JP2005071681A - 高圧トランスおよびこれを用いた放電灯駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 高圧トランスの２次側巻線において従来の絶縁性能を維持しつつ、長尺化する放電灯に対応して高電圧を出力する。
【解決手段】 １次側巻線１５０に印加される交流電圧を昇圧して、２次側高圧巻線１１０ａ，１１０ｂに所定の交流電圧を発生せしめる。２次側高圧巻線１１０ａ，１１０ｂは、２つの独立した高圧巻線（１１０ａ，１１０ｂ）を備えてなり、各高圧巻線（１１０ａ，１１０ｂ）の巻回方向を互いに逆向きとして、各高圧巻線（１１０ａ，１１０ｂ）の出力電圧の位相を互いに１８０度ずらす。これにより、接続される放電灯への印加電圧を大幅に増大する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、液晶表示パネルにおけるバックライト用放電灯の点灯回路に用いられる高圧トランスおよびこれを用いた放電灯駆動回路に関し、特にＤＣ／ＡＣインバータ回路に用いられる複数の放電灯を同時点灯する高圧トランスおよびこれを用いた放電灯駆動回路に関するものである。

従来より、例えば、ノートパソコン等に使用される各種液晶表示パネルのバックライト用として数本以上の冷陰極放電ランプ（以下、ＣＣＦＬと称する）を同時に放電、点灯させるようにしたものが知られている。このようにＣＣＦＬを数本以上用いることで、液晶表示パネルの高輝度化、均一照明化等の要請に対応することができる。

この種のＣＣＦＬを点灯させる回路としては、１２Ｖ程度の直流電圧を、高圧トランスを用い、６０ｋＨｚ、２０００Ｖ程度以上の高周波電圧に変換して放電を開始せしめるインバータ回路が一般的である。なお、上記放電開始後において、このインバータ回路は、上記高周波電圧をＣＣＦＬの放電維持に必要な８００Ｖ程度まで低下させるように制御する。

このようなインバータ回路に使用される高圧トランス（インバータトランス）としては、例えば、下記特許文献１等に記載された図６に示すような放電灯駆動回路に搭載したものが知られている。

この放電灯駆動回路は、２次側巻線としての高圧巻線２１０で発生させた高電圧を、接続コネクタ２３０を介してＣＣＦＬ２２０に印加するように構成されている。なお、高圧巻線２１０の出力電圧の位相は、図７（ｂ）に示すように１次側巻線２４０の入力電圧の位相（図７（ａ）参照）と同相となる状態（図７（ｂ）参照）、あるいは１次側巻線２４０の入力電圧の位相と逆相となる状態（図示せず）とされる。

なお、上記高圧巻線２１０を並列して２つ設け、各々にＣＣＦＬを接続し、１つの高圧トランスにより２つのＣＣＦＬを点灯可能としたものも知られている。

特開平５−８９９８９号公報

しかしながら、今日の液晶表示パネルの大型化等に応じ、バックライト用のＣＣＦＬとしても従来のものよりもさらに長尺なものを使用する必要が生じてきており、ＣＣＦＬの点灯開始電圧をさらに高電圧なものとすることが求められている。このため、２次側巻線の巻回数を増加させ、昇圧比を増大せしめて２次側の出力電圧をより高めることも可能であるが、実際には２次側巻線の絶縁性能を数千Ｖ程度まで上げることは、大幅な製造コストの増大なしには難しいものとされており、従来の手法によって長尺のＣＣＦＬを点灯駆動することは事実上困難であった。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、２次側巻線において従来の絶縁性能を維持しつつ、長尺化する放電灯に対応し低コストで高電圧を出力することが可能な高圧トランスを提供することを目的とする。また、本発明は、このような高圧トランスを用いた放電灯駆動回路を提供することを目的とする。

このような目的を達成し得る本発明の高圧トランスは、１次側巻線部に印加される交流電圧を昇圧して、２次側巻線部に所定の交流電圧を発生せしめる放電灯点灯用の高圧トランスにおいて、
前記２次側巻線部は、互いに独立した交流電圧を発生せしめる２つの高圧巻線を備え、これらの各高圧巻線は出力電圧の位相を互いに１８０度ずらすように巻回方向が互いに逆向きとなるように構成されてなることを特徴とするものである。

また、前記２つの高圧巻線の巻回数が略同様とすることが好ましい。

また、本発明の高圧トランスにおいて、前記１次側巻線および前記２次側巻線を一体にパッケージすることが好ましい。

また、本発明の放電灯駆動回路は、前記高圧トランスを搭載したことを特徴とするものである。

本発明の高圧トランスによれば、２つの独立した高圧巻線により２次側巻線を構成し、各高圧巻線の巻回方向を互いに逆向きとすることにより、各高圧巻線の出力電圧の位相を互いに１８０度ずらすようにしている。

したがって、放電灯の両端子にそれぞれ高圧巻線を接続することにより、１つの高圧巻線の場合と比較して２倍の高電圧を印加することができ、長尺化した放電灯に対して十分な点灯開始電圧を供給することができる。

また、各高圧巻線の出力電圧は従来と同様であるため、２次側巻線において絶縁性能を向上させる必要がなく、コストアップを抑制することができる。

さらに、２つの高圧巻線に対して長尺な１本の放電灯を接続することにより、従来のように２本の放電灯を接続した場合と同様の明るさを得ることができる。そして、この場合には、接続コネクタの数を１つとすることができ、コストダウンを図ることができる。特に、液晶表示装置等のバックライトとしてＵ字状等の長尺な放電灯を使用した場合には、直管型のＣＣＦＬ２本分の照明機能を有することができることから、接続コネクタの数が減少し、製造コストを低減することができる。

また、２つの高圧巻線の巻回数を略同様とすることにより放電灯への印加電圧を効率よく増大することができる。

また、１次側巻線および２つの高圧巻線からなる２次側巻線を一体にパッケージすることにより、液晶表示装置等の組み立て作業が容易となり、製造コストを低減することができる。

また、本発明の放電灯駆動回路によれば、上述した高圧トランスが奏する効果を享受することができる。

以下、本発明の実施形態に係る高圧トランスについて、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図５（ａ）は、本発明の実施形態に係る高圧トランスの内部を示す平面図であり、図５（ｂ）は、この高圧トランスの縦断面図である。

本実施形態の高圧トランスは、ＤＣ／ＡＣインバータ回路内で使用されるインバータトランスであり、図５（ａ），（ｂ）に示すように、互いに対向する上下１対のフェライトからなるコア１ａ，１ｂの間に、１次側巻線２および２つの２次側高圧巻線３ａ，３ｂが配されるように構成される。１次側巻線２は、下コア１ｂの内壁面の溝内に嵌め入れられた状態で巻回されており、一方、１次側巻線の内側に配された２つの２次側高圧巻線３ａ，３ｂは、左右２つの両鍔を有するボビン４ａ，４ｂの各々に巻回されることとなる。

１次側巻線２および２次側高圧巻線３ａ，３ｂ等の高圧トランスを構成する各部品は、ケース５内に納められてパッケージ化される。
また、各２次側高圧巻線３ａ，３ｂは、図５（ａ）において矢印で示すように、それぞれ巻回方向を互いに逆向きとすることにより、各２次側高圧巻線３ａ，３ｂの出力電圧の位相が互いに１８０度ずれるように構成される。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の高圧トランスを搭載した放電灯駆動回路の第１の実施形態を示す回路図である。

第１の実施形態に係る放電灯駆動回路は、図１に示すように、１次側にロイヤー発振回路４０を用いたもので、２次側には２つの２次側高圧巻線１０ａ，１０ｂが、それぞれ巻回方向を互いに逆向きとなるよう配設され、両２次側高圧巻線１０ａ，１０ｂには、接続コネクタ３０を介して長尺な１本のＵ字状ＣＣＦＬ２０が接続される。なお、接続されるＣＣＦＬとしては他の形状のものとすることも可能である。

このような構成からなる放電灯駆動回路では、直流電源ライン（Ｖｃｃ）から電圧を供給されたロイヤー発振回路４０は交流電圧を発生する。高圧トランスは、１次側巻線５０に入力されたこの交流電圧を昇圧して、２つの２次側高圧巻線１０ａ，１０ｂから高圧の交流電圧を発生させる。ここで、２つの２次側高圧巻線１０ａ，１０ｂの巻回数は互いに等しい値に設定されている。また、一方の２次側高圧巻線１０ａおよび他方の２次側高圧巻線１０ｂは共に高圧巻線巻終り側が接地されている。

また、図２に示すように、一方の２次側高圧巻線１０ａの出力電圧（ｂ）の位相は、１次側巻線５０の入力電圧（ａ）の位相と同相となっており、他方の２次側高圧巻線１０ｂの出力電圧（ｃ）の位相は、１次側巻線５０の入力電圧（ａ）の位相と１８０度ずれた逆相とされている。このように、２つの２次側高圧巻線１０ａ，１０ｂの出力電圧（ｂ），（ｃ）の位相が互いに１８０度ずれているため、ＣＣＦＬ２０への印加電圧（ｄ）は、各２次側高圧巻線１０ａ，１０ｂの出力電圧の差となり、従来の放電灯駆動回路と比較して２倍の出力電圧を得ることができ、長尺のＵ字状ＣＣＦＬ２０の点灯駆動が可能となる。

これにより、例えばＣＣＦＬ２０を液晶表示パネルのバックライトとして用いた場合には、従来の直管型のＣＣＦＬを２本配設したのと同様の照明効果を奏することができる。さらに、接続コネクタ３０は１つでよいことから、製造コストの低減を図ることができる。
なお、図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ図１の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の各位置における電圧の位相を示している。

＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の高圧トランスを搭載した放電灯駆動回路の第２の実施形態を示す回路図である。

第２の実施形態に係る放電灯駆動回路は、図３に示すように、１次側にフルブリッジ回路１４０を用いたもので、２次側には２つの２次側高圧巻線１１０ａ，１１０ｂが、それぞれ巻回方向を互いに逆向きとなるよう配設され、両２次側高圧巻線１１０ａ，１１０ｂには、長尺な直管状の１本のＣＣＦＬ１２０が接続される。なお、接続されるＣＣＦＬとしては他の形状のものとすることも可能である。

また、高圧トランスの１次側に接続されたフルブリッジ回路１４０および点灯制御部１６０によりインバータ回路が構成される。

このような構成からなる放電灯駆動回路では、直流電源ライン（Ｖｃｃ）から電圧を供給されたフルブリッジ回路１４０は交流電圧（矩形波形状）を発生する。高圧トランスは、１次側巻線１５０に入力されたこの交流電圧を昇圧して、２つの２次側高圧巻線１１０ａ，１１０ｂから高圧の交流電圧を発生させる。なお、第２の実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様に、２つの２次側高圧巻線１１０ａ，１１０ｂの巻回数は互いに等しい値に設定されている。また、一方の２次側高圧巻線１１０ａおよび他方の２次側高圧巻線１１０ｂは共に高圧巻線巻終り側が接地されている。

また、図４に示すように、一方の２次側高圧巻線１１０ａの出力電圧（ｂ）の位相は、１次側巻線１５０の入力電圧（ａ）の位相（矩形波）と同相となっており、他方の２次側高圧巻線１１０ｂの出力電圧（ｃ）の位相は、１次側巻線１５０の入力電圧（ａ）の位相（矩形波）と１８０度ずれた逆相とされている。このように、２つの２次側高圧巻線１１０ａ，１１０ｂの出力電圧（ｂ），（ｃ）の位相が互いに１８０度ずれているため、ＣＣＦＬ１２０への印加電圧（ｄ）は、各２次側高圧巻線１１０ａ，１１０ｂの出力電圧の差となり、従来の放電灯駆動回路と比較して２倍の出力電圧を得ることができる。

これにより、例えばＣＣＦＬ１２０を液晶表示パネルのバックライトとして用いた場合には、従来の長さのＣＣＦＬを用いるよりも大型画面のものに対応することができる。さらに、接続コネクタ（図示せず）は１つでよいことから、製造コストの大幅増大を回避することができる。
なお、図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ図３の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の各位置における電圧の位相を示している。

＜他の実施形態＞
本発明の高圧トランスは、インバータトランスに限られず、その他の種々のトランスに適用することができる。

また、１次側巻線と２次側巻線の配置構成は、図５に示すものに限られず、Ｅ字形状のコアを対向させた閉磁路構造タイプのものやＩ字形状のコアによる開磁路構造タイプのもの等の従来知られている種々のタイプの配置構成とすることができる。

また、２次側巻線部を構成する２つの高圧巻線の巻回数比としては１：１に限られず、これ以外のものを適宜選択することが可能である。

また、高圧トランスに用いるコアは、フェライトにより形成されていることが好ましいが、この他例えば、パーマロイ、センダスト、鉄カルボニル等の材料を用いることができ、これらの微粉末を圧縮成型したダストコアを使用することもできる。

また、放電灯はＣＣＦＬに限られず、蛍光灯等、他の放電灯を用いることができる。

また、放電灯の形状は直管型やＵ字状のものに限られず、折り返し状に複数の屈曲部を有する屈曲管、渦巻管等を用いることができる。屈曲管等を用いることにより、液晶表示装置のバックライト用放電灯等として使用した場合には、その使用本数を減らして従来と同様の明るさを得ることができる。

本発明の高圧トランスを搭載した第１の実施形態に係る放電灯駆動回路を示す回路図 図１に示す第１の実施形態に係る放電灯駆動回路の各部における入出力電圧の説明図 本発明の高圧トランスを搭載した第２の実施形態に係る放電灯駆動回路を示す回路図 図３に示す第２の実施形態に係る放電灯駆動回路の各部における入出力電圧の説明図 本発明の実施形態に係る高圧トランスの内部を示す平面図（ａ）および縦断面図（ｂ） 従来の高圧トランスを搭載した放電灯駆動回路を示す回路図 従来の高圧トランスを搭載した放電灯駆動回路の各部における入出力電圧の説明図

符号の説明

１ａ，１ｂ コア
２ １次側巻線
３ａ，３ｂ ２次側巻線（２次側高圧巻線）
４ａ，４ｂ ボビン
５ ケース
１０ａ，１０ｂ ２次側巻線（２次側高圧巻線）
２０ ＣＣＦＬ（冷陰極放電ランプ）
３０ 接続コネクタ
４０ ロイヤー発振回路
５０ １次側巻線
１１０ａ，１１０ｂ ２次側巻線（２次側高圧巻線）
１２０ ＣＣＦＬ（冷陰極放電ランプ）
１４０ フルブリッジ回路
１５０ １次側巻線
１６０ 点灯制御部
２１０ ２次側巻線（２次側高圧巻線）
２２０ ＣＣＦＬ（冷陰極放電ランプ）
２３０ 接続コネクタ
２４０ １次側巻線

Claims (4)

1. １次側巻線部に印加される交流電圧を昇圧して、２次側巻線部に所定の交流電圧を発生せしめる放電灯点灯用の高圧トランスにおいて、
   前記２次側巻線部は、互いに独立した交流電圧を発生せしめる２つの高圧巻線を備え、これらの各高圧巻線は出力電圧の位相を互いに１８０度ずらすように巻回方向が互いに逆向きとなるように構成されてなることを特徴とする高圧トランス。
2. 前記２つの高圧巻線の巻回数が略同様とされていることを特徴とする請求項１記載の高圧トランス。
3. 前記１次側巻線および前記２次側巻線を一体にパッケージしたことを特徴とする請求項１または２記載の高圧トランス。
4. 請求項１から３のうちいずれか１項記載の高圧トランスを搭載したことを特徴とする放電灯駆動回路。

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