JP2005346997A

JP2005346997A - Lighting device

Info

Publication number: JP2005346997A
Application number: JP2004162817A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Kiyono; 一喜清野; Noriaki Yokoo; 憲明横尾
Original assignee: AW JAPAN KK
Current assignee: AW JAPAN KK
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2024-06-01
Also published as: JP4186220B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device capable of preventing accidents resulting from the end of a life or a failure of a cold cathode lamp by a simple configuration. <P>SOLUTION: An output part 5 performs a switching operation responsive to a switching control signal from a switching operation part 6 to thereby convert DC power to take out output power (high voltage), and lights up the cold cathode lamp 9 by outputting (applying) a high AC output voltage Vout through an output connector 8. When a detection part 10 detects a load current Iout outputted from the output part 5 and outputs a detection signal, a circuit switching part 11 increases (starts) the supply of operating power to the switching action part 6. On the other hand, if the load current Iout is interrupted due to the occurrence of an abnormal event in the cold cathode lamp 9, the detection signal is not outputted and therefore the circuit switching part 11 decreases (stops) the supply of operating power to the switching action part 6. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液晶のバックライト等に使用される冷陰極ランプなどの点灯管を動作させるための点灯装置に関する。 The present invention relates to a lighting device for operating a lighting tube such as a cold cathode lamp used for a liquid crystal backlight or the like.

液晶のバックライト等に使用される点灯管として、冷陰極ランプが知られている。冷陰極ランプは、フィラメントを持たない蛍光ランプであり、通常の蛍光管に比較し非常に細い形状を有することを特徴としている。この冷陰極ランプを点灯させるには、フィラメントを持たないことから、例えば２００〜７００Ｖといった通常の蛍光灯より高い電圧を必要とする。冷陰極ランプを点灯するための点灯装置には、主に特許文献１又は特許文献２に示すような所謂コレクタ共振型インバータ回路（電圧共振型ロイヤー回路ともいう）が備えられ、冷陰極ランプの電極間に所望の高電圧を印加することで点灯させている。その為、何らかの原因で冷陰極ランプが破壊された時や、冷陰極ランプの寿命による不安定点灯時には、当該高電圧に起因する電気スパークや異常発熱が発生する虞がある。 A cold cathode lamp is known as a lighting tube used for a liquid crystal backlight or the like. The cold cathode lamp is a fluorescent lamp having no filament and is characterized by having a very narrow shape as compared with a normal fluorescent tube. In order to light this cold cathode lamp, since it does not have a filament, a voltage higher than that of a normal fluorescent lamp such as 200 to 700 V is required. A lighting device for lighting a cold cathode lamp is provided with a so-called collector resonance type inverter circuit (also referred to as a voltage resonance type Royer circuit) as mainly disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2, and an electrode of the cold cathode lamp. It is lit by applying a desired high voltage between them. For this reason, when the cold cathode lamp is destroyed for some reason or when it is unstablely lit due to the life of the cold cathode lamp, there is a possibility that an electric spark or abnormal heat generation due to the high voltage may occur.

上記従来の点灯装置における問題を解決する手段として、特許文献３に開示されるものがある。これは、異常検知回路により点灯装置の負荷電流（放電ランプを流れる電流）と所定値とを比較することで異常を検知すると、インバータ回路の制御手段としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）へ異常信号が出力され、インバータ回路の発振が停止するというものである。このようにして、放電ランプの寿命や未装着に伴う発熱等による事故を未然に防止するようにしている。
特開平０５−８９９８９号公報特開平０７−２１１４７２号公報特開２００３−７７６９３号公報 As means for solving the problems in the conventional lighting device, there is one disclosed in Patent Document 3. When an abnormality is detected by comparing the load current (current flowing through the discharge lamp) of the lighting device with a predetermined value by the abnormality detection circuit, an abnormality is detected in a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) as a control means of the inverter circuit. A signal is output, and oscillation of the inverter circuit is stopped. In this way, accidents due to heat generated due to the life of the discharge lamp or not being mounted are prevented in advance.
JP 05-89989 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-211472 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-77793

しかし、上記特許文献３に開示される解決手段では、異常検知回路に負荷電流値と所定値とを比較するための構成（ウインドコンパレータ）を設ける必要があり、回路が複雑化するという問題があった。また、インバータ回路の制御には、マイコンなどの制御回路が使用されているため、制御回路（周辺回路含む）が複雑化し、部品点数も多くなる。従って、製造工数やコストの増加を招来することとなる。とりわけ制御回路にマイコンを使用した場合には、マイコン駆動用の例えば５Ｖなどの動作電圧を、インバータ回路の入力電圧とは別に生成する必要があり、装置全体が複雑化するという問題がある。マイコンは比較的高価な部品であるため、安価な製品に採用することが困難であった。 However, in the solution disclosed in the above-mentioned Patent Document 3, it is necessary to provide the abnormality detection circuit with a configuration (window comparator) for comparing the load current value with a predetermined value, and there is a problem that the circuit becomes complicated. It was. Further, since a control circuit such as a microcomputer is used for controlling the inverter circuit, the control circuit (including peripheral circuits) becomes complicated and the number of parts increases. Therefore, the manufacturing man-hours and costs are increased. In particular, when a microcomputer is used for the control circuit, it is necessary to generate an operating voltage such as 5 V for driving the microcomputer separately from the input voltage of the inverter circuit, which causes a problem that the entire apparatus becomes complicated. Since the microcomputer is a relatively expensive part, it is difficult to adopt it for an inexpensive product.

そこで本発明は上記問題点に鑑み、簡単な構成で冷陰極ランプの寿命や故障に伴う事故を未然に防ぐことができる点灯装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a lighting device that can prevent an accident associated with the life or failure of a cold cathode lamp with a simple configuration.

本発明における請求項１の点灯装置では、スイッチング素子のスイッチング動作により入力電力を変換して負荷に供給する出力部と、前記スイッチング素子をスイッチング動作させる作用部とからなる自励型インバータ回路を備えた点灯装置において、前記負荷に流れる負荷電流が所定値以上の場合に検出信号を出力する検出部と、一方の前記入力電力の供給路と前記スイッチング素子の制御端子との間に第１のスイッチ素子を接続し、前記入力電力の供給路の両端間に第１および第２の抵抗とコンデンサとからなる直列回路を接続し、前記第１および第２の抵抗の接続点を前記第１のスイッチ素子の制御端子に接続すると共に、前記コンデンサの両端間に第２のスイッチ素子を接続してなる開閉部とを備え、前記開閉部は、前記検出信号が出力されると、前記第２のスイッチ素子ひいては前記第１のスイッチ素子をオンする一方で、前記検出信号が出力されないと、前記第２のスイッチ素子をオフして、前記第１および第２の抵抗とコンデンサとの時定数で決まる遅延時間後に前記第１のスイッチ素子をオフする構成のものである。 The lighting device according to claim 1 of the present invention includes a self-excited inverter circuit including an output unit that converts input power by a switching operation of the switching element and supplies the converted power to a load, and an operation unit that performs the switching operation of the switching element. In the lighting device, a first switch is provided between a detection unit that outputs a detection signal when a load current flowing through the load is equal to or greater than a predetermined value, and one of the input power supply path and the control terminal of the switching element. And a series circuit including first and second resistors and a capacitor is connected between both ends of the input power supply path, and a connection point of the first and second resistors is connected to the first switch. And an open / close section formed by connecting a second switch element between both ends of the capacitor, and the open / close section includes the detection signal. When the power is applied, the second switch element and thus the first switch element are turned on. On the other hand, when the detection signal is not output, the second switch element is turned off, and the first and second switch elements are turned off. The first switch element is turned off after a delay time determined by a time constant between the resistor and the capacitor.

本発明は、作用部への電力供給を増減させることにより、当該機能を停止させ、出力部の動作ひいては出力を停止させることができることに着目してなされたものであり、開閉部は、高圧となる出力部ではなく、常時低圧である作用部への電力供給を減少することにより、負荷に供給する出力を停止させている。 The present invention is made by paying attention to the fact that the function can be stopped by increasing / decreasing the power supply to the action part, and the operation of the output part and thus the output can be stopped. The output supplied to the load is stopped by reducing the power supply to the action unit that is always at a low pressure instead of the output unit.

このようにすると、マイコンなどの制御回路を使用しなくとも、スイッチ素子，抵抗，コンデンサだけの簡単な構成で出力を停止させることができるため、装置全体が複雑化することがなく、低コストとすることができる。簡単な構成程、誤動作する虞が少ないため、確実に出力を停止させることができ、安全機能の信頼性を向上させることができる。また、開閉部の構成部品に要求される耐圧を低くすることができるため、比較的安価な部品で構成することができると共に、当該部品ひいては点灯装置の寿命をも延ばすことができる。さらに、第２のスイッチ素子をオフしてから第１のスイッチ素子をオフするまでに遅延時間を設けているため、出力部に瞬間的な出力低下が発生しても、負荷に供給する出力が停止することがなく、開閉部の誤作動を防ぐことができると共に、点灯装置の起動時に、直流電力の供給が開始されてから、検出部が負荷電流を検出して検出信号を出力するまでの時間、作用部への電力供給を維持する起動手段としても機能させることができる。 In this way, the output can be stopped with a simple configuration of only the switch element, the resistor, and the capacitor without using a control circuit such as a microcomputer. can do. Since the simpler configuration is less likely to malfunction, the output can be stopped reliably and the reliability of the safety function can be improved. In addition, since the pressure resistance required for the component parts of the opening / closing part can be reduced, it can be configured with relatively inexpensive parts, and the life of the lighting device can be extended. Furthermore, since a delay time is provided from when the second switch element is turned off to when the first switch element is turned off, the output supplied to the load is not affected even if an instantaneous output drop occurs in the output section. Without stopping, it is possible to prevent malfunction of the opening and closing unit, and from the start of the supply of DC power at the start of the lighting device until the detection unit detects the load current and outputs the detection signal It can be made to function also as a starting means for maintaining the power supply to the working part for a time.

本発明の請求項１によると、装置全体が複雑化することがなく、低コストとすることができると共に、出力に瞬低が発生しても、開閉部が誤作動することがないため、確実に出力を停止させることができ、安全機能の信頼性を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the entire apparatus is not complicated and can be reduced in cost, and even if an instantaneous drop occurs in the output, the opening / closing part does not malfunction, so that Thus, the output can be stopped and the reliability of the safety function can be improved.

以下、添付図面を参照しながら、本発明における点灯装置の好ましい実施例を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a lighting device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明における点灯装置の全体構成を示すブロック図である。点灯装置20は主に、例えばインバータ回路からなる出力部５と、出力部５をスイッチング動作させるスイッチング手段を備えたスイッチング作用部６と、出力部５から冷陰極ランプ９に供給される出力を検出する検出部10と、スイッチング作用部６への動作電力供給を増減する回路開閉部11とから構成されており、入力コネクタ２と出力コネクタ８とを介して、直流電源１と負荷としての冷陰極ランプ９とがそれぞれ点灯装置20に接続されている。 FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a lighting device according to the present invention. The lighting device 20 mainly detects, for example, an output unit 5 composed of an inverter circuit, a switching operation unit 6 having switching means for switching the output unit 5, and an output supplied from the output unit 5 to the cold cathode lamp 9. And a circuit open / close unit 11 for increasing / decreasing the supply of operating power to the switching operation unit 6, via the input connector 2 and the output connector 8, the DC power source 1 and a cold cathode as a load. Each of the lamps 9 is connected to the lighting device 20.

点灯装置20の入力端子としての入力コネクタ２には、直流入力電圧Ｖinを有する直流電源１が接続され、装置の内部回路に入力電力としての直流電力を供給している。前記直流電力は、過電流保護用のヒューズ３及び逆流防止用のダイオード４を介して、出力部５と回路開閉部11とにそれぞれ供給される。出力部５は、スイッチング作用部６からのスイッチング制御信号に応じたスイッチング動作を行うことで、前記直流電力を変換して出力電力（高電圧）を取り出し、出力コネクタ８を介して高電圧の交流出力電圧Ｖoutを出力（印加）することで、冷陰極ランプ９を点灯させる。なお、７は電流制限素子としてのバラストコンデンサである。一方、回路開閉部11は、スイッチング作用部６に前記直流電力を動作電力として供給する電力供給路の開閉を行うものであり、検出部10の検出信号に応じて、スイッチング作用部６への動作電力供給を増減する。すなわち、検出部10が出力部５からの出力である負荷電流Ｉoutを検出して、検出信号を出力すると、回路開閉部11はスイッチング作用部６への動作電力供給を増加（開始）し、一方、冷陰極ランプ９に異常が発生して負荷電流Ｉoutが遮断された場合には、前記検出信号が出力されないため、回路開閉部11はスイッチング作用部６への動作電力供給を減少（停止）する。従って、点灯装置20の電源投入時には、当該動作電力供給を一定時間行うための起動手段が必要となる。 A DC power source 1 having a DC input voltage Vin is connected to an input connector 2 as an input terminal of the lighting device 20 to supply DC power as input power to an internal circuit of the device. The DC power is supplied to the output unit 5 and the circuit opening / closing unit 11 via the overcurrent protection fuse 3 and the backflow prevention diode 4, respectively. The output unit 5 performs a switching operation according to the switching control signal from the switching operation unit 6 to convert the DC power to take out output power (high voltage), and to output high voltage AC through the output connector 8. The cold cathode lamp 9 is turned on by outputting (applying) the output voltage Vout. Reference numeral 7 denotes a ballast capacitor as a current limiting element. On the other hand, the circuit opening / closing unit 11 opens and closes a power supply path that supplies the DC power to the switching operation unit 6 as operating power, and operates to the switching operation unit 6 according to the detection signal of the detection unit 10. Increase or decrease power supply. That is, when the detection unit 10 detects the load current Iout that is an output from the output unit 5 and outputs a detection signal, the circuit switching unit 11 increases (starts) supply of operating power to the switching operation unit 6. When the abnormality occurs in the cold cathode lamp 9 and the load current Iout is cut off, the detection signal is not output, so the circuit switching unit 11 reduces (stops) the supply of operating power to the switching operation unit 6. . Accordingly, when the lighting device 20 is turned on, an activation unit for supplying the operating power for a certain time is required.

図２は、本発明における点灯装置の全体構成を具体的に示した回路図である。本実施例では、出力部５及びスイッチング作用部６に周知のコレクタ共振型インバータ回路を採用している。もちろん、例えばプッシュプル電圧共振回路などの各種インバータ回路を用いてもよい。出力部５は、チョークコイル30と、トランス25を構成する一次巻線26ａ，26ｂ，及び二次巻線27と、共振コンデンサ31と、ＰＮＰ型のスイッチング素子33，34とから成り、一方、スイッチング作用部６は、トランス25を構成する補助巻線26ｃと、抵抗35，36とから成る。なお、本実施例では、便宜上上記のようにコレクタ共振型インバータ回路の各構成素子を出力部５とスイッチング作用部６とに区別しているが、コレクタ共振型インバータ回路は自励型であるため、マイコンなどでスイッチング制御するインバータ回路のような所謂多励型のように、出力部５とスイッチング作用部６とが明確に区別されるものではない。 FIG. 2 is a circuit diagram specifically showing the overall configuration of the lighting device according to the present invention. In the present embodiment, a well-known collector resonance type inverter circuit is employed for the output unit 5 and the switching operation unit 6. Of course, various inverter circuits such as a push-pull voltage resonance circuit may be used. The output unit 5 includes a choke coil 30, primary windings 26 a and 26 b and a secondary winding 27 constituting a transformer 25, a resonance capacitor 31, and PNP type switching elements 33 and 34. The action unit 6 includes an auxiliary winding 26 c constituting the transformer 25 and resistors 35 and 36. In this embodiment, each component of the collector resonance inverter circuit is distinguished into the output unit 5 and the switching operation unit 6 as described above for convenience, but the collector resonance inverter circuit is self-excited, Unlike the so-called multi-excitation type such as an inverter circuit that performs switching control with a microcomputer or the like, the output unit 5 and the switching operation unit 6 are not clearly distinguished.

出力部５及びスイッチング作用部６の構成について詳述する。チョークコイル30の一端はダイオード４のカソードに接続され、他端はトランス25を構成する一次巻線26ａの非ドット側と一次巻線26ｂのドット側との接続点、すなわちセンタータップに接続される。一次巻線26ａのドット側と一次巻線26ｂの非ドット側との間には、共振コンデンサ31が接続される。また、一次巻線26ａのドット側はスイッチング素子34のコレクタに接続され、一方、一次巻線26ｂの非ドット側はスイッチング素子33のコレクタに接続される。スイッチング素子33，34のエミッタは直流電源１のグランドラインにそれぞれ接地される。スイッチング素子33，34のベースは、それぞれ抵抗35，36を介して、後述する回路開閉部11を構成するトランジスタ50のコレクタに接続される。トランス25を構成する補助巻線26ｃのドット側には、トランジスタ33のベースが接続され、当該非ドット側にはトランジスタ34のベースが接続される。トランス25を構成する二次巻線27のドット側には、バラストコンデンサの一端が接続され、一方、非ドット側には、抵抗22と後述する検出部10を構成するフォトカプラ21の発光ダイオード21Ａの一端とが接続される。なお、出力部５及びスイッチング作用部６の動作については後述する。 The configuration of the output unit 5 and the switching operation unit 6 will be described in detail. One end of the choke coil 30 is connected to the cathode of the diode 4, and the other end is connected to a connection point between the non-dot side of the primary winding 26a and the dot side of the primary winding 26b constituting the transformer 25, that is, a center tap. . A resonant capacitor 31 is connected between the dot side of the primary winding 26a and the non-dot side of the primary winding 26b. The dot side of the primary winding 26a is connected to the collector of the switching element 34, while the non-dot side of the primary winding 26b is connected to the collector of the switching element 33. The emitters of the switching elements 33 and 34 are respectively grounded to the ground line of the DC power supply 1. The bases of the switching elements 33 and 34 are connected to the collector of a transistor 50 constituting the circuit opening / closing unit 11 described later via resistors 35 and 36, respectively. The base of the transistor 33 is connected to the dot side of the auxiliary winding 26c constituting the transformer 25, and the base of the transistor 34 is connected to the non-dot side. One end of a ballast capacitor is connected to the dot side of the secondary winding 27 constituting the transformer 25, while the resistor 22 and the light emitting diode 21A of the photocoupler 21 constituting the detection unit 10 described later are connected to the non-dot side. Is connected to one end. In addition, operation | movement of the output part 5 and the switching action part 6 is mentioned later.

検出部10には、負荷電流Ｉoutを検出する為のフォトカプラ21を使用し、当該入力側の発光ダイオード（ＬＥＤ）21Ａに負荷電流Ｉoutが流れるように、二次巻線27の非ドット側と出力コネクタ８との間に挿入接続されている。冷陰極ランプ９を流れる負荷電流Ｉoutは交流であるため、ＡＣ入力対応の対を成す発光ダイオード21Ａを備えた双方向フォトカプラを使用し、前記発光ダイオード21Ａと並列に抵抗22を接続している。本実施例では、当該双方向フォトカプラを採用することにより、出力部５を構成するトランス25の一次側と二次側との絶縁を確保しつつ、二次側の電流検出結果を一次側に検出信号Ｖdとして伝達可能としている。検出部10と回路開閉部11との接続については、回路開閉部11にＰＮＰ型のトランジスタ53を設け、フォトカプラ21の出力側を構成するＰＮＰ型のフォトトランジスタ21Ｂがターンオンすると、トランジスタ53のベースに、直流入力電圧Ｖinを抵抗40と抵抗41とにより分圧して印加することで、回路開閉部11にＨレベルの検出信号Ｖdを入力するよう構成している。一方、当該フォトトランジスタ21Ｂがターンオフすると、トランジスタ53のベースは、抵抗41を介して直流電源１のグランドラインに接地、すなわちＬレベルが入力されるよう構成している。 The detection unit 10 uses a photocoupler 21 for detecting the load current Iout, and the non-dot side of the secondary winding 27 is connected so that the load current Iout flows through the light emitting diode (LED) 21A on the input side. The output connector 8 is inserted and connected. Since the load current Iout flowing through the cold cathode lamp 9 is alternating current, a bidirectional photocoupler having a pair of light-emitting diodes 21A corresponding to an AC input is used, and a resistor 22 is connected in parallel with the light-emitting diode 21A. . In this embodiment, by adopting the bidirectional photocoupler, the insulation of the primary side and the secondary side of the transformer 25 constituting the output unit 5 is ensured, and the current detection result on the secondary side is set to the primary side. The detection signal Vd can be transmitted. Regarding the connection between the detection unit 10 and the circuit opening / closing unit 11, the PNP type transistor 53 is provided in the circuit opening / closing unit 11, and when the PNP type phototransistor 21 B constituting the output side of the photocoupler 21 is turned on, the base of the transistor 53 In addition, the DC input voltage Vin is divided and applied by the resistor 40 and the resistor 41, so that the H level detection signal Vd is input to the circuit opening / closing unit 11. On the other hand, when the phototransistor 21B is turned off, the base of the transistor 53 is configured such that the ground, that is, L level is input to the ground line of the DC power supply 1 via the resistor 41.

回路開閉部11は、スイッチング作用部６に前記直流電力を動作電力として供給する電力供給路の開閉を行う第１のスイッチ素子としてのＰＮＰ型のトランジスタ50と、第１の抵抗51と、第２の抵抗52と、第２のスイッチ素子としての前記トランジスタ53と、コンデンサ54とから構成される。トランジスタ50のエミッタはダイオード４のカソードに接続され、コレクタはスイッチング作用部６を構成する抵抗35と抵抗36との接続点に接続される。トランジスタ50のベースには、抵抗52を介して、トランジスタ53のコレクタとコンデンサ54の一端とにそれぞれ接続される。トランジスタ53のエミッタとコンデンサ54の他端とは、直流電源１のグランドラインに接地される。抵抗51は、トランジスタ50のエミッタ−ベース間に接続されている。 The circuit opening / closing unit 11 includes a PNP transistor 50 as a first switch element that opens and closes a power supply path that supplies the DC power to the switching operation unit 6 as operating power, a first resistor 51, and a second resistor. The resistor 52, the transistor 53 as the second switch element, and the capacitor 54. The emitter of the transistor 50 is connected to the cathode of the diode 4, and the collector is connected to the connection point between the resistor 35 and the resistor 36 constituting the switching operation unit 6. The base of the transistor 50 is connected to the collector of the transistor 53 and one end of the capacitor 54 via the resistor 52. The emitter of the transistor 53 and the other end of the capacitor 54 are grounded to the ground line of the DC power supply 1. The resistor 51 is connected between the emitter and base of the transistor 50.

前述のように、検出部10が出力部５からの出力を検出して、検出信号Ｖdが出力される（Ｈレベルを出力）と、トランジスタ53はターンオンし、コンデンサ54の両端間が短絡された状態となると共に、トランジスタ50のベースが抵抗52を介して直流電源１のグランドラインに接地される。このとき、トランジスタ50のベース−エミッタ間電圧が上昇し、トランジスタ50がターンオンするため、スイッチング作用部６の動作電力供給路が開き、当該動作電力供給すなわち動作電圧Ｖpが増加する。従って、検出部10からの検出信号出力が維持される限り、スイッチング作用部６への動作電力供給は継続される。 As described above, when the detection unit 10 detects the output from the output unit 5 and the detection signal Vd is output (outputs the H level), the transistor 53 is turned on, and both ends of the capacitor 54 are short-circuited. At the same time, the base of the transistor 50 is grounded to the ground line of the DC power supply 1 via the resistor 52. At this time, the base-emitter voltage of the transistor 50 rises and the transistor 50 is turned on, so that the operating power supply path of the switching operation unit 6 is opened and the operating power supply, that is, the operating voltage Vp increases. Therefore, as long as the detection signal output from the detection unit 10 is maintained, the operation power supply to the switching operation unit 6 is continued.

一方、出力部５からの負荷電流Ｉoutが遮断された場合には、検出部10から検出信号Ｖdが出力されない（Ｌレベルを出力）ため、トランジスタ53がターンオフする。このとき、抵抗51，52を介して直流電源１によりコンデンサ54が充電され、コンデンサ54の両端間電圧である充電電圧Ｖcが当該時定数に従い次第に上昇する。充電電圧Ｖcが上昇すると、自ずとトランジスタ50のベース−エミッタ間電圧が低下し、トランジスタ50がターンオフするため、スイッチング作用部６の動作電力供給路が閉じ、当該動作電力供給すなわち動作電圧Ｖpが減少する。従って、トランジスタ50は、トランジスタ53がターンオフしてから充電電圧Ｖcが所定電圧まで充電される時間の経過後にターンオフすることとなる。このとき、コンデンサ54は、検出部10が出力部５の出力停止を検出（検出信号ＶdがＬレベル）してから、回路開閉部11がスイッチング作用部６への電力供給を減少するまでの時間を遅延させる遅延手段として働く。 On the other hand, when the load current Iout from the output unit 5 is interrupted, the detection signal Vd is not output from the detection unit 10 (L level is output), and the transistor 53 is turned off. At this time, the capacitor 54 is charged by the DC power source 1 via the resistors 51 and 52, and the charging voltage Vc, which is the voltage across the capacitor 54, gradually increases according to the time constant. When the charging voltage Vc increases, the base-emitter voltage of the transistor 50 naturally decreases and the transistor 50 is turned off, so that the operating power supply path of the switching operation unit 6 is closed and the operating power supply, that is, the operating voltage Vp decreases. . Therefore, the transistor 50 is turned off after a lapse of time during which the charging voltage Vc is charged to a predetermined voltage after the transistor 53 is turned off. At this time, the capacitor 54 is the time from when the detection unit 10 detects the output stop of the output unit 5 (the detection signal Vd is L level) until the circuit opening / closing unit 11 reduces the power supply to the switching operation unit 6. It acts as a delay means for delaying.

以下、図２及び図３に基づいて、点灯装置20の動作と共に、本発明の作用について説明する。図３は、点灯装置20に電源を投入してからの経過時間に対する各部の動作を示したタイミング図である。 Hereinafter, based on FIG.2 and FIG.3, the effect | action of this invention is demonstrated with the operation | movement of the lighting device 20. FIG. FIG. 3 is a timing chart showing the operation of each part with respect to the elapsed time since the power is turned on to the lighting device 20.

直流電源１から点灯装置20に直流電力が供給されると、トランジスタ50の初期状態が導通状態、すなわちスイッチング作用部６の動作電力供給路が開いているため、当該動作電力供給が開始され、スイッチング作用部６の動作電圧Ｖpは増加し、直流入力電圧Ｖinとなる（ダイオード４やトランジスタ50による電圧降下は除く）。同時に、直流入力電圧Ｖinによりコンデンサ54が充電され、充電電圧Ｖcが上昇する。 When DC power is supplied from the DC power source 1 to the lighting device 20, the initial state of the transistor 50 is in a conducting state, that is, the operating power supply path of the switching operation unit 6 is open, so that the operating power supply is started and switching is performed. The operating voltage Vp of the action unit 6 increases and becomes the DC input voltage Vin (excluding the voltage drop due to the diode 4 and the transistor 50). At the same time, the capacitor 54 is charged by the DC input voltage Vin, and the charging voltage Vc increases.

出力部５は、スイッチング作用部６からのスイッチング制御信号に応じて、スイッチング動作を行う。具体的には、直流入力電圧Ｖinがスイッチング素子33，34に印加されたときに、両者の特性のわずかな違いからスイッチング素子33，34のうちどちらかが先にターンオンする。ここで、スイッチング素子33が先にターンオンしたとすると、トランス25の一次巻線26ｂに電流が流れ、補助巻線26ｃのドット側が正となるよう電圧が誘起される。補助巻線26ｃに誘起された電圧は、スイッチング素子33をターンオンする方向に、スイッチング素子34をターンオフする方向に作用する。トランス25の一次巻線26ａ，26ｂの両端間のインダクタンスとコンデンサ31で構成されるタンク回路の共振周波数の半周期の時間が経過すると共振現象によりトランス25の一次巻線26ａ，26ｂの両端間の電圧が反転し、同時に補助巻線26ｃ間の電圧も反転する。したがって、スイッチング素子33，34のオン、オフ状態が反転する。スイッチング素子34がターンオンすると、一次巻線26ａに電流が流れ、同様に動作し、以降上記の動作を繰り返す。 The output unit 5 performs a switching operation according to the switching control signal from the switching operation unit 6. Specifically, when the DC input voltage Vin is applied to the switching elements 33 and 34, one of the switching elements 33 and 34 is turned on first due to a slight difference between the characteristics of both. Here, if the switching element 33 is turned on first, a current flows through the primary winding 26b of the transformer 25, and a voltage is induced so that the dot side of the auxiliary winding 26c becomes positive. The voltage induced in the auxiliary winding 26c acts in a direction in which the switching element 33 is turned on and in a direction in which the switching element 34 is turned off. When the half cycle time of the resonance frequency of the tank circuit constituted by the inductance between the primary windings 26a and 26b of the transformer 25 and the capacitor 31 has elapsed, the resonance phenomenon causes a gap between both ends of the primary windings 26a and 26b of the transformer 25. The voltage is inverted, and at the same time, the voltage between the auxiliary windings 26c is also inverted. Therefore, the on / off states of the switching elements 33 and 34 are inverted. When the switching element 34 is turned on, a current flows through the primary winding 26a and operates in the same manner. Thereafter, the above operation is repeated.

このようにして、スイッチング素子33，34は交互にスイッチング動作を行うことにより、前記直流電力から出力電力（高電圧）を取り出し、トランス25の一次巻線26ａ，26ｂには、トランス25の漏れインダクタンスと共振コンデンサ31とによる共振電圧が印加され、それに伴い二次巻線27には、トランス25の一次側と二次側の巻線比に応じた交流電圧が誘起され、高電圧の交流出力電圧Ｖoutとして冷陰極ランプ９に印加される。このとき、冷陰極ランプ９には交流の負荷電流Ｉoutが流れ、フォトカプラ21の発光ダイオード21Ａに入力される。 In this way, the switching elements 33 and 34 alternately perform the switching operation to extract output power (high voltage) from the DC power, and the primary windings 26a and 26b of the transformer 25 have leakage inductance of the transformer 25. And the resonant voltage by the resonant capacitor 31 is applied, and accordingly, an alternating voltage is induced in the secondary winding 27 according to the winding ratio of the primary side and the secondary side of the transformer 25, and a high voltage AC output voltage Vout is applied to the cold cathode lamp 9. At this time, an alternating load current Iout flows through the cold cathode lamp 9 and is input to the light emitting diode 21A of the photocoupler 21.

検出部10を構成するフォトカプラ21の発光ダイオード21Ａに、所定の電流値Ｉa以上の負荷電流Ｉoutが入力されると、フォトトランジスタ21Ｂがオンして、検出信号ＶdのＨレベルが回路開閉部11を構成するトランジスタ53のベースに入力される。トランジスタ53がターンオンすると、トランジスタ53により形成された放電経路を通じてコンデンサ54の充電電圧Ｖcが放電されることにより、トランジスタ50の導通状態が維持されるため、スイッチング作用部６の動作電力が継続して供給される。 When a load current Iout of a predetermined current value Ia or more is input to the light emitting diode 21A of the photocoupler 21 constituting the detection unit 10, the phototransistor 21B is turned on, and the H level of the detection signal Vd is changed to the circuit switching unit 11. Is input to the base of the transistor 53 constituting the circuit. When the transistor 53 is turned on, the charging voltage Vc of the capacitor 54 is discharged through the discharge path formed by the transistor 53, so that the conduction state of the transistor 50 is maintained, so that the operating power of the switching operation unit 6 continues. Supplied.

出力部５から冷陰極ランプ９へ引き続き交流出力電圧Ｖoutが出力されることとなるが、冷陰極ランプ９を流れる負荷電流Ｉoutは交流であるため、その電流値が所定の周期内で変化する。そのため、負荷電流ＩoutがＩaから−Ｉaの範囲となる期間では、検出信号ＶdがＬレベルとなる。本実施例では、コンデンサ54を設けているため、このような検出信号Ｖdが瞬間的にＬレベルとなる期間に対処することができる。すなわち、検出信号Ｖdの出力がＬレベルになってから、コンデンサ54の充電電圧Ｖcがトランジスタ50がターンオフする所定の閾値Ｖthに達するまでに、検出信号Ｖdが出力されれば、スイッチング作用部６の動作電力供給が停止することはない。従って、この期間でスイッチング作用部６の機能が停止しないように、出力周波数と当該遅延時間を決定する時定数とを調整する必要がある。 The AC output voltage Vout is continuously output from the output unit 5 to the cold cathode lamp 9. However, since the load current Iout flowing through the cold cathode lamp 9 is alternating current, the current value changes within a predetermined period. Therefore, the detection signal Vd is at the L level during the period in which the load current Iout is in the range from Ia to -Ia. In this embodiment, since the capacitor 54 is provided, it is possible to cope with a period during which the detection signal Vd is instantaneously at the L level. That is, if the detection signal Vd is output before the charging voltage Vc of the capacitor 54 reaches the predetermined threshold Vth at which the transistor 50 is turned off after the output of the detection signal Vd becomes L level, the switching operation unit 6 The operating power supply does not stop. Therefore, it is necessary to adjust the output frequency and the time constant for determining the delay time so that the function of the switching operation unit 6 does not stop during this period.

冷陰極ランプ９に異常が発生し、負荷電流Ｉoutが遮断された場合には、フォトトランジスタ21Ｂがオフして検出信号ＶdがＬレベルとなり、トランジスタ53がターンオフするため、抵抗51，52を介して直流電源１によりコンデンサ54が充電される。コンデンサ54の充電電圧Ｖcは、当該時定数に従い次第に上昇する。コンデンサ54の充電電圧Ｖcが所定の閾値Ｖthに達すると、トランジスタ50がターンオフするため、スイッチング作用部６の動作電力供給路が閉じ、当該動作電力供給を減少，停止する。なお、回路開閉部11の閉状態を解除するには、一反、直流電源１からの直流電力供給を停止し、再度、当該直流電力を供給すればよい。 When an abnormality occurs in the cold cathode lamp 9 and the load current Iout is cut off, the phototransistor 21B is turned off and the detection signal Vd becomes L level, and the transistor 53 is turned off. The capacitor 54 is charged by the DC power source 1. The charging voltage Vc of the capacitor 54 gradually increases according to the time constant. When the charging voltage Vc of the capacitor 54 reaches a predetermined threshold value Vth, the transistor 50 is turned off, so that the operating power supply path of the switching operation unit 6 is closed, and the operating power supply is reduced or stopped. In order to release the closed state of the circuit opening / closing unit 11, on the contrary, the DC power supply from the DC power source 1 is stopped and the DC power is supplied again.

ところで、スイッチング作用部６の動作電力供給路は、出力部５のように高圧となることはなく、常時低圧であるため、回路開閉部11を構成するトランジスタ50，トランジスタ53，コンデンサ54などの部品に要求される耐圧を低くすることができる。従って、比較的安価な部品で構成することができると共に、当該部品ひいては点灯装置20の寿命をも延ばすことができる。 By the way, the operating power supply path of the switching operation unit 6 does not become a high voltage unlike the output unit 5 and is always a low voltage. Therefore, components such as the transistor 50, the transistor 53, and the capacitor 54 constituting the circuit switching unit 11 The withstand pressure required for the can be lowered. Therefore, it can be constituted by relatively inexpensive parts, and the life of the lighting device 20 can be extended.

上記のように、コンデンサ54は、点灯装置20の起動時には、直流電源１により直流電力の供給が開始されてから、検出部10が出力部５の出力を検知して検出信号Ｖdを出力するまでの時間、スイッチング作用部６への電力供給を維持する起動手段としても働く。これは、検出部10が出力部５の出力停止を検出してからスイッチング作用部６への電力供給を減少させるまでの時間を遅延させる遅延手段としての機能に起因するものである。従って、本実施例では、コンデンサ54を起動手段と遅延手段とで兼用して使用している。 As described above, when the lighting device 20 is started up, the capacitor 54 starts from the supply of DC power by the DC power supply 1 until the detection unit 10 detects the output of the output unit 5 and outputs the detection signal Vd. During this time, it also serves as a starting means for maintaining the power supply to the switching operation unit 6. This is due to the function as delay means for delaying the time from when the detection unit 10 detects the output stop of the output unit 5 until the power supply to the switching operation unit 6 is reduced. Therefore, in this embodiment, the capacitor 54 is used as both the starting means and the delay means.

以上のように本実施例では、スイッチング素子33，34のスイッチング動作により入力電力を変換して負荷としての冷陰極ランプ９に供給する出力部５と、前記スイッチング素子33，34をスイッチング動作させるスイッチング作用部６とからなる自励型インバータ回路を備えた点灯装置20において、冷陰極ランプ９に流れる負荷電流Ｉoutが所定値Ｉa（又は−Ｉa）以上の場合に検出信号Ｖdを出力する検出部10と、一方の前記入力電力の供給路とスイッチング素子33，34の制御端子であるベースとの間に第１のスイッチ素子としてのトランジスタ50を接続し、前記入力電力の供給路の両端間に第１および第２の抵抗51，52とコンデンサ54とからなる直列回路を接続し、抵抗51，52の接続点をトランジスタ50の制御端子であるベースに接続すると共に、コンデンサ54の両端間に第２のスイッチ素子としてのトランジスタ53を接続してなる回路開閉部11とを備え、回路開閉部11は、検出信号Ｖdが出力されると、トランジスタ53ひいてはトランジスタ50をオンする一方で、検出信号Ｖdが出力されないと、トランジスタ53をオフして、抵抗51，52とコンデンサ54との時定数で決まる遅延時間後にトランジスタ50をオフする構成のものである。 As described above, in the present embodiment, the output unit 5 that converts the input power by the switching operation of the switching elements 33 and 34 and supplies it to the cold cathode lamp 9 as a load, and the switching that causes the switching elements 33 and 34 to perform the switching operation. In a lighting device 20 having a self-excited inverter circuit composed of an action unit 6, a detection unit 10 that outputs a detection signal Vd when a load current Iout flowing through the cold cathode lamp 9 is equal to or greater than a predetermined value Ia (or -Ia). A transistor 50 serving as a first switch element is connected between one input power supply path and a base that is a control terminal of the switching elements 33 and 34, and a first switch element is connected between both ends of the input power supply path. A series circuit composed of first and second resistors 51 and 52 and a capacitor 54 is connected, and a connection point of the resistors 51 and 52 is connected to a base which is a control terminal of the transistor 50, and a capacitor is connected. And a circuit opening / closing section 11 having a transistor 53 as a second switching element connected between both ends of the transistor 54. When the detection signal Vd is output, the circuit opening / closing section 11 turns on the transistor 53 and thus the transistor 50. On the other hand, when the detection signal Vd is not output, the transistor 53 is turned off, and the transistor 50 is turned off after a delay time determined by the time constant between the resistors 51 and 52 and the capacitor 54.

本発明は、スイッチング作用部６への電力供給を増減させることにより、当該機能を停止させ、出力部５の動作ひいては出力を停止させることができることに着目してなされたものであり、回路開閉部11は、高圧となる出力部５ではなく、常時低圧であるスイッチング作用部６への電力供給を減少することにより、冷陰極ランプ９に供給する出力を停止させている。 The present invention has been made in view of the fact that the function can be stopped by increasing / decreasing the power supply to the switching operation unit 6 and the operation of the output unit 5 and the output can be stopped. No. 11 stops the output supplied to the cold cathode lamp 9 by reducing the power supply to the switching action part 6 which is always at a low pressure instead of the output part 5 which is at a high pressure.

このようにすると、マイコンなどの制御回路を使用しなくとも、トランジスタ50，53，抵抗51，52，コンデンサ54だけの簡単な構成で出力を停止させることができるため、装置全体が複雑化することがなく、低コストとすることができる。簡単な構成程、誤動作する虞が少ないため、確実に出力を停止させることができ、安全機能の信頼性を向上させることができる。また、回路開閉部11の構成部品に要求される耐圧を低くすることができるため、比較的安価な部品で構成することができると共に、当該部品ひいては点灯装置20の寿命をも延ばすことができる。さらに、トランジスタ53をオフしてからトランジスタ50をオフするまでに遅延時間を設けているため、出力部５に瞬間的な出力低下が発生しても、冷陰極ランプ９に供給する出力が停止することがなく、回路開閉部11の誤作動を防ぐことができると共に、点灯装置20の起動時に、直流電力の供給が開始されてから、検出部10が負荷電流Ｉoutを検出して検出信号Ｖdを出力するまでの時間、スイッチング作用部６への電力供給を維持する起動手段としても機能させることができる。 In this way, the output can be stopped with a simple configuration of only the transistors 50 and 53, the resistors 51 and 52, and the capacitor 54 without using a control circuit such as a microcomputer, which complicates the entire apparatus. Therefore, the cost can be reduced. Since the simpler configuration is less likely to malfunction, the output can be stopped reliably and the reliability of the safety function can be improved. In addition, since the withstand voltage required for the component parts of the circuit opening / closing unit 11 can be reduced, it can be configured with relatively inexpensive parts, and the life of the lighting device 20 can also be extended. Further, since a delay time is provided from when the transistor 53 is turned off to when the transistor 50 is turned off, the output supplied to the cold cathode lamp 9 stops even if an instantaneous output drop occurs in the output unit 5. In this case, the malfunction of the circuit opening / closing unit 11 can be prevented, and when the lighting device 20 is started, after the supply of DC power is started, the detection unit 10 detects the load current Iout and outputs the detection signal Vd. It can be made to function also as the starting means which maintains the electric power supply to the switching action part 6 until it outputs.

以上より、装置全体が複雑化することがなく、低コストとすることができると共に、出力に瞬低が発生しても、回路開閉部11が誤作動することがないため、確実に出力を停止させることができ、安全機能の信頼性を向上させることができる。 From the above, the entire device is not complicated and can be reduced in cost, and even if a sudden drop occurs in the output, the circuit opening / closing part 11 does not malfunction, so the output is stopped reliably. The reliability of the safety function can be improved.

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。点灯装置に限らず、各種機器の安全装置として適用可能である。また、マイコンなどの制御回路を搭載した点灯装置に利用してもよく、この場合には、制御回路自体の動作電力を増減するようにすればよい。さらに、検出部で検出する出力としては、負荷電流の他、出力電圧を検出するようにしてもよく、出力部の過電流を検出してもよい。 In addition, this invention is not limited to the said Example, It can change in the range which does not deviate from the meaning of this invention. The present invention is not limited to lighting devices and can be applied as safety devices for various devices. Further, it may be used for a lighting device equipped with a control circuit such as a microcomputer. In this case, the operating power of the control circuit itself may be increased or decreased. Furthermore, as an output detected by the detection unit, in addition to the load current, an output voltage may be detected, or an overcurrent of the output unit may be detected.

本発明の実施例における点灯装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the lighting device in the Example of this invention. 同上、点灯装置の構成を具体的に示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of a lighting device concretely same as the above. 同上、点灯装置を構成する各部の動作を示すタイミング図である。It is a timing diagram which shows operation | movement of each part which comprises a lighting device same as the above.

Explanation of symbols

５出力部
６スイッチング作用部（作用部）
９冷陰極ランプ（負荷）
10 検出部
11 回路開閉部（開閉部）
20 点灯装置
33，34 スイッチング素子
50 トランジスタ（第１のスイッチ素子）
51 抵抗（第１の抵抗）
52 抵抗（第２の抵抗）
53 トランジスタ（第２のスイッチ素子）
54 コンデンサ

5 Output part 6 Switching action part (action part)
9 Cold cathode lamp (load)
10 Detector
11 Circuit opening / closing part (opening / closing part)
20 Lighting device
33, 34 Switching element
50 transistors (first switch element)
51 Resistance (first resistance)
52 Resistance (second resistance)
53 Transistor (second switch element)
54 capacitors

Claims

In a lighting device including a self-excited inverter circuit including an output unit that converts input power by a switching operation of a switching element and supplies the load to a load, and an operation unit that performs a switching operation of the switching element.
A first switching element connected between a detection unit that outputs a detection signal when a load current flowing through the load is equal to or greater than a predetermined value, and one of the input power supply path and the control terminal of the switching element; A series circuit including first and second resistors and a capacitor is connected between both ends of the input power supply path, and a connection point of the first and second resistors is connected to a control terminal of the first switch element. And an open / close part formed by connecting a second switch element between both ends of the capacitor,
When the detection signal is output, the open / close unit turns on the second switch element, and thus the first switch element. On the other hand, when the detection signal is not output, the open / close unit turns off the second switch element. The lighting device is characterized in that the first switch element is turned off after a delay time determined by a time constant of the first and second resistors and the capacitor.