ
   れたエネルギが上記出力端子３に第１の極性を与える方
   向に通電するのを許す第１のダイオード９と、第２の半
   周期間Ｈ２にオンして上記第１のスイッチング素子５が
   オフのとき上記インダクタンス４に蓄積されたエネルギ
   を上記出力コンデンサ７へ放出させる第４のスイッチン
   グ素子１０と、上記インダクタンス４から放出されたエ
   ネルギが上記出力端子３に第２の極性を与える方向に通
   電するのを許す第２のダイオード１１とを備え、 上記昇圧チョッパ回路１２が、上記インダクタンス４、
   上記第２および第３のスイッチング素子６，８、上記出
   力コンデンサ７および第１のダイオード９を含み、 上記極性反転昇圧チョッパ回路１３が、上記インダクタ
   ンス４、上記第１および第４のスイッチング素子５，１
   ０、上記出力コンデンサ７および第２のダイオード１１
   を含むＥＬ駆動回路。