JP2001267093A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JP2001267093A
JP2001267093A JP2000121798A JP2000121798A JP2001267093A JP 2001267093 A JP2001267093 A JP 2001267093A JP 2000121798 A JP2000121798 A JP 2000121798A JP 2000121798 A JP2000121798 A JP 2000121798A JP 2001267093 A JP2001267093 A JP 2001267093A
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discharge lamp
circuit
dimming
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lighting device
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Eiji Abe
英治 阿部
Toshihiro Shibata
利広 芝田
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Harison Toshiba Lighting Corp
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Abstract

(57)【要約】 [課題] 調光信号を印加可能に接続した同期回路4を
パルストランス5の1次側に設け、調光周波数とスイッ
チング周波数を同期動作させることにより放電灯6を調
光可能にする。 [解決手段] 矩形波点灯する外部電極式の放電灯6と
パルストランス5の2次側の巻線とで閉回路を構成して
いる。また、直流電源1と、この直流電源1から出力さ
れる直流電圧を矩形波に整形するスイッチング回路2と
同期回路4とパルストランス5の1次側の巻線とで閉回
路を構成している。同期回路4には調光信号を印加可能
に調光制御回路3を接続している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータ等に使用される液晶表示装置の背面光源として用
いる外部電極式の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に
関し、詳しくは矩形波電圧で放電灯を調光点灯する放電
灯点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、放電灯を調光点灯させる放電灯点
灯装置の1例を図11を参照にして説明すると、調光信
号を出力する調光制御回路3を直流電源1に接続し、直
流電源1に矩形波スイッチング回路2と、この矩形波ス
イッチング回路2の出力を高圧パルス電圧に変換するパ
ルストランス5と、パルストランス5の2次側に接続さ
れた片極外部電極式の放電灯6とより構成されている。
そして、直流電源1を投入すると、スイッチング回路2
を構成するスイッチング素子が所定の周波数でオンオフ
動作をし、スイッチング回路2に印加された直流電圧を
矩形波電圧に整形する。所定周波数でスイッチング回路
2が起動後、調光制御回路3より調光信号を直流電源1
に直接入力し、放電灯6の照度が所定値となるように調
光を行っていた。
【0003】この場合のタイミングを図4(a)、
(b)及び(d)を用いて説明する。図4(a)はスイ
ッチング回路2の出力波形、図4(b)は調光信号の電
圧波形、図4(d)は放電灯6のランプ電圧波形であ
る。図4(a)、(b)に示すように、スイッチング回
路2がオンオフ動作中に調光信号を直流電源1に入力す
ると、図4(a)、(d)に示すように、調光信号が立
ち上がり直後にランプ電圧が立ち上がり、放電灯6は点
灯する。調光信号がオフした場合は、ランプ電圧は調光
信号に追従し、ランプ電圧はオフになる。
【0004】又、特開平7−73987号公報に示すよ
うに、直流電源に複数のスイッチング素子を有するスイ
ッチング電源回路を接続し、トランスの2次側の巻線と
放電灯を並列に接続し、さらに放電灯に調光回路を接続
して構成し、直流電源よりトランスの1次側に電源を投
入すると、スイッチング素子間のオンするタイミングの
ずれによりスイッチング周波数を低くし、トランスの2
次側の巻線から周波数の低い高周波電流の全てを放電灯
に流して全光点灯させて所定の照度を得、次に調光回路
のトランジスタにPWM信号を印加してトランジスタを
オンオフ制御し、オン期間に放電灯点灯電力を減少させ
て照度を所定値となるよう調光回路のトランジスタをP
WM制御するようにした放電灯点灯装置が提案されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術のうち図
11に示されるものは、調光信号のオンによりランプ電
圧波形は立ち上がり、調光信号のオフによりランプ電圧
は立ち下がるため、ランプ電圧波形が維持している場合
であっても、調光信号のオンオフにより、ランプ電圧は
急に立ち上がったり、立ち下がったりする。つまり、調
光信号のオンオフと同時にランプ電圧もオンオフするた
め、放電灯に中途半端な電流が流れ、放電灯にちらつき
等を生じ不安定な点灯状態になるという問題点があっ
た。このことは、図11に示される放電灯点灯装置を用
いて調光信号のオンオフしたときのランプ電圧波形を表
わした図12〜図15によっても明白に裏付けられる。
すなわち、図12及び図13は調光信号をオフからオン
したときのランプ電圧波形を表わし、図14及び図15
は調光信号をオンからオフしたときのランプ電圧波形を
示すが、調光信号のオン若しくはオフと同時にランプ電
圧もオン若しくはオフし、調光信号のオン時の最初の波
形とオフ時の最後の波形が不完全であり、全体として完
全なランプ電圧波形になっていないため、調光時に放電
灯が安定点灯しないという不具合があった。
【0006】又、特開平7−73987号公報開示の放
電灯点灯装置は、調光回路のトランジスタのベースにP
WM信号を印加して、2次側の巻線から放電灯に供給さ
れる電力の一部を調光回路のトランジスタ側に吸収させ
て放電灯の消費電力を減少させる構成であるので、本発
明とは構成を別異にし、進歩性等を論じる対象とはなら
ない。
【0007】本発明は、調光の際に放電灯に安定して電
圧を供給する同期回路を用いることにより、如何なるタ
イミングでPWM調光を入力しても、一定のランプ電圧
波形を出力可能とし、調光時の安定動作をさせ、放電灯
点灯時のちらつきや不安定動作を無くし、従来は不可能
であった外部電極式の放電灯の調光を可能にすることを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のうち請求項1記載の発明は、ランプ電流を通
電されて矩形波点灯する放電灯とパルストランスの2次
側の巻線とで閉回路を構成し、直流電源と、該直流電源
から出力される直流電圧を矩形波に整形するスイッチン
グ回路と、同期回路と、該同期回路の出力側に接続され
た前記パルストランスの1次側の巻線とで閉回路を構成
し、前記同期回路には前記同期回路に前記調光信号を印
加可能に調光制御回路を接続し、調光周波数とスイッチ
ング周波数を同期動作させるように構成してなることを
特徴とする。
【0009】本発明のうち請求項2記載の発明は、ラン
プ電流を通電されて矩形波点灯する放電灯とパルストラ
ンスの2次側の巻線とで閉回路を構成し、直流電源と、
該直流電源から出力される直流電圧を矩形波に整形する
スイッチング回路と、該スイッチング回路の出力側に接
続された前記パルストランスの1次側の巻線とで閉回路
を構成してなる放電灯点灯装置において、前記スイッチ
ング回路に同期回路を接続すると共に、該同期回路に前
記調光信号を印加可能に調光制御回路を接続し、調光周
波数とスイッチング周波数を同期動作させるように構成
してなることを特徴とする。
【0010】本発明のうち請求項3記載の発明は、放電
灯が、放電灯を構成する複数の電極のうち、少くとも1
の電極がバルブ外面に設けられた外部電極式の放電灯で
あることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図を参照にして本発明の実
施の形態について説明する。
【0012】図1は本発明の実施の形態の1例における
回路図、図2は本実施の形態で用いる片極外部電極式の
放電灯を示す一部切欠正面図、図3は図2の放電灯の断
面図、図4(a)、(b)、(c)は動作説明のための
動作波形図である。まず、図1に示す回路図により回路
構成を説明する。図1において、放電灯点灯装置は、直
流電源1と、直流電源1から出力する直流電圧を矩形波
にするスイッチング回路2と、調光制御回路3よりPW
M信号を印加可能に接続した同期回路4と、パルストラ
ンス5の1次側の巻線とで閉回路を形成し、パルストラ
ンス5の2次側の巻線と片極外部電極式の放電灯6とで
閉回路を形成して構成されている。片極外部電極式の放
電灯として、本実施の形態では、図2及び図3に示すよ
うに密閉された放電空間を構成するガラスバルブ7の内
面に蛍光体被膜8を被着形成し、ガラスバルブ7の一端
に内部電極9を封着し、ガラスバルブ7の外面には金属
線を螺旋状に巻着した外部電極10を設け、さらに外面
に透光性樹脂フィルム11を巻着して形成されたものを
用いる。放電灯は、図2及び図3に示される片極外部電
極式の放電灯に限定せず、複数の電極のうち、少くとも
1の電極がガラスバルブ外面に設けられた片極外部電極
式放電灯や、両極がガラスバルブ外面に設けられた外部
電極式放電灯が考えられる。
【0013】次に動作について説明する。直流電源1よ
り電源が供給されると、スイッチング回路2に直流電圧
が印加される。スイッチング回路2は所定周波数の高周
波でオンオフ動作をし、このスイッチング回路2からは
図4(a)に示す矩形波電圧を出力する。1次側で発生
した矩形波電圧は、パルストランス5を介して2次側と
1次側の巻線の巻数比に対応して昇圧した矩形波電圧が
2次側に発生し、放電灯6に印加され、放電灯6は点灯
する。
【0014】スイッチング回路2がオン若しくはオフの
いずれの動作期間中に於いても、PWM信号を同期回路
4に印加すると、出力のタイミングが制御され、出力波
形が入力波形と1対1に対応する。つまり、図4(a)
〜(c)に示すようにスイッチング回路2が立ち上がっ
たときで、且つPWM信号がオンのときにのみランプ電
圧波形を維持し、またPWM信号がオフしてもランプ電
圧波形を維持して、ランプ電圧波形を入力側と同期させ
安定波形にする。従って、スイッチング回路2がオン若
しくはオフのいずれの動作期間中で、調光信号を入力さ
れても安定したランプ電圧波形が維持され、放電灯のち
らつきをなくし安定点灯する。
【0015】図2に示される放電灯点灯装置を用いて、
調光信号をオンオフしたときのランプ電圧波形を図5〜
図8に示した。図5及び図6は調光信号をオフからオン
にしたときのランプ電圧波形を示し、図7及び図8は調
光信号をオンからオフにしたときのランプ電圧波形を示
す。これらの図より調光信号をオンした場合も、オフし
た場合も共に完全な電圧波形になっていることが判か
る。それゆえ、スイッチング回路2に如何なるタイミン
グで調光信号をオンオフしても安定したランプ電圧波形
を得ることができる。
【0016】図9に示される他の実施の形態について説
明する。図9に示される放電灯点灯装置は、直流電源1
に、直流電源1から出力する直流電圧を矩形波にするス
イッチング回路2を接続し、このスイッチング回路2に
パルストランス5の1次側の巻線を並列に接続してい
る。スイッチング回路2には同期回路4が接続され、こ
の同期回路4には調光制御回路3よりPWM信号を印加
可能に接続されている。パルストランス5の2次側の巻
線と片極外部電極式の放電灯6は並列に接続されてい
る。
【0017】次に動作について説明する。直流電源1が
投入されるとスイッチング回路2が所定周波数でオンオ
フ動作をし、直流電圧を矩形波電圧に整形する。調光制
御回路3より同期回路4にPWM信号を印加すると、出
力のタイミングを制御し、図4(a)〜(c)に示すよ
うにスイッチング回路2の電圧波形がオン若しくはオフ
時のいずれであってもランプ電圧波形を安定波形に維持
する。本実施の形態における放電灯点灯装置に関して
も、調光信号をオンオフしたときのランプ電圧波形は図
5〜図8に示す図と全く同様であった。スイッチング回
路2に如何なるタイミングで調光信号をオンオフして
も、安定したランプ電圧波形を得、放電灯6はちらつき
のない安定点灯をする。
【0018】図1及び図9に示す放電灯点灯装置におけ
る調光時の放電灯ちらつき評価を図10に示す。比較の
ために、図11に示す従来の調光式放電灯点灯装置に関
しても調光時の放電灯ちらつき評価をした。点灯状態は
目視により確認し、○は安定点灯を、△はちらつきを、
×は大きなちらつき(点滅)を表わす。調光信号のオン
期間とオフ期間とのデューティー比別に、放電灯の点灯
状態を確認した。尚、調光周波数は100Hzに設定し
て行った。図10より、従来の直流電源に直接PWM信
号を印加する方式であると、デューティー比が99%以
下でもちらつきが発生するのに対し、本発明の実施の形
態における同期回路を用い、PWM信号を同期回路に印
加する方式であるとデューティー比が1〜100%まで
調光が可能になることが確認できた。
【0019】
【発明の効果】本発明は、調光信号を印加可能に接続し
た同期回路をパルストランスの1次側に設けたので、パ
ルストランスの2次側に設けた放電灯はちらつきのない
安定的な点灯をするという効果がある。又、従来不可能
であった外部電極式の放電灯を調光可能にしたという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】放電灯点灯装置の実施の形態における回路構成
図である。
【図2】図1の回路に用いる放電灯を示す一部切欠正面
図である。
【図3】図2の放電灯の断面図である。
【図4】動作波形図である。
【図5】調光信号がオフからオンに移行するときにラン
プ電圧波形を示す図である。
【図6】調光信号がオフからオンに移行するときにラン
プ電圧波形を示す図である。
【図7】調光信号がオンからオフに移行するときのラン
プ電圧波形を示す図である。
【図8】調光信号がオンからオフに移行するときのラン
プ電圧波形を示す図である。
【図9】放電灯点灯装置の他の実施の形態における回路
構成図である。
【図10】調光時の放電灯のちらつき状態を表に示した
図である。
【図11】従来の調光式の放電灯点灯装置における回路
構成図である。
【図12】図11に示される放電灯点灯装置を用いて、
調光信号がオフからオンに移行するときのランプ電圧波
形を示す図である。
【図13】図11に示される放電灯点灯装置を用いて、
調光信号がオフからオンに移行するときのランプ電圧波
形を示す図である。
【図14】図11に示される放電灯点灯装置を用いて、
調光信号がオンからオフに移行するときのランプ電圧波
形を示す図である。
【図15】図11に示される放電灯点灯装置を用いて、
調光信号がオンからオフに移行するときのランプ電圧波
形を示す図である。
【符号の説明】
1 直流電源 2 スイッチング回路 3 調光制御回路 4 同期回路 5 パルストランス 6 放電灯

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ランプ電流を通電されて矩形波点灯する
    放電灯とパルストランスの2次側の巻線とで閉回路を構
    成し、直流電源と、該直流電源から出力される直流電圧
    を短形波に整形するスイッチング回路と、同期回路と、
    該同期回路の出力側に接続された前記パルストランスの
    1次側の巻線とで閉回路を構成し、前記同期回路には前
    記同期回路に前記調光信号を印加可能に調光制御回路を
    接続し、調光周波数とスイッチング周波数を同期動作さ
    せるように構成したことを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 【請求項2】 ランプ電流を通電されて矩形波点灯する
    放電灯とパルストランスの2次側の巻線とで閉回路を構
    成し、直流電源と、該直流電源から出力される直流電圧
    を矩形波に整形するスイッチング回路と、該スイッチン
    グ回路の出力側に接続された前記パルストランスの1次
    側の巻線とで閉回路を構成してなる放電灯点灯装置にお
    いて、前記スイッチング回路に同期回路を接続すると共
    に、該同期回路に前記調光信号を印加可能に調光制御回
    路を接続し、調光周波数とスイッチング周波数を同期動
    作させるように構成したことを特徴とする放電灯点灯装
    置。
  3. 【請求項3】 上記放電灯が、該放電灯を構成する複数
    の電極のうち、少くとも1の電極がバルブ外面に設けら
    れた外部電極式の放電灯であることを特徴とする請求項
    1又は2記載の放電灯点灯装置。
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Cited By (4)

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