JP2004524661A - 容量結合された蛍光ランプパッケージ - Google Patents
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Abstract
円筒状セラミック管を有する容量結合された蛍光ランプを具える、容量結合された蛍光ランプパッケージを提供するものである。この蛍光ランプパッケージは更に、容量結合された蛍光ランプを駆動する電子ドライバ又はインバータ回路と、電源電圧を受ける電源ノードとを有する。インバータ回路は、例えば、通常のＣＣＦＬに用いられている電流供給プッシュプル型、電圧供給プッシュプル型、アクティブクランプフライバック型及び電圧供給ハーフブリッジ型のインバータ回路のような通常のインバータ回路とする。蛍光ランプを適切に安定化させるために、インバータ回路に安定器回路を接続することができる。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広く、照明システムに関するものである。特に、本発明は、容量結合された蛍光ランプとインバータ回路とを有する、容量結合された蛍光ランプパッケージに関するものである。
【０００２】
容量結合された蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）は、液晶ディスプレイを背面から照らすのに、及びその他の分野に広く用いられている。ＣＣＦＬランプを高動作（点灯）周波数で点灯させるために、種々の電子ドライバ又はインバータ回路、例えば電流供給プッシュプル型、電圧供給プッシュプル型、アクティブクランプフライバック型及び電圧供給ハーフブリッジ型のインバータ回路が設計されている。代表的な周波数範囲は２０ｋHz〜１００ｋHzである。このようにして、ＣＣＦＬの放電容器、すなわち放電管内の放電空間に高周波電圧が与えられ、放電を形成している。
【０００３】
ＣＣＦＬの照度を高めるために、放電容器、すなわち放電管を充填する希ガスのガス圧力が高められている。希ガスのガス圧力を高めた後には、ＣＣＦＬに印加される電圧やこの電圧の高周波数が増大されないと、放電に要する電流が充分とならない。従って、ＣＣＦＬの照度、すなわちランプ出力を高めるためには、希ガスのガス圧力を高める必要があるばかりではなく、ＣＣＦＬに与える電圧及び電流も高める必要がある。しかし、印加電圧が増大すると、放電容器の外側面上にクリーピング（沿面放電）が生じ、これがＣＣＦＬの絶縁破壊につながるおそれがある。
【０００４】
通常のＣＣＦＬの上述した欠点を回避するために、（Ｖ字状を成す２つの比較的重いニッケルメッキ鉄の方形タブより成る）伝統的な陰極の代わりに、円筒状のセラミック管又は容量結合構造体を用いた、容量結合蛍光ランプが設計された。円筒状のセラミック管は代表的に、２．５ｍｍの内径、３．５ｍｍの外径及び１０ｍｍの長さを有する。ある誘電率及びある幾何学的形状寸法を有するこのようなセラミック管は事実上ランプの陽光柱とで直列キャパシタンスを形成する。このキャパシタンスは周波数に依存しない。材料を適切に選択し、構成することにより、このような直列キャパシタンスを電子ドライバのためになるように設計しうる。
【０００５】
陰極を改善することにより、充填ガスの圧力やランプに印加される電圧を高める必要なく、ランプ電流が劇的に高まる。実際に、通常のＣＣＦＬと比べて同じランプ出力を得るには、容量結合された蛍光ランプに印加される電圧は通常のＣＣＦＬに印加される電圧よりも低い。
【０００６】
更に、１つの効果として、等価ランプインピーダンスが著しく減少する。例えば、容量結合された蛍光ランプを好ましく設計すると、ランプ電圧は４５０Ｖで、ランプ電流は５０ｋHzにおいて２０ｍＡである。従って、ランプインピーダンスは約２２．５ｋΩであり、これに比べ通常のＣＣＦＬのランプインピーダンスは約１１５ｋΩである。従って、容量結合された蛍光ランプは、従来技術と関連する問題を回避し、通常のＣＣＦＬにない幾つかの利点を提供するものである。
【０００７】
電気装置内に、特に背面から照らすのを必要とするＬＣＤディスプレイを有する電気装置内に設置するように設計した、容量結合された蛍光ランプパッケージを得るには、容量結合された蛍光ランプを改善する必要がある。
【０００８】
本発明によれば、従来技術に関連する問題を回避する、容量結合された蛍光ランプパッケージを提供する。
【０００９】
本発明の容量結合された蛍光ランプパッケージは、円筒状セラミック管を有する容量結合された蛍光ランプを具えている。この蛍光ランプパッケージは更に、蛍光ランプを駆動する電子ドライバ又はインバータ回路と、電源電圧を受ける電源ノードとを有している。インバータ回路は、例えば、通常のＣＣＦＬに用いられている電流供給プッシュプル型、電圧供給プッシュプル型、アクティブクランプフライバック型及び電圧供給ハーフブリッジ型のインバータ回路のような通常のインバータ回路とする。
【００１０】
本発明によれば、特に、容量結合された蛍光ランプと、このランプを駆動するインバータ回路と、電源電圧を受ける電源ノードとを有する、容量結合された蛍光ランプパッケージを提供する。ランプを適切に安定化させるために、インバータ回路には、集積回路により制御される安定器回路を接続することができる。
【００１１】
本発明は更に、容量結合された蛍光ランプパッケージを製造する方法を提供する。この方法は、容量結合された蛍光ランプを設ける工程と、この蛍光ランプを駆動するインバータ回路を設ける工程と、このインバータ回路に電源電圧を印加する電源ノードを設ける工程とを有する。この方法は更に、蛍光ランプと、インバータ回路とを完全に収容し、電源ノードを部分的に収容する工程も有する。
【００１２】
本発明の実施例を以下に図面を参照して説明する。
容量結合された本発明の蛍光ランプパッケージの好適実施例を図１及び２につき説明する。ここに開示した実施例は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を背面から照らすために設計したものであるが、他の分野にも用いることができる。
【００１３】
図１には、容量結合された従来の蛍光ランプ１００を示す。容量結合されたこの蛍光ランプ１００は、放電容器、すなわち放電管１０２と、この放電容器１０２内の、通常の陰極の代りの円筒状セラミック管、すなわち容量結合構造体１０４とを有する。円筒状セラミック管１０４は代表的に、約２．５ｍｍの内径、約３．５ｍｍの外径及び約１０ｍｍの長さを有する。
【００１４】
容量結合された蛍光ランプ１００の円筒状セラミック管１０４は、放電容器、すなわち放電管１０６内の充填ガスの圧力や、ランプ１００に印加される電圧を増大させる必要なく、ランプに与えられる電流を約１００％だけ増大させる。
【００１５】
容量結合された蛍光ランプ１００の好ましい設計においては、ランプ電圧は約４５０Ｖである。更に、ランプ電流は、約５０ｋHzの動作（点灯）周波数で約２０ｍＡである。従って、ランプインピーダンスは約２２．５ｋΩであり、これに比べ通常のＣＣＦＬのランプインピーダンスは約１１５ｋΩである。
【００１６】
図２には、本発明による容量結合された蛍光ランプパッケージのブロック線図を示す。この容量結合された蛍光ランプパッケージ２００は、放電容器１０２と円筒状セラミック管１０４とを有する容量結合された蛍光ランプ１００を具えている。この蛍光ランプパッケージ２００は更に、蛍光ランプ１００を駆動する電子ドライバ又はインバータ回路２１０と、電圧源、すなわち電源（図示せず）から電源電圧を受ける電源ノード２２０とを有している。電源電圧は約４５０Ｖである。インバータ回路２１０は、２０ｋHz又は１００ｋHzの駆動信号を容量結合された蛍光ランプ１００に供給するようにするのが好ましい。
【００１７】
インバータ回路２１０は、例えば、通常のＣＣＦＬに用いられている電流供給プッシュプル型、電圧供給プッシュプル型、アクティブクランプフライバック型及び電圧供給ハーフブリッジ型のインバータ回路のような通常のインバータ回路である。
【００１８】
ランプパッケージ２００内に入れる１つの好適なインバータ回路は、図３に示すような電圧供給ハーフブリッジ型のインバータ回路３００である。このインバータ回路３００は入力電圧Ｖinにより動作させられ、共振インダクタＬr を有するＬＣ共振タンク回路３０２を有する。共振キャパシタは、変圧器Ｔ1 の等価出力巻線間容量及び等価シールド（遮蔽体；SHIELD）寄生容量より成っている。容量結合された蛍光ランプ１００をその等価回路ＲＬp により示してある。ランプ１００を安定化させるために安定器回路３０４が設けられている。この安定器回路３０４は、基準電圧Ｖref により動作させられる集積回路３０６により制御される。
【００１９】
本発明による容量結合された蛍光ランプパッケージの他の実施例をブロック線図で図４に示す。容量結合された蛍光ランプパッケージ４００は前述した蛍光ランプパッケージ２００に類似している。従って、蛍光ランプパッケージ４００は、放電容器１０２と円筒状セラミック管１０４とを有する容量結合された蛍光ランプ１００を具えている。
【００２０】
ランプパッケージ４００は更に、蛍光ランプ１００を駆動する電子ドライバ又はインバータ回路４１０と、電圧源、すなわち電源（図示せず）からの電源電圧を受ける電源ノード４２０とを具えている。蛍光ランプパッケージ４００の電源電圧は約４５０Ｖである。インバータ回路４１０は２０ｋHz又は１００ｋHzの駆動信号を容量結合された蛍光ランプ１００に供給するようにするのが好ましい。
【００２１】
ＬＣＤを背面から照らすためには、ランプパッケージ２００を、ラップトップ型コンピュータのような、ＬＣＤを有するシステム内に設置し、電源ノード２２０を、電源電圧を生じる電圧源、すなわち電源に接続する。次に、インバータ回路２１０を電源電圧により附勢する。これにより、インバータ回路２１０は、容量結合された蛍光ランプ１００に駆動信号を供給し、この蛍光ランプ１００がＬＣＤを背面から照らすための照度を生じるようにする。
【００２２】
本発明によれば、容量結合された蛍光ランプパッケージ２００、４００を製造する方法をも提供する。この方法は、容量結合された蛍光ランプ１００を設ける工程と、この蛍光ランプ１００を駆動する、インバータ回路２１０、４１０のようなインバータ回路を設ける工程と、このインバータ回路に電源電圧を印加する、電源ノード２２０、４２０のような電源ノードを設ける工程とを有する。
【００２３】
本発明によれば、ランプ１００と、インバータ回路とを完全に収容し、電源ノードを部分的に収容するハウジングをも提供する。更に、容量結合された蛍光ランプ１００を安定化させる、安定器回路４３０のような安定器回路や、この安定器回路を制御する、集積回路４４０のような集積回路をも提供する。
【００２４】
インバータ回路は、電流供給プッシュプル型、電圧供給プッシュプル型、アクティブクランプフライバック型及び電圧供給ハーフブリッジ型のインバータ回路より成る群から選択するのが好ましい。
【００２５】
本発明は、上述した実施例に限定されず、種々に変更を加え得ること、当業者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】容量結合された従来の蛍光ランプを示す線図である。
【図２】本発明による容量結合された蛍光ランプパッケージを示すブロック線図である。
【図３】容量結合された蛍光ランプを駆動する電圧供給ハーフブリッジ型インバータ回路を示す回路線図である。
【図４】本発明による容量結合された蛍光ランプパッケージの他の実施例を示すブロック線図である。
【０００１】
本発明は、広く、照明システムに関するものである。特に、本発明は、容量結合された蛍光ランプとインバータ回路とを有する、容量結合された蛍光ランプパッケージに関するものである。
【０００２】
容量結合された蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）は、液晶ディスプレイを背面から照らすのに、及びその他の分野に広く用いられている。ＣＣＦＬランプを高動作（点灯）周波数で点灯させるために、種々の電子ドライバ又はインバータ回路、例えば電流供給プッシュプル型、電圧供給プッシュプル型、アクティブクランプフライバック型及び電圧供給ハーフブリッジ型のインバータ回路が設計されている。代表的な周波数範囲は２０ｋHz〜１００ｋHzである。このようにして、ＣＣＦＬの放電容器、すなわち放電管内の放電空間に高周波電圧が与えられ、放電を形成している。
【０００３】
ＣＣＦＬの照度を高めるために、放電容器、すなわち放電管を充填する希ガスのガス圧力が高められている。希ガスのガス圧力を高めた後には、ＣＣＦＬに印加される電圧やこの電圧の高周波数が増大されないと、放電に要する電流が充分とならない。従って、ＣＣＦＬの照度、すなわちランプ出力を高めるためには、希ガスのガス圧力を高める必要があるばかりではなく、ＣＣＦＬに与える電圧及び電流も高める必要がある。しかし、印加電圧が増大すると、放電容器の外側面上にクリーピング（沿面放電）が生じ、これがＣＣＦＬの絶縁破壊につながるおそれがある。
【０００４】
通常のＣＣＦＬの上述した欠点を回避するために、（Ｖ字状を成す２つの比較的重いニッケルメッキ鉄の方形タブより成る）伝統的な陰極の代わりに、円筒状のセラミック管又は容量結合構造体を用いた、容量結合蛍光ランプが設計された。円筒状のセラミック管は代表的に、２．５ｍｍの内径、３．５ｍｍの外径及び１０ｍｍの長さを有する。ある誘電率及びある幾何学的形状寸法を有するこのようなセラミック管は事実上ランプの陽光柱とで直列キャパシタンスを形成する。このキャパシタンスは周波数に依存しない。材料を適切に選択し、構成することにより、このような直列キャパシタンスを電子ドライバのためになるように設計しうる。
【０００５】
陰極を改善することにより、充填ガスの圧力やランプに印加される電圧を高める必要なく、ランプ電流が劇的に高まる。実際に、通常のＣＣＦＬと比べて同じランプ出力を得るには、容量結合された蛍光ランプに印加される電圧は通常のＣＣＦＬに印加される電圧よりも低い。
【０００６】
更に、１つの効果として、等価ランプインピーダンスが著しく減少する。例えば、容量結合された蛍光ランプを好ましく設計すると、ランプ電圧は４５０Ｖで、ランプ電流は５０ｋHzにおいて２０ｍＡである。従って、ランプインピーダンスは約２２．５ｋΩであり、これに比べ通常のＣＣＦＬのランプインピーダンスは約１１５ｋΩである。従って、容量結合された蛍光ランプは、従来技術と関連する問題を回避し、通常のＣＣＦＬにない幾つかの利点を提供するものである。
【０００７】
電気装置内に、特に背面から照らすのを必要とするＬＣＤディスプレイを有する電気装置内に設置するように設計した、容量結合された蛍光ランプパッケージを得るには、容量結合された蛍光ランプを改善する必要がある。
【０００８】
本発明によれば、従来技術に関連する問題を回避する、容量結合された蛍光ランプパッケージを提供する。
【０００９】
本発明の容量結合された蛍光ランプパッケージは、円筒状セラミック管を有する容量結合された蛍光ランプを具えている。この蛍光ランプパッケージは更に、蛍光ランプを駆動する電子ドライバ又はインバータ回路と、電源電圧を受ける電源ノードとを有している。インバータ回路は、例えば、通常のＣＣＦＬに用いられている電流供給プッシュプル型、電圧供給プッシュプル型、アクティブクランプフライバック型及び電圧供給ハーフブリッジ型のインバータ回路のような通常のインバータ回路とする。
【００１０】
本発明によれば、特に、容量結合された蛍光ランプと、このランプを駆動するインバータ回路と、電源電圧を受ける電源ノードとを有する、容量結合された蛍光ランプパッケージを提供する。ランプを適切に安定化させるために、インバータ回路には、集積回路により制御される安定器回路を接続することができる。
【００１１】
本発明は更に、容量結合された蛍光ランプパッケージを製造する方法を提供する。この方法は、容量結合された蛍光ランプを設ける工程と、この蛍光ランプを駆動するインバータ回路を設ける工程と、このインバータ回路に電源電圧を印加する電源ノードを設ける工程とを有する。この方法は更に、蛍光ランプと、インバータ回路とを完全に収容し、電源ノードを部分的に収容する工程も有する。
【００１２】
本発明の実施例を以下に図面を参照して説明する。
容量結合された本発明の蛍光ランプパッケージの好適実施例を図１及び２につき説明する。ここに開示した実施例は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を背面から照らすために設計したものであるが、他の分野にも用いることができる。
【００１３】
図１には、容量結合された従来の蛍光ランプ１００を示す。容量結合されたこの蛍光ランプ１００は、放電容器、すなわち放電管１０２と、この放電容器１０２内の、通常の陰極の代りの円筒状セラミック管、すなわち容量結合構造体１０４とを有する。円筒状セラミック管１０４は代表的に、約２．５ｍｍの内径、約３．５ｍｍの外径及び約１０ｍｍの長さを有する。
【００１４】
容量結合された蛍光ランプ１００の円筒状セラミック管１０４は、放電容器、すなわち放電管１０６内の充填ガスの圧力や、ランプ１００に印加される電圧を増大させる必要なく、ランプに与えられる電流を約１００％だけ増大させる。
【００１５】
容量結合された蛍光ランプ１００の好ましい設計においては、ランプ電圧は約４５０Ｖである。更に、ランプ電流は、約５０ｋHzの動作（点灯）周波数で約２０ｍＡである。従って、ランプインピーダンスは約２２．５ｋΩであり、これに比べ通常のＣＣＦＬのランプインピーダンスは約１１５ｋΩである。
【００１６】
図２には、本発明による容量結合された蛍光ランプパッケージのブロック線図を示す。この容量結合された蛍光ランプパッケージ２００は、放電容器１０２と円筒状セラミック管１０４とを有する容量結合された蛍光ランプ１００を具えている。この蛍光ランプパッケージ２００は更に、蛍光ランプ１００を駆動する電子ドライバ又はインバータ回路２１０と、電圧源、すなわち電源（図示せず）から電源電圧を受ける電源ノード２２０とを有している。電源電圧は約４５０Ｖである。インバータ回路２１０は、２０ｋHz又は１００ｋHzの駆動信号を容量結合された蛍光ランプ１００に供給するようにするのが好ましい。
【００１７】
インバータ回路２１０は、例えば、通常のＣＣＦＬに用いられている電流供給プッシュプル型、電圧供給プッシュプル型、アクティブクランプフライバック型及び電圧供給ハーフブリッジ型のインバータ回路のような通常のインバータ回路である。
【００１８】
ランプパッケージ２００内に入れる１つの好適なインバータ回路は、図３に示すような電圧供給ハーフブリッジ型のインバータ回路３００である。このインバータ回路３００は入力電圧Ｖinにより動作させられ、共振インダクタＬr を有するＬＣ共振タンク回路３０２を有する。共振キャパシタは、変圧器Ｔ1 の等価出力巻線間容量及び等価シールド（遮蔽体；SHIELD）寄生容量より成っている。容量結合された蛍光ランプ１００をその等価回路ＲＬp により示してある。ランプ１００を安定化させるために安定器回路３０４が設けられている。この安定器回路３０４は、基準電圧Ｖref により動作させられる集積回路３０６により制御される。
【００１９】
本発明による容量結合された蛍光ランプパッケージの他の実施例をブロック線図で図４に示す。容量結合された蛍光ランプパッケージ４００は前述した蛍光ランプパッケージ２００に類似している。従って、蛍光ランプパッケージ４００は、放電容器１０２と円筒状セラミック管１０４とを有する容量結合された蛍光ランプ１００を具えている。
【００２０】
ランプパッケージ４００は更に、蛍光ランプ１００を駆動する電子ドライバ又はインバータ回路４１０と、電圧源、すなわち電源（図示せず）からの電源電圧を受ける電源ノード４２０とを具えている。蛍光ランプパッケージ４００の電源電圧は約４５０Ｖである。インバータ回路４１０は２０ｋHz又は１００ｋHzの駆動信号を容量結合された蛍光ランプ１００に供給するようにするのが好ましい。
【００２１】
ＬＣＤを背面から照らすためには、ランプパッケージ２００を、ラップトップ型コンピュータのような、ＬＣＤを有するシステム内に設置し、電源ノード２２０を、電源電圧を生じる電圧源、すなわち電源に接続する。次に、インバータ回路２１０を電源電圧により附勢する。これにより、インバータ回路２１０は、容量結合された蛍光ランプ１００に駆動信号を供給し、この蛍光ランプ１００がＬＣＤを背面から照らすための照度を生じるようにする。
【００２２】
本発明によれば、容量結合された蛍光ランプパッケージ２００、４００を製造する方法をも提供する。この方法は、容量結合された蛍光ランプ１００を設ける工程と、この蛍光ランプ１００を駆動する、インバータ回路２１０、４１０のようなインバータ回路を設ける工程と、このインバータ回路に電源電圧を印加する、電源ノード２２０、４２０のような電源ノードを設ける工程とを有する。
【００２３】
本発明によれば、ランプ１００と、インバータ回路とを完全に収容し、電源ノードを部分的に収容するハウジングをも提供する。更に、容量結合された蛍光ランプ１００を安定化させる、安定器回路４３０のような安定器回路や、この安定器回路を制御する、集積回路４４０のような集積回路をも提供する。
【００２４】
インバータ回路は、電流供給プッシュプル型、電圧供給プッシュプル型、アクティブクランプフライバック型及び電圧供給ハーフブリッジ型のインバータ回路より成る群から選択するのが好ましい。
【００２５】
本発明は、上述した実施例に限定されず、種々に変更を加え得ること、当業者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】容量結合された従来の蛍光ランプを示す線図である。
【図２】本発明による容量結合された蛍光ランプパッケージを示すブロック線図である。
【図３】容量結合された蛍光ランプを駆動する電圧供給ハーフブリッジ型インバータ回路を示す回路線図である。
【図４】本発明による容量結合された蛍光ランプパッケージの他の実施例を示すブロック線図である。
Claims (11)
- 容量結合された蛍光ランプと、
この蛍光ランプを駆動するインバータ回路と、
電源電圧を受ける電源ノードと
を具える容量結合された蛍光ランプパッケージ。 - 請求項１に記載の容量結合された蛍光ランプパッケージにおいて、前記インバータ回路は、電流供給プッシュプル型、電圧供給プッシュプル型、アクティブクランプフライバック型及び電圧供給ハーフブリッジ型のインバータ回路より成る群から選択されている、容量結合された蛍光ランプパッケージ。
- 請求項１に記載の容量結合された蛍光ランプパッケージにおいて、前記容量結合された蛍光ランプは、放電容器と、この放電容器内の円筒状セラミック管とを有している、容量結合された蛍光ランプパッケージ。
- 請求項３に記載の容量結合された蛍光ランプパッケージにおいて、前記円筒状セラミック管の内径が約２．５ｍｍで、外径が約３．５ｍｍで、長さが約１０ｍｍである、容量結合された蛍光ランプパッケージ。
- 請求項１に記載の容量結合された蛍光ランプパッケージにおいて、前記インバータ回路は、前記容量結合された蛍光ランプに２０ｋHz又は１００ｋHzの駆動信号を供給するようになっている、容量結合された蛍光ランプパッケージ。
- 請求項１に記載の容量結合された蛍光ランプパッケージにおいて、電源電圧が約４５０Ｖである、容量結合された蛍光ランプパッケージ。
- 請求項１に記載の容量結合された蛍光ランプパッケージにおいて、容量結合された蛍光ランプのランプ電流が約２０ｍＡであり、その動作周波数が約５０ｋHzである、容量結合された蛍光ランプパッケージ。
- 請求項１に記載の容量結合された蛍光ランプパッケージにおいて、容量結合された蛍光ランプのランプインピーダンスが約２２．５ｋΩである、容量結合された蛍光ランプパッケージ。
- 請求項１に記載の容量結合された蛍光ランプパッケージにおいて、前記インバータ回路が、容量結合された蛍光ランプを安定化させる安定器回路の一部である、容量結合された蛍光ランプパッケージ。
- 請求項１に記載の容量結合された蛍光ランプパッケージにおいて、前記安定器回路を制御する集積回路を更に有している、容量結合された蛍光ランプパッケージ。
- 請求項３又は４に記載の蛍光ランプパッケージに用いるのに適した蛍光ランプ。
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