インバータ回路
【課題】管電流の監視をせずに、簡易な回路構成でありながら低温時に脈流の発生を回避することができるインバータ回路を提供する。
【解決手段】発振回路１６に接続されている固定抵抗２１に、サーミスタ２２を並列接続する。サーミスタ２２は、ランプ１１の温度を検知するように設置する。サーミスタ２２は、温度の上昇に応じて抵抗値が低下する負特性を有する。したがって、ランプ１１の温度が低い場合、固定抵抗２１とサーミスタ２２の合成抵抗は、高い抵抗値を有することになる。抵抗値が高くなると、発振回路の時定数が高くなり、発振回路１６の発振周波数が低下する。ここで、トランス１２は、周波数の低下に伴って出力が上昇する特性を有する。よって、ランプの温度変化に応じた最適な電力を出力する構成となる。
【解決手段】発振回路１６に接続されている固定抵抗２１に、サーミスタ２２を並列接続する。サーミスタ２２は、ランプ１１の温度を検知するように設置する。サーミスタ２２は、温度の上昇に応じて抵抗値が低下する負特性を有する。したがって、ランプ１１の温度が低い場合、固定抵抗２１とサーミスタ２２の合成抵抗は、高い抵抗値を有することになる。抵抗値が高くなると、発振回路の時定数が高くなり、発振回路１６の発振周波数が低下する。ここで、トランス１２は、周波数の低下に伴って出力が上昇する特性を有する。よって、ランプの温度変化に応じた最適な電力を出力する構成となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極管を駆動するインバータ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶テレビ等のバックライトは、冷陰極管（ＣＣＦＬ）が多く用いられている。ＣＣＦＬは、ランプ温度に応じてインピーダンスが変化するため、ランプ温度によって各種特性が変化する。
【０００３】
例えば、特許文献１では、起動時の低温状態における低輝度を考慮して、ランプの温度が低い場合にインバータ回路の発振周波数を高く設定し、高速に輝度を上昇させる装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１０２３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＣＣＦＬは、駆動用インバータ回路のトランスの出力を一定とすると、起動時の低温状態において電力供給が不足し、脈流が発生する場合がある。脈流が発生すると輝度の脈動を誘発し、表示品位を劣化させてしまう。
【０００６】
特許文献１の装置では、ランプの温度が低い場合に発振周波数を高くするだけであり、出力が一定であるため、脈流を誘発するおそれがある。また、発振周波数が高くなると出力が低下するトランスを用いた場合には、さらに脈流を誘発する可能性が高くなる。
【０００７】
一般には、ランプの管電流を監視することにより、インバータ回路の出力を制御することで脈流を防止することができる。しかし、この場合、フィードバック系の制御回路が必要となり、複雑な回路を必要とする。また、特許文献１の装置についても、制御回路で発振周波数を制御するものであり、複雑な回路を必要とする。
【０００８】
そこで、本発明は、管電流の監視をせずに、簡易な回路構成でありながら低温時に脈流の発生を回避することができるインバータ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の冷陰極管駆動用のインバータ回路は、接続されるコンデンサおよび抵抗器により発振周波数が決定される発振回路と、前記発振回路の発振周波数に応じた電力を出力するトランスと、を備え、前記発振回路に、ランプ温度の変化に応じて抵抗値が変化する温度変化型抵抗器を接続したことを特徴とする。
【００１０】
このように、本発明のインバータ回路は、ランプ温度の変化に応じて発振回路に接続される抵抗器の抵抗値が変化し、発振周波数が変化する。例えば、ＣＲ発振回路であれば、抵抗値の上昇に応じて発振周波数が低下する。発振周波数が変化すると、トランスの出力が変化する。周波数が低くなれば出力が上昇するトランスを用いる場合、抵抗器として、ランプ温度の上昇に応じて抵抗値が低下する負特性の温度変化型抵抗器（サーミスタ）を用いるとよい。また、既存の発振回路であっても、固定抵抗にサーミスタを並列接続するだけで、ランプ温度の低下に応じて合成抵抗値が上昇する構成とすることができる。
【００１１】
以上のように、本発明のインバータ回路は、発振回路にサーミスタを接続するだけの簡易な構成でありながら、温度変化に応じた最適な電力を出力する構成となり、低温時の脈流の発生を回避することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、管電流の監視をせずに、簡易な回路構成でありながら低温時に脈流の発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るインバータ回路を示す図である。
【図２】サーミスタの抵抗値の温度特性を示す図である。
【図３】発振周波数の温度特性を示す図である。
【図４】トランス出力回路の出力の周波数特性を示す図である。
【図５】ランプに供給する電力の温度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係るインバータ回路の構成を示すブロック図である。本実施形態のインバータ回路は、冷陰極管のランプ（ＬＡＭＰ）１１に接続されるトランス（ＴＲＡＮＳＦＯＲＭＥＲ）１２、トランス１２を駆動するドライバ（Ｄｒｉｖｅｒ）１３、およびドライバ１３を制御するコントロールＩＣ１４を備えている。
【００１５】
ドライバ１３には、トランス用電源供給回路（ＩＮＶ．ＰＯＷＥＲＳＵＰＰＬＹ）１７が接続され、コントロールＩＣ１４には、コントロール用電源供給回路（ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＯＷＥＲＳＵＰＰＬＹ）１８が接続される。ドライバ１３およびコントロールＩＣ１４には、それぞれ直流電力が供給される。ドライバ１３は、コントロールＩＣ１４から出力される制御信号に従ってトランス１２を駆動し、交流電力をランプ１１に印可する。トランス１２およびドライバ１３によりトランス出力回路を構成する。なお、本実施形態に係るインバータ回路は、ランプ１１の管電流の監視、およびデューティ比の変更を行わないオープンループ制御である。
【００１６】
コントロールＩＣ１４は、ドライバ１３に接続されるドライバ論理回路（Ｄｒｉｖｅｒ Ｌｏｇｉｃ）１５、および発振回路（Ｏｓｉｌｌａｔｏｒ）１６からなる。ドライバ論理回路１５は、発振回路１６の発振周波数に応じてドライバ１３を制御する制御信号を出力する。
【００１７】
発振回路１６には、固定抵抗２１、サーミスタ２２、およびコンデンサ２３が接続されている。固定抵抗２１とサーミスタ２２は、並列に発振回路１６に接続されている。発振回路１６、固定抵抗２１、サーミスタ２２、およびコンデンサ２３により、ＣＲ発振回路を構成している。発振回路１６の発振周波数は、固定抵抗２１およびサーミスタ２２の合成抵抗値と、コンデンサ２３の容量により決定される。サーミスタ２２は、本発明の温度変化型抵抗器に相当する。
【００１８】
図２は、サーミスタ２２の抵抗値の温度特性を示す図である。なお、同図の特性は説明のために一例を示したものであり、実際に測定した特性を示すものではない。
【００１９】
同図に示すように、サーミスタ２２は、温度Ｔ（℃）の上昇に応じて抵抗値ＲＴＨ（ｋΩ）が低下する負特性を有する。ここで、本実施形態のサーミスタ２２は、ランプ１１の温度を検知するように設置されており、ランプ１１の温度に応じて抵抗値が変化するように構成されている。したがって、固定抵抗２１およびサーミスタ２２の合成抵抗値Ｒ／／（ｋΩ）は、ランプの温度変化が低下すると抵抗値が上昇する特性を有する。
【００２０】
図３は、発振回路１６を含むＣＲ発信回路全体の発振周波数の温度特性を示す図である。なお、同図の特性についても、説明のために一例を示したものであり、実際に測定した特性を示すものではない。
【００２１】
上述のように、サーミスタ２２は、負特性を有するため、ランプ１１の温度が低い場合には、固定抵抗２１とサーミスタ２２の合成抵抗値Ｒ／／が高くなる。抵抗値が高くなると、時定数が高くなるため、ＣＲ発振回路の発振周波数は低くなる。したがって、同図に示すように、ＣＲ発振回路は、ランプ１１の温度Ｔ（℃）の上昇に応じて発振周波数ｆｒ（ｋＨｚ）が上昇する特性となる（低温時に周波数が低い特性となる）。
【００２２】
図４（Ａ）は、トランス１２を含むトランス出力回路全体の出力の周波数特性を示す図である。なお、同図の特性についても、説明のために一例を示したものであり、実際に測定した特性を示すものではない。
【００２３】
同図に示すように、本実施形態のインバータ回路におけるトランス出力回路は、周波数の低下に応じて出力電力（Ｗ）が上昇する特性を有する。コントロールＩＣ１４での発振周波数は、上述のように固定抵抗２１およびサーミスタ２２の合成抵抗値と、コンデンサ２３の容量により決定されるものであるが、主としてコンデンサ２３と固定抵抗２１によって周波数帯域が決められており、サーミスタ２２では、その発振周波数を微調整するように設けられている。
【００２４】
図３に示したように、ＣＲ発振回路は、低温時に発振周波数が低い特性を有するため、低温時にはコントロールＩＣ１４から低い周波数に対応する制御信号が出力される。したがって、本実施形態のインバータ回路におけるトランス出力回路の出力特性は、ランプ１１の温度が低い場合に出力が高くなり、温度変化に応じて出力が変化する特性を有するものとなる。
【００２５】
図５に、ランプ１１を駆動するために必要な供給電力の温度特性を示す。同図に示すように、冷陰極管は、ランプ温度に応じてインピーダンスが変化するため、低温時にはランプ１１を駆動する電力が多く必要である。供給電力が不足するとランプ１１の管電流には脈流が発生する。脈流が発生すると輝度の脈動を誘発し、表示品位を劣化させてしまう。
【００２６】
しかし、本実施形態のインバータ回路は、ランプ１１の温度が低い場合にトランス１２の出力が高くなる特性を有するため、温度変化に応じた最適な電力を出力する構成となり、低温時の脈流の発生を回避することができる。
【００２７】
図４（Ｂ）に、ランプ１１の管電流と発振回路１６の発振周波数との関係を示す。ランプ１１の温度が低い場合には、周波数が低下してトランス１２の出力が上昇するため、同図（Ｂ）に示すように、ランプ１１の管電流は、発振周波数の低下に応じて上昇する。例えば、ランプ１１の温度が十分に上昇した定常状態において発振周波数が４５ｋＨｚ、起動時（低温時）には発振周波数が４０ｋＨｚになるように設定すると、定常状態では管電流が１０ｍＡであるが、起動時には管電流が１１ｍＡ程度となり、定常状態より高い管電流となる。したがって、低温時の脈流の発生を回避することができる。
【００２８】
以上のように、本実施形態のインバータ回路は、発振回路１６に接続されている固定抵抗２１にサーミスタ２２を並列接続するだけの簡易な構成であり、フィードバックのないオープンループ制御でありながらも、ランプの温度変化に応じた最適な管電流に制御することができ、低温時の脈流の発生を回避することができる。
【００２９】
なお、トランス１２が周波数の低下に応じて出力が低下する正特性である場合、正特性のサーミスタ２２を用いることで、脈流の発生を回避することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１１…ランプ
１２…トランス
１３…ドライバ
１４…コントロールＩＣ
１５…ドライバ論理回路
１６…発振回路
２１…固定抵抗
２２…サーミスタ
２３…コンデンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極管を駆動するインバータ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶テレビ等のバックライトは、冷陰極管（ＣＣＦＬ）が多く用いられている。ＣＣＦＬは、ランプ温度に応じてインピーダンスが変化するため、ランプ温度によって各種特性が変化する。
【０００３】
例えば、特許文献１では、起動時の低温状態における低輝度を考慮して、ランプの温度が低い場合にインバータ回路の発振周波数を高く設定し、高速に輝度を上昇させる装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１０２３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＣＣＦＬは、駆動用インバータ回路のトランスの出力を一定とすると、起動時の低温状態において電力供給が不足し、脈流が発生する場合がある。脈流が発生すると輝度の脈動を誘発し、表示品位を劣化させてしまう。
【０００６】
特許文献１の装置では、ランプの温度が低い場合に発振周波数を高くするだけであり、出力が一定であるため、脈流を誘発するおそれがある。また、発振周波数が高くなると出力が低下するトランスを用いた場合には、さらに脈流を誘発する可能性が高くなる。
【０００７】
一般には、ランプの管電流を監視することにより、インバータ回路の出力を制御することで脈流を防止することができる。しかし、この場合、フィードバック系の制御回路が必要となり、複雑な回路を必要とする。また、特許文献１の装置についても、制御回路で発振周波数を制御するものであり、複雑な回路を必要とする。
【０００８】
そこで、本発明は、管電流の監視をせずに、簡易な回路構成でありながら低温時に脈流の発生を回避することができるインバータ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の冷陰極管駆動用のインバータ回路は、接続されるコンデンサおよび抵抗器により発振周波数が決定される発振回路と、前記発振回路の発振周波数に応じた電力を出力するトランスと、を備え、前記発振回路に、ランプ温度の変化に応じて抵抗値が変化する温度変化型抵抗器を接続したことを特徴とする。
【００１０】
このように、本発明のインバータ回路は、ランプ温度の変化に応じて発振回路に接続される抵抗器の抵抗値が変化し、発振周波数が変化する。例えば、ＣＲ発振回路であれば、抵抗値の上昇に応じて発振周波数が低下する。発振周波数が変化すると、トランスの出力が変化する。周波数が低くなれば出力が上昇するトランスを用いる場合、抵抗器として、ランプ温度の上昇に応じて抵抗値が低下する負特性の温度変化型抵抗器（サーミスタ）を用いるとよい。また、既存の発振回路であっても、固定抵抗にサーミスタを並列接続するだけで、ランプ温度の低下に応じて合成抵抗値が上昇する構成とすることができる。
【００１１】
以上のように、本発明のインバータ回路は、発振回路にサーミスタを接続するだけの簡易な構成でありながら、温度変化に応じた最適な電力を出力する構成となり、低温時の脈流の発生を回避することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、管電流の監視をせずに、簡易な回路構成でありながら低温時に脈流の発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るインバータ回路を示す図である。
【図２】サーミスタの抵抗値の温度特性を示す図である。
【図３】発振周波数の温度特性を示す図である。
【図４】トランス出力回路の出力の周波数特性を示す図である。
【図５】ランプに供給する電力の温度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係るインバータ回路の構成を示すブロック図である。本実施形態のインバータ回路は、冷陰極管のランプ（ＬＡＭＰ）１１に接続されるトランス（ＴＲＡＮＳＦＯＲＭＥＲ）１２、トランス１２を駆動するドライバ（Ｄｒｉｖｅｒ）１３、およびドライバ１３を制御するコントロールＩＣ１４を備えている。
【００１５】
ドライバ１３には、トランス用電源供給回路（ＩＮＶ．ＰＯＷＥＲＳＵＰＰＬＹ）１７が接続され、コントロールＩＣ１４には、コントロール用電源供給回路（ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＯＷＥＲＳＵＰＰＬＹ）１８が接続される。ドライバ１３およびコントロールＩＣ１４には、それぞれ直流電力が供給される。ドライバ１３は、コントロールＩＣ１４から出力される制御信号に従ってトランス１２を駆動し、交流電力をランプ１１に印可する。トランス１２およびドライバ１３によりトランス出力回路を構成する。なお、本実施形態に係るインバータ回路は、ランプ１１の管電流の監視、およびデューティ比の変更を行わないオープンループ制御である。
【００１６】
コントロールＩＣ１４は、ドライバ１３に接続されるドライバ論理回路（Ｄｒｉｖｅｒ Ｌｏｇｉｃ）１５、および発振回路（Ｏｓｉｌｌａｔｏｒ）１６からなる。ドライバ論理回路１５は、発振回路１６の発振周波数に応じてドライバ１３を制御する制御信号を出力する。
【００１７】
発振回路１６には、固定抵抗２１、サーミスタ２２、およびコンデンサ２３が接続されている。固定抵抗２１とサーミスタ２２は、並列に発振回路１６に接続されている。発振回路１６、固定抵抗２１、サーミスタ２２、およびコンデンサ２３により、ＣＲ発振回路を構成している。発振回路１６の発振周波数は、固定抵抗２１およびサーミスタ２２の合成抵抗値と、コンデンサ２３の容量により決定される。サーミスタ２２は、本発明の温度変化型抵抗器に相当する。
【００１８】
図２は、サーミスタ２２の抵抗値の温度特性を示す図である。なお、同図の特性は説明のために一例を示したものであり、実際に測定した特性を示すものではない。
【００１９】
同図に示すように、サーミスタ２２は、温度Ｔ（℃）の上昇に応じて抵抗値ＲＴＨ（ｋΩ）が低下する負特性を有する。ここで、本実施形態のサーミスタ２２は、ランプ１１の温度を検知するように設置されており、ランプ１１の温度に応じて抵抗値が変化するように構成されている。したがって、固定抵抗２１およびサーミスタ２２の合成抵抗値Ｒ／／（ｋΩ）は、ランプの温度変化が低下すると抵抗値が上昇する特性を有する。
【００２０】
図３は、発振回路１６を含むＣＲ発信回路全体の発振周波数の温度特性を示す図である。なお、同図の特性についても、説明のために一例を示したものであり、実際に測定した特性を示すものではない。
【００２１】
上述のように、サーミスタ２２は、負特性を有するため、ランプ１１の温度が低い場合には、固定抵抗２１とサーミスタ２２の合成抵抗値Ｒ／／が高くなる。抵抗値が高くなると、時定数が高くなるため、ＣＲ発振回路の発振周波数は低くなる。したがって、同図に示すように、ＣＲ発振回路は、ランプ１１の温度Ｔ（℃）の上昇に応じて発振周波数ｆｒ（ｋＨｚ）が上昇する特性となる（低温時に周波数が低い特性となる）。
【００２２】
図４（Ａ）は、トランス１２を含むトランス出力回路全体の出力の周波数特性を示す図である。なお、同図の特性についても、説明のために一例を示したものであり、実際に測定した特性を示すものではない。
【００２３】
同図に示すように、本実施形態のインバータ回路におけるトランス出力回路は、周波数の低下に応じて出力電力（Ｗ）が上昇する特性を有する。コントロールＩＣ１４での発振周波数は、上述のように固定抵抗２１およびサーミスタ２２の合成抵抗値と、コンデンサ２３の容量により決定されるものであるが、主としてコンデンサ２３と固定抵抗２１によって周波数帯域が決められており、サーミスタ２２では、その発振周波数を微調整するように設けられている。
【００２４】
図３に示したように、ＣＲ発振回路は、低温時に発振周波数が低い特性を有するため、低温時にはコントロールＩＣ１４から低い周波数に対応する制御信号が出力される。したがって、本実施形態のインバータ回路におけるトランス出力回路の出力特性は、ランプ１１の温度が低い場合に出力が高くなり、温度変化に応じて出力が変化する特性を有するものとなる。
【００２５】
図５に、ランプ１１を駆動するために必要な供給電力の温度特性を示す。同図に示すように、冷陰極管は、ランプ温度に応じてインピーダンスが変化するため、低温時にはランプ１１を駆動する電力が多く必要である。供給電力が不足するとランプ１１の管電流には脈流が発生する。脈流が発生すると輝度の脈動を誘発し、表示品位を劣化させてしまう。
【００２６】
しかし、本実施形態のインバータ回路は、ランプ１１の温度が低い場合にトランス１２の出力が高くなる特性を有するため、温度変化に応じた最適な電力を出力する構成となり、低温時の脈流の発生を回避することができる。
【００２７】
図４（Ｂ）に、ランプ１１の管電流と発振回路１６の発振周波数との関係を示す。ランプ１１の温度が低い場合には、周波数が低下してトランス１２の出力が上昇するため、同図（Ｂ）に示すように、ランプ１１の管電流は、発振周波数の低下に応じて上昇する。例えば、ランプ１１の温度が十分に上昇した定常状態において発振周波数が４５ｋＨｚ、起動時（低温時）には発振周波数が４０ｋＨｚになるように設定すると、定常状態では管電流が１０ｍＡであるが、起動時には管電流が１１ｍＡ程度となり、定常状態より高い管電流となる。したがって、低温時の脈流の発生を回避することができる。
【００２８】
以上のように、本実施形態のインバータ回路は、発振回路１６に接続されている固定抵抗２１にサーミスタ２２を並列接続するだけの簡易な構成であり、フィードバックのないオープンループ制御でありながらも、ランプの温度変化に応じた最適な管電流に制御することができ、低温時の脈流の発生を回避することができる。
【００２９】
なお、トランス１２が周波数の低下に応じて出力が低下する正特性である場合、正特性のサーミスタ２２を用いることで、脈流の発生を回避することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１１…ランプ
１２…トランス
１３…ドライバ
１４…コントロールＩＣ
１５…ドライバ論理回路
１６…発振回路
２１…固定抵抗
２２…サーミスタ
２３…コンデンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続されるコンデンサおよび抵抗器により発振周波数が決定される発振回路と、
前記発振回路の発振周波数に応じた電力を出力するトランス出力回路と、
を備えた冷陰極管駆動用のインバータ回路において、
前記発振回路に、ランプ温度の変化に応じて抵抗値が変化する温度変化型抵抗器を接続したことを特徴とするインバータ回路。
【請求項２】
前記トランス出力回路は、周波数の低下に応じて出力が上昇する特性を有し、
前記温度変化型抵抗器は、ランプ温度の低下に応じて抵抗値が上昇する特性を有し、
前記発振回路は、前記抵抗値が上昇すると、発振周波数が低下する特性を有する請求項１に記載のインバータ回路。
【請求項３】
前記発振回路は、固定抵抗を有し、当該固定抵抗に前記温度変化型抵抗器を並列に接続する請求項１または請求項２に記載のインバータ回路。
【請求項１】
接続されるコンデンサおよび抵抗器により発振周波数が決定される発振回路と、
前記発振回路の発振周波数に応じた電力を出力するトランス出力回路と、
を備えた冷陰極管駆動用のインバータ回路において、
前記発振回路に、ランプ温度の変化に応じて抵抗値が変化する温度変化型抵抗器を接続したことを特徴とするインバータ回路。
【請求項２】
前記トランス出力回路は、周波数の低下に応じて出力が上昇する特性を有し、
前記温度変化型抵抗器は、ランプ温度の低下に応じて抵抗値が上昇する特性を有し、
前記発振回路は、前記抵抗値が上昇すると、発振周波数が低下する特性を有する請求項１に記載のインバータ回路。
【請求項３】
前記発振回路は、固定抵抗を有し、当該固定抵抗に前記温度変化型抵抗器を並列に接続する請求項１または請求項２に記載のインバータ回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２６２８７４（Ｐ２０１０−２６２８７４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１４１３９（Ｐ２００９−１１４１３９）
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
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