[发明专利]压电变压器的驱动方法和电路、冷阴极管发光器和液晶面板

说明书

本发明涉及压电变压器的驱动方法和驱动电路、作为压电变压器负载使用冷阴极管的冷阴极管发光装置、通过装入该冷阴极管发光装置而进行辉度控制的液晶面板、装有该液晶面板的便携式电话、信息携带终端(PDA：个人数字助理)、通信终端等设备。

下面说明已有的使用压电变压器的驱动电路。

压电变压器通常由连接在次级侧的负载阻抗来变化表示在次级侧输出的电压对在初级侧输入的电压的升压比，并且由于通过在次级侧输出的功率对在初级侧输入的功率表示的驱动效率也同样变化，所以得到最大升压比或驱动效率的驱动频率也变化。即，为了以规定升压比来高效率地驱动压电变压器，必须对应于连接负载的阻抗来设定驱动频率。

例如，作为压电变压器的负载使用冷阴极管的情况下，一般而言，冷阴极管至点亮时显示数百MΩ以上的高阻抗，因为在点亮后阻抗从数百Ω急剧降低至数十Ω，所以为了用压电变压器来高效率地点亮冷阴极管，必须在点亮开始前和点亮后使施加在压电变压器初级侧上的交流电压的频率和电压电平发生变化。

作为用于此的已有技术，已知有在特开平6-167694号公报中记载的冷阴极管驱动装置，图6表示该公报中公开的驱动装置的方块图。

在图6中，由电流放大电路107放大来自自激多谐振荡器106的输出信号，必要时，由绕组变压器108进一步升高电压后施加于压电变压器101的初级侧上。在压电变压器101的次级侧输出上连接作为负载的冷阴极管102，由负载电流检测电路109检测在冷阴极管102中流过的电流，将检测的电流电平变换为电压，通过交流电压整流电路110输入至积分电路104一侧的输入端子，在另一侧的输入端子中，通过提供来自可变电压装置103的信号，从积分电路104经电压电平移位电路105来控制自激多谐振荡器106的振动频率。

为了点亮作为压电变压器101负载的冷阴极管102，设定由可变电压装置103和电压电平移位电路105等施加在压电变压器101上的电压，扫动压电变压器101的驱动频率，点亮冷阴极管102。点亮后，进一步扫动压电变压器101的驱动频率，并通过对应于由负载电流检测电路109检测的电流电平来控制由可变电压装置103和电压电平移位电路105等施加于压电变压器101上的电压，调整冷阴极管102的发光辉度。

在压电变压器上连接冷阴极管等阻抗变化的负载的情况下，在已有的驱动方法中，在冷阴极管点亮开始前，在压电变压器的次级侧上，由比开放状态下的共振频率高的频率来施加对应于高阻抗状态的负载的大振幅交流电压。冷阴极管对应于点亮状态的变化降低阻抗，增大流过的电流。检测在该冷阴极管中流过的电流，在把频率扫动到低频率侧，并通过变小施加电压的振幅，因为恒定地点亮冷阴极管，所以存在必须在驱动效率低的状态下驱动压电变压器的问题。

另外，对应于冷阴极管点亮开始前的高阻抗，虽然向压电变压器施加高的电压，但因为对应于由冷阴极管点亮引起的阻抗降低而进行降低施加电压的控制动作，所以可能会在低阻抗状态下瞬时向冷阴极管施加高的电压。此时，由于压电变压器中流过大电流而在压电变压器中产生大的失真，特别是在压电变压器的平均体积功率大时，在压电变压器中产生的失真还会在压电变压器自身内引起破坏并产生与破坏相联系的机械损坏。

另外，在压电变压器中，对于来自初级侧的阻抗或导纳的频率特性或共振频率等，由形状或材料特性等引起特性各不相同。图7为表示对于压电变压器的驱动频率的升压比和驱动效率的关系的图。图7的横轴为压电变压器的驱动频率，左侧的纵轴表示作为从次级侧输出的电压对施加在压电变压器初级侧上的电压的比的升压比，另外，右侧的纵轴表示作为从次级侧输出的功率对施加在压电变压器的初级侧上的功率的比的驱动效率。图7表示某一形状公差内的压电变压器的升压比和驱动效率的各不相同。

对于图7所示的驱动频率，当升压比和驱动效率的频率特性不同的情况下，例如，对于升压比为最大值γ_max时的驱动频率为f_γ2的压电变压器，若在频率f_η2下驱动，则能够以最大驱动效率η_max来驱动，但如果以频率f_η1或频率f_η3来驱动，则驱动效率变得比η_max低。

由此，因为压电变压器的形状或材料特性引起的特性散乱，所以存在在由驱动电路事先设定的驱动频率或驱动电压下不能以最大驱动效率来驱动压电变压器的问题。