トップ :: H 電気 :: H05 他に分類されない電気技術




【発明の名称】 回路及び製造方法
【発明者】 【氏名】牛嶋 昌和
【要約】 【課題】複数の放電管を点灯させる場合に、より均一な明るさで点灯させることができ、昇圧トランスを直列に接続する方式に比べて駆動用電源の電源電圧をより低電圧にすることができる回路を提供すること。

【構成】回路は、第１一次巻線及び第２一次巻線をそれぞれ有する複数のトランスと、複数のトランスのそれぞれが有する第１一次巻線を、当該第１一次巻線を有するトランスの他のトランスが有する第２一次巻線にそれぞれ直列に接続し、複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線を、当該第２一次巻線を有するトランスが有する第１一次巻線に直列に接続された第２一次巻線を有するトランスと異なるトランスが有する第１一次巻線にそれぞれ直列に接続するとともに、電源に並列に接続される複数の直列接続経路とを備える。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１一次巻線及び第２一次巻線をそれぞれ有する複数のトランスと、
前記複数のトランスのそれぞれが有する第１一次巻線を、当該第１一次巻線を有するトランスの他のトランスが有する第２一次巻線にそれぞれ直列に接続し、前記複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線を、当該第２一次巻線を有するトランスが有する第１一次巻線に直列に接続された第２一次巻線を有するトランスと異なるトランスが有する第１一次巻線にそれぞれ直列に接続するとともに、電源に並列に接続される複数の直列接続経路と
を備える回路。
【請求項２】
前記複数のトランスがそれぞれ有する第１一次巻線の巻数は、前記複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線の巻数と異なる
請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記複数のトランスは、さらに、第３一次巻線をそれぞれ有し、
前記複数の直列接続経路は、前記複数のトランスのそれぞれが有する第１一次巻線と、当該トランスの他のトランスが有する第２一次巻線と、当該２つのトランスのさらに他のトランスが有する第３一次巻線とをそれぞれ直列に接続し、前記複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線を、当該トランスが有する第１一次巻線に直列に接続された第２一次巻線及び第３一次巻線をそれぞれ有する２つのトランスの組合せ、及び当該トランスが有する第３一次巻線に直列に接続された第１一次巻線及び第２一次巻線をそれぞれ有する２つのトランスの組合せのいずれの組合せとも異なる組合せの２つのトランスがそれぞれ有する第１一次巻線及び第３一次巻線にそれぞれ接続し、前記複数のトランスのそれぞれが有する第３一次巻線を、当該トランスが有する第１一次巻線に直列に接続された第２一次巻線及び第３一次巻線をそれぞれ有する２つのトランスの組合せ、及び当該トランスが有する第２一次巻線に直列に接続された第１一次巻線及び第３一次巻線をそれぞれ有する２つのトランスの組合せのいずれの組合せとも異なる組合せの２つのトランスがそれぞれ有する第１一次巻線及び第２一次巻線にそれぞれ接続するとともに、電源に並列に接続される
請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記複数のトランス及び前記複数の直列接続回路を有する第１直並列接続構造と、
第１一次巻線及び第２一次巻線をそれぞれ有する複数のトランスと、前記複数のトランスのそれぞれが有する第１一次巻線を、当該第１一次巻線を有するトランスの他のトランスが有する第２一次巻線にそれぞれ直列に接続し、前記複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線を、当該第２一次巻線を有するトランスが有する第１一次巻線に直列に接続された第２一次巻線を有するトランスと異なるトランスが有する第１一次巻線にそれぞれ直列に接続するとともに、電源に並列に接続される複数の直列接続経路とを有する第２直並列接続構造と
を備え、
前記第１直並列接続構造が有する前記複数の直列接続回路のそれぞれと、前記第２直並列接続構造が有する前記複数の直列接続回路のそれぞれとは、直列に接続される
請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記複数のトランスのそれぞれが有する二次巻線にそれぞれ接続され、前記複数のトランスのそれぞれが有する二次巻線が含む漏れインダクタンスとともに共振回路を形成する複数のコンデンサ
をさらに備える請求項１に記載の回路。
【請求項６】
前記複数のコンデンサの容量は、前記共振回路のＱ値を予め定められた値より大きい値にすべく、少なくとも前記漏れインダクタンスの値に基づいて設定される
請求項５に記載の回路。
【請求項７】
前記第１一次巻線と前記第２一次巻線との間の結合係数は、前記第１一次巻線及び前記第２一次巻線と二次巻線との間の結合係数より大きい予め定められた値以上の結合係数を持つ
請求項１に記載の回路。
【請求項８】
第１一次巻線及び第２一次巻線をそれぞれ有する複数のトランスを備える回路を製造する製造方法であって、
前記複数のトランスのそれぞれが有する第１一次巻線を、当該第１一次巻線を有するトランスの他のトランスが有する第２一次巻線にそれぞれ直列に接続し、前記複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線を、当該第２一次巻線を有するトランスが有する第１一次巻線に直列に接続された第２一次巻線を有するトランスと異なるトランスが有する第１一次巻線にそれぞれ直列に接続する複数の直列接続経路を形成する段階と、
前記複数の直列接続経路を、並列に接続する段階と
を備える製造方法。
【請求項９】
前記複数のトランスがそれぞれ有する第１一次巻線の巻数と前記複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線の巻数との比率を決定する段階と、
決定された前記比率を持つ第１一次巻線及び第２一次巻線を有する複数のトランスを用意する段階と
をさらに備える請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記複数のトランスのそれぞれが有する二次巻線が含む漏れインダクタンスと、前記複数のトランスのそれぞれが有する二次巻線にそれぞれ接続されるコンデンサとから形成される共振回路のＱ値を予め定められた値より大きい値にすべく、前記複数のトランスのそれぞれが有する二次巻線にそれぞれ接続されるコンデンサの容量を決定する段階と、
決定された前記容量のコンデンサを、前記複数のトランスのそれぞれが有する二次巻線にそれぞれ接続する段階と
をさらに備える請求項８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路及び製造方法に関する。特に本発明は、複数のトランスを備える回路及び当該回路を製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビなどに用いられるバックライトには多数の放電管（例えば、冷陰極管：Cold Cathode Fluorescent Lamp）が使われている。放電管の点灯装置として、漏洩磁束型の昇圧トランスの疎結合部分より生じる誘導性出力と二次側回路に生じる寄生容量との間で構成される共振回路を利用したインバータ回路が知られている。このインバータ回路によると、昇圧トランスの二次側回路に含まれる漏れインダクタンスと二次側回路の容量成分とを共振させることによって高い変換効率を得ることができる。この方式は他励共振型駆動方式と呼ばれる。
【特許文献１】特許第２７３３８１７号公報
【特許文献２】米国特許第５４９５４０５号明細書
【特許文献３】特開２００５−３１７２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
放電管の点灯装置は各冷陰極管ごとに１つの漏洩磁束型の昇圧トランスを必要とするので、バックライト面光源用インバータ回路には多数の漏洩磁束型の昇圧トランスが使われる。このようなバックライト面光源用インバータ回路の一つの駆動方法として、多数の冷陰極管を並列点灯させる方法が考えられる。例えば、図５に示されるように、昇圧トランスを冷陰極管一本ごとに配置して、さらに多数の昇圧トランスの一次巻線を、電源に並列に接続する駆動方法が考えられる。これはいわゆる1by1方式と言われるものである。この方式はローコストなバックライト面光源用インバータ回路に応用されることが多い。しかしながら、各冷陰極管のインピーダンスのバラツキ、冷陰極管の反射板として用いられる近接導体との間の寄生容量のバラツキなどさまざまなバラツキが存在するため、この方式では、各冷陰極管の管電流は必ずしも等しくなるとは限らない。このため、バックライト面光源の輝度が不均一になってしまうという問題がある。
【０００４】
一方、図６に示されるように、各冷陰極管の管電流を揃えるために、各冷陰極管ごとに駆動回路を備え、それぞれの冷陰極管の管電流を制御回路に帰還して制御するという方法が考えられる。しかし、この回路構成では、各冷陰極管毎に設けられた駆動回路を制御する必要があるので、大変にコストがかかり、好ましくない。
【０００５】
また、図７に示されるように、各冷陰極管の輝度を一定に保つことを目的として、昇圧トランスの一次巻線同士を直列に接続する回路が考えられる。これはいわゆるRosaryと呼ばれ、一次巻線が直列に接続されることによって各冷陰極管の管電流を一定に保つことができるものである。この回路構成によると、図５で示した並列接続回路のように各二次側回路の共振周波数がそれぞれにバラついて管電流が異なってしまうということがなく、輝度の均一性が図れる一方で、駆動用電源には高電圧が必要となる。したがって、このような駆動方式を採用する場合には、図８に示されるように、一次側回路にLとCとを組み合わせた直列共振回路による昇圧回路を設けることによって、高電圧を供給する構成が考えられる。しかしながら、そのような構成をとった場合、一次側の共振回路と二次側の共振回路との関係を適切に調整して動作させることが大変に難しい。
【０００６】
また、図７及び図８に示したような一次巻線を直列に接続する回路構成では、冷陰極管の温度が熱くなり過ぎると冷陰極管のインピーダンスが低下し、昇圧トランスの二次側回路のＱ値が低くなり過ぎる場合がある。そのような場合、補正のし過ぎにより、温度の高い冷陰極管がさらに熱くなってしまう。さらには、管壁温度が過剰に上昇してかえって輝度が低下してしまうという現象が起きることがある。したがって、最適なＱ値と漏れインダクタンスとの調整は難しく、漏れインダクタンスの選択の自由度が狭い。漏れインダクタンスは昇圧トランスの一次巻線側の力率改善効果を決める重要な要素でもあるので、冷陰極管の温度補正との関係から一方的に漏れインダクタンスの値を決めることは好ましくない。
【０００７】
以上説明したように、昇圧トランスの二次側回路を共振させて高効率を得る形式のインバータ回路においては、昇圧トランス一次巻線を並列に接続した場合、各冷陰極管の管電流を均一にすることが難しい。このことは、昇圧トランス二次側回路を共振させて一次側巻線の力率を改善することによって回路全体を高効率で駆動するタイプのインバータ回路等を利用した構成において顕著である。また、当該発明の効果（力率改善効果）をさらに高めるべく二次側回路のＱ値を高くしようとすると、管電流のばらつきはより顕著になる。管電流が均一でないと、面光源バックライトに輝度の不均一が生じるだけでなく、冷陰極管によって消耗の度合いが異なり、時間経過とともに輝度の不均一がさらに悪化する。
【０００８】
一方、昇圧トランスの一次巻線を全て直列に接続する方法では、冷陰極管の数が増えるほど、すなわち昇圧トランスの数が増えるほど駆動用電源の電圧としてより高い電源電圧が必要となる。また、面光源バックライトによって冷陰極管の数が異なるので、それぞれのバックライト面光源ごとに直列接続される昇圧トランスの数が異なってしまう。このため、冷陰極管の数に応じて、異なる電源電圧を持つ駆動電源を用意しなければならない。そのため電源電圧の設計を統一することが大変に難しくなる。また、冷陰極管の温度上昇は面光源バックライトの構造ごとに性質が異なるので、明るさの補正の度合いも異なってくる。
【０００９】
そこで本発明は、上記の課題を解決することができる回路及び製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組合せにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の形態における回路は、第１一次巻線及び第２一次巻線をそれぞれ有する複数のトランスと、複数のトランスのそれぞれが有する第１一次巻線を、当該第１一次巻線を有するトランスの他のトランスが有する第２一次巻線にそれぞれ直列に接続し、複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線を、当該第２一次巻線を有するトランスが有する第１一次巻線に直列に接続された第２一次巻線を有するトランスと異なるトランスが有する第１一次巻線にそれぞれ直列に接続するとともに、電源に並列に接続される複数の直列接続経路とを備える。
【００１１】
複数のトランスがそれぞれ有する第１一次巻線の巻数は、複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線の巻数と異なってよい。
【００１２】
複数のトランスは、さらに、第３一次巻線をそれぞれ有し、複数の直列接続経路は、複数のトランスのそれぞれが有する第１一次巻線と、当該トランスの他のトランスが有する第２一次巻線と、当該２つのトランスのさらに他のトランスが有する第３一次巻線とをそれぞれ直列に接続し、複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線を、当該トランスが有する第１一次巻線に直列に接続された第２一次巻線及び第３一次巻線をそれぞれ有する２つのトランスの組合せ、及び当該トランスが有する第３一次巻線に直列に接続された第１一次巻線及び第２一次巻線をそれぞれ有する２つのトランスの組合せのいずれの組合せとも異なる組合せの２つのトランスがそれぞれ有する第１一次巻線及び第３一次巻線にそれぞれ接続し、複数のトランスのそれぞれが有する第３一次巻線を、当該トランスが有する第１一次巻線に直列に接続された第２一次巻線及び第３一次巻線をそれぞれ有する２つのトランスの組合せ、及び当該トランスが有する第２一次巻線に直列に接続された第１一次巻線及び第３一次巻線をそれぞれ有する２つのトランスの組合せのいずれの組合せとも異なる組合せの２つのトランスがそれぞれ有する第１一次巻線及び第２一次巻線にそれぞれ接続するとともに、電源に並列に接続されてよい。
【００１３】
複数のトランス及び複数の直列接続回路を有する第１直並列接続構造と、第１一次巻線及び第２一次巻線をそれぞれ有する複数のトランスと、複数のトランスのそれぞれが有する第１一次巻線を、当該第１一次巻線を有するトランスの他のトランスが有する第２一次巻線にそれぞれ直列に接続し、複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線を、当該第２一次巻線を有するトランスが有する第１一次巻線に直列に接続された第２一次巻線を有するトランスと異なるトランスが有する第１一次巻線にそれぞれ直列に接続するとともに、電源に並列に接続される複数の直列接続経路とを有する第２直並列接続構造とを備え、 第１直並列接続構造が有する複数の直列接続回路のそれぞれと、第２直並列接続構造が有する複数の直列接続回路のそれぞれとは、直列に接続されてよい。
【００１４】
複数のトランスのそれぞれが有する二次巻線にそれぞれ接続され、複数のトランスのそれぞれが有する二次巻線が含む漏れインダクタンスとともに共振回路を形成する複数のコンデンサをさらに備えてよい。複数のコンデンサの容量は、共振回路のＱ値を概ね１前後かそれ以上の大きい値にすべく、漏れインダクタンスの値に基づく計算値に設定されてよい。
【００１５】
第１一次巻線と第２一次巻線との間の結合係数は、概ね１に近い値を持つことが望ましい。一方、第１一次巻線及び第２一次巻線と二次巻線との間の結合係数は十分な漏れインダクタンス値を有するために、１よりも若干小さい値を持つことが望ましい。
【００１６】
本発明の第２の形態によると、第１一次巻線及び第２一次巻線をそれぞれ有する複数のトランスを備える回路を製造する製造方法であって、複数のトランスのそれぞれが有する第１一次巻線を、当該第１一次巻線を有するトランスの他のトランスが有する第２一次巻線にそれぞれ直列に接続し、複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線を、当該第２一次巻線を有するトランスが有する第１一次巻線に直列に接続された第２一次巻線を有するトランスと異なるトランスが有する第１一次巻線にそれぞれ直列に接続する複数の直列接続経路を形成する段階と、複数の直列接続経路を、並列に接続する段階とを備える。
【００１７】
複数のトランスがそれぞれ有する第１一次巻線の巻数と複数のトランスのそれぞれが有する第２一次巻線の巻数との比率を決定する段階と、決定された比率を持つ第１一次巻線及び第２一次巻線を有する複数のトランスを用意する段階とをさらに備えてよい。
【００１８】
複数のトランスのそれぞれが有する二次巻線が含む漏れインダクタンスと、複数のトランスのそれぞれが有する二次巻線にそれぞれ接続されるコンデンサとから形成される共振回路のＱ値を１前後ないしそれよりも大きい値にすべく、複数のトランスのそれぞれが有する二次巻線にそれぞれ接続されるコンデンサの容量を決定する段階と、決定された容量のコンデンサを、複数のトランスのそれぞれが有する二次巻線にそれぞれ接続する段階とをさらに備えてよい。
【００１９】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となりうる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、１つの電源を用いて複数の放電管を点灯させる場合に、より容易に均一な明るさで点灯させるとともに、昇圧トランスの一次巻線を全て直列に接続する方式に比べて駆動用電源の電源電圧をより低電圧にすることができる回路を提供することができる。
また、二次側回路の共振回路のＱ値を高くした場合においても、それぞれの放電管の電流がバラつくということがなくなった。
この場合、共振回路のＱ値を高くできるので一次巻線側から見た力率改善の効果をさらに高めることができる。その結果、一次巻線の巻数を減らすことも可能になる。このことにより、銅損をさらに減らすことも可能になり、また、巻線数を減らせるので複数ある昇圧トランスのさらなる小型化に寄与することを意味するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２２】
図１は、一実施形態における回路１００の構成の一例を示す。回路１００は、複数のトランス１１０ａ〜ｄ（以下、トランス１１０と総称する）、複数のコンデンサ１６０ａ〜ｄ（以下、コンデンサ１６０と総称する）、複数の放電管１８０ａ〜ｄ（以下、放電管１８０と総称する)、複数の直列接続経路１４０ａ〜ｄ（以下、直列接続経路１４０と総称する）、及び駆動用の交流電源１５０を備える。複数のトランス１１０、複数の直列接続回路１００、及び複数のコンデンサ１６０から、第１直並列接続構造１９１が形成される。
【００２３】
トランス１１０ａは、第１一次巻線１１１ａ、第２一次巻線１１２ａ、及び二次巻線１２０ａを有する。トランス１１０ｂは、第１一次巻線１１１ｂ、第２一次巻線１１２ｂ、及び二次巻線１２０ｂを有する。トランス１１０ｃは、第１一次巻線１１１ｃ、第２一次巻線１１２ｃ、及び二次巻線１２０ｃを有する。トランス１１０ｄは、第１一次巻線１１１ｄ、第２一次巻線１１２ｄ、及び二次巻線１２０ｄを有する。このように、複数のトランス１１０は、第１一次巻線１１１及び第２一次巻線１１２をそれぞれ有する。
【００２４】
複数の直列接続経路１４０は、複数のトランス１１０のそれぞれが有する第１一次巻線１１１を、当該第１一次巻線１１１を有するトランス１１０の他のトランス１１０が有する第２一次巻線１１２にそれぞれ直列に接続するとともに、複数の直列接続経路１４０は、複数のトランス１１０のそれぞれが有する第２一次巻線１１２を、当該第２一次巻線１１２を有するトランス１１０が有する第１一次巻線１１１に直列に接続された第２一次巻線１１２を有するトランス１１０と異なるトランス１１０が有する第１一次巻線１１１にそれぞれ直列に接続する。そして、複数の直列接続経路１４０は、１つの電源１５０に並列に接続される。
【００２５】
具体的には、直列接続経路１４０ａは、トランス１１０ａが有する第１一次巻線１１１ａとトランス１１０ｂが有する第２一次巻線１１２ｂとを、直列に接続する。直列接続経路１４０ｂは、トランス１１０ｂが有する第１一次巻線１１１ｂとトランス１１０ｃが有する第２一次巻線１１２ｃとを直列に接続する。直列接続経路１４０ｃは、トランス１１０ｃが有する第１一次巻線１１１ｃとトランス１１０ｄが有する第２一次巻線１１２ｄとを直列に接続する。直列接続経路１４０ｄは、トランス１１０ｄが有する第１一次巻線１１１ｄとトランス１１０ａが有する第２一次巻線１１２ａとを直列に接続する。そして、直列接続経路１４０ａ〜ｄは、１つの電源１５０に並列に接続される。
【００２６】
また、二次巻線１２０ａ、ｂ、ｃ、及びｄは、回路的にそれぞれ漏れインダクタンス１３０ａ、ｂ、ｃ、及びｄ(以下、漏れインダクタンス１３０と総称する)を有する。なお、トランス１１０が漏洩磁束型のトランスである。ところで、漏れインダクタンスには、電気学会書籍によって定義される漏れインダクタンスと、ＪＩＳ測定法によって定められる漏れインダクタンスとがあるが、本明細書でいう漏れインダクタンス１３０は、一次巻線を短絡して二次巻線側から測定するＪＩＳ測定法によって定める漏れインダクタンスのことを指す。
【００２７】
放電管１８０は、複数のトランス１１０の二次巻線１２０のそれぞれに接続される。放電管１８０は、冷陰極管であってよい。また、放電管１８０ａ、ｂ、ｃ、及びｄは、回路的に寄生容量１７０ａ、ｂ、ｃ、及びｄ（以下、寄生容量１７０と総称する）をそれぞれ有する。
【００２８】
複数のコンデンサ１６０ａ〜ｄ（以下、コンデンサ１６０と総称する）は、複数のトランス１１０ａ〜ｄのそれぞれが有する二次巻線１２０ａ〜ｄに、それぞれ接続される。具体的には、複数のコンデンサ１６０ａ〜ｄは二次巻線１２０ａ〜ｄにそれぞれ並列に接続される。そして、複数のコンデンサ１６０は、複数のトランス１１０のそれぞれが有する二次巻線１２０が含む漏れインダクタンス１３０とともに共振回路を形成する。
【００２９】
具体的には、二次巻線１２０及び放電管１８０を含む二次側回路のそれぞれにおいて、コンデンサ１６０の容量と放電管１８０が有する寄生容量１７０との和の容量成分と、漏れインダクタンス１３０とによって、共振回路が形成される。より詳細には、二次側回路のそれぞれにおいて、コンデンサ１６０の容量と、放電管１８０が有する寄生容量１７０の容量と、二次巻線１２０の有する寄生容量との和の容量成分と、漏れインダクタンス１３０とによって、共振回路が形成される。このように、漏れインダクタンス１３０は、複数のトランス１１０のそれぞれの二次巻線１２０に接続される負荷及びコンデンサ１６０によって提供される容量成分との間で共振回路を形成する。そして、複数のコンデンサ１６０の容量は、共振回路のＱ値を１前後ないしそれよりも大きい値にすべく、少なくとも漏れインダクタンス１３０の値に基づいて設定されてよい。なお、共振回路のＱ値が大きいほど、寄生容量１７０に流れる電流を含めた放電管負荷１８０に流れる電流（以下放電管負荷１８０に流れる管電流と略す）が等しくなるという効果が大きい。
【００３０】
なお、複数のトランス１１０がそれぞれ有する第１一次巻線１１１の巻数は、複数のトランス１１０のそれぞれが有する第２一次巻線１１２の巻数と略同一であってよい。本構成のようにトランス１１０を接続することによって、それぞれの放電管１８０に供給される管電流が均一化される。その動作を以下に簡単に説明する。以下の説明においては、全てのトランス１１０について、第１一次巻線１１１及び第２一次巻線１１２の巻数は同じであり、二次巻線１２０の巻線の数も同じであるとする。また、漏洩磁束型のトランスの二次側回路を共振させる、いわゆる二次側共振回路において、一次巻線を直列に接続した場合に二次側回路の共振電流を含めた管電流の均衡効果を有することは、先行技術によって示されている。
【００３１】
ここでは、トランス１１０ａの二次側回路の寄生容量１７０ａと、トランス１１０ｂの二次側回路の寄生容量１７０ｂとが異なる値を持つことによって、トランス１１０ａとトランス１１０ｂとの間で昇圧比が異なった場合を考える。仮に、トランス１１０ａの昇圧比よりもトランス１１０ｂの昇圧比が小さくなったとすると、直列に接続された第１一次巻線１１１ａ及び第２一次巻線１１２ｂに発生するそれぞれの電圧をＥ１１及びＥ２１とすると、Ｅ２１はＥ１１より小さくなる。一方で、このように第１一次巻線１１１ａと第２一次巻線１１２ｂとの直列接続は、トランス１１０ａ及び１１０ｂの二次側の電圧Ｅ１２とＥ２２とが略等しくなるよう作用するので、トランス１１０ｂの昇圧比がトランス１１０aの昇圧比より小さいと、相対的にＥ２１の電圧をＥ１１の電圧よりも高くしようとする結果、電圧のバランスが保たれる。
【００３２】
次に、トランス１１０ｂにおいて、第１一次巻線１１１ｂと第２一次巻線１１２ｂとの巻数が等しく、かつ、結合係数が１に近いとすると、第１一次巻線１１１ｂと第２一次巻線１１２ｂとの電圧は略等しくなる。そこで、トランス１１０ｂの第１一次巻線１１１ｂの端子間の電圧をＥ２１'とする。その結果二次巻線１２０ｂに電圧Ｅ２２が発生するが、トランス１１０ｂの第１一次巻線１１１ｂとトランス１１０ｃの第２一次巻線１１２ｃとは直列に接続されているので、上記のようにＥ２２とＥ３２とが略等しくなるよう均衡化される。
【００３３】
このように、同一の電源１５０に接続されたトランス１１０は、互いに二次側回路の出力電圧が等しくなるよう相互に作用した結果、全放電管の寄生容量に流れる電流までを含めた管電流が略等しくなる。なお、以上説明したような均衡化作用を効果的に得るためには、同じトランス１１０において第１一次巻線１１１と第２一次巻線１１２との間の結合係数が十分に高い一方で、一次巻線１１１及び１１２と二次巻線１２０との間の結合係数がわずかに低いことが望ましい。したがって、第１一次巻線１１１と第２一次巻線１１２とは、並列巻き又はバイファイラ巻きなどにより巻かれることが望ましく、十分に高い結合係数を持つことが望ましい。
【００３４】
以上、４つのトランス１１０を有する回路１００の動作を説明したが、本構成のようにそれぞれのトランス１１０が有する一次巻線の数が２つである場合には、３つ以上のトランスを同様の接続方法により接続可能であることが明らかである。より一般的には、トランスが有する一次巻線の数がＮ個である場合には、回路１００はＮ＋１個以上のトランスを接続することができる。なお、トランス１１０がそれぞれ３個の一次巻線を有する場合の回路１００によるトランス１１０の接続構成の一例は、図３に関連して説明される。
【００３５】
図２は、第１一次巻線１１１の巻数と第２一次巻線１１２の巻数との関係を模式的に示す。本構成においては、複数のトランス１１０がそれぞれ有する第１一次巻線１１１の巻数は、複数のトランス１１０のそれぞれが有する第２一次巻線１１２の巻数と異なる。例えば、トランス１１０ａにおいては、第１一次巻線１１１ａの巻数は、第２一次巻線１１２ａの巻数と異なり、他のトランス１１０ａ〜ｄにおいても同様である。また、第１一次巻線１１１の巻数と第２一次巻線１１２の巻数との比率は、全てのトランス１１０にわたって略同一であってよい。
【００３６】
第１一次巻線１１１の巻数と第２一次巻線１１２の巻数との比率が１である場合に、トランス１１０間の関係は最も緊密になる。この場合、全てのトランス１１０の一次巻線を直列に接続した場合に得られる効果と同様の効果が得られる。一方、第１一次巻線１１１の巻数と第２一次巻線１１２の巻数との比率が１から離れるほど、トランス１１０間の関係は薄くなっていく。そして、第１一次巻線１１１の巻数と第２一次巻線１１２の巻数との比率が著しく小さくなると（又は著しく大きくなると）、回路１００はトランス１１０の一次巻線が並列に接続された構成と実質的に等しくなる。したがって、回路１００によると、第１一次巻線１１１と第２一次巻線１１２との間の巻数の比率を変化させることによって、トランス１１０の間の関係の深さを、一次巻線を全て直列に接続した場合に得られる関連の深さから、一次巻線を全て並列に接続した場合に得られる関連の深さまでの間で調整することができる。
【００３７】
このように、第１一次巻線１１１と第２一次巻線１１２との間の巻数の比率を変化させることによって、放電管１８０の間の調整の度合いを変化させることができる。具体的には、第１一次巻線１１１の巻数と第２一次巻線１１２の巻数との比率を０に近づけると（又は著しく大きくすると）、昇圧トランスの一次巻線を図５のように並列に接続した場合のように、それぞれのトランス１１０及び放電管１８０は個別に動作する。したがって、ある放電管１８０のインピーダンスが低下するとその二次側共振回路のＱ値が下がり、その放電管１８０の明るさが暗くなる。一方で、第１一次巻線１１１と第２一次巻線１１２との間の巻数の比率を１にすると、昇圧トランスの一次巻線を図６のように全て直列に接続した場合と同様に、それぞれのトランス１１０及び放電管１８０が互いに調整し合う結果、ある放電管１８０の温度が上昇するとインピーダンスが低下して、その放電管１８０がさらに熱くなってしまうおそれがある。放電管１８０は、温度が上がるとある程度までは輝度が上昇する。しかし、過度に熱くなると、逆に輝度は低下する。したがって、回路１００において、トランス１１０の一次巻線を全て並列に接続した場合のトランス１１０間の関連の深さと、トランス１１０の一次巻線を全て直列に接続した場合におけるトランス１１０間の関連の深さとの間に、最適な関連の深さが存在すると言える。したがって、回路１００を製造する場合には、トランス１１０間の関連の深さが、放電管１８０の輝度の均一さが保たれ、かつ放電管１８０の管電流が過度に調整されないような関連の深さとなるよう、第１一次巻線１１１と巻数と第２一次巻線１１２の巻数との間の比率が適切に決定されることが望ましい。
【００３８】
図３は、回路１００の構成の他の一例を示す。なお、図３の回路１００が備える構成要素のうち、図１及び図２に関連して説明した回路１００の構成要素が有する符号と同じ符号を有する構成要素は、それぞれ同じ符号を有する図１及び図２に関連して説明した回路１００の構成要素と同様の機能及び動作を有するので、以下の説明においては、その相違点を除いて説明を省略する。本接続構成における回路１００では、複数のトランス１１０は、さらに、第３一次巻線１１３をそれぞれ有する。そして、複数の直列接続経路１４０は、複数のトランス１１０のそれぞれが有する第１一次巻線１１１と、当該トランス１１０の他のトランス１１０が有する第２一次巻線１１２と、当該２つのトランス１１０のさらに他のトランス１１０が有する第３一次巻線１１３とをそれぞれ直列に接続する。このとき、複数の直列接続経路１４０は、複数のトランス１１０のそれぞれが有する第２一次巻線１１２を、当該トランス１１０が有する第１一次巻線１１１に直列に接続された第２一次巻線１１２及び第３一次巻線１１３をそれぞれ有する２つのトランス１１０の組合せ、及び当該トランス１１０が有する第３一次巻線１１３に直列に接続された第１一次巻線１１１及び第２一次巻線１１２をそれぞれ有する２つのトランス１１０の組合せのいずれの組合せとも異なる組合せの２つのトランス１１０がそれぞれ有する第１一次巻線１１１及び第３一次巻線１１３にそれぞれ接続する。同時に、複数の直列接続経路１４０は、複数のトランス１１０のそれぞれが有する第３一次巻線１１３を、当該トランス１１０が有する第１一次巻線１１１に直列に接続された第２一次巻線１１２及び第３一次巻線１１３をそれぞれ有する２つのトランス１１０の組合せ、及び当該トランス１１０が有する第２一次巻線１１２に直列に接続された第１一次巻線１１１及び第３一次巻線１１３をそれぞれ有する２つのトランス１１０の組合せのいずれの組合せとも異なる組合せの２つのトランス１１０がそれぞれ有する第１一次巻線１１１及び第２一次巻線１１２にそれぞれ接続する。そして、複数の直列接続経路１４０は、電源１５０に並列に接続される。
【００３９】
以上、図１及び図３に関連して、２個及び３個の一次巻線を有するトランス１１０を接続する接続構成について説明したが、トランス１１０が一次巻線を４個以上有する場合であっても、同様の接続方法によって一次巻線を接続することができることが明らかである。例えば、トランス１１０がＮ個（Ｎ＞２）の一次巻線を有する場合、Ｎ個の直列接続経路１４０は、異なるＮ個のトランス１１０からそれぞれ１つずつ選択された一次巻線を直列に接続するとともに、トランス１１０のそれぞれにおいて、一次巻線が、他の一次巻線が直列に接続された一次巻線をそれぞれ有するＮ−１個のトランス１１０の組合せのいずれの組合せとも異なる組合せのＮ−１個のトランスがそれぞれ有する一次巻線に直列に接続されるように、異なるＮ個のトランス１１０からそれぞれ１つずつ選択された一次巻線を直列に接続する。このように、トランス１１０が一次巻線を３個以上有する構成においても、上記の接続方法によって、図１に関連して説明した２つの一次巻線を有する回路１００によって得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
図４は、回路１００の構成の更なる他の一例を示す。本構成においては、回路１００は、図１に関連して説明した第１直並列接続構造１９１と、第１直並列接続構造１９１と同様の特徴を持つ構成要素を含む第２直並列接続構造１９２とを有する。すなわち、第２直並列接続構造１９２は、第１一次巻線１１１及び第２一次巻線１１２をそれぞれ有する複数のトランス１１０と、複数のトランス１１０のそれぞれが有する第１一次巻線１１１を、当該第１一次巻線１１１を有するトランス１１０の他のトランス１１０が有する第２一次巻線１１２にそれぞれ直列に接続し、複数のトランス１１０のそれぞれが有する第２一次巻線１１２を、当該第２一次巻線１１２を有するトランス１１０が有する第１一次巻線１１１に直列に接続された第２一次巻線１１２を有するトランス１１０と異なるトランス１１０が有する第１一次巻線１１１にそれぞれ直列に接続し、電源１５０に並列に接続される複数の直列接続経路１４０とを含む。
【００４１】
そして、第１直並列接続構造１９１が有する複数の直列接続回路１００のそれぞれと、第２直並列接続構造１９２が有する複数の直列接続回路１００のそれぞれとは、直列に接続される。なお、第２直並列接続構造１９２が有する各構成要素は、第１直並列接続構造１９１が含む各構成要素と略同一の特徴を有するので、第２直並列接続構造１９２が有する各構成要素の詳細については説明を省略する。
【００４２】
図１から図４に関連して説明された回路１００が備えるトランス１１０は、二次巻線を複数有してもよい。例えば、いわゆるツインタイプと呼ばれるトランスの一次側巻線の接続法も、回路１００に適用することができる。また、さらに多数の二次巻線を有する昇圧トランスとの組合せも可能である。
【００４３】
以上、図１から図４に関連して説明したように、回路１００によると、それぞれの放電管１８０のそれぞれの管電流を略均一にすることができ、放電管１８０のそれぞれの輝度を略均一にすることができる。また、回路１００によると、放電管１８０のそれぞれの管電流を制御するために多数の帰還回路及び制御回路を必要とせず、一つの制御回路によりそれぞれの管電流を制御することができる。このため、高效率な他励共振型回路を用いても、ローコストなインバータ回路を容易に実現することができる。また、回路１００によると、トランスを直列に接続する接続方式で構成した電源回路とは異なり、冷陰極管の数に応じて電源電圧を変える必要がないので、電源電圧の設計の自由度を高めることができる。また、回路１００によると、トランスを直列に接続する接続方式で構成した電源回路のような高い電源電圧が不要となる。また、回路１００によると、高電圧の電源を適用する場合でも、電源電圧の選択の自由度を高めることができ、柔軟に設計することができる。
【００４４】
また、回路１００によると、一次巻線の巻数比を変えることによって、各トランス１１０の相互の関係の深さを自由に選択することができるので、放電管１８０の間の管電流の均一化の効果を得つつ、放電管１８０の間における管電流の調整の度合いを適切に選択することができる。また、回路１００によると、漏れインダクタンスの値をトランス１１０の力率改善効果が最も良くできる適切な値を選ぶことができる。また、回路１００によると、二次側回路の共振のQ値を高く設定することによって、それぞれの放電管１８０に流れる管電流をより均一にすることができるとともに、それぞれの各放電管１８０にかかる電圧も略均一にそろえることができる。
【００４５】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】一実施形態における回路１００の構成の一例を示す図である。
【図２】第１一次巻線及び第２一次巻線の巻数の関係を模式的に示す図である。
【図３】回路１００の構成の他の一例を示す図である。
【図４】回路１００の構成の更なる他の一例を示す図である。
【図５】放電管の点灯装置の回路構成の一例を示す。
【図６】放電管の点灯装置の回路構成の他の一例を示す。
【図７】放電管の点灯装置の回路構成の更なる他の一例を示す。
【図８】放電管の点灯装置の回路構成の更なる他の一例を示す。
【符号の説明】
【００４７】
１００ 回路１００
１１０ トランス１１０
１１１ 第１一次巻線１１１
１１２ 第２一次巻線１１２
１１３ 第３一次巻線１１３
１２０ 二次巻線１２０
１３０ 漏れインダクタンス１３０
１４０ 直列接続経路
１５０ 電源１５０
１６０ コンデンサ１６０
１７０ 寄生容量１７０
１８０ 放電管１８０
１９１ 第１直並列接続構造１９１
１９２ 第２直並列接続構造１９２
【出願人】 【識別番号】５０６２６２５０８
【氏名又は名称】光詮科技股▲ふん▼有限公司
【出願日】 平成１８年６月２０日（２００６．６．２０）
【代理人】 【識別番号】１００１０４１５６
【弁理士】
【氏名又は名称】龍華 明裕
【公開番号】 特開２００８−４３１３（Ｐ２００８−４３１３Ａ）
【公開日】 平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願番号】 特願２００６−１７０６８５（Ｐ２００６−１７０６８５）