JP2001196196A - 放電灯点灯方法及び放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チョークコイルや巻線トランスからの唸り音
の発生を低減した放電灯の点灯方法及びその装置を提供
する。 【解決手段】 ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２のドライ
ブ用スイッチングトランジスタ325のオンオフ期間の比
率を変化させて蛍光管３４の点灯状態と消灯状態とを交
互に切り替えるバースト調光を行う場合、蛍光管３４を
消灯状態にする期間に、蛍光管３４が点灯するに至らな
い電流をインバータ回路３３の巻線トランス331及びチ
ョークコイル332に通電する。これにより、蛍光管３４
が消灯状態から点灯状態に変わったときに、巻線トラン
ス331の通電電流値に大きな変化が生じないようにし、
通電電流値の大きな変化によって巻線トランス331及び
チョークコイル332に生じる磁歪、共振、共鳴を低減
し、これらから発生する唸り音を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電灯の点灯方法
及びその装置に関し、特に巻線トランスの唸り音を低減
した放電灯の点灯方法及びその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、放電灯（例えば冷陰極蛍光管、蛍
光管）を点灯する放電灯点灯装置（バックライトインバ
ータ装置とも称する）では、蛍光管の輝度の調光は蛍光
管を流れる電流、即ち管電流を変化させて行っている。

【０００３】図１は従来例の放電灯点灯装置を示すブロ
ック図である。図において、１１は電池等の直流電源、
１２はＤＣ−ＤＣコンバータ回路、１３は自励方式イン
バータ回路（以下、インバータ回路と称する）、１４は
電流検出回路、１５は冷陰極蛍光管である。

【０００４】上記構成において、冷陰極蛍光管（以下、
蛍光管と称する）１５を流れる蛍光管電流が電流検出回
路１４によって検出され、この検出結果がＤＣ−ＤＣコ
ンバータ回路１２に帰還される。

【０００５】ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２は、直流電
源１１から供給される電圧レベルを電流検出回路１４か
らの帰還信号に基づいて別の電圧レベルに変換し、イン
バータ回路１３に出力する。

【０００６】インバータ回路１３は、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ回路１２から入力した直流電圧を所定周波数の交流
電圧に変換して蛍光管１５に印加する。

【０００７】前述のように電流検出回路１４によって検
出された管電流がＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２に帰還
されてインバータ回路１３の供給電圧を変化させること
により、管電流が定電流制御されている。

【０００８】蛍光管１５を流れる管電流は、連続した電
流であり、予め設定された所定のレベルになるよう制御
される。また、輝度ＭＡＸ１００％〜５０％程度の範囲
で調光することができ、この調光方式は一般的に電流調
光方式と呼ばれている。

【０００９】また、調光範囲を広くするために低輝度側
の範囲を広げるには、管電流を減らして動作させる必要
がある。しかしながら、管電流を減らしていくと蛍光管
１５の性質上、放電が不安定になるので、上記のような
連続した定電流制御方式では、低輝度側の下限は、輝度
ＭＡＸの５０％程度が限度である。

【００１０】図２は従来例の電流調光方式を用いた放電
灯点灯装置を示す構成図である。図において、３１は電
池等の直流電源、３２はＤＣ−ＤＣコンバータ回路、３
３は自励方式のインバータ回路、３４は冷陰極蛍光管
（以下、単に蛍光管と称する）、３５は検出・帰還回路
である。

【００１１】ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２は、誤差増
幅器321、デッドタイム調整電圧生成回路322、比較器32
3、三角波発生回路324、ＰＮＰ型のトランジスタ325、
ダイオード326から構成されている。

【００１２】誤差増幅器321は、検出・帰還回路３５か
ら出力される帰還電圧を入力して、この帰還電圧がリフ
ァレンス電圧Ｖrefとほぼ同じになるようにこれらの差
の電圧に対応した誤差電圧ＥＲを出力する。

【００１３】デッドタイム調整電圧生成回路322は、レ
ファレンス電圧を抵抗器分圧してデッドタイム調整電圧
ＤＴを生成して出力する。

【００１４】比較器323は、三角波発生回路324から出力
される三角波電圧ＴＲと上記誤差電圧ＥＲ及びデッドタ
イム調整電圧ＤＴとを比較して、三角波電圧ＴＲが誤差
電圧ＥＲ及びデッドタイム調整電圧ＤＴよりも大きいと
きにハイレベルの信号を出力し、誤差電圧ＥＲ或いはデ
ッドタイム調整電圧ＤＴが三角波電圧ＴＲよりも大きい
ときはローレベルの電圧を出力する。この出力電圧はト
ランジスタ325のベースに入力され、トランジスタ325は
スイッチング動作を行う。

【００１５】これにより、トランジスタ325がオン状態
のときには、インバータ回路３３に電力が供給される。
オフ状態のときには、インバータ回路３３のチョークコ
イル332の逆起電力によりダイオード326が導通し、イン
バータ回路３３への入力電力が平均化される。

【００１６】インバータ回路３３は、巻線トランス331
、チョークコイル332、ＮＰＮ型のトランジスタ333,33
4、抵抗器335、コンデンサ336,337から構成され、周知
のロイヤー回路を有するものである。

【００１７】ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の出力電圧
はチョークコイル332、ヒューズ（無くても良い）を介
してトランス331の一次巻線の中間タップに印加される
と共にチョークコイル332と抵抗器335を介して三次巻線
の一端及びトランジスタ333のベースに印加されてい
る。トランス331の三次巻線の他端はトランジスタ334の
ベースに接続され、トランジスタ333,334のそれぞれの
コレクタはトランス331の一次巻線の両端に接続され、
エミッタは接地されている。また、一次巻線の両端間に
はコンデンサ336が接続されている。トランス331の二次
巻線の一端はコンデンサ337を介して蛍光管３４の一端
に接続され、二次巻線の他端は接地されている。

【００１８】検出・帰還回路３５は、抵抗器Ｒ１〜Ｒ
３、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１、及び可変抵抗器
ＶＲ１から構成され、蛍光管３４の他端は抵抗器Ｒ１を
介して接地されると共に、ダイオードＤ１のアノードに
接続されている。

【００１９】また、ダイオードＤ１のカソードは抵抗器
Ｒ２の一端に接続されると共にコンデンサＣ１を介して
接地され、抵抗器Ｒ２の他端は直列接続された抵抗器Ｒ
３と可変抵抗器ＶＲ１を介して接地されている。

【００２０】これにより、蛍光管３４を流れる管電流は
抵抗器Ｒ１によって電圧に変換され、この検出電圧はダ
イオードＤ１によって整流された後、抵抗器Ｒ２，Ｒ３
及び可変抵抗器ＶＲ１によって分圧されて、帰還電圧と
して出力される。この帰還電圧のレベルは可変抵抗器Ｖ
Ｒ１によって変化させることができる。

【００２１】即ち、ダイオードＤ１で整流されたインバ
ータ周波数の交流信号（検出電圧）は、コンデンサＣ１
で平滑されて直流電圧となる。コンデンサＣ１の電圧
は、抵抗器Ｒ２，Ｒ３及び可変抵抗器ＶＲ１で分圧さ
れ、帰還電圧としてＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の帰
還入力に加わる。

【００２２】蛍光管３４を流れる管電流の調整は、可変
抵抗器ＶＲ１を変化させてＤＣ−ＤＣコンバータ回路３
２の帰還入力へ加わる帰還電圧のレベルを調整すること
により行われる。これにより、可変抵抗器ＶＲ１の値が
小さいときに管電流は増えて輝度が高くなり、大きいと
きに管電流が減少して輝度が暗くなるような動作を行
う。

【００２３】一方、最近では、ノート型パーソナルコン
ピュータ等でバッテリー駆動の稼働時間を長くするため
に、消費電力の大きな蛍光管を低輝度で動作させる手法
が使われている。この場合、輝度の調光範囲として、輝
度ＭＡＸ１００％〜１０％程度が要求されている。

【００２４】調光範囲を拡大する方法としては、連続電
流による定電流制御では限度があるため、例えば、特開
平５−１９８３８４号公報に開示されるように、管電流
を断続させると共にその比率を変化させるバースト調光
方式が用いられる。この調光方式は、デューティー調光
或いは周波数調光とも呼ばれている。

【００２５】図３は、従来のバースト調光方式を用いた
放電灯点灯装置の一例を示す図である。図３に示す放電
灯点灯装置は、図２に示した従来の放電灯点灯装置を、
次のように変更したものである。即ち、図２の回路にお
けるＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２とインバータ回路３
３の間に、バースト調光用スイッチング回路３６を挿入
し、検出・帰還回路３５を削除したものである。

【００２６】ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２’の制御回
路329は、図２におけるＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２
の誤差増幅器321、デッドタイム調整電圧生成回路322、
比較器323、三角波発生回路324と同等の動作をするＩＣ
（集積回路）である。

【００２７】また、平滑コイル327、コンデンサ328は、
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２’の出力を安定させて、
後段のバースト調光用スイッチング回路３６の動作に、
悪い影響を与えないようにしている素子である。

【００２８】バースト調光用スイッチング回路３６は、
スイッチングトランジスタ364と、コンパレータ361、バ
ースト調光用調整電圧生成回路362、三角波発生回路363
とからなる。

【００２９】バースト調光方式を用いた放電灯点灯装置
は、図３に示すように直流電源３１の出力電圧をＤＣ−
ＤＣコンバータ回路３２’で所定レベルの電圧に変換し
てバースト調光用スイッチング回路３６を介して自励方
式インバータ回路３３に入力すると共に、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ回路３２’からインバータ回路３３への通電を
バースト調光用スイッチング回路３６によって発生され
たバースト信号に基づいて断続することにより、冷陰極
蛍光管３４の輝度を変化させる。この際、インバータ回
路３３への通電の断続比率を調整することにより、調光
を行うことができる。

【００３０】即ち、バースト調光用スイッチング回路３
６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２’から出力される
直流電圧を、バースト信号に基づいて、バースト調光方
式のオン状態、オフ状態に対応して、オンオフする。

【００３１】スイッチングトランジスタ364がオンのと
きは、自励方式インバータ回路３３が発振して、冷陰極
蛍光管３４は、電圧印加により点灯する。スイッチング
トランジスタ364がオフのときは、自励方式インバータ
回路３３に電圧が入力されず、従って、冷陰極蛍光管３
４に電圧が印加されず、冷陰極蛍光管３４は点灯しな
い。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置で
は、構成部品が多く、小型化やコストダウンが難しい。
また、点灯期間中は、インバータ回路３３への入力電圧
を安定化させているだけで、管電流を直接制御していな
いため、部品やランプの特性バラツキ、周囲温度によっ
て明るさが変化する。

【００３３】さらに、トランス331やチョークコイル332
から唸り音が発生し、使用者に不快感を与えていた。こ
れは、消灯状態から点灯状態に変わるときの巻線トラン
ス331やチョークコイル332の磁歪等によって発生する。
その原因は、管電流の急激な増加と点灯直前に瞬間的に
流れる励磁電流にある。

【００３４】例えば、バースト調光を行ったときの自励
方式インバータ回路３３への入力電圧変化を見ると、図
４に示す様な電圧波形になる。音鳴りの電気的特性への
現れとして、点灯状態に入った直後の大小のオーバーシ
ュートに見ることができる。小さいオーバーシュートが
励磁電流によるものである。

【００３５】また、世の中にはＩＣメーカーからバース
ト調光用の専用ＩＣが発売されていて小型化は達成でき
る。しかし、上記問題を解決するため平滑コンデンサを
無くし、管電流の信号をピーク値で検知し、制御してい
るため高価なものになっているので、低コストにはなら
ない。さらに、音鳴りの対策は成されていない。専用Ｉ
Ｃで動作させたときの電圧波形も図４の様になる。

【００３６】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、安価
な構成部品で安定した特性が得られ、且つチョークコイ
ルや巻線トランスからの唸り音の発生を低減したバース
ト調光方式の放電灯点灯方法及びその装置を提供するこ
とである。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために請求項１では、巻線トランス及びスイッチ
ングトランジスタを有するインバータ回路と、前記イン
バータ回路と直流電源との間に直列接続され制御信号に
基づいてオンオフが切り替わり前記インバータ回路への
電力供給を行うドライブ用スイッチングトランジスタと
を備え、前記ドライブ用スイッチングトランジスタのオ
ンオフ期間の比率を変化させ前記放電灯の点灯状態と消
灯状態とを交互に切り替えるバースト調光方式によって
輝度調整を行う放電灯点灯方法において、前記放電灯を
消灯状態にする期間に、前記放電灯が点灯するに至らな
い電流を前記巻線トランスに通電する放電灯点灯方法を
提案する。

【００３８】該放電灯点灯方法によれば、前記放電灯を
消灯状態にする期間において、前記放電灯が点灯するに
至らない電流が前記巻線トランスに通電されているの
で、前記放電灯が消灯状態から点灯状態に変わったとき
に、巻線トランスの通電電流値に急峻な変化が生じな
い。

【００３９】また、請求項２では、請求項１記載の放電
灯点灯方法において、前記放電灯を消灯状態にする期間
に、前記インバータ回路に供給する電圧又は電力を低下
させることにより、前記放電灯が点灯するに至らない電
流を前記巻線トランスに通電する放電灯点灯方法を提案
する。

【００４０】該放電灯点灯方法によれば、前記放電灯を
消灯状態にする期間において、前記インバータ回路に供
給する電圧又は電力が低下されて、前記放電灯が点灯す
るに至らない電流が前記巻線トランスに通電される。

【００４１】また、請求項３では、巻線トランス及びス
イッチングトランジスタを有するインバータ回路と、点
灯対象となる放電灯を流れる管電流を整流して平滑コン
デンサを充電し、該平滑コンデンサの充電電圧に基づい
て管電流値に対応した電圧を出力する管電流値検出回路
と、該管電流値検出回路から出力される電圧と第１基準
電圧との差の電圧を誤差電圧として出力する誤差増幅器
と、前記インバータ回路と直流電源との間に直列接続さ
れ制御信号に基づいてオンオフが切り替わり前記インバ
ータ回路への電力供給を行うドライブ用スイッチングト
ランジスタと、デッドタイム電圧値を有するデッドタイ
ム調整電圧を生成する手段と、三角波電圧を生成する手
段と、前記三角波電圧が前記デッドタイム調整電圧及び
誤差電圧よりも高いときに前記ドライブ用スイッチング
トランジスタをオンさせる前記制御信号を出力するパル
ス幅変調手段とを備え、デッドタイム電圧値を調整して
前記ドライブ用スイッチングトランジスタのオンオフ期
間の比率を変化させ前記放電灯の点灯状態と消灯状態と
を交互に切り替えるバースト調光方式によって輝度調整
を行う放電灯点灯方法において、 前記放電灯を消灯状
態にする期間に、調整されたデッドタイム電圧値に応じ
て前記放電灯が点灯するに至らない電流を前記巻線トラ
ンスに通電し、前記放電灯の輝度を最大に設定したとき
の前記平滑コンデンサの電圧値以上を有する電圧を前記
平滑コンデンサに対して印加する放電灯点灯方法を提案
する。

【００４２】該放電灯点灯方法によれば、前記放電灯を
消灯状態にする期間において、前記デッドタイム調整電
圧の電圧値を切り替え、前記ドライブ用スイッチングト
ランジスタのオン期間の比率を低下させることで前記イ
ンバータ回路へ供給する電力を低下させることにより、
前記放電灯が点灯するに至らない電流が前記巻線トラン
スに通電されているので、前記放電灯が消灯状態から点
灯状態に変わったときに、巻線トランスの通電電流値に
急峻な変化が生じず、図４中の波形の小さなオーバーシ
ュートに関連した音鳴り原因が低減されると共に、前記
放電灯の輝度を最大に設定したときの前記平滑コンデン
サの電圧値以上を有する電圧が、前記放電灯を消灯状態
にする期間に、前記平滑コンデンサに対して印加され、
前記平滑コンデンサの電圧低下と電圧低下を補うための
前記インバータ回路への過剰な電力の供給を防ぐことに
より、図４中の波形の大きなオーバーシュートに関連し
た音鳴り原因が低減される。これらの作用効果は、従来
の電流調光方式の主要な構成部品で得られるので、安価
な構成によるバースト調光機能達成という作用効果が同
時に得られる。

【００４３】これにより、基本的には、調光パルスの点
灯期間中は従来の電流調光方式と同じ動作をする。従っ
て、主な部品構成は電流調光方式と同じである。

【００４４】また、消灯期間に管電流を整流して充電す
る平滑コンデンサに電圧を印加して充電しているので、
放電灯が消灯状態から点灯状態に変わったときに巻線ト
ランスの通電電流値に急峻な変化が生じない。この充電
を行わないと次のような不具合を生じてしまう。

【００４５】即ち、消灯期間中に前記平滑コンデンサの
充電電圧Ｖｃ１が抵抗器Ｒ２，Ｒ３を通じての放電によ
って低下し、点灯期間に移行した直後にインバータ回路
に過大な電圧が印加されるオーバーシュートを引き起こ
す。その結果、オーバーシュートした分に対応して管電
流も増加し、所望の明るさより明るくなる。これは、消
灯期間が長いほど、また入力の直流電源電圧が高いほど
顕著に現れるため、調光を暗く設定しても暗くならない
し、同じ明るさ設定でも入力電圧によって明るさが違う
といった症状となり実用できない。

【００４６】また、請求項４では、巻線トランス及びス
イッチングトランジスタを有するインバータ回路と、点
灯対象となる放電灯を流れる管電流を整流して平滑コン
デンサを充電し、該平滑コンデンサの充電電圧に基づい
て管電流値に対応した電圧を出力する管電流値検出回路
と、該管電流値検出回路から出力される電圧と第１基準
電圧との差の電圧を誤差電圧として出力する誤差増幅器
と、前記インバータ回路と直流電源との間に直列接続さ
れ制御信号に基づいてオンオフが切り替わり前記インバ
ータ回路への電力供給を行うドライブ用スイッチングト
ランジスタと、デッドタイム調整電圧を生成する手段
と、三角波電圧を生成する手段と、前記三角波電圧が前
記デッドタイム調整電圧及び誤差電圧よりも高いときに
前記ドライブ用スイッチングトランジスタをオンさせる
前記制御信号を出力するパルス幅変調手段とを備えた放
電灯点灯装置において、パルス幅に対応して前記放電灯
の輝度調整を行うための調光パルス信号を発生する調光
パルス発生手段と、前記調光パルスが一方のレベルのと
きに前記デッドタイム調整電圧を第１のデッドタイム電
圧値に設定し、前記調光パルスが他方のレベルのときに
前記デッドタイム調整電圧に対して前記第１のデッドタ
イム電圧値よりも高く且つ前記三角波電圧の最大値より
も低い第２のデッドタイム電圧値を有する電圧を混合す
る手段と、前記調光パルスのパルス幅を変化させて前記
放電灯の輝度を最大に設定したときの前記平滑コンデン
サの電圧値以上を有する電圧を、前記調光パルスが前記
他方のレベルのときに前記平滑コンデンサに対して印加
する電圧印加手段を設けた放電灯点灯装置を提案する。

【００４７】該放電灯点灯装置によれば、調光パルス発
生手段により、パルス幅に対応して前記放電灯の輝度調
整を行うための調光パルス信号が発生され、該調光パル
スが一方のレベルのとき、例えばローレベルのときに、
デッドタイム調整電圧が第１のデッドタイム電圧値に設
定され、前記調光パルスが他方のレベルのとき、即ちハ
イレベルのときに前記デッドタイム調整電圧が前記第１
のデッドタイム電圧値よりも高い第２のデッドタイム電
圧値に設定される。

【００４８】これにより、前記調光パルスが前記一方の
レベルのときは、前記三角波電圧が前記第１のデッドタ
イム電圧値を有するデッドタイム調整電圧及び前記誤差
電圧よりも大きいときに前記ドライブ用スイッチングト
ランジスタがオン状態にされて前記インバータ回路に通
電され、前記放電灯が点灯状態になる。

【００４９】また、前記調光パルスが前記他方のレベル
のときは、前記三角波電圧が前記第２のデッドタイム電
圧値を有するデッドタイム調整電圧及び前記誤差電圧よ
りも大きいときに前記ドライブ用スイッチングトランジ
スタがオン状態にされて前記インバータ回路に通電され
る。ここで、前記第２のデッドタイム電圧値が、前記第
１のデッドタイム電圧値よりも高く且つ前記三角波電圧
の最大値よりも低い値に設定されているので、前記調光
パルスが前記他方のレベルのときは、前記ドライブ用ス
イッチングトランジスタのオン期間の比率が低下して、
前記インバータ回路への供給電力が低下され、前記放電
灯は消灯状態になりバースト調光が行われるが、前記巻
線トランスは通電状態が維持される。

【００５０】これにより、前記放電灯を消灯状態にする
期間においても、前記放電灯が点灯するに至らない電流
が前記巻線トランスに通電されているので、前記放電灯
が消灯状態から点灯状態に変わったときに、巻線トラン
スの通電電流値に急峻な変化が生じない。

【００５１】さらに、前記電圧印加手段によって、前記
放電灯の輝度を最大に設定したときの前記平滑コンデン
サの電圧値以上を有する電圧が、前記放電灯を消灯状態
にする期間に、前記平滑コンデンサに対して印加され
る。これにより、前記放電灯の消灯状態から点灯状態に
変わったときに、前記平滑コンデンサの電圧以上に大き
な変化を生ずることがない。

【００５２】従って、前記管電流値検出回路から出力さ
れる電圧に大きな変化が生じないので、前記ドライブ用
スイッチングトランジスタのオンオフ期間の比率が急激
に変化することがない。

【００５３】また、請求項５では、請求項４記載の放電
灯点灯装置において、前記第２デッドタイム電圧値は、
前記三角波電圧の最高値近傍の電圧値に設定されている
放電灯点灯装置を提案する。

【００５４】該放電灯点灯装置によれば、前記第２デッ
ドタイム電圧値が前記三角波電圧の最高値近傍の電圧値
に設定されているので、必要以上の電力消費が回避され
る。

【００５５】また、請求項６では、請求項４記載の放電
灯点灯装置において、前記インバータ回路に入力される
電圧の最大値を検出し、該最大値電圧から前記第２のデ
ッドタイム電圧値を決定する手段を設けた放電灯点灯装
置を提案する。

【００５６】該放電灯点灯装置によれば、前記インバー
タ回路に入力される電圧の最大値が検出されて、該最大
値電圧から前記第２のデッドタイム電圧値が決定される
ので、前記直流電源の電圧が変更されたとき、変更され
た電圧に対応して前記第２のデッドタイム電圧値が設定
される。

【００５７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。

【００５８】図５は本発明の第１の実施形態における放
電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述し
た図２に示す従来例と同一構成部分は同一符号を持って
表しその説明を省略する。また、第１の実施形態と従来
例との相違点は、調光パルス発生回路４１、ＮＰＮ型の
スイッチングトランジスタ４２，４３及び抵抗器４４を
設けたことである。また、第１の実施形態では、可変抵
抗器ＶＲ１を除いた検出・帰還回路３５’を備えた。

【００５９】調光パルス発生回路４１は、例えば周波数
が５００Ｈｚの調光パルスＰ１を発生させ、可変抵抗器
ＶＲの抵抗値を変化させることにより調光パルスＰ１の
パルス幅を変化させることができる。即ち、調光パルス
Ｐ１のハイレベル期間とローレベル期間の比率を変化さ
せることができる。

【００６０】トランジスタ４２のベースには調光パルス
Ｐ１が入力され、トランジスタ４２は調光パルスＰ１が
ハイレベルのときにオン状態に設定される。トランジス
タ４２のコレクタには所定の電圧Ｖ１が印加され、エミ
ッタは平滑コンデンサＣ１とダイオードＤ１のカソード
の接続点に接続されている。ここで、電圧Ｖ１の値は、
例えば比較器323の出力のパルスのオン期間を最大にし
て蛍光管３４の輝度を最大に設定したときの平滑コンデ
ンサＣ１の電圧値以上に設定されている。

【００６１】また、トランジスタ４３のベースには調光
パルスＰ１が入力され、トランジスタ４３は調光パルス
Ｐ１がハイレベルのときにオン状態に設定される。トラ
ンジスタ４３のコレクタには所定の電圧Ｖ２が印加さ
れ、エミッタは抵抗器４４を介して比較器323の一方の
反転入力端子、即ちデッドタイム調整電圧生成回路322
によって生成された第１のデッドタイム電圧ＤＴ１が印
加されている反転入力端子に接続されている。これによ
り、この反転入力端子には、トランジスタ４３がオン状
態のときにトランジスタ４３と抵抗器４４を介して第２
のデッドタイム電圧ＤＴ２が印加される。

【００６２】ここで、第１のデッドタイム電圧ＤＴ１
は、三角波電圧ＴＲの最小値よりもやや高い値に設定さ
れ、第２のデッドタイム電圧ＤＴ２は三角波電圧ＴＲの
最高値よりもやや低い電圧値に設定されている。

【００６３】上記構成の放電灯点灯装置では、調光パル
ス発生回路４１から出力されるパルス信号のハイレベル
期間とローレベル期間の比率を代えることにより調光が
行われる。

【００６４】即ち、図６の信号波形図に示すように、調
光パルスＰ１がローレベルのときは、トランジスタ４
２，４３はオフ状態となり、比較器323の一方の反転入
力端子には第１のデッドタイム電圧ＤＴ１が印加され
る。これにより、第１のデッドタイム電圧ＤＴ１よりも
誤差信号ＥＲの電圧が高くなり、誤差信号ＥＲの電圧と
三角波電圧ＴＲの比較結果に基づく制御信号ＣＳが比較
器323からドライブ用スイッチングトランジスタ325のベ
ースに出力され、トランジスタ325がオン状態になる比
率が増加される。従って、インバータ回路３３への供給
電流が増大されて蛍光管３４が点灯する。

【００６５】一方、調光パルスＰ１がハイレベルのとき
は、トランジスタ４２，４３はオン状態となり、比較器
323の一方の反転入力端子には第２のデッドタイム電圧
ＤＴ２が印加される。これにより、三角波電圧ＴＲが第
２のデッドタイム電圧ＤＴ２よりも大きいときにドライ
ブ用スイッチングトランジスタ325がオン状態にされて
インバータ回路３３に通電される。ここで、第２のデッ
ドタイム電圧ＤＴ２の電圧値が、第１のデッドタイム電
圧ＤＴ１よりも高く且つ三角波電圧ＴＲの最大値よりも
やや低い値に設定されているので、調光パルス信号Ｐ１
がハイレベルのときは、ドライブ用スイッチングトラン
ジスタ325のオン期間の比率が低下して、インバータ回
路３３への供給電力が低下され、蛍光管３４は消灯状態
になるが、巻線トランス331及びチョークコイル332は通
電状態が維持される。

【００６６】これにより、蛍光管３４を消灯状態にする
期間において、蛍光管３４が点灯するに至らない電流が
インバータ回路３３の巻線トランス331に通電されてい
るため、蛍光管３４が消灯状態から点灯状態に変わった
ときに、巻線トランス331の通電電流値に急峻な変化が
生じないので、通電電流値の急峻な変化によって巻線ト
ランス331及びチョークコイル332などに生じる磁歪、共
振、共鳴が低減され、これらから発生する唸り音が減少
する。従って、使用者に唸り音による不快感を与えるこ
とがない。

【００６７】また、トランジスタ４２がオン状態になる
ことによって、蛍光管３４の輝度を最大に設定したとき
の平滑コンデンサＣ１の電圧値以上を有する電圧が、平
滑コンデンサＣ１に対して印加される。

【００６８】これにより、次のような効果を得ている。

【００６９】即ち、このような消灯期間における平滑コ
ンデンサＣ１への充電を行わないと、消灯期間中に平滑
コンデンサＣ１の電圧Ｖｃ１が抵抗器Ｒ２’，Ｒ３’を
通じての放電によって低下し、点灯期間に移行した直後
にインバータ回路３３に過大な電圧が印加され、オーバ
ーシュートを引き起こす。その結果、オーバーシュート
した分、管電流も増加し、所望の明るさより明るくな
る。これは、消灯期間が長いほど、また入力の直流電源
電圧が高いほど顕著に現れるため、調光を暗く設定して
も暗くならない、同じ明るさ設定でも入力電圧によって
明るさが違うといった症状となり実用できない。

【００７０】従って、上記構成では、巻線トランス331
及びチョークコイル332への通電電流が急激に増減を生
じることがないので、巻線トランス331及びチョークコ
イル332などに生じる磁歪、共振、共鳴がさらに低減さ
れ、これらから発生する唸り音がさらに減少する。

【００７１】次に、本発明の第２の実施形態を説明す
る。

【００７２】図７は、本発明の第２の実施形態における
放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述
した第１の実施形態と同一構成部分は同一符号を持って
表しその説明を省略する。また、第２の実施形態と第１
の実施形態との相違点は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３
２に代えてＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２”を備えたこ
とである。

【００７３】このＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２”で
は、３入力の比較器323に代えて２入力の比較器323Aを
用い、反転入力端子にダイオード329A,329Bによるダイ
オードＯＲ結合によって第１のデッドタイム電圧ＤＴ１
と第２のデッドタイム電圧ＤＴ２を印加するようにし
た。このように、ダイオードＯＲ結合を用いることによ
り、汎用のＩＣなどを使用可能となる。

【００７４】次に、本発明の第３の実施形態を説明す
る。

【００７５】図８は、本発明の第３の実施形態における
放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述
した第１の実施形態と同一構成部分は同一符号を持って
表しその説明を省略する。また、第３の実施形態と第１
の実施形態との相違点は、ツェナーダイオード５１と抵
抗器５２を設けてＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の出力
電圧から第３のデッドタイム電圧ＤＴ３を生成し、第１
及び第２のデッドタイム電圧ＤＴ１，ＤＴ２と混合して
比較器323の一方の反転入力端子に印加するようにした
ことである。

【００７６】ツェナーダイオード５１のカソードはＤＣ
−ＤＣコンバータ回路３２の出力端子、即ちチョークコ
イル327とコンデンサ328との接続点に接続され、アノー
ドは抵抗器５２を介して比較器323の一方の反転入力端
子に接続されている。

【００７７】上記構成によれば、直流電源３１の電源電
圧が変更されたときは、変更後の電源電圧に対応して第
３のデッドタイム電圧ＤＴ３の電圧値が変化するので、
第１のデッドタイム電圧ＤＴ１に代えて第３のデッドタ
イム電圧ＤＴ３によって、インバータ回路３３への過大
電流の通電が阻止される。

【００７８】次に、本発明の第４の実施形態を説明す
る。

【００７９】図９は、本発明の第４の実施形態における
放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述
した第１の実施形態と同一構成部分は同一符号を持って
表しその説明を省略する。また、第４の実施形態と第１
の実施形態との相違点は、トランジスタ４３及び抵抗器
４４に代えて、ピークホールド回路６１、比較器６２、
電子スイッチ６３及び抵抗器６４を設けたことである。

【００８０】ピークホールド回路６１は、調光パルス信
号Ｐ１がローレベルのときに、その入力側がＤＣ−ＤＣ
コンバータ回路３２の出力端子、即ちチョークコイル32
7とコンデンサ328との接続点に接続され、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ回路３２の出力電圧のピーク値を検出してこの
電圧Ｖpkを保持して比較器６２の反転入力端子に出力す
る。

【００８１】比較器６２は、非反転入力端子に電圧Ｖ３
を入力し、この電圧Ｖ３と反転入力端子に印加されてい
る電圧Ｖpkとの差分の電圧を電子スイッチ６３及び抵抗
器６４を介して第２のデッドタイム電圧ＤＴ２として出
力する。ここで、電圧Ｖ３は微調整可能なように、変化
できるようになっている。

【００８２】電子スイッチ６３は、調光パルス信号Ｐ１
がローレベルのときにオン状態に設定される。

【００８３】上記構成によれば、ピークホールド回路６
１によって、インバータ回路３３に入力される電圧の最
大値が検出されて、この最大値電圧から第２のデッドタ
イム電圧ＤＴ２の電圧値が決定されるので、直流電源３
１の電圧が変更されたときに、変更された電圧に対応し
て第２のデッドタイム電圧ＤＴ２の電圧値を容易に設定
することができる。

【００８４】従って、直流電源３１の電圧が変更された
とき、変更された電圧に対応して第２のデッドタイム電
圧ＤＴ２が設定されるので、電源電圧が変更されても大
幅な変更を行うことなく、同じ機能を備えた状態で使用
することができる。

【００８５】尚、前述した各実施形態は本発明の一具体
例であり、本発明がこれらに限定されることはない。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１記
載の放電灯点灯方法によれば、放電灯を消灯状態にする
期間において、前記放電灯が点灯するに至らない電流が
インバータ回路の巻線トランスに通電されているので、
前記放電灯が消灯状態から点灯状態に変わったときに、
巻線トランスの通電電流値に急峻な変化が生じないの
で、通電電流値の急峻な変化によって前記巻線トランス
及びチョークコイルなどに生じる磁歪、共振、共鳴が低
減され、これらから発生する唸り音が減少する。従っ
て、使用者に唸り音による不快感を与えることがない。

【００８７】また、請求項２記載の放電灯点灯方法によ
れば、前記放電灯を消灯状態にする期間において、前記
インバータ回路に供給する電圧又は電力が低下されて前
記放電灯が点灯するに至らない電流が前記巻線トランス
に通電される。

【００８８】また、請求項３記載の放電灯点灯方法によ
れば、基本的な動作は、調光パルスの点灯期間中は従来
の電流調光方式と同じ動作をする。従って、主な部品構
成は電流調光方式と同じであり、部品点数の削減、コス
トの削減を図ることができる。また、消灯期間において
も管電流によって充電される平滑コンデンサに電圧を印
加して充電しているので、前記巻線トランスへの通電電
流が急激に増減を生じることがない。これにより、前記
巻線トランス及びチョークコイルなどに生じる磁歪、共
振、共鳴が低減され、これらから発生する唸り音の発生
が減少する。従って、使用者に唸り音による不快感を与
えることがない。

【００８９】また、請求項４記載の放電灯点灯装置によ
れば、放電灯を消灯状態にする期間においても、前記放
電灯が点灯するに至らない電流がインバータ回路の巻線
トランスに通電されているので、前記放電灯が消灯状態
から点灯状態に変わったときに、巻線トランスの通電電
流値に急峻な変化が生じないので、通電電流値の急峻な
変化によって前記巻線トランス及びチョークコイルなど
に生じる磁歪、共振、共鳴が低減され、これらから発生
する唸り音が減少する。さらに、前記放電灯の消灯状態
から点灯状態に変わったときに、管電流値検出回路から
出力される電圧に大きな変化が生じないため、ドライブ
用スイッチングトランジスタのオンオフ期間の比率が急
激に変化することがないので、前記巻線トランスへの通
電電流が急激に増減を生じることがない。これにより、
前記巻線トランス及びチョークコイルなどに生じる磁
歪、共振、共鳴がさらに低減され、これらから発生する
唸り音がさらに減少する。従って、使用者に唸り音によ
る不快感を与えることがない。

【００９０】また、請求項５記載の放電灯点灯装置によ
れば、上記の効果に加えて、前記第２デッドタイム電圧
値が前記三角波電圧の最高値近傍の電圧値に設定されて
いるので、必要以上の電力消費が回避される。

【００９１】また、請求項６記載の放電灯点灯装置によ
れば、上記の効果に加えて、直流電源の電圧が変更され
たとき、変更された電圧に対応して前記第２のデッドタ
イム電圧値が設定されるので、電源電圧が変更されても
大幅な変更を行うことなく、同じ機能を備えた状態で使
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の放電灯点灯装置を示すブロック図

【図２】従来例の電流調光方式を用いた放電灯点灯装置
を示す構成図

【図３】従来例のバースト調光方式を用いた放電灯点灯
装置を示す構成図

【図４】従来例における問題点を説明する図

【図５】本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装
置を示す構成図

【図６】本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装
置の動作を説明する信号波形図

【図７】本発明の第２の実施形態における放電灯点灯装
置を示す構成図

【図８】本発明の第３の実施形態における放電灯点灯装
置を示す構成図

【図９】本発明の第４の実施形態における放電灯点灯装
置を示す構成図

【符号の説明】

１１，２１，３１…直流電源、１２，２２，３２，３
２’，３２”…ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、１３，２
３，３３…自励方式インバータ回路、１４…電流検出回
路、１５，２５…冷陰極蛍光管（放電灯）、２４…バー
スト信号発振回路、３４…冷陰極蛍光管（放電灯）、３
５，３５’…検出・帰還回路、321…誤差増幅器、322…
デッドタイム調整電圧生成回路、323…比較器、324…三
角波発生回路、325…ドライブ用スイッチングトランジ
スタ、326…ダイオード、327…チョークコイル、328…
コンデンサ、331…巻線トランス 、332…チョークコイ
ル、333,334…スイッチングトランジスタ、335…抵抗
器、336,337…コンデンサ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ２’，Ｒ
３，Ｒ３’…抵抗器、Ｄ１…ダイオード、Ｃ１…平滑コ
ンデンサ、４１…調光パルス発生回路、４２，４３…ス
イッチングトランジスタ、４４…抵抗器、ＶＲ…可変抵
抗器、５１…ツェナーダイオード、５２…抵抗器、６１
…ピークホールド回路、６２…比較器、６３…電子スイ
ッチ、６４…抵抗器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA01 AA19 BA05 BC03 EB05 EB07 GA01 GB14 GC03 HA10 3K098 CC58 DD01 DD21 DD35 DD43 EE08 EE31 FF04 FF14 5H007 AA01 AA17 BB03 CA01 CB03 CB06 CC12 CC32 DA05 DB01 DC02 EA02 GA01 GA05 GA08

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線トランス及びスイッチングトランジ
   スタを有するインバータ回路と、前記インバータ回路と
   直流電源との間に直列接続され制御信号に基づいてオン
   オフが切り替わり前記インバータ回路への電力供給を行
   うドライブ用スイッチングトランジスタとを備え、前記
   ドライブ用スイッチングトランジスタのオンオフ期間の
   比率を変化させ前記放電灯の点灯状態と消灯状態とを交
   互に切り替えるバースト調光方式によって輝度調整を行
   う放電灯点灯方法において、 前記放電灯を消灯状態にする期間に、前記放電灯が点灯
   するに至らない電流を前記巻線トランスに通電すること
   を特徴とする放電灯点灯方法。
2. 【請求項２】 前記放電灯を消灯状態にする期間に、前
   記インバータ回路に供給する電圧又は電力を低下させる
   ことにより、前記放電灯が点灯するに至らない電流を前
   記巻線トランスに通電することを特徴とする請求項１記
   載の放電灯点灯方法。
3. 【請求項３】 巻線トランス及びスイッチングトランジ
   スタを有するインバータ回路と、点灯対象となる放電灯
   を流れる管電流を整流して平滑コンデンサを充電し、該
   平滑コンデンサの充電電圧に基づいて管電流値に対応し
   た電圧を出力する管電流値検出回路と、該管電流値検出
   回路から出力される電圧と第１基準電圧との差の電圧を
   誤差電圧として出力する誤差増幅器と、前記インバータ
   回路と直流電源との間に直列接続され制御信号に基づい
   てオンオフが切り替わり前記インバータ回路への電力供
   給を行うドライブ用スイッチングトランジスタと、デッ
   ドタイム電圧値を有するデッドタイム調整電圧を生成す
   る手段と、三角波電圧を生成する手段と、前記三角波電
   圧が前記デッドタイム調整電圧及び誤差電圧よりも高い
   ときに前記ドライブ用スイッチングトランジスタをオン
   させる前記制御信号を出力するパルス幅変調手段とを備
   え、デッドタイム電圧値を調整して前記ドライブ用スイ
   ッチングトランジスタのオンオフ期間の比率を変化させ
   前記放電灯の点灯状態と消灯状態とを交互に切り替える
   バースト調光方式によって輝度調整を行う放電灯点灯方
   法において、 前記放電灯を消灯状態にする期間に、調整されたデッド
   タイム電圧値に応じて前記放電灯が点灯するに至らない
   電流を前記巻線トランスに通電し、 前記放電灯の輝度を最大に設定したときの前記平滑コン
   デンサの電圧値以上を有する電圧を前記平滑コンデンサ
   に対して印加することを特徴とする放電灯点灯方法。
4. 【請求項４】 巻線トランス及びスイッチングトランジ
   スタを有するインバータ回路と、点灯対象となる放電灯
   を流れる管電流を整流して平滑コンデンサを充電し、該
   平滑コンデンサの充電電圧に基づいて管電流値に対応し
   た電圧を出力する管電流値検出回路と、該管電流値検出
   回路から出力される電圧と第１基準電圧との差の電圧を
   誤差電圧として出力する誤差増幅器と、前記インバータ
   回路と直流電源との間に直列接続され制御信号に基づい
   てオンオフが切り替わり前記インバータ回路への電力供
   給を行うドライブ用スイッチングトランジスタと、第１
   のデッドタイム電圧値を有するデッドタイム調整電圧を
   生成する手段と、三角波電圧を生成する手段と、前記三
   角波電圧が前記デッドタイム調整電圧及び誤差電圧より
   も高いときに前記ドライブ用スイッチングトランジスタ
   をオンさせる前記制御信号を出力するパルス幅変調手段
   とを備えた放電灯点灯装置において、 パルス幅に対応して前記放電灯の輝度調整を行うための
   調光パルス信号を発生する調光パルス発生手段と、 前記調光パルスが一方のレベルのときに前記デッドタイ
   ム調整電圧を第１のデッドタイム電圧値に設定し、前記
   調光パルスが他方のレベルのときに前記デッドタイム調
   整電圧に対して前記第１のデッドタイム電圧値よりも高
   く且つ前記三角波電圧の最大値よりも低い第２のデッド
   タイム電圧値を有する電圧を混合する手段と、 前記調光パルスのパルス幅を変化させて前記放電灯の輝
   度を最大に設定したときの前記平滑コンデンサの電圧値
   以上を有する電圧を、前記調光パルスが前記他方のレベ
   ルのときに前記平滑コンデンサに対して印加する電圧印
   加手段を設けたことを特徴とする放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 前記第２デッドタイム電圧値は、前記三
   角波電圧の最高値近傍の電圧値に設定されていることを
   特徴とする請求項４記載の放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 前記インバータ回路に入力される電圧の
   最大値を検出し、該最大値電圧から前記第２のデッドタ
   イム電圧値を決定する手段を設けたことを特徴とする請
   求項４記載の放電灯点灯装置。