JP2002075674A

JP2002075674A - 放電灯駆動装置

Info

Publication number: JP2002075674A
Application number: JP2000259031A
Authority: JP
Inventors: Eiji Abe; 英治阿部; Toshihiro Shibata; 利弘芝田
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【課題】点灯時における外面電極蛍光ランプのチラツ
キ発生、および電流容量オーバーの発生などの問題が解
消され、安定性のすぐれた発光を得ることができる放電
灯駆動装置の提供。【解決手段】直流電源７に直列に接続される矩形波ス
イッチング回路８と、前記矩形波スイッチング回路８か
ら出力される駆動信号Ａ、Ｂを入力する並列に配置され
た複数のパルストランス９ａ、９ｂ、９ｃと、前記各パ
ルストランス９ａ、９ｂ、９ｃの二次側端子間にそれぞ
れ接続配置された蛍光ランプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃと
を有する放電灯駆動装置であって、前記矩形波スイッチ
ング回路８は、位相をタイミングシフトして駆動信号Ａ
_１、Ａ_２、Ａ_３、Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３を出力するように構
成され、かつ蛍光ランプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、少
なくとも一方の放電電極が発光管外周面設けられている
外面電極蛍光ランプであることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電流容量を抑制し
ながら、安定した点灯が可能なバックライト用光源など
に適する放電灯駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばパーソナルコンピューター、ワ
ードプロセッサーなどに使用される液晶表示装置は、パ
ーソナルコンピューターなどの普及とともに、高性能、
長寿命化が要求されている。そして、それらの構成にお
いて、バックライト用光源として、一般的に、冷陰極蛍
光ランプを使用しているが、バックライト用光源系のさ
らなる高性能化も期待されている。

【０００３】この期待に対応して、図５に構成例を一部
横断面的に示す外面電極蛍光ランプが開発されている。
すなわち、内壁面に蛍光体皮膜１が形成され、かつ希ガ
スなどの放電媒体が気密に封入されたガラス管２と、前
記ガラス管２の一端側にリード端子３を導出して封装さ
れた内部電極４と、前記ガラス管２の外周面に、管軸方
向ほぼ全長に亘って所要のピッチで螺旋状に捲装された
外部電極５とを有する外面電極蛍光ランプが使用されつ
つある。

【０００４】ここで、ガラス管２は、外径１．２〜１
０．０ｍｍ程度、長さ５０〜６００ｍｍ程度で、放電媒
体としてたとえばキセノンガスを主体とした希ガス、も
しくは水銀−希ガス系が封入されている。なお、図５に
おいて、５ａは外部電極５のリード端子、６は外部電極
５の捲装面を被覆する透光性の熱収縮チューブである。

【０００５】上記外面電極蛍光ランプは、リード端子３
を介して内部電極４、およびリード端子５ａを介して外
部電極５に、所要の矩形波電圧（たとえば１〜３ＫＶ）
を印加し、矩形波スイッチング回路およびパルストラン
スを介して入力電流を流すと、両電極４、５による放電
が開始し、ガラス管２内で紫外線を放射する。こうして
放射された紫外線が、ガラス管２内壁面の蛍光体皮膜１
によって可視光線に変換され、発光効率が良好で、安定
した点灯が行われる蛍光ランプとして機能する。

【０００６】上記のような外面電極蛍光ランプの複数個
を並列ないし平面的に配置し、発光面を広大化するバッ
クライト用光源おいては、図６に示すような点灯・駆動
回路の構成が採られている。すなわち、直流電源７に直
列に接続される矩形波スイッチング回路８と、前記矩形
波スイッチング回路８から出力される駆動信号を入力す
る並列に配置された複数のパルストランス９ａ、９ｂ、
９ｃと、前記各パルストランス９ａ、９ｂ、９ｃの二次
側Ｌ_２端子間にそれぞれ接続配置された外面電極蛍光ラ
ンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃとを有する放電灯駆動装置
が使用されている。

【０００７】ここで、矩形波スイッチング回路（インバ
ータ駆動信号ユニット）８は、スイッチング機構１１
ａ、１１ｂ、１１ｃを介してパルストランス９ａ、９
ｂ、９ｃの一次端子Ｌ_１側に接続する。つまり、駆動信
号回路８から出力される駆動信号Ａ、Ｂは、各スイッチ
ング機構１１ａ、１１ｂ、１１ｃのスイッチＳ_１がオン
で、Ｓ_２がオフのときはコンデンサＣ_２側に、また、ス
イッチＳ_１がオフで、Ｓ_２がオンのときはコンデンサＣ
_１側にと、交互に繰り返して電流が流れ、コンデンサＣ
_１およびコンデンサＣ_２が電源として機能して、パルス
トランス９ａ、９ｂ、９ｃに入力される構成を採ってい
る。

【０００８】そして、この放電灯点灯方式の場合、外面
電極蛍光ランプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃを点灯・駆動す
ると、駆動信号回路８から出力される駆動信号Ａ、Ｂ
は、図７に示すタイミングチャートのように、各スイッ
チング機構１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介してパルストラ
ンス９ａ、９ｂ、９ｃに、同タイミングで入力電流が流
れる。つまり、外面電極蛍光ランプ１０ａ、１０ｂ、１
０ｃに対して、図８に示すような電圧波形および電流波
形（パルストランス波形）の電力が印加・入力される。
したがって、外面電極蛍光ランプ１０ａ、１０ｂ、１０
ｃに対して、図９に示すような入力電流波形が、同タイ
ミングで入力電流として流れる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、複数個
の外面電極蛍光ランプを点灯する従来の放電灯駆動装置
の場合は、同タイミングで入力電流波形が各外面電極蛍
光ランプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃに流れる。すなわち、
同タイミングで各外面電極蛍光ランプ１０ａ、１０ｂ、
１０ｃを点灯・駆動するため、同じ位相で電流が流れて
ピーク電流が高くなる。そして結果的に、所要の入力電
流を供給できなくなり、外面電極蛍光ランプ１０ａ、１
０ｂ、１０ｃのチラツキ発生や、直流電源７の電流容量
オーバー、放電灯駆動装置の故障などの問題が生ずる。

【００１０】ここで、外面電極蛍光ランプ１０ａ、１０
ｂ、１０ｃのチラツキ発生は、安定した高品質の画像を
要求される液晶表示装置などのバックライト光源に不向
き化する。つまり、矩形波点灯駆動することにより、発
光効率の向上が図れると云う外面電極蛍光ランプの特長
を十分生かせないことになる。そして、このチラツキ発
生は、装着する外面電極蛍光ランプの構成に拘わらず
（一方の放電電極が発光管外周面に設けられている場
合、あるいは両放電電極が発光管外周面に互いに分離し
て設けられている場合）、いずれの場合も安定した発光
性が損なわれる。

【００１１】また、直流電源７の電流容量オーバーは、
放電灯駆動装置の故障発生を招来する恐れとなり、バッ
クライトユニットの信頼性や長寿命化、強いては液晶表
示装置の信頼性や長寿命化などを損なうことになる。な
お、電流容量オーバーの問題は、駆動装置の電源回路部
品の大容量化などで対応することもできるが、放電灯駆
動装置全体のコンパクト化が損なわれるので、実用的な
対策とはいえない。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、点灯時における外面電極蛍光ランプのチラツキ発
生、および電流容量オーバーの発生などの問題が解消さ
れ、効率よく、かつ安定性のすぐれた発光を得ることが
できる放電灯駆動装置の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、直流
電源に直列に接続される矩形波スイッチング回路と、前
記矩形波スイッチング回路から出力される駆動信号を入
力する並列に配置された複数のパルストランスと、前記
各パルストランスの二次側端子間にそれぞれ接続配置さ
れた蛍光ランプとを有する放電灯駆動装置であって、前
記矩形波スイッチング回路は、位相をタイミングシフト
して駆動信号を出力するように構成され、かつ蛍光ラン
プは少なくとも一方の放電電極が発光管外周面に設けら
れていることを特徴とする放電灯駆動装置である。

【００１４】すなわち、この発明に係る放電灯駆動装置
は、少なくとも一方の放電電極が発光管外周面に設けら
れた外部電極蛍光ランプの複数個を同時に安定点灯させ
るために、矩形波スイッチング回路を介して各蛍光ラン
プに対して駆動信号を送る（入力する）に当たり、その
駆動信号を形成する矩形波の位相を相対的にズラしたこ
とを骨子とする。換言すると、放電灯駆動装置の電流容
量を増やすことに伴うコンパクト化への支障を避ける一
方、駆動信号（矩形波電圧）のタイミングをシフトさせ
ることにより、大容量のピーク電流の流れを回避して、
チラツキのない安定した点灯を可能とするものである。

【００１５】請求項１の発明において、直流電源に直列
に接続される矩形波スイッチング回路は、たとえばマイ
クロコンピュータと、発振器などとを具備したものであ
る。そして、この矩形波スイッチング回路から出力さ
れ、対応するパルストランスに対する駆動信号（矩形波
・パルス）の位相をシフトさせる手段は、パルストラン
スに対応する各駆動信号を別々に位相シフトを制御する
方式、あるいは一括的に位相シフトを制御する方式のい
ずれでもよい。そして、この位相シフトは、一般的に１
〜２０μｓｅｃ程度でよい。

【００１６】請求項１の発明において、矩形波スイッチ
ング回路から出力される駆動信号を入力する各パルスト
ランスは、この種放電灯の点灯駆動に、一般的に使用さ
れているもので、リケージインダクタンスが０．１〜３
０％程度である。そして、矩形波スイッチング回路から
の駆動信号は、バラストとして機能するコンデンサを介
して一次側コイルに駆動信号が入力され、二次側コイル
との間で高電圧化された電力が蛍光ランプに入力する。

【００１７】つまり、駆動信号回路（矩形波スイッチン
グ回路）から出力される駆動信号Ａ、Ｂは、各スイッチ
ング機構の一方のスイッチがオンで、他方のスイッチが
オフのときは第２コンデンサ側に、また、一方のスイッ
チがオフで、他方のスイッチがオンのときは第１のコン
デンサ側にと、交互に繰り返して電流が流れ、両コンデ
ンサが電源として機能して、対応する各パルストランス
に入力される。そして、パルストランスで高電圧化され
た電力が蛍光ランプに入力する構成を採っている。な
お、蛍光ランプは、外面電極蛍光ランプが装着される。
ここで、蛍光ランプは、一方の放電電極が発光管内に封
装され、他方の放電電極が発光管外周面に配置された構
成、あるいは両放電電極が発光管外周面に離隔して対向
配置された構成のいずれでもよい。

【００１８】請求項１の発明では、少なくとも一方の放
電電極が発光管（ガラス管）外周面に設けられている外
面電極蛍光ランプを、共通の矩形波スイッチング回路に
よって駆動・点灯するに当たって、各蛍光ランプに対す
る駆動信号が位相ズレ（位相シフト）して出力される。
つまり、同タイミングで各駆動信号が蛍光ランプ側に出
力されないので、電流容量オーバーの恐れがなくなり、
全体的に安定した点灯が容易に維持される。

【００１９】

【発明の実施形態】以下、図１、図２、図３および図４
を参照して実施例を説明する。

【００２０】図１は、実施例に係る放電灯駆動装置の概
略構成を示す回路図である。図１において、７は直流電
源、８は前記直流電源７に直列に接続される矩形波スイ
ッチング回路、９ａ、９ｂ、９ｃは、前記矩形波スイッ
チング回路８から出力される駆動信号を入力する並列に
配置されたパルストランスである。また、１０ａ、１０
ｂ、１０ｃは、前記各パルストランス９ａ、９ｂ、９ｃ
の二次側Ｌ_２端子間にそれぞれ接続配置された外面電極
蛍光ランプである。なお、この外面電極蛍光ランプは、
上記図５に図示した場合と同様の構成と成っている。

【００２１】ここで、矩形波スイッチング回路（インバ
ータ駆動信号ユニットないし駆動信号回路）８は、スイ
ッチング機構１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介してパルスト
ランス９ａ、９ｂ、９ｃの一次端子Ｌ_１側に接続し、か
つ矩形波スイッチング回路８からは、駆動信号が位相を
シフトされて出力する。つまり、インバータ駆動信号ユ
ニット８から出力される駆動信号Ａ、Ｂは、外面電極蛍
光ランプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃに対応し、位相シフト
されてＡ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３として、対
応するスイッチング機構１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介し
てパルストランス９ａ、９ｂ、９ｃに送られる構成を採
っている。

【００２２】さらに言及すると、矩形波スイッチング回
路８から出力される駆動信号Ａ、Ｂは、位相シフトされ
てＡ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３として、対応す
る各スイッチング機構１１ａ、１１ｂ、１１ｃ側に出力
され、それらのスイッチＳ_１がオンでＳ_２がオフのとき
はコンデンサＣ_２側に、また、スイッチＳ_１がオフでＳ
_２がオンのときはコンデンサＣ_１側にと、交互に繰り返
して電流が流れ、各コンデンサＣ_１、Ｃ_２が電源として
機能して、パルストランス９ａ、９ｂ、９ｃに入力され
る。

【００２３】次ぎに、この放電灯駆動装置の点灯・駆動
について説明する。外面電極蛍光ランプ１０ａ、１０
ｂ、１０ｃを点灯するために矩形波スイッチング回路８
を動作させると、駆動信号を制御出力する矩形波スイッ
チング回路８から駆動信号Ａ、Ｂは、位相をシフトされ
た駆動信号Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３が出力
され、図２に示すタイミングチャートのように、各スイ
ッチング機構１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介してパルスト
ランス９ａ、９ｂ、９ｃに入力電流が流れる。

【００２４】つまり、外面電極蛍光ランプ１０ａ、１０
ｂ、１０ｃに対して、図３に示すような電圧波形および
電流波形の電力が、それぞれタイミングシフトして印加
される。したがって、外面電極蛍光ランプ１０ａ、１０
ｂ、１０ｃに対しては、図４に示すような入力電流波形
で、それぞれタイミングシフトした入力電流が流れる。

【００２５】上記したように、この実施例においては、
各外面電極蛍光ランプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、位相
をシフトして駆動信号Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ｂ_１、Ｂ_２、
Ｂ_３が入力されることにより、図４に示すように入力電
流波形も低くなって、ピーク電流は、同タイミングで駆
動信号を入力（同タイミングで動作）した場合に較べて
低くなる。つまり、電流容量オーバーを招来する恐れも
なくなって、チラツキの発生など解消された安定した光
源として機能する。

【００２６】本発明は、上記実施例に限定されるもので
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を
採ることができる。たとえば、蛍光ランプ数は、２個も
しくは４個以上であってもよい。また、外面電極蛍光ラ
ンプは、両放電電極がガラス管外周面に対向配置された
構成を採ったものでもよい。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、共通の矩形波
スイッチング回路によって、複数個の蛍光ランプを駆動
・点灯するに当たり、各蛍光ランプに対する駆動信号が
位相ズレ（位相シフト）して出力されるため、ピーク電
流が低く抑えられる。つまり、同タイミングで各駆動信
号が蛍光ランプ側に出力されないので、電流容量オーバ
ーの恐れがなくなり、全体的に、チラツキの発生など解
消された安定した点灯が容易に行われる放電灯駆動装置
を提供できる。

【００２８】ここで、外面電極蛍光ランプなどのチラツ
キの発生を解消できること、安定した点灯が容易に維持
されること、電流容量オーバーに伴う装置の故障の恐れ
がなくなること、また、直流電源・回路部の大形化を要
しないことなどは、バックライト用光源として、液晶表
示装置の高性能化ないし高品質化に大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る放電灯駆動装置の概略構成を示す
回路図。

【図２】実施例に係る放電灯駆動装置における駆動信号
波形の位相シフトの状態を模式的に示す波形図。

【図３】実施例に係る放電灯駆動装置における電圧波形
および電流波形の位相シフトの状態を模式的に示す波形
図。

【図４】実施例に係る放電灯駆動装置における入力電流
波形を模式的に示す波形図。

【図５】外部電極蛍光ランプの要部構成例を示す一部横
断面図。

【図６】従来の放電灯駆動装置の概略構成を示す回路
図。

【図７】従来の放電灯駆動装置における駆動信号波形の
状態を模式的に示す波形図。

【図８】従来の放電灯駆動装置における電圧波形および
電流波形の状態を模式的に示す波形図。

【図９】従来の放電灯駆動装置における入力電流波形を
模式的に示す波形図。

【符号の説明】

７……直流電源８……矩形波スイッチング回路９ａ、９ｂ、９ｃ……パルストランス１０ａ、１０ｂ、１０ｃ……外面電極蛍光ランプ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ……スイッチング機構Ａ、Ｂ……同タイミング駆動信号Ａ_１、Ａ_２、Ａ_３、Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_３……位相シフト駆
動信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源に直列に接続される矩形波スイ
ッチング回路と、前記矩形波スイッチング回路から出力
される駆動信号を入力する並列に配置された複数のパル
ストランスと、前記各パルストランスの二次側端子間に
それぞれ接続配置された蛍光ランプとを有する放電灯駆
動装置であって、前記矩形波スイッチング回路は、位相
をタイミングシフトして駆動信号を出力するように構成
され、かつ蛍光ランプは少なくとも一方の放電電極が発
光管外周面に設けられていることを特徴とする放電灯駆
動装置。