JP2005123008A - 誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】水銀が封入された誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動効率を向上させる。
【解決手段】トランス駆動回路4a,4bにより矩形波を用いてインバータトランス5a,5bを交流駆動することで、インバータトランス5a,5bの1次側については、トランス駆動回路4a,4bにおける各FET11〜18が完全に休止する期間を設ける。また、2次巻線からの出力電圧が正弦波となるようにインバータトランス5a,5bの結合係数とリーケージインダクタンスを設定することで、正弦波駆動によって誘電体バリア型低圧放電ランプを効率的に駆動できるようにする。
【選択図】図1
【解決手段】トランス駆動回路4a,4bにより矩形波を用いてインバータトランス5a,5bを交流駆動することで、インバータトランス5a,5bの1次側については、トランス駆動回路4a,4bにおける各FET11〜18が完全に休止する期間を設ける。また、2次巻線からの出力電圧が正弦波となるようにインバータトランス5a,5bの結合係数とリーケージインダクタンスを設定することで、正弦波駆動によって誘電体バリア型低圧放電ランプを効率的に駆動できるようにする。
【選択図】図1
Description
本発明は、照明装置に内蔵される誘電体バリア型低圧放電ランプを駆動する駆動装置に関する。
従来、自励発振を利用したインバータ回路による誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動では、インバータトランスを2個用いるか、あるいは1個のインバータトランスの出力を2つとし、それぞれの出力端子を誘電体バリア型低圧放電ランプの両端部の電極に接続し、一方の出力電圧の位相が他方の出力電圧の位相と180度異なるようにして、誘電体バリア型放電ランプの両端に2000Vrmsを超えない程度の高電圧を印加して駆動していた。
ところで、一般的によく知られている希ガスが封入された誘電体バリア型低圧放電ランプは、印加する電圧を矩形波とした方が効率が高いが、希ガスの他に水銀が封入された誘電体バリア型低圧放電ランプでは矩形波による駆動では効率が低く、一般の冷陰極低圧放電ランプと同じく正弦波による駆動の方が効率が高いことが知られている。そして、正弦波駆動の手法として、変形型ロイヤー方式がよく用いられている。
しかしながら、変形型ロイヤー方式では、インバータトランスの1次側(低圧側)と2次側(高圧側)の双方において電圧波形が正弦波となっているため、常に電流と電圧がかかった状態となり、電力の損失が発生し、効率が低下するという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水銀が封入された誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動効率を向上させた駆動装置を提供することにある。
本発明に係る誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置は、水銀が封入された誘電体バリア型低圧放電ランプの両電極にそれぞれ電圧を出力するインバータトランスと、直流電圧が入力され矩形波を出力するスイッチング回路と、前記矩形波を用いて前記インバータトランスを交流駆動するトランス駆動回路と、を備え、前記インバータトランスを各出力電圧の位相が180度異なり、かつ各出力電圧の波形が正弦波となるように設定したことを特徴とする。
本発明にあっては、インバータトランスの1次側では、矩形波を用いてインバータトランスを交流駆動することによって、トランス駆動回路が休止する期間を設けて電力損失を低減し、2次側では正弦波電圧により水銀が封入された誘電体バリア型低圧放電ランプを効率的に駆動するようにしている。
本駆動装置において、前記インバータトランスの各出力電圧は、2つのインバータトランスによりそれぞれ出力された電圧であることを特徴とする。
本駆動装置において、前記インバータトランスは、1入力2出力の構造であることを特徴とする。
本駆動装置において、前記インバータトランスは、結合係数とリーケージインダクタンスにより出力電圧の位相と波形が設定されることを特徴とする。
本発明に係る誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置によれば、インバータトランスの1次側での電力損失を低減し、駆動効率を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
[第1の実施の形態]
図1の回路図に示すように、本実施の形態における誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置では、直流電源1と調光回路2がスイッチング回路3の入力段に接続され、スイッチング回路3の出力段は、2つのトランス駆動回路4a,4bの入力段にそれぞれ接続される。トランス駆動回路4aは、インバータトランス5aの1次巻線に接続され、トランス駆動回路4bは、インバータトランス5bの1次巻線に接続される。単数又は複数の誘電体バリア型低圧放電ランプ6の両端部の電極が電極板7a,7bに接続され、インバータトランス5aの2次巻線はこの電極板7aに、インバータトランス5bの2次巻線は電極板7bにそれぞれ接続される。
図1の回路図に示すように、本実施の形態における誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置では、直流電源1と調光回路2がスイッチング回路3の入力段に接続され、スイッチング回路3の出力段は、2つのトランス駆動回路4a,4bの入力段にそれぞれ接続される。トランス駆動回路4aは、インバータトランス5aの1次巻線に接続され、トランス駆動回路4bは、インバータトランス5bの1次巻線に接続される。単数又は複数の誘電体バリア型低圧放電ランプ6の両端部の電極が電極板7a,7bに接続され、インバータトランス5aの2次巻線はこの電極板7aに、インバータトランス5bの2次巻線は電極板7bにそれぞれ接続される。
トランス駆動回路4a,4bは、フルブリッジ型の駆動回路である。具体的には、トランス駆動回路4aは、4つの電解効果トランジスタ(FET)11〜14を備える。FET11、FET12はpチャネルのエンハンスメントモードMOS−FETであり、FET13、FET14はnチャネルのエンハンスメントモードMOS−FETである。それぞれ直列に接続されたFET11とFET13の組と、FET12とFET14の組が直流電圧源VinとグランドGNDの間で並列接続される。トランス駆動回路4bは、基本的にはトランス駆動回路4aと同一の構成であり、FET11〜FET14にそれぞれ対応するFET15〜18を備える。
スイッチング回路3は、直流電源1による直流電圧に基づいて矩形波を出力する。このための4つの出力端子P1,P2,N1,N2を備える。出力端子P1はFET11とFET16のそれぞれのベースに接続され、出力端子P2はFET12とFET15のそれぞれのベースに接続される。出力端子N1はFET14とFET17のそれぞれのベースに接続され、出力端子N2はFET13とFET18のそれぞれのベースに接続される。
FET11のソースは直流電圧源Vinに接続され、ドレインはインバータトランス5aの1次巻線の一方の端子に接続される。FET12のソースは直流電圧源Vinに接続され、ドレインはインバータトランス5aの1次巻線の他方の端子に接続される。FET13のドレインはFET11のドレインに接続され、ソースはグランドGNDに接続される。FET14のドレインはFET12のドレインに接続され、ソースはグランドGNDに接続される。
トランス駆動回路4bにおける各FET15〜18のインバータトランス5bに対する接続構成は、前述した各FET11〜14のインバータトランス5aに対する接続構成と同様である。
このような構成により、インバータトランス5a,5bの1次巻線には矩形波が入力されることとなる。インバータトランス5a,5bは、それぞれの2次巻線から出力する各電圧の位相が180度異なり、かつ各電圧の波形が正弦波となるように、結合係数およびリーケージインダクタンスが適切に設定される。
誘電体バリア型低圧放電ランプ6は、管状のガラスバルブの内部に水銀と希ガスが封入され、内壁面に蛍光体層が形成され、ガラスバルブの両端部の内部あるいは外部に電極が設けられた構成である。
次に、本駆動装置の動作について図2のタイミングチャートを用いて説明する。
同図の期間t1では、出力端子P1の電圧がローレベルであり、FET11とFET16はオン状態となる。出力端子P2の電圧はハイレベルであり、FET12とFET15はオフ状態となる。出力端子N1の電圧はハイレベルであり、FET14とFET17はオン状態となる。出力端子N2の電圧はローレベルであり、FET13とFET18はオフ状態となる。
このとき、インバータトランス5aは、FET11を介して直流電圧源Vinに接続されるとともに、FET14を介してグランドGNDに接続された状態となる。これによって、インバータトランス5aの1次巻線におけるポイントAの電圧はハイレベルとなる。また、インバータトランス5bは、FET16を介して直流電圧源Vinに接続され、FET17を介してグランドGNDに接続された状態となり、インバータトランス5aとは逆方向に直流電圧Vinが供給される。インバータトランス5a,5bの各出力電圧の位相は180度異なっており、これら各電圧が電極板7a,7bを通じて各誘電体バリア型低圧放電ランプ6の両電極に印加される。
期間t2、t2’では、各出力端子P1〜N2の電圧が遷移する。出力端子P1の電位がローレベルからハイレベルに遷移すると、ポイントAの電圧は一時的にマイナス電位となる。
期間t3では、出力端子P1の電圧はハイレベルであり、FET11とFET16はオフ状態となる。出力端子P2の電圧はローレベルであり、FET12とFET15はオン状態となる。出力端子N1の電圧はローレベルであり、FET14とFET17はオフ状態となる。出力端子N2の電圧はハイレベルでありFET13とFET18はオン状態となる。
このとき、インバータトランス5aは、FET12を介して直流電圧源Vinに接続され、FET13を介してグランドGNDに接続された状態となる。これによって、インバータトランス5aにはFET12を介して先程とは逆方向に直流電圧Vinが供給され、ポイントAの電圧はローレベルとなる。同様にして、インバータトランス5bには、FET15を介して先程とは逆方向に直流電圧Vinが供給される。この場合も、インバータトランス5a,5bの各出力電圧の位相は180度異なっており、これら各電圧が電極板7a,7bを通じて誘電体バリア型低圧放電ランプ6の両電極に印加される。
期間t4、t4’では、各出力端子P1〜N2の電圧が遷移する。出力端子N2の電位がハイレベルからローレベルに遷移すると、ポイントAの電圧はローレベルからハイレベルになる。
このように、本実施の形態では、インバータトランス5a,5bの1次巻線にはスイッチング回路3により矩形波電圧が入力されるようになっており、2次巻線から正弦波に近い交流電圧が出力されるように、インバータトランス5a,5bの結合係数およびリーケージインダクタンスが設定されている。
次に、第1の比較例における誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置について説明する。第1の比較例は、変形ロイヤー方式の駆動装置であり、図3の回路図に示すように、2つのインバータトランス35a,35bの1次側に、直列接続された2つのバイポーラ型のトランジスタ31,32と、各トランジスタ31,32のベースに接続されたベース抵抗RBと、インダクタンスLと、共振用コンデンサCcを備える。入力された直流電圧Vinに基づいてベース抵抗RB、インダクタンスL、共振用コンデンサCcが自励発振によって正弦波電圧を生成し、インバータトランス35a,35bの1次巻線にそれぞれ供給する。インバータトランス35a,35bの2次側は図1と同様の構成である。第1の比較例の駆動装置では、インバータトランス35a,35bの1次巻線に正弦波電圧が印加され、2次巻線からも正弦波電圧が出力される。
このように、本実施形態の駆動装置は、第1比較例に対して、インバータトランスを駆動する回路の構成を変更したものである。本実施形態の駆動装置による輝度効率は、結合係数やリーケージインダクタンスといったインバータトランスの仕様にもよるが、第1の比較例の82%に対して90%へと8%程度改善することが確認された。
したがって、本実施の形態によれば、トランス駆動回路4a,4bにより、矩形波を用いてインバータトランス5a,5bを交流駆動することで、インバータトランス5a,5bの1次側では、トランス駆動回路4a,4bにおける各FET11〜18が完全に休止する期間を設け、インバータトランス5a,5bにおける損失およびランプ駆動における損失を低減することができ、休止期間のない変形ロイヤー方式と比べて駆動効率を向上させることができる。
また、1次巻線に矩形波が入力されたインバータトランス5a,5bの出力電圧が正弦波となるように、インバータトランス5a,5bの結合係数とリーケージインダクタンスを設定することで、インバータトランス5a,5bの2次側では、正弦波駆動により水銀が封入された誘電体バリア型低圧放電ランプ6を効率的に駆動することができる。
[第2の実施の形態]
図4の回路図に示すように、本実施の形態における誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置では、図1のインバータトランス5a,5bに代えて、1入力2出力構造のインバータトランス25を用いることとし、トランス駆動回路4bを削減するとともに、インバータトランス25の2つある2次巻線のうちの一方を電極板7aに接続し、もう一方を電極板7bに接続した構成である。インバータトランス25は、各2次巻線の出力電圧の位相が180度異なり、かつ出力電圧の波形が正弦波となるように、結合係数およびリーケージインダクタンスが設定される。その他、図1と同一物には同一の符号を付すこととし、ここでは重複した説明は省略する。また、本実施形態の駆動装置の各部における電圧波形は、図2のタイミングチャートと同様である。
図4の回路図に示すように、本実施の形態における誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置では、図1のインバータトランス5a,5bに代えて、1入力2出力構造のインバータトランス25を用いることとし、トランス駆動回路4bを削減するとともに、インバータトランス25の2つある2次巻線のうちの一方を電極板7aに接続し、もう一方を電極板7bに接続した構成である。インバータトランス25は、各2次巻線の出力電圧の位相が180度異なり、かつ出力電圧の波形が正弦波となるように、結合係数およびリーケージインダクタンスが設定される。その他、図1と同一物には同一の符号を付すこととし、ここでは重複した説明は省略する。また、本実施形態の駆動装置の各部における電圧波形は、図2のタイミングチャートと同様である。
次に、第2の比較例における誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置について説明する。第2の比較例は、変形ロイヤー方式の駆動装置であり、図5の回路図に示すように、1入力2出力構造のインバータトランス45を用いることとし、その1次側に直列接続された2つのバイポーラ型のトランジスタ41,42と、各トランジスタ41,42のベースに接続されたベース抵抗RBと、インダクタンスLと、共振用コンデンサCcを備える。入力された直流電圧Vinに基づいてベース抵抗RB、インダクタンスL、共振用コンデンサCcが自励発振によって正弦波電圧を生成し、インバータトランス45の1次巻線に供給する。インバータトランス45の2次側は図4と同様の構成である。第2の比較例の駆動装置では、インバータトランス45の1次巻線に正弦波電圧が印加され、2次巻線からは正弦波電圧が出力される。
本実施形態の駆動装置は、矩形波を用いてインバータトランス25を交流駆動することで、インバータトランス25の1次側では、トランス駆動回路4aにおける各FET11〜14が完全に休止する期間を設け、インバータトランス25における損失およびランプ駆動における損失を低減することができ、休止期間のない変形ロイヤー方式と比べて駆動効率を向上させることができる。
また、2次巻線からの出力電圧が正弦波となるようにインバータトランス25の結合係数とリーケージインダクタンスを設定することで、インバータトランス25の2次側では、正弦波駆動により水銀が封入された誘電体バリア型低圧放電ランプ6を効率的に駆動することができる。
したがって、本実施の形態によれば、1入力2出力構造のインバータトランス25を用いることで、インバータ駆動回路およびインバータトランスの回路規模を半分に削減した上で、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
1…直流電源、2…調光回路
3…スイッチング回路
4a,4b…トランス駆動回路
5a,5b…インバータトランス
6…誘電体バリア型低圧放電ランプ
7a,7b…電極板、11〜18…FET
35a,35b…インバータトランス
31,32,41,42…トランジスタ
25,45…インバータトランス
3…スイッチング回路
4a,4b…トランス駆動回路
5a,5b…インバータトランス
6…誘電体バリア型低圧放電ランプ
7a,7b…電極板、11〜18…FET
35a,35b…インバータトランス
31,32,41,42…トランジスタ
25,45…インバータトランス
Claims (4)
- 水銀が封入された誘電体バリア型低圧放電ランプの両電極にそれぞれ電圧を出力するインバータトランスと、
直流電圧が入力され矩形波を出力するスイッチング回路と、
前記矩形波を用いて前記インバータトランスを交流駆動するトランス駆動回路と、を備え、
前記インバータトランスを各出力電圧の位相が180度異なり、かつ各出力電圧の波形が正弦波となるように設定したことを特徴とする誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置。 - 前記インバータトランスの各出力電圧は、2つのインバータトランスによりそれぞれ出力される電圧であることを特徴とする請求項1記載の誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置。
- 前記インバータトランスは、1入力2出力の構造であることを特徴とする請求項1記載の誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置。
- 前記インバータトランスは、結合係数とリーケージインダクタンスにより各出力電圧の位相と波形が設定されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の誘電体バリア型低圧放電ランプの駆動装置。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007143261A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Rohm Co Ltd | インバータおよびその駆動方法、ならびにそれを用いた発光装置および液晶テレビ |
JP2007143262A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Rohm Co Ltd | インバータならびにそれを用いた発光装置および液晶テレビ |
WO2008090722A1 (ja) * | 2007-01-23 | 2008-07-31 | Panasonic Corporation | 液晶表示装置 |
JP2012256561A (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Ushio Inc | 放電ランプ点灯装置 |
WO2013148390A1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-03 | Mks Instruments, Inc. | A versatile zero-voltage switch resonant inverter for industrial dielectric barrier discharge generator applications |
-
2003
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007143261A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Rohm Co Ltd | インバータおよびその駆動方法、ならびにそれを用いた発光装置および液晶テレビ |
JP2007143262A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Rohm Co Ltd | インバータならびにそれを用いた発光装置および液晶テレビ |
WO2008090722A1 (ja) * | 2007-01-23 | 2008-07-31 | Panasonic Corporation | 液晶表示装置 |
US8077140B2 (en) | 2007-01-23 | 2011-12-13 | Pansonic Corporation | Liquid crystal display device |
JP2012256561A (ja) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Ushio Inc | 放電ランプ点灯装置 |
WO2013148390A1 (en) * | 2012-03-27 | 2013-10-03 | Mks Instruments, Inc. | A versatile zero-voltage switch resonant inverter for industrial dielectric barrier discharge generator applications |
JP2015514385A (ja) * | 2012-03-27 | 2015-05-18 | エム ケー エス インストルメンツインコーポレーテッドMks Instruments,Incorporated | 工業用誘電体バリア放電発生器用途向けの多目的ゼロ電圧スイッチ共振インバータ |
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