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JP2672692B2 - EL lighting circuit - Google Patents

EL lighting circuit

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Publication number
JP2672692B2
JP2672692B2 JP2158342A JP15834290A JP2672692B2 JP 2672692 B2 JP2672692 B2 JP 2672692B2 JP 2158342 A JP2158342 A JP 2158342A JP 15834290 A JP15834290 A JP 15834290A JP 2672692 B2 JP2672692 B2 JP 2672692B2
Authority
JP
Japan
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circuit
voltage
frequency
transistor
transformer
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JP2158342A
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Inventor
孝造 岩田
裕司 藤田
Original Assignee
関西日本電気株式会社
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Publication date
Application filed by 関西日本電気株式会社 filed Critical 関西日本電気株式会社
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液晶ディスプレイのバックライト等に用いる
有機分散型ELなどの点灯回路のうち、特に、駆動周波数
の安定化,小型,高効率,ELの長寿命を実現できるEL点
灯回路に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lighting circuit such as an organic dispersion type EL used for a backlight of a liquid crystal display, etc., and particularly to stabilization of driving frequency, small size, high efficiency, and long EL length. The present invention relates to an EL lighting circuit that can realize a life.

従来の技術 有機分散型ELは、フレキシブル、軽量、安価、薄型等
の理由により広く賞用されており、特に各種計測器等の
文字,図形を表示する液晶ディスプレイ(以下LCDと称
する)のバックライトとして利用されている。
2. Description of the Related Art Organic dispersed EL is widely used because of its flexibility, light weight, low cost, and thinness. Especially, it is a backlight for liquid crystal displays (hereinafter referred to as LCD) that display characters and figures for various measuring instruments. Is used as.

上記ELを点灯させるためには、容量性負荷としてのEL
に例えば120V,600Hzなどの交流電圧を印加し、ELに交流
電流を流すことによっておこなうが、パーソナルコンピ
ュータなどのLCDのバックライトに用いる場合、パーソ
ナルコンピュータ本体は通常12V程度の直流電圧しか持
っておらず、ELの点灯にはこの12V程度の直流電圧から1
20Vの交流電圧に変換するDC−ACインバータ回路が必要
である。
To turn on the above EL, EL as a capacitive load
This is done by applying an AC voltage of 120V, 600Hz, etc. to the EL and applying an AC current to the EL.However, when using it for the backlight of an LCD such as a personal computer, the personal computer itself usually has only a DC voltage of about 12V. First, to light up EL, the DC voltage of about 12V
A DC-AC inverter circuit that converts to 20V AC voltage is required.

このインバータ回路として、従来EL用の専用インバー
タが使われており、代表的なものとして特公昭62−1503
2で提案されているインバータ回路がある。このインバ
ータ回路の構成、動作原理を第5図を参照して詳述す
る。
Conventionally, a dedicated inverter for EL has been used as this inverter circuit.
There is an inverter circuit proposed in 2. The configuration and operating principle of this inverter circuit will be described in detail with reference to FIG.

第5図のインバータ回路はELに接続したトランス(T
1)と、トランス(T1)の二次側にELと並列接続したコ
ンデンサ(C3)と、入力電圧端子(Vin)とトランス(T
1)との間に設けられたスイッチング回路(S1)とから
なる。そして、前記スイッチング回路(S1)は、トラン
ス(T1)と入力端子(Vin)間にエミッタ及びコレクタ
を接続したトランジスタ(Q1)と、トランジスタ(Q1)
とのベースとコレクタ間に接続した抵抗(R1,R2)及び
コンデンサ(C1)と、トランジスタ(Q1)のベースとト
ランス(T1)間に前記抵抗(R2)を介して接続した結合
用のコンデンサ(C2)とからなる。
The inverter circuit in Fig. 5 is a transformer (T
1), the capacitor (C3) connected in parallel with EL on the secondary side of the transformer (T1), the input voltage terminal (Vin) and the transformer (T
1) and a switching circuit (S1) provided between the two. The switching circuit (S1) includes a transistor (Q1) having an emitter and a collector connected between a transformer (T1) and an input terminal (Vin), and a transistor (Q1).
A resistor (R1, R2) and a capacitor (C1) connected between the base and the collector of and a coupling capacitor (a capacitor (C1) connected between the base of the transistor (Q1) and the transformer (T1) via the resistor (R2) ( C2) and.

上記構成において直流電圧Vinをトランジスタ(Q1)
のON−OFF動作によって交流電圧に変換してトランス(T
1)の一次側に印加し、この一次側電圧にトランス(T
1)の一次巻線と二次巻線の比N2/N1をかけて得られる二
次側の出力電圧をELに印加するものである。この動作を
以下に説明する。
In the above configuration, the DC voltage Vin is applied to the transistor (Q1)
Is turned on and off to convert to AC voltage and the transformer (T
1) is applied to the primary side and the transformer (T
1) The secondary side output voltage obtained by multiplying the ratio of the primary and secondary windings N2 / N1 is applied to EL. This operation will be described below.

まず、Vin−抵抗(R1)−抵抗(R2)−トランジスタ
(Q1)ベース−同エミッタ−トランス(T1)のコイル
(N1)−GNDと電流が流れることによりトランジスタ(Q
1)がONになりトランス(T1)のコイル(N1)へVinが印
加される。したがってトランス(T1)のコイル(N1)に
流れる電流は時間と共に増大するので、トランス(T1)
に接続されたコンデンサ(C2)への電圧も上昇する。こ
れがトランジスタ(Q1)のベース電流となってトランジ
スタ(Q1)はON状態を維持できる。
First, Vin-resistor (R1) -resistor (R2) -transistor (Q1) base-emitter-transformer (T1) coil (N1) -GND and transistor (Q1)
1) turns on and Vin is applied to the coil (N1) of the transformer (T1). Therefore, the current flowing through the coil (N1) of the transformer (T1) increases with time, so the transformer (T1)
The voltage to the capacitor (C2) connected to is also increased. This becomes the base current of the transistor (Q1) and the transistor (Q1) can maintain the ON state.

一方、トランス(T1)のコアを通る磁束も時間と共に
増大するが、やがて飽和磁束密度に達し、磁束の増加が
停止する。するとコンデンサ(C2)への電圧が低下し、
これがトランジスタ(Q1)のベースバイアスを逆にする
ように働くのでトランジスタ(Q1)は急速にOFFにな
り、トランス(T1)のコイル(N1)に流れる電流が遮断
されこの状態が加速される。
On the other hand, the magnetic flux passing through the core of the transformer (T1) also increases with time, but eventually reaches the saturation magnetic flux density, and the increase of the magnetic flux stops. Then the voltage to the capacitor (C2) drops,
This acts so as to reverse the base bias of the transistor (Q1), so that the transistor (Q1) is rapidly turned off, the current flowing in the coil (N1) of the transformer (T1) is cut off, and this state is accelerated.

トランジスタ(Q1)がONのときに充電されたコンデン
サ(C2)の電荷はトランジスタ(Q1)のOFFの期間に、V
in−抵抗(R1)−コンデンサ(C2)−トランス(T1)−
GNDの経路で放電を続け、やがてトランジスタ(Q1)の
ベース電圧は、同エミッタよりも高くなり、再びトラン
ジスタ(Q1)はONになる。
The electric charge of the capacitor (C2) charged when the transistor (Q1) is ON is V during the OFF period of the transistor (Q1).
in-Resistance (R1) -Capacitor (C2) -Transformer (T1)-
Discharging continues through the GND path, the base voltage of the transistor (Q1) becomes higher than that of the emitter, and the transistor (Q1) turns on again.

ここで、コンデンサ(C1)はトランジスタ(Q1)のON
−OFF動作時の応答性を低く抑え、トランス(T1)の出
力電圧波形を方形波からサイン波に近づけると共に回路
の異常発振防止も兼ねている。コンデンサ(C3)も同様
の目的およびELの動作安定のために使用されるものであ
り、このコンデンサ(C1),及び(C3)は無くても本来
の動作は可能である。
Here, the capacitor (C1) turns on the transistor (Q1).
-Responsiveness during OFF operation is suppressed low, the output voltage waveform of the transformer (T1) is made closer to a sine wave from a square wave, and it also serves to prevent abnormal oscillation of the circuit. The capacitor (C3) is also used for the same purpose and for stabilizing the operation of the EL, and the original operation is possible without the capacitors (C1) and (C3).

以上のように上記トランジスタ(Q1)のON−OFFの繰
り返しによってELに交流電圧が印加されて点灯するが、
このインバータはELに印加される交流電圧の電圧値と周
波数がVin,R1,C2,C3,T1,及びELのインピーダンスなどに
よって決定される自励式のインバータで、トランジスタ
(Q1)がON−OFFを繰り返すので、通常ブロッキング発
振インバータと呼ばれている。
As described above, alternating voltage is applied to EL by repeating ON-OFF of the transistor (Q1), and it lights up.
This inverter is a self-excited inverter in which the voltage value and frequency of the AC voltage applied to EL are determined by Vin, R1, C2, C3, T1, and EL impedance, and the transistor (Q1) turns ON-OFF. Because it repeats, it is usually called a blocking oscillation inverter.

また、自励式ではなく外部信号によってスイッチをON
−OFFして交流電圧の周波数を決める他励式のインバー
タについて第6図を参照して詳述する。
Also, the switch is turned on by an external signal instead of the self-excited type.
The separately-excited inverter that turns off and determines the frequency of the AC voltage will be described in detail with reference to FIG.

第6図の回路は、トランス(T2)とトランス(T2)の
二次側にインダクタ(便宜上、以下チョークコイルと称
する。)(L1)とELとを直列に接続し、トランス(T2)
の一次側にスイッチング用のトランジスタ(Q1)と(Q
2)を接続した構成からなり、外部から与えられたEL点
灯周波数に相当する駆動信号によりON−OFFを繰り返す
がトランジスタ(Q1)とトランジスタ(Q2)が同時にON
することがないように外部駆動信号は設計されている。
また、抵抗(R1),(R2)はトランジスタ(Q1),(Q
2)へ外部駆動信号を印加するためのものであり、コン
デンサ(C1),(C2)はトランジスタ(Q1),(Q2)の
スイッチ特性を改善する目的で使用されている。
The circuit of FIG. 6 has a transformer (T2), an inductor (hereinafter referred to as a choke coil for convenience) (L1) and EL connected in series on the secondary side of the transformer (T2), and the transformer (T2).
The switching transistors (Q1) and (Q
2) is connected, and ON-OFF is repeated by the drive signal corresponding to the EL lighting frequency given from the outside, but the transistor (Q1) and transistor (Q2) are turned on at the same time.
The external drive signal is designed so as not to do so.
The resistors (R1) and (R2) are transistors (Q1) and (Q
It is for applying an external drive signal to 2), and capacitors (C1) and (C2) are used to improve the switching characteristics of transistors (Q1) and (Q2).

この構成において、トランジスタ(Q1),(Q2)をON
−OFF動作によって交流電圧に変換してトランス(T1)
の一次側に印加し、この一次側電圧にトランス(T1)の
一次巻線と二次巻線の比N2/N1をかけて得られる二次側
の出力電圧をELに印加するものであるが、ELは力率が通
常0.25程度の容量性であるので直列にチョークコイル
(L1)を挿入して力率の改善がなされる一方、そのリア
クタンス分によりELの輝度低下の補償もなされている。
In this configuration, turn on transistors (Q1) and (Q2)
-Transforms to AC voltage by OFF operation and transformer (T1)
Is applied to the primary side of the transformer, and the output voltage on the secondary side obtained by multiplying the primary side voltage by the ratio N2 / N1 of the primary winding and secondary winding of the transformer (T1) is applied to EL. , EL has a power factor of about 0.25 so that the power factor is improved by inserting a choke coil (L1) in series, and the reactance component also compensates for the decrease in EL brightness.

発明が解決しようとする課題 上記による自励式ブロッキング発振回路では、ELに印
加される交流電圧の周波数が回路定数とELのインピーダ
ンスによって決定されるが、ELの静電容量が点灯時間と
共に変化する特性があるため、駆動周波数が変動してい
た。これは、例えばLCDのバックライトとして用いた場
合、ある点灯時間でELの駆動周波数とLCDの駆動周波数
とが同期する可能性が高く、ちらつきの原因になってい
た。また、動作原理上トランスを磁気飽和点まで使うた
め磁気ひずみによるうなりが発生したり、一つのトラン
スで発振と昇圧を兼ねているためロスが大きく変換効率
は一般的に60%以下であった。さらに、トランスの2次
側のインダクタンスは、このインダクタンスとELの静電
容量の直列共振周波数が駆動周波数とほぼ一致するよう
な大きな値になるため、トランスの小型化が困難であっ
た。
In the self-excited blocking oscillator circuit according to the above, the frequency of the AC voltage applied to the EL is determined by the circuit constant and the impedance of the EL, but the capacitance of the EL changes with lighting time. Therefore, the driving frequency was fluctuating. When used as a backlight of an LCD, for example, the EL drive frequency and the LCD drive frequency are highly likely to be synchronized with each other during a certain lighting time, which causes flicker. In addition, since a transformer is used up to the magnetic saturation point due to its operating principle, a beat occurs due to magnetostriction, and since one transformer combines oscillation and boosting, loss is large and conversion efficiency is generally less than 60%. Further, the inductance on the secondary side of the transformer has a large value such that the series resonance frequency of the inductance and the capacitance of EL is almost equal to the drive frequency, so that it is difficult to downsize the transformer.

一方、上記による他励式インバータでは、ELのインピ
ーダンスの経時変化によるEL点灯周波数の変動はさける
ことができるが、トランス(T2)とチョークコイル(L
1)が必要であるため小型化が困難である他、変換時の
損失が多くなり変換効率も高くできないなどの欠点があ
った。
On the other hand, in the separately excited inverter described above, the EL lighting frequency can be prevented from fluctuating due to the change in EL impedance over time, but the transformer (T2) and choke coil (L
Since 1) is required, miniaturization is difficult, and there are drawbacks such as high loss during conversion and high conversion efficiency.

課題を解決するための手段 (1)直流電源と、該直流電源に直列接続された第1お
よび第2のスイッチと、両スイッチの接続点と前記直流
電源との間に負荷として接続されたELとインダクタから
なる直列回路と、前記第1および第2のスイッチの各々
を制御する信号を出力する制御回路と、ELを駆動する周
波数の信号を発生し制御回路に出力する発信回路とを具
備し、前記制御回路で前記第1および第2のスイッチを
切り換えてELを充放電するEL点灯回路において、ELとイ
ンダクタからなる直列回路の共振周波数をELの駆動周波
数よりも高くなるようにインダクタのタインダクタンス
を設定し、かつ、前記第1のスイッチを閉としてELを充
電し、続いて前記第1のスイッチの外部または内部に並
列接続された第1のダイオードを介して放電し、次に第
1のスイッチを開とした後前記第2のスイッチを閉とし
てELを逆極性で充電し、続いて前記第2のスイッチの外
部または内部に並列接続された第2のダイオードを介し
て放電させ、以上の動作を一定の周波数でおこなうこと
を特徴とし、また、 (2)直流電源が、リンギングチョーク型DC−DCコンバ
ータのインダクタに流れる電流を検出し、この電流のピ
ーク値を一定に制御することにより一定電力を出力する
定電力出力型DC−DCコンバータであることを特徴とす
る。
Means for Solving the Problems (1) DC power supply, first and second switches connected in series to the DC power supply, and an EL connected as a load between the connection point of both switches and the DC power supply And a inductor, a control circuit that outputs a signal that controls each of the first and second switches, and an oscillator circuit that generates a signal of a frequency that drives EL and outputs the signal to the control circuit. In an EL lighting circuit that charges and discharges EL by switching the first and second switches in the control circuit, the inductor frequency is set so that the resonance frequency of the series circuit including EL and the inductor becomes higher than the drive frequency of EL. The inductance is set and the first switch is closed to charge EL and subsequently discharged via a first diode connected in parallel outside or inside the first switch, After the first switch is opened, the second switch is closed to charge EL with a reverse polarity and then discharged through a second diode connected in parallel outside or inside the second switch. , The above operation is performed at a constant frequency, and (2) The DC power supply detects the current flowing in the inductor of the ringing choke type DC-DC converter and controls the peak value of this current to be constant. Therefore, it is a constant power output type DC-DC converter that outputs a constant power.

作用 上記の構成によれば、ELが点灯する周波数はELの特性
変化に関係無く外部制御回路の周波数によって定まって
いるので安定している。
Operation According to the above configuration, the frequency at which the EL lights up is stable because it is determined by the frequency of the external control circuit regardless of the change in the EL characteristics.

また、チョークコイルは従来の技術の項に記載のブロ
ッキング発振回路や他励式インバータに使用するトラン
スに比較して共振周波数を駆動周波数の約2倍程度に高
く設定するので寸法を小さくでき、チョークコイルを磁
気飽和させない領域で使うため磁気ひずみによるうなり
も生じない。
In addition, the choke coil can be reduced in size because the resonance frequency is set to about twice as high as the drive frequency as compared with the transformer used in the blocking oscillator circuit or the separately excited inverter described in the section of the prior art. Since it is used in a region where magnetic saturation does not occur, beat does not occur due to magnetostriction.

また、直列共振特性により電源電圧よりも高電圧にEL
を充電でき、しかも充電後続いて並列接続したダイオー
ドを介してすみやかに放電するので、またダイオードを
介して放電した電荷を電源に回収し、ELの再充電に使用
するのでエネルギーロスが少なく効率の良いインバータ
が実現できる。
In addition, due to the series resonance characteristic, the EL voltage is higher than the power supply voltage.
Since it can be charged, and it is discharged immediately after being charged through the diode connected in parallel, the charge discharged through the diode is recovered to the power supply and used for recharging the EL, so there is little energy loss and good efficiency. Inverter can be realized.

さらに、直流電源をトランスを有するリンギングチョ
ーク型DC−DCコンバータとし、かつトランスの1次コイ
ルに流れる電流を検出し、そのピーク値を一定に制御す
ることにより容易にかつ低コストの定電力電源を提供で
きると共に、定電力出力にすることによりELの寿命に伴
うELの高インピーダンス化に対してELの駆動電圧が高く
なり輝度低下を低減する特性を備えているため、ELの点
灯寿命が長くできる。
Further, the DC power supply is a ringing choke type DC-DC converter having a transformer, and the current flowing through the primary coil of the transformer is detected, and its peak value is controlled to be constant, so that an easy and low-cost constant power supply can be obtained. In addition to being able to provide the constant power output, the EL has a characteristic that the driving voltage of the EL increases and the decrease in brightness is reduced against the high impedance of the EL that accompanies the life of the EL. Therefore, the lighting life of the EL can be extended. .

実施例 以下、本発明についての一実施例について第1図を参
照して説明する。
Embodiment One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

第1図はELとチョークコイル(L1)とを直列に接続
し、この直列回路の共振周波数をELの点灯周波数の約2
倍にし、この直列回路のEL側をコンデンサ(C1,C2)、
及び抵抗(R1,R2)の中点に接続し、チョークコイル側
に直流高電圧(HV)から電流を流すトランジスタ(Q11,
Q12)と直流高電圧(HV)へ電流を流すダイオード(D
1)とGNDに電流を流すトランジスタ(Q2)とGNDから電
流を流すダイオード(D2)とを接続したELスイッチング
回路(10)部分と、これらのトランジスタ(Q11,Q12,Q
2)を制御するタイミング制御回路(11)、ELの駆動周
波数fELを発生する発振回路(12)、及び直流高電圧(H
V)を12v程度の直流電源(Vin)から発生させるDC−DC
コンバータ(13)とから構成されている。
Figure 1 shows that EL and choke coil (L1) are connected in series, and the resonance frequency of this series circuit is about 2 times the lighting frequency of EL.
Double the EL side of this series circuit with capacitors (C1, C2),
And a transistor (Q11, Q1) connected to the middle point of the resistors (R1, R2) and flowing a current from the DC high voltage (HV) to the choke coil side.
Q12) and a diode (D
1) and a transistor (Q2) that allows current to flow to GND, and an EL switching circuit (10) that connects a diode (D2) that allows current to flow from GND, and these transistors (Q11, Q12, Q
2) timing control circuit (11), EL drive frequency fEL generating oscillator circuit (12), and DC high voltage (H)
DC-DC that generates V) from a DC power supply (Vin) of about 12v
It is composed of a converter (13).

ここで、直流高電圧(HV)からチョークコイルとELの
直列回路に電流を流すトランジスタ(Q11,Q12)は、PNP
トランジスタ(Q11)とNPNトランジスタ(Q12)を組み
合わせたサイリスタ構成になっており、タイミング制御
回路(11)から出力された信号(a)によってコンデン
サ(C5),抵抗(R6)で決まる時間だけトランジスタ
(Q13)をONにし、トランジスタ(Q11)をトリガするこ
とによってサイリスタ構成のトランジスタ(Q11,Q12)
をONさせる回路である。また、抵抗(R3,R4)、及びコ
ンデンサ(C3,C4)はトランジスタ(Q11,Q12)がサージ
電圧等によって誤動作させないためのフィルタ回路であ
る。
Here, the transistors (Q11, Q12) that flow current from the DC high voltage (HV) to the series circuit of the choke coil and EL are PNP
It has a thyristor configuration in which a transistor (Q11) and an NPN transistor (Q12) are combined, and the transistor (Q5) and the resistor (R6) are used for the time determined by the signal (a) output from the timing control circuit (11). By turning on (Q13) and triggering the transistor (Q11), a transistor (Q11, Q12) with a thyristor configuration
It is a circuit that turns on. The resistors (R3, R4) and the capacitors (C3, C4) are filter circuits for preventing the transistors (Q11, Q12) from malfunctioning due to surge voltage or the like.

次に、この回路の動作原理を第1図と第2図のタイミ
ングチャートを参照して詳述する。
Next, the operating principle of this circuit will be described in detail with reference to the timing charts of FIGS.

尚、第2図において、a及びbはトランジスタ(Q11,
Q12,Q2)の制御信号であり信号(a)はLレベルからH
レベルになる時にサイリスタ構成のトランジスタ(Q11,
Q12)がトリガされ導通し、信号(b)はHレベルでト
ランジスタ(Q2)が導通することを示している。
In FIG. 2, a and b are transistors (Q11,
Q12, Q2) control signal, signal (a) is from L level to H
When the level is reached, a thyristor transistor (Q11,
Q12) is triggered and becomes conductive, and the signal (b) shows that the transistor (Q2) becomes conductive at the H level.

いま仮に第2図に示すt0のタイミングであったとする
とELは第1図のC端子がHV/2,B端子がV2′の電圧になり
B端子が負極性で充電されており、t0のタイミングでト
ランジスタ(Q11,Q12)がONになるとHV−Q11,Q12−L1−
EL−C2−GNDの経路で電流が流れ、ELは逆極性、すなわ
ち、B端子が正極性になって充電されていくが、ELとチ
ョークコイル(L1)の直列共振特性によりELのB端子は
直流高電圧(HV)よりさらに高いV1まで引き上げられる
(タイミングt1)。この時ELに流れる電流は零になり、
サイリスタ構成のトランジスタ(Q11,Q12)はOFFになる
と同時に第1図のA端子はV1まで上昇しようとするが、
ダイオード(D1)が順方向になって導通し、A端子から
直流高電圧(HV)の方向に電流が流れる。この電流は、
ELの充電された電荷を放電するための放電電流で、t2の
タイミングでは、ELのB端子の電圧はV1′になる。
If the timing is t0 shown in FIG. 2, EL has a voltage of HV / 2 at the C terminal and a voltage of V2 'at the B terminal in FIG. 1 and the B terminal is charged with a negative polarity. When the transistor (Q11, Q12) turns on at, HV-Q11, Q12-L1-
A current flows through the path of EL-C2-GND, and EL has the opposite polarity, that is, the B terminal becomes positive polarity and is charged. However, due to the series resonance characteristics of EL and the choke coil (L1), the B terminal of EL is It is raised to V1 which is higher than the DC high voltage (HV) (timing t1). At this time, the current flowing through EL becomes zero,
The transistors (Q11, Q12) of the thyristor structure are turned off, and at the same time the A terminal in Fig. 1 tries to rise to V1.
The diode (D1) becomes conductive in the forward direction, and a current flows from the A terminal in the direction of direct current high voltage (HV). This current is
It is a discharge current for discharging the charged electric charge of EL, and at the timing of t2, the voltage of the B terminal of EL becomes V1 '.

次に、t2のタイミングでトランジスタ(Q2)をONにす
ると、EL−L1−Q2−GNDの経路で電流が流れ、ELは再び
逆極性で充電されていくが、同様に、ELとチョークコイ
ル(L1)の直列共振特性によりELのB端子はGNDよりさ
らに低い−V2になる(タイミングt3)。この時ELに流れ
る電流は零になるが、これと同時にA端子は−V2まで下
降しようとするが、ダイオード(D2)が順方向になって
導通し、GNDからA端子の方向に電流が流れる。また、
この時トランジスタ(Q2)はコレクタ−エミッタ間が逆
バイアスになるため、信号(b)の制御がONになってい
ても、トランジスタ(Q2)には電流が流れない。このダ
イオード(D2)を流れる電流は、ELの充電された電荷を
放電するための放電電流で、t4のタイミングでは、ELの
B端子の電圧はV2′になる。
Next, when the transistor (Q2) is turned on at the timing of t2, a current flows through the path of EL-L1-Q2-GND, and EL is charged with the opposite polarity again. Similarly, EL and choke coil ( Due to the series resonance characteristic of (L1), the B terminal of EL becomes -V2, which is lower than GND (timing t3). At this time, the current flowing through EL becomes zero, but at the same time, the A terminal tries to fall to -V2, but the diode (D2) becomes conductive in the forward direction, and the current flows from GND to the A terminal. . Also,
At this time, since the collector-emitter of the transistor (Q2) is reverse biased, no current flows through the transistor (Q2) even when the control of the signal (b) is turned on. The current flowing through the diode (D2) is a discharge current for discharging the charged electric charge of EL, and the voltage at the B terminal of EL becomes V2 'at the timing of t4.

次にt4のタイミングでトランジスタ(Q11,Q12)をON
にして1周期が完了し、t0〜t4を繰り返すことによって
ELは点灯を続ける。
Next, turn on the transistors (Q11, Q12) at the timing of t4.
And one cycle is completed, and by repeating t0 to t4
EL continues to light.

一方、前記直流高電圧(HV)はVinから定電力出力のD
C−DCコンバータ(13)によって発生させるが、このDC
−DCコンバータはリンギングチョーク型の回路で、トラ
ンスの一次側に流れる電流のピーク値を一定に制御する
ことによって定電力を実現している。また、発振回路
(12)は例えばCR定数を用いたμPC1555等のタイマIC等
で構成でき、タイミング制御回路はフリップ・フロップ
やANDゲートなどのロジックICで構成できる。
On the other hand, the DC high voltage (HV) is a constant power output D from Vin.
This DC is generated by the C-DC converter (13).
-The DC converter is a ringing choke type circuit that achieves constant power by controlling the peak value of the current flowing through the primary side of the transformer to a constant value. The oscillator circuit (12) can be composed of a timer IC such as a μPC1555 using a CR constant, and the timing control circuit can be composed of a logic IC such as a flip-flop or an AND gate.

次に、別の実施例としては第1図でスイッチング素子
にサイリスタ構成のトランジスタ(Q11,Q12)やNPNトラ
ンジスタ(Q2)、及びダイオード(D1,D2)を使った
が、これらのトランジスタの代わりにFETを使った回路
がある。
Next, as another embodiment, transistors (Q11, Q12) and NPN transistors (Q2) of thyristor structure and diodes (D1, D2) were used as switching elements in FIG. 1, but instead of these transistors, There is a circuit that uses FET.

FETは制御電流がトランジスタに比べて少なく、また
通常、ドレイン−ソース間にダイオードが内蔵されてい
るため、FETを使うと前述のダイオード(D1,D2)が不要
になる。この回路図とタイミングチャート図を第3図,
第4図に示す。
Since the control current of FET is smaller than that of transistor and a diode is usually built in between the drain and source, using the FET eliminates the need for the aforementioned diodes (D1, D2). This circuit diagram and timing chart are shown in Fig. 3,
As shown in FIG.

第3図は、第1図のサイリスタ構成のトランジスタ
(Q11,Q12)に代えてPchFET(Q3)、第1図のNPNトラン
ジスタ(Q2)に代えてNchFET(Q4)にした構成の回路で
ある。ここで、FET(Q3)の駆動は、タイミング制御回
路のロジックレベルの信号で駆動できるよう、コンデン
サ(C7),抵抗(R7),ツェナーダイオード(ZD7)の
回路を接続している。
FIG. 3 shows a circuit in which the transistors (Q11, Q12) of the thyristor structure shown in FIG. 1 are replaced by PchFETs (Q3) and the NPN transistors (Q2) of FIG. 1 are replaced by NchFETs (Q4). Here, the FET (Q3) is connected to a circuit of a capacitor (C7), a resistor (R7), and a zener diode (ZD7) so that it can be driven by a logic level signal of a timing control circuit.

このFET(Q3,Q4)の制御信号は、第2図に示した制御
信号(a,b)と基本的には同じであるが、FET(Q3)は制
御信号がLレベルの時にONになるため、第2図の信号
(a)を反転した信号(a′)になっている。また、こ
れらのFET(Q3,Q4)の制御によってELに印加される交流
電圧の駆動波形,動作原理は、前述の第1図,第2図で
説明したものと全く同じである。
The control signal of this FET (Q3, Q4) is basically the same as the control signal (a, b) shown in FIG. 2, but the FET (Q3) turns ON when the control signal is at L level. Therefore, the signal (a ') is the inverted signal (a') of FIG. Further, the drive waveform and operation principle of the AC voltage applied to the EL under the control of these FETs (Q3, Q4) are exactly the same as those described in FIG. 1 and FIG.

次に、前述の実施例ではELの端子間に正負対称の電圧
を印加するため、ELの一方の端子(C端子)を直流高電
圧からコンデンサ(C1,C2)、及び抵抗(R1,R2)を直列
に接続した中点に接続し、この端子電圧をHV/2にしてい
たが、このC端子はどのような直流電圧でも良く、例え
ばGNDに接続しても同様の動作が実現できる。C端子をG
NDにした場合でも、ELのB端子には、第2図の電圧が印
加されるため、正極性ではV1,負極性ではV2の非対称の
電圧が印加されるが、ELの片側端子がGNDであるため、L
CDなどに組み込む場合などには都合が良い。
Next, in the above-described embodiment, since positive and negative symmetrical voltages are applied between the terminals of EL, one terminal (C terminal) of EL is connected to the capacitors (C1, C2) and the resistors (R1, R2) from high DC voltage. , And the terminal voltage was set to HV / 2, this C terminal may be any DC voltage, and the same operation can be realized by connecting it to GND, for example. C terminal is G
Even when set to ND, since the voltage shown in Fig. 2 is applied to the B terminal of EL, asymmetrical voltages of V1 for positive polarity and V2 for negative polarity are applied, but one side terminal of EL is GND. Because there is L
It is convenient when incorporating it into a CD.

発明の効果 以上説明したように本発明によるEL点灯回路は外部発
振回路による周波数でELを点灯するが、これは、このEL
をLCDのバックライトとして用いた場合、LCDとの駆動周
波数と同期しない周波数に設定でき、経時変化によるEL
のインピーダンスの変化にも関係なく同じ周波数で点灯
できるためLCDのちらつきは起こらない。
As described above, the EL lighting circuit according to the present invention turns on the EL at the frequency of the external oscillator circuit.
When used as an LCD backlight, it can be set to a frequency that is not synchronized with the LCD drive frequency, and
Flickering of the LCD does not occur because it can be lit at the same frequency regardless of changes in the impedance of.

また、チョークコイルのインダクタンスとELの静電容
量との共振周波数はEL点灯周波数の約2倍程度高く設定
できるためチョークコイルが小型にできる他、このチョ
ークコイルを磁気飽和させない領域で使うため磁気ひず
みによるうなりも生じない。
Also, the resonance frequency between the inductance of the choke coil and the capacitance of the EL can be set to be about twice as high as the EL lighting frequency, so the choke coil can be made smaller, and because this choke coil is used in the area where magnetic saturation does not occur, magnetostriction occurs. There is no growl caused by.

一方、効率面では、原理的にチョークコイルとELのLC
直列共振を利用しているため、直流高電圧を発生させる
DC−DCコンバータを含めても70〜80%の高効率のインバ
ータが実現できる。
On the other hand, in terms of efficiency, in principle the LC of the choke coil and EL
Generates high DC voltage because it uses series resonance
Even if it includes a DC-DC converter, a highly efficient inverter of 70-80% can be realized.

さらに、インバータの直流電圧を発生させるDC−DCコ
ンバータに定電力出力型のものを使うためELの点灯によ
る輝度低下の補正が可能で、ブロッキング発振インバー
タの約1.5倍の長寿命化が実現できる他、定電力出力,
定電力入力のためラップトップ型のパーソナルコンピュ
ータなどのバッテリー駆動にも理想的なインバータとな
る。
Furthermore, since a constant power output type is used for the DC-DC converter that generates the DC voltage of the inverter, it is possible to correct the decrease in brightness due to the lighting of the EL, and it is possible to achieve a lifespan that is approximately 1.5 times longer than that of the blocking oscillation inverter. , Constant power output,
The constant power input makes it an ideal inverter for battery-powered laptop personal computers.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図と第2図は本発明のEL点灯回路の回路図とタイミ
ングチャート図、第3図と第4図は本発明の別のEL点灯
回路の回路図とタイミングチャート図、第5図と第6図
は従来のEL点灯回路である。 以上第1図〜第6図の中の主要な部分の符号は、 10……ELスイッチング回路、 11……タイミング制御回路、 12……発振回路、 13……DC−DCコンバータ、 L1……インダクタ(例えばチョークコイル)、 T1,T2……トランス、 Q11,Q12,Q2,Q3,Q4……スイッチング素子である。
1 and 2 are a circuit diagram and a timing chart of the EL lighting circuit of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are a circuit diagram and a timing chart of another EL lighting circuit of the present invention, and FIG. FIG. 6 shows a conventional EL lighting circuit. The reference numerals of the main parts in FIGS. 1 to 6 are 10 ... EL switching circuit, 11 ... Timing control circuit, 12 ... Oscillation circuit, 13 ... DC-DC converter, L1 ... Inductor. (Eg choke coil), T1, T2 ... Transformer, Q11, Q12, Q2, Q3, Q4 ... Switching elements.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】直流電源と、該直流電源に直列接続された
第1および第2のスイッチと、両スイッチの接続点と前
記直流電源との間に負荷として接続されたELとインダク
タからなる直列回路と、前記第1および第2のスイッチ
の各々を制御する信号を出力する制御回路と、ELを駆動
する周波数の信号を発生し制御回路に出力する発信回路
とを具備し、前記制御回路で前記第1および第2のスイ
ッチを切り換えてELを充放電するEL点灯回路において、
ELとインダクタからなる直列回路の共振周波数をELの駆
動周波数よりも高くなるようにインダクタのタインダク
タンスを設定し、かつ、前記第1のスイッチを閉として
ELを充電し、続いて前記第1のスイッチの外部または内
部に並列接続された第1のダイオードを介して放電し、
次に第1のスイッチを開とした後前記第2のスイッチを
閉としてELを逆極性で充電し、続いて前記第2のスイッ
チの外部または内部に並列接続された第2のダイオード
を介して放電させ、以上の動作を一定の周波数でおこな
うことを特徴とするEL点灯回路。
1. A series consisting of a DC power supply, first and second switches connected in series to the DC power supply, and an EL and an inductor connected as a load between the connection point of both switches and the DC power supply. A control circuit that outputs a signal that controls each of the first and second switches; and an oscillator circuit that generates a signal of a frequency driving EL and outputs the signal to the control circuit. In an EL lighting circuit that charges and discharges EL by switching the first and second switches,
The inductance of the inductor is set so that the resonance frequency of the series circuit composed of EL and the inductor is higher than the drive frequency of EL, and the first switch is closed.
Charging EL and then discharging through a first diode connected in parallel outside or inside the first switch,
Next, the first switch is opened and then the second switch is closed to charge EL with a reverse polarity, and subsequently through a second diode connected in parallel outside or inside the second switch. An EL lighting circuit characterized by discharging and performing the above operations at a constant frequency.
【請求項2】直流電源が、リンギングチョーク型DC−DC
コンバータのインダクタに流れる電流を検出し、この電
流のピーク値を一定に制御することにより一定電力を出
力する定電力出力型DC−DCコンバータである特許請求の
範囲第1項記載のEL点灯回路。
2. The DC power supply is a ringing choke type DC-DC.
The EL lighting circuit according to claim 1, which is a constant power output type DC-DC converter that outputs a constant power by detecting a current flowing through the inductor of the converter and controlling the peak value of the current to be constant.
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