JP4858993B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents
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Description
図16は、従来の放電灯点灯装置の一例である他励式冷陰極管点灯装置の構成例を示すブロック図である。尚、以下の説明においては、他励二次共振式のインバータを例示しているが、自励式であっても良い。
この冷陰極管点灯装置は、インバータを含む駆動制御回路10が、30k〜80kHz程度の高周波電圧を発生させ、正相高圧トランス(正相変圧器)TX3及び逆相高圧トランス(逆相変圧器)TX4が、駆動制御回路10が発生させた高周波電圧を互いに逆位相に昇圧する。
冷陰極管1は、両トランスTX3,TX4の各二次巻線の各高圧側端子に接続され、両トランスTX3,TX4がそれぞれ昇圧した高周波電圧が逆位相に印加されて点灯する。
正相高圧トランスTX3及び逆相高圧トランスTX4は、駆動制御回路10からの高周波電源を互いに逆位相で昇圧しており、管電流は、正相高圧トランスTX3の二次巻線から抵抗R1〜R14を通じて、逆相高圧トランスTX4の二次巻線を経由して接地側に流れ、抵抗R65を通じてトランスTX3に戻る。コンデンサC10,C11,C12,・・・C22は、冷陰極管1及びその支持構造物(図示せず)間の浮遊容量を模式的に示したものであり、抵抗R1−R2,R2−R3,R3−R4,・・・R13−R14の各接続節点と接地端子との間にそれぞれ接続されている。
従って、正相高圧トランスTX3につながる全ての抵抗及びコンデンサに流れる電流、逆相高圧トランスTX4につながる全ての抵抗及びコンデンサに流れる電流、並びに抵抗R65に流れる電流は、全て平衡状態になっている。
このように浮遊容量の一部を存在しないものとした場合の変化により、抵抗R65に流れる電流が、浮遊容量の影響を受けていることが分かる。従って、図16に示す従来の回路は、浮遊容量の影響を受けると、管電流を検出する為の抵抗R65に流れる電流が変動することから、駆動制御回路10は、冷陰極管1に対して安定したフィードバック制御ができなくなる。
特許文献2には、圧電トランスの出力を冷陰極放電灯の両端電極に接続し、圧電トランス及び冷陰極放電灯間のライン上にカレントトランスを設けて管電流を検出し、検出された管電流は管電流検出処理部の入力端の差動増幅器に入力される圧電トランス駆動回路が開示されている。この場合、管電流は、圧電トランスの高電圧下において測定される。
第3,4発明では、複数の放電灯を備え、放電灯及びその支持構造物間の浮遊容量の影響を受け難く、管電流を正確に検出できる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
前記正相変圧器及び前記逆相変圧器の二次巻線の低圧側端子それぞれに各一方の端子が接続された第1抵抗及び第2抵抗と、接地電位側に一方の端子が接続された第3抵抗と、差動増幅器とを備え、前記第1抵抗、前記第2抵抗及び前記第3抵抗の各他方の端子が接続され、前記第1抵抗及び前記第2抵抗の各一方の端子間の電圧が前記差動増幅器に与えられ、
前記第3抵抗と前記差動増幅器が前記放電灯と接地との間に発生する浮遊容量に起因する電流を打ち消して、前記放電灯に流れる電流のみが検出されるようにしたことを特徴とする。
正相変圧器及び逆相変圧器の二次巻線の低圧側端子それぞれに、第1抵抗及び第2抵抗の各一方の端子が接続され、第3抵抗の一方の端子が接地電位側に接続されている。第1抵抗、第2抵抗及び第3抵抗の各他方の端子が接続され、第1抵抗及び第2抵抗の各一方の端子間の電圧が差動増幅器に与えられる。
そして、第3抵抗と差動増幅器が放電灯と接地との間に発生する浮遊容量に起因する電流を打ち消して、放電灯に流れる電流のみが検出される。
変圧器は、一次巻線が、正相変圧器及び逆相変圧器の各二次巻線の低圧側端子間に接続されている。変圧器の一次巻線の中点は接地電位側に接続され、二次巻線の一方の端子が接地電位側に接続されている。変圧器の二次巻線に流れる電流に基づき放電灯に流れる電流を検出する。
一の放電灯の正相変圧器及び他の放電灯の逆相変圧器の二次巻線の各低圧側端子間に、第1抵抗及び第2抵抗が直列接続され、第3抵抗が、第1抵抗及び第2抵抗の接続節点並びに接地電位側間に接続されている。差動増幅器は、第1抵抗及び第2抵抗の直列回路の何れか1つの両端電圧が与えられ、差動増幅器の出力に基づき放電灯の電流を検出し、1又は複数の駆動回路に与える。
放電灯の他の1又は複数の対では、一方の放電灯の逆相変圧器の二次巻線の低圧側端子に、第1抵抗の一方の端子が接続され、他方の放電灯の正相変圧器の二次巻線の低圧側端子に、第2抵抗の一方の端子が接続され、接地電位側に第3抵抗の一方の端子が接続され、第1抵抗、第2抵抗及び第3抵抗の各他方の端子は接続されている。変圧器の二次巻線に流れる電流に基づき、放電灯に流れる電流を検出し、1又は複数の駆動回路に与える。
(発明の経緯)
図14は、前述した図17に示す冷陰極管点灯装置の正相高圧トランスTX3の二次巻線に接続された抵抗R65、及び逆相高圧トランスTX4の二次巻線の接地に代えて、正相高圧トランスTX3の二次巻線及び逆相高圧トランスTX4の二次巻線の各低圧側端子間にトランスTX1の一次巻線を接続した等価回路を示す回路図である。
また、図14に示すように構成すると、冷陰極管(U字管)1の管電流が、正相高圧トランスTX3の二次巻線から抵抗R1〜R14を通じて、トランスTX4の二次巻線に流れるループが形成されており、接地電位との関係は小さい。しかし、実際問題として、トランスTX1の一次側を接地電位から浮かせることは、安全上容認できないので、以下のように構成した。
図1は、本発明に係る放電灯点灯装置の実施の形態1である冷陰極管点灯装置の要部構成を示す回路図である。
この冷陰極管点灯装置は、インバータを含む駆動制御回路(駆動回路)10が、30k〜80kHz程度の高周波電圧を発生させ、冷陰極管1に流れる管電流が所定値になるようにフィードバック制御する。駆動制御回路10が発生させた高周波電圧は、正相高圧トランス(正相変圧器)TX3及び逆相高圧トランス(逆相変圧器)TX4に与えられる。正相高圧トランスTX3及び逆相高圧トランスTX4は、与えられた高周波電圧をそれぞれ互いに逆位相に昇圧する。
冷陰極管1が、正相高圧トランスTX3及び逆相高圧トランスTX4の各二次巻線の各高圧側端子間に接続されている。尚、ここでは、冷陰極管1は、液晶表示装置で多用されるU字管とする。
トランジスタQ9のコレクタは、コンデンサC71及び抵抗R70を通じて接地されており、抵抗R70には、アノードが接地されたダイオードD2が並列接続されている。
図1,2の冷陰極管点灯装置が、冷陰極管1の浮遊容量が安定している平衡状態であるとき、図3(c)に示すように、トランジスタQ9,Q10のベース電圧は、互いに逆位相で振幅が等しい。従って、トランジスタQ9,Q10のエミッタ電流は互いに逆位相で振幅が等しくなることから、図3(b)に示すように、定電流源I1には電圧変動が発生しない。故に、トランジスタQ9,Q10への入力は、定電流源I1の電圧変動分は加わらず、各ベースへの電圧のみであり、その差が増幅され、例えば、抵抗R70の両端電圧は、図3(a)に示すようになる。
このように、浮遊容量の変動による電流分は、差動増幅器20の2つの入力の共通成分として取除かれるので、抵抗R70の両端電圧には影響せず、これは、抵抗R71の両端電圧についても同様である。
図6は、本発明に係る放電灯点灯装置の実施の形態2である冷陰極管点灯装置の要部構成を示すブロック図である。
この冷陰極管点灯装置は、図1に示す冷陰極管点灯装置の抵抗R56,R57,R58及び差動増幅器20等の代わりに、差動トランスTX2を取付けたものである。
差動トランスTX2の二次巻線の一方の端子は接地してあり、二次巻線の他方の端子は、整流回路31に接続されている。差動トランスTX2の二次巻線には抵抗R19が並列接続され、二次巻線に生じた電圧は、整流回路31で整流されて駆動制御回路10に与えられる。その他の構成は、実施の形態1で説明した冷陰極管点灯装置(図1)と同様であるので、説明を省略する。
図8は、本発明に係る放電灯点灯装置の実施の形態3である冷陰極管点灯装置の要部構成を示すブロック図である。
この冷陰極管点灯装置は、冷陰極管(U字管)1,2,3を備えており、冷陰極管1の正相高圧トランスTX3及び逆相高圧トランスTX4は、駆動制御回路10から互いに逆位相の高周波電圧を与えられる。冷陰極管2の正相高圧トランスTX5及び逆相高圧トランスTX6は、駆動制御回路11から互いに逆位相の高周波電圧を与えられ、冷陰極管3の正相高圧トランスTX7及び逆相高圧トランスTX8は、駆動制御回路12から互いに逆位相の高周波電圧を与えられる。
正相高圧トランスTX3の二次巻線の高圧側端子には、一方の端子が接地されたコンデンサC2の他方の端子が接続されている。逆相高圧トランスTX4の二次巻線の高圧側端子には、一方の端子が接地されたコンデンサC3の他方の端子が接続されている。
正相高圧トランスTX5の二次巻線の高圧側端子には、一方の端子が接地されたコンデンサC4の他方の端子が接続されている。逆相高圧トランスTX6の二次巻線の高圧側端子には、一方の端子が接地されたコンデンサC5の他方の端子が接続されている。
差動増幅器20の両入力端子には、接続された抵抗R56,R57の両端電圧が与えられ、差動増幅器20の出力は整流回路30に与えられる。整流回路30が整流した出力は、各駆動制御回路10,11,12に与えられる。
ここでは、冷陰極管1を抵抗R1〜R14及び容量(コンデンサ)C10〜C22で、冷陰極管2を抵抗R21〜R34及び容量(コンデンサ)C30〜C42で、冷陰極管3を抵抗R41〜R54及び容量(コンデンサ)C50〜C62で、それぞれ等価回路表示してある。
冷陰極管1の容量(コンデンサ)C10〜C22、冷陰極管2の容量(コンデンサ)C30〜C42、及び冷陰極管3の容量(コンデンサ)C50〜C62は、それぞれの冷陰極管1,2,3及びその支持構造物(図示せず)間の浮遊容量を模式的に示したものである。
冷陰極管2では、管電流は、正相高圧トランスTX5の二次巻線の高圧側端子から抵抗R21〜R34を通じて、逆相高圧トランスTX6の二次巻線の高圧側端子、同低圧側端子に流れ、抵抗R59,R60を通じて、冷陰極管3の正相高圧トランスTX7の二次巻線の低圧側端子に流れる。
以上により、冷陰極管1,2,3に流れる管電流のループが形成される。この際、冷陰極管1,2,3において、浮遊容量及び接地端子間に流れる電流は、抵抗R58,R61,R64及び接地端子間に流れる電流により打消され、また、管電流を差動増幅器20で検出しているので、浮遊容量による管電流への影響は生じ難い。
上述したような構成により、複数の冷陰極管(U字管)を使用する場合でも、管電流の検出用回路は1系統で良いので、部品コストを下げることが可能である。
尚、上述した構成では、構成駆動制御回路10,11,12を使用しているが、1つの駆動制御回路で代用させて、正相高圧トランスTX3,TX5,TX7及び逆相高圧トランスTX4,TX6,TX8をそれぞれ並列に接続しても良い。
例えば、図8に示す3つの駆動制御回路10,11,12の内の2つの駆動制御回路10,11を備える冷陰極管点灯装置を構成する場合、図10に示すように、液晶パネルユニット35の上部エッジ用に、正相高圧トランスTX3の二次巻線及び逆相高圧トランスTX4の二次巻線の各高圧側端子間に、直管型の冷陰極管1−1,1−2を直列接続する。また、液晶パネルユニット35の下部エッジ用に、正相高圧トランスTX5の二次巻線及び逆相高圧トランスTX6の二次巻線の各高圧側端子間に、直管型の冷陰極管2−1,2−2を直列接続する。
従って、抵抗R56,R57又は抵抗R62,R63の両端電圧を差動増幅器20で検出して、ループに流れる電流を検出することにより、冷陰極管1−1,1−2,2−1,2−2の管電流を検出することができる。また、検出した管電流値を駆動制御回路10,11に与えることにより、冷陰極管1−1,1−2,2−1,2−2の各管電流が所定値になるようにフィードバック制御することができる。
従って、抵抗R56,R57又は抵抗R62,R63の両端電圧を差動増幅器20で検出して、ループに流れる電流を検出することにより、冷陰極管1−1,1−2,2−1,2−2の管電流を検出することができる。また、検出した管電流値を駆動制御回路10,11に与えることにより、冷陰極管1−1,1−2,2−1,2−2の各管電流が所定値になるようにフィードバック制御することができる。
従って、抵抗R56,R57又は抵抗R62,R63の両端電圧を差動増幅器20で検出して、ループに流れる電流を検出することにより、冷陰極管1−1,1−2,2−1,2−2の管電流を検出することができる。また、検出した管電流値を駆動制御回路10,11に与えることにより、冷陰極管1−1,1−2,2−1,2−2の各管電流が所定値になるようにフィードバック制御することができる。
図13は、本発明に係る放電灯点灯装置の実施の形態4である冷陰極管点灯装置の要部構成を示すブロック図である。
この冷陰極管点灯装置は、図8に示す冷陰極管点灯装置の抵抗R56,R57,R58、差動増幅器20及び整流回路30等に代えて、逆相高圧トランスTX4の二次巻線及び正相高圧トランスTX5の二次巻線の各低圧側端子間に、差動トランスTX2の一次巻線を接続し、その二次巻線の一方の端子を接地してある。差動トランスTX2の一次巻線の中点は接地してある。差動トランスTX2の二次巻線の他方の端子は、整流回路31に接続され、二次巻線に生じた電圧は、整流されて駆動制御回路10,11,12に与えられる。その他の構成は、実施の形態3で説明した冷陰極管点灯装置(図8)と同様であるので、説明を省略する。
尚、上述した構成では、構成駆動制御回路10,11,12を使用しているが、1つの駆動制御回路で代用させて、正相高圧トランスTX3,TX5,TX7及び逆相高圧トランスTX4,TX6,TX8をそれぞれ並列に接続しても良い。
1−1,1−2,2−1,2−2 冷陰極管(直管、放電灯)
10,11,12 駆動制御回路(駆動回路)
20 差動増幅器
30,31 整流回路
35 液晶パネルユニット
R19,R56〜R64 抵抗
TX2 差動トランス(変圧器)
TX3,TX5,TX7 正相高圧トランス(正相変圧器)
TX4,TX6,TX8 逆相高圧トランス(逆相変圧器)
Claims (1)
- 駆動用の交流電圧を発生させる駆動回路と、二次巻線の低圧側端子がそれぞれ接地電位側に接続され、前記駆動回路が発生させた交流電圧を互いに逆位相に昇圧する正相変圧器及び逆相変圧器とを備え、前記正相変圧器及び前記逆相変圧器の各二次巻線の各高圧側端子間に前記放電灯を接続して点灯させ、前記放電灯に流れる電流を検出し、検出した電流に基づき、前記駆動回路が前記放電灯に流す電流を一定に制御するように構成してある放電灯点灯装置において、
前記正相変圧器及び前記逆相変圧器の二次巻線の低圧側端子それぞれに各一方の端子が接続された第1抵抗及び第2抵抗と、接地電位側に一方の端子が接続された第3抵抗と、差動増幅器とを備え、前記第1抵抗、前記第2抵抗及び前記第3抵抗の各他方の端子が接続され、前記第1抵抗及び前記第2抵抗の各一方の端子間の電圧が前記差動増幅器に与えられ、
前記第3抵抗と前記差動増幅器が前記放電灯と接地との間に発生する浮遊容量に起因する電流を打ち消して、前記放電灯に流れる電流のみが検出されるようにしたことを特徴とする放電灯点灯装置。
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