JP2004119206A - Discharge lamp lighting device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting device in which a long-length cold cathode tube for a backlight such as a large-sized liquid crystal monitor can be driven by reducing hardware scale and manufacturing cost while this is constituted of a less number of components without requiring a triangular wave generating circuit. <P>SOLUTION: This device is provided with a direct-current power source 1, a PNP type bipolar transistor 2 as a switch means, a diode 3 for current reflux, an inductor 4 for choking, a Royer type inverter 5, a ballast capacitor 6, a discharge lamp 7 such as a cold cathode tube or a rare gas discharge lamp, a resistor 8 as a current detecting means, a voltage conversion circuit 9 as a voltage conversion means, a diode 10 as a voltage limiting element, a comparator 11 as a comparing means, the reference voltage source 12, and a resistor 13 and a resistor 14 for base biases. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯点灯装置に関し、特に、大型液晶モニタ等のバックライト用冷陰極管を駆動する放電灯点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
大型液晶モニタや壁掛け液晶テレビのバックライト用として全長1mクラスの長尺冷陰極管が使用される。一般に冷陰極管などの放電灯は、点灯開始電圧を過ぎると急激に管電流が増加するために定電流駆動が望ましく、従来、ロイヤー形インバータに代表されるトランスを用いて高電圧を得るインバータは、出力インピーダンスが低く定電圧駆動となるため、インバータと放電灯との間にインピーダンス素子である小容量高耐圧のバラストコンデンサを直列に挿入してインバータの見かけ上の出力インピーダンスを大きくし、定電流駆動に近づけて点灯を行っていた。バラストコンデンサの容量については、放電灯のインピーダンスに比べて充分大きくする必要があるため、冷陰極管の場合には数pFから数10pF程度の値となる。インバータのトランスの出力電圧は、放電灯の両端の管電圧とバラストコンデンサの両端の電圧とのベクトル和であって、一般的に管電圧の2.5倍以上の電圧が必要となる。1mクラスの長尺冷陰極管の点灯に必要な管電圧が1KV以上であるため、インバータの出力電圧即ちトランスの出力電圧として2.5kV以上が必要となる。ところが、一般的な安価な小型トランスは、耐圧が1.5kV程度であるので耐圧が不足し、2.5kV以上の耐圧のトランスは、高価かつ大型であって使用することができない。そこで、従来例の放電灯点灯装置では、放電灯の管電流をフィードバックしてインバータの出力インピーダンスを増大させ、インバータの出力電圧としては点灯に必要な管電圧程度で済むようにして、安価な低耐圧の小型トランスを使用できるようにしている。(例えば、特許文献1参照。)
図3に示すように、従来例の放電灯点灯装置は、直流電源101と、スイッチ手段としてのPNP形バイポーラトランジスタ102と、電流還流用のダイオード103と、チョーク用のインダクタ104と、ロイヤー形のインバータ105と、バラストコンデンサ106と、放電灯107と、管電流検出用の抵抗108と、整流平滑回路109と、コンパレータ110と、三角波発生回路111と、抵抗112と、を備えている。
【0003】
インバータ105は、トランス1051と、共振用のコンデンサ1052と、プッシュプルスイッチング用のNPN形バイポーラトランジスタ1053及びNPN形バイポーラトランジスタ1054と、ベースバイアス用の抵抗1055と、から構成されている。
【0004】
そして、直流電源101の電圧がPNP形バイポーラトランジスタ102とダイオード103とにより断続され、インダクタ104により出力電流が平滑されて、インバータ105の電源電圧として供給され、インバータ105の交流出力電圧によりバラストコンデンサ106を介して放電灯107が点灯され、放電灯107に流れる管電流が抵抗108により電圧に変換され、整流平滑回路109により直流電圧に変換されて、三角波発生回路111が出力する三角波とコンパレータ110により比較され、コンパレータ110の比較結果出力信号が抵抗112を介してPNP形バイポーラトランジスタ102のベースに与えられ、管電流が増加すればインバータ105の出力電圧が減少し、管電流が減少すればインバータ105の出力電圧が増加して、インバータ105の出力インピーダンスが増大されるようになっている。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−78180号公報(図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図3に示す従来例の放電灯点灯装置は、管電流を直流電圧に変換し、その直流電圧を三角波と比較してパルス幅変調信号をつくり、そのパルス幅変調信号によってスイッチ手段を開閉する構成となっているため、三角波を発生させるための三角波発生回路がファンクションブロックとして必要となり、素子数が多いためにハードウェア規模及びコストが増大してしまうという問題があった。
【0007】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、三角波発生回路を必要とすることなく、より少ない素子数で構成されてハードウェア規模が小さくコストが削減され、大型液晶モニタ等のバックライト用長尺冷陰極管を駆動することができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の放電灯点灯装置は、電源電圧を断続して出力するスイッチ手段と、前記スイッチ手段の出力電圧を交流電圧に変換して前記交流電圧により放電灯を点灯するインバータと、前記放電灯に流れる電流を電圧に変換して出力する電流検出手段と、前記電流検出手段の出力電圧を脈動電圧に変換して出力する電圧変換手段と、前記脈動電圧と基準電圧とを比較して前記比較の結果に基き前記スイッチ手段の前記断続の制御を行う比較手段と、を備えることを特徴とする。
【0009】
また、前記比較手段が、前記放電灯に流れる前記電流が増加するとき前記交流電圧が減少するように前記制御を行い、前記放電灯に流れる前記電流が減少するとき前記交流電圧が増加するように前記制御を行うことを特徴とする。
【0010】
また、前記電圧変換手段が、半波整流回路を備えることを特徴とする。
【0011】
また、前記電圧変換手段が、前記半波整流回路の出力端に接続される電圧制限素子を備えることを特徴とする。
【0012】
また、前記比較手段が非反転入力端及び反転入力端を有し、前記非反転入力端と前記反転入力端との間に接続される電圧制限素子を備えることを特徴とする。
【0013】
また、前記インバータが、入力バイアス電圧が前記電源電圧から供給されるスイッチングトランジスタを備えることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態の放電灯点灯装置の構成図である。図1に示すように、本発明の第1の実施の形態の放電灯点灯装置は、直流電源1と、スイッチ手段としてのPNP形バイポーラトランジスタ2と、電流還流用のダイオード3と、チョーク用のインダクタ4と、ロイヤー形のインバータ5と、バラストコンデンサ6と、冷陰極管や希ガス放電灯等の放電灯7と、電流検出手段としての抵抗8と、電圧変換手段としての電圧変換回路9と、電圧制限素子としてのダイオード10と、比較手段としてのコンパレータ11と、基準電圧源12と、ベースバイアス用の抵抗13及び抵抗14と、を備える。
【0015】
インバータ5が、プッシュプル1次巻線と2次巻線と帰還巻線とを有するトランス51と、1次巻線に並列接続されて共振動作を行う共振用のコンデンサ52と、プッシュプルスイッチング用のNPN形バイポーラトランジスタ53及びNPN形バイポーラトランジスタ54と、ベースバイアス用の抵抗55及び抵抗56と、を備える。
【0016】
電圧変換回路9が、半波整流回路95と、電圧制限素子としての定電圧ダイオード94と、を備え、半波整流回路95が、ダイオード91と、コンデンサ92と、抵抗93と、を備える。
【0017】
直流電源1の低電位側出力端が低電位側電源電圧としてのグラウンドに接続され、直流電源1の高電位側出力端がPNP形バイポーラトランジスタ2のエミッタに接続され、PNP形バイポーラトランジスタ2のコレクタがインダクタ4の一端に接続され、抵抗14がPNP形バイポーラトランジスタ2のベースとエミッタとの間に接続され、抵抗13がコンパレータ11の出力端とPNP形バイポーラトランジスタ2のベースとの間に接続され、ダイオード3のアノードがグラウンドに接続され、ダイオード3のカソードがPNP形バイポーラトランジスタ2のコレクタに接続される。
【0018】
インバータ5において、NPN形バイポーラトランジスタ53のコレクタとNPN形バイポーラトランジスタ54のコレクタとがプッシュプル1次巻線に接続され、プッシュプル1次巻線の中点がインダクタ4の他端に接続され、コンデンサ52がプッシュプル1次巻線に並列接続され、NPN形バイポーラトランジスタ53のエミッタとNPN形バイポーラトランジスタ54のエミッタとがグラウンドに接続され、NPN形バイポーラトランジスタ53のベースとNPN形バイポーラトランジスタ54のベースとが帰還巻線に接続され、抵抗55がNPN形バイポーラトランジスタ53のベースと直流電源1の高電位側出力端との間に接続され、抵抗56がNPN形バイポーラトランジスタ54のベースと直流電源1の高電位側出力端との間に接続される。
【0019】
NPN形バイポーラトランジスタ53のベース及びNPN形バイポーラトランジスタ54のベースの入力バイアス電圧を直流電源1の電源電圧から供給することでスイッチング動作が安定になる。
【0020】
また、2次巻線の一端がバラストコンデンサ6を介して放電灯7の一端に接続され、2次巻線の他端がグラウンドに接続され、放電灯7の他端が抵抗8を介してグラウンドに接続されるとともに、半波整流回路95の入力端としてのダイオード91のアノードに接続され、コンデンサ92がダイオード91のカソードとグラウンドとの間に接続され、抵抗93がコンデンサ92と並列に接続され、定電圧ダイオード94のカソードが半波整流回路95の出力端としてのダイオード91のカソードに接続され、定電圧ダイオード94のアノードがグラウンドに接続される。
【0021】
そして、コンパレータ11が非反転入力端と反転入力端とを有し、非反転入力端が電圧変換回路9の出力端としてのダイオード91のカソードに接続され、反転入力端が基準電圧源12の高電位側出力端に接続され、基準電圧源12の低電位側出力端がグラウンドに接続され、ダイオード10のアノードが非反転入力端に接続され、ダイオード10のカソードが反転入力端に接続される。
【0022】
以上の構成において、PNP形バイポーラトランジスタ2とダイオード3とが直流電源1の電源電圧を断続して出力し、インダクタ4により出力電流が平滑されてインバータ5の電源電圧として供給され、インバータ5がPNP形バイポーラトランジスタ2のコレクタの出力電圧をインダクタ4を介して交流電圧に変換して交流電圧により放電灯7を点灯する。
【0023】
そして、抵抗8が放電灯7に流れる管電流を電圧(V1)に変換して出力し、電圧変換回路9の半波整流回路95が抵抗8の出力電圧(V1)を半波整流された脈動電圧(V2)に変換して出力し、コンパレータ11が脈動電圧(V2)と基準電圧源12の基準電圧(VREF)とを比較して出力端から比較の結果である比較結果出力信号(V3)を出力し、比較結果出力信号(V3)に基きPNP形バイポーラトランジスタ2の断続の制御を行う。
【0024】
コンパレータ11の比較結果出力信号(V3)は、脈動電圧(V2)が基準電圧(VREF)以上のとき電源電圧レベルとなり、脈動電圧(V2)が基準電圧(VREF)未満のときグラウンドレベル(0V)となる。
【0025】
定電圧ダイオード94は、放電灯7に瞬間的に大電流が流れた場合にコンデンサ92が過充電されて動作が不安定になるのを防止するためのダイオードであり、ダイオード10も、コンパレータ11に過大入力が加わって動作が不安定になるのを防止するためのダイオードである。定電圧ダイオード94及びダイオード10については、両方を備えても良いし、何れか一方のみを備えるようにしても良い。
【0026】
次に、図2を参照して動作を説明する。放電灯7が点灯すると、管電流により、抵抗8の出力電圧(V1)が図2(a)に示すように交流電圧波形となる。抵抗8の出力電圧(V1)がダイオード91により整流されてコンデンサ92に充電されながらコンデンサ92の電圧が抵抗93により放電されるため、電圧変換回路9の出力端からは図2(b)に示すように直流電圧に脈動成分電圧(ΔV)が重畳された脈動電圧(V2)が出力される。
【0027】
図2(c)及び図2(d)に示すように、脈動電圧(V2)が基準電圧(VREF)以上のとき比較結果出力信号(V3)が電源電圧レベルとなって、PNP形バイポーラトランジスタ2がオフして開き、PNP形バイポーラトランジスタ2のコレクタ電圧(V4)がグラウンドレベル(0V)となり、脈動電圧(V2)が基準電圧(VREF)未満のとき比較結果出力信号(V3)がグラウンドレベル(0V)となって、PNP形バイポーラトランジスタ2がオンして閉じ、PNP形バイポーラトランジスタ2のコレクタ電圧(V4)が電源電圧レベルとなる。
【0028】
なお、図2(b)に示すように、定常状態において基準電圧(VREF)が脈動電圧(V2)の脈動成分電圧(ΔV)の範囲内となるように、抵抗8、コンデンサ92、抵抗93及び基準電圧(VREF)の各定数が決定される。
【0029】
脈動電圧(V2)の波形が傾斜を有するために、管電流が増加すると、脈動電圧(V2)の振幅が増加し、脈動電圧(V2)が基準電圧(VREF)以上となる期間(toff)が、脈動電圧(V2)が基準電圧(VREF)未満となる期間(ton)に比べて増加し、インバータ5の電源電圧となるPNP形バイポーラトランジスタ2のコレクタ電圧(V4)のデューティ比が減少してインバータ5の出力電圧が下がり、管電流の増加が抑制される。
【0030】
逆に、管電流が減少すると、脈動電圧(V2)の振幅が減少し、脈動電圧(V2)が基準電圧(VREF)以上となる期間(toff)が、脈動電圧(V2)が基準電圧(VREF)未満となる期間(ton)に比べて減少し、インバータ5の電源電圧となるPNP形バイポーラトランジスタ2のコレクタ電圧(V4)のデューティ比が増加してインバータ5の出力電圧が上がり、管電流の減少が抑制される。
【0031】
このように、コンパレータ11が、放電灯7に流れる管電流が増加するとき交流電圧が減少するように制御を行い、放電灯7に流れる管電流が減少するとき交流電圧が増加するように制御を行う。
【0032】
したがって、インバータ5の出力インピーダンスが見かけ上増加することになり、増加したインピーダンスの分だけバラストコンデンサ6の容量値を大きくしてインピーダンスを小さくすることができる。
【0033】
バラストコンデンサ6のインピーダンスが小さくなると、同じ管電流の場合、バラストコンデンサ6の両端に発生する電圧が小さくなり、放電灯7の管電圧とベクトル加算したトランス51の出力電圧も低くすることができる。
【0034】
インバータ5のトランス51の出力電圧を低く設定することができるため、絶縁対策を簡略化できてトランス51や回路基板を小型化することができ、コストの低減が可能となる。
【0035】
また、従来例の放電灯点灯装置においては、管電流を脈動のない直流電圧に変換する必要があるため、整流平滑回路の時定数を大きくしなければならないのに対し、本実施の形態の放電灯点灯装置においては、脈動電圧のままで済むため、半波整流回路の時定数を小さくできる。そのため、本実施の形態の放電灯点灯装置においては、管電流の変化に対する応答時間が短いため、発振現象などが起こりにくく安定動作が可能となる。
【0036】
以上説明したように、本発明の第1の実施の形態の放電灯点灯装置によれば、安価な低耐圧の小型トランス及びバラストコンデンサを使用できることはもちろん、従来必要とされた三角波発生回路を不要とすることができ、より少ない素子数で構成されてハードウェア規模が小さくコストが削減され、大型液晶モニタ等のバックライト用長尺冷陰極管を駆動することができる放電灯点灯装置を実現することができるという効果が得られる。
【0037】
なお、本実施の形態の放電灯点灯装置においては、インバータとしてロイヤー形を例として説明したが、トランス昇圧形インバータであれば他形式であっても差し支えない。
【0038】
また、スイッチ手段としてPNP形バイポーラトランジスタを例として説明したが、比較結果出力信号の極性を反転してNPN形バイポーラトランジスタに変更することは容易であり、さらに、MOSFET、JFET等の他素子に変更することも容易である。
【0039】
【発明の効果】
本発明による効果は、三角波発生回路を必要とすることなく、より少ない素子数で構成されてハードウェア規模が小さくコストが削減され、大型液晶モニタ等のバックライト用長尺冷陰極管を駆動することができる放電灯点灯装置を実現することができることである。
【0040】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の放電灯点灯装置の構成図である。
【図2】図2(a)は、図1における電圧(V1)の波形図であり、図2(b)は、電圧(V2)の波形図であり、図2(c)は、信号(V3)の波形図であり、図2(d)は、電圧(V4)の波形図である。
【図3】従来例の放電灯点灯装置の構成図である。
【符号の説明】
1  直流電源
2  PNP形バイポーラトランジスタ
3  ダイオード
4  インダクタ
5  インバータ
51  トランス
52  コンデンサ
53  NPN形バイポーラトランジスタ
54  NPN形バイポーラトランジスタ
55  抵抗
56  抵抗
6  バラストコンデンサ
7  放電灯
8  抵抗
9  電圧変換回路
91  ダイオード
92  コンデンサ
93  抵抗
94  定電圧ダイオード
95  半波整流回路
10  ダイオード
11  コンパレータ
12  基準電圧源
13  抵抗
14  抵抗
101  直流電源
102  PNP形バイポーラトランジスタ
103  ダイオード
104  インダクタ
105  インバータ
1051  トランス
1052  コンデンサ
1053  NPN形バイポーラトランジスタ
1054  NPN形バイポーラトランジスタ
1055  抵抗
106  バラストコンデンサ
107  放電灯
108  抵抗
109  整流平滑回路
110  コンパレータ
111  三角波発生回路
112  抵抗
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp lighting device, and more particularly to a discharge lamp lighting device for driving a backlight cold cathode tube for a large liquid crystal monitor or the like.
[0002]
[Prior art]
A long cold-cathode tube having a length of 1 m is used for a backlight of a large liquid crystal monitor or a wall-mounted liquid crystal television. In general, a discharge lamp such as a cold-cathode tube is desirably driven at a constant current because the tube current sharply increases after the lighting start voltage.Conventionally, an inverter that obtains a high voltage using a transformer represented by a Royer-type inverter is conventionally used. Since the output impedance is low and the output is driven at a constant voltage, a small-capacity, high-withstand-voltage ballast capacitor, which is an impedance element, is inserted in series between the inverter and the discharge lamp to increase the apparent output impedance of the inverter. Lighting was performed close to driving. Since the capacity of the ballast capacitor needs to be sufficiently larger than the impedance of the discharge lamp, the value of the cold-cathode tube ranges from several pF to several tens pF. The output voltage of the transformer of the inverter is the vector sum of the tube voltage at both ends of the discharge lamp and the voltage at both ends of the ballast capacitor, and generally requires a voltage 2.5 times or more the tube voltage. Since the tube voltage required for lighting the long cold cathode tubes in the 1 m class is 1 KV or more, the output voltage of the inverter, that is, the output voltage of the transformer, needs to be 2.5 kV or more. However, a general-purpose inexpensive small transformer has a withstand voltage of about 1.5 kV and thus has a short withstand voltage. A transformer with a withstand voltage of 2.5 kV or more is expensive and large and cannot be used. Therefore, in the conventional discharge lamp lighting device, the output current of the inverter is increased by feeding back the tube current of the discharge lamp, and the output voltage of the inverter is reduced to about the tube voltage required for lighting. A small transformer can be used. (For example, refer to Patent Document 1.)
As shown in FIG. 3, a conventional discharge lamp lighting device includes a DC power supply 101, a PNP type bipolar transistor 102 as a switch, a current return diode 103, a choke inductor 104, and a lower type. An inverter 105, a ballast capacitor 106, a discharge lamp 107, a resistor 108 for detecting a tube current, a rectifying and smoothing circuit 109, a comparator 110, a triangular wave generating circuit 111, and a resistor 112 are provided.
[0003]
The inverter 105 includes a transformer 1051, a capacitor 1052 for resonance, NPN-type bipolar transistors 1053 and 1054 for push-pull switching, and a resistor 1055 for base bias.
[0004]
Then, the voltage of the DC power supply 101 is turned on and off by the PNP type bipolar transistor 102 and the diode 103, the output current is smoothed by the inductor 104, supplied as the power supply voltage of the inverter 105, and the ballast capacitor 106 is supplied by the AC output voltage of the inverter 105. The discharge lamp 107 is turned on through the lamp, the tube current flowing through the discharge lamp 107 is converted into a voltage by the resistor 108, converted into a DC voltage by the rectifying / smoothing circuit 109, and output by the triangular wave generation circuit 111 and the comparator 110. The comparison is performed, and the comparison result output signal of the comparator 110 is supplied to the base of the PNP-type bipolar transistor 102 via the resistor 112. If the tube current increases, the output voltage of the inverter 105 decreases. Output power There is increasing, so that the output impedance of the inverter 105 is increased.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-78180 (FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional discharge lamp lighting device shown in FIG. 3 converts a tube current into a DC voltage, compares the DC voltage with a triangular wave, generates a pulse width modulation signal, and opens and closes the switch means by the pulse width modulation signal. Therefore, a triangular wave generating circuit for generating a triangular wave is required as a function block, and there is a problem in that the number of elements is large and the hardware scale and cost are increased.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and does not require a triangular wave generating circuit, is configured with a smaller number of elements, has a small hardware scale, reduces costs, and has a large liquid crystal monitor and the like. An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device that can drive a long cold cathode tube for a backlight.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The discharge lamp lighting device according to the present invention includes a switch unit that intermittently outputs a power supply voltage, an inverter that converts an output voltage of the switch unit into an AC voltage and lights the discharge lamp with the AC voltage, A current detecting means for converting a flowing current into a voltage and outputting the voltage; a voltage converting means for converting an output voltage of the current detecting means into a pulsating voltage and outputting the pulsating voltage; Comparing means for controlling the intermittent operation of the switch means based on the result.
[0009]
Further, the comparing means performs the control such that the AC voltage decreases when the current flowing through the discharge lamp increases, and the AC voltage increases when the current flowing through the discharge lamp decreases. The above control is performed.
[0010]
Further, the voltage conversion means includes a half-wave rectifier circuit.
[0011]
Further, the voltage conversion means includes a voltage limiting element connected to an output terminal of the half-wave rectifier circuit.
[0012]
Further, the comparison means has a non-inverting input terminal and an inverting input terminal, and further includes a voltage limiting element connected between the non-inverting input terminal and the inverting input terminal.
[0013]
Further, the invention is characterized in that the inverter includes a switching transistor whose input bias voltage is supplied from the power supply voltage.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention comprises a DC power supply 1, a PNP bipolar transistor 2 as a switch, a current return diode 3, and a choke diode. An inductor 4, a lower-type inverter 5, a ballast capacitor 6, a discharge lamp 7 such as a cold cathode tube or a rare gas discharge lamp, a resistor 8 as current detection means, and a voltage conversion circuit 9 as voltage conversion means. , A diode 10 as a voltage limiting element, a comparator 11 as comparison means, a reference voltage source 12, and resistors 13 and 14 for base bias.
[0015]
An inverter 5 includes a transformer 51 having a push-pull primary winding, a secondary winding, and a feedback winding, a resonance capacitor 52 connected in parallel to the primary winding to perform a resonance operation, and a push-pull switching. , An NPN bipolar transistor 53 and an NPN bipolar transistor 54, and a base bias resistor 55 and a resistor 56.
[0016]
The voltage conversion circuit 9 includes a half-wave rectification circuit 95 and a constant voltage diode 94 as a voltage limiting element. The half-wave rectification circuit 95 includes a diode 91, a capacitor 92, and a resistor 93.
[0017]
The low-potential output terminal of the DC power supply 1 is connected to the ground as the low-potential power supply voltage, the high-potential output terminal of the DC power supply 1 is connected to the emitter of the PNP bipolar transistor 2, and the collector of the PNP bipolar transistor 2 Is connected to one end of the inductor 4, a resistor 14 is connected between the base and the emitter of the PNP bipolar transistor 2, and a resistor 13 is connected between the output terminal of the comparator 11 and the base of the PNP bipolar transistor 2. , The anode of the diode 3 is connected to the ground, and the cathode of the diode 3 is connected to the collector of the PNP bipolar transistor 2.
[0018]
In the inverter 5, the collector of the NPN-type bipolar transistor 53 and the collector of the NPN-type bipolar transistor 54 are connected to the primary push-pull winding, and the midpoint of the primary push-pull winding is connected to the other end of the inductor 4. A capacitor 52 is connected in parallel with the primary winding of the push-pull, an emitter of the NPN bipolar transistor 53 and an emitter of the NPN bipolar transistor 54 are connected to the ground, and a base of the NPN bipolar transistor 53 and the NPN bipolar transistor 54 are connected. The base is connected to the feedback winding, the resistor 55 is connected between the base of the NPN bipolar transistor 53 and the high potential output terminal of the DC power supply 1, and the resistor 56 is connected to the base of the NPN bipolar transistor 54 and the DC power supply. 1 with the high potential side output terminal It is connected to.
[0019]
The switching operation is stabilized by supplying the input bias voltage of the base of the NPN bipolar transistor 53 and the base of the NPN bipolar transistor 54 from the power supply voltage of the DC power supply 1.
[0020]
One end of the secondary winding is connected to one end of the discharge lamp 7 via the ballast capacitor 6, the other end of the secondary winding is connected to the ground, and the other end of the discharge lamp 7 is connected to the ground via the resistor 8. Connected to the anode of a diode 91 as an input terminal of a half-wave rectifier circuit 95, a capacitor 92 is connected between the cathode of the diode 91 and ground, and a resistor 93 is connected in parallel with the capacitor 92. The cathode of the constant voltage diode 94 is connected to the cathode of the diode 91 as the output terminal of the half-wave rectifier circuit 95, and the anode of the constant voltage diode 94 is connected to the ground.
[0021]
The comparator 11 has a non-inverting input terminal and an inverting input terminal. The non-inverting input terminal is connected to the cathode of a diode 91 as an output terminal of the voltage conversion circuit 9. The output terminal of the reference voltage source 12 is connected to the ground, the anode of the diode 10 is connected to the non-inverting input terminal, and the cathode of the diode 10 is connected to the inverting input terminal.
[0022]
In the above configuration, the PNP-type bipolar transistor 2 and the diode 3 intermittently output the power supply voltage of the DC power supply 1, and the output current is smoothed by the inductor 4 and supplied as the power supply voltage of the inverter 5. The output voltage of the collector of the bipolar transistor 2 is converted into an AC voltage via the inductor 4, and the discharge lamp 7 is turned on by the AC voltage.
[0023]
The resistor 8 converts the tube current flowing through the discharge lamp 7 into a voltage (V1) and outputs the voltage, and the half-wave rectifier circuit 95 of the voltage conversion circuit 9 pulsates the output voltage (V1) of the resistor 8 by half-wave rectification. The output is converted to a voltage (V2), and the comparator 11 compares the pulsation voltage (V2) with the reference voltage (VREF) of the reference voltage source 12 and outputs a comparison result output signal (V3) which is a result of the comparison from the output terminal. And controls the intermittent operation of the PNP bipolar transistor 2 based on the comparison result output signal (V3).
[0024]
The comparison result output signal (V3) of the comparator 11 becomes the power supply voltage level when the pulsation voltage (V2) is higher than the reference voltage (VREF), and the ground level (0 V) when the pulsation voltage (V2) is lower than the reference voltage (VREF). It becomes.
[0025]
The constant voltage diode 94 is a diode for preventing the capacitor 92 from being overcharged and unstable operation when a large current flows into the discharge lamp 7 instantaneously. This is a diode for preventing the operation from becoming unstable due to excessive input. As for the constant voltage diode 94 and the diode 10, both may be provided, or only one of them may be provided.
[0026]
Next, the operation will be described with reference to FIG. When the discharge lamp 7 is turned on, the output voltage (V1) of the resistor 8 has an AC voltage waveform as shown in FIG. Since the output voltage (V1) of the resistor 8 is rectified by the diode 91 and charged in the capacitor 92 while the voltage of the capacitor 92 is discharged by the resistor 93, the output from the voltage conversion circuit 9 is shown in FIG. Thus, the pulsating voltage (V2) in which the pulsating component voltage (ΔV) is superimposed on the DC voltage is output.
[0027]
As shown in FIGS. 2C and 2D, when the pulsation voltage (V2) is equal to or higher than the reference voltage (VREF), the comparison result output signal (V3) becomes the power supply voltage level, and the PNP bipolar transistor 2 Turns off and opens, the collector voltage (V4) of the PNP bipolar transistor 2 becomes the ground level (0 V), and when the pulsation voltage (V2) is lower than the reference voltage (VREF), the comparison result output signal (V3) becomes the ground level (V3). 0V), the PNP bipolar transistor 2 turns on and closes, and the collector voltage (V4) of the PNP bipolar transistor 2 becomes the power supply voltage level.
[0028]
Note that, as shown in FIG. 2B, the resistor 8, the capacitor 92, the resistor 93, and the resistor 93 are arranged such that the reference voltage (VREF) falls within the range of the pulsating component voltage (ΔV) of the pulsating voltage (V2) in a steady state. Each constant of the reference voltage (VREF) is determined.
[0029]
Since the waveform of the pulsation voltage (V2) has a slope, when the tube current increases, the amplitude of the pulsation voltage (V2) increases, and a period (toff) in which the pulsation voltage (V2) becomes equal to or higher than the reference voltage (VREF). And the duty ratio of the collector voltage (V4) of the PNP-type bipolar transistor 2 serving as the power supply voltage of the inverter 5 decreases as compared with the period (ton) during which the pulsating voltage (V2) is lower than the reference voltage (VREF). The output voltage of the inverter 5 decreases, and an increase in tube current is suppressed.
[0030]
Conversely, when the tube current decreases, the amplitude of the pulsation voltage (V2) decreases, and the period (toff) in which the pulsation voltage (V2) is equal to or higher than the reference voltage (VREF) is equal to the pulsation voltage (V2). ), The duty ratio of the collector voltage (V4) of the PNP bipolar transistor 2 serving as the power supply voltage of the inverter 5 increases, the output voltage of the inverter 5 increases, and the tube current decreases. Reduction is suppressed.
[0031]
As described above, the comparator 11 performs control so that the AC voltage decreases when the tube current flowing through the discharge lamp 7 increases, and controls the AC voltage to increase when the tube current flowing through the discharge lamp 7 decreases. Do.
[0032]
Therefore, the output impedance of the inverter 5 apparently increases, and the impedance value can be reduced by increasing the capacitance value of the ballast capacitor 6 by the increased impedance.
[0033]
When the impedance of the ballast capacitor 6 decreases, the voltage generated at both ends of the ballast capacitor 6 decreases for the same tube current, and the output voltage of the transformer 51 obtained by vector-adding the tube voltage of the discharge lamp 7 can also be reduced.
[0034]
Since the output voltage of the transformer 51 of the inverter 5 can be set low, insulation measures can be simplified, the transformer 51 and the circuit board can be downsized, and the cost can be reduced.
[0035]
Further, in the conventional discharge lamp lighting device, it is necessary to convert the tube current into a pulsating DC voltage, so that the time constant of the rectifying and smoothing circuit must be increased. In the electric lamp lighting device, since the pulsating voltage can be maintained, the time constant of the half-wave rectifier circuit can be reduced. Therefore, in the discharge lamp lighting device according to the present embodiment, since the response time to the change in the tube current is short, the oscillation phenomenon and the like hardly occur, and the stable operation can be performed.
[0036]
As described above, according to the discharge lamp lighting device of the first embodiment of the present invention, not only can an inexpensive small transformer with low withstand voltage and a ballast capacitor be used, but also a triangular wave generation circuit conventionally required is unnecessary. A discharge lamp lighting device which is configured with a smaller number of elements, has a small hardware scale, reduces costs, and can drive a long cold cathode tube for a backlight such as a large liquid crystal monitor is realized. The effect that it can be obtained is obtained.
[0037]
In the discharge lamp lighting device of the present embodiment, a lower type inverter has been described as an example of an inverter.
[0038]
Also, the PNP type bipolar transistor has been described as an example of the switch means, but it is easy to change the polarity of the comparison result output signal to the NPN type bipolar transistor, and further to change to another element such as MOSFET, JFET and the like. It is also easy to do.
[0039]
【The invention's effect】
Advantageous effects of the present invention are that a triangular wave generation circuit is not required, the number of elements is small, the hardware scale is small, the cost is reduced, and a long cold cathode tube for a backlight such as a large liquid crystal monitor is driven. It is possible to realize a discharge lamp lighting device capable of performing the above.
[0040]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting device according to a first embodiment of the present invention.
2 (a) is a waveform diagram of a voltage (V1) in FIG. 1, FIG. 2 (b) is a waveform diagram of a voltage (V2), and FIG. V3) is a waveform diagram, and FIG. 2D is a waveform diagram of the voltage (V4).
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional discharge lamp lighting device.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 DC power supply 2 PNP bipolar transistor 3 Diode 4 Inductor 5 Inverter 51 Transformer 52 Capacitor 53 NPN bipolar transistor 54 NPN bipolar transistor 55 Resistance 56 Resistance 6 Ballast capacitor 7 Discharge lamp 8 Resistance 9 Voltage conversion circuit 91 Diode 92 Capacitor 93 Resistance 94 constant voltage diode 95 half-wave rectifier circuit 10 diode 11 comparator 12 reference voltage source 13 resistor 14 resistor 101 DC power supply 102 PNP bipolar transistor 103 diode 104 inductor 105 inverter 1051 transformer 1052 capacitor 1053 NPN bipolar transistor 1054 NPN bipolar transistor 1055 Resistance 106 Ballast capacitor 107 Discharge lamp 108 Resistance 109 Rectifier smoothing circuit 110 Comparator 111 Triangular wave generation circuit 112 Resistance

Claims (6)

電源電圧を断続して出力するスイッチ手段と、前記スイッチ手段の出力電圧を交流電圧に変換して前記交流電圧により放電灯を点灯するインバータと、前記放電灯に流れる電流を電圧に変換して出力する電流検出手段と、前記電流検出手段の出力電圧を脈動電圧に変換して出力する電圧変換手段と、前記脈動電圧と基準電圧とを比較して前記比較の結果に基き前記スイッチ手段の前記断続の制御を行う比較手段と、を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。Switch means for intermittently outputting a power supply voltage, an inverter for converting an output voltage of the switch means to an AC voltage and lighting a discharge lamp by the AC voltage, and converting a current flowing through the discharge lamp to a voltage for output Current detecting means, a voltage converting means for converting the output voltage of the current detecting means into a pulsating voltage, and outputting the pulsating voltage. And a comparing means for controlling the discharge lamp lighting device. 前記比較手段が、前記放電灯に流れる前記電流が増加するとき前記交流電圧が減少するように前記制御を行い、前記放電灯に流れる前記電流が減少するとき前記交流電圧が増加するように前記制御を行うことを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。The comparing means performs the control so that the AC voltage decreases when the current flowing through the discharge lamp increases, and performs the control such that the AC voltage increases when the current flowing through the discharge lamp decreases. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein: 前記電圧変換手段が、半波整流回路を備えることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the voltage conversion means includes a half-wave rectifier circuit. 前記電圧変換手段が、前記半波整流回路の出力端に接続される電圧制限素子を備えることを特徴とする請求項3記載の放電灯点灯装置。The discharge lamp lighting device according to claim 3, wherein the voltage conversion means includes a voltage limiting element connected to an output terminal of the half-wave rectifier circuit. 前記比較手段が非反転入力端及び反転入力端を有し、前記非反転入力端と前記反転入力端との間に接続される電圧制限素子を備え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 according to claim 1, wherein said comparing means has a non-inverting input terminal and an inverting input terminal, and further comprises a voltage limiting element connected between said non-inverting input terminal and said inverting input terminal. Lighting device. 前記インバータが、入力バイアス電圧が前記電源電圧から供給されるスイッチングトランジスタを備えることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the inverter includes a switching transistor whose input bias voltage is supplied from the power supply voltage.
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