JPH09148083A - 冷陰極管駆動装置 - Google Patents

冷陰極管駆動装置

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JPH09148083A
JPH09148083A JP30302695A JP30302695A JPH09148083A JP H09148083 A JPH09148083 A JP H09148083A JP 30302695 A JP30302695 A JP 30302695A JP 30302695 A JP30302695 A JP 30302695A JP H09148083 A JPH09148083 A JP H09148083A
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JP
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circuit
voltage
piezoelectric transformer
cold
converter
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JP30302695A
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English (en)
Inventor
Yasuyuki Morishima
靖之 森島
Takeshi Takakura
健 高倉
Hironori Matsumoto
博徳 松本
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力変換効率が高く、トランスの損失も低
減した冷陰極管駆動装置を提供する。 【解決手段】 冷陰極管駆動装置10は、入力電源Dc
と、入力電源Dc が入力されるDC/DCコンバータ7
と、DC/DCコンバータの出力電圧により正弦波を発
生する駆動回路1と、駆動回路1から出力される正弦波
が入力される圧電トランス2と、圧電トランス2の出力
電圧V2 により点灯する冷陰極管FLと、冷陰極管FL
に流れる管電流Iを検出する管電流検出回路3と、管電
流検出回路3から出力される管電流Iに比例する交流電
圧V3 を整流する整流回路4と、整流回路4の出力電圧
4 と基準電圧Vref との差電圧を増幅する誤差増幅回
路5と、誤差増幅回路5の出力電圧V5 を周波数信号に
変換し、駆動回路1およびDC/DCコンバータ7に供
給するV/F変換回路6とからなり、全体としてフィー
ドバック制御回路を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
用のバックライト等に使用される冷陰極管駆動装置に関
し、詳しくは圧電トランスを用いた冷陰極管駆動装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、圧電トランスを用いた冷陰極管
駆動装置を図4を用いて説明する。図4に示すように従
来の冷陰極管駆動装置20は、入力電源Dc と、入力電
源Dc の出力端と接続された正弦波を発生する駆動回路
1と、駆動回路1から出力される正弦波が入力される圧
電トランス2と、圧電トランス2の出力電圧V2 により
点灯する冷陰極管FLと、冷陰極管FLに流れる管電流
Iを検出する管電流検出回路3と、管電流検出回路3か
ら出力される管電流Iに比例する交流電圧V3を整流す
る整流回路4と、整流回路4の出力電圧V4 と基準電圧
Vref との差電圧を増幅する誤差増幅回路5と、誤差増
幅回路5の出力電圧V5 を周波数信号に変換し、駆動回
路1に供給するV/F変換回路6とからなり、全体とし
てフィードバック制御回路を構成する。
【0003】次に、冷陰極管駆動装置20の動作につい
て説明する。入力電源Dc は、駆動回路1を駆動させる
ための電源である。
【0004】駆動回路1は、入力電源Dc からの電圧供
給により、圧電トランス2を駆動する。また、駆動回路
1は、後で述べるV/F変換回路6からの周波数信号に
より制御される。
【0005】圧電トランス2は、駆動回路1の駆動信号
により発生する圧電トランス2の一次側の機械的振動に
よるエネルギーを二次側に伝えて出力電圧V2 を発生
し、冷陰極管FLに供給する。
【0006】冷陰極管FLは、圧電トランス2の出力電
圧V2 が入力されて点灯し、その際に冷陰極管FLを流
れる管電流Iは管電流検出回路3に入力され、管電流検
出回路3から出力される管電流Iに比例する交流電圧V
3 が整流回路4に入力される。
【0007】整流回路4は、交流電圧V3 を整流及び平
滑して出力電圧V4 を発生し、誤差増幅回路5の一方入
力端に入力する。
【0008】誤差増幅回路5は、直流電源9の出力電圧
を抵抗R4,可変抵抗R5を介して分圧された基準電圧
Vref と、整流回路4の出力電圧V4 を比較し、差電圧
5を誤差増幅回路5から出力し、V/F変換回路6に
入力する。
【0009】V/F変換回路6は、誤差増幅回路5から
出力される差電圧V5 を予め定められた周波数に変換
し、駆動回路1に入力する。
【0010】以上のように、冷陰極管駆動装置20の一
連の動作が行われ、フィードバック制御がなされる。
【0011】冷陰極管FLの輝度の調節は、可変抵抗R
5を調節して行う。すなわち、圧電トランス2の昇圧比
の周波数特性を利用して、圧電トランス2へ入力する正
弦波の周波数を変えて、つまり、V/F変換回路6から
出力される周波数信号を変えて、圧電トランス2の出力
電圧V2 を上昇させて冷陰極管FLを点灯させ、点灯後
は、冷陰極管FLのインピーダンスの急減に適合するよ
うに、圧電トランス2の昇圧比の周波数特性を利用し圧
電トランスの発振周波数を変えて得た出力電圧V2 によ
って、冷陰極管FLに流れる管電流Iを制御し、冷陰極
管FLの輝度を調節している。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】冷陰極管は、ノートパ
ソコン等の携帯機器に用いられるため、入力電源として
はバッテリーとACアダプタが併用され、入力電圧範囲
が広くなる。一方、圧電トランスは、入力電圧の振幅が
大きくなるにつれて、機械振動の損失が大きくなる性質
を有しており、入力電圧の振幅をできるだけ定振幅で駆
動させることが電力効率面から望ましい。また、圧電ト
ランスは、圧電トランス固有の共振点近傍で動作すると
き、電力変換効率が最大となり、共振点から離れるほど
効率が低下する。
【0013】以上のような圧電トランスの特性であるに
も関わらず、従来の冷陰極管駆動装置20では、入力電
圧Dc が高いときでも、V/F変換回路6から出力され
る周波数のみを変えて、点灯,輝度調節等の制御を行う
ため、入力電圧Dc の振幅が大きくなり、且つ、圧電ト
ランスの共振周波数が圧電トランスの共振点から離れて
いくため、電力変換効率が低下するという問題があっ
た。
【0014】したがって、本発明の目的は、電力変換効
率が高く、トランスの損失を低減した冷陰極管駆動装置
を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の冷陰極管駆動装置においては、圧電トラン
スで昇圧して得た高電圧を用いて冷陰極管を点灯させる
冷陰極管駆動装置において、入力電源と、該入力電源の
電圧を一定電圧に安定化して出力するDC/DCコンバ
ータと、該DC/DCコンバータの出力電圧が入力され
て正弦波を発生する駆動回路と、前記正弦波が入力され
る圧電トランスと、該圧電トランスの出力電圧により点
灯する冷陰極管と、該冷陰極管に流れる管電流を検出す
る管電流検出回路と、該管電流検出回路から出力される
交流電圧を整流する整流回路と、該整流回路の出力電圧
と基準電圧との差電圧を増幅する誤差増幅回路と、該誤
差増幅回路の出力電圧を周波数信号に変換し、前記駆動
回路および前記DC/DCコンバータに供給するV/F
変換回路とからなることを特徴としている。
【0016】また、前記DC/DCコンバータのスイッ
チング周波数と、前記圧電トランスを駆動させる駆動周
波数とを一致させたことを特徴としている。
【0017】また、前記V/F変換回路の時定数を調整
して、前記V/F変換回路の発振周波数と前記圧電トラ
ンスの共振周波数をほぼ一致させることを特徴としてい
る。
【0018】さらに、前記V/F変換回路は、基準電圧
発生回路と、三角波発生回路と、前記基準電圧発生回路
と前記三角波発生回路に基づいてパルス幅変調された矩
形波を出力する複数の比較器を有してなることを特徴と
している。
【0019】これにより、圧電トランスの入力電圧波形
をDC/DCコンバータを用いて定振幅化しているた
め、圧電トランスの電力変換効率が向上する。
【0020】また、DC/DCコンバータのスイッチン
グ周波数と、圧電トランスを駆動させる正弦波の駆動周
波数が等しいため、ノイズが低減する。
【0021】また、V/F変換回路の発振周波数と圧電
トランスの共振周波数を一致させるため、冷陰極管の点
灯時に高電圧が入力される場合も、圧電トランスの損失
が小さいため信頼性が向上する。
【0022】さらに、V/F変換回路は、基準電圧発生
回路と、三角波電圧発生回路と、複数の比較器を有す
る、一般のスイッチングレギュレータ制御用のICを用
いれば良く、回路が安価に構成できる。
【0023】
【発明の実施の形態および効果】以下、本発明の実施の
形態を図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明
の実施の形態による冷陰極管駆動回路10の構成を示す
ブロック図である。この図1が従来例の図4と異なる点
は、V/F変換回路6と駆動回路1の間にDC/DCコ
ンバータ7を介挿し、V/F変換回路6の出力端と駆動
回路1の入力端を直結する経路と、V/F変換回路6の
出力端とDC/DCコンバータ7の入力端を接続し、D
C/DCコンバータ7の出力端と駆動回路1の入力端を
接続する経路と、DC/DCコンバータ7の出力端とV
/F変換回路6の入力端を接続する経路の、3つの経路
が形成されていることである。なお、従来例と対応する
部分には同一番号を付し、その説明を省略する。
【0024】また、DC/DCコンバータ7が加わった
ことにより、V/F変換回路6は図2に示すような構成
となる。図2において、可変抵抗R1の一端およびコン
デンサCの一端と、入力電圧を三角波電圧に変換する三
角波発生回路12の入力端とが接続され、三角波発生回
路12の出力端は比較器13aおよび13bの一方入力
端と接続され、比較器13a,13bの他方入力端は、
誤差増幅器14a,14bの出力端とそれぞれに接続さ
れている。比較器13a,13bの出力端はそれぞれN
PN型トランジスタ15a,15bのベースと接続さ
れ、トランジスタ15a,15bのエミッタは接地され
ている。トランジスタ15aのコレクタはDC/DCコ
ンバータ7の入力端と接続され、トランジスタ15bの
コレクタは駆動回路1の入力端と接続されている。誤差
増幅器14aの一方入力端にはDC/DCコンバータ7
の出力端が抵抗R2を介して接続され、誤差増幅器14
aの他方入力端は基準電圧発生回路8と接続されてい
る。
【0025】次に、冷陰極管駆動装置10の動作につい
て説明する。入力電源Dc からDC/DCコンバータ7
に電圧が供給され、DC/DCコンバータ7からの出力
電圧V7 が駆動回路1に入力され、駆動回路1は、圧電
トランス2を駆動する。また、駆動回路1は、V/F変
換回路6からの周波数信号により制御される。
【0026】圧電トランス2は、駆動回路1の駆動信号
により発生する圧電トランス2の一次側の機械的振動に
よるエネルギーを二次側に伝えて出力電圧V2 を発生
し、冷陰極管FLに供給する。
【0027】冷陰極管FLは、圧電トランス2の出力電
圧V2 が入力されて点灯し、その際に冷陰極管FLを流
れる管電流Iは、管電流検出回路3に入力され、管電流
検出回路3から出力される管電流Iに比例する交流電圧
3 が整流回路4に入力される。
【0028】整流回路4は、交流電圧V3 を整流及び平
滑して出力電圧V4 を発生し、誤差増幅回路5の一方入
力端に入力する。
【0029】誤差増幅回路5は、他方入力端に接続され
た直流電源9の基準電圧Vref と整流回路4の出力電圧
4 を比較し、比較の結果である差電圧V5 を誤差増幅
回路5から出力し、V/F変換回路6に入力する。
【0030】V/F変換回路6においては、差電圧V5
を可変抵抗R1を介して三角波発生回路12に入力し、
三角波発生回路12は、差電圧V5 ,可変抵抗R1の抵
抗値およびコンデンサCの容量に応じた三角波電圧V12
を発生し、比較器13a,13bの入力端に入力する。
比較器13aは、誤差増幅器14aの出力電圧V14a
よび三角波電圧12に応じた周波数信号を発生し、トラ
ンジスタ15aを介してDC/DCコンバータ7に入力
しDC/DCコンバータ7のスイッチング周波数が制御
される。DC/DCコンバータ7の出力電圧V7 は、抵
抗R2,R3により分圧されて、V/F変換回路6に帰
還され、誤差増幅回路14aの入力端に入力され、基準
電圧発生回路8の出力電圧V8 との差電圧である出力電
圧V14aが比較器13aに入力されている。比較器13
bからも、トランジスタ15bを介して周波数信号が出
力されて駆動回路1に入力される。以上のように、冷陰
極管駆動装置10の一連の動作が行われ、全体としてフ
ィードバック制御がなされており、輝度調節は可変抵抗
R5の抵抗値を変化させて行う。
【0031】上記回路構成および動作において、V/F
変換回路6の出力はDC/DCコンバータ7および駆動
回路1に入力されているため、DC/DCコンバータ7
のスイッチング周波数と駆動回路1の駆動周波数が等し
くなる。
【0032】また、三角波発生回路12の発振周波数
は、可変抵抗R1の抵抗値やコンデンサCの容量を可変
して、つまり、V/F変換回路6の時定数を調整して圧
電トランス2の共振周波数近傍に設定されて駆動する。
【0033】図1および図2で表される、フィードバッ
ク制御回路からなる冷陰極管駆動装置10においては、
入力電源1の供給電圧がDC/DCコンバータ7に入力
され、DC/DCコンバータ7で入力電源1の供給電圧
が安定化されて圧電トランス2へ出力され、圧電トラン
ス2の入力電圧波形が定振幅化されるため、圧電トラン
ス2の電力変換効率を高くすることができる。
【0034】また、DC/DCコンバータ7のスイッチ
ング周波数と、圧電トランスを駆動させる駆動周波数が
等しくなるため、ノイズが低減する。
【0035】また、V/F変換回路の発振周波数と圧電
トランスの共振周波数をほぼ一致させるように制御する
ため、冷陰極管の点灯時に高電圧が入力される場合も、
圧電トランスの損失が小さく信頼性が向上する。
【0036】さらに、DC/DCコンバータを回路構成
に加えることにより、V/F変換回路は、基準電圧発生
回路と、三角波電圧発生回路と、複数の比較器を有す
る、一般のスイッチングレギュレータ制御用のICを用
いれば良くなり、回路が安価にかつ容易に構成できる。
【0037】なお、本実施の形態では、V/F変換回路
6と誤差増幅回路5のそれぞれに基準電圧が入力されて
いるが、図3に示すように、基準電圧発生回路8をV/
F変換回路6と誤差増幅回路5の両方に入力してもよ
い。このように構成することにより、直流電源9を取り
除くことができ、コストダウンが図れ、かつ、冷陰極管
駆動装置10を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施形態に係る冷陰極管駆動装
置の構造を示すブロック図である。
【図2】本発明の冷陰極管駆動装置に係るV/F変換回
路の構造の一例を示すブロック図である。
【図3】本発明の冷陰極管駆動装置に係るV/F変換回
路の構造の他の例を示すブロック図である。
【図4】従来の冷陰極管駆動装置の構造を示すブロック
図である。
【符号の説明】
1 駆動回路 2 圧電トランス 3 管電流検出回路 4 整流回路 5 誤差増幅回路 6 V/F変換回路 7 DC/DCコンバータ 8 基準電圧発生回路 10 冷陰極管駆動装置 12 三角波発生回路 13 比較器 FL 冷陰極管 I 管電流

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電トランスで昇圧して得た高電圧を用
    いて冷陰極管を点灯させる冷陰極管駆動装置において、
    入力電源と、該入力電源の電圧を一定電圧に安定化して
    出力するDC/DCコンバータと、該DC/DCコンバ
    ータの出力電圧が入力されて正弦波を発生する駆動回路
    と、前記正弦波が入力される圧電トランスと、該圧電ト
    ランスの出力電圧により点灯する冷陰極管と、該冷陰極
    管に流れる管電流を検出する管電流検出回路と、該管電
    流検出回路から出力される交流電圧を整流する整流回路
    と、該整流回路の出力電圧と基準電圧との差電圧を増幅
    する誤差増幅回路と、該誤差増幅回路の出力電圧を周波
    数信号に変換し、前記駆動回路および前記DC/DCコ
    ンバータに供給するV/F変換回路と、からなることを
    特徴とする冷陰極管駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記DC/DCコンバータのスイッチン
    グ周波数と、前記圧電トランスを駆動させる駆動周波数
    とを一致させたことを特徴とする請求項1記載の冷陰極
    管駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記V/F変換回路の時定数を調整し
    て、前記V/F変換回路の発振周波数と前記圧電トラン
    スの共振周波数をほぼ一致させることを特徴とする請求
    項1記載の冷陰極管駆動装置。
  4. 【請求項4】 前記V/F変換回路は、基準電圧発生回
    路と、三角波発生回路と、前記基準電圧発生回路と前記
    三角波発生回路に基づいてパルス幅変調された矩形波を
    出力する複数の比較器を有してなることを特徴とする請
    求項1に記載の冷陰極管駆動装置。
JP30302695A 1995-11-21 1995-11-21 冷陰極管駆動装置 Pending JPH09148083A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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