專利名稱：：逆變器驅動電路的制作方法
技術領域：
：本發明涉及同時驅動多個放電燈的逆變器驅動電路，尤其涉及對筆記本電腦、液晶電視等中使用的各種顯示面板的背光燈用的冷陰極放電燈(CCFL)同時進行驅動的逆變器驅動電路。
背景技術：
：以往，公知有為了驅動各種顯示面板的背光燈用的CCFL而搭載了升壓變壓器的逆變器驅動電路。另外，近年，與顯示面板的大型化的要求對應，可同時驅動多個CCFL的逆變器驅動電路受到關注。在這樣的逆變器驅動電路中，采用例如如特開2006—12781號公報中記載的平衡變壓器，該平衡變壓器與上述升壓變壓器分開設置，并具有用于將多個CCFL中流動的電流加在一起的特殊構成。但是，這樣的平衡變壓器在小型化方面受到局限，另外，由于一般配置在CCFL的前段，因此確保其設置空間(基板面積)在促進顯示面板小型化方面成為障礙。根據該情況，通過研究電路構成，還嘗試了具有與平衡變壓器同樣功能的逆變器驅動電路的開發。例如，公知有如特開2006—59761號公報所記載的在升壓變壓器的一次繞線的前段連接串聯諧振電路的構成。這樣，通過在多個一次繞線的前段連接串聯諧振電路，從而可在不使用平衡變壓器的情況下使各一次繞線中流動的電流值近似相等。但是，在特開2006—59761號公報所記載的電路構成中，配置在串聯諧振電路的后段的各變壓器一次繞線相對于電源相互串聯連接，施加到各變壓器一次繞線的電壓根據該一次繞線的數量被分壓，所以必須使繞線比更大，因而該構成在效率上存在問題。
發明內容本發明鑒于上述情況而實現，目的在于提供一種逆變器驅動電路，其在同時驅動多個放電燈時，實現各放電燈中流動的電流的平衡化，并且與使用了平衡變壓器的現有技術相比，可大幅度降低設置空間，進而能高效獲得施加到各放電燈的二次側電壓。本發明涉及的第一逆變器驅動電路包括開關電路，其構成為基于直流電壓生成高頻交流電壓并輸出；和升壓變壓器，其將從該開關電路輸出的該高頻交流電壓升壓，該逆變器驅動電路將該升壓變壓器的二次側輸出施加給放電燈，從而能驅動該放電燈，該逆變器驅動電路構成為與多個所述放電燈的每一個對應地設置所述升壓變壓器的一次繞線,并且該一次繞線相對所述開關電路并聯連接，還構成為在所述開關電路的后段，與所述一次繞線對應地連接串聯諧振電路。進而，希望所述升壓變壓器的一次繞線與所述電容元件并聯連接，并且與所述電感元件串聯連接。另外，希望設置多個所述放電燈，與這些多個放電燈的每一個對應地設置所述升壓變壓器，按照該多個放電燈的每一個中流動的電流值相互相等的方式進行設定，在設此時的頻率為fd的情況下，將該頻率fd作為逆變器驅動電路的開關元件的動作頻率。另外，本發明涉及的第二逆變器驅動電路驅動多個放電燈，其中包括:串聯諧振電路，其以所述多個放電燈中流動的電流值相互近似相等時的頻率來驅動開關元件，與所述多個放電燈的每一個對應地設置；和升壓變壓器，其對該串聯諧振電路的每一個的一部分元件并聯連接一次繞線，該第二逆變器驅動電路構成為通過產生與所述串聯諧振電路的Q值和輸入電壓Vin的積相關的電壓，從而使所述多個放電燈的每一個中流動的電流值相互近似相等。另外，希望上述本發明涉及的第一以及第二逆變器驅動電路在設所述多個放電燈的每一個中流動的電流值相互相等時的頻率為fd的情況下，按照使該頻率fd為諧振頻率的方式，設定構成所述串聯諧振電路的各元件的常數。另外，希望在上述本發明涉及的第一以及第二逆變器驅動電路中，所述串聯諧振電路由電感元件和電容元件構成。(發明效果)根據本實施方式涉及的第一逆變器驅動電路，構成為分別對與多個放電燈的每一個對應設置的升壓變壓器的各一次繞線連接串聯諧振電路，且按照使這些多個放電燈中流動的電流值相互近似相等的方式，設定構成串聯諧振電路的各元件的常數，因此即使不使用平衡變壓器，也可實現各放電燈中流動的電流的平衡化(使電流值近似相等)，可大幅降低驅動電路的設置空間。另外，與各一次繞線的每一個對應的串聯諧振電路相對開關電路相互并聯連接，因此如所述的現有技術那樣，不會成為施加到各一次繞線的一次電壓被分壓的狀態，能高效獲得施加到各放電燈的二次側電壓。另外，根據本實施方式涉及的第二逆變器驅動電路，與各放電燈的每一個對應設置了串聯諧振電路，在該串聯諧振電路中，按照使多個放電燈中流動的電流值相互近似相等時的頻率為諧振頻率的方式設定構成元件的常數。另外，構成為對該串聯諧振電路的每一個的一部分元件分別并聯連接升壓變壓器的一次繞線，通過產生與串聯諧振電路的Q值和輸入電壓Vin的積相關的電壓，并利用上述Q值根據與該串聯諧振電路連接的電阻成分而變化的作用，從而這些多個放電燈的每一個中流動的電流值相互近似相等。由此，與上述第一逆變器驅動電路同樣，可實現各放電燈中流動的電流的平衡化，并可大幅度降低驅動電路的設置空間，且可高效獲得施加到各放電燈的二次測電壓。圖1是表示本發明的實施方式涉及的逆變器驅動電路的構成例的電路圖2是圖1所示的逆變器驅動電路的等效電路圖3是表示圖2所示的逆變器驅動電路的串聯諧振電路的常數重新設定前的電路常數的等效電路圖4是表示在本發明的實施方式涉及的逆變器驅動電路中，管電流相對于各串聯諧振電路的頻率變化的變化特性的例子的特性曲線圖。圖中13—升壓變壓器部；4一直流電源；5—交流電源；1113—諧振用扼流線圈；1416—諧振用電容器；2123—CCFL;5153—串聯諧振電路；101—開關電路。具體實施例方式以下，參照圖1圖4，對本發明的實施方式涉及的逆變器驅動電路進行說明。首先，利用圖1，對本發明的實施方式涉及的逆變器驅動電路的電路構成例進行說明。本發明的實施方式涉及的逆變器驅動電路，例如適用于同時使多個在液晶電視等所使用的各種液晶顯示面板的背光燈中使用的冷陰極放電燈(下面稱CCFL)放電、點亮的裝置，在下面的構成例中，以同時被驅動的CCFL是3個的情況為例進行說明。這樣的逆變器驅動電路構成為主要包括開關電路(在圖1中表示為"SW")101;與被驅動的CCFL2123對應設置的三個升壓變壓器部(在圖1中，分別表示為"T1"、"T2"、"T3")13;和分別設置在各個升壓變壓器部13的一次側的串聯諧振電路5153。另外，升壓變壓器部l3并不限定于相互獨立，也可采用組合為一體的多輸出變壓器的各變壓器部的方式。開關電路101在其輸入側連接直流電源4，基于該直流電源4的輸出電壓來生成高頻高電壓，因此其構成本身作為這種電路是公知的，例如，使用采用了晶體管的全橋(foilbridge)電路等構成。在該開關電路101的輸出側，與第一第三升壓變壓器部13對應設置的第一第三串聯諧振電路5153相對于該開關電路101相互并聯連接，并且經由第一第三串聯諧振電路5153而第一第三升壓變壓器部13的一次側相互連接。g卩，串聯諧振電路5153構成為經由開關電路101相對于直流電源4相互并聯連接。在此，第一第三串聯諧振電路5153基本上具有相同構成，因此成為諧振用扼流線圈(在圖1中，分別表示為"L1"、"L2"、"L3")1113、和諧振用電容器(在圖1中，分別表示為"C1"、"C2"、"C3")1416串聯連接而構成的結構。并且，在與諧振用扼流線圈11串聯連接的諧振用電容器14的兩端連接有第一升壓變壓器部1的一次側，另外，在與諧振用扼流線圈12串聯連接的諧振用電容器15的兩端連接有第二升壓變壓器部2的一次側，并且，在與諧振用扼流線圈13串聯連接的諧振用電容器16的兩端連接有第三升壓變壓器部3的一次側。另一方面，在第一第三升壓變壓器部13的二次側，分別連接有CCFL2123。串聯諧振電路5153以規定輸出頻率動作并將其輸出施加到第一第三升壓變壓器部13的一次側，從而這樣的構成的逆變器驅動電路可不使用平衡變壓器地使各CCFL2123的管電流值近似均勻(平衡)。下面，參照圖2圖4，對逆變器驅動電路的作用和動作進行詳細描述。首先，圖2是圖l所示的逆變器驅動電路的等效電路，對該等效電路進行說明。在圖2中，作為開關電路101的具體電路例，例示了使用兩個N溝道MOS場效應晶體管Ml、M3和兩個P溝道MOS場效應晶體管M2、M4，由全橋電路構成的例子。該開關電路101的電路構成只是一個例子，若采用這種開關電路，則當然可以是使用了半橋電路或推換(pushpull)電路等其他電路構成的電路。第一升壓變壓器部1的一次側可表示為一次繞線電感L4a與一次繞線電阻R1串聯連接的結構。這對第二和第三升壓變壓器2、3也是同樣的，第二升壓變壓器部2的一次側可表示為一次繞線電感L5a與一次繞線電阻R2串聯連接的結構，第三升壓變壓器部3的一次側可表示為一次繞線電感L6a與一次繞線電阻R3串聯連接的結構。另外，在對第一第三升壓變壓器部13的二次側進行說明時，第一升壓變壓器部1的二次側可表示為二次繞線電感L4b與二次繞線電阻R4串聯連接的結構，第二升壓變壓器部2的二次側可表示為二次繞線電感L5b與二次繞線電阻R5串聯連接的結構，第三升壓變壓器部3的二次側可表示為二次繞線電感L6b與二次繞線電阻R6串聯連接的結構。進而，與第一第三升壓變壓器部13的二次側連接的各CCFL2123可等效于電阻和電容器并聯連接的電路。即，具體而言，CCFL21可表示為電阻R7和電容器C4的并聯連接電路，CCFL22可表示為電阻R8和電容器C5的并聯連接電路，CCFL23可表示為電阻R9和電容器C6的并聯連接電路。另外，電容器C4、C5、C6是在各CCFL2123與液晶顯示面板的幀(frame)等(未圖示)之間產生的浮游電容，也稱作"面板浮游電^*o在該圖2中，具體記載的電路常數是一個例子，尤其是，如后面所述，表示了進行第一第三串聯諧振電路5153的電路常數的重新設定后的常數的一個例子。下面，對開關電路101的輸出頻率的設定和串聯諧振電路5153的電路常數的設定進行說明。首先，串聯諧振電路5153的各自的諧振用扼流線圈1113、和諧振用電容器1416暫且基于仿真或試驗數據等選擇適當的值的元件。例如，在圖3中，該階段的臨時的電路常數的例子以之前的等效電路的形式表示。另外，在該圖3中，開關電路101表示為將交流電源5和電阻R10串聯連接后的電路。然后，按照使開關電路101的輸出電壓的頻率例如從低頻向高頻緩慢變化的方式進行頻率掃描。該頻率的變化范圍可基于仿真或試驗數據等預先設定可使各CCFL2123的管電流值近似相等的頻率范圍，這樣優選基于預測出的頻率范圍進行設定。并且，在圖4中表示了一個例子，通過進行開關電路IOI的輸出電壓的頻率掃描，可檢測使CCFL2123的管電流值近似一致的頻率fd。圖4是表示如上述那樣使開關電路101的輸出電壓的頻率變化時CCFL2123的管電流變化的一個例子的圖，圖中，標注符號a的特性曲線表示CCFL21的管電流變化，標注符號b的特性曲線表示CCFL22的管電流變化，標注符號c的特性曲線表示CCFL23的管電流變化。這樣，檢測出的管電流值一致的頻率fd最終被確定為開關電路101的動作頻率、即輸出頻率。接著，按照使各串聯諧振電路5153的諧振頻率成為如上述那樣求出的頻率fd的方式，重新設定第一第三串聯諧振電路5153的諧振用扼流線圈1113和諧振用電容器1416的值。該諧振用扼流線圈1113和諧振用電容器1416的常數的重新設定未必要再次設定電感和靜電電容雙方。即，該常數的重新設定依賴于重新設定前的各個串聯諧振電路5153的諧振頻率與重新設定后的諧振頻率fd的偏差的大小，只要根據該頻率的偏差的大小來適當重新設定電感或靜電電容中的任一方或雙方即可。圖2中的串聯諧振電路5153的電路常數是對圖3所示的電路例的常數進行重新設定后的電路常數，在該例中，僅重新設定了串聯諧振電路5153的諧振用扼流線圈1113的電感值。這樣，設定開關電路101的輸出頻率，并且重新設定第一第三串聯諧振電路5153的諧振頻率，驅動CCFL2123，從而管電流值變得大致均勻。在這種構成中，假如考慮CCFL2123的阻抗變動的情況，則CCFL2123的阻抗的變動當然在第一第三升壓變壓器部13的一次側也根據其繞線比而出現，如從圖2的等效電路可明確，成為各串聯諧振電路5153的諧振用電容器1416的兩端的變化。當從與串聯諧振電路5153的諧振用電容器1416并聯連接的變壓器的一次側觀察的阻抗值變化時，由交流電路邏輯可知，該變化會導致串聯諧振電路的Q值的變化。具體而言，若從與諧振用電容器1416并聯連接的變壓器的一次側觀察的阻抗值增大，則串聯諧振電路5153的Q值上升。另一方面，由于諧振用電容器1416的兩端的電壓Vc利用開關電路101的輸出電壓、即施加到串聯諧振電路5153的兩端的電壓Vin表示為QXVin，因此Q值的上升會導致電壓Vc的上升，該上升還會傳遞到升壓變壓器部13的二次側。其結果，由于施加到CCFL2123的電壓上升，因此伴隨阻抗的增大的CCFL2123的管電流值的減少被補償，從而無論阻抗如何變動，都維持在大致一定的管電流值。另一方面，在CCFL2123的阻抗減小時，與上述情況相反，由于串聯諧振電路5153的Q值降低，因此會導致諧振用電容器1416的兩端的電壓Vc的下降。其結果，在升壓變壓器部13的二次側，施加到CCFL2123的電壓降低，因此導致管電流值減少，由阻抗減少引起的電流增加被抑制，與阻抗增大時同樣，管電流值被補償，從而維持在大致一定的管電流值。在下述表1中，表示了兩個試驗例。下面，對該圖的試驗例進行說明。首先，在表1(a)所示的第一例中，CCFL2123其阻抗分別是150KQ、75Kfi、225KQ，另外，面板浮游電容分別是6pF、7.5pF、4.5pF。然后，可確認各管電流值的偏差極小，CCFL21的管電流值為11.35(mA(rms))，CCFL22的管電流值為11.41(mA(rms))，CCFL23的管電流值為11.12(mA(rms))。在該的一例中，若將管電流值的偏差A定義為A={(管電流值的最大值與最小值的差)/(管電流的最小值)}xl00(%)，則厶=2.6%。接著，表1(b)所示的第二例與上述第一例的不同點在于，CCFL22的面板浮游電容是4.5pF，CCFL23的面板浮游電容是7.5pF。然后，在該第二例中，CCFL21的管電流值為11.39(mA(rms))，CCFL22的管電流值為11.45(mA(rms))，CCFL23的管電流值為11.14(mA(rms))，這些管電流值的偏差A為2.8。％，與上述第一例同樣，管電流值的偏差極小。表1(a)第1例<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>另外，在上述例子中，表示了同時驅動三個CCFL2123時的構成例，但同時驅動的CCFL的個數當然并不限定于此，可設為任意個數，參照如上所述的構成例來構成即可。進而，在取代CCFL而驅動其他放電燈時，當然可應用本發明裝置。另外，圖l所示的電路構成只是一例，無需限定于此，只要是可發揮同樣作用、動作的構成則可采用其他電路構成。例如，串聯諧振電路與升壓變壓器的一次繞線的連接方式并不限定于圖2的方式。另外，在上述實施方式中，省略了圖示，但設置了控制開關電路101用的控制部。將在任意一個CCFL的低壓側檢測出的信號反饋到該控制部，由此進行定電流控制。權利要求1.一種逆變器驅動電路，包括開關電路，其構成為基于直流電壓生成高頻交流電壓并輸出；和升壓變壓器，其將從該開關電路輸出的該高頻交流電壓升壓，該逆變器驅動電路將該升壓變壓器的二次側輸出施加給放電燈，從而能驅動該放電燈，該逆變器驅動電路構成為與多個所述放電燈的每一個對應地設置所述升壓變壓器的一次繞線，并且這些各一次繞線相對所述開關電路并聯連接，還構成為在所述開關電路的后段，與所述各一次繞線的每一個對應地連接串聯諧振電路。2.根據權利要求l所述的逆變器驅動電路，其特征在于，所述串聯諧振電路由電感元件和電容元件構成。3.根據權利要求2所述的逆變器驅動電路，其特征在于，所述升壓變壓器的一次繞線與所述電容元件并聯連接，并且與所述電感元件串聯連接。4.根據權利要求l所述的逆變器驅動電路，其特征在于，按照所述多個放電燈的每一個中流動的電流值相互相等的方式進行設定，在設此時的頻率為fd的情況下，將該頻率fd作為逆變器驅動電路的開關元件的動作頻率。5.根據權利要求l所述的逆變器驅動電路，其特征在于，在設所述多個放電燈的每一個中流動的電流值相互相等時的頻率為fd的情況下，按照使該頻率fd為諧振頻率的方式，設定構成所述串聯諧振電路的各元件的常數。6.—種逆變器驅動電路，其驅動多個放電燈，包括串聯諧振電路，其以所述多個放電燈中流動的電流值相互近似相等時的頻率來驅動開關元件，并與所述多個放電燈的每一個對應設置；和升壓變壓器，其對該串聯諧振電路的每一個的一部分元件并聯連接一次繞線，該逆變器驅動電路構成為通過產生與所述串聯諧振電路的Q值和輸入電壓Vin的積相關的電壓，從而使所述多個放電燈的每一個中流動的電流值相互近似相等。7.根據權利要求6所述的逆變器驅動電路，其特征在于，在設所述多個放電燈的每一個中流動的電流值相互相等時的頻率為fd的情況下，按照使該頻率fd為諧振頻率的方式，設定構成所述串聯諧振電路的各元件的常數。8.根據權利要求6所述的逆變器驅動電路，其特征在于，所述串聯諧振電路由電感元件和電容元件構成。全文摘要本發明提供一種逆變器驅動電路，其中，在開關電路(101)的輸出段，串聯諧振電路(51～53)相互并聯連接，并且在諧振用電容器(14～16)，分別連接升壓變壓器部(1～3)的一次側，另一方面在該升壓變壓器部(1～3)的二次側，分別連接有CCFL(21～23)。文檔編號H02M7/42GK101102634SQ20071012631公開日2008年1月9日申請日期2007年6月29日優先權日2006年7月4日發明者宮崎弘行,畠山剛申請人:勝美達集團株式會社