JP2010021108A - Discharge lamp lighting-up device, and backlight device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting-up device which can surely perform control for removing flickering caused by power supply variation in an inverter circuit for lighting up a fluorescent lamp of a liquid crystal display and is inexpensive and highly effective without damaging image display performance of the liquid crystal display. <P>SOLUTION: The discharge lamp lighting-up device includes an inverter circuit HB1 for driving a discharge lamp Lamp1 by inputting output voltage VDC of a smoothing circuit, a lighting-up controller Dim for giving a timing signal which periodically repeats a lamp lighting-up state and a lamp switching-off or a dimming state, a feed-forward control circuit FF1 for controlling light output at a desired value by detecting the output voltage VDC of the smoothing circuit, and a control change means FC1 for switching a control gain or a control target value of the feed-forward control circuit FF1. The control change means FC1 can change set up of the feed-forward control circuit FF1 in response to the output signal of the lighting-up controller Dim or the lighting-up state of the discharge lamp Lamp1. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は液晶表示装置などに用いられる蛍光ランプの点灯回路に関し、特に光のちらつき低減と回路の効率改善に関する。   The present invention relates to a lighting circuit for a fluorescent lamp used in a liquid crystal display device and the like, and more particularly to light flicker reduction and circuit efficiency improvement.

液晶表示装置は一般的に冷陰極ランプなど蛍光ランプを複数点灯させたバックライト装置の光を用いて画像表示を行っている。そして蛍光ランプの点灯回路にはインバータ回路が一般的に用いられる。高周波でランプを点灯させることによりランプ発光効率が向上し、トランスなど電子部品の小型化が可能となっている。   Liquid crystal display devices generally perform image display using light from a backlight device in which a plurality of fluorescent lamps such as cold cathode lamps are lit. An inverter circuit is generally used as a fluorescent lamp lighting circuit. By lighting the lamp at a high frequency, the luminous efficiency of the lamp is improved, and electronic components such as a transformer can be miniaturized.

しかし、液晶表示装置においては普及に伴い更なる機器の高効率化が求められており、液晶表示装置の大部分の電力を消費するバックライト装置において高効率化は重要な課題となっている。この要請に応えるために放電灯点灯回路においては、ゼロ電圧スイッチングなどのソフトスイッチング手法を採用することでインバータ回路のスイッチング損失を低減したり、インバータ回路に入力する直流電源を高電圧化して昇圧トランスのロスを低減することが提案されている。   However, with the spread of liquid crystal display devices, further improvements in device efficiency are required, and high efficiency is an important issue for backlight devices that consume most of the power of liquid crystal display devices. In response to this demand, the discharge lamp lighting circuit uses a soft switching technique such as zero voltage switching to reduce the switching loss of the inverter circuit or increase the voltage of the DC power source input to the inverter circuit to increase the step-up transformer. It has been proposed to reduce losses.

しかしながら、バックライト装置の点灯回路の電力変換効率は、一般照明用の点灯回路と比べると低いものとなる。その理由は、一般照明用の点灯回路よりもちらつきを抑えるための電源の安定化を必要とすることと、ノイズや安全性の観点から絶縁回路が必要だからである。   However, the power conversion efficiency of the lighting circuit of the backlight device is lower than that of the lighting circuit for general illumination. This is because the power supply for stabilizing flickering is required to be more stable than the lighting circuit for general lighting, and the insulation circuit is necessary from the viewpoint of noise and safety.

ちらつきに関しては、液晶表示装置をテレビのように動画表示に利用した場合は画像が随時更新されるので目立たないが、静止画の表示などを行った場合は、光源である蛍光ランプのちらつきがそのまま画面のちらつきとなって現れるので、問題である。   With regard to flickering, when the liquid crystal display device is used for moving image display like a TV, the image is updated as needed, so it is not noticeable, but when displaying a still image, the flickering of the fluorescent lamp that is the light source remains as it is It appears as a flickering screen, which is a problem.

さらにちらつきが問題となりやすい理由としては、液晶表示パネルの画像更新周波数との干渉が挙げられる。これは、商用電源の周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚであるのに対し、画像更新周波数もそれと近い周波数（６０Ｈｚから１２０Ｈｚ）であるため、光変動の周波数干渉が起こりやすいのである。   Another reason why flicker is likely to be a problem is interference with the image update frequency of the liquid crystal display panel. This is because the frequency of the commercial power supply is 50 Hz or 60 Hz, and the image update frequency is also a frequency close to that (from 60 Hz to 120 Hz), so that frequency interference due to light fluctuations is likely to occur.

たとえば、商用電源５０Ｈｚによってインバータの入力の直流電圧に１００Ｈｚのリップル電圧が生じているとする。このリップル電圧を除去せずにインバータ回路でランプを点灯させると光に１００Ｈｚの周波数成分で変動が生じる。一般照明用のインバータ回路のリップル電圧のレベルは１０％以下である。この光を直視してもちらつきはほとんど感じない。これは光変化の周波数が１００Ｈｚと高いからである。   For example, assume that a commercial power supply 50 Hz generates a ripple voltage of 100 Hz in the DC voltage input to the inverter. If the lamp is turned on by an inverter circuit without removing this ripple voltage, the light will fluctuate with a frequency component of 100 Hz. The level of the ripple voltage of the inverter circuit for general lighting is 10% or less. There is almost no flicker even when looking directly at this light. This is because the frequency of light change is as high as 100 Hz.

しかし液晶フィルタを通過した光ではちらつきが発生する。つまり液晶フィルタで１００Ｈｚの光を画像更新周波数６０Ｈｚで変調すると、光には１００Ｈｚと６０Ｈｚの周波数成分の変動が混在し、その周波数差成分１００Ｈｚ−６０Ｈｚ＝４０Ｈｚが生じてしまう。これがちらつきとして感じられるのである。個人差はあるが、光変動の周波数が５０Ｈｚ以下となると数％程度の変動があってもちらつきは感じることとなる。よって、リップル電圧１０％のちらつきは周波数が４０Ｈｚともなると大きいちらつきとなるのである。   However, flickering occurs in the light that has passed through the liquid crystal filter. That is, when 100 Hz light is modulated by the liquid crystal filter at an image update frequency of 60 Hz, fluctuations in frequency components of 100 Hz and 60 Hz are mixed in the light, and a frequency difference component of 100 Hz-60 Hz = 40 Hz is generated. This is felt as flicker. Although there are individual differences, if the frequency of light fluctuation is 50 Hz or less, flicker will be felt even if there is a fluctuation of about several percent. Therefore, the flicker of the ripple voltage of 10% becomes large when the frequency is 40 Hz.

そこで一般的な液晶表示装置では、商用電源に起因する直流電源のリップル電圧を除去する安定化電源回路を備えている。その回路損失が発生するため、光への変換効率が低下するのである。   Therefore, a general liquid crystal display device includes a stabilized power supply circuit that removes a ripple voltage of a DC power supply caused by a commercial power supply. Since the circuit loss occurs, the conversion efficiency to light decreases.

点灯回路の効率改善とちらつきの低減を両立する方法として考えられるのは、インバータ回路に電源リップル除去機能を付加するということである。たとえばランプ電流をフィードバック制御すればよい。フィードバック制御を行えばランプ電流は略一定となり、リップル電圧による光の変動を除去できる。   One possible method for improving the efficiency of the lighting circuit and reducing flickering is to add a power supply ripple elimination function to the inverter circuit. For example, the lamp current may be feedback controlled. If feedback control is performed, the lamp current becomes substantially constant, and light fluctuation due to ripple voltage can be eliminated.

しかし実際には絶縁機能もインバータ回路に必要となるので、フィードバック制御は容易ではない。なぜならランプ電流は絶縁された２次側回路での検出となり、これを非絶縁である１次側スイッチング回路ヘ伝達する必要があり、その伝達回路を含めたフィードバック制御設計が困難だからである。   However, in practice, an insulation function is also required for the inverter circuit, so feedback control is not easy. This is because the lamp current is detected by an isolated secondary side circuit and needs to be transmitted to a non-insulated primary side switching circuit, and feedback control design including the transmission circuit is difficult.

そこで、もうひとつの手法として、フィードフォワード制御を行うことが考えられる。つまり、リップル電圧に応じてインバータ出力を増減させれば、その制御回路は非絶縁の１次側で構成することができるので、絶縁回路の設計は容易である。また、リップル電圧は比較的安定に発生するので、フィードフォワード制御には適している。   Therefore, it is conceivable to perform feedforward control as another method. In other words, if the inverter output is increased or decreased according to the ripple voltage, the control circuit can be configured on the non-insulated primary side, so that the design of the insulating circuit is easy. Moreover, since the ripple voltage is generated relatively stably, it is suitable for feedforward control.

この放電灯点灯装置のフィードフォワード制御についても従来から様々な手法が提案されている。例えば、特許文献１（特開２００２−３３０５９１号公報）では、インバータの入力電圧を検知し、電圧変動によるランプ電流変化を抑制するように、スイッチの駆動周波数またはスイッチオン時間比を変化させる技術が提案されている。
特開２００２−３３０５９１号公報 特開平７−２７２８８９号公報 Various methods have been proposed for feedforward control of the discharge lamp lighting device. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-330591), there is a technique for detecting an input voltage of an inverter and changing a switch driving frequency or a switch-on time ratio so as to suppress a lamp current change due to a voltage fluctuation. Proposed.
JP 2002-330591 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-272889

従来のフィードフォワード制御技術を用いた場合、液晶表示装置の画像表現が低下してしまう問題がある。従来技術はランプを連続的に点灯する場合には問題ないが、液晶表示装置で用いられるランプの点灯制御（バースト調光制御）のように点滅を繰り返す調光においてはちらつきが発生するのである。   When the conventional feedforward control technology is used, there is a problem that the image expression of the liquid crystal display device is degraded. The prior art has no problem when the lamps are continuously lit, but flickering occurs in dimming that repeats blinking, such as lamp lighting control (burst dimming control) used in a liquid crystal display device.

液晶表示装置には、一般的に冷陰極ランプなど放電ランプを点灯させて画像を表示させている。その放電ランプの調光の方法としては、ランプの点灯・消灯を周期的に繰り返してその時間比率を可変する調光手法（いわゆるバースト調光）が一般的に用いられている。   In a liquid crystal display device, a discharge lamp such as a cold cathode lamp is generally turned on to display an image. As a method of dimming the discharge lamp, a dimming method (so-called burst dimming) in which the time ratio is varied by periodically turning on and off the lamp is generally used.

例えば、特許文献２（特開平７−２７２８８９号公報）では、蛍光ランプに高周波電圧を印加する期間と印加しない期間を周期的に繰り返すことで、蛍光ランプの調光を行っている。このような調光では、光出力が点灯と消灯の時間比率から求まるので、ランプ電流を連続的に可変する方式に比ベて、光出力が直線的に変化する特徴がある。また、点滅することで液晶表示装置の動画ボケを改善することができるという利点もある。すなわち液晶表示装置においては、ランプをインパルス発光させることで鮮明な画像が得られるのである。   For example, in Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-272889), the fluorescent lamp is dimmed by periodically repeating a period in which a high-frequency voltage is applied to the fluorescent lamp and a period in which it is not applied. In such dimming, since the light output is obtained from the time ratio of turning on and off, there is a feature that the light output changes linearly as compared with the method of continuously changing the lamp current. Also, there is an advantage that moving image blur of the liquid crystal display device can be improved by blinking. That is, in the liquid crystal display device, a clear image can be obtained by causing the lamp to emit impulse light.

従来技術では、ランプを急峻に点灯させたり消灯させたりすると、始動電圧が不安定となるという問題がある。これは、インバータ回路の始動時と点灯時で共振回路の特性が大きく異なることに起因する。一般的にインバータ回路では、ランプ電流の安定化と、ランプに高電圧を加えて始動させるためにＬＣ共振回路を用いている。ランプが点灯した状態では、ランプが負荷抵抗として存在するためＬＣ共振回路のＱは低い。通常この状態において最良の結果となるようにフィードフォワード制御回路のゲインは設定されている。   The prior art has a problem that the starting voltage becomes unstable if the lamp is turned on or off suddenly. This is due to the fact that the characteristics of the resonance circuit are greatly different between when the inverter circuit is started and when it is lit. In general, an inverter circuit uses an LC resonance circuit to stabilize the lamp current and to start the lamp by applying a high voltage. When the lamp is lit, the Q of the LC resonance circuit is low because the lamp exists as a load resistance. Usually, the gain of the feedforward control circuit is set so that the best result is obtained in this state.

しかしランプが点灯していない状態では、負荷抵抗がない状態に等しいためＬＣ共振回路は高いＱとなっている。この状態では、インバータのスイッチング時間または動作周波数がわずかに変動してもランプ電圧が大きく変動する。したがって、フィードフォワードのゲインが高くなりすぎるので、電源リップルによりランプ始動電圧の変動が増加する。   However, when the lamp is not lit, the LC resonance circuit has a high Q because it is equivalent to a state where there is no load resistance. In this state, the lamp voltage greatly fluctuates even if the switching time or operating frequency of the inverter fluctuates slightly. Therefore, since the feedforward gain becomes too high, the fluctuation of the lamp starting voltage increases due to the power supply ripple.

ランプを連続的に点灯させる場合においては、始動は起動時のみであるからランプ始動電圧が多少変動しても、とくに問題は無い。しかし、バースト調光では、このランプ始動の電圧の変動により、ランプが始動するタイミングがばらつくのである。すなわち共振電圧が高いとランプは早く始動し、逆に共振電圧が低いとランプの始動は遅くなる。   In the case where the lamp is continuously lit, since the start is only at the time of starting, there is no particular problem even if the lamp start voltage varies somewhat. However, in burst dimming, the timing at which the lamp starts varies due to the fluctuation in the voltage at which the lamp starts. That is, when the resonance voltage is high, the lamp starts early, and conversely, when the resonance voltage is low, the lamp starts slowly.

ランプが早く始動すればランプ点灯時間が長くなり、ランプの光出力が多くなり、ランプが遅く始動すればランプ点灯時間が短くなり、ランプの光出力が少なくなるので、ちらつきが発生するのである。   If the lamp is started earlier, the lamp lighting time will be longer and the light output of the lamp will be increased. If the lamp is started later, the lamp lighting time will be shortened and the light output of the lamp will be reduced, resulting in flickering.

本発明は、このような従来技術の課題を解決すベくなされたものであり、液晶表示装置の蛍光ランプを点灯させるインバータ回路で電源変動に起因するちらつきを除去する制御を確実に行うことにより、液晶表示装置の画像表示性能を損なわずに安価で高効率な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and by reliably performing control for eliminating flicker caused by power fluctuations in an inverter circuit that lights a fluorescent lamp of a liquid crystal display device. An object of the present invention is to provide an inexpensive and highly efficient discharge lamp lighting device without impairing the image display performance of a liquid crystal display device.

請求項１の発明は、上記の課題を解決するために、図１に示すように、商用電源Ｖｉｎを整流する整流器ＤＢと、前記整流器ＤＢの出力を平滑する少なくとも１つの平滑回路（力率改善回路ＰＦＣ）と、前記平滑回路の出力ＶＤＣを入力して放電ランプＬａｍｐ１を駆動する点灯回路（インバータ回路ＨＢ１）と、前記点灯回路に周期的にランプ点灯状態とランプ消灯または調光状態を繰り返すタイミング信号を与える点灯制御器Ｄｉｍと、前記点灯回路の入力電圧ＶＤＣもしくは平滑回路の入力電圧を検知して点灯回路の出力を所望の値に制御するフィードフォワード制御回路ＦＦ１と、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の制御利得または制御目標値を切り替える制御変更手段ＦＣ１を備え、前記制御変更手段ＦＣ１は前記点灯制御器Ｄｉｍの出力信号または放電ランプＬａｍｐ１の点灯状態に応じて前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１を設定変更することを特徴とするものである。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1, as shown in FIG. 1, rectifier DB for rectifying commercial power supply Vin, and at least one smoothing circuit for smoothing the output of rectifier DB (power factor improvement) Circuit PFC), a lighting circuit (inverter circuit HB1) that inputs the output VDC of the smoothing circuit to drive the discharge lamp Lamp1, and a timing at which the lamp circuit periodically repeats the lamp lighting state and the lamp extinction or dimming state. A lighting controller Dim that provides a signal, a feedforward control circuit FF1 that detects an input voltage VDC of the lighting circuit or an input voltage of the smoothing circuit and controls the output of the lighting circuit to a desired value, and the feedforward control circuit FF1 The control change means FC1 for switching the control gain or the control target value is provided, and the control change means FC1 is the lighting control. Is characterized in that the setting changing the feedforward control circuits FF1 in accordance with the lighting state of the output signal or a discharge lamp Lamp1 of Dim.

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の設定変更は、放電ランプＬａｍｐ１の電力増加方向で、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の制御利得を増加させることを特徴とする。   The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, changing the setting of the feedforward control circuit FF1 increases the control gain of the feedforward control circuit FF1 in the direction of increasing the power of the discharge lamp Lamp1. To do.

請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の出力する制御量は、前記点灯回路の発振周波数であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the control amount output from the feedforward control circuit FF1 is an oscillation frequency of the lighting circuit.

請求項４の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図１または図３に示すように、放電ランプＬａｍｐ１の電流に応じて動作することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, the control changing means FC1 operates according to the current of the discharge lamp Lamp1, as shown in FIG. 1 or FIG.

請求項５の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図５に示すように、放電ランプＬａｍｐ１の電圧に応じて動作することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, the control changing means FC1 operates according to the voltage of the discharge lamp Lamp1, as shown in FIG.

請求項６の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図７に示すように、前記点灯回路の入力電力に応じて動作することを特徴とする。   The invention of claim 6 is characterized in that, in the inventions of claims 1 to 3, the control change means FC1 operates according to the input power of the lighting circuit as shown in FIG.

請求項７の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図８に示すように、タイマ回路Ｔｉｍ１を備え、前記点灯制御器Ｄｉｍの点灯タイミング信号を基準として、前記タイマ回路Ｔｉｍ１で設定された時間Ｔｄ後に前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の設定を変更することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, the control change means FC1 includes a timer circuit Tim1, as shown in FIG. 8, and the lighting timing signal of the lighting controller Dim is used as a reference. The setting of the feedforward control circuit FF1 is changed after a time Td set by the timer circuit Tim1.

請求項８の発明は、請求項１〜３の発明において、前記制御変更手段ＦＣ１は、図１０に示すように、積分回路Ｉｎｔ１を備え、前記点灯制御器Ｄｉｍの点灯タイミング信号を基準として、前記積分回路Ｉｎｔ１は積分動作を開始し、その積分結果に応じて前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１の設定を変更することを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, the control change means FC1 includes an integration circuit Int1 as shown in FIG. 10, and the lighting change signal of the lighting controller Dim is used as a reference. The integration circuit Int1 starts an integration operation, and changes the setting of the feedforward control circuit FF1 according to the integration result.

請求項９の発明は、請求項１〜３の発明において、図１２に示すように、前記点灯回路（インバータ回路ＨＢ１）は、入力電流または入力電流に相当する電流を一定に制御するフィードバック制御回路ＦＢ１を備えることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, as shown in FIG. 12, the lighting circuit (inverter circuit HB1) is a feedback control circuit for controlling the input current or a current corresponding to the input current to be constant. FB1 is provided.

請求項１０の発明は、請求項９の発明において、図１２に示すように、前記制御変更手段ＦＣ１は、前記フィードバック制御回路ＦＢ１の状態変数Ｆｓ１に応じて動作することを特徴とする。   According to a tenth aspect of the invention, in the ninth aspect of the invention, as shown in FIG. 12, the control changing means FC1 operates in accordance with a state variable Fs1 of the feedback control circuit FB1.

請求項１１の発明は、請求項１〜１０の発明において、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１は、商用電源周波数の２倍の周波数近傍で利得のピークを持つことを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the first to tenth aspects of the present invention, the feedforward control circuit FF1 has a gain peak in the vicinity of a frequency twice the commercial power supply frequency.

請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置と放電ランプを備えるバックライト装置である。   The invention of claim 12 is a backlight device comprising the discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 11 and a discharge lamp.

本発明による放電灯点灯装置は、放電ランプの供給電力を一定に制御するフィードフォワード制御回路に放電ランプの点灯状態によってゲインを可変する手段を設けたものであり、放電ランプの実際の点灯状態に応じてフィードフォワード制御を行うことにより、ランプが点灯している期間でフィードフォワード制御のゲインが正確に設定され、安定した点灯制御が行われる。よって、フィードフォワード制御がランプ始動電圧の制御ヘ影響を与えないようにすることが可能となり、電源リップルによるちらつきを抑制できる。   In the discharge lamp lighting device according to the present invention, a feedforward control circuit for controlling the supply power of the discharge lamp to a constant value is provided with means for varying the gain according to the lighting state of the discharge lamp. By performing the feed forward control accordingly, the gain of the feed forward control is accurately set during the lamp lighting period, and stable lighting control is performed. Therefore, feedforward control can be prevented from affecting the control of the lamp starting voltage, and flicker due to power supply ripple can be suppressed.

（実施形態１）
本発明の上記および他の目的、特徴および利点を明確にすベく、以下添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
図１を参照すると、本発明の一実施の形態としての放電灯点灯回路が示されている。本放電灯点灯回路は、商用電源Ｖｉｎを整流する整流回路ＤＢとその出力を昇圧して平滑する力率改善回路ＰＦＣを有する。 (Embodiment 1)
In order to clarify the above and other objects, features and advantages of the present invention, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Referring to FIG. 1, a discharge lamp lighting circuit as an embodiment of the present invention is shown. The discharge lamp lighting circuit includes a rectifier circuit DB that rectifies the commercial power supply Vin and a power factor correction circuit PFC that boosts and smoothes the output of the rectifier circuit DB.

力率改善回路ＰＦＣの構成は、周知の昇圧チョッパ回路であり、整流回路ＤＢの整流出力端に並列接続された小容量のコンデンサＣｓ２と、整流回路ＤＢの整流出力端に接続されたインダクタＬ１とスイッチング素子Ｑ３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ３の両端にダイオードＤ１を介して並列接続された平滑用の電解コンデンサＣｓ１と、スイッチング素子Ｑ３を高周波でオン・オフ制御するための発振部ＯＳＣ４よりなる。その動作については周知であるので、詳しい説明は省略するが、スイッチング素子Ｑ３が商用周波数よりも高周波でオン・オフされることにより、商用電源Ｖｉｎからの入力電流の休止期間を少なくして、入力力率を改善するものである。平滑用の電解コンデンサＣｓ１には昇圧された直流電圧が充電されるが、商用電源Ｖｉｎの谷部ではコンデンサＣｓ１への充電エネルギーが不足することになるから、商用電源Ｖｉｎの２倍の周波数成分のリップル電圧が重畳することになる。商用電源Ｖｉｎが１００Ｖ、５０Ｈｚである場合には１００Ｈｚのリップル電圧が力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣに重畳されていることになる。   The configuration of the power factor correction circuit PFC is a well-known step-up chopper circuit, a small-capacitance capacitor Cs2 connected in parallel to the rectification output terminal of the rectification circuit DB, and an inductor L1 connected to the rectification output terminal of the rectification circuit DB. The switching element Q3 includes a series circuit, a smoothing electrolytic capacitor Cs1 connected in parallel to both ends of the switching element Q3 via a diode D1, and an oscillating unit OSC4 for on / off control of the switching element Q3 at a high frequency. Since the operation is well known, detailed description is omitted. However, the switching element Q3 is turned on / off at a frequency higher than the commercial frequency, thereby reducing the pause period of the input current from the commercial power source Vin. It improves power factor. The smoothing electrolytic capacitor Cs1 is charged with the boosted DC voltage. However, since the charging energy to the capacitor Cs1 is insufficient in the valley portion of the commercial power supply Vin, the frequency component is twice that of the commercial power supply Vin. Ripple voltage will be superimposed. When the commercial power supply Vin is 100 V and 50 Hz, a ripple voltage of 100 Hz is superimposed on the output voltage VDC of the power factor correction circuit PFC.

力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣは、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の直列回路と、その駆動回路ＤＲＶと、キャパシタＣｄ１と絶縁トランスＴ１と、共振インダクタＬｒ１と共振キャパシタＣｒ１からなるハーフブリッジインバータ回路ＨＢ１に供給される。インバータ回路ＨＢ１により直流電圧ＶＤＣは高周波電圧に変換され、蛍光ランプＬａｍｐ１へ電力が供給される。   The output voltage VDC of the power factor correction circuit PFC is applied to the half-bridge inverter circuit HB1 including the series circuit of the switching elements Q1 and Q2, the drive circuit DRV, the capacitor Cd1, the insulating transformer T1, the resonance inductor Lr1, and the resonance capacitor Cr1. Supplied. The inverter circuit HB1 converts the DC voltage VDC into a high-frequency voltage, and power is supplied to the fluorescent lamp Lamp1.

インバータ回路ＨＢ１はインダクタＬｒ１とキャパシタＣｒ１からなるＬＣ共振回路を備えており、ランプを始動させる際には、このＬＣ共振回路の共振周波数近傍でスイッチングを行い、ランプ始動に必要な電圧を発生させている。また、インバータ回路ＨＢ１の出力は電気的に絶縁されており、高周波電圧によるノイズ放射や漏れ電流を低減する機能を備えている。   The inverter circuit HB1 includes an LC resonance circuit including an inductor Lr1 and a capacitor Cr1, and when starting the lamp, switching is performed in the vicinity of the resonance frequency of the LC resonance circuit to generate a voltage necessary for starting the lamp. Yes. Further, the output of the inverter circuit HB1 is electrically insulated and has a function of reducing noise emission and leakage current due to a high frequency voltage.

インバータ回路ＨＢ１のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は例えばＭＯＳＦＥＴよりなり、逆方向の並列ダイオードを内蔵している。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は高周波で交互にオン・オフされ、スイッチング素子Ｑ１がオン、スイッチング素子Ｑ２がオフのときは、直流電源ＶＤＣの正極→スイッチング素子Ｑ１→キャパシタＣｄ１→絶縁トランスＴ１の１次巻線→直流電圧ＶＤＣの負極の経路で電流が流れてキャパシタＣｄ１が充電され、スイッチング素子Ｑ１がオフ、スイッチング素子Ｑ２がオンのときは、キャパシタＣｄ１→スイッチング素子Ｑ２→絶縁トランスＴ１の１次巻線→キャパシタＣｄ１の経路で電流が流れてキャパシタＣｄ１が放電される。これにより、絶縁トランスＴ１は高周波電圧により励磁され、その２次巻線には昇圧された高周波電圧が発生する。この昇圧された高周波電圧は、共振インダクタＬｒ１と共振キャパシタＣｒ１の直列共振回路に印加されて、共振作用により更に昇圧されて、共振キャパシタＣｒ１の両端に得られた高周波の高電圧が放電ランプＬａｍｐ１の両端に印加される。ここで、放電ランプＬａｍｐ１は例えば冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）である。   The switching elements Q1 and Q2 of the inverter circuit HB1 are made of MOSFETs, for example, and incorporate reverse parallel diodes. When the switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on and off at a high frequency, the switching element Q1 is on and the switching element Q2 is off, the positive winding of the DC power source VDC → switching element Q1 → capacitor Cd1 → insulation transformer T1 primary winding When a current flows through the negative electrode path of the line → DC voltage VDC and the capacitor Cd1 is charged, the switching element Q1 is turned off and the switching element Q2 is turned on, the capacitor Cd1 → the switching element Q2 → the primary winding of the insulation transformer T1. → A current flows through the path of the capacitor Cd1, and the capacitor Cd1 is discharged. As a result, the insulating transformer T1 is excited by the high frequency voltage, and a boosted high frequency voltage is generated in the secondary winding. The boosted high-frequency voltage is applied to a series resonance circuit of the resonance inductor Lr1 and the resonance capacitor Cr1, and further boosted by a resonance action. The high-frequency high voltage obtained at both ends of the resonance capacitor Cr1 is applied to the discharge lamp Lamp1. Applied to both ends. Here, the discharge lamp Lamp1 is, for example, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL).

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の発振周波数は、通常、共振周波数よりも高い周波数に設定されており、発振周波数が高くなると放電ランプＬａｍｐ１の光出力が低下し、発振周波数が低くなると放電ランプＬａｍｐ１の光出力が増加する。   The oscillation frequency of the switching elements Q1 and Q2 is normally set to a frequency higher than the resonance frequency. When the oscillation frequency increases, the light output of the discharge lamp Lamp1 decreases, and when the oscillation frequency decreases, the light output of the discharge lamp Lamp1. Will increase.

インバータ回路ＨＢ１は発振器ＯＳＣ１を備え、電流Ｉｏｓｃで設定された周波数となるように、インバータのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を駆動する信号を発生させている。発振器ＯＳＣ１には基準電圧源が内蔵されており、その基準電圧源から抵抗Ｒｆ１〜Ｒｆ３を介して流れ出る電流Ｉｏｓｃにより発振周波数が決定される。なお、電流Ｉｏｓｃが増えると周波数が高くなり、電流Ｉｏｓｃが少なくなると周波数が低くなる制御となっている。   The inverter circuit HB1 includes an oscillator OSC1 and generates a signal for driving the switching elements Q1 and Q2 of the inverter so as to have a frequency set by the current Iosc. The oscillator OSC1 has a built-in reference voltage source, and the oscillation frequency is determined by the current Iosc flowing from the reference voltage source through the resistors Rf1 to Rf3. Note that the frequency increases as the current Iosc increases, and the frequency decreases as the current Iosc decreases.

本実施形態では、調光器Ｄｉｍにより発振器ＯＳＣ１の周波数が周期的に変更されている。すなわち、調光器ＤｉｍはトランジスタスイッチＱ１０をオン・オフ制御し、スイッチＱ１０がオンのときには抵抗Ｒｆ１に抵抗Ｒｆ２が並列接続されることにより、発振周波数を決める電流Ｉｏｓｃを増加させてインバータ回路ＨＢ１の発振周波数を高くしてランプを消灯させ、スイッチＱ１０がオフのときには電流Ｉｏｓｃを減少させてインバータの発振周波数を始動周波数としてランプを再始動させている。これにより、点灯期間と消灯期間とが交互に切り換わる点滅点灯を液晶表示装置の映像更新周期に同期した低い周波数（例えば、１２０Ｈｚ）で繰り返すように動作する。   In the present embodiment, the frequency of the oscillator OSC1 is periodically changed by the dimmer Dim. That is, the dimmer Dim controls the on / off of the transistor switch Q10, and when the switch Q10 is on, the resistor Rf2 is connected in parallel to the resistor Rf1, thereby increasing the current Iosc that determines the oscillation frequency to increase the current of the inverter circuit HB1. The lamp is extinguished by increasing the oscillation frequency, and when the switch Q10 is off, the current Iosc is decreased to restart the lamp with the oscillation frequency of the inverter as the starting frequency. As a result, the blinking lighting in which the lighting period and the extinguishing period are alternately switched operates so as to be repeated at a low frequency (for example, 120 Hz) synchronized with the video update period of the liquid crystal display device.

そして、本発明に従って、抵抗Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３，Ｒｏ１，Ｒｆ３と、キャパシタＣａ１，Ｃａ２と、演算増幅器ＯＰ１と基準電圧Ｖｒｅｆ１からなるフィードフォワード制御回路ＦＦ１が設けられている。フィードフォワード制御回路ＦＦ１は、インバータ回路ＨＢ１の入力電圧に応じてインバータ回路ＨＢ１の発振周波数を制御する。   In accordance with the present invention, a feedforward control circuit FF1 including resistors Ra1, Ra2, Ra3, Ro1, Rf3, capacitors Ca1, Ca2, an operational amplifier OP1, and a reference voltage Vref1 is provided. The feedforward control circuit FF1 controls the oscillation frequency of the inverter circuit HB1 according to the input voltage of the inverter circuit HB1.

また、インバータ回路ＨＢ１の出力に接続された蛍光ランプＬａｍｐ１の一端には、フォトカプラＰＣ１の入力と分流抵抗Ｒｓ１の並列回路が直列に接続され、ランプ電流の発生有無を検出し、非絶縁側に信号を伝達している。トランジスタＱ９はフィードフォワード制御信号を切り替えるスイッチである。   In addition, a parallel circuit of the input of the photocoupler PC1 and the shunt resistor Rs1 is connected in series to one end of the fluorescent lamp Lamp1 connected to the output of the inverter circuit HB1, and the presence / absence of a lamp current is detected, and the non-insulated side The signal is transmitted. The transistor Q9 is a switch for switching the feedforward control signal.

ランプ電流Ｉｌａが発生するとフォトカプラＰＣ１の入力端子にランプ電流の一部が入力され、フォトカプラＰＣ１内の出力フォトトランジスタをオンさせる。トランジスタＱ９のベース端子は抵抗Ｒｂ１を介して直流電源Ｖｃｃに接続されており、フォトカプラＰＣ１の出力がオフのときは、トランジスタＱ９がオンするように設定されている。フォトカプラＰＣ１の出力がオンとなると、トランジスタＱ９のベース電流が無くなり、トランジスタＱ９はオフする。したがって、ランプ電流発生時にはトランジスタＱ９はオフし、ランプ電流がないときはトランジスタＱ９はオンとなる。   When the lamp current Ila is generated, a part of the lamp current is input to the input terminal of the photocoupler PC1, and the output phototransistor in the photocoupler PC1 is turned on. The base terminal of the transistor Q9 is connected to the DC power supply Vcc via the resistor Rb1, and the transistor Q9 is set to be turned on when the output of the photocoupler PC1 is turned off. When the output of the photocoupler PC1 is turned on, the base current of the transistor Q9 is lost and the transistor Q9 is turned off. Therefore, the transistor Q9 is turned off when the lamp current is generated, and the transistor Q9 is turned on when there is no lamp current.

トランジスタＱ９がオンしているときは、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１を発振器ＯＳＣ１へ反映させないようにする。トランジスタＱ９がオフしているときは、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１を抵抗Ｒｏ１とＲｆ３を介して発振器ＯＳＣ１へ伝達させる。   When the transistor Q9 is on, the feedforward control signal VFF1 is not reflected on the oscillator OSC1. When transistor Q9 is off, feedforward control signal VFF1 is transmitted to oscillator OSC1 via resistors Ro1 and Rf3.

図２は、各部の動作のタイミングを表すグラフである。図には上から、力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣと、フィードフォワード制御回路出力ＶＦＦ１と、調光器Ｄｉｍの出力信号（トランジスタＱ１０の動作）と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、ランプ電流検出に応じて動作するトランジスタＱ９の動作と、インバータ回路ＨＢ１の発振器ＯＳＣ１の周波数設定値である電流Ｉｏｓｃが示されている。   FIG. 2 is a graph showing the operation timing of each unit. From the top, the output voltage VDC of the power factor correction circuit PFC, the feedforward control circuit output VFF1, the output signal of the dimmer Dim (operation of the transistor Q10), the lamp voltage Vla, the lamp current Ila, The operation of the transistor Q9 that operates in response to the lamp current detection and the current Iosc that is the frequency setting value of the oscillator OSC1 of the inverter circuit HB1 are shown.

力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣは、図２のように周期的に電圧が変動する所謂リップル電圧を含む。力率改善回路ＰＦＣ内の平滑キャパシタＣｓ１の容量を大きくすればリップル電圧を小さく出来るが、リップル電圧をゼロとするのは力率改善回路の原理的に困難である。このリップル電圧によってランプなど負荷回路の電力変化が発生して問題となる。   The output voltage VDC of the power factor correction circuit PFC includes a so-called ripple voltage whose voltage periodically varies as shown in FIG. If the capacitance of the smoothing capacitor Cs1 in the power factor correction circuit PFC is increased, the ripple voltage can be reduced. However, it is difficult in principle to make the ripple voltage zero. This ripple voltage causes a change in power of a load circuit such as a lamp, which causes a problem.

したがって、別途ＤＣ−ＤＣコンバータなどで電圧を安定化する必要があるが、ＤＣ−ＤＣコンバータによる電力ロスが生じてしまう。そこで、インバータ回路ＨＢ１によってリップル電圧分を出力補正する制御を行うのである。フィードフォワード制御回路により、力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣが高いときにはインバータ出力を少なくするように補正し、出力電圧ＶＤＣが低いときはインバータ出力を多くするように補正する。   Therefore, it is necessary to stabilize the voltage separately by a DC-DC converter or the like, but power loss due to the DC-DC converter occurs. Therefore, the inverter circuit HB1 performs control to correct the output of the ripple voltage. The feedforward control circuit corrects the inverter output to decrease when the output voltage VDC of the power factor correction circuit PFC is high, and corrects the inverter output to increase when the output voltage VDC is low.

図１の回路では、力率改善回路ＰＦＣの出力電圧ＶＤＣの電圧変動成分を精度良く選択するために、抵抗Ｒａ１〜Ｒａ３とキャパシタＣａ１によるハイパスフィルタを用いて、１００〜１２０Ｈｚのリップル電圧を検出している。つまり、前記フィードフォワード制御回路ＦＦ１は、商用電源周波数の２倍の周波数近傍で利得のピークを持つように設計されている。力率改善回路ＰＦＣの直流出力の平均電圧は安定に制御することが出来る。よって直流成分についてはフィードフォワード制御する必要はないので、リップル電圧成分のみ制御するようにしているのである。なお、力率改善回路ＰＦＣを備えていない場合には、直流成分もフィードフォワード制御することで、同様な制御結果を得ることは可能である。   In the circuit of FIG. 1, in order to accurately select the voltage fluctuation component of the output voltage VDC of the power factor correction circuit PFC, a ripple voltage of 100 to 120 Hz is detected using a high-pass filter including resistors Ra1 to Ra3 and a capacitor Ca1. ing. That is, the feedforward control circuit FF1 is designed to have a gain peak in the vicinity of a frequency twice the commercial power supply frequency. The average voltage of the DC output of the power factor correction circuit PFC can be controlled stably. Therefore, since it is not necessary to perform feedforward control on the DC component, only the ripple voltage component is controlled. If the power factor correction circuit PFC is not provided, a similar control result can be obtained by feedforward control of the DC component.

また、演算増幅器ＯＰ１によって反転増幅を行い、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１を生成している。   Further, the operational amplifier OP1 performs inverting amplification to generate a feedforward control signal VFF1.

ここで、抵抗Ｒａ１〜Ｒａ３とキャパシタＣａ１によるハイパスフィルタによって位相進みが発生する。この位相進みをそのまま制御に用いると新たな変動成分となるため、位相補正を行う必要がある。この補正については、フィードフォワード制御系全体の制御遅れ成分を考慮しながら、ローパスフィルタなどの遅れ成分を加え調整するが、この説明は省略する。   Here, a phase advance is generated by the high-pass filter including the resistors Ra1 to Ra3 and the capacitor Ca1. If this phase advance is used for control as it is, it becomes a new fluctuation component, so it is necessary to perform phase correction. This correction is adjusted by adding a delay component such as a low-pass filter while taking into account the control delay component of the entire feedforward control system, but this description is omitted.

演算増幅器ＯＰ１の出力電圧であるフィードフォワード制御信号ＶＦＦ１は、抵抗Ｒｏ１とＲｆ３を介して発振器ＯＳＣ１の発振周波数制御用の電流Ｉｏｓｃを制御する。フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が高いと電流Ｉｏｓｃは減少し、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が低いと電流Ｉｏｓｃは増加する。   A feedforward control signal VFF1 that is an output voltage of the operational amplifier OP1 controls a current Iosc for controlling the oscillation frequency of the oscillator OSC1 through resistors Ro1 and Rf3. When the feedforward control signal VFF1 is high, the current Iosc decreases, and when the feedforward control signal VFF1 is low, the current Iosc increases.

そしてランプが点灯しているとき、電流Ｉｏｓｃが減少するとインバータ回路ＨＢ１の動作周波数が低くなり、ランプ電流を制限しているインダクタＬｒ１のインピーダンスが低下する。すなわちインバータ回路ＨＢ１の入力電圧が低くなったときは、インダクタＬｒ１のインピーダンスを低下させ、ランプ電流が減少しないような補正制御が行われる。一方、インバータ回路ＨＢ１の入力電圧が高くなったときは、周波数制御用の電流Ｉｏｓｃが増加し、インバータ回路ＨＢ１の動作周波数が高くなり、インダクタＬｒ１のインピーダンスが増加して、ランプ電流が増加しないような補正制御が行われる。   When the lamp is lit, when the current Iosc decreases, the operating frequency of the inverter circuit HB1 decreases, and the impedance of the inductor Lr1 that limits the lamp current decreases. That is, when the input voltage of the inverter circuit HB1 becomes low, correction control is performed such that the impedance of the inductor Lr1 is lowered and the lamp current is not reduced. On the other hand, when the input voltage of the inverter circuit HB1 increases, the current Iosc for frequency control increases, the operating frequency of the inverter circuit HB1 increases, the impedance of the inductor Lr1 increases, and the lamp current does not increase. Correction control is performed.

ところで、ランプは点滅点灯している。図２のランプ電圧Ｖｌａとランプ電流Ｉｌａはその状態を示している。時間ｔ１以前ではランプは消えており、ランプ電流Ｉｌａは発生していない。   By the way, the lamp is blinking. The lamp voltage Vla and the lamp current Ila in FIG. Before time t1, the lamp is extinguished and no lamp current Ila is generated.

時間ｔ１となると、調光信号ＤｉｍによりスイッチＱ１０がオフし、抵抗Ｒｆ２を流れていた電流が無くなり、電流Ｉｏｓｃが減少する。電流Ｉｏｓｃが減少すると、インバータの動作周波数は低くなり、ＬＣ共振周波数近傍でスイッチングが行われるので、ランプ電圧Ｖｌａが上昇し、ランプに高電圧が印加される。   At time t1, the switch Q10 is turned off by the dimming signal Dim, the current flowing through the resistor Rf2 disappears, and the current Iosc decreases. When the current Iosc decreases, the operating frequency of the inverter decreases and switching is performed in the vicinity of the LC resonance frequency, so that the lamp voltage Vla rises and a high voltage is applied to the lamp.

ランプに高電圧が印加されると、時間ｔ２の時点でランプは始動して放電が開始され、ランプ電流Ｉｌａが発生する。インバータ回路ＨＢ１のインダクタＬｒ１のインピーダンスを利用してランプは安定点灯される。   When a high voltage is applied to the lamp, the lamp starts and discharge starts at time t2, and a lamp current Ila is generated. The lamp is stably lit using the impedance of the inductor Lr1 of the inverter circuit HB1.

時間ｔ３となると調光信号ＤｉｍはスイッチＱ１０をオンさせて、抵抗Ｒｆ２に再び電流を生じさせる。そして電流Ｉｏｓｃが増加してインバータ周波数が高くなり、インダクタＬｒ１のインピーダンスを増加させる。その結果ランプが消える。   At time t3, the dimming signal Dim turns on the switch Q10, and again generates a current in the resistor Rf2. Then, the current Iosc increases to increase the inverter frequency and increase the impedance of the inductor Lr1. As a result, the lamp goes off.

その後、時間ｔ４で調光器Ｄｉｍは再びランプを始動させるタイミング信号を送出し、時間ｔ１〜ｔ３と同様な動作を繰り返す。この動作を繰り返すことによりランプは点滅点灯する。   Thereafter, at time t4, the dimmer Dim sends a timing signal for starting the lamp again, and repeats the same operation as at times t1 to t3. By repeating this operation, the lamp blinks.

時間ｔ１で調光器Ｄｉｍによってランプを始動させる状態となり、その後時間ｔ２でランプが点灯したとき、フォトカプラＰＣ１の出力はオンとなり、トランジスタＱ９はオフとなる。トランジスタＱ９がオフとなると、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が抵抗Ｒｆ３を介して電流Ｉｏｓｃに反映されるようになる。   When the lamp is started by the dimmer Dim at time t1, and then the lamp is lit at time t2, the output of the photocoupler PC1 is turned on and the transistor Q9 is turned off. When the transistor Q9 is turned off, the feedforward control signal VFF1 is reflected in the current Iosc through the resistor Rf3.

なお、フォトカプラＰＣ１とトランジスタＱ９によるランプ電流Ｉｌａの検出閾値は点灯時の１／２付近でも良いが、出来るだけ少ない電流で検出できるように設定する。そうすれば、始動の直後からフィードフォワード制御が行われるので、良好な制御特性が得られる。   Note that the detection threshold value of the lamp current Ila by the photocoupler PC1 and the transistor Q9 may be about ½ of that at the time of lighting, but is set so as to be detected with as little current as possible. By doing so, the feedforward control is performed immediately after the start, so that good control characteristics can be obtained.

上記のようにランプ点灯とともにフィードフォワード制御を行えば、フィードバック制御よりも精度よくリップル電圧補正を行える。すなわちフィードバック制御では、ランプ点灯の瞬間で制御目標値までの収束安定時間が必要であり、この収束安定までは制御は不安定となり、この時点においてリップル電圧の変動影響を受けてしまう。一方、フィードフォワード制御ではフィードバック制御のような応答時間がないため、ランプ点灯の瞬間から安定した制御結果を得ることが可能である。   If feedforward control is performed together with lamp lighting as described above, ripple voltage correction can be performed with higher accuracy than feedback control. That is, in the feedback control, a convergence stabilization time up to the control target value is required at the moment of lamp lighting, and the control becomes unstable until the convergence stabilization, and is affected by the fluctuation of the ripple voltage at this point. On the other hand, since the feedforward control does not have a response time like the feedback control, it is possible to obtain a stable control result from the moment of lamp lighting.

また本例では、ランプの点灯期間以外はフィードフォワード制御が行われないので、ランプ消灯時の点灯回路の不安定動作を防止できる。すなわち、ちらつきとして問題となるのはランプが点灯している期間であるので、それ以外はフィードフォワード制御を解除すればよいのである。特にランプ始動にＬＣ共振回路の共振電圧を用いる場合には、フィードフォワード制御が行われるとランプ電圧が大きく変化する問題があるので効果がある。   In this example, since feedforward control is not performed except during the lamp lighting period, unstable operation of the lighting circuit when the lamp is extinguished can be prevented. In other words, since the flickering is a problem during the lamp lighting period, the feedforward control may be canceled during other periods. In particular, when the resonance voltage of the LC resonance circuit is used for starting the lamp, there is a problem that the lamp voltage greatly changes when feedforward control is performed.

本発明を用いれば、放電ランプを周期的に点滅させるバースト調光において、直流電源のリップル電圧に起因するちらつきを低減することが出来る。   By using the present invention, flicker caused by a ripple voltage of a DC power supply can be reduced in burst dimming in which a discharge lamp blinks periodically.

なお、本例は点灯と消灯の時間比率を制御して光出力を一定にする例であるが、点灯と調光点灯の時間比率を制御しても同様の効果がある。図１の回路で説明すると、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第１の発振周波数（共振周波数に比較的近い周波数）で交互にオンオフする点灯期間と、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が第１の発振周波数よりも高い第２の発振周波数（共振周波数から遠いが消灯しない周波数）で交互にオンオフする調光点灯期間とが交互に切り換わる明暗点灯を液晶表示装置の映像更新周期に同期した低い周波数（例えば、１２０Ｈｚ）で繰り返すように動作させても良い。   Although this example is an example in which the light output is made constant by controlling the time ratio between lighting and extinguishing, the same effect can be obtained by controlling the time ratio between lighting and dimming lighting. Referring to the circuit of FIG. 1, a lighting period in which the switching elements Q1 and Q2 are alternately turned on and off at a first oscillation frequency (a frequency relatively close to the resonance frequency), and the switching elements Q1 and Q2 are higher than the first oscillation frequency. A low frequency (for example, 120 Hz) in which bright and dark lighting in which the dimming lighting period is alternately switched on and off alternately at a high second oscillation frequency (a frequency far from the resonance frequency but not extinguished) is synchronized with the video update period of the liquid crystal display device ) May be operated to repeat.

（実施形態２）
図３を参照すると、本発明の第２の実施の形態としての放電灯点灯回路が示されている。本放電灯点灯回路が実施形態１の回路と異なるのは、フィードフォワード制御回路のゲインのレベルを複数とする点である。 (Embodiment 2)
Referring to FIG. 3, a discharge lamp lighting circuit as a second embodiment of the present invention is shown. The present discharge lamp lighting circuit is different from the circuit of the first embodiment in that the feedforward control circuit has a plurality of gain levels.

図３では、フィードフォワード制御信号を切り替えるトランジスタＱ９の代わりに、抵抗Ｒｆ５とスイッチＳＷ２の直列回路と、抵抗Ｒｆ４とスイッチＳＷ３の直列回路の並列回路を備えている。   In FIG. 3, instead of the transistor Q9 for switching the feedforward control signal, a series circuit of a resistor Rf5 and a switch SW2 and a parallel circuit of a series circuit of a resistor Rf4 and a switch SW3 are provided.

スイッチＳＷ３はランプ電流検出回路のフォトカプラＰＣ１に応答して動作し、実施形態１のトランジスタＱ９と同様な動作を行う。スイッチＳＷ２は、調光器Ｄｉｍの信号に応じてＯＮ／ＯＦＦする。また、スイッチＳＷ１もスイッチＳＷ２と同じタイミングでＯＮ／ＯＦＦする。   The switch SW3 operates in response to the photocoupler PC1 of the lamp current detection circuit, and performs the same operation as the transistor Q9 of the first embodiment. The switch SW2 is turned ON / OFF according to the signal from the dimmer Dim. The switch SW1 is also turned on / off at the same timing as the switch SW2.

図４に、本実施形態の動作のタイミングを示す。図４には、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の動作と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、スイッチＳＷ３の動作のタイミングが示されている。   FIG. 4 shows the operation timing of this embodiment. FIG. 4 shows the operation of the switches SW1 and SW2, the lamp voltage Vla, the lamp current Ila, and the operation timing of the switch SW3.

時間ｔ１の時点で、スイッチＳＷ１はＯＦＦし、点灯回路の動作周波数はランプを始動させる周波数に変更される。そのとき同時にスイッチＳＷ２もＯＦＦする。スイッチＳＷ３は未だＯＮのままである。スイッチＳＷ２がＯＦＦとなるとフィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が周波数制御用の電流Ｉｏｓｃに反映されやすくなり、フィードフォワード制御回路のゲインが増加する。   At time t1, the switch SW1 is turned off, and the operating frequency of the lighting circuit is changed to a frequency for starting the lamp. At the same time, the switch SW2 is also turned off. The switch SW3 is still ON. When the switch SW2 is turned off, the feedforward control signal VFF1 is easily reflected in the current Iosc for frequency control, and the gain of the feedforward control circuit increases.

そして時間ｔ２の時点でランプが始動し、ランプ電流が発生すると、フォトカプラＰＣ１のフォトトランジスタがＯＮする。そのフォトカプラＰＣ１の信号を受けて、スイッチＳＷ３はＯＦＦする。スイッチＳＷ３がＯＦＦとなると、更にフィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が周波数制御用の電流Ｉｏｓｃに反映されやすくなり、フィードフォワード制御回路のゲインが最大となる。   When the lamp starts at time t2 and a lamp current is generated, the phototransistor of the photocoupler PC1 is turned on. In response to the signal from the photocoupler PC1, the switch SW3 is turned off. When the switch SW3 is turned OFF, the feedforward control signal VFF1 is more easily reflected in the current Iosc for frequency control, and the gain of the feedforward control circuit is maximized.

また、時間ｔ３となると調光器Ｄｉｍに応じてスイッチＳＷ１がＯＮし、点灯回路の動作周波数はランプを消灯させる周波数に変更される。同時にスイッチＳＷ２とＳＷ３もＯＮする。   At time t3, the switch SW1 is turned on in accordance with the dimmer Dim, and the operating frequency of the lighting circuit is changed to a frequency that turns off the lamp. At the same time, the switches SW2 and SW3 are turned on.

その結果、フィードフォワード制御信号ＶＦＦ１が周波数制御用の電流Ｉｏｓｃに反映されにくい状態となり、フィードフォワード制御回路のゲインが最小となる。したがって、ランプ点灯時にフィードフォワード制御のゲインを最大とし、ランプ消灯時には、フィードフォワード制御のゲインを最小とする動作を行う。   As a result, the feedforward control signal VFF1 becomes difficult to be reflected in the current Iosc for frequency control, and the gain of the feedforward control circuit is minimized. Therefore, an operation is performed to maximize the gain of the feedforward control when the lamp is turned on and to minimize the gain of the feedforward control when the lamp is turned off.

また、ランプに高電圧を印加している動作状態では最大と最小の中間となるゲインとなるように制御動作を変更する。中間のゲインは、抵抗Ｒｆ５で設定される。すなわち、ランプを始動させる状態においても最適なフィードフォワード制御を設計することができ、始動電圧の変化による始動タイミングのばらつきを小さくすることが出来る。   Further, the control operation is changed so that the gain becomes an intermediate value between the maximum and the minimum in an operation state in which a high voltage is applied to the lamp. The intermediate gain is set by the resistor Rf5. That is, optimum feedforward control can be designed even in a state where the lamp is started, and variation in starting timing due to a change in starting voltage can be reduced.

さらに、ランプ消灯期間でのリップル電圧によるランプ電圧変化を小さくするように抵抗Ｒｆ４を設定することも可能である。このようにすれば、ランプ消灯期間において放電ランプを微弱な放電状態に維持する場合において、立ち消えやちらつきを低減することが出来る。   Furthermore, it is possible to set the resistor Rf4 so as to reduce the lamp voltage change due to the ripple voltage during the lamp extinguishing period. In this way, when the discharge lamp is maintained in a weak discharge state during the lamp extinguishing period, it is possible to reduce the turn-off and flickering.

本発明を用いれば、放電ランプを周期的に点滅させるバースト調光において、直流電源のリップル電圧に起因するちらつきを低減することが出来る。   By using the present invention, flicker caused by a ripple voltage of a DC power supply can be reduced in burst dimming in which a discharge lamp blinks periodically.

以下の実施形態３〜７では、実施形態１または２で説明した詳細な構成及び動作の変形例として、ランプ電流の検出以外の手段によりフィードフォワード制御回路ＦＦ１の設定を変更する各種の手段について説明する。   In the following third to seventh embodiments, various means for changing the setting of the feedforward control circuit FF1 by means other than the detection of the lamp current will be described as modified examples of the detailed configuration and operation described in the first or second embodiment. To do.

（実施形態３）
図５に実施形態３の構成図を示す。図には、力率改善回路ＰＦＣと、その出力に接続されたインバータ回路ＨＢ１と、インバータ回路ＨＢ１で駆動されるランプＬａｍｐ１が示されている。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。検出器ＤＥＴ１はフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１へ信号を送出している。本例は、ランプの点灯状態検出としてランプ電圧を検出する検出器ＤＥＴ１を備え、その信号によりフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１を動作させることが特徴である。 (Embodiment 3)
FIG. 5 shows a configuration diagram of the third embodiment. The figure shows a power factor correction circuit PFC, an inverter circuit HB1 connected to the output thereof, and a lamp Lamp1 driven by the inverter circuit HB1. And according to this invention, feedforward control circuit FF1 and feedforward control setting change circuit FC1 are comprised. The detector DET1 sends a signal to the feedforward control setting change circuit FC1. This example is characterized in that it includes a detector DET1 that detects a lamp voltage as lamp lighting state detection, and the feedforward control setting change circuit FC1 is operated by the signal.

すなわち、インバータ回路ＨＢ１のＬＣ共振回路のインダクタＬｒ１の両端電圧を検知することにより、ランプＬａｍｐ１が始動したかしていないかを判定する。インダクタＬｒ１の両端電圧は、インバータ回路ＨＢ１の矩形波電圧成分が現れるものの、ランプ電圧Ｖｌａに比例した電圧が発生しており、点灯状態を検知するには好適である。   That is, it is determined whether the lamp Lamp1 has started or not by detecting the voltage across the inductor Lr1 of the LC resonance circuit of the inverter circuit HB1. The voltage across the inductor Lr1 is suitable for detecting the lighting state because a voltage proportional to the lamp voltage Vla is generated although the rectangular wave voltage component of the inverter circuit HB1 appears.

図６に動作のタイミングを示す。図には、調光器Ｄｉｍの信号と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、検出器ＤＥＴ１の出力信号が示されている。
時間ｔ１で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を始動周波数に設定する。それによりインバータ回路ＨＢ１の出力電圧は上昇し、ランプには高電圧が印加される。 FIG. 6 shows the operation timing. The figure shows the signal of the dimmer Dim, the lamp voltage Vla, the lamp current Ila, and the output signal of the detector DET1.
At time t1, the dimmer Dim sets the frequency of the inverter circuit HB1 to the starting frequency. As a result, the output voltage of the inverter circuit HB1 rises and a high voltage is applied to the lamp.

時間ｔ２でランプが始動してランプ電流Ｉｌａが発生する。またランプ始動に伴い、共振回路のＱが低下するので、ランプ電圧Ｖｌａが低くなる。   At time t2, the lamp starts and a lamp current Ila is generated. Further, as the lamp is started, the Q of the resonance circuit is lowered, so that the lamp voltage Vla is lowered.

時間ｔ１からｔ２の区間ではランプ電圧Ｖｌａが高いので検出器ＤＥＴ１の出力はＬｏｗである。時間ｔ２でランプ電圧Ｖｌａが低下し、検出器ＤＥＴ１の閾値Ｖｔｈ以下となると検出器ＤＥＴはＨｉｇｈを出力する。   Since the lamp voltage Vla is high in the period from time t1 to t2, the output of the detector DET1 is Low. When the lamp voltage Vla decreases at time t2 and falls below the threshold value Vth of the detector DET1, the detector DET outputs High.

時間ｔ３で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を上昇させ、ランプＬａｍｐ１を消灯させる。それに伴い検出器ＤＥＴ１の出力もＬｏｗとなる。したがって、検出器ＤＥＴ１の出力は、調光器ＤｉｍのＯＮ期間中にランプ電圧Ｖｌａが低い状態となるとＨｉｇｈを出力するようになっており、ランプ電流Ｉｌａでランプ状態を検出するのと同様な機能を実現できる。   At time t3, the dimmer Dim increases the frequency of the inverter circuit HB1 and turns off the lamp Lamp1. Along with this, the output of the detector DET1 also becomes Low. Therefore, the output of the detector DET1 outputs High when the lamp voltage Vla is low during the ON period of the dimmer Dim, and has the same function as detecting the lamp state with the lamp current Ila. Can be realized.

本実施形態では、ランプ電流検出用のフォトカプラなどを用いずに、共振回路のインダクタに副巻線を設けることでランプ状態を正確に検知できるので、ちらつきの低減を安価に実現することが出来る。   In this embodiment, since the lamp state can be accurately detected by providing a sub-winding in the inductor of the resonance circuit without using a photocoupler for detecting the lamp current, reduction of flicker can be realized at low cost. .

（実施形態４）
図７に実施形態４の構成図を示す。図には、実施形態３と同様に力率改善回路ＰＦＣと、インバータ回路ＨＢ１とランプＬａｍｐ１が示されている。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。検出器ＤＥＴ２はフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１へ信号を送出している。 (Embodiment 4)
FIG. 7 shows a configuration diagram of the fourth embodiment. The figure shows a power factor correction circuit PFC, an inverter circuit HB1, and a lamp Lamp1, as in the third embodiment. And according to this invention, feedforward control circuit FF1 and feedforward control setting change circuit FC1 are comprised. The detector DET2 sends a signal to the feedforward control setting change circuit FC1.

本実施形態は、ランプの点灯状態検出としてインバータ回路ＨＢ１への入力電流を検出する検出器ＤＥＴ２を備え、その信号によりフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１を動作させることが特徴である。すなわち、インバータ回路ＨＢ１の入力電流が増加したのを検知することにより、ランプが始動したかしていないかを判定する。   The present embodiment is characterized in that a detector DET2 that detects an input current to the inverter circuit HB1 is provided as a lamp lighting state detection, and the feedforward control setting change circuit FC1 is operated by the signal. That is, it is determined whether the lamp has started or not by detecting that the input current of the inverter circuit HB1 has increased.

ランプに高電圧を与えている状態からランプが始動すると、ランプ電流が急速に発生して、インバータ回路の入力電流も増加するので、点灯状態を検知するには好適である。ランプ始動状態においてもインバータ回路の損失は若干増え、入力電流が増加するのでそれを考慮した検出閾値を設定すればよい。   When the lamp is started from a state where a high voltage is applied to the lamp, the lamp current is rapidly generated and the input current of the inverter circuit is increased, which is suitable for detecting the lighting state. Even in the lamp starting state, the loss of the inverter circuit slightly increases and the input current increases. Therefore, it is only necessary to set a detection threshold in consideration thereof.

本実施形態では、ランプ電流検出用のフォトカプラなどを用いずにランプ状態を正確に検知できるので、ちらつきの低減を安価に実現することが出来る。   In the present embodiment, since the lamp state can be detected accurately without using a photocoupler for detecting the lamp current, the flicker can be reduced at low cost.

（実施形態５）
図８に実施形態５の構成図を示す。図には、実施形態３と同様に力率改善回路ＰＦＣと、インバータ回路ＨＢ１とランプＬａｍｐ１が示されている。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１とフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。遅延タイマ回路Ｔｉｍ１は、調光器Ｄｉｍの信号を入力し、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１へ切り替えタイミング信号を送出している。 (Embodiment 5)
FIG. 8 shows a configuration diagram of the fifth embodiment. The figure shows a power factor correction circuit PFC, an inverter circuit HB1, and a lamp Lamp1, as in the third embodiment. In accordance with the present invention, a feedforward control circuit FF1 and a feedforward control setting change circuit FC1 are configured. The delay timer circuit Tim1 inputs the signal of the dimmer Dim, and sends a switching timing signal to the feedforward control setting change circuit FC1.

図９に動作のタイミングを示す。図には、調光器Ｄｉｍの出力信号と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、遅延タイマ回路Ｔｉｍ１の出力信号Ｔｓ１が示されている。   FIG. 9 shows the operation timing. In the figure, the output signal of the dimmer Dim, the lamp voltage Vla, the lamp current Ila, and the output signal Ts1 of the delay timer circuit Tim1 are shown.

時間ｔ１で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を始動周波数に設定する。それによりインバータ回路ＨＢ１の出力電圧は上昇し、ランプには高電圧が印加される。また、遅延タイマ回路Ｔｉｍ１は調光器Ｄｉｍの信号を受け、タイマ動作を開始する。タイマ動作期間中は、出力Ｔｓ１はＬｏｗを維持する。しばらく時間が経過するとランプが始動してランプ電流が発生する。   At time t1, the dimmer Dim sets the frequency of the inverter circuit HB1 to the starting frequency. As a result, the output voltage of the inverter circuit HB1 rises and a high voltage is applied to the lamp. The delay timer circuit Tim1 receives the signal from the dimmer Dim and starts a timer operation. During the timer operation period, the output Ts1 is kept low. After a while, the lamp starts and a lamp current is generated.

その後、遅延タイマ回路Ｔｉｍ１は所定の時間Ｔｄでタイマ動作を完了し、出力Ｔｓ１をＨｉｇｈとする。遅延タイマ回路Ｔｉｍ１の出力Ｔｓ１の信号を受けて、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１は制御のゲインを増加させる動作を行う。   Thereafter, the delay timer circuit Tim1 completes the timer operation at a predetermined time Td and sets the output Ts1 to High. In response to the signal of the output Ts1 from the delay timer circuit Tim1, the feedforward control setting change circuit FC1 performs an operation of increasing the control gain.

本例は、調光器Ｄｉｍの信号を基点として遅延タイマ回路Ｔｉｍ１を動作させ、所定時間Ｔｄの経過後にフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１を動作させることが特徴である。遅延タイマ回路Ｔｉｍ１の所定時間Ｔｄは、ランプの始動する時間にあわせて設定される。その結果、ランプ点灯を検出することなく、フィードフォワードの動作条件を切り替えることが出来る。   This example is characterized in that the delay timer circuit Tim1 is operated using the signal of the dimmer Dim as a base point, and the feedforward control setting change circuit FC1 is operated after a predetermined time Td has elapsed. The predetermined time Td of the delay timer circuit Tim1 is set according to the lamp starting time. As a result, the feedforward operating conditions can be switched without detecting lamp lighting.

ランプの始動時間は、周囲温度や近接導体により多少の変化はあるが、短時間で繰り返し点灯と消灯を繰り返す場合では、それぞれの時間変化は少ない。そこで、あらかじめ始動にかかる時間を条件ごとに求めておけば、ランプ状態を検知することなく、フィードフォワード制御回路のゲインを適切に設定できる。   The start time of the lamp varies slightly depending on the ambient temperature and adjacent conductors. However, when the lamp is repeatedly turned on and off repeatedly in a short time, each time change is small. Therefore, if the time required for starting is obtained for each condition in advance, the gain of the feedforward control circuit can be appropriately set without detecting the lamp state.

遅延時間は、点灯の瞬間でちょうどタイムアップとなるような設定が最も効果があるが、多少短い時間としても効果はある。ちらつきの原因は瞬時始動の時間のばらつきであるが、この場合の始動時間はランプに与えた始動エネルギ量に関係しているので、一部の始動電圧が変動してもすぐには始動時間が変化しないからである。   The delay time is most effective when it is set so that the time is just increased at the moment of lighting, but it is also effective as a slightly shorter time. The cause of flickering is the variation in instantaneous start time, but the start time in this case is related to the amount of start energy applied to the lamp, so even if some start voltage fluctuates, the start time is immediately This is because it does not change.

逆に遅延時間が多少長くなっても効果がある。この場合は、ランプ点灯後からタイマ回路の動作までの差分でちらつき成分が発生するが、時間差が全体の周期の１％未満であれば問題ないレベルとなる。   Conversely, even if the delay time is somewhat longer, it is effective. In this case, a flickering component is generated due to the difference between the lamp lighting and the operation of the timer circuit, but if the time difference is less than 1% of the entire period, the level is not problematic.

なお、遅延タイマ回路Ｔｉｍ１は、一定時間のタイマ回路でもよいが、様々な点灯条件に合わせた時間設定が可能なマイクロプロセッサのタイマが好適である。
本実施形態によれば、タイマ回路を用いることで、ちらつき低減を安価に実現することが出来る。 The delay timer circuit Tim1 may be a timer circuit for a fixed time, but a microprocessor timer capable of setting time according to various lighting conditions is suitable.
According to the present embodiment, the flicker reduction can be realized at low cost by using the timer circuit.

（実施形態６）
図１０に実施形態６の構成図を示す。図には、実施形態３と同様に力率改善回路ＰＦＣと、インバータ回路ＨＢ１とランプＬａｍｐ１が示されている。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。積分信号回路Ｉｎｔ１は、調光器Ｄｉｍの信号を入力し、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１へ信号Ｓｗｐ１を送出している。 (Embodiment 6)
FIG. 10 shows a configuration diagram of the sixth embodiment. The figure shows a power factor correction circuit PFC, an inverter circuit HB1, and a lamp Lamp1, as in the third embodiment. And according to this invention, feedforward control circuit FF1 and feedforward control setting change circuit FC1 are comprised. The integration signal circuit Int1 receives the signal of the dimmer Dim and sends a signal Swp1 to the feedforward control setting change circuit FC1.

図１１に動作のタイミングを示す。図には、調光器Ｄｉｍの出力信号と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、積分信号回路Ｉｎｔ１の出力信号Ｓｗｐ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１の出力信号Ｇａ１が示されている。   FIG. 11 shows the operation timing. The figure shows the output signal of the dimmer Dim, the lamp voltage Vla, the lamp current Ila, the output signal Swp1 of the integration signal circuit Int1, and the output signal Ga1 of the feedforward control setting change circuit FC1.

時間ｔ１で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を始動周波数に設定する。それによりインバータ回路ＨＢ１の出力電圧は上昇し、ランプには高電圧が印加される。   At time t1, the dimmer Dim sets the frequency of the inverter circuit HB1 to the starting frequency. As a result, the output voltage of the inverter circuit HB1 rises and a high voltage is applied to the lamp.

また、積分信号回路Ｉｎｔ１は調光器Ｄｉｍの信号を受け、積分動作を開始する。積分動作期間中は、出力信号Ｓｗｐ１は積分結果を連続して出力する。積分信号回路Ｉｎｔ１の出力信号Ｓｗｐ１を受けて、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１は制御のゲインを連続的に増加させる出力信号Ｇａ１をフィードフォワード制御回路ＦＦ１に設定する動作を行う。   Further, the integration signal circuit Int1 receives the signal from the dimmer Dim and starts the integration operation. During the integration operation period, the output signal Swp1 continuously outputs the integration result. In response to the output signal Swp1 of the integration signal circuit Int1, the feedforward control setting change circuit FC1 performs an operation of setting the output signal Ga1 for continuously increasing the control gain in the feedforward control circuit FF1.

しばらく時間が経過するとランプが始動してランプ電流が発生する。その後、積分信号回路Ｉｎｔ１は所定のレベルまでの積分動作を完了し、出力信号Ｓｗｐ１は飽和する。積分信号回路Ｉｎｔ１の出力信号Ｓｗｐ１により、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１の出力信号Ｇａ１もゲイン設定値を最大値とする。   After a while, the lamp starts and a lamp current is generated. Thereafter, the integration signal circuit Int1 completes the integration operation up to a predetermined level, and the output signal Swp1 is saturated. Based on the output signal Swp1 of the integration signal circuit Int1, the output signal Ga1 of the feedforward control setting change circuit FC1 also sets the gain setting value to the maximum value.

本実施形態は、調光器Ｄｉｍの信号を基点として積分信号回路Ｉｎｔ１を動作させ、所定時間までの期間（ｔ１〜ｔ２）で連続的にフィードフォワード制御のゲインを可変させることが特徴である。積分信号回路Ｉｎｔ１の積分速度は、ランプの始動する時間にあわせて設定される。その結果、ランプ点灯を検出することなく、フィードフォワードの動作条件を切り替えることが出来る。   The present embodiment is characterized in that the integration signal circuit Int1 is operated using the signal of the dimmer Dim as a base point, and the gain of the feedforward control is continuously varied in a period (t1 to t2) up to a predetermined time. The integration speed of the integration signal circuit Int1 is set in accordance with the lamp starting time. As a result, the feedforward operating conditions can be switched without detecting lamp lighting.

ランプの始動時間は、周囲温度や近接導体により多少の変化はあるが、短時間で繰り返し点灯と消灯を繰り返す場合では、それぞれの時間変化は少ない。そこで、あらかじめ始動にかかる時間を条件ごとに求めておけば、積分信号回路Ｉｎｔ１の積分速度を様々な点灯条件に合わせて変更することで精度良く動作させることが出来る。   The start time of the lamp varies slightly depending on the ambient temperature and adjacent conductors. However, when the lamp is repeatedly turned on and off repeatedly in a short time, each time change is small. Therefore, if the time required for starting is obtained for each condition in advance, the integration signal circuit Int1 can be operated with high accuracy by changing the integration speed according to various lighting conditions.

本実施形態を用いれば、ちらつき低減を安価に実現することが出来る。   If this embodiment is used, flicker reduction can be realized at low cost.

（実施形態７）
図１２に実施形態７の構成図を示す。図には、力率改善回路ＰＦＣと、インバータ回路ＨＢ１とランプＬａｍｐ１が示されている。インバータ回路ＨＢ１は、入力電流検出器ＤＥＴ３と入力電流を一定とするようにインバータ発振周波数をフィードバック制御するフィードバック制御器ＦＢ１を備える。そして、本発明に従って、フィードフォワード制御回路ＦＦ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１が構成されている。 (Embodiment 7)
FIG. 12 shows a configuration diagram of the seventh embodiment. In the figure, a power factor correction circuit PFC, an inverter circuit HB1, and a lamp Lamp1 are shown. The inverter circuit HB1 includes an input current detector DET3 and a feedback controller FB1 that feedback-controls the inverter oscillation frequency so that the input current is constant. And according to this invention, feedforward control circuit FF1 and feedforward control setting change circuit FC1 are comprised.

フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１は、インバータ回路ＨＢ１のフィードバック制御器ＦＢ１の制御量Ｆｓ１を入力とし、フィードフォワードの動作条件切り替えタイミング信号Ｔｓ２をフィードフォワード制御回路ＦＦ１ヘ出力している。フィードフォワード制御回路ＦＦ１は、フィードバック制御器ＦＢ１ヘ補正信号Ａｄ１を与える。調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１のフィードバック制御器ＦＢ１と発振器ＯＳＣ１に点灯と消灯のタイミング信号を与える。   The feedforward control setting change circuit FC1 receives the control amount Fs1 of the feedback controller FB1 of the inverter circuit HB1 and outputs a feedforward operating condition switching timing signal Ts2 to the feedforward control circuit FF1. The feedforward control circuit FF1 provides a correction signal Ad1 to the feedback controller FB1. The dimmer Dim supplies a timing signal for turning on and off to the feedback controller FB1 and the oscillator OSC1 of the inverter circuit HB1.

図１３に動作のタイミングを示す。図には、調光器Ｄｉｍの出力信号と、ランプ電圧Ｖｌａと、ランプ電流Ｉｌａと、フィードバック制御器ＦＢ１の制御出力Ｆｓ１と、フィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１の出力信号Ｔｓ２が示されている。   FIG. 13 shows the operation timing. The figure shows the output signal of the dimmer Dim, the lamp voltage Vla, the lamp current Ila, the control output Fs1 of the feedback controller FB1, and the output signal Ts2 of the feedforward control setting change circuit FC1.

時間ｔ１で調光器Ｄｉｍはインバータ回路ＨＢ１の周波数を始動周波数に設定し、フィードバック制御器ＦＢ１に入力電流増加の指令信号を送出する。   At time t1, the dimmer Dim sets the frequency of the inverter circuit HB1 to the starting frequency and sends a command signal for increasing the input current to the feedback controller FB1.

その結果、フィードバック制御器ＦＢ１の出力Ｆｓ１が上昇し、インバータ周波数が低くなり、ランプには高電圧が印加される。やがてランプは始動し、ランプ電流が発生すると、インバータ回路の入力電流も増加する。その結果、フィードバック制御器ＦＢ１は入力電流を所定の値とするように応答し、制御出力Ｆｓ１を低下してランプ出力を抑えるように動作する。   As a result, the output Fs1 of the feedback controller FB1 increases, the inverter frequency decreases, and a high voltage is applied to the lamp. Eventually, the lamp starts and when the lamp current is generated, the input current of the inverter circuit also increases. As a result, the feedback controller FB1 responds to set the input current to a predetermined value, and operates to reduce the control output Fs1 and suppress the lamp output.

時間ｔ２の時点でフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１はフィードバック制御器ＦＢ１の制御出力Ｆｓ１の立下りを検知し、フィードフォワード制御回路ＦＦ１へフィードフォワードの動作条件を切り替える信号Ｔｓ２を送出する。フィードフォワード制御回路ＦＦ１はフィードバック制御器ＦＢ１への補正信号Ａｄ１の出力レベルを大きくする。   At time t2, the feedforward control setting change circuit FC1 detects the fall of the control output Fs1 of the feedback controller FB1, and sends a signal Ts2 for switching the feedforward operating condition to the feedforward control circuit FF1. The feedforward control circuit FF1 increases the output level of the correction signal Ad1 to the feedback controller FB1.

本実施形態は、インバータ回路にフィードバック制御を備えるとき、そのフィードバック制御の制御出力値をもとにフィードフォワード制御設定変更回路ＦＣ１を動作させることが特徴である。また、入力電流を一定に制御する手段と組み合わせることにより、インバータ回路の入力電力を一定に制御することが出来る。   The present embodiment is characterized in that when the inverter circuit is provided with feedback control, the feedforward control setting change circuit FC1 is operated based on the control output value of the feedback control. Further, by combining with means for controlling the input current to be constant, the input power of the inverter circuit can be controlled to be constant.

（実施形態８）
図１４は実施形態１〜７の放電灯点灯装置を用いた液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。液晶パネルＬＣＰの背面（直下）にバックライトが配置されており、バックライトは、筐体２２と、この上に設置された反射板２３及び複数の蛍光ランプＦＬ１〜ＦＬ４と、その上方に設置された拡散板２５、プリズムシート等の光学シート２６とから構成されている。また、筐体２２の背面に蛍光ランプＦＬ１〜ＦＬ４を点灯するインバータの基板２１が設置されている。反射板２３は各蛍光ランプＦＬ１〜ＦＬ４の照射光を有効に前面に指向させるものである。拡散板２５は蛍光ランプＦＬ１〜ＦＬ４及び反射板２３からの光を拡散させて前面への照明光の明るさ分布を平均化する機能を有する。 (Embodiment 8)
FIG. 14 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device using the discharge lamp lighting device of the first to seventh embodiments. A backlight is disposed on the back surface (directly below) of the liquid crystal panel LCP, and the backlight is disposed above the casing 22, the reflector 23 and the plurality of fluorescent lamps FL1 to FL4 disposed thereon. And a diffusing plate 25 and an optical sheet 26 such as a prism sheet. Further, an inverter substrate 21 for lighting the fluorescent lamps FL1 to FL4 is installed on the back surface of the housing 22. The reflecting plate 23 effectively directs the irradiation light of each of the fluorescent lamps FL1 to FL4 to the front surface. The diffusion plate 25 has a function of diffusing the light from the fluorescent lamps FL1 to FL4 and the reflection plate 23 to average the brightness distribution of the illumination light to the front surface.

本発明の実施形態１の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態１の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態２の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施形態２の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態３の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施形態３の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態４の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 4 of the present invention. 本発明の実施形態５の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 5 of the present invention. 本発明の実施形態５の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態６の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 6 of the present invention. 本発明の実施形態６の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施形態７の回路図である。It is a circuit diagram of Embodiment 7 of the present invention. 本発明の実施形態７の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施形態８の液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows schematic structure of the liquid crystal display device of Embodiment 8 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

ＰＦＣ 力率改善回路
ＶＤＣ 直流電圧
ＨＢ１ インバータ回路
ＯＳＣ１ 発振器
Ｄｉｍ 調光器
ＰＣ１ フォトカプラ（ランプ電流検出手段）
Ｌａｍｐ１ 放電ランプ
ＦＦ１ フィードフォワード制御回路
ＦＣ１ フィードフォワード制御設定変更回路 PFC Power factor correction circuit VDC DC voltage HB1 Inverter circuit OSC1 Oscillator Dim Dimmer PC1 Photocoupler (lamp current detection means)
Lamp1 Discharge lamp FF1 Feedforward control circuit FC1 Feedforward control setting change circuit

Claims (12)

商用電源を整流する整流器と、
前記整流器の出力を平滑する少なくとも１つの平滑回路と、
前記平滑回路の出力を入力して放電ランプを駆動する点灯回路と、
前記点灯回路に周期的にランプ点灯状態とランプ消灯または調光状態を繰り返すタイミング信号を与える点灯制御器と、
前記点灯回路の入力電圧もしくは平滑回路の入力電圧を検知して点灯回路の出力を所望の値に制御するフィードフォワード制御回路と、
前記フィードフォワード制御回路の制御利得または制御目標値を切り替える制御変更手段を備え、
前記制御変更手段は前記点灯制御器の出力信号または放電ランプの点灯状態に応じて前記フィードフォワード制御回路を設定変更することを特徴とする放電灯点灯装置。 A rectifier for rectifying commercial power;
At least one smoothing circuit for smoothing the output of the rectifier;
A lighting circuit that inputs the output of the smoothing circuit and drives a discharge lamp;
A lighting controller that provides a timing signal that periodically repeats the lamp lighting state and the lamp extinguishing or dimming state to the lighting circuit;
A feedforward control circuit for detecting an input voltage of the lighting circuit or an input voltage of a smoothing circuit and controlling an output of the lighting circuit to a desired value;
Control change means for switching the control gain or control target value of the feedforward control circuit,
The discharge lamp lighting device, wherein the control changing means changes the setting of the feedforward control circuit according to an output signal of the lighting controller or a lighting state of the discharge lamp. 前記フィードフォワード制御回路の設定変更は、放電ランプの電力増加方向で、前記フィードフォワード制御回路の制御利得を増加させることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。 2. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the setting change of the feedforward control circuit increases a control gain of the feedforward control circuit in a direction of increasing the power of the discharge lamp. 前記フィードフォワード制御回路の出力する制御量は、前記点灯回路の発振周波数であることを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。 The discharge lamp lighting device according to claim 2, wherein the control amount output from the feedforward control circuit is an oscillation frequency of the lighting circuit. 前記制御変更手段は、放電ランプの電流に応じて動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control change unit operates in accordance with a current of the discharge lamp. 前記制御変更手段は、放電ランプの電圧に応じて動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control change means operates in accordance with a voltage of the discharge lamp. 前記制御変更手段は、前記点灯回路の入力電力に応じて動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control change unit operates in accordance with input power of the lighting circuit. 前記制御変更手段はタイマ回路を備え、前記点灯制御器の点灯タイミング信号を基準として、前記タイマ回路で設定された時間後に前記フィードフォワード制御回路の設定を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 The said control change means is provided with the timer circuit, and changes the setting of the said feedforward control circuit after the time set by the said timer circuit on the basis of the lighting timing signal of the said lighting controller. 4. The discharge lamp lighting device according to any one of 3. 前記制御変更手段は積分回路を備え、前記点灯制御器の点灯タイミング信号を基準として、前記積分回路は積分動作を開始し、その積分結果に応じて前記フィードフォワード制御回路の設定を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 The control change means includes an integration circuit, and the integration circuit starts an integration operation based on the lighting timing signal of the lighting controller, and changes the setting of the feedforward control circuit according to the integration result. The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 3. 前記点灯回路は、入力電流または入力電流に相当する電流を一定に制御するフィードバック制御回路を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the lighting circuit includes a feedback control circuit that controls an input current or a current corresponding to the input current to be constant. 前記制御変更手段は、前記フィードバック制御回路の状態変数に応じて動作することを特徴とする請求項９記載の放電灯点灯装置。 The discharge lamp lighting device according to claim 9, wherein the control change means operates in accordance with a state variable of the feedback control circuit. 前記フィードフォワード制御回路は、商用電源周波数の２倍の周波数近傍で利得のピークを持つことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の放電灯点灯装置。 The discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 10, wherein the feedforward control circuit has a gain peak in the vicinity of a frequency twice as high as a commercial power supply frequency. 請求項１〜１１のいずれかに記載の放電灯点灯装置と放電ランプを備えるバックライト装置。 A backlight device comprising the discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 11 and a discharge lamp.

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