專利名稱：交流電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種經(jīng)由變壓器將直流電壓變換為交流電壓、并將已變換的交流電壓
供給給負(fù)載的交流電源裝置，尤其涉及將交流電源供給給作為負(fù)載的放電燈并點(diǎn)亮放電燈 的技術(shù)。
背景技術(shù)：
交流電源裝置，因?yàn)榭山?jīng)由變壓器將直流電壓變換為交流電壓，可通過交流電壓 驅(qū)動負(fù)載。作為在該交流電源裝置中連接負(fù)載的裝置的一例，已知有通過交流電壓將作為 負(fù)載的冷陰極放電燈點(diǎn)亮的放電燈點(diǎn)燈裝置。 冷陰極放電燈(CCFL :Cold Cathode Fluorescent Lamp)， 一般來講，通過交流電 源裝置施加數(shù)十kHz的頻率且數(shù)百V 千數(shù)百V的電壓來點(diǎn)燈。并且，也有稱為外部電極 熒光燈(EEFL :External Electrode Fluorescent Lamp)的熒光管。外部電極熒光燈與冷 陰極放電燈相比，除了電極的結(jié)構(gòu)不同以外，其他結(jié)構(gòu)基本相同，發(fā)光原理也與冷陰極放電 燈相同。因此，用于點(diǎn)亮外部電極熒光燈或冷陰極放電燈的裝置，原理上是相同的。因此， 以下使用冷陰極放電燈(簡稱為放電燈)進(jìn)行說明。 放電燈和交流電源裝置用于液晶TV、液晶顯示器、照明裝置、液晶顯示裝置、看板 等。作為交流電源裝置所要滿足的特性為，(a)交流電壓頻率大致為50kHz、 (2)施加到放 電燈的電壓是交流電壓、并具有正負(fù)對稱的波形。 在項(xiàng)目(a)中，施加到放電燈的電壓頻率為一般大致為10kHz 100kHz。這個(gè)值
是使用者考慮放電燈的亮度特性或效率特性、將放電燈安裝到成套設(shè)備時(shí)的亮度特性等各
種特性后所決定的。交流電源裝置是以已決定的頻率、或以其附近的頻率被驅(qū)動。因此，由
于交流電源裝置的原因而不能設(shè)定、變化頻率的情況較多。在用于液晶TV、液晶顯示器、照
明裝置等中是在大致50kHz附近使用，因此在以下使用50kHz的交流電源裝置。 在項(xiàng)目(b)中，一般來講，施加到放電燈的電壓為交流電壓，必須為正負(fù)對稱的波
形。放電燈呈玻璃管狀，內(nèi)部密封有水銀、惰性氣體等。在該放電燈施加直流電壓時(shí)也能發(fā)
光。但是，內(nèi)部的水銀移動到一方而放電燈兩端存在亮度差，從而明顯降低其壽命。因此，
雖然對放電燈施加交流電壓，但即使是交流電壓，在電壓波形的正負(fù)形狀不同時(shí)，也有可能
導(dǎo)致水銀分布的偏差。因此，需要施加正負(fù)對稱的波形。并且，理想的是正弦波或梯形波，
在實(shí)際上也是多施加正弦波電壓的系統(tǒng)較多。 并且，在液晶TV等具有視頻處理信號或音頻處理信號等的各種信號系統(tǒng)，這些頻 率與交流電壓的驅(qū)動頻率干涉而給圖像或聲音帶來不利影響。因此，多數(shù)情況下使交流電 壓的驅(qū)動頻率以不產(chǎn)生干涉的規(guī)定的頻率來動作 圖1是表示采用了相關(guān)非共振型半橋電路的放電燈點(diǎn)燈裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。在該 放電燈點(diǎn)燈裝置中，以由MOSFET等構(gòu)成的開關(guān)元件Q1、Q2基于圖2所示的門信號Qlg、Q2g 進(jìn)行切換，來從直流電源Vin的直流電壓生成梯形波電壓，通過電抗器L1和電容器C2的濾 波作用而變成正負(fù)對稱的正弦波電壓，通過變壓器T1變換為所期望的電壓值，從而從電容
3器C2輸出電壓Vout。由此，可通過2個(gè)開關(guān)元件容易獲得正負(fù)對稱的正弦波電壓Vout，有 利于降低成本。 其次，根據(jù)圖2所示的時(shí)序圖對放電燈點(diǎn)燈裝置的動作進(jìn)行說明。在時(shí)刻tll t12中，如將開關(guān)元件Q1接通，則電容器C1被充電的同時(shí)在變壓器T1的一次線圈P1中流 過電流。在時(shí)刻t13 t14中，如將開關(guān)元件Q2接通，則電容器Cl放電而在變壓器T1的 一次線圈Pl中流過逆向的電流。由此，在一次線圈Pl中流過交流電流。
在時(shí)刻t12 tl3、時(shí)刻t14 時(shí)刻t15期間，主要通過電容器Cl和電容器C2的 電容成分和一次線圈Pl的電感成分的串并聯(lián)共振作用而使流過一次線圈Pl的電流振動， 產(chǎn)生使二極管D1、 D2導(dǎo)通的期間。以電流波形Qli、 Q2i，在負(fù)側(cè)流過的電流分別是在二極 管D1、D2流過的電流。在此，如關(guān)注時(shí)刻tll，則在二極管D2導(dǎo)通的時(shí)候接通開關(guān)元件Ql。 因二極管具有儲存效果，雖然時(shí)間極短，而二極管使得逆方向電流流過。即，從開關(guān)元件Ql 到開關(guān)元件Q2中流過的短路電流。短路電流的電流量、時(shí)間，主要以二極管D2的反向恢復(fù) 時(shí)間特性所決定。如果是該時(shí)間短的二極管，則可使短路電流變小，但是原理上不會成零。 即，在時(shí)刻tll里開關(guān)元件Ql接通的瞬間里產(chǎn)生開關(guān)損耗。 同樣，即使在時(shí)刻t13，也通過二極管Dl的反向恢復(fù)時(shí)間特性在開關(guān)元件Q2接通 的瞬間產(chǎn)生開關(guān)損耗。并且，因流過短路電流而在噪音方面也不利。即，各開關(guān)元件Q1、Q2 進(jìn)行硬切換動作。 圖3是表示使用相關(guān)的共振型全橋電路的放電燈點(diǎn)燈裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。該放 電燈點(diǎn)燈裝置，將直流電源Vin的直流電壓通過開關(guān)元件Ql Q4基于圖4所示的門信號 Qlg Q4g而進(jìn)行切換，從而生成梯形波電壓，并通過電抗器Ll和電容器C2的濾波作用 而形成正負(fù)對稱的正弦波電壓，通過變壓器Tl變換為所需電壓值并從電容器C2輸出電壓 Vout。 如圖4的時(shí)序圖所示，開關(guān)元件Q1和開關(guān)元件Q2，通過具有規(guī)定死區(qū)時(shí)間的門信 號Qlg、 Q2g而互補(bǔ)地進(jìn)行接通/關(guān)斷動作。開關(guān)元件Q3和開關(guān)元件Q4，通過具有規(guī)定死 區(qū)時(shí)間的門信號Q3g、 Q4g而互補(bǔ)地進(jìn)行接通/關(guān)斷動作。利用開關(guān)元件Ql、 Q2的第一臂 的門信號Qlg、Q2g和利用開關(guān)元件Q3、Q4的第二臂的門信號Q3g、Q4g具有180度相位差。 在圖4中，Qlv Q4v是開關(guān)元件Ql Q4的漏源之間的電壓，Qli Q4i是開關(guān)元件Ql Q4的漏極電流，VT是一次線圈Pl和電抗器Ll的串聯(lián)電路的兩端電壓，Vsl是二次線圈Sl 的兩端電壓。 如圖3所示的電路，以圖4所示的時(shí)序圖進(jìn)行共振動作，在各開關(guān)元件接通時(shí)不產(chǎn)
生開關(guān)損耗。并且，作為輸出電壓可獲得正負(fù)對稱的正弦波電壓，用作重視效率特性或噪音
特性的交流電壓。但是，由于需要4個(gè)開關(guān)元件，因此在成本方面不利。 在圖5中表示相關(guān)放電燈點(diǎn)燈裝置的配置例1。圖5是表示從后側(cè)觀察作為放電
燈點(diǎn)燈裝置的液晶TV的示意圖。在面板13a的表側(cè)并排設(shè)置有放電燈7-1 7-n，將高壓
板lla靠著面板13a的右側(cè)配置，經(jīng)由連接器15a、15b、電線9a、9b與放電燈7_1 7_n連
接。在圖6中表示了圖5所示的放電燈點(diǎn)燈裝置的配置例1的電路例1。 但是，在如圖6所示的電路例1中，在面板的尺寸，即在放電燈的長度變長且為預(yù)
定程度以上的情況下不能構(gòu)成電路。這是由于隨著放電燈越長，放電燈的阻抗也越高，使得
變壓器T1需要高的輸出電壓。隨著輸出電壓越高，變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)或安全對策變困難，這導(dǎo)致變壓器的大型化、高成本化。 一般來講，輸出電壓的限界大致為2000 2500Vrms。
在放電燈長的情形下，使用圖7所示的放電燈點(diǎn)燈裝置，通過使變壓器T1、變壓器 T2分別在逆相位動作，可將各變壓器T1、T2的輸出電壓減半。圖8是表示圖7所示的放電 燈點(diǎn)燈裝置的電路例2的配置例2的示意圖。但是，在圖8中，變壓器T2的二次線圈S2的 輸出配線變長。因輸出配線是高壓高頻波，隨著輸出配線越長，漏電流增大而使得效率降 低。并且，也成為噪音產(chǎn)生源。 如圖9所示的電路例3是解決了圖8的配置例2所存在問題的結(jié)構(gòu)。在圖9所示 的放電燈點(diǎn)燈裝置，在面板13a的兩端配置高壓板11d、lle，使安裝在高壓板lld的交流電 源裝置的交流電壓和安裝在高壓板lie的交流電源裝置的交流電壓以180度相位差動作并 施加到放電燈7-1 7-n的兩端?？刂齐娐?0b，通過切換開關(guān)元件Ql Q4來將正負(fù)對稱 的正弦波電壓輸出到變壓器T1的二次線圈S1中。控制電路10c，以相對于開關(guān)元件Q1 Q4具有180度相位差地切換開關(guān)元件Q5 Q8來將正負(fù)對稱的正弦波電壓輸出到變壓器 T2的二次線圈S2。由此可將高壓高頻配線配置成最短，特別是常用于大型液晶面板。
另外，作為相關(guān)技術(shù)，揭示有例如日本國專利公開公報(bào)特開平8-162280號。
但是，在圖9所示的電路例3中，因?yàn)樾枰?個(gè)交流電源裝置，在適用全橋電路的 情況下需要8個(gè)開關(guān)元件。此外，可適用半橋電路來設(shè)置4個(gè)開關(guān)元件，但因會成為如前所 述的硬開關(guān)動作，從而在開關(guān)損失、噪音等方面不利。并且，在如圖9所示的電路例3中，在 設(shè)置有控制電路10b和控制電路10c 2個(gè)控制電路，并且需要使控制電路之間的同步化，因 此增加控制電路而增加成本。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，能夠以提供一種可減少開關(guān)元件的數(shù)量的同時(shí)可減少開關(guān)元件的開 關(guān)損耗、噪音的交流電源裝置。 本發(fā)明的第一方面的交流電源裝置，具有 第一交流電壓產(chǎn)生電路，具有第一開關(guān)單元，而且通過所述第一開關(guān)單元的接通/ 關(guān)斷來從第一直流電源的直流電壓產(chǎn)生正負(fù)非對稱波形的第一交流電壓，并將所述第一交 流電壓輸出到負(fù)載的一端； 第二交流電壓產(chǎn)生電路，具有第二開關(guān)單元，而且通過所述第二開關(guān)單元的接通/ 關(guān)斷來從所述第一直流電源的直流電壓或第二直流電源的直流電壓產(chǎn)生相對于所述第一 交流電壓具有180度相位差的正負(fù)非對稱波形的第二交流電壓，并將所述第二交流電壓輸 出到所述負(fù)載的另一端； 控制電路，使得所述第一開關(guān)單元接通/關(guān)斷，并且以相對于所述第一開關(guān)單元 的接通/關(guān)斷具有180度相位差地接通/關(guān)斷所述第二開關(guān)單元，
其中，所述負(fù)載的兩端電壓是正負(fù)對稱波形的交流電壓。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，進(jìn)一步在所述交流電源裝置中， 所述第一交流電壓產(chǎn)生電路具有第一變壓器，該第一變壓器具有與所述第一開關(guān) 單元連接的一次線圈以及將所感應(yīng)而產(chǎn)生的電壓作為所述第一交流電壓而輸出的二次線 圈，所述第二交流電壓產(chǎn)生電路具有第二變壓器，該第二變壓器具有與所述第二開關(guān)單元 連接的一次線圈以及將所感應(yīng)而產(chǎn)生的電壓作為所述第二交流電壓而輸出的二次線圈。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，進(jìn)一步在所述交流電源裝置中， 所述第一交流電壓產(chǎn)生電路具有連接在所述第一變壓器的二次線圈和所述負(fù)載 的一端之間的第一電容器， 所述第二交流電壓產(chǎn)生電路具有連接在所述第二變壓器的二次線圈和所述負(fù)載 的另一端之間的第二電容器。 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，進(jìn)一步在所述第二方面中， 所述第一交流電壓產(chǎn)生電路，在所述第一變壓器的二次線圈和所述負(fù)載的一端之 間具有在所述第一變壓器的一次線圈以及二次線圈之間產(chǎn)生的漏感， 所述第二交流電壓產(chǎn)生電路，在所述第二變壓器的二次線圈和所述負(fù)載的另一端 之間具有在所述第二變壓器的一次線圈以及二次線圈之間產(chǎn)生的漏感。
根據(jù)本發(fā)明第五方面，進(jìn)一步在所述第二方面中， 所述第一交流電壓產(chǎn)生電路具有連接在所述第一變壓器的二次線圈和所述負(fù)載 的一端之間的第一線圈， 所述第二交流電壓產(chǎn)生電路具有連接在所述第二變壓器的二次線圈和所述負(fù)載 的另一端之間的第二線圈。


圖1是表示采用了相關(guān)非共振型半橋電路的放電燈點(diǎn)燈裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖2是表示圖1所示的放電燈點(diǎn)燈裝置的各部的時(shí)序圖。 圖3是表示使用相關(guān)的共振型全橋電路的放電燈點(diǎn)燈裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。 圖4是表示圖3所示的放電燈點(diǎn)燈裝置的各部的時(shí)序圖。 圖5是表示相關(guān)放電燈點(diǎn)燈裝置的配置例1的示意圖。 圖6是表示圖5所示的放電燈點(diǎn)燈裝置的配置例1的電路例1的示意圖。 圖7是表示相關(guān)放電燈點(diǎn)燈裝置的電路例2的示意圖。 圖8是表示圖7所示的放電燈點(diǎn)燈裝置的電路例2的配置例2的示意圖。 圖9是表示相關(guān)放電燈點(diǎn)燈裝置的電路例3的示意圖。 圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例1的放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖11是表示本發(fā)明實(shí)施例1的放電燈點(diǎn)燈裝置的各部的時(shí)序圖。 圖12A是表示對實(shí)施例1的放電燈點(diǎn)燈裝置供給小電力的情形下的各部的時(shí)序圖。 圖12B是表示對實(shí)施例1的放電燈點(diǎn)燈裝置供給大電力的情形下的各部的時(shí)序 圖。 圖13是表示本發(fā)明實(shí)施例2的放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖14是表示本發(fā)明實(shí)施例3的放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖15是表示本發(fā)明實(shí)施例4的放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖16是表示本發(fā)明實(shí)施例4的放電燈點(diǎn)燈裝置的各部的時(shí)序圖。 圖17是表示本發(fā)明實(shí)施例5的放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的交流電源裝置的實(shí)施方式。在以下實(shí)施例中，對 將本發(fā)明的交流電源裝置應(yīng)用到放電燈點(diǎn)燈裝置的情形進(jìn)行說明。該放電燈點(diǎn)燈裝置被構(gòu) 成為在本發(fā)明的交流電源裝置中作為負(fù)載連接有放電燈。 并且，在該例中的負(fù)載是放電燈，但該負(fù)載也可以不是放電燈，本發(fā)明的交流電源 裝置中也可以應(yīng)用到其他負(fù)載。
實(shí)施例1 圖10是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的放電燈點(diǎn)燈裝置結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖10中， 在面板3a的兩端里配設(shè)有黑點(diǎn)側(cè)黑點(diǎn)側(cè)高壓板la和黑點(diǎn)側(cè)黑點(diǎn)側(cè)高壓板lb。
黑點(diǎn)側(cè)黑點(diǎn)側(cè)高壓板la具有第一交流電壓產(chǎn)生電路，該第一交流電壓產(chǎn)生電路 通過接通/關(guān)斷開關(guān)元件Ql、 Q2 (第一開關(guān)單元)來從直流電源Vina的直流電壓產(chǎn)生具 有正負(fù)非對稱波形的第一交流電壓并輸出到放電燈7-1 7-n的一端。黑點(diǎn)側(cè)黑點(diǎn)側(cè)高壓 板lb具有第二交流電壓產(chǎn)生電路，該第二交流電壓產(chǎn)生電路通過接通/關(guān)斷開關(guān)元件Q3、 Q4(第二開關(guān)單元)來從直流電源Vinb的直流電壓產(chǎn)生相對于第一交流電壓具有180度相 位差的、正負(fù)非對稱波形的第二交流電壓并輸出到放電燈7-1 7-n的另一端。
在第一交流電壓產(chǎn)生電路中，在直流電源Vina的兩端里連接有以由M0SFET等構(gòu) 成的開關(guān)元件Ql和由M0SFET等構(gòu)成的開關(guān)元件Q2的串聯(lián)電路。開關(guān)元件Q2的漏源之間 連接有由電容器Cl、電抗器Ll、變壓器Tl (第一變壓器)的一次線圈Pl構(gòu)成的串聯(lián)電路。 在變壓器T1的二次線圈Sl的兩端并聯(lián)連接有電容器C2，在變壓器T1的二次線圈Sl和電 容器C2的連接點(diǎn)(非接地電位側(cè))里連接有一端共通地連接的鎮(zhèn)流電容Cal Can(第一 電容器)。在鎮(zhèn)流電容Cal Can的另一端與放電燈7-1 7_n的一端(a側(cè))連接。經(jīng)由 電抗器Ll和電容器C2的濾波器將正負(fù)非對稱波形的交流電壓輸出到電容器C2。
在第二交流電壓產(chǎn)生電路中，在直流電源Vinb的兩端連接有以由M0SFET等構(gòu)成 的開關(guān)元件Q3和由M0SFET等構(gòu)成的開關(guān)元件Q4的串聯(lián)電路。開關(guān)元件Q4的漏源之間連 接有由電容器C3、電抗器L2、變壓器T2(第二變壓器)的一次線圈P2構(gòu)成的串聯(lián)電路。在 變壓器T2的二次線圈S2的兩端里并聯(lián)連接有電容器C4，在變壓器T2的二次線圈S2和電 容器C4的連接點(diǎn)(非接地電位側(cè))連接有一端共通地連接的鎮(zhèn)流電容Cbl Cbn(第二電 容器)。鎮(zhèn)流電容Cbl Cbn的另一端與放電燈7-l 7-n的另一端(b側(cè))連接。經(jīng)由電 抗器L2和電容器C4的濾波器將正負(fù)非對稱波形的交流電壓輸出到電容器C4。
另外，開關(guān)元件Ql、 Q2、 Q3、 Q4的漏源之間的二極管Dl、 D2、 D3、 D4，也可以是開關(guān) 元件Q1、Q2、Q3、Q4的寄生二極管。此外，電容器C2、C4也可以使用配線等的寄生電容。此 時(shí)，電容器C2、 C4可刪除或小型化。此外，也可以是1個(gè)直流電源。 控制電路10，通過門信號Qlg、 Q2g互補(bǔ)地接通/關(guān)斷開關(guān)元件Ql、 Q2 (第一臂)， 并且通過門信號Q3g、Q4g以相對于開關(guān)元件Q1、Q2的接通/關(guān)斷具有180度相位差地互補(bǔ) 地接通/關(guān)斷開關(guān)元件Q3、 Q4 (第二臂)。 其次，參照圖11、圖12A及圖12B的時(shí)序圖對這樣構(gòu)成的實(shí)施例1的放電燈點(diǎn)燈裝 置的動作進(jìn)行說明。 在圖11、圖12A及圖12B中，Qlv Q4v是開關(guān)元件Ql Q4的漏源間電壓，Qli Q4i是開關(guān)元件Ql Q4的漏極電流，Vsl是二次線圈Sl的兩端電壓，Vs2是二次線圈S2的兩端電壓，Vab是放電燈7-1 7-n的兩端電壓。 首先，對開關(guān)元件Ql、 Q2的第一臂進(jìn)行說明。通過門信號Qlg、 Q2g使得開關(guān)元件 Ql接通、且開關(guān)元件Q2關(guān)斷、開關(guān)元件Ql關(guān)斷、且開關(guān)元件Q2接通。為避免開關(guān)元件Ql 和開關(guān)元件Q2同時(shí)接通，設(shè)置了雙方開關(guān)元件關(guān)斷的死區(qū)時(shí)間。 控制電路IO，通過控制開關(guān)元件Ql、 Q2的占空比來控制供給到放電燈7-1 7-n 的電力。如與圖12A相對的圖12B所示，如將開關(guān)元件Q1的占空比擴(kuò)大，供給到放電燈 7-1 7-n的電力也增加。此時(shí)，在開關(guān)元件Q1接通時(shí)開關(guān)元件Q2關(guān)斷，從而開關(guān)元件Q2 的占空比變小。開關(guān)元件Q3、Q4的動作也與開關(guān)元件Q1、Q2的動作相同。
其次，使用圖11的時(shí)序圖對圖10所示的放電燈裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
首先，在時(shí)刻t2里輸入了開關(guān)元件Ql的門信號Qlg，在時(shí)刻tl里從通過門信號 Q2g而關(guān)斷開關(guān)元件Q2時(shí)開始，二極管Dl導(dǎo)通。因此，開關(guān)元件Ql的漏源之間的電壓成大 致為零(嚴(yán)格地講，由于存在二極管D1的順方向電壓成分而非零)。 雖然二極管D1的電流在此后減少，但在該電流成為零之前，即，在開關(guān)元件Q1的漏 源之間的電壓大致為零的狀態(tài)下，在時(shí)刻2里被輸入開關(guān)元件Q1的門信號Qlg。因此，在該 時(shí)刻不會產(chǎn)生開關(guān)損耗。即，在開關(guān)元件Q1接通時(shí)沒有開關(guān)損耗。并且，也沒有短路電流。
開關(guān)元件Q2也與開關(guān)元件Q1相同。在時(shí)刻t3，開關(guān)元件Ql處于關(guān)斷，二極管D2 導(dǎo)通。因此，開關(guān)元件Q2的漏源之間的電壓大致成為零(嚴(yán)格來講，由于二極管D2具有順 方向電壓成分而非零)。 雖然二極管D2的電流在此后減少，但在該電流成為零之前，即，在開關(guān)元件Q2的 漏源之間電壓大致為零的狀態(tài)下，在時(shí)刻t2里被輸入開關(guān)元件Q2的門信號Q2g。因此，在 該時(shí)刻不會產(chǎn)生開關(guān)損耗。即，開關(guān)元件Q2接通時(shí)沒有開關(guān)損耗。并且，也沒有短路電流。
開關(guān)元件Q3，通過門信號Q3g設(shè)置成相對開關(guān)元件Ql的接通/關(guān)斷動作具有180 度相位差，從而與開關(guān)元件Q1的接通/關(guān)斷動作相同地進(jìn)行接通/關(guān)斷動作。此外，開關(guān) 元件Q4，通過門信號Q4g設(shè)置成相對開關(guān)元件Q2的接通/開關(guān)動作具有180度相位差，從 而與開關(guān)元件Q2的接通/關(guān)斷動作相同地進(jìn)行的接通關(guān)斷動作。 這樣，在如圖11所示的時(shí)序圖中，通過以控制電路10使開關(guān)元件Q1 Q4動作， 開關(guān)元件Q1、Q2的第一臂、開關(guān)元件Q3、Q4的第二臂分別在接通時(shí)為軟開關(guān)動作，由此能夠 降低開關(guān)損耗。 并且，因圖10所示的電路是以圖11所示的時(shí)序圖進(jìn)行共振動作，變壓器T1、T2的 二次線圈Sl、 S2輸出正負(fù)非對稱的電壓波形。在圖11中，變壓器T1、 T2的二次線圈電壓 Vsl、Vs2作為正負(fù)非對稱的電壓波形來表示。 但是，開關(guān)元件Q1、Q2的第一臂和開關(guān)元件Q3、Q4的第二臂的動作，分別具有180 度相位差，因此，二次線圈電壓Vsl和二次線圈電壓Vs2處于波形相似且具有180度相位差 的狀態(tài)。 在二次線圈電壓Vsl施加到放電燈7-1 7-n的一端、二次線圈電壓Vs2施加到 放電燈7-1 7-n的另一端，則在放電燈7-1 7-n的兩端施加二次線圈電壓Vsl和二次 線圈電壓Vs2的差電壓。即，施加到放電燈7-1 7-n的兩端的電壓Vab為正負(fù)對稱波形。 從而，因放電燈7-1 7-n的兩端電壓為正負(fù)對稱波形，難以產(chǎn)生由于水銀的偏差所引起的 壽命減少。
在這樣的實(shí)施例1的放電燈點(diǎn)燈裝置中，以開關(guān)元件Ql、 Q2及開關(guān)元件Q3、 Q4進(jìn) 行共振動作，可將正負(fù)對稱的正弦波電壓施加到放電燈兩端，進(jìn)而可將高壓高頻配線配置 成最短。因此，可減少開關(guān)元件的數(shù)量的同時(shí)，并且可減少開關(guān)元件的開關(guān)損耗、噪音，并且 也可減少控制電路。 此外，，控制電路10，可通過對開關(guān)元件Q1 Q4的占空比來調(diào)整放電燈7-1 7-n 的電力。另夕卜，控制電路IO，可基于放電燈7-1 7-n的電流值、變壓器T1、T2的線圈電流、 開關(guān)Q1 Q4的電流等來控制放電燈的電力、電流、亮度。 以成本、效率特性、噪音特性等的各個(gè)項(xiàng)目對關(guān)聯(lián)技術(shù)的方式(圖6、圖7、圖9)和 實(shí)施例1的方式進(jìn)行比較。 圖6的關(guān)聯(lián)技術(shù)的方式在所有項(xiàng)目中均良好，但僅適用于小型尺寸的液晶TV用面 板(放電燈的長度短)。圖7、圖9的關(guān)聯(lián)技術(shù)的方式適用于大尺寸的面板(放電燈的長度 長)。但是，在圖7的關(guān)聯(lián)技術(shù)的方式，其高壓配線長且噪音特性差。圖9的關(guān)聯(lián)技術(shù)的方 式因具有8個(gè)開關(guān)而在成本方面不利。 與此相對，在實(shí)施例1的方式中，即使在大型尺寸的液晶TV用面板，也在成本、效 率特性、噪音特性等的所有項(xiàng)目中均可實(shí)現(xiàn)與圖6的方式具有相同特征的良好的系統(tǒng)。
實(shí)施例2 圖13是表示本發(fā)明實(shí)施例2的放電燈點(diǎn)燈裝置的構(gòu)成的示意圖。在圖13中，在 面板3b的兩端里配置有高壓板1C和高壓板ld。高壓板lc上具有將正負(fù)非對稱波形的第 一交流電壓輸出到放電燈7-l、7-2的一端的第一交流電壓產(chǎn)生電路。高壓板ld產(chǎn)生具有 正負(fù)非對稱波形的第二交流電壓并將該第二交流電壓輸出到放電燈7-l、7-2的另一端的 第二交流電壓產(chǎn)生電路。 在第一交流電壓產(chǎn)生電路中，開關(guān)元件Q2的漏源之間連接有由電容器C1、電抗器 Ll和變壓器Tl的一次線圈Pl構(gòu)成的串聯(lián)電路。與變壓器Tl的二次線圈Sl串聯(lián)連接的 Llr，是變壓器Tl的一次線圈P1和二次線圈S1之間的漏感。在由變壓器T1的二次線圈S1 和漏感Llr所構(gòu)成的串聯(lián)電路的兩端里并聯(lián)連接有電容器C2，漏感Llr和電容器C2的連接 點(diǎn)與放電燈7-l的一端連接。 在由電抗器L1和變壓器T1的一次線圈P1所構(gòu)成的串聯(lián)電路的兩端，連接有由電 抗器L3和變壓器T3的一次線圈P3所構(gòu)成的串聯(lián)電路。與變壓器T3的二次線圈S3串聯(lián) 連接的L3r是變壓器T3的一次線圈P3和二次線圈S3之間的漏感。在由變壓器T3的二次 線圈S3和漏感L3r所構(gòu)成的串聯(lián)電路的兩端里并聯(lián)連接有電容器C5，漏感L3r和電容器 C5的連接點(diǎn)與放電燈7-2的一端連接。 在第二交流電壓產(chǎn)生電路中，在開關(guān)元件Q4的漏源之間連接有由電容器C3、電抗 器L2、變壓器T2的一次線圈P2所構(gòu)成的串聯(lián)電路。與變壓器T2的二次線圈S2串聯(lián)連接 的L2r是變壓器T2的一次線圈P2和二次線圈S2之間的漏感。在由變壓器T2的二次線圈 S2和漏感L2r所構(gòu)成的串聯(lián)電路的兩端里并聯(lián)連接有電容器C4，漏感L2r和電容器C4的 連接點(diǎn)與放電燈7-1的另一端連接。 在由電抗器L2、變壓器T2的一次線圈P2所構(gòu)成的串聯(lián)電路的兩端里連接有由電 抗器L4、變壓器T4的一次線圈P4所構(gòu)成的串聯(lián)電路。與變壓器T4的二次線圈S4串聯(lián)的 L4r是變壓器T4的一次線圈P4和二次線圈S4之間的漏感。在由變壓器T4的二次線圈S4、漏感L4r所構(gòu)成的串聯(lián)電路的兩端里并聯(lián)連接有電容器C6，漏感L4r和電容器C6的連接點(diǎn) 與放電燈7-2的另一端連接。電容器C2、C4、C5、C6可使用配線等的寄生電容。此時(shí)，電容 器C2、C4、C5、C6可去除或小型化。并且，也可以是1個(gè)直流電源。 另夕卜，利用控制電路10的開關(guān)元件Ql Q4的控制動作以及變壓器Tl T4的動 作與實(shí)施例1的那些動作相同。 在實(shí)施例1的放電燈點(diǎn)燈裝置中，作為對放電燈供給電力時(shí)的鎮(zhèn)流器元件而使用 了鎮(zhèn)流電容Cal Can、 Cbl Cbn，而在實(shí)施例2中，以作為鎮(zhèn)流器而使用變壓器Tl T4 的漏感Lrl Lr4及電抗器Ll L4的電感成分為特點(diǎn)。而且，通過增加變壓器的數(shù)量或 電抗器的數(shù)量，可點(diǎn)亮更多的放電燈。
實(shí)施例3 圖14是表示本發(fā)明實(shí)施例3的放電燈點(diǎn)燈裝置結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖14中，在面 板3b的兩端配設(shè)有高壓板le和高壓板lf 。 如圖14所示的高壓板le，設(shè)置了具有線圈P5a和相對于該線圈P5a具有逆極性 的線圈P5b的變壓器5 (第一線圈)，來代替圖10所示的高壓板la的鎮(zhèn)流電容Cal Can。 在變壓器T1的二次線圈Sl和電容器C2的連接點(diǎn)，連接有線圈P5a的一端和線圈P5b的一 端(黑點(diǎn)側(cè))。線圈P5b的另一端，與放電燈7-1的一端連接，線圈P5a的另一端(黑點(diǎn)側(cè)) 與放電燈7-2的一端連接。 在如圖14所示的高壓板lf上設(shè)置了具有線圈P6a和相對于該線圈P6a具有逆極 性的線圈P6b的變壓器6 (第二線圈)來代替圖10所示的高壓板lb的鎮(zhèn)流電容Cbl Cbn。 在變壓器T2的二次線圈S2和電容器C4的連接點(diǎn)里連接有線圈P6a的一端(黑點(diǎn)側(cè))和 線圈P6b的一端。線圈P6b的另一端(黑點(diǎn)側(cè))與放電燈7-1的另一端連接，線圈P6a的 另一端與放電燈7-2的另一端連接。并且，也可以是1個(gè)直流電源。 并且，基于控制電路10的開關(guān)元件Q1 Q4的控制動作以及變壓器T1、T2的動作 與實(shí)施例l的那些動作相同。 在實(shí)施例3中，作為對放電燈供給電力的情形下的鎮(zhèn)流成分，使用了變壓器T5、T6 的電感成分。 在放電燈7-1 、7-2的各電流相同的情形下，變壓器T5的線圈P5a、 P5b、變壓器T6 的線圈P6a、 P6b向磁芯的磁通取消的方向巻繞。在此情形下，隨著放電燈7-1的電流值和 放電燈7-2的電流值的差越大電感也越大，具有使得放電燈7-1的電流值和放電燈7-2的 電流值相同的效果。并且通過增加變壓器的數(shù)量，可點(diǎn)亮更多的放電燈。
實(shí)施例4 圖15是表示本發(fā)明實(shí)施例4的放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖15中，在 面板3a的兩端里配置有高壓板lg和高壓板lh。高壓板lg具有第一交流電壓產(chǎn)生電路，該 第一交流電壓產(chǎn)生電路通過接通/關(guān)斷開關(guān)元件Q1來從直流電源Vina的直流電壓產(chǎn)生具 有正負(fù)非對稱波形的第一交流電壓并將該第一交流電壓輸出到放電燈7-1 7-n的一端。 高壓板lh具有第二交流電壓產(chǎn)生電路，該第二交流電壓產(chǎn)生電路通過接通/關(guān)斷開關(guān)元件 Q2來從直流電源Vinb的直流電壓產(chǎn)生相對第一交流電壓具有180度相位差的正負(fù)非對稱 波形的第二交流電壓并將該第二交流電壓輸出到放電燈7-1 7-n的另一端的。
在第一交流電壓產(chǎn)生電路中，在直流電源Vina的兩端連接有由變壓器Tl的一次線圈P1、M0SFET等構(gòu)成的開關(guān)元件Q1的串聯(lián)電路。在變壓器T1的二次線圈Sl的一端(黑 點(diǎn)側(cè))里連接有一端共通地連接的鎮(zhèn)流電容Cal Can。鎮(zhèn)流電容Cal Can的另一端于 放電燈7-1 7-n的一端連接。 在第二交流電壓產(chǎn)生電路中，在直流電壓Vinb的兩端里連接有以變壓器T2的一 次線圈P2、 M0SFET等構(gòu)成的開關(guān)元件Q2的串聯(lián)電路。在變壓器T2的二次線圈S2的一端 (黑點(diǎn)側(cè))里連接有一端共通地連接的鎮(zhèn)流電容Cbl Cbn。鎮(zhèn)流電容Cbl Cbn的另一 端與放電燈7-1 7-n的一端連接。并且，也可以是1個(gè)直流電源。 控制電路10a通過如圖16所示的門信號Qlg將開關(guān)元件Ql接通/關(guān)斷，并且通 過門信號Q2g以相對于開關(guān)元件Ql的接通/關(guān)斷具有180度相位差地接通/關(guān)斷開關(guān)元 件Q2。 通過這樣的實(shí)施例4也可以進(jìn)行與實(shí)施例1的動作相同的動作，獲得與實(shí)施例1
相同的效果。 實(shí)施例5 圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施例5的放電燈點(diǎn)燈裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖10所 示的實(shí)施例1中，使得在變壓器T1、T2的二次線圈S1、S2產(chǎn)生高電壓。在變壓器T1、T2中 進(jìn)行絕緣的情形下，變壓器Tl、 T2有必要滿足在各種安全規(guī)則中所指定的絕緣距離等的條 件。在此情況下，隨著變壓器T1、T2的二次線圈S1、S2的電壓越高，這些條件變的越嚴(yán)格， 使得變壓器Tl、 T2大型化且高價(jià)格化。 因此，在實(shí)施例5中，變壓器T1的二次線圈Sl的兩端經(jīng)由電抗器L1連接升壓變 壓器T3a的一次線圈P3，將升壓變壓器T3a的二次線圈S3a的一端與放電燈7_1的一端連 接，將升壓變壓器T3a的二次線圈S3b的一端與放電燈7-2的一端連接。并且，在二次線圈 S3a和二次線圈S3b的串聯(lián)電路的兩端里連接有電容器C2a和電容器C2b的串聯(lián)電路，電容 器C2a和電容器C2b的連接點(diǎn)接地。 此外，變壓器T2的二次線圈S2的兩端經(jīng)由電抗器L2與升壓變壓器T4a的一次線 圈P4連接，將升壓變壓器T4a的二次線圈S4a的一端與放電燈7_1的另一端連接，將升壓 變壓器T4a的二次線圈S4b的一端與放電燈7-2的另一端連接。并且，在二次線圈S4a和 二次線圈S4b的串聯(lián)電路的兩端里連接有電容器C4a和電容器C4b的串聯(lián)電路，電容器C4a 和電容器C4b的連接點(diǎn)接地。 另外，其他結(jié)構(gòu)與圖IO所示的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，因此對相同的部分標(biāo)注相同 的符號。在這里，放電燈是2個(gè)。并且，也可以是l個(gè)直流電源。 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在變壓器T1、 T2中進(jìn)行以各種安全規(guī)格所獲得的絕緣，升壓變壓 器T3a、T4a進(jìn)行升壓。因此，如圖17所示的變壓器T1、T2的電壓，控制成低于圖10所示的 實(shí)施例1的變壓器T1、T2的電壓，從而可避免上述問題。 此外，可通過利用變壓器Tl或變壓器T3a的漏感，去除或小型化電抗器Ll 。同樣， 可通過利用變壓器T2或變壓器T4a的漏感，去除或小型化電抗器L2。并且，通過增加變壓 器T3a、 T4a，能夠點(diǎn)亮更多的放電燈。 另外，在實(shí)施例1乃至實(shí)施例5的放電燈點(diǎn)亮裝置中，設(shè)置有多個(gè)放電燈，該放電 燈也可以是單數(shù)(l個(gè)燈)。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，第一交流電壓產(chǎn)生電路將正負(fù)非對稱波形的第一交流電壓輸出到負(fù) 載的一端，第二交流電壓產(chǎn)生電路，將相對于第一交流電壓具有180度相位差的正負(fù)非對 稱波形的第二交流電壓輸出到負(fù)載的另一端，由此使得負(fù)載兩端的交流電壓的波形正負(fù)對 稱。因此，可減少開關(guān)元件的數(shù)量的同時(shí)，可降低開關(guān)元件的開關(guān)損耗、噪音等，并且也可以 減少控制電路。
權(quán)利要求
一種交流電源裝置，其特征在于，具有第一交流電壓產(chǎn)生電路，其具有第一開關(guān)單元，而且通過所述第一開關(guān)單元的接通/關(guān)斷來從第一直流電源的直流電壓產(chǎn)生正負(fù)非對稱波形的第一交流電壓，并將所述第一交流電壓輸出到負(fù)載的一端；第二交流電壓產(chǎn)生電路，其具有第二開關(guān)單元，而且通過所述第二開關(guān)單元的接通/關(guān)斷來從所述第一直流電源的直流電壓或第二直流電源的直流電壓產(chǎn)生相對于所述第一交流電壓具有180度相位差的正負(fù)非對稱波形的第二交流電壓，并將所述第二交流電壓輸出到所述負(fù)載的另一端；以及控制電路，其使得所述第一開關(guān)單元接通/關(guān)斷，并且以相對于所述第一開關(guān)單元的接通/關(guān)斷具有180度相位差地接通/關(guān)斷所述第二開關(guān)單元，其中，所述負(fù)載的兩端電壓是正負(fù)對稱波形的交流電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源裝置，其特征在于，所述第一交流電壓產(chǎn)生電路具有第一變壓器，該第一變壓器具有與所述第一開關(guān)單元連接的一次線圈以及將所感應(yīng)而產(chǎn)生的電壓作為所述第一交流電壓而輸出的二次線圈，所述第二交流電壓產(chǎn)生電路具有第二變壓器，該第二變壓器具有與所述第二開關(guān)單元連接的一次線圈以及將所感應(yīng)而產(chǎn)生的電壓作為所述第二交流電壓而輸出的二次線圈。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電源裝置，其特征在于，所述第一交流電壓產(chǎn)生電路具有連接在所述第一變壓器的二次線圈和所述負(fù)載的一端之間的第一電容器，所述第二交流電壓產(chǎn)生電路具有連接在所述第二變壓器的二次線圈和所述負(fù)載的另一端之間的第二電容器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電源裝置，其特征在于，所述第一交流電壓產(chǎn)生電路，在所述第一變壓器的二次線圈和所述負(fù)載的一端之間具有在所述第一變壓器的一次線圈以及二次線圈之間產(chǎn)生的漏感，所述第二交流電壓產(chǎn)生電路，在所述第二變壓器的二次線圈和所述負(fù)載的另一端之間具有在所述第二變壓器的一次線圈以及二次線圈之間產(chǎn)生的漏感。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電源裝置，其特征在于，所述第一交流電壓產(chǎn)生電路具有連接在所述第一變壓器的二次線圈和所述負(fù)載的一端之間的第一線圈，所述第二交流電壓產(chǎn)生電路具有連接在所述第二變壓器的二次線圈和所述負(fù)載的另一端之間的第二線圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交流電源裝置，其具有第一交流電壓產(chǎn)生電路，具有第一開關(guān)單元且通過第一開關(guān)單元的接通/關(guān)斷來從第一直流電源的直流電壓產(chǎn)生正負(fù)非對稱波形的第一交流電壓，并將第一交流電壓輸出到負(fù)載的一端；第二交流電壓產(chǎn)生電路，具有第二開關(guān)單元且通過第二開關(guān)單元的接通/關(guān)斷來從第一直流電源的直流電壓或第二直流電源的直流電壓產(chǎn)生相對于第一交流電壓具有180度相位差的正負(fù)非對稱波形的第二交流電壓，并將第二交流電壓輸出到負(fù)載的另一端；使得第一開關(guān)單元接通/關(guān)斷，并且以相對于第一開關(guān)單元的接通/關(guān)斷具有180度相位差地接通/關(guān)斷第二開關(guān)單元的控制電路；其中，負(fù)載的兩端電壓是正負(fù)對稱波形的交流電壓。
文檔編號H05B41/282GK101796888SQ20088010525
公開日2010年8月4日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者木村研吾, 足利亨 申請人:三墾電氣株式會社