JPH1027689A - エレクトロルミネッセンス・ランプ駆動回路 - Google Patents

エレクトロルミネッセンス・ランプ駆動回路

Info

Publication number
JPH1027689A
JPH1027689A JP8322088A JP32208896A JPH1027689A JP H1027689 A JPH1027689 A JP H1027689A JP 8322088 A JP8322088 A JP 8322088A JP 32208896 A JP32208896 A JP 32208896A JP H1027689 A JPH1027689 A JP H1027689A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
constant current
lamp
control means
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8322088A
Other languages
English (en)
Inventor
Stephen J Sanderson
ジェイ．サンダーソン ステファン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BKL Inc
Original Assignee
BKL Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BKL Inc filed Critical BKL Inc
Publication of JPH1027689A publication Critical patent/JPH1027689A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B44/00—Circuit arrangements for operating electroluminescent light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
    • Y10S315/07—Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】電池で動作するＡＣエレクトロルミネッセンス
・ランプの駆動回路を提供する。 【解決手段】比較的低い第二のＤＣ電圧から、ある電圧
値となる第一の高いＤＣ電圧を供給するＤＣ−ＤＣコン
バータと、第一の高いＤＣ電圧をキャパシティブなＥＬ
ランプ１４を駆動するに十分なＡＣ電圧に変換してＥＬ
ランプ１４を所望の明るさに発光させるＤＣ−ＡＣイン
バータと、並びに高周波発振器１０により低周波数で切
り替えられる定電流源のブリッジ回路２０と、ＥＬラン
プ１４を交互に一方向の極性に充電し、また、完全に放
電し、さらに逆極性に充電して、効果的にピーク間電圧
をＤＣ高電圧の２倍にする制御回路１８等により、ＥＬ
ランプ１４の駆動回路を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本願は、１９９５年１０月３１日
に米国特許第５，４６３，２８３号として発行される、
出願中の出願番号第０８／２４８，２９９号の一部継続
出願である。本発明は、ＡＣエレクトロルミネッセンス
・ランプの駆動回路に関し、特に電池で動作する回路に
関する。
【０００２】
【従来の技術】エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）・ラ
ンプはある振幅と周波数のＡＣ電圧を必要とする。した
がって、電池で動作する装置では、ＥＬランプはＤＣ−
ＡＣインバータを必要とする。
【０００３】しかし、残念ながらそのようなインバータ
は、周波数を制御するために、大きくて比較的コストの
高いトランスや多くの部品を必要とし、または、外部か
らの信号源を必要とするので、そのため動作させること
を比較的高価なものにしている。
【０００４】したがって、約１．５Ｖの単一セルの廉価
な電池からＥＬランプに動作電力を供給する、廉価で小
型の手段に対する需要がある。
【０００５】また、ＥＬランプを最低５フィート・ラン
バートの輝度、望ましくは１０フィート・ランバートの
輝度で作動させるために、十分高い電圧のＤＣ−ＡＣイ
ンバータが必要となる。
【０００６】したがって、大きな、かつ高価なトランス
を採用することなしに、単一セルの電池が５−１０フィ
ート・ランバートの輝度のＥＬランプを動作させること
のできるシステムに対する需要がある。
【０００７】ＥＬランプを動作させるために電池手段を
使うシステムの一例は、キンドルマンによる米国特許第
４，５２７，０９６号に記述されている駆動回路であ
る。
【０００８】キンドルマンは、ランプのキャパシタを段
階的に充電するために、電池電圧を順次高いレベルにス
テップアップするインダクタを装備したコンバータを示
している。
【０００９】このシステムでは、インダクタからの電荷
は直接キャパシタに供給され、全エネルギーが直接ラン
プに供給される。外部発信器手段がインダクタを駆動
し、インダクタからの全てのパルスがキャパシタに放電
される。このように、ランプは、順次充電する電流パル
スがあらかじめ決められた数に達するまで、階段的に充
電される。
【００１０】これに対比して、本発明および本発明者の
米国特許第５，４６３，２８３号に記述され請求されて
いる発明は、電流パルスに依存するものではない。
【００１１】その代わりに、インダクタからのエネルギ
ーはキャパシタに蓄えられ、蓄えられた電圧は一定電流
によってＥＬランプを充電するために使用される。
【００１２】独立したインバータは、インダクタを駆動
するために外部発振器または制御手段を必要とせず、イ
ンダクタからのエネルギーは蓄電キャパシタに供給さ
れ、基本的には高電圧のＤＣ−ＤＣコンバータを与え
る。この電圧はブリッジ回路を通して一方向にＥＬラン
プを充電するのに使用され、その他の方向では放電す
る。このように、集積回路に損傷を与えることなく比較
的高いＤＣ電圧を発生させることができる。
【００１３】その結果、ＥＬランプが駆動される電流と
周波数とが制御されるので、さまざまなサイズの各種ラ
ンプを一個の集積回路で駆動させることが出来る。
【００１４】
【発明の概要】本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータの発振
器を制御する手段を提供することにより、従来の技術を
改良するものである。そのような手段を提供することに
より、発振周波数がより正確に制御され、このことが、
設計者がさまざまなランプを駆動させるために一つのイ
ンダクタの値を選択できるようにする。さらに、発振周
波数を制御することが可能である結果として、設計者は
所望の消費電力予算に合わせるように、電流を制御する
ことが出来る。
【００１５】この発明は、たとえば１．５ＶＤＣの電池
のような単一電池からＥＬランプに電力を供給する駆動
回路を提供する。該回路は以下の部分を含む： ａ）比較的低い第二のＤＣ電圧から、ある電圧値の高い
第一のＤＣ電圧を供給するＤＣ−ＤＣコンバータと、 ｂ）第一の高いＤＣ電圧を、キャパシティブな（容量
性）ＥＬランプを駆動するに十分なＡＣ電圧に変換し
て、該ランプを所望の明るさに発光させるＤＣ−ＡＣイ
ンバータと、 ｃ）内部発振器により低周波数で切り替えられる定電流
源のブリッジ回路と、ＥＬランプを交互に一方向の極性
に充電し、完全に放電し、そして逆極性に充電して、効
果的にピーク間電圧をＤＣ高電圧の２倍の値にする制御
回路。
【００１６】本発明の一つの目的は、ＥＬランプを交互
に充電・放電させるために蓄積され使用されるＤＣ高電
圧を発生させることである。
【００１７】もう一つの目的は、ＥＬランプのキャパシ
タを定電流で充電し、ＥＬランプの端子に傾斜（ｒａｍ
ｐ）電圧をつくるためのブリッジ型回路を提供すること
にある。
【００１８】ＤＣ−ＤＣコンバータはフライバック形式
を使用するので、インダクタのサイズが小さくなるよう
に、内部発振器により、高い周波数で切り替えられる。
【００１９】このようにして、ＥＬランプは３ＶＤＣか
ら１２ＶＤＣの電池により、約１０フィート・ランバー
トの輝度にまで電力を上げることができる。さらに、電
池で働く装置に使用するための外部信号手段を必要とし
ない、比較的小型でトランスのないＤＣ−ＡＣインバー
タが提供される。
【００２０】さらにもう一つの目的は、発振器の周波数
を制御するために外部制御を加える新しい１４ピンのシ
ステムを提供することである。
【００２１】
【発明の詳細な説明】本発明にしたがうと、ＤＣからＤ
Ｃへのコンバータ手段は、駆動制御のための振動信号を
発生させる高周波発振手段と、その一方の端子で第二の
低電圧を受けるインダクタと、その第二の端子にあるイ
ンダクタと基準電位との間に接続され、振動信号に応答
するスイッチ手段と、アノードとカソードとから構成さ
れ、該アノードが該第二の端子に接続されているダイオ
ードと、該カソードと該基準電位との間に接続され、該
カソードの基準電位に対する電位が第一のＤＣ電圧を有
するキャパシタ手段と、から構成される。
【００２２】第一のＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換する手段
は、一対の分岐をもつブリッジ回路手段であって、それ
にかかる第一の電圧を受ける第一および第二のノードを
持ち、別々の分岐のそれぞれにある第一と第二のノード
の間の第五と第六のノードをもつ該ブリッジ回路手段を
含み、それぞれの分岐はランプを受容し、そして該ラン
プを第五および第六のノードに接続するためのコネクタ
手段を含み、それぞれのノード対の間にはスイッチ手段
があり、相対的に一方の極性の時に、第五または第六の
ノードのどちらか一方を交互に第一のノードに接続し、
第五または第六のノードの他方を第二のノードに接続
し、そして次に第二の相対的極性の時に、第五または第
六のノードのどちらか一方を第二のノードに接続し、第
五または第六のノードの他方を第一のノードに接続し、
こうして第一のＤＣ電圧を交互の極性で第五および第六
のノードに印加する。
【００２３】本発明の一つの実施例（図３）は、本発明
者の米国特許第５，４６３，２８３号に記述され請求さ
れている駆動回路システムの改良を提供する。
【００２４】米国特許第５，４６３，２８３号では、ダ
イ形状（ｄｉｅ ｆｏｒｍ）で８ピンの表面マウント式
ＤＣ−ＡＣコンバータが記述され請求されている。この
システムでは、高周波発振器が内部的に制御され、８個
のピンだけが出力として使用されるのでユーザーが調節
出来るものではない。一個のピンはＶｄｄのため、一個
のピンはグラウンド（接地）のため、一個のピンはＬ１
のため、一個のピンはＣＳのため、もう一つはＲＯＳＣ
のため、もう一つはＲＣＯＮＴＲＯＬのため、そして二
つのピンがＥＬランプのためである。
【００２５】ダイ形状のインバータで８ピンの表面マウ
ント式アセンブリーの難点は、発振器の周波数がＩＣに
よって内部的に決められ、ユーザーが制御出来ない点に
ある。
【００２６】本発明は、スイッチング周波数制御のため
に一個のピン、ノード７、（以後”
ＲＳＷＩＴＣＨＥＲ”と呼ぶ）を加えることによりこの
困難を克服する。また、米国特許第５，４６３，２８３
号では内部的に固定されていたピンはこの場合には図４
に示されるように無い。
【００２７】したがって、今ここに記述されるＩＣイン
バータは、１４ピンの表面マウント式で、本発明は、８
ピンの表面マウント式、１４ピンの表面マウント式、お
よびダイ形状のパッケージを包含する。
【００２８】８ピンの表面マウント式ＩＣは、また、図
３に示される実施例から一つのピンが自由になるなら
ば、周波数制御手段と共に使用することができる。図４
には、例えばＲＣＯＮＴＲＯＬが取り除かれ、したがっ
て定電流のための外部からの制御ができなくなる。これ
がＲＳＷＩＴＣＨＥＲのためのピンを提供し、発振器に
対する外部制御手段を与える。
【００２９】図５に示されるもうひとつの実施例では、
発振器手段と定電流手段の両方に対する制御手段が除去
されている。このことは、システムの電流と電圧のレベ
ルが回路部品の特定の性質により果されるのを可能に
し、これは、選択自由な条件でさまざまなサイズのＥＬ
ランプを駆動するフレキシビリティが二の次ぎであるよ
うなある種の応用例では許容され得る。
【００３０】
【実施例】図１のＩＣインバータ回路では、比較的高い
周波数の高周波発振器１０が示されており、さらに特定
すれば、該発振器は、必ずしもこの範囲に限定されるも
のではないが、約２０ｋｈｚから１２５ｋｈｚの、駆動
制御１２を作動する振動矩形波出力信号を発生する。高
周波発振器の周波数は、ＩＣにより内部で決定される。
【００３１】この設計の変形例は、高周波発振器の外部
制御が出来るようにすることである。この変形例では、
図３に示されるように、周波数はノード７に接続される
ＲＳＷＩＴＣＨＥＲの値によって決められる。Ｒ
ＳＷＩＴＣＨＥＲの値が周波数を決定する。
【００３２】外部制御の一つの利点は、ＩＣに組み込ま
れた抵抗体は離散した抵抗体に比べてはるかに大きな公
差をもつので高周波にたいして厳しい公差を課すことが
でき、これによって設計者がすべてのＩＣに対して一つ
のインダクタ値を選択することが可能となる。
【００３３】外部制御のもう一つの利点は、経済性であ
る。なぜならば、これは、設計者が入力電流を望ましい
消費電力予算に合致させることが可能なようにするから
である。昇圧コンバータがＩＣインバータの全体の電流
の大部分を消費し、電流消費を決めるのが高周波発振器
とインダクタであるので、前記のことが可能となる。こ
の駆動制御は、昇圧コンバータの動作を、ＦＥＴトラン
ジスタＱ１のＯＮ時間とＯＦＦ時間を制御することによ
り調節する。駆動制御回路１２は、約２０ｋｈｚから１
２５ｋｈｚ（さらに広い範囲もまた可能である）の高周
波ゲート駆動出力信号をつくるためのコンパレータを含
み、この出力信号はＦＥＴトランジスタＱ１のゲートに
加えられて、駆動制御回路１２へ印加されるＶｐｐの検
知値にしたがって、トランジスタＱ１を交互に導通状態
または非導通状態にする。Ｖｐｐが８０ＶＤＣと１００
ＶＤＣの間の敷居電圧に達するときに、駆動制御回路１
２はＱ１へのゲート駆動をＯＦＦとし、したがって昇圧
コンバータの動作を止める。Ｖｐｐがこの敷居値より下
がると、駆動制御１２は、高周波発振器１０がＱ１のゲ
ートを駆動出来るようにし、Ｖｐｐが８０ＶＤＣと１０
０ＶＤＣの間の電圧に再び達するまで昇圧コンバータの
機能が続く。したがって、Ｖｐｐは、その値がＩＣ内部
で固定され、約８０ＶＤＣから１００ＶＤＣの範囲にく
るように制御された電圧である。この構成は、昇圧コン
バータが必要な時だけＯＮとされるので、効率を上げら
れる。
【００３４】もうひとつの実施例は、１００ＶＤＣより
も高い電圧を形成することが出来るように、Ｖｐｐ電圧
を非制御的とする方式を提供する。
【００３５】Ｑ１のドレーン・ソース電極が、インダク
タＬ１と、基準電位すなわちシステム・グランドとの間
に接続される。インダクタＬ１は、例えば３ＶＤＣから
１２ＶＤＣの電池電源のような電池（図示されていな
い）から電位を受ける。また、この制御電流は、外づけ
部品を無くするために、ＩＣの内部で固定することが出
来る。この特徴は、また本発明の一つの実施例の意味す
るところである。
【００３６】インダクタＬ１とトランジスタＱ１の間の
分岐点は、ダイオードＤ１のアノードに接続され、さら
にキャパシタＣｓを通じてシステム・グランドに接続さ
れる。ダイオードのカソードとキャパシタＣｓの間の分
岐点は、ステップアップされた必要なＤＣ電圧Ｖｐｐを
与える。トランジスタＱ１がＯＮになるとき、電流がイ
ンダクタＬ１を通じて流れ、これによりインダクタＬ１
を充電する。トランジスタＱ１がＯＦＦになるとそこに
蓄えられたエネルギーがダイオードＤ１を通じて伝達さ
れ、キャパシタＣｓを制御された比較的高い電圧Ｖｐ
ｐ、例えば８０ＶＤＣから１００ＶＤＣに充電する。イ
ンダクタＬ１、トランジスタＱ１、ダイオードＤ１、お
よびキャパシタＣｓを含むコンバータは、昇圧形のＤＣ
−ＤＣコンバータと言われる。
【００３７】ダイオードＤ１のカソード電圧Ｖｐｐは駆
動制御回路１２にフィード・バックされ、駆動制御回路
１２がＶｐｐの値を検知する。その値が約９０ＶＤＣ以
下になると、スイッチング・トランジスタＱ１が、高周
波発振器１０からの信号により高周波でＯＮ、ＯＦＦす
る。その値が９０ＶＤＣ以上になるとトランジスタＱ１
への振動信号がＯＦＦとなる。これがＶｐｐを約１００
ＶＤＣに制御する。
【００３８】高周波発振器１０のデューティ・サイクル
がインダクタＬ１に保持されるエネルギーの大きさを決
定し、したがって、電圧値Ｖｐｐを決定する。デューテ
ィ・サイクルは約９０％であるのが望ましい。この回路
に接続されるＥＬランプ１４にエネルギーを与え、ラン
プを点灯するためには高い電位が必要である。
【００３９】低周波発振器１５の出力信号ｆ１は分割器
１６により低周波出力信号ｆ２に分割される。望ましく
はこれが約５０％のデューティ・サイクルで実行される
ことである。ｆ２の値は抵抗ＲＯＳＣにより決定され
る。この実施例ではｆ２の値は望ましくは４００Ｈｚで
あることである。信号ｆ２が制御回路１８に加えられ、
これが信号“ａ”と“ｂ”（図２参照）のスイッチング
を制御する。
【００４０】制御回路１８は機能ブロックであり、それ
はブリッジを制御する。それは低周波信号ｆ２を受け、
低周波信号と同位相の信号“ａ”を発生させる駆動部を
含む。この“ａ”信号がブリッジの第一の半分のゲート
を駆動する。制御回路１８は、また、ブリッジの第二の
半分のゲートを駆動するために、信号“ａ”と１８０°
位相がずれた反転した“ｂ”駆動信号を提供する手段を
含む。制御回路１８の出力は、一対の矩形波状パルス列
“ａ”と一対の矩形波状パルス列“ｂ”であり、それら
は信号“ａ”と“ｂ”の位相が１８０°離れている（図
２参照）ことを除いては同一である。制御回路１８のも
うひとつの出力は、定電流源制御信号“ｄ”である。定
電流源制御信号“ｄ”はＱ２とＱ３を制御し、このとき
これらのトランジスタは、定電流源として配置されたＮ
チャンネル抑圧モードＭＯＳＦＥＴ高電圧ＤＭＯＳトラ
ンジスタである。制御部ＲＣＯＮＴＲＯＬはＱ２とＱ３
へのゲート電圧を制御し、これにより定電流を制御す
る。これは線２８で示されている。
【００４１】信号Ｖｐｐ、“ａ”、“ｂ”がブリッジ回
路２０に入力される。ブリッジ回路２０は電圧Ｖｐｐを
受けるために、キャパシタＣｓをダイオードＤ１に接続
する接続点に連結されたノード２を含む。ノード２は電
流源Ｑ２と、ＦＥＴトランジスタＱ３のドレーン・ソー
ス電極を通じてノード６に接続されている。ノード６
は、ＥＬランプ１４の端部端子の一セットを受けるため
のコネクター２４を含む。電流源Ｑ２は、Ｑ２のゲート
電圧を制御する制御部Ｒによって制御される。“ｂ”信
号の一つがトランジスタＱ３のゲート電極に加えられ、
信号“ｂ”の低いパルスが現れるときにＱ３をＯＮにす
る。脚枝２４は、ＦＥＴトランジスタＱ４のドレーン・
ソース電極を通してシステム・グランドに接続される。
このように、トランジスタＱ３と電流源Ｑ２は、ノード
２と６の間のブリッジ回路２０の一方の脚枝２８を形成
し、Ｑ４がノード６とシステム・グランドの間のブリッ
ジ回路２０の第二の脚枝３０を形成する。二つの脚枝２
８と３０がブリッジ回路２０の一方の分岐を形成する。
【００４２】ブリッジ回路２０の第二の分岐は、ノード
２とノード５の間の脚枝３２と、ノード５とシステム・
グランドの間のもう一つの脚枝３４を含む。脚枝３２と
３４は、脚枝２８と３０に同じ、つまりその鏡像で、こ
の実施例では同一の部品を含む。脚枝３２はＦＥＴトラ
ンジスタＱ６を含み、Ｑ６のドレーン・ソース電極はノ
ード２と５の間にある電流源Ｑ５と直列に接続される。
脚枝３４はＦＥＴトランジスタＱ７を含み、Ｑ７のドレ
ーン・ソース電極はノード５とシステム・グランドの間
に接続される。既述のように、全ての電流源は、Ｑ２と
Ｑ５のゲート電圧を制御する制御部ＲＣＯＮＴＲＯＬに
より制御される。トランジスタＱ７のゲート電極は信号
“ａ”を受け、トランジスタＱ６のゲート電極は信号
“ａ”を受ける。その結果、Ｑ３とＱ６は、信号“ｂ”
と“ａ”に対応して同時にそれぞれＯＮとＯＦＦとな
る。信号“ａ”と“ｂ”は、曲線“ａ”と“ｂ”（図２
参照）に示されるように互いに１８０°位相がずれてい
る。ランプを受ける第二のコネクター２６がノード５に
あり、ＥＬランプ１４の端子の第二のセットを受ける。
【００４３】ブリッジ回路２０は、ＡＣ電圧を印加する
のと同様の方法で、ＥＬランプ１４に逆極性の信号を加
えることにより、高いＤＣ電圧Ｖｐｐを、ＡＣ電圧と等
価になるように変換する。周波数は信号“ａ”と“ｂ”
の周波数であり、４００ｈｚが望ましい。最初はＥＬラ
ンプ１４は放電された状態にある。信号“ａ”が高状態
の時には信号“ｂ”は低状態であり、また同じように逆
の状態をとる。トランジスタＱ３とＱ７がＯＮでトラン
ジスタＱ４とＱ６がＯＦＦのとき、並列の抵抗Ｒｐとキ
ャパシタンスＣに抵抗Ｒｓが直列に接続された等価回路
をもつＥＬランプ１４には、抵抗ＲＣＯＮＴＲＯＬによ
って決まる電流でトランジスタＱ３とＱ７を通してＶｐ
ｐ信号による電荷が流される。抵抗ＲＣＯＮＴＲＯＬは
定電流源により発生する電流を制御する。ランプは、電
圧Ｖｐｐの値（図２参照）によって決まるピーク電圧ま
で、あるいは電流が無くなるまで充電される。
【００４４】信号“ａ”が低状態となる時、信号“ｂ”
が高状態となり、トランジスタＱ６とＱ４をＯＮとし、
トランジスタＱ３とＱ７をＯＦＦとする。この動作で、
ＥＬランプ１４がトランジスタＱ４を通して放電し、ト
ランジスタＱ４とＱ６を通して逆極性に充電されるよう
にする。充電速度とピーク電圧は前述のように決められ
る。次ぎに信号“ａ”が高状態となり、トランジスタＱ
７をＯＮとし、トランジスタＱ４をＯＦＦとし、トラン
ジスタＱ３をＯＮとする。この時、ＥＬランプ１４は、
トランジスタＱ７を通して放電し、このサイクルが繰り
返される。その結果、波形“ｃ”（図２参照）は、直線
的な立ち上がりの傾斜があり、引き続いて指数関数的な
キャパシタの放電による下降傾斜があり、さらに次の直
線的な下降の傾斜があり、さらにキャパシタの放電によ
る指数関数的な上昇の傾斜がくるというように続く。
【００４５】図１を参照すると、鎖線内の全ての部品は
集積回路の一部分である。このように、外づけ部品は、
Ｌ１、Ｃｓ、Ｒｏｓｃ、ＲＣＯＮＴＲＯＬ、およびＥＬ
ランプのみである。
【００４６】トランジスタＱ１はＣＭＯＳ高圧スイッチ
であるのが望ましい。電流源Ｑ２とＱ５は、電流源仕様
のＮ−チャンネル抑制モードのＭＯＳＦＥＴ高電圧ＤＭ
ＯＳトランジスタである。ＦＥＴトランジスタＱ３とＱ
６は、スイッチ仕様の高電圧ＤＭＯＳ、ｐ−チャンネル
強化モードのＦＥＴであり、Ｑ７はスイッチ仕様の高電
圧ＤＭＯＳ，ｎ−チャンネル強化モードのＦＥＴトラン
ジスタとすることができる。ＥＬランプ１４の放電の開
始から逆極性のピークに至るまでの時間は、周期の１／
２とするのが望ましい。このように、トランジスタＱ３
とＱ７は周波数の約１／２でＯＮとなり、その間ＥＬラ
ンプ１４を放電し、それを二つの極性の一方に充電す
る。高周波発振器１０の周波数は抵抗ＲＯＳＣにより制
御される。波形”ｃ”すなわち矩形波以外の波形を使用
することも出来るが、比較的非効率的である。なぜな
ら、ＥＬランプ１４に高いピーク電流が流れると、ラン
プの等価直列抵抗とスイッチング・トランジスタＱ３の
直列抵抗などにおける大きなロスを生じるからである。
【００４７】ランプの経時劣化に対する補償は、本発明
により実現されている。なぜなら、ＥＬランプ１４が経
時劣化すると等価キャパシタンスＣＬの値が減少し、等
価並列抵抗ＲＬの値が増大するからである。ＣＬ値の減
少は立ち上がり速度ｄｖ／ｄｔを増加させ、したがっ
て、ピーク電圧が増大し、そして／あるいは、もしピー
ク電圧がＶｐｐにあればＲＭＳ電圧が増大する。ＥＬラ
ンプ１４は高い電圧の方を“見て”、明るさのレベルを
一定に保つ。
【００４８】ＣＬ、ＲＬ、およびＲＳの値は、ＥＬラン
プのサイズ、ＥＬランプの形状、ＥＬランプ１４を製作
するために使用される層の性質と特性、および駆動条件
に依存する。これらの値は、光る面積の平方インチ（ｉ
ｎ２）当たりの値として表示される。ランプのキャパシ
タンスＣＬは、１．５ｎＦ／ｉｎ２から６ｎＦ／ｉｎ２
まで変化できる。並列抵抗ＲＬは１００Ｋｏｈｍｓ／ｉ
ｎ２から１．５Ｍｏｈｍｓ／ｉｎ２まで変化できる。直
列抵抗ＲＳは１００ｏｈｍｓ／ｉｎ２から１０００おｏ
ｈｍｓ／ｉｎ２まで変化できる。光る面積が増加すると
キャパシタンスが増加し、光る面積が増加すると抵抗は
減少する。本回路はＥＬランプの光る領域が０．５ｉｎ
２から１０ｉｎ２までのものに対して電力を供給でき
る。５０ｖｒｍｓ／４００Ｈｚで動作する構造の一つの
種類のランプの典型的な負荷は、ＣＬ＝３ｎＦ／ｉ
ｎ２、ＲＬ＝５００Ｋｏｈｍｓ／ｉｎ２、およびＲＳ＝
１０００ｏｈｍｓ／ｉｎ２である。
【００４９】本発明の原理を説明する目的で望ましい実
施例が完全に記述され、図示されているけれども、添付
された請求項に記載の本発明の範囲から離れることな
く、それに修正や変形が加えられることは、この技術に
精通する人々には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】固定された制御手段のみをもつ回路のブロック
図である。
【図２】本発明の原理を説明するタイミング図である。
【図３】発振器制御手段と定電流制御手段をもつ回路の
ブロック図である。
【図４】発振器制御手段のみをもつ回路のブロック図で
ある。
【図５】発振器制御手段も定電流制御手段ももたない回
路のブロック図である。
【符号の説明】
１０：高周波発振器 １２：駆動制御回路 １４：ＥＬランプ １５：低周波発振器 １８：制御回路 ２０：ブリッジ回路 ２４：コネクター

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 並列の抵抗・キャパシタンスが抵抗と直
    列につながる形のエレクトロルミネッセンス・ランプ点
    灯用ＤＣ−ＡＣインバータ装置であって、 前記ランプを受けるコネクター手段と、 比較的低い第二のＤＣ電圧から比較的高いある決まった
    値の第一のＤＣ電圧を発生させるために配置されたイン
    ダクティブ手段とキャパシティブ手段とをもつＤＣ−Ｄ
    Ｃコンバータ手段と、 定電流で前記第一のＤＣ電圧をスイッチング手段に与え
    るための、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続された定電
    流手段と、 前記第一のＤＣ電圧の交互に変化する極性信号を前記定
    電流で前記コネクターに印加するために前記定電流手段
    に接続されたスイッチング手段であって、前記ランプが
    ＡＣ電圧を受け、前記ＡＣ電圧が前記ランプを交互に充
    電・放電し、前記定電流が前記充電をする間、傾斜電流
    波形を作る前記スイッチング手段と、を含む、前記のＤ
    Ｃ−ＡＣインバータ装置。
  2. 【請求項２】 前記定電流の値を選択するために、定電
    流制御手段が前記定電流手段に接続されている、請求項
    １記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記定電流制御手段が、ユーザーが調節
    可能な外部に設けられた制御手段を含む、請求項１記載
    の装置。
  4. 【請求項４】 前記定電流制御手段が内部に固定され、
    あらかじめ決められた定電流を保持することを特徴とす
    る、請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 並列の抵抗・キャパシタンスが抵抗と直
    列につながる形のエレクトロルミネッセンス・ランプ点
    灯用ＤＣ−ＡＣインバータ装置であって、 前記ランプを受けるコネクター手段と、 比較的低い第二のＤＣ電圧から比較的高いある決まった
    値の第一のＤＣ電圧を発生させるために配置された高周
    波発振手段、インダクティブ手段およびキャパシティブ
    手段をもつＤＣ−ＤＣコンバータ手段と、 発振周波数を制御するために、前記高周波発振手段に接
    続された発振器制御手段と、 スイッチング手段に定電流で前記第一のＤＣ電圧を与え
    るための、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続された定電
    流手段と、 前記第一のＤＣ電圧の交互に変化する極性信号を、前記
    定電流で前記コネクターに印加するために前記定電流手
    段に接続されたスイッチング手段であって、前記ランプ
    がＡＣ電圧を受け、前記ＡＣ電圧が前記ランプを交互に
    充電・放電し、前記定電流が前記充電をする間、傾斜電
    流波形を作る前記スイッチング手段と、を含む、前記の
    ＤＣ−ＡＣインバータ装置。
  6. 【請求項６】 前記発振器制御手段が、ユーザーが調節
    可能な外部に設けられた制御手段を含む、請求項５記載
    の装置。
  7. 【請求項７】 前記発振器周波数が約２０Ｋｈｚから１
    ２５Ｋｈｚの範囲にある、請求項５記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記定電流手段が内部に固定されて、あ
    らかじめ決められた定電流を保持することを特徴とす
    る、請求項５記載の装置。
  9. 【請求項９】 並列の抵抗・キャパシタンスが抵抗と直
    列につながる形のエレクトロルミネッセンス・ランプ点
    灯用ＤＣ−ＡＣインバータ装置であって、 前記ランプを受けるコネクター手段と、 比較的低い第二のＤＣ電圧から比較的高いある決まった
    値の第一のＤＣ電圧を発生させるために配置された高周
    波発振手段、インダクティブ手段およびキャパシティブ
    手段をもつＤＣ−ＤＣコンバータ手段と、 発振周波数を制御するために、前記高周波発振手段に接
    続された発振器制御手段と、 スイッチング手段に定電流で前記第一のＤＣ電圧を与え
    るための、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続された定電
    流手段と、 前記定電流の値を選択するために前記定電流手段に接続
    された定電流制御手段と、 前記第一のＤＣ電圧の交互に変化する極性信号を、前記
    定電流で前記コネクターに印加するために前記定電流手
    段に接続されたスイッチング手段であって、前記ランプ
    がＡＣ電圧を受け、前記ＡＣ電圧が前記ランプを交互に
    充電・放電し、前記定電流が前記充電をする間、傾斜電
    流波形を作る前記スイッチング手段と、を含む前記のＤ
    Ｃ−ＡＣインバータ装置。
  10. 【請求項１０】 前記発振制御手段と前記定電流制御手
    段とのそれぞれが、ユーザーが調節可能な外部に設けら
    れた制御手段を含む、請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記発振器周波数が約２０Ｋｈｚから
    １２５Ｋｈｚの範囲にある、請求項９記載の装置。
JP8322088A 1995-10-27 1996-10-28 エレクトロルミネッセンス・ランプ駆動回路 Pending JPH1027689A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/549,630 US5686797A (en) 1994-05-24 1995-10-27 Electronluminescent lamp inverter
US08/549,630 1995-10-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1027689A true JPH1027689A (ja) 1998-01-27

Family

ID=24193802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8322088A Pending JPH1027689A (ja) 1995-10-27 1996-10-28 エレクトロルミネッセンス・ランプ駆動回路

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5686797A (ja)
JP (1) JPH1027689A (ja)
KR (1) KR970025290A (ja)
GB (1) GB2306809B (ja)
TW (1) TW277202B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100458037B1 (ko) * 1996-07-10 2005-01-17 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 일렉트로루미네슨스표시장치및표시장치의구동회로

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6038153A (en) * 1997-06-09 2000-03-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Inverter circuit for illuminating an electroluminescent lamp
US5861719A (en) * 1997-06-18 1999-01-19 Imp, Inc. Regulated power supplies for electroluminescent lamps
US6091164A (en) * 1998-10-29 2000-07-18 Durel Corporation Single inverter with dual boost
US6081075A (en) * 1999-05-13 2000-06-27 Toko, Inc. DC to AC switching circuit for driving an electroluminescent lamp exhibiting capactive loading characteristics
US6404658B1 (en) * 1999-05-13 2002-06-11 American Power Conversion Method and apparatus for converting a DC voltage to an AC voltage
US6376934B1 (en) 1999-08-18 2002-04-23 Sipex Corporation Voltage waveform generator
GB2359150A (en) * 2000-02-08 2001-08-15 Univ Bristol Controlling the output of a flashlight or torch
JP2001338756A (ja) * 2000-05-29 2001-12-07 Nippon Precision Circuits Inc 容量性負荷の駆動回路および容量性負荷の駆動用集積回路
US6459210B1 (en) * 2001-03-01 2002-10-01 Toko, Inc. Switch mode energy recovery for electro-luminescent lamp panels
US6555967B2 (en) * 2001-09-19 2003-04-29 Supertex, Inc. Low noise method and apparatus for driving electroluminescent panels
US6541921B1 (en) 2001-10-17 2003-04-01 Sierra Design Group Illumination intensity control in electroluminescent display
CN1643990A (zh) * 2002-03-19 2005-07-20 皇家飞利浦电子股份有限公司 场致发光灯驱动电路
EP1526760A1 (en) * 2003-10-21 2005-04-27 IEE INTERNATIONAL ELECTRONICS & ENGINEERING S.A. Multiple electroluminescent lamp driver
US7815854B2 (en) 2004-04-30 2010-10-19 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Electroluminescent illumination source for optical detection systems
US7796266B2 (en) 2004-04-30 2010-09-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Optical detection system using electromagnetic radiation to detect presence or quantity of analyte
US7554272B2 (en) * 2006-02-27 2009-06-30 Supertex, Inc. Low noise electroluminescent lamp (EL) driver and method therefor
US20080007187A1 (en) * 2006-07-06 2008-01-10 Mehrdad Zomorrodi Method and apparatus for dc switching lamp driver
US9330584B2 (en) * 2008-08-18 2016-05-03 Scobil Industries Corp. Method and system for developing an electroluminescent sign
EP3503684B1 (en) * 2017-12-19 2022-08-10 Aptiv Technologies Limited Head lamp lighting system of a vehicle and its control method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4449075A (en) * 1982-09-13 1984-05-15 Timex Corporation Electroluminescent lamp driver
US5144203A (en) * 1989-04-26 1992-09-01 Nec Corporation Circuit for driving an electric field luminous lamp
JPH038299A (ja) * 1989-06-02 1991-01-16 Koito Mfg Co Ltd 車輌用高圧放電灯の点灯回路
US5463283A (en) * 1994-05-24 1995-10-31 Bkl, Inc. Drive circuit for electroluminescent lamp

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100458037B1 (ko) * 1996-07-10 2005-01-17 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 일렉트로루미네슨스표시장치및표시장치의구동회로

Also Published As

Publication number Publication date
GB2306809A (en) 1997-05-07
GB2306809B (en) 2000-09-06
KR970025290A (ko) 1997-05-30
GB9622034D0 (en) 1996-12-18
TW277202B (en) 1996-06-01
US5686797A (en) 1997-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5463283A (en) Drive circuit for electroluminescent lamp
JPH1027689A (ja) エレクトロルミネッセンス・ランプ駆動回路
EP0782373B1 (en) Method and apparatus for driving capacitive light emitting device
KR960002051B1 (ko) 방전램프의 안정된 점등을 위한 장치
JP3878393B2 (ja) 容量性負荷特性を示すエレクトロルミネセントランプを駆動する直流−交流切換回路
KR0166432B1 (ko) 전계발광 소자용 전계발광 소자 점등 장치 및 방법
US8294494B2 (en) Triangular-wave generating circuit synchronized with an external circuit
JPH09107684A (ja) 圧電トランス駆動回路
JP4017866B2 (ja) ランプ放電モニタを備えたｅｌドライバ
US5065072A (en) Power supply circuit for an arc lamp, in particular for a motor vehicle headlight
KR970063882A (ko) 충전 펌프
US6157138A (en) Apparatus for illuminating an electroluminescent lamp that preserves battery power
JP2002354783A (ja) 電源装置
JPH09180880A (ja) Ｅｌ素子駆動回路およびこれを用いるｅｌ素子照明装置
US6489730B2 (en) Discharge-lamp illumination circuit
JPH10248256A (ja) 節電機能付きスイッチング電源装置
JP2000503505A (ja) 集積半ブリッジタイミング制御回路
CN100375581C (zh) 高效高功率因数电镇流器
US6707261B2 (en) Discharge lamp lighting circuit
US6376934B1 (en) Voltage waveform generator
JP2000133488A (ja) 放電灯点灯装置
US5801668A (en) Small hand-held electronic apparatus with field effect light emitting device
JP2005100829A (ja) 高圧放電灯点灯装置及びこれを用いた照明装置
JP2004192898A (ja) Ｅｌ素子駆動回路
JP2672692B2 (ja) Ｅｌ点灯回路