JP2006012659A - Discharge lamp lighting circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1つのインバータで複数の冷陰極管(CCFL)や外部電極蛍光灯や蛍光灯等の放電灯を点灯する放電灯点灯回路に関し、特に、並列接続された複数の放電灯を点灯するための簡単で且つ安価な放電灯点灯回路に関する。 The present invention relates to a discharge lamp lighting circuit that lights a plurality of cold cathode fluorescent lamps (CCFLs), discharge lamps such as external electrode fluorescent lamps and fluorescent lamps with one inverter, and particularly, lights a plurality of discharge lamps connected in parallel. The present invention relates to a simple and inexpensive discharge lamp lighting circuit.
従来、放電灯点灯回路においては、1つのインバータを用いて1灯の冷陰極管を点灯していたが、冷陰極管の灯数の増加に伴ってインバータの数も比例して増加するため、コストがかなりアップしていた。 Conventionally, in a discharge lamp lighting circuit, one cold-cathode tube is lit using one inverter. However, as the number of cold-cathode tube lamps increases, the number of inverters increases proportionally. The cost has increased considerably.
そこで、1つのインバータで多数の冷陰極管を点灯する放電灯点灯回路が用いられるようになってきた。従来のこの種の放電灯点灯回路を図11に示す。図11において、高周波電圧を発生する交流電源VacとトランスT1とでインバータを構成している。交流電源Vacの両端には、トランスT1の1次巻線1a(巻数n3)が接続されている。交流電源Vacからの高周波電圧により点灯する各冷陰極管11〜15には、直列にコンデンサからなるバラスト素子C1〜C5が接続され、トランスT1の2次巻線1b(巻数n4)の両端には、冷陰極管11〜15とバラスト素子C1〜C5との直列回路の各々が接続されている。
Therefore, a discharge lamp lighting circuit that lights a large number of cold cathode tubes with one inverter has come to be used. A conventional discharge lamp lighting circuit of this type is shown in FIG. In FIG. 11, an AC power supply Vac that generates a high-frequency voltage and a transformer T1 constitute an inverter. The
冷陰極管11〜15は、起動電圧と点灯電圧とが異なり、起動電圧の方が点灯電圧よりも高くなる必要がある。このため、各冷陰極管11〜15毎にバラスト素子C1〜C5を挿入して、トランスT1の2次巻線1bの電圧を起動電圧よりも高くして冷陰極管11〜15を点灯させる。そして、冷陰極管11〜15が点灯すると、バラスト素子C1〜C5のインピーダンスにより点灯電圧まで電圧が下がり安定する。
The
しかしながら、電源投入時には各冷陰極管11〜15が点灯する毎に負荷のインピーダンスが下がり、トランスT1の出力電圧も冷陰極管1灯が点灯する毎に低下する。このため、最後の冷陰極管が点灯しようとする時にはトランスT1の出力電圧が更に低くなり、最後の冷陰極管が点灯しにくくなり、又は点灯しなくなる。
However, when the
また、最後の冷陰極管まで確実に点灯するようにするためには、トランスT1の出力電圧を更に大きくしなければならず、また、バラスト素子C1〜C5のインピーダンスを更に大きくして、バラスト素子C1〜C5の電圧降下を大きくする必要があった。 Further, in order to surely light up to the last cold cathode tube, the output voltage of the transformer T1 must be further increased, and the impedance of the ballast elements C1 to C5 is further increased to increase the ballast element. It was necessary to increase the voltage drop of C1 to C5.
また、従来の技術の関連技術として例えば特許文献1が知られている。この特許文献1に記載された放電灯点灯装置は、インバータ部と、インバータ部の出力段に接続され、インダクタとコンデンサとが直列に接続されている第1の共振回路と、少なくとも1つのコンデンサを有する第2の共振回路と、複数の放電灯からなる負荷回路と、インバータ部の発振周波数を変化させることにより放電灯を調光点灯させる発振制御部を備えた放電灯点灯装置において、第1の共振回路のコンデンサの両端には、第2の共振回路と負荷回路が直列に接続され、第2の共振回路と負荷回路が、各放電灯のランプ電流が等しくなるように構成され、且つ、調光点灯時のインバータ部の発振周波数を第1の共振回路の固有振動周波数の近傍に設定したものである。このため、複数の放電灯を低光束まで安定に点灯させることができ、且つ放電灯間の光出力差を小さくすることができる。
しかしながら、図11に示す放電灯点灯回路にあっては、インピーダンスの高いバラスト素子C1〜C5を挿入することにより点灯特性は良好となるが、負荷の力率が悪くなる。また、トランスT1の出力電圧を大きくした分、効率が低下してしまい、ロスが大きくなり、高コストになり、小型化することができなかった。 However, in the discharge lamp lighting circuit shown in FIG. 11, the lighting characteristics are improved by inserting ballast elements C1 to C5 having high impedance, but the power factor of the load is deteriorated. Further, the efficiency is lowered by increasing the output voltage of the transformer T1, the loss is increased, the cost is increased, and the size cannot be reduced.
また、特許文献1の放電灯点灯装置にあっては、第1の共振回路、第2の共振回路、発振制御部等を設けているため、装置の構成が複雑でしかも高価なものとなっていた。
Further, in the discharge lamp lighting device of
本発明は、各放電灯毎にバラスト素子を用いることなくしかもトランスの出力電圧を大きくすることなく良好な点灯特性を得ることができ、各放電灯の電流のバラツキをなくすことができる放電灯点灯回路を提供することにある。 The present invention is capable of obtaining a favorable lighting characteristic without using a ballast element for each discharge lamp and without increasing the output voltage of the transformer, and discharge lamp lighting that can eliminate variations in the current of each discharge lamp. It is to provide a circuit.
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータと、このインバータの高周波電圧により点灯する複数の放電灯と、この複数の放電灯に対応して設けられた複数のトランスとを備え、各放電灯に直列に前記トランスの2次巻線が接続され、前記放電灯と前記トランスの2次巻線との直列回路の各々が前記インバータの出力両端に並列に接続され、前記複数のトランスの1次巻線が直列に接続されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an invention according to
請求項2の発明では、請求項1記載の放電灯点灯回路において、前記インバータは、前記複数のトランスの1次巻線が直列に接続された直列回路に前記高周波電圧を印加することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting circuit according to the first aspect, the inverter applies the high-frequency voltage to a series circuit in which primary windings of the plurality of transformers are connected in series. To do.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2記載の放電灯点灯回路において、前記複数のトランスの1次巻線が直列に接続された直列回路に流れる電流を検出する電流検出部を備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting circuit according to the first or second aspect, a current detection unit that detects a current flowing in a series circuit in which primary windings of the plurality of transformers are connected in series is provided. It is characterized by that.
請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の放電灯点灯回路において、前記複数のトランスの1次巻線が直列に接続された直列回路に直列にバラスト素子を接続したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting circuit according to any one of the first to third aspects, a ballast element is connected in series to a series circuit in which primary windings of the plurality of transformers are connected in series. It is connected.
請求項5の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の放電灯点灯回路において、前記放電灯と前記トランスの2次巻線との各々の直列回路と前記インバータの出力両端との間にバラスト素子を接続したことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting circuit according to any one of the first to fourth aspects, the series circuit of each of the discharge lamp and the secondary winding of the transformer and both ends of the output of the inverter A ballast element is connected between the two.
請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の放電灯点灯回路において、前記放電灯と前記トランスの2次巻線とが直列に接続された直列回路に直列にバラスト素子を接続したことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting circuit according to any one of the first to fifth aspects, the discharge lamp and the secondary winding of the transformer are connected in series in series. A ballast element is connected.
請求項7の発明は、請求項4乃至請求項6のいずれか1項記載の放電灯点灯回路において、前記バラスト素子は、コンデンサ、リアクトル、前記トランスの漏洩インダクタンスの少なくとも1つからなることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting circuit according to any one of the fourth to sixth aspects, the ballast element comprises at least one of a capacitor, a reactor, and a leakage inductance of the transformer. And
請求項8の発明は、請求項1乃至請求項7のいずれか1項記載の放電灯点灯回路において、前記トランスの2次巻線に発生する電圧に基づき前記放電灯の状態を検出する検出手段を備えることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting circuit according to any one of the first to seventh aspects, the detecting means detects the state of the discharge lamp based on the voltage generated in the secondary winding of the transformer. It is characterized by providing.
請求項9の発明は、請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の放電灯点灯回路において、前記インバータは、自励発振型インバータであって、直流電源と、この直流電源からの前記直流電圧により前記高周波電圧を発振する発振部とを備え、前記発振部に供給される前記直流電源からの前記直流電圧を変化させることにより前記放電灯に流れる電流を変化させることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the discharge lamp lighting circuit according to any one of the first to eighth aspects, the inverter is a self-excited oscillation type inverter, and includes a direct current power supply and the direct current power supply from the direct current power supply. And an oscillating unit that oscillates the high-frequency voltage using a DC voltage, and the current flowing through the discharge lamp is changed by changing the DC voltage from the DC power source supplied to the oscillating unit.
請求項10の発明は、請求項1乃至請求項8のいずれか1項記載の放電灯点灯回路において、前記インバータは、他励発振型インバータであって、直流電源と、この直流電源からの前記直流電圧を前記高周波電圧に変換する変換部とを備え、前記変換部のスイッチング周波数を変化させることにより前記放電灯に流れる電流を変化させることを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is the discharge lamp lighting circuit according to any one of the first to eighth aspects, wherein the inverter is a separately-excited oscillation type inverter, and includes a DC power source and the DC power source. A converter that converts a DC voltage into the high-frequency voltage, and the current flowing through the discharge lamp is changed by changing a switching frequency of the converter.
請求項11の発明は、請求項1乃至請求項10のいずれか1項記載の放電灯点灯回路において、前記インバータからの前記高周波電圧に基づき前記放電灯のフィラメントに予熱電流を供給する予熱回路を備えることを特徴とする。 An eleventh aspect of the invention is the discharge lamp lighting circuit according to any one of the first to tenth aspects, further comprising a preheating circuit that supplies a preheating current to the filament of the discharge lamp based on the high-frequency voltage from the inverter. It is characterized by providing.
請求項1の発明によれば、放電灯とトランスの2次巻線との直列回路の各々がインバータの出力両端に並列に接続され、複数のトランスの1次巻線が直列に接続されているので、全てのトランスの1次巻線電流は同じになる。また、各放電灯の電流は、トランスの1次巻線電流と巻数比で決まり、巻数が同じであれば、全ての放電灯の電流は同じになるので、放電灯の電流のバラツキがなくなる。また、放電灯が1灯だけ未点灯時にはトランスの2次側が開放となり、高電圧が出力されて未点灯時の放電灯が直ぐに点灯する。従って、各放電灯毎にバラスト素子を用いることなくしかもトランスの出力電圧を大きくすることなく良好な点灯特性を得ることができる。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、インバータが、複数のトランスの1次巻線が直列に接続された直列回路に高周波電圧を印加するので、該高周波電圧が複数のトランスの各々に均等に分割され、分割された電圧により未点灯時のトランスの最大電圧を下げることができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、電流検出部により、複数のトランスの1次巻線が直列に接続された直列回路に流れる電流を検出することができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、複数のトランスの1次巻線が直列に接続された直列回路に直列にバラスト素子を接続したので、回路を安定に動作できる。 According to the invention of claim 4, since the ballast element is connected in series to the series circuit in which the primary windings of the plurality of transformers are connected in series, the circuit can be operated stably.
請求項5の発明によれば、放電灯とトランスの2次巻線との各々の直列回路とインバータの出力両端との間にバラスト素子を接続したので、回路を安定に動作できる。 According to the invention of claim 5, since the ballast element is connected between each series circuit of the discharge lamp and the secondary winding of the transformer and both ends of the output of the inverter, the circuit can be stably operated.
請求項6の発明によれば、放電灯とトランスの2次巻線とが直列に接続された直列回路に直列にバラスト素子を接続したので、未点灯時のトランスの最大電圧を下げることができる。 According to the invention of claim 6, since the ballast element is connected in series to the series circuit in which the discharge lamp and the secondary winding of the transformer are connected in series, the maximum voltage of the transformer when not lit can be lowered. .
請求項8の発明によれば、トランスの2次巻線に発生する電圧に基づき、検出手段により放電灯の状態を検出することができる。 According to the invention of claim 8, the state of the discharge lamp can be detected by the detecting means based on the voltage generated in the secondary winding of the transformer.
請求項9の発明によれば、発振部に供給される直流電源からの直流電圧を変化させることにより放電灯に流れる電流を変化させることができる。 According to invention of Claim 9, the electric current which flows into a discharge lamp can be changed by changing the DC voltage from the DC power supply supplied to an oscillation part.
請求項10の発明によれば、変換部のスイッチング周波数を変化させることにより放電灯に流れる電流を変化させることができる。 According to invention of Claim 10, the electric current which flows into a discharge lamp can be changed by changing the switching frequency of a conversion part.
請求項11の発明によれば、予熱回路により放電灯のフィラメントに予熱電流を供給することにより、放電灯を良好に点灯することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, the discharge lamp can be well lit by supplying the preheating current to the filament of the discharge lamp by the preheating circuit.
以下、本発明の放電灯点灯回路の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a discharge lamp lighting circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1の放電灯点灯回路の構成図である。図1において、高周波電圧を発生する交流電源VacとトランスT1とでインバータ3を構成している。交流電源Vacの両端には、トランスT1の1次巻線1a(巻数n3)が接続されている。交流電源Vacからの高周波電圧により点灯する各冷陰極管11〜15には、直列に各変流器CT1〜CT5(カレントトランス)の2次巻線21b〜25b(巻数n2)が接続され、トランスT1の2次巻線1b(巻数n4)の両端には、冷陰極管11〜15と変流器CT1〜CT5の2次巻線21b〜25bとの直列回路の各々が接続されている。各変流器CT1〜CT5の1次巻線21a〜25a(巻数n1)は、直列に接続されて、閉ループを形成している。
FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting circuit according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an AC power source Vac that generates a high-frequency voltage and a transformer T1 constitute an
次に、このように構成された実施例1の放電灯点灯回路の動作を説明する。まず、各変流器CT1〜CT5においては、I1(1次巻線電流)×n1(1次巻線の巻数)=I2(2次巻線電流)×n2(2次巻線の巻数)という関係がある。また、変流器CT1〜CT5の全ての1次巻線21a〜25aが直列に接続されているので、全ての変流器CT1〜CT5の1次巻線電流は同じになる。このため、上記関係式より巻数が同じであれば、全ての変流器CT1〜CT5の2次巻線電流は、同じになるので、全ての冷陰極管11〜15の電流も同じになる。従って、冷陰極管11〜15の各電流のバラツキがなくなる。また、力率が略1になる。
Next, the operation of the discharge lamp lighting circuit according to the first embodiment configured as described above will be described. First, in each of the current transformers CT1 to CT5, I1 (primary winding current) × n1 (number of turns of the primary winding) = I2 (secondary winding current) × n2 (number of turns of the secondary winding). There is a relationship. Further, since all the
また、冷陰極管11〜15のホットエンドが並列に接続されているので、浮遊容量による冷陰極管11〜15の各電流のバラツキを防ぐこともできる。
Moreover, since the hot ends of the
次に、冷陰極管11〜15の起動時の動作を説明する。インバータ3が動作してトランスT1の2次巻線1bに高電圧が出力され、該高電圧が起動電圧を超えると、5灯の冷陰極管11〜15が次々と点灯していく。
Next, the operation at the time of starting the
ここで、例えば、4灯の冷陰極管11〜14が点灯して冷陰極管15が未点灯とすると、変流器CT5の2次巻線25b側が無負荷に近いため、変流器CT5の2次巻線25b側が開放(オープン)された状態と同じになり、高電圧が発生する。このため、冷陰極管15には高電圧が印加されるので、冷陰極管15は、直ぐに点灯する。
Here, for example, if the four cold-
従って、冷陰極管が遅れて点灯しても供給される電圧が上昇し、最後の冷陰極管15の方が点灯しやすくなり、冷陰極管1灯だけ点灯できないということがなくなる。即ち、5灯の中の点灯し易い冷陰極管の起動電圧を超えると、全ての冷陰極管が点灯できることになる。また、トランスT1の2次巻線1bも低電圧で済み、信頼性も向上し、また、バラスト素子のインピーダンスがないだけ点灯時に低電圧で済み、トランスT1が低電圧で済み信頼性が向上する。即ち、各冷陰極管毎にバラスト素子を用いることなくしかもトランスの出力電圧を大きくすることなく良好な点灯特性を得ることができる。
Accordingly, even if the cold cathode tube is turned on late, the supplied voltage increases, the last
各冷陰極管11〜15が点灯した後には、上記関係式に従って各冷陰極管11〜15の電流は、同じ値に保たれる。各冷陰極管11〜15の電圧にバラツキがある時には、差分の電圧が各変流器CT1〜CT5に印加されて、各変流器CT1〜CT5が吸収する。即ち、各変流器CT1〜CT5にばらついた電圧が印加され、全ての冷陰極管11〜15に流れる電流は、変流器CT1〜CT5の1次巻線電流と巻数比で決まった一定電流が流れる。
After each cold-cathode tube 11-15 is lit, the current of each cold-cathode tube 11-15 is kept at the same value according to the above relational expression. When there is a variation in the voltage of each cold cathode tube 11-15, the difference voltage is applied to each current transformer CT1-CT5 and each current transformer CT1-CT5 absorbs. That is, a voltage that varies among the current transformers CT1 to CT5 is applied, and the current flowing through all the
次に、図1に示す実施例1の放電灯点灯回路において具体的に起動電圧及び点灯電圧を設定した時における動作を説明する。 Next, the operation when the starting voltage and the lighting voltage are specifically set in the discharge lamp lighting circuit of the first embodiment shown in FIG. 1 will be described.
定常時には変流器CT1〜CT5の各電圧は、ほぼ零に保たれる。例えば、定常時の冷陰極管11〜15の点灯電圧がAC700Vとし、起動電圧が1200Vとすると、全点灯している定常時には冷陰極管11〜15の各電圧はAC700Vであり、バラツキがないとすると、変流器CT1〜CT5の各電圧は零Vになる。
At steady state, the voltages of the current transformers CT1 to CT5 are kept substantially zero. For example, assuming that the lighting voltage of the
1灯が未点灯のときには、未点灯の冷陰極管15だけにAC1200Vが印加され、点灯の冷陰極管11〜14にAC700Vが印加されることになる。すると、合計電圧は、AC700V×4+AC1200V=AC4000Vになり、5灯の平均電圧は、AC800Vになる。このため、トランスT1の出力電圧は、AC800Vの高電圧を出力し、変流器CT1〜CT4の各電圧は、AC800V−AC700V=AC100Vの電圧になり、未点灯の冷陰極管15の変流器CT5の電圧は、AC1200V−AC800V=AC400Vの電圧になる。
When one lamp is not lit, AC 1200 V is applied only to the unlit
図2は本発明の実施例2の放電灯点灯回路の構成図である。図2に示す実施例2の放電灯点灯回路は、図1に示す実施例1の構成に対して、さらに、インバータ3内のトランスT2の2次巻線を分割巻線1c(巻数n5)と分割巻線1d(巻数n4−n5)とに分割して、分割巻線1cに発生する電圧を、変流器CT1〜CT5の1次巻線21a〜25aが直列に接続された直列回路に印加し、未点灯の冷陰極管の変流器の電圧を下げることにより、低コスト及び小型化された変流器を提供することを特徴とする。その他の構成は、図1に示す実施例1の構成と同一であるので、同一部分には同一符号を付しその詳細は省略する。
FIG. 2 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting circuit according to the second embodiment of the present invention. The discharge lamp lighting circuit according to the second embodiment shown in FIG. 2 further includes a secondary winding of the transformer T2 in the
このように構成された実施例2の放電灯点灯回路において、変流器CT1〜CT5の1次巻線21a〜25aが直列に接続された直列回路に、分割巻線1cの電圧として例えばAC500V(2次側換算)を印加したとする。すると、冷陰極管11〜15が全て点灯している定常時には、5灯ともAC700V(冷陰極管の点灯電圧)+AC100V(変流器の電圧)=AC800VがトランスT2の出力電圧として必要である。
In the discharge lamp lighting circuit of the second embodiment configured as described above, the voltage of the split winding 1c is, for example, 500 VAC (for example, 500 VAC) in the series circuit in which the
一方、最後の1灯が点灯する時には、変流器CT1〜CT4の各々にはAC500V/5灯+AC100V=AC200Vの電圧が印加されることになる。変流器CT5は逆位相になるので、AC500V/5灯−AC400V(インバータ電圧)=AC300Vの電圧が印加されることになる。即ち、図1に示す回路の変流器CT5の最大電圧AC400Vに比べて、図2に示す回路の変流器CT5の最大電圧は、AC300Vとなり、最大電圧はAC100Vだけ低下したことになる。このように、変流器CTの最大電圧を下げることができ、低コスト及び小型化された変流器を提供することができる。 On the other hand, when the last one light is turned on, a voltage of AC500V / 5light + AC100V = AC200V is applied to each of the current transformers CT1 to CT4. Since the current transformer CT5 is in an opposite phase, a voltage of AC500V / 5 lamp-AC400V (inverter voltage) = AC300V is applied. That is, compared with the maximum voltage AC400V of the current transformer CT5 of the circuit shown in FIG. 1, the maximum voltage of the current transformer CT5 of the circuit shown in FIG. 2 is AC300V, and the maximum voltage is reduced by AC100V. Thus, the maximum voltage of the current transformer CT can be lowered, and a low-cost and downsized current transformer can be provided.
図3は本発明の実施例3の放電灯点灯回路の構成図である。図3に示す実施例3の放電灯点灯回路は、図2に示す実施例2の構成に対して、さらに、変流器CT1〜CT5の1次巻線21a〜25aが直列に接続された直列回路に直列に電流検出抵抗Rshを接続し、電流検出抵抗Rshにより1次巻線電流を検出して制御することを特徴とする。その他の構成は、図2に示す実施例2の構成と同一であるので、同一部分には同一符号を付しその詳細は省略する。
FIG. 3 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting circuit according to the third embodiment of the present invention. The discharge lamp lighting circuit of Example 3 shown in FIG. 3 is a series in which
以上の構成において、変流器CT1〜CT5の1次巻線電流と2次巻線電流は、巻数比に比例して流れるので、変流器CT1〜CT5の1次巻線電流を電流検出抵抗Rshにより検出できる。また、変流器CT1〜CT5により電流バランスが保たれているので、負荷(冷陰極管)の電流を制御できる。 In the above configuration, since the primary winding current and the secondary winding current of the current transformers CT1 to CT5 flow in proportion to the turns ratio, the primary winding current of the current transformers CT1 to CT5 is used as a current detection resistor. It can be detected by Rsh. In addition, since the current balance is maintained by the current transformers CT1 to CT5, the current of the load (cold cathode tube) can be controlled.
また、変流器CT1〜CT5の1次側と2次側とは、電気的に絶縁されているので、自由にグランドを取ることができ、ノイズを低減する時又は1次及び2次側を絶縁する必要があるときに非常に有利である。また、変流器CT1〜CT5の巻数比が1:1の時には変流器CT1〜CT5の1次巻線21a〜25aが直列に接続されているので、冷陰極管の1本分の電流で検出でき、同じ電圧で検出した場合には1/5の損失で済み、効率を向上することができる。
Further, since the primary side and the secondary side of the current transformers CT1 to CT5 are electrically insulated, the ground can be freely taken, and when the noise is reduced or the primary side and the secondary side are connected. It is very advantageous when it is necessary to insulate. Further, when the turns ratio of the current transformers CT1 to CT5 is 1: 1, the
図4は本発明の実施例4の放電灯点灯回路の構成図である。図4に示す実施例4の放電灯点灯回路は、図3に示す実施例3の構成に対して、さらに、各冷陰極管11〜15に直列にコンデンサからなるバラスト素子C1〜C5を接続したことを特徴とする。その他の構成は、図3に示す実施例3の構成と同一であるので、同一部分には同一符号を付しその詳細は省略する。
FIG. 4 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting circuit according to Embodiment 4 of the present invention. In the discharge lamp lighting circuit of Example 4 shown in FIG. 4, ballast elements C1 to C5 made of capacitors are connected in series with the
なお、バラスト素子としては、上記コンデンサ、リアクトル、トランスの漏洩インダクタンスの少なくとも1つからなる。 The ballast element includes at least one of the capacitor, the reactor, and the leakage inductance of the transformer.
以上の構成において、バラスト素子C1〜C5の電圧を例えばAC200Vとすると、定常時のトランスT2の出力電圧は、AC700V+AC200V=AC900Vとなる。 In the above configuration, when the voltage of the ballast elements C1 to C5 is, for example, AC 200V, the output voltage of the transformer T2 at the time of steady state is AC 700V + AC 200V = AC 900V.
一方、1灯が未点灯のときにはトランスT2の出力電圧がAC60VアップのAC960V、点灯冷陰極管11〜14の変流器CT1〜CT4にはAC60Vが発生し、未点灯冷陰極管15の変流器CT5にはAC240V(AC60V×4本)が発生し、未点灯冷陰極管15の電圧は、AC960V+AC240V=AC1200Vとなる。従って、変流器CT5の最大電圧は、AC400V(実施例1の場合)からAC240Vに下げることができる。
On the other hand, when one lamp is not lit, the output voltage of the transformer T2 is increased to AC 960V, and AC 60V is generated in the current transformers CT1 to CT4 of the lit
図5は本発明の実施例5の放電灯点灯回路の構成図である。図5に示す実施例5の放電灯点灯回路は、トランスT2の分割巻線1cと変流器CT1の1次巻線21aとの間にバラスト素子Rx1を設けるとともに、トランスT2の分割巻線1dと並列接続された冷陰極管11〜15との間にバラスト素子Rx2を設けたことを特徴とする。その他の構成は、図3に示す実施例3の構成と同一であるので、同一部分には同一符号を付しその詳細は省略する。
FIG. 5 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting circuit according to the fifth embodiment of the present invention. In the discharge lamp lighting circuit of the fifth embodiment shown in FIG. 5, a ballast element Rx1 is provided between the split winding 1c of the transformer T2 and the primary winding 21a of the current transformer CT1, and the split winding 1d of the transformer T2 is provided. The ballast element Rx2 is provided between the
なお、バラスト素子Rx1又はバラスト素子Rx2のいずれか一方を設けても良い。バラスト素子Rx1,Rx2は、コンデンサ、リアクトル、トランスの漏洩インダクタンスでも良い。 One of the ballast element Rx1 and the ballast element Rx2 may be provided. The ballast elements Rx1 and Rx2 may be a leakage inductance of a capacitor, a reactor, or a transformer.
図5に示す構成によれば、トランスT2の分割巻線1dと並列接続された冷陰極管11〜15との間にバラスト素子Rx2を挿入して、5灯の冷陰極管11〜15からバラスト素子Rx2及びインバータ3を見たインピーダンスが、冷陰極管5灯並列の負性抵抗のインピ−ダンスより大きくなるようにしたので、回路を安定に動作できる。
According to the configuration shown in FIG. 5, the ballast element Rx2 is inserted between the cold-
また、トランスT2の分割巻線1cと変流器CT1の1次巻線21aとの間にバラスト素子Rx1を挿入し、5灯の冷陰極管11〜15からバラスト素子Rx1及びインバータ3を見たインピーダンスが、冷陰極管5灯並列の負性抵抗のインピ−ダンスより大きくなるようにしたので、回路を安定に動作できる。
Further, the ballast element Rx1 is inserted between the split winding 1c of the transformer T2 and the primary winding 21a of the current transformer CT1, and the ballast element Rx1 and the
また、図11に示す放電灯点灯回路では、各冷陰極管11〜15毎にバラスト素子C1〜C5を設けたが、実施例5によれば、全ての冷陰極管11〜15に対してバラスト素子Rx1,Rx2で済み、回路が簡単になる。
Further, in the discharge lamp lighting circuit shown in FIG. 11, the ballast elements C1 to C5 are provided for each of the
図6は本発明の実施例6の放電灯点灯回路の構成図である。図6に示す実施例6の放電灯点灯回路は、図3に示す実施例3の構成に対して、さらに、ダイオードD1〜D10と、電圧検出器27とを設け、各冷陰極管11〜15の異常を検出するようにしたことを特徴とする。
FIG. 6 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting circuit according to the sixth embodiment of the present invention. The discharge lamp lighting circuit of the sixth embodiment shown in FIG. 6 is further provided with diodes D1 to D10 and a
ダイオードD1〜D5は、冷陰極管11〜15と対応して設けられ、冷陰極管11〜15と変流器CT1〜CT5の2次巻線21b〜25bとの接続点にアノードが接続され、各々のカソードは、電圧検出器27の入力端子IN1に接続されている。ダイオードD6〜D10は、冷陰極管11〜15と対応して設けられ、冷陰極管11〜15と変流器CT1〜CT5の2次巻線21b〜25bとの接続点にカソードが接続され、各々のアノードは、電圧検出器27の入力端子IN2に接続されている。
The diodes D1 to D5 are provided corresponding to the
電圧検出器27は、ダイオードD1〜D5のカソード電圧を入力し、ダイオードD6〜D10のアノード電圧を入力し、これらの電圧に基づき各冷陰極管11〜15の異常を検出する。
The
図7は実施例6の放電灯点灯回路に設けられた電圧検出器の具体的な構成図である。図7に示す電圧検出器27は、入力端子IN1にカソードが接続されアノードが抵抗R1を介して接地されたツェナーダイオードZD1と、入力端子IN2にアノードが接続されカソードが抵抗R2を介して接地されたツェナーダイオードZD2とを有して構成されている。
FIG. 7 is a specific configuration diagram of a voltage detector provided in the discharge lamp lighting circuit according to the sixth embodiment. The
以上の構成において、冷陰極管11〜15の内の例えば冷陰極管15の1灯が未点灯の時には、冷陰極管15の電圧が約AC1200Vの電圧になり、変流器CT5にはAC400Vの電圧が印加されることになる。
In the above configuration, when, for example, one of the
このとき、ツェナーダイオードZD1の降伏電圧をAC400Vに設定しておけば、ツェナーダイオードZD1が降伏して、25b→D5→ZD1→R1→接地の経路で電流が流れる。このため、電圧検出器27は、抵抗R1の両端電圧により変流器CT5のAC400Vの電圧を検出できる。従って、この検出電圧により未点灯の冷陰極管があるかどうかを検出できる。
At this time, if the breakdown voltage of the Zener diode ZD1 is set to 400V AC, the Zener diode ZD1 breaks down and a current flows through the
また、冷陰極管の未接続や破損時などには、さらに高電圧が出力されるので、変流器CTの2次巻線電圧を検出することにより、冷陰極管の未接続や破損を検出できる。 In addition, when the cold cathode tube is not connected or damaged, a higher voltage is output, so detecting the secondary winding voltage of the current transformer CT detects the unconnected or damaged cold cathode tube. it can.
図8は本発明の実施例7の放電灯点灯回路の構成図である。図8に示す実施例7は、インバータ3aの具体例であり、インバータ3aが自励発振型の交流電源からなる。インバータ3aは、直流電源Vdc1からの直流電圧を、スイッチング周波数でMOSFETからなるスイッチング素子Q1,Q2を交互にスイッチングさせることにより、高周波電圧に変換し、この高周波電圧をトランスT3とリアクトルL2とコンデンサCoを介して冷陰極管11〜14に供給する。
FIG. 8 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting circuit according to the seventh embodiment of the present invention. A seventh embodiment shown in FIG. 8 is a specific example of the
インバータ3aにおいて、トランスT3の第1の1次巻線1a1(巻数n3)に直列に第2の1次巻線1a2(巻数n3)が接続され、第1の1次巻線1a1と第2の1次巻線1a2との接続点はリアクトルL1を介して直流電源Vdc1の正極に接続されている。第1の1次巻線1a1と第2の1次巻線1a2との直列回路の両端には、共振コンデンサCpが接続されるとともにスイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2との直列回路が接続されている。スイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2との接続点は、接地されている。
In the
トランスT3の帰還巻線1c(巻数n5)の一端は、スイッチング素子Q2のゲートに接続され、帰還巻線1cの他端は、スイッチング素子Q1のゲート及び抵抗R3の一端に接続され、抵抗R3の他端は、直流電源Vdc1の正極とリアクトルL1との接続点に接続されている。トランスT3の2次巻線1b(巻数n4)の一端はリアクトルL2を介して各冷陰極管11〜14に接続され、リアクトルL2と各冷陰極管11〜14との接続点には、コンデンサCoの一端が接続され、コンデンサCoの他端及び2次巻線1bの他端は接地されている。ここでは、リアクトルL2は、トランスT3の漏洩インダクタンスであり、CoはトランスT3の巻線の浮遊容量である。
One end of the feedback winding 1c (number of turns n5) of the transformer T3 is connected to the gate of the switching element Q2, and the other end of the feedback winding 1c is connected to the gate of the switching element Q1 and one end of the resistor R3. The other end is connected to a connection point between the positive electrode of DC power supply Vdc1 and reactor L1. One end of the secondary winding 1b (number of turns n4) of the transformer T3 is connected to each of the
スイッチング素子Q1,Q2、共振コンデンサCp、トランスT3は、直流電源Vdc1からの直流電圧により高周波電圧を発振する自励発振部を構成する。 Switching elements Q1, Q2, resonance capacitor Cp, and transformer T3 constitute a self-excited oscillation unit that oscillates a high-frequency voltage by a DC voltage from DC power supply Vdc1.
次にインバータ3aの動作を説明する。まず、スイッチング素子Q1がオンすると、Vdc1→L1→1a1→Q1→接地の経路で電流が流れる。次に、スイッチング素子Q1がオフし、スイッチング素子Q2がオンすると、Vdc1→L1→1a2→Q2→接地の経路で電流が流れる。このため、トランスT3の2次巻線1bには高周波電圧が発生し、この高周波電圧がリアクトルL2とコンデンサCoを介して各冷陰極管11〜14に供給される。
Next, the operation of the
また、第1の1次巻線1a1と第2の1次巻線1a2とのインダクタンスは、同じ値であり、且つ同じコアに巻回されているため、第1の1次巻線1a1のインダクタンスをLP1とすれば、直列合成インダクタンスLpは、Lp=4×LP1となる。共振周波数は、直列合成インダクタンスLpと共振コンデンサCpとでほぼ決定される。また、スイッチング素子Q1とスイッチング素子Q2は、トランスT3の帰還巻線1cに発生する共振電圧によって駆動されるため、スイッチング周波数も共振周波数に一致する。 Further, since the inductances of the first primary winding 1a1 and the second primary winding 1a2 have the same value and are wound around the same core, the inductance of the first primary winding 1a1 Is LP1, the series combined inductance Lp is Lp = 4 × LP1. The resonance frequency is substantially determined by the series combined inductance Lp and the resonance capacitor Cp. Further, since the switching element Q1 and the switching element Q2 are driven by a resonance voltage generated in the feedback winding 1c of the transformer T3, the switching frequency also matches the resonance frequency.
また、直流電源Vdc1の直流電圧を変化させることで高周波電圧を変化させ、変化した高周波電圧により冷陰極管11〜14に流れる電流を変化させることができる。
Moreover, the high frequency voltage can be changed by changing the DC voltage of the DC power supply Vdc1, and the current flowing through the
図9は本発明の実施例8の放電灯点灯回路の構成図である。図9に示す実施例8は、インバータ3bの具体例であり、インバータ3bが他励発振型の交流電源からなる。インバータ3bは、直流電源Vdc1からの直流電圧を、発振制御部29が発振する高周波信号(スイッチング周波数)で駆動回路31を介してMOSFETからなるスイッチング素子Q1,Q2を交互にスイッチングさせることにより、高周波電圧に変換し、この高周波電圧をトランスT1を介してリアクトルL2とコンデンサCfにより構成される共振回路を介して冷陰極管11〜14に供給する。
FIG. 9 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting circuit according to the eighth embodiment of the present invention. An eighth embodiment shown in FIG. 9 is a specific example of the
インバータ3bにおいて、直流電源Vdc1の両端には、スイッチング素子Q1とコンデンサCcとリアクトルL1とトランスT1の1次巻線1a(巻数n3)との直列回路が接続されている。スイッチング素子Q1のソースにはスイッチング素子Q2のドレインが接続され、スイッチング素子Q2のソースは接地されている。スイッチング素子Q1,Q2の各々のゲートには、駆動回路31から高周波信号(スイッチング周波数)が入力されるようになっている。
In the
トランスT1の2次巻線1b(巻数n4)の一端はリアクトルL2を介して各冷陰極管11〜14に接続され、リアクトルL2と各冷陰極管11〜14との接続点には、コンデンサCfの一端が接続され、コンデンサCfの他端及び2次巻線1bの他端は接地されている。ここでは、リアクトルL2は、トランスT1の漏洩インダクタンスであり、CfはトランスT1の巻線の浮遊容量である。
One end of the secondary winding 1b (the number of turns n4) of the transformer T1 is connected to each of the
次にインバータ3bの動作を説明する。まず、駆動回路31からの高周波信号によりスイッチング素子Q1がオンすると、Vdc1→Q1→Cc→L1→1a→接地の経路で電流が流れる。次に、スイッチング素子Q1がオフし、スイッチング素子Q2がオンすると、1a→L1→Cc→Q2→接地の経路で電流が流れる。このため、トランスT1の2次巻線1bには高周波電圧が発生し、この高周波電圧は、リアクトルL2とコンデンサCfとの共振回路を介して冷陰極管11〜14に供給される。発振制御部29のスイッチング周波数が変化することで高周波電圧が変化して、変化した高周波電圧が冷陰極管11〜14に供給される。従って、変化した高周波電圧により冷陰極管11〜14に流れる電流を変化させることができる。
Next, the operation of the
なお、リアクトルL2のインダクタンスが不足しているときはリアクトルを外付けしてもよく、コンデンサCcの容量が不足しているときはコンデンサを外付けしてもよい。 In addition, when the inductance of reactor L2 is insufficient, the reactor may be externally attached, and when the capacity of capacitor Cc is insufficient, a capacitor may be externally attached.
図10は本発明の実施例9の放電灯点灯回路の構成図である。図10に示す実施例9の放電灯点灯回路は、放電灯として蛍光灯に適用した例である。 FIG. 10 is a configuration diagram of a discharge lamp lighting circuit according to Embodiment 9 of the present invention. The discharge lamp lighting circuit of Example 9 shown in FIG. 10 is an example applied to a fluorescent lamp as a discharge lamp.
図10に示す放電灯点灯回路は、直流電源Vdc1からの直流電圧を、発振制御部29が発振する高周波信号で駆動回路31を介してMOSFETからなるスイッチング素子Q1,Q2を交互にスイッチングさせることにより、高周波電圧に変換し、この高周波電圧をリアクトルL1とコンデンサC1により構成される共振回路及びカップリングコンデンサCoを介して蛍光灯11a〜14aに供給する。
In the discharge lamp lighting circuit shown in FIG. 10, the DC voltage from the DC power source Vdc1 is alternately switched between the switching elements Q1 and Q2 made of MOSFETs via the
トランスT4は、1次巻線からなるリアクトルL1と、各々の蛍光灯11a〜14aに対して2つずつ設けられた2次巻線41〜48とを有している。2次巻線41〜48には直列にコンデンサC11〜C18が接続されている。一対の2次巻線(例えば41,42)のうち一方の2次巻線(例えば41)は、コンデンサ(例えばC11)を介して蛍光灯(例えば11a)の一端に接続され、他方の2次巻線(例えば42)は、コンデンサ(例えばC12)を介して蛍光灯(例えば11a)の他端に接続されている。
The transformer T4 includes a reactor L1 including a primary winding, and
2次巻線41〜48は、発生した高周波電圧により蛍光灯11a〜14aのフィラメントに予熱電流を供給する予熱回路、即ちヒーター電源を構成している。即ち、2次巻線41〜48が蛍光灯11a〜14aのフィラメントに予熱電流を供給するので、蛍光灯11a〜14aを良好に点灯することができる。
The
なお、本発明は、上述した実施例1乃至実施例9の放電灯点灯路回路に限定されるものではなく、例えば、実施例1乃至実施例9の2以上の実施例を組み合わせた放電灯点灯回路にも適用可能であるのは勿論である。 In addition, this invention is not limited to the discharge lamp lighting circuit of Example 1 thru | or Example 9 mentioned above, For example, the discharge lamp lighting which combined the 2 or more Example of Example 1 thru | or Example 9 was combined. Of course, the present invention can also be applied to a circuit.
本発明は、複数の冷陰極管や外部電極蛍光灯や蛍光灯等の放電灯を点灯する放電灯点灯回路に適用可能である。 The present invention is applicable to a discharge lamp lighting circuit that lights a plurality of cold cathode tubes, discharge lamps such as external electrode fluorescent lamps and fluorescent lamps.
1a,21a〜25a 1次巻線
1b,21b〜25b 2次巻線
11〜15 冷陰極管
11a〜14a 蛍光灯
Vac 交流電源
Vdc1 直流電源
T1〜T4 トランス
CT1〜CT5 変流器
Rsh 電流検出抵抗
C1〜C5,Rx1,Rx2 バラスト素子
27 電圧検出器
29 発振制御部
31 駆動回路
Q1,Q2 スイッチング素子
L1,L2 リアクトル
R1〜R3 抵抗
ZD1,ZD2 ツェナーダイオード
1a, 21a-
Claims (11)
各放電灯に直列に前記トランスの2次巻線が接続され、前記放電灯と前記トランスの2次巻線との直列回路の各々が前記インバータの出力両端に並列に接続され、前記複数のトランスの1次巻線が直列に接続されていることを特徴とする放電灯点灯回路。 An inverter that converts a DC voltage into a high-frequency voltage, a plurality of discharge lamps that are lit by the high-frequency voltage of the inverter, and a plurality of transformers that are provided corresponding to the plurality of discharge lamps,
A secondary winding of the transformer is connected in series to each discharge lamp, and each series circuit of the discharge lamp and the secondary winding of the transformer is connected in parallel to both ends of the output of the inverter, and the plurality of transformers The discharge lamp lighting circuit is characterized in that the primary windings are connected in series.
The discharge lamp lighting circuit according to any one of claims 1 to 10, further comprising a preheating circuit that supplies a preheating current to a filament of the discharge lamp based on the high-frequency voltage from the inverter.
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