逆变器驱动电路的制作方法

专利名称：：逆变器驱动电路的制作方法
技术领域：
：本发明涉及同时驱动多个放电灯的逆变器驱动电路，尤其涉及对笔记本电脑、液晶电视等中使用的各种显示面板的背光灯用的冷阴极放电灯(CCFL)同时进行驱动的逆变器驱动电路。
背景技术：
：以往，公知有为了驱动各种显示面板的背光灯用的CCFL而搭载了升压变压器的逆变器驱动电路。另外，近年，与显示面板的大型化的要求对应，可同时驱动多个CCFL的逆变器驱动电路受到关注。在这样的逆变器驱动电路中，采用例如如特开2006—12781号公报中记载的平衡变压器，该平衡变压器与上述升压变压器分开设置，并具有用于将多个CCFL中流动的电流加在一起的特殊构成。但是，这样的平衡变压器在小型化方面受到局限，另外，由于一般配置在CCFL的前段，因此确保其设置空间(基板面积)在促进显示面板小型化方面成为障碍。根据该情况，通过研究电路构成，还尝试了具有与平衡变压器同样功能的逆变器驱动电路的开发。例如，公知有如特开2006—59761号公报所记载的在升压变压器的一次绕线的前段连接串联谐振电路的构成。这样，通过在多个一次绕线的前段连接串联谐振电路，从而可在不使用平衡变压器的情况下使各一次绕线中流动的电流值近似相等。但是，在特开2006—59761号公报所记载的电路构成中，配置在串联谐振电路的后段的各变压器一次绕线相对于电源相互串联连接，施加到各变压器一次绕线的电压根据该一次绕线的数量被分压，所以必须使绕线比更大，因而该构成在效率上存在问题。
发明内容本发明鉴于上述情况而实现，目的在于提供一种逆变器驱动电路，其在同时驱动多个放电灯时，实现各放电灯中流动的电流的平衡化，并且与使用了平衡变压器的现有技术相比，可大幅度降低设置空间，进而能高效获得施加到各放电灯的二次侧电压。本发明涉及的第一逆变器驱动电路包括开关电路，其构成为基于直流电压生成高频交流电压并输出；和升压变压器，其将从该开关电路输出的该高频交流电压升压，该逆变器驱动电路将该升压变压器的二次侧输出施加给放电灯，从而能驱动该放电灯，该逆变器驱动电路构成为与多个所述放电灯的每一个对应地设置所述升压变压器的一次绕线,并且该一次绕线相对所述开关电路并联连接，还构成为在所述开关电路的后段，与所述一次绕线对应地连接串联谐振电路。进而，希望所述升压变压器的一次绕线与所述电容元件并联连接，并且与所述电感元件串联连接。另外，希望设置多个所述放电灯，与这些多个放电灯的每一个对应地设置所述升压变压器，按照该多个放电灯的每一个中流动的电流值相互相等的方式进行设定，在设此时的频率为fd的情况下，将该频率fd作为逆变器驱动电路的开关元件的动作频率。另外，本发明涉及的第二逆变器驱动电路驱动多个放电灯，其中包括:串联谐振电路，其以所述多个放电灯中流动的电流值相互近似相等时的频率来驱动开关元件，与所述多个放电灯的每一个对应地设置；和升压变压器，其对该串联谐振电路的每一个的一部分元件并联连接一次绕线，该第二逆变器驱动电路构成为通过产生与所述串联谐振电路的Q值和输入电压Vin的积相关的电压，从而使所述多个放电灯的每一个中流动的电流值相互近似相等。另外，希望上述本发明涉及的第一以及第二逆变器驱动电路在设所述多个放电灯的每一个中流动的电流值相互相等时的频率为fd的情况下，按照使该频率fd为谐振频率的方式，设定构成所述串联谐振电路的各元件的常数。另外，希望在上述本发明涉及的第一以及第二逆变器驱动电路中，所述串联谐振电路由电感元件和电容元件构成。(发明效果)根据本实施方式涉及的第一逆变器驱动电路，构成为分别对与多个放电灯的每一个对应设置的升压变压器的各一次绕线连接串联谐振电路，且按照使这些多个放电灯中流动的电流值相互近似相等的方式，设定构成串联谐振电路的各元件的常数，因此即使不使用平衡变压器，也可实现各放电灯中流动的电流的平衡化(使电流值近似相等)，可大幅降低驱动电路的设置空间。另外，与各一次绕线的每一个对应的串联谐振电路相对开关电路相互并联连接，因此如所述的现有技术那样，不会成为施加到各一次绕线的一次电压被分压的状态，能高效获得施加到各放电灯的二次侧电压。另外，根据本实施方式涉及的第二逆变器驱动电路，与各放电灯的每一个对应设置了串联谐振电路，在该串联谐振电路中，按照使多个放电灯中流动的电流值相互近似相等时的频率为谐振频率的方式设定构成元件的常数。另外，构成为对该串联谐振电路的每一个的一部分元件分别并联连接升压变压器的一次绕线，通过产生与串联谐振电路的Q值和输入电压Vin的积相关的电压，并利用上述Q值根据与该串联谐振电路连接的电阻成分而变化的作用，从而这些多个放电灯的每一个中流动的电流值相互近似相等。由此，与上述第一逆变器驱动电路同样，可实现各放电灯中流动的电流的平衡化，并可大幅度降低驱动电路的设置空间，且可高效获得施加到各放电灯的二次测电压。图1是表示本发明的实施方式涉及的逆变器驱动电路的构成例的电路图2是图1所示的逆变器驱动电路的等效电路图3是表示图2所示的逆变器驱动电路的串联谐振电路的常数重新设定前的电路常数的等效电路图4是表示在本发明的实施方式涉及的逆变器驱动电路中，管电流相对于各串联谐振电路的频率变化的变化特性的例子的特性曲线图。图中13—升压变压器部；4一直流电源；5—交流电源；1113—谐振用扼流线圈；1416—谐振用电容器；2123—CCFL;5153—串联谐振电路；101—开关电路。具体实施例方式以下，参照图1图4，对本发明的实施方式涉及的逆变器驱动电路进行说明。首先，利用图1，对本发明的实施方式涉及的逆变器驱动电路的电路构成例进行说明。本发明的实施方式涉及的逆变器驱动电路，例如适用于同时使多个在液晶电视等所使用的各种液晶显示面板的背光灯中使用的冷阴极放电灯(下面称CCFL)放电、点亮的装置，在下面的构成例中，以同时被驱动的CCFL是3个的情况为例进行说明。这样的逆变器驱动电路构成为主要包括开关电路(在图1中表示为"SW")101;与被驱动的CCFL2123对应设置的三个升压变压器部(在图1中，分别表示为"T1"、"T2"、"T3")13;和分别设置在各个升压变压器部13的一次侧的串联谐振电路5153。另外，升压变压器部l3并不限定于相互独立，也可采用组合为一体的多输出变压器的各变压器部的方式。开关电路101在其输入侧连接直流电源4，基于该直流电源4的输出电压来生成高频高电压，因此其构成本身作为这种电路是公知的，例如，使用采用了晶体管的全桥(foilbridge)电路等构成。在该开关电路101的输出侧，与第一第三升压变压器部13对应设置的第一第三串联谐振电路5153相对于该开关电路101相互并联连接，并且经由第一第三串联谐振电路5153而第一第三升压变压器部13的一次侧相互连接。g卩，串联谐振电路5153构成为经由开关电路101相对于直流电源4相互并联连接。在此，第一第三串联谐振电路5153基本上具有相同构成，因此成为谐振用扼流线圈(在图1中，分别表示为"L1"、"L2"、"L3")1113、和谐振用电容器(在图1中，分别表示为"C1"、"C2"、"C3")1416串联连接而构成的结构。并且，在与谐振用扼流线圈11串联连接的谐振用电容器14的两端连接有第一升压变压器部1的一次侧，另外，在与谐振用扼流线圈12串联连接的谐振用电容器15的两端连接有第二升压变压器部2的一次侧，并且，在与谐振用扼流线圈13串联连接的谐振用电容器16的两端连接有第三升压变压器部3的一次侧。另一方面，在第一第三升压变压器部13的二次侧，分别连接有CCFL2123。串联谐振电路5153以规定输出频率动作并将其输出施加到第一第三升压变压器部13的一次侧，从而这样的构成的逆变器驱动电路可不使用平衡变压器地使各CCFL2123的管电流值近似均匀(平衡)。下面，参照图2图4，对逆变器驱动电路的作用和动作进行详细描述。首先，图2是图l所示的逆变器驱动电路的等效电路，对该等效电路进行说明。在图2中，作为开关电路101的具体电路例，例示了使用两个N沟道MOS场效应晶体管Ml、M3和两个P沟道MOS场效应晶体管M2、M4，由全桥电路构成的例子。该开关电路101的电路构成只是一个例子，若采用这种开关电路，则当然可以是使用了半桥电路或推换(pushpull)电路等其他电路构成的电路。第一升压变压器部1的一次侧可表示为一次绕线电感L4a与一次绕线电阻R1串联连接的结构。这对第二和第三升压变压器2、3也是同样的，第二升压变压器部2的一次侧可表示为一次绕线电感L5a与一次绕线电阻R2串联连接的结构，第三升压变压器部3的一次侧可表示为一次绕线电感L6a与一次绕线电阻R3串联连接的结构。另外，在对第一第三升压变压器部13的二次侧进行说明时，第一升压变压器部1的二次侧可表示为二次绕线电感L4b与二次绕线电阻R4串联连接的结构，第二升压变压器部2的二次侧可表示为二次绕线电感L5b与二次绕线电阻R5串联连接的结构，第三升压变压器部3的二次侧可表示为二次绕线电感L6b与二次绕线电阻R6串联连接的结构。进而，与第一第三升压变压器部13的二次侧连接的各CCFL2123可等效于电阻和电容器并联连接的电路。即，具体而言，CCFL21可表示为电阻R7和电容器C4的并联连接电路，CCFL22可表示为电阻R8和电容器C5的并联连接电路，CCFL23可表示为电阻R9和电容器C6的并联连接电路。另外，电容器C4、C5、C6是在各CCFL2123与液晶显示面板的帧(frame)等(未图示)之间产生的浮游电容，也称作"面板浮游电^*o在该图2中，具体记载的电路常数是一个例子，尤其是，如后面所述，表示了进行第一第三串联谐振电路5153的电路常数的重新设定后的常数的一个例子。下面，对开关电路101的输出频率的设定和串联谐振电路5153的电路常数的设定进行说明。首先，串联谐振电路5153的各自的谐振用扼流线圈1113、和谐振用电容器1416暂且基于仿真或试验数据等选择适当的值的元件。例如，在图3中，该阶段的临时的电路常数的例子以之前的等效电路的形式表示。另外，在该图3中，开关电路101表示为将交流电源5和电阻R10串联连接后的电路。然后，按照使开关电路101的输出电压的频率例如从低频向高频缓慢变化的方式进行频率扫描。该频率的变化范围可基于仿真或试验数据等预先设定可使各CCFL2123的管电流值近似相等的频率范围，这样优选基于预测出的频率范围进行设定。并且，在图4中表示了一个例子，通过进行开关电路IOI的输出电压的频率扫描，可检测使CCFL2123的管电流值近似一致的频率fd。图4是表示如上述那样使开关电路101的输出电压的频率变化时CCFL2123的管电流变化的一个例子的图，图中，标注符号a的特性曲线表示CCFL21的管电流变化，标注符号b的特性曲线表示CCFL22的管电流变化，标注符号c的特性曲线表示CCFL23的管电流变化。这样，检测出的管电流值一致的频率fd最终被确定为开关电路101的动作频率、即输出频率。接着，按照使各串联谐振电路5153的谐振频率成为如上述那样求出的频率fd的方式，重新设定第一第三串联谐振电路5153的谐振用扼流线圈1113和谐振用电容器1416的值。该谐振用扼流线圈1113和谐振用电容器1416的常数的重新设定未必要再次设定电感和静电电容双方。即，该常数的重新设定依赖于重新设定前的各个串联谐振电路5153的谐振频率与重新设定后的谐振频率fd的偏差的大小，只要根据该频率的偏差的大小来适当重新设定电感或静电电容中的任一方或双方即可。图2中的串联谐振电路5153的电路常数是对图3所示的电路例的常数进行重新设定后的电路常数，在该例中，仅重新设定了串联谐振电路5153的谐振用扼流线圈1113的电感值。这样，设定开关电路101的输出频率，并且重新设定第一第三串联谐振电路5153的谐振频率，驱动CCFL2123，从而管电流值变得大致均匀。在这种构成中，假如考虑CCFL2123的阻抗变动的情况，则CCFL2123的阻抗的变动当然在第一第三升压变压器部13的一次侧也根据其绕线比而出现，如从图2的等效电路可明确，成为各串联谐振电路5153的谐振用电容器1416的两端的变化。当从与串联谐振电路5153的谐振用电容器1416并联连接的变压器的一次侧观察的阻抗值变化时，由交流电路逻辑可知，该变化会导致串联谐振电路的Q值的变化。具体而言，若从与谐振用电容器1416并联连接的变压器的一次侧观察的阻抗值增大，则串联谐振电路5153的Q值上升。另一方面，由于谐振用电容器1416的两端的电压Vc利用开关电路101的输出电压、即施加到串联谐振电路5153的两端的电压Vin表示为QXVin，因此Q值的上升会导致电压Vc的上升，该上升还会传递到升压变压器部13的二次侧。其结果，由于施加到CCFL2123的电压上升，因此伴随阻抗的增大的CCFL2123的管电流值的减少被补偿，从而无论阻抗如何变动，都维持在大致一定的管电流值。另一方面，在CCFL2123的阻抗减小时，与上述情况相反，由于串联谐振电路5153的Q值降低，因此会导致谐振用电容器1416的两端的电压Vc的下降。其结果，在升压变压器部13的二次侧，施加到CCFL2123的电压降低，因此导致管电流值减少，由阻抗减少引起的电流增加被抑制，与阻抗增大时同样，管电流值被补偿，从而维持在大致一定的管电流值。在下述表1中，表示了两个试验例。下面，对该图的试验例进行说明。首先，在表1(a)所示的第一例中，CCFL2123其阻抗分别是150KQ、75Kfi、225KQ，另外，面板浮游电容分别是6pF、7.5pF、4.5pF。然后，可确认各管电流值的偏差极小，CCFL21的管电流值为11.35(mA(rms))，CCFL22的管电流值为11.41(mA(rms))，CCFL23的管电流值为11.12(mA(rms))。在该的一例中，若将管电流值的偏差A定义为A={(管电流值的最大值与最小值的差)/(管电流的最小值)}xl00(%)，则厶=2.6%。接着，表1(b)所示的第二例与上述第一例的不同点在于，CCFL22的面板浮游电容是4.5pF，CCFL23的面板浮游电容是7.5pF。然后，在该第二例中，CCFL21的管电流值为11.39(mA(rms))，CCFL22的管电流值为11.45(mA(rms))，CCFL23的管电流值为11.14(mA(rms))，这些管电流值的偏差A为2.8。％，与上述第一例同样，管电流值的偏差极小。表1(a)第1例<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>另外，在上述例子中，表示了同时驱动三个CCFL2123时的构成例，但同时驱动的CCFL的个数当然并不限定于此，可设为任意个数，参照如上所述的构成例来构成即可。进而，在取代CCFL而驱动其他放电灯时，当然可应用本发明装置。另外，图l所示的电路构成只是一例，无需限定于此，只要是可发挥同样作用、动作的构成则可采用其他电路构成。例如，串联谐振电路与升压变压器的一次绕线的连接方式并不限定于图2的方式。另外，在上述实施方式中，省略了图示，但设置了控制开关电路101用的控制部。将在任意一个CCFL的低压侧检测出的信号反馈到该控制部，由此进行定电流控制。权利要求1.一种逆变器驱动电路，包括开关电路，其构成为基于直流电压生成高频交流电压并输出；和升压变压器，其将从该开关电路输出的该高频交流电压升压，该逆变器驱动电路将该升压变压器的二次侧输出施加给放电灯，从而能驱动该放电灯，该逆变器驱动电路构成为与多个所述放电灯的每一个对应地设置所述升压变压器的一次绕线，并且这些各一次绕线相对所述开关电路并联连接，还构成为在所述开关电路的后段，与所述各一次绕线的每一个对应地连接串联谐振电路。2.根据权利要求l所述的逆变器驱动电路，其特征在于，所述串联谐振电路由电感元件和电容元件构成。3.根据权利要求2所述的逆变器驱动电路，其特征在于，所述升压变压器的一次绕线与所述电容元件并联连接，并且与所述电感元件串联连接。4.根据权利要求l所述的逆变器驱动电路，其特征在于，按照所述多个放电灯的每一个中流动的电流值相互相等的方式进行设定，在设此时的频率为fd的情况下，将该频率fd作为逆变器驱动电路的开关元件的动作频率。5.根据权利要求l所述的逆变器驱动电路，其特征在于，在设所述多个放电灯的每一个中流动的电流值相互相等时的频率为fd的情况下，按照使该频率fd为谐振频率的方式，设定构成所述串联谐振电路的各元件的常数。6.—种逆变器驱动电路，其驱动多个放电灯，包括串联谐振电路，其以所述多个放电灯中流动的电流值相互近似相等时的频率来驱动开关元件，并与所述多个放电灯的每一个对应设置；和升压变压器，其对该串联谐振电路的每一个的一部分元件并联连接一次绕线，该逆变器驱动电路构成为通过产生与所述串联谐振电路的Q值和输入电压Vin的积相关的电压，从而使所述多个放电灯的每一个中流动的电流值相互近似相等。7.根据权利要求6所述的逆变器驱动电路，其特征在于，在设所述多个放电灯的每一个中流动的电流值相互相等时的频率为fd的情况下，按照使该频率fd为谐振频率的方式，设定构成所述串联谐振电路的各元件的常数。8.根据权利要求6所述的逆变器驱动电路，其特征在于，所述串联谐振电路由电感元件和电容元件构成。全文摘要本发明提供一种逆变器驱动电路，其中，在开关电路(101)的输出段，串联谐振电路(51～53)相互并联连接，并且在谐振用电容器(14～16)，分别连接升压变压器部(1～3)的一次侧，另一方面在该升压变压器部(1～3)的二次侧，分别连接有CCFL(21～23)。文档编号H02M7/42GK101102634SQ20071012631公开日2008年1月9日申请日期2007年6月29日优先权日2006年7月4日发明者宫崎弘行,畠山刚申请人:胜美达集团株式会社