專利名稱：交流電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于冷陰極管等的負(fù)載的交流電源裝置。
技術(shù)背景當(dāng)今作為用于LCD (Liquid Crystal Display,液晶顯示器)單元等的 光源，例如廣泛使用冷陰極管。這種冷陰極管的光量調(diào)整是通過流過冷 陰極管的電流量來進(jìn)行的。因此，電流量越多則越亮，功耗也越大；電 流量越少則越暗，功耗被抑制。圖9是現(xiàn)有的冷陰極管的交流電源裝置，向輸入部1提供直流電壓 和控制信號(hào)，利用控制信號(hào)來對(duì)直流電壓進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制，來生成 輸入電源。振蕩電路2以交流頻率使從輸入部1提供的電源振蕩，例如 使用由變壓器構(gòu)成的升壓電路3將其升壓到規(guī)定電壓(例如600V)，經(jīng) 由連接器4提供給冷陰極管。在上述交流電源裝置中，

圖10 (a)是從輸入部1提供給振蕩電路2 的電源波形。根據(jù)上述控制信號(hào)來進(jìn)行每單位時(shí)間的導(dǎo)通、截止，控制 其比率，向振蕩電路2提供根據(jù)該比率的電源。而且，該圖(b)所示的 波形圖是由振蕩電路2在上述導(dǎo)通期間內(nèi)賦予了交流頻率的、振蕩電路2 的輸出波形。另外，上述交流頻率具有頻率越高則亮度越高的性質(zhì)。如上所述，在現(xiàn)有的交流電源裝置中，對(duì)上述圖10 (a)所示的導(dǎo)通、 截止時(shí)間的比率進(jìn)行控制，可以改變提供給冷陰極管的電流，進(jìn)行冷陰 極管的調(diào)光控制。但是，當(dāng)今用于LCD單元的筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)和PDA (personal digital assistants,個(gè)人數(shù)字助理)等中，為了抑制功耗，例如在可搬運(yùn)等 時(shí)將顯示器的明亮度控制得較暗。此時(shí)，將上述圖10 (a)所示的導(dǎo)通時(shí) 間控制得較短，考慮通常使用時(shí)的明亮度而優(yōu)選使用高頻，但如果在高
頻的狀態(tài)下將導(dǎo)通時(shí)間縮短，則會(huì)在冷陰極管中產(chǎn)生泄漏電流，冷陰極 管的一端變暗。而且，在專利文獻(xiàn)1中，公開了在作為液晶顯示的背光而使用的冷 陰極管的點(diǎn)燈電路中，防止產(chǎn)生泄漏電流的發(fā)明。專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-200174號(hào)公報(bào) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的課題在于，提供一種交流電源裝置，該交流電源裝置使用 高頻作為交流頻率來驅(qū)動(dòng)冷陰極管等交流負(fù)載，在引發(fā)明亮度的同時(shí)，即使在減小電流的情況下也能防止由于泄漏電流導(dǎo)致的冷陰極管等負(fù)載 的不均勻發(fā)光，防止顯示質(zhì)量降低。根據(jù)本發(fā)明的交流電源裝置，可以通過提供如下的交流電源裝置來達(dá)成上述課題，該交流電源裝置具有輸入單元，其通過每單位時(shí)間的 直流電源的導(dǎo)通、截止，來對(duì)流過負(fù)載的電流量進(jìn)行控制；振蕩單元， 其在預(yù)先設(shè)定的向上述負(fù)載的提供電流量為規(guī)定等級(jí)以上時(shí)，在上述直 流電源的導(dǎo)通期間內(nèi)以高頻的交流頻率進(jìn)行振蕩，在向上述負(fù)載的提供 電流量為規(guī)定等級(jí)以下時(shí)，在上述直流電源的導(dǎo)通期間內(nèi)以低頻的交流 頻率進(jìn)行振蕩；以及高壓輸出單元，其對(duì)該振蕩單元的輸出進(jìn)行升壓， 并將其提供給上述負(fù)載。另外，根據(jù)本發(fā)明的交流電源裝置，可以通過提供如下的交流電源 裝置來達(dá)成上述課題，該交流電源裝置根據(jù)對(duì)上述直流電源的導(dǎo)通、截 止比率進(jìn)行控制的控制信號(hào)的積分值，來將上述交流頻率從高頻切換到 低頻。另外，根據(jù)本發(fā)明的交流電源裝置，可以通過提供如下的交流電源 裝置來達(dá)成上述課題，該交流電源裝置根據(jù)對(duì)上述直流電源的導(dǎo)通、截 止比率進(jìn)行控制的控制信號(hào)的微分值，來將上述交流頻率從高頻切換到 低頻。另外，根據(jù)本發(fā)明的交流電源裝置，可以通過提供如下的交流電源 裝置來達(dá)成上述課題，該交流電源裝置根據(jù)經(jīng)由上述負(fù)載而反饋的反饋 圖說明圖1是說明第1實(shí)施方式的交流電源裝置的電路框圖。圖2 (a)是示出提供給輸入部的直流電壓的圖，(b)是示出控制信號(hào)的圖。圖3是示出振蕩電路的具體例的電路圖。圖4是示出控制信號(hào)和提供給冷陰極管的交流高電壓的輸出波形的圖。圖5是說明第2實(shí)施方式的交流電源裝置的電路框圖。圖6是說明第3實(shí)施方式的交流電源裝置的電路框圖。圖7是說明第4實(shí)施方式的交流電源裝置的電路框圖。圖8是示出第4實(shí)施方式的具體電路例子的圖。圖9是說明現(xiàn)有的冷陰極管的電源裝置的交流電源裝置的電路框圖。圖10 (a)示出控制信號(hào)，(b)是振蕩電路的輸出波形圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。 (第1實(shí)施方式)圖1是本例的交流電源裝置的電路框圖。在該圖中，本裝置由輸入部IO、振蕩電路ll、升壓電路12、連接器 13和選擇電路14構(gòu)成。并且，從未圖示的電源控制系統(tǒng)向選擇電路14 提供頻率切換信號(hào)。向輸入部iO提供直流電壓和控制信號(hào)。圖2 (a)示出提供給輸入部 IO的直流電壓，該圖(b)示出控制信號(hào)的時(shí)序圖。而且，直流電壓的電 壓值(V)例如是5V、 12V、 24V等電位?？刂菩盘?hào)是按照調(diào)光信息的 比率的導(dǎo)通、截止信號(hào)，利用該比率對(duì)直流電壓進(jìn)行導(dǎo)通、截止，生成 輸入電源。振蕩電路11根據(jù)由選擇電路14所提供的選擇信號(hào)來選擇交流頻率，
在從輸入部io輸出的電源導(dǎo)通期間內(nèi)，進(jìn)行所選擇的交流頻率的振蕩。 此處，從電源控制系統(tǒng)輸出給選擇電路14的頻率切換信號(hào)是通過冷陰極 管的特性和所使用的電壓等而預(yù)先設(shè)定的調(diào)光等級(jí)的信號(hào)。例如，將調(diào)光等級(jí)設(shè)定為10級(jí)，進(jìn)行從最小亮度(1級(jí)) 最大亮度 (10級(jí))的控制。此時(shí)，如果僅在第1級(jí)出現(xiàn)由高頻的交流頻率所引起 的顯示質(zhì)量的降低，則選擇電路14預(yù)先對(duì)2級(jí) 10級(jí)的調(diào)光等級(jí)進(jìn)行高 頻的交流頻率的選擇，僅對(duì)第1級(jí)進(jìn)行低頻的交流頻率的選擇。振蕩電路11進(jìn)行由選擇電路14所選擇的交流頻率的振蕩。例如， 圖3是振蕩電路11的具體電路圖，且是包含升壓電路12的電路圖。在 該圖中，Ql、 Q2是開關(guān)晶體管(switching transistor)(以下簡稱為晶體 管)，是利用提供給基極(B)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)交替進(jìn)行開關(guān)，來進(jìn)行交流頻 率的振蕩的、所謂的推挽(pushpull)電壓諧振電路。并且，該圖所示的 變壓器T是上述升壓電路12，其按照繞組比Ns/Np對(duì)輸入電壓進(jìn)行升壓。并且，Cp是諧振電容器，利用該諧振電容器Cp和變壓器T的一次 側(cè)的合成阻抗Lp的并聯(lián)諧振電路來確定交流頻率。因此，根據(jù)上述選擇 電路14的輸出，例如可以改變諧振電容器Cp的電容，而從振蕩電路ll 進(jìn)行高頻或低頻的振蕩。艮卩，如果在導(dǎo)通期間從輸入部10向振蕩電路11提供電壓(V)，則 經(jīng)由線圈L和上拉電阻R向晶體管Ql提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，來使晶體管Ql導(dǎo) 通。通過該晶體管Q1的驅(qū)動(dòng)，在變壓器T的一次側(cè)沿著箭頭a方向流過 電流，這期間通過變壓器T的基極繞組而向晶體管Q2的基極(B)提供 驅(qū)動(dòng)信號(hào)，然后晶體管Q2導(dǎo)通，在變壓器T的一次側(cè)沿著箭頭b方向流 過電流。因此，通過重復(fù)上述驅(qū)動(dòng)，從振蕩電路ll的輸出進(jìn)行由選擇電 路14所選擇的頻率的振蕩。而且，圖4示出與上述控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的、提 供給冷陰極管的高壓的低頻驅(qū)動(dòng)電源的輸出定時(shí)。因此，在上述調(diào)光等級(jí)2 10中，為使冷陰極管發(fā)光較亮而例如進(jìn)行 lOOKHz的高頻振蕩，另一方面，在將冷陰極管的發(fā)光控制得較暗、例如 為調(diào)光等級(jí)l的情況下，例如進(jìn)行50KHz的低頻振蕩，來防止泄漏電流 導(dǎo)致的冷陰極管的不均勻發(fā)光。通過這樣構(gòu)成，可以防止設(shè)置有冷陰極
管的LCD單元的顯示質(zhì)量降低。并且，在上述例子中進(jìn)行10等級(jí)的調(diào)光，僅在調(diào)光等級(jí)l時(shí)將交流 頻率設(shè)定為低頻，但也可以根據(jù)所使用的冷陰極管的特性和所使用的電 壓等，在調(diào)光等級(jí)2以下的情況下，將交流頻率設(shè)定為低頻，還可以設(shè) 定為調(diào)光等級(jí)3以下等。而且，在上述例子中，將交流頻率設(shè)為高頻100KHz和低頻50KHz 這2個(gè)階段，但也可以構(gòu)成為對(duì)上述諧振電容器的電容進(jìn)行控制，來進(jìn) 行3個(gè)階段、4個(gè)階段等更詳細(xì)的控制。 (第2實(shí)施方式)下面，說明本發(fā)明第2實(shí)施方式。在本例子的結(jié)構(gòu)中，在將交流頻率設(shè)定為低頻時(shí)，根據(jù)提供給輸入 部的控制信號(hào)來進(jìn)行。下面，使用圖5來具體說明。如上所述，向輸入部10提供直流電壓和控制信號(hào)，按照控制信號(hào)被 進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制的輸入電源利用振蕩電路11來進(jìn)行高頻或者低頻的 振蕩，并輸出給升壓電路12。在本例子中，使用積分電路16和比較器 17，積分電路16對(duì)進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制的控制信號(hào)進(jìn)行積分，并將該積 分結(jié)果輸出給比較器17。當(dāng)積分值小于預(yù)先設(shè)定的值時(shí)，比較器17向振蕩電路11發(fā)送切換 信號(hào)，將振蕩電路11的振蕩頻率從高頻切換到低頻。在本例子中，振蕩 電路11也可以應(yīng)用上述圖3所示的電路，根據(jù)比較器17的輸出來改變 諧振電容器Cp的電容，之后將振蕩電路11的交流頻率切換為低頻。因此，通過構(gòu)成為在控制信號(hào)的導(dǎo)通比率變小、例如變?yōu)榕c上述調(diào) 光等級(jí)1對(duì)應(yīng)的導(dǎo)通、截止比率時(shí)，將振蕩電路11的交流頻率切換為低 頻，可以防止泄漏電流導(dǎo)致的冷陰極管的不均勻發(fā)光，例如可以防止設(shè) 置有冷陰極管的LCD單元的顯示質(zhì)量降低。 (第3實(shí)施方式)下面，說明本發(fā)明第3實(shí)施方式。在本例子的結(jié)構(gòu)中，在將交流頻率設(shè)定為低頻時(shí)，根據(jù)提供給輸入 部的控制信號(hào)的變化來進(jìn)行。下面，使用圖6來具體說明。 如上所述，向輸入部10提供直流電壓和控制信號(hào)，控制信號(hào)在每個(gè) 單位時(shí)間進(jìn)行按照調(diào)光信息的比率的導(dǎo)通、截止控制，生成輸入電源。 此處，本例子中所使用的控制信號(hào)與在上述2個(gè)實(shí)施方式中所使用的控 制信號(hào)不同，其為頻率按照導(dǎo)通、截止比率而發(fā)生變化的信號(hào)。例如， 構(gòu)成為當(dāng)導(dǎo)通期間變短時(shí)，控制信號(hào)的輸出頻率也變高。在微分電路18中，對(duì)上述結(jié)構(gòu)的控制信號(hào)進(jìn)行微分，將該微分結(jié)果輸出給MCU (微控制器單元)19。在MCU19中，如果微分結(jié)果大于預(yù) 先設(shè)定的值，則向振蕩電路11發(fā)送控制信號(hào)，將振蕩電路11的振蕩頻 率從高頻切換到低頻。在本例子中，振蕩電路11也可以應(yīng)用上述圖3所 示的電路，諧振電容器Cp的電容根據(jù)MCU19的輸出而發(fā)生變化，之后 可以將振蕩電路11的交流頻率設(shè)定為低頻。例如，構(gòu)成為在控制信號(hào)的頻率變高而變?yōu)榕c上述調(diào)光等級(jí)1對(duì)應(yīng) 的頻率時(shí)，將振蕩電路11的交流頻率切換為低頻，可以防止泄漏電流導(dǎo) 致的冷陰極管的不均勻發(fā)光，例如可以防止設(shè)置有冷陰極管的LCD單元 的顯示質(zhì)量降低。(第4實(shí)施方式)下面，說明本發(fā)明第4實(shí)施方式。在本例子的結(jié)構(gòu)中，可根據(jù)經(jīng)由冷陰極管反饋的電流來改變交流頻 率。下面，進(jìn)行具體說明。圖7是本例的交流電源裝置的電路框圖。如上所述，向輸入部10提 供直流電壓和控制信號(hào)，控制信號(hào)在每個(gè)單位時(shí)間對(duì)直流電壓進(jìn)行導(dǎo)通、 截止控制，對(duì)振蕩電路11進(jìn)行電源供給。在振蕩電路11中，根據(jù)所指 定的交流頻率進(jìn)行振蕩，經(jīng)由升壓電路12、連接器13向冷陰極管20提 供高電壓，來使冷陰極管20發(fā)光。檢測電路21對(duì)上述冷陰極管20的反饋電流進(jìn)行檢測。檢測電路21 例如由積分電路21a和比較器21b構(gòu)成，積分電路21a對(duì)經(jīng)由冷陰極管 20提供來的反饋電流進(jìn)行積分，而將積分結(jié)果輸出給比較器21b。提供給積分電路21a的反饋電流與流過冷陰極管20的電流量成比 例，當(dāng)積分值小于等于一定值時(shí)，為了防止冷陰極管20進(jìn)行不均勻發(fā)光，
向振蕩電路ll輸出控制信號(hào)。圖8是示出本例的交流電源裝置的具體電路的圖。而且，在該圖中，關(guān)于振蕩電路ll的結(jié)構(gòu)與上述相同，省略其說明。積分電路21a由電阻 Rl和電容器Cl構(gòu)成，來自冷陰極管20的反饋電流通過二極管D而提供 給積分電路21a。并且，由分壓電阻R2進(jìn)行電阻分壓的電流流入積分電 路21a，按照由Cl和Rl值所確定的時(shí)間常數(shù)來將積分結(jié)果輸出給比較 器21b。在該結(jié)果輸出給比較器21b而變?yōu)榕c預(yù)先設(shè)定的例如上述調(diào)光等級(jí)l 對(duì)應(yīng)的值時(shí)，從比較器21b向振蕩電路ll輸出控制信號(hào)，可以改變上述 諧振電容器Cp的電容，而將振蕩電路11的振蕩頻率從高頻切換為低頻。 因此，在本例中，也可以防止泄漏電流導(dǎo)致的冷陰極管的不均勻發(fā)光， 例如可以防止設(shè)置有冷陰極管的LCD單元的顯示質(zhì)量降低。而且，在上述例子中，使用了比較器21b，但也可以構(gòu)成為通過例如 將上述時(shí)間常數(shù)設(shè)定為與上述調(diào)光等級(jí)1對(duì)應(yīng)的值，來刪除比較器21b， 直接從積分電路21a向振蕩電路11輸出控制信號(hào)，可以改變上述諧振電 容器Cp的電容，將振蕩電路11的振蕩頻率從高頻切換為低頻。另外，雖然上述例子是與調(diào)光等級(jí)1對(duì)應(yīng)的情況，但也可以是根據(jù) 所使用的冷陰極管的特性和使用電壓等而與調(diào)光等級(jí)2以下的情況等對(duì) 應(yīng)的情況。
權(quán)利要求
1.一種交流電源裝置，其特征在于，該交流電源裝置具有輸入單元，其通過每單位時(shí)間的直流電源的導(dǎo)通、截止，來對(duì)流過負(fù)載的電流量進(jìn)行控制；振蕩單元，其在預(yù)先設(shè)定的向上述負(fù)載的提供電流量為規(guī)定等級(jí)以上時(shí)，在上述直流電源的導(dǎo)通期間內(nèi)以高頻的交流頻率進(jìn)行振蕩，在向上述負(fù)載的提供電流量為規(guī)定等級(jí)以下時(shí)，在上述直流電源的導(dǎo)通期間內(nèi)以低頻的交流頻率進(jìn)行振蕩；以及高壓輸出單元，其對(duì)該振蕩單元的輸出進(jìn)行升壓，并將其提供給上述負(fù)載。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源裝置，其特征在于，預(yù)先設(shè)定與 上述提供電流量的規(guī)定等級(jí)對(duì)應(yīng)的上述負(fù)載的調(diào)光等級(jí)，當(dāng)達(dá)到該調(diào)光 等級(jí)時(shí)，對(duì)上述振蕩單元進(jìn)行低頻下的振蕩指示。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電源裝置，其特征在于，上述振蕩單 元是包含諧振電容器的推挽電壓諧振電路，上述低頻下的振蕩指示是可 以改變上述諧振電容器的電容的指示。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源裝置，其特征在于，根據(jù)對(duì)上述 直流電源的導(dǎo)通、截止比率進(jìn)行控制的控制信號(hào)的積分值，將上述交流 頻率從高頻切換到低頻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流電源裝置，其特征在于，預(yù)先存儲(chǔ)與 上述規(guī)定等級(jí)的提供電流量對(duì)應(yīng)的積分值，當(dāng)上述控制信號(hào)的積分值為 預(yù)先存儲(chǔ)的積分值以下時(shí)，進(jìn)行將上述交流頻率從高頻切換到低頻的指 示。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的交流電源裝置，其特征在于，上述振蕩單 元是包含諧振電容器的推挽電壓諧振電路，向上述低頻的切換指示是可 以改變上述諧振電容器的電容的指示。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源裝置，其特征在于，根據(jù)對(duì)上述 直流電源的導(dǎo)通、截止比率進(jìn)行控制的控制信號(hào)的微分值，將上述交流 頻率從高頻切換到低頻。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的交流電源裝置，其特征在于，預(yù)先存儲(chǔ)與 上述規(guī)定等級(jí)的提供電流量對(duì)應(yīng)的微分值，當(dāng)上述控制信號(hào)的微分值為 預(yù)先存儲(chǔ)的微分值以上時(shí)，進(jìn)行將上述交流頻率從高頻切換到低頻的指
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的交流電源裝置，其特征在于，上述振蕩單元是包含諧振電容器的推挽電壓諧振電路，向上述低頻的切換指示是可 以改變上述諧振電容器的電容的指示。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源裝置，其特征在于，根據(jù)經(jīng)由上 述負(fù)載而反饋的反饋電流，將上述交流頻率從高頻切換到低頻。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的交流電源裝置，其特征在于，上述反饋 電流通過積分電路來檢測反饋電流量，當(dāng)該反饋電流量超過一定值時(shí)， 進(jìn)行向上述低頻的切換指示。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的交流電源裝置，其特征在于，上述振蕩 單元是包含諧振電容器的推挽電壓諧振電路，向上述低頻的切換指示是 可以改變上述諧振電容器的電容的指示。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)所述的交流電源裝置，其特征 在于，上述負(fù)載是冷陰極管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種交流電源裝置。該交流電源裝置用于冷陰極管等的高壓交流負(fù)載，當(dāng)使冷陰極管發(fā)光時(shí)，以恒定比率對(duì)直流電壓進(jìn)行導(dǎo)通、截止控制，然后在振蕩電路中賦予高頻的交流信號(hào)，由升壓電路升壓到規(guī)定等級(jí)的電壓，之后向冷陰極管等負(fù)載提供高壓交流電源。例如，在利用流過冷陰極管的電流量來對(duì)冷陰極管的調(diào)光進(jìn)行控制，而將冷陰極管的發(fā)光減小到一定等級(jí)以下的情況下，以低頻的交流信號(hào)進(jìn)行振蕩，來防止冷陰極管的發(fā)光變得不均。
文檔編號(hào)H02M7/48GK101151792SQ20058004936
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者森英一 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社