JP2006049050A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な回路構成で、トランスの唸り音の低減を図ることができ、また、放電
灯の低温時における低輝度の起動も確実に行えるようにした放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】 調光回路４からの調光駆動信号の立上り及び立下りは鈍らせており、電
解効果トランジスタＴ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８のゲートに入力される調光駆動信号は、ハイ
レベルからローレベルに移っても完全にローレベルに落ちないように電位持上げ回路５に
よってゲート電位を持ち上げている。したがって、調光駆動信号がレベル変化しても、ト
ランス７，８の一次巻線７２，８２には急峻な電流の変化が起きることがなく、トランス
７，８の唸り音を低減できる。放電灯９，１０の起動時には、デューティ比１００％の調
光信号により、低温時における低輝度の起動も確実に行うことが可能になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば液晶ディスプレイ装置のバックライトとして用いられる放電灯を点灯
駆動させる放電灯点灯装置に関する。

液晶ディスプレイ装置のバックライトには、一般に冷陰極管などの放電灯が使用される
が、表示画面を最も見やすくするために、また、消費電力を抑えるために、輝度調整を行
えるようにしている。放電灯の輝度調整を行う具体的な方式として、ＰＷＭ（パルス幅変
調）調光方式や管電流可変方式などが使用される。ＰＷＭ調光方式では、放電灯を駆動す
るインバータ回路を備え、ＰＷＭ信号によりインバータを間欠的に駆動することにより、
放電灯に流れる平均電流を変化させ、放電灯の輝度を調整している。管電流可変方式では
、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を可変することにより、インバータ回路から放電灯に
流れる管電流を変化させ、放電灯の輝度を調整している。

ところで、ＰＷＭ調光方式によって、放電灯の輝度を下げていくと、調光駆動信号のあ
るパルス幅（駆動電流を流す期間に相当するパルス幅）以下で、放電灯の特性上、放電灯
が点灯しなくなってしまう。また、パルス周期を長くすることでも、放電灯の輝度を下げ
ていくことができるが、放電灯の特性で決まる一定周期以上になると、人がチラツキを感
じるようになるので、このような方式には限界がある。

また、管電流可変方式では、調光範囲を広くするために低輝度側の範囲を広げるには、
管電流を減らして動作させる必要があるが、管電流を減らしていくと、放電灯の特性上、
放電が不安定になるので、低輝度側の下限は最高輝度の５０％程度が限界である。

そこで、調光範囲を拡大するため、管電流を断続させると共に、その比率を変化させる
デューティ調光方式（バースト調光方式とも言う）を採用している放電灯点灯装置が知ら
れている。

このような放電灯点灯装置は、例えば、トランスおよびスイッチングトランジスタを有
するインバータ回路と、点灯対象となる放電灯を流れる管電流を整流して平滑コンデンサ
を充電し、この平滑コンデンサの充電電圧に基づいて管電流値に対応した電圧を出力する
管電流値検出回路と、この管電流値検出回路から出力される電圧と第１基準電圧との差の
電圧を誤差電圧として出力する誤差増幅器と、前記インバータ回路と直流電源との間に直
列接続され制御信号に基づいてオン／オフが切り替わり、前記インバータ回路への電力供
給を行うドライブ用スイッチングトランジスタと、第１のデッドタイム電圧値を有するデ
ッドタイム調整電圧を生成するデッドタイム調整電圧生成回路と、三角波電圧を発生する
三角波発生回路と、前記三角波電圧が前記デッドタイム調整電圧および前記誤差電圧より
も高いときに前記ドライブ用スイッチングトランジスタをオンさせる前記制御信号を出力
するパルス幅変調手段とを備えている。
特開２００１−１９６１９６号公報 特開２００２−５６９９６号公報 特開２０００−２８６０９０号公報 特開平７−１１０４６１号公報

しかしながら、このような従来の放電灯点灯装置では、構成部品が多く、小型化やコス
トダウンが難しく、また、点灯期間中は、インバータ回路への入力電圧を安定化させてい
るだけで、管電流を直接制御していないため、部品や放電灯の特性バラツキ、あるいは周
囲温度によって輝度が変化する。更に、トランスから唸り音が発生し、ユーザに不快感を
与えていた。このような唸り音が発生する原因は、管電流の急激な増加と点灯直前に瞬間
的に流れる励磁電流によるものである。

そこで、例えば、特許文献１に示す放電灯点灯装置では、前述したような、インバータ
回路、管電流値検出回路、誤差増幅器、ドライブ用スイッチングトランジスタ、デッドタ
イム調整電圧生成回路、三角波発生回路、およびパルス幅変調手段に加え、唸り音の発生
を低減するために、パルス幅に対応して放電灯の輝度調整を行うための調光パルス信号を
発生する調光パルス発生回路と、前記調光パルス信号が一方のレベルのときに前記デッド
タイム調整電圧を第１のデッドタイム電圧値に設定し、前記調光パルス信号が他方のレベ
ルのときに前記デッドタイム調整電圧に対して前記第１のデッドタイム電圧値よりも高く
且つ前記三角波電圧の最大値よりも低い第２のデッドタイム電圧値を有する電圧を混合す
る電圧混合手段と、調光パルス幅を変化させて放電灯の輝度を最大に設定したときの前記
平滑コンデンサの電圧値以上を有する電圧を、前記調光パルス信号が前記他方のレベルの
ときに前記平滑コンデンサに対して印加する電圧印加手段を設けている。

この構成により、放電灯を消灯状態にする期間においても、放電灯が点灯するに至らな
い電流が前記トランスに通電されているので、放電灯が消灯状態から点灯状態に変わった
ときに、前記トランスの通電電流値に急峻な変化が生じない。したがって、このような従
来の放電灯点灯装置では、前記トランスから発生する唸り音を低減させることができる。

しかしながら、このような従来の放電灯点灯装置では、三角波発生回路から出力される
三角波電圧と前記誤差電圧およびデッドタイム調整電圧とを比較し、この比較結果により
インバータ回路を制御するトランジスタをオン／オフさせるように回路構成されているが
、このような回路構成は複雑であるので、コストアップにも繋がるという課題が生じる。
また、低温時においては、放電灯が放電し難い特性を持っているが、放電灯の低温時にお
ける低輝度の起動を行う場合、特に、放電灯が放電し易くなるような対策が施されていな
いので、放電灯の低温時における低輝度の起動が確実に行えるとは限らないという課題も
生じる。

なお、特許文献２に記載の従来技術では、パルス幅変調調光回路と管電流調光回路とを
併せ持ち、低輝度領域においては管電流を一定に保ちながらパルス幅の調整のみで輝度調
整を行っており、輝度調整範囲を広くするようにしているが、トランスの唸り音に対する
対策は施されていないし、また、放電灯の低温時における低輝度の起動が確実に行えるよ
うな対策も施されていない。

また、特許文献３に記載の従来技術では、バックライトに対してＰＷＭ調光制御と電圧
調光制御とが同時に行われ、ＰＷＭ調光信号Ｄｕｔｙの値が最大のときに電圧調整信号の
値が最大となるので、バックライトの輝度を高い値に維持することができ、一方、ＰＷＭ
調光信号Ｄｕｔｙの値が最小のときに電圧調光信号の値が最小となるので、このときのバ
ックライトの輝度をより低くすることができるようにしているが、トランスの唸り音に対
する対策は施されていないし、また、放電灯の低温時における低輝度の起動が確実に行え
るような対策も施されていない。

また、特許文献４に記載の従来技術では、バックライトを点灯させるためのバックライ
ト点灯回路と、外部より入力される調光信号に応じて前記バックライト点灯回路をデュー
ティ制御するための調光回路と、外部より入力される輝度調整信号に応じて映像出力の輝
度調整を行う輝度調整回路と、前記調光信号のレベルに応じて前記輝度調整信号のレベル
を制御する輝度制御回路とを備え、容易に超低輝度を実現しているが、トランスの唸り音
に対する対策は施されていないし、また、放電灯の低温時における低輝度の起動が確実に
行えるような対策も施されていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡単な回路構成で、ト
ランスの唸り音の低減を図ることができ、また、放電灯の低温時における低輝度の起動も
確実に行えるようにした放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トランスの一次巻線に直流電圧が与え
られ、前記一次巻線にスイッチング素子およびコンデンサが接続されて発振動作を行い、
前記トランスの二次巻線に電圧を誘起する自励式の電圧共振型プッシュプル回路と、パル
スのデューティ比を変えることによって放電灯の輝度を調整するための調光信号を出力す
る制御部と、前記調光信号を入力して前記スイッチング素子の制御端子に調光駆動信号を
与え前記電圧共振型プッシュプル回路の発振動作をオン／オフして管電流を変え放電灯の
輝度を調整する調光回路とを備えた放電灯点灯装置であって、入力された調光信号に基づ
いて生成された調光駆動信号の立上りおよび立下りを鈍らす積分回路を前記調光回路に設
けると共に、前記調光回路からの調光駆動信号を入力し前記調光駆動信号のローレベルの
電位を抵抗により持上げる電位持上げ回路を前記調光回路と前記電圧共振型プッシュプル
回路との間に設け、更に前記放電灯の起動時にはデューティ比１００％の調光信号を出力
し、所定時間経過後には設定されたデューティ比の調光信号を出力する起動時調光制御手
段を前記制御部に設けたことを特徴とする放電灯点灯装置を提供する。

この構成において、制御部からの調光信号が調光回路に入力されると、前記調光回路は
調光駆動信号を生成するが、この調光駆動信号の立上りおよび立下りは積分回路により鈍
らされて、調光駆動信号が前記調光回路から出力される。そして、前記調光回路から出力
された調光駆動信号は、電位持上げ回路の抵抗により、ローレベルが持上げられ、電圧共
振型プッシュプル回路のスイッチング素子の制御端子に入力される。前記電圧共振型プッ
シュプル回路は、前記スイッチング素子の制御端子に入力された調光駆動信号により、発
振が制御されるが、前記スイッチング素子の制御端子に入力される調光駆動信号は、ハイ
レベルからローレベルに移っても完全にローレベルに落ちることはないので、前記電圧共
振型プッシュプル回路は少ない電流であるが、発振を持続する。

この後、調光駆動信号がハイレベルになっても、前記トランスの一次巻線には急峻な電
流の変化が起きることがない。この理由は、調光駆動信号の立上りが鈍らせており、また
、調光駆動信号のローレベル期間にも前記トランスの一次巻線には少し電流が流れている
ためである。この電流は放電灯が点灯するに至らない程度の電流である。調光駆動信号が
ハイレベルからローレベルに移るときも、調光駆動信号の立下りが鈍らされているおり、
また、調光駆動信号がローレベルに移っても完全にローレベルに落ちることがなく、前記
トランスの一次巻線には少し電流が流れるため、前記トランスの一次巻線には急峻な電流
の変化が起きることがない。

また、前記放電灯の起動時にはデューティ比１００％の調光信号が前記調光回路に入力
され、このデューティ比１００％の調光信号による調光駆動信号が前記電圧共振型プッシ
ュプル回路のスイッチング素子の制御端子に入力されると、前記電圧共振型プッシュプル
回路は予め定めた最大電流で発振動作が連続的に行われ、これにより、トランスの二次巻
線には最大電力が出力され、放電灯は低温時で低輝度の起動であっても、起動し易くなる
。そして、所定時間経過後には設定されたデューティ比の調光信号に基づく調光制御に戻
される。

したがって、この構成によれば、前記調光回路および前記電位持上げ回路のような簡単
な回路構成で、トランスの一次巻線は急峻な電流の変化が起きないようにすることができ
、これにより、トランスの唸り音の低減を図ることができる。また、放電灯の起動時には
デューティ比１００％の調光信号を用いることにより、放電灯の低温時における低輝度の
起動も確実に行えるようになる。

請求項２の発明は、トランスの一次巻線に直流電圧が与えられ、前記一次巻線にスイッ
チング素子およびコンデンサが接続されて発振動作を行い、前記トランスの二次巻線に電
圧を誘起する自励式の電圧共振型プッシュプル回路と、パルスのデューティ比を変えるこ
とによって放電灯の輝度を調整するための調光信号を出力する制御部と、前記調光信号を
入力して前記スイッチング素子の制御端子に調光駆動信号を与え前記電圧共振型プッシュ
プル回路の発振動作をオン／オフして管電流を変え放電灯の輝度を調整する調光回路とを
備えた放電灯点灯装置であって、前記調光駆動信号の立上りおよび立下りを鈍らすと共に
、前記調光駆動信号のローレベルの電位を持上げることを特徴とする放電灯点灯装置を提
供する。

この構成において、制御部からの調光信号が調光回路に入力されると、前記調光回路は
調光駆動信号を生成するが、この調光駆動信号の立上りおよび立下りは鈍らされて、調光
駆動信号が前記調光回路から出力される。そして、前記調光回路から出力された調光駆動
信号は、ローレベルが持上げられ、電圧共振型プッシュプル回路のスイッチング素子の制
御端子に入力される。前記電圧共振型プッシュプル回路は、前記スイッチング素子の制御
端子に入力された調光駆動信号により、発振が制御されるが、前記スイッチング素子の制
御端子に入力される調光駆動信号は、ハイレベルからローレベルに移っても完全にローレ
ベルに落ちることはないので、前記電圧共振型プッシュプル回路は少ない電流であるが、
発振を持続する。この後、調光駆動信号がハイレベルになっても、前記トランスの一次巻
線には急峻な電流の変化が起きることがない。

したがって、この構成によれば、簡単な回路構成で、トランスの一次巻線は急峻な電流
の変化が起きないようにすることができ、これにより、トランスの唸り音の低減を図るこ
とができる。

請求項３の発明では、請求項２の発明において、入力された調光信号に基づいて生成さ
れた調光駆動信号の立上りおよび立下りを鈍らす積分回路を前記調光回路に設けると共に
、前記調光回路からの調光駆動信号を入力し前記調光駆動信号のローレベルの電位を抵抗
により持上げる電位持上げ回路を前記調光回路と前記電圧共振型プッシュプル回路との間
に設けたので、前記調光駆動信号の立上りおよび立下りを鈍らすことができると共に、調
光駆動信号のローレベルの電位を持上げることができる。これにより、トランスの一次巻
線は急峻な電流の変化が起きないようにすることができる。

請求項４の発明では、請求項２の発明において、前記放電灯の起動時にはデューティ比
１００％の調光信号を出力し、所定時間経過後には設定されたデューティ比の調光信号を
出力する起動時調光制御手段を前記制御部に設けたので、前記電圧共振型プッシュプル回
路は最大電流の発振動作が連続的に行われ、これにより、トランスの二次巻線には最大電
力が出力され、放電灯は低温時で低輝度の起動でも、起動し易くなる。

以上のように本発明によれば、入力された調光信号に基づいて生成された調光駆動信号
の立上りおよび立下りを鈍らす積分回路を調光回路に設けると共に、調光回路からの調光
駆動信号を入力し調光駆動信号のローレベルの電位を抵抗により持上げる電位持上げ回路
を調光回路と電圧共振型プッシュプル回路との間に設けたので、調光回路および電位持上
げ回路のような簡単な回路構成で、トランスの一次巻線は急峻な電流の変化が起きないよ
うにすることができ、これにより、トランスの唸り音の低減を図ることができ、テレビ番
組などを視聴しているときに、ユーザに不快感を与えるようなことはない。更に、放電灯
の起動時にはデューティ比１００％の調光信号を出力し、所定時間経過後には設定された
デューティ比の調光信号を出力する起動時調光制御手段を制御部に設けたので、放電灯の
低温時における低輝度の起動も確実に行えるようになる。

また、本発明によれば、調光駆動信号の立上りおよび立下りを鈍らすと共に、調光駆動
信号のローレベルの電位を持上げるようにしたので、トランスの一次巻線は急峻な電流の
変化が起きないようにすることができ、これにより、トランスの唸り音の低減を図ること
ができ、テレビ番組などを視聴しているときに、ユーザに不快感を与えるようなことはな
い。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の
一実施形態に係る放電灯点灯装置の回路構成を示す回路図である。

図１において、ＤＣ電源入力端子１にはトランジスタＴ１のコレクタが接続され、その
コレクタ・ベース間には抵抗Ｒ１が接続されている。また、トランジスタＴ１のベースは
抵抗Ｒ２を介してトランジスタＴ４のコレクタに接続されている。トランジスタＴ１のエ
ミッタはトランジスタＴ２のコレクタに接続されている。トランジスタＴ４のエミッタは
接地され、そのベースは抵抗Ｒ５を介して制御部としてのマイクロコンピュータ１３のパ
ワーオン出力端子（電源がオンになったときにＬレベル信号を出力する端子）１２に接続
されている。

トランジスタＴ２のコレクタ・ベース間には抵抗Ｒ３が接続され、そのベースはツェナ
ダイオードｄ１を介して接地されている。また、抵抗Ｒ３の一端は保護回路３の電源端子
に接続されている。トランジスタＴ２のエミッタはトランジスタＴ３のコレクタに接続さ
れ、トランジスタＴ３のコレクタ・ベース間には抵抗Ｒ４が接続されている。トランジス
タＴ３のベースはダイオードＤ１を介して保護回路３の制御出力端子に接続されている。
トランジスタＴ３のエミッタはダイオードＤ２，Ｄ３のアノードに接続されている。ダイ
オードＤ２のカソードは、抵抗Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２６を介して接地されていると共に、
抵抗Ｒ２４，Ｒ２５，Ｒ２７を介して接地されている。

トランジスタＴ２のエミッタとトランジスタＴ３のコレクタとの接続点は抵抗Ｒ７，Ｒ
８、Ｒ９を介して接地されている。抵抗Ｒ７と抵抗Ｒ８との接続点はマイクロコンピュー
タ１３の調光信号出力端子１１に接続されている。抵抗Ｒ８と抵抗Ｒ９との接続点はトラ
ンジスタＴ９のベースに接続され、そのエミッタは接地されている。また、トランジスタ
Ｔ９のコレクタは抵抗Ｒ１１および抵抗Ｒ１０を介してトランジスタＴ２のエミッタに接
続されている。抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１との接続点は、抵抗Ｒ６を介してダイオードＤ４
のカソードおよびダイオードＤ５のカソードに接続されていると共に、抵抗Ｒ３４を介し
てダイオードＤ６のカソードおよびダイオードＤ７のカソードに接続されている。抵抗Ｒ
１０と抵抗Ｒ１１との接続点と接地間には電解コンデンサＣ１が接続されている。

ダイオードＤ４のアノードは、抵抗Ｒ１２を介して電解効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｔ
５のゲートに接続されている。ダイオードＤ５のアノードは、抵抗Ｒ１３を介して電解効
果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｔ６のゲートに接続されている。電解効果トランジスタＴ５の
ゲートは抵抗Ｒ２５と抵抗Ｒ２７との接続点に接続されている。電解効果トランジスタＴ
６のゲートは抵抗Ｒ２３と抵抗Ｒ２６との接続点に接続されている。また、電解効果トラ
ンジスタＴ５のゲートはトランス７の補助巻線７１および抵抗Ｒ２８を介して電解効果ト
ランジスタＴ６のゲートに接続されている。

電解効果トランジスタＴ５および電解効果トランジスタＴ６のソースは接地されている
。電解効果トランジスタＴ５のドレインは、トランス７の一次巻線７２を介して電解効果
トランジスタＴ６のドレインに接続されている。一次巻線７２の両端にはコンデンサＣ２
が接続されている。また、一次巻線７２の中点はコイルＬ２を介してトランジスタＴ１の
エミッタに接続されている。

ダイオードＤ６のアノードは、抵抗Ｒ１４を介して電解効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｔ
７のゲートに接続されている。ダイオードＤ７のアノードは、抵抗Ｒ１５を介して電解効
果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｔ８のゲートに接続されている。電解効果トランジスタＴ７の
ゲートは抵抗Ｒ２０と抵抗Ｒ２１との接続点に接続されている。電解効果トランジスタＴ
８のゲートは抵抗Ｒ１７と抵抗Ｒ１８との接続点に接続されている。また、電解効果トラ
ンジスタＴ７のゲートはトランス８の補助巻線８１および抵抗Ｒ２９を介して電解効果ト
ランジスタＴ８のゲートに接続されている。

電解効果トランジスタＴ７および電解効果トランジスタＴ８のソースは接地されている
。電解効果トランジスタＴ７のドレインは、トランス８の一次巻線８２を介して電解効果
トランジスタＴ８のドレインに接続されている。一次巻線８２の両端にはコンデンサＣ３
が接続されている。また、一次巻線８２の中点はコイルＬ１を介してトランジスタＴ１の
エミッタに接続されている。

トランス７の二次巻線７３の一端は接地され、その他端は放電灯９の一端に接続されて
いる。同じくトランス７の二次巻線７４の一端はダイオードＤ１１を介して接地され、そ
の他端は放電灯９の他端に接続されている。また、二次巻線７３の他端はコンデンサＣ４
を介してダイオードＤ９のカソードおよびダイオードＤ８のアノードに接続されている。
ダイオードＤ９のアノードは接地されている。ダイオードＤ８のカソードは、保護回路３
への検出信号ラインＥに接続されている。また、ダイオードＤ８のカソードと接地間には
抵抗Ｒ３０が接続されている。

トランス７の二次巻線７４の他端は、コンデンサＣ５を介して検出信号ラインＥに接続
され、また、コンデンサＣ５の一端と接地間にはコンデンサＣ６およびダイオードＤ１０
が接続されている。ダイオードＤ１１と二次巻線７４との接続点は、ダイオードＤ１７を
介して検出信号ラインＥに接続されている。ダイオードＤ１７のカソードは抵抗Ｒ３１を
介して接地されている。

トランス８の二次巻線８３の一端は接地され、その他端は放電灯１０の一端に接続され
ている。同じくトランス８の二次巻線８４の一端はダイオードＤ１６を介して接地され、
その他端は放電灯１０の他端に接続されている。また、二次巻線８３の他端はコンデンサ
Ｃ７を介してダイオードＤ１３のカソードおよびダイオードＤ１２のアノードに接続され
ている。ダイオードＤ１３のアノードは接地されている。ダイオードＤ１２のカソードは
、検出信号ラインＥに接続されている。また、ダイオードＤ１２のカソードと接地間には
抵抗Ｒ３２が接続されている。

トランス８の二次巻線８４の他端は、コンデンサＣ８を介して検出信号ラインＥに接続
され、また、コンデンサＣ８の一端と接地間にはコンデンサＣ９およびダイオードＤ１４
が接続されている。ダイオードＤ１６と二次巻線８４との接続点は、ダイオードＤ１５を
介して検出信号ラインＥに接続されている。ダイオードＤ１５のカソードは抵抗Ｒ３３を
介して接地されている。

このような回路構成を有する放電灯点灯装置において、調光回路４は、トランジスタＴ
２のエミッタからの定電圧が供給され、抵抗Ｒ７〜Ｒ１１とトランジスタＴ９と電解コン
デンサＣ１とを有し、抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ１とによる第１の積分回路と、抵抗Ｒ１
１とコンデンサＣ１とによる第２の積分回路とを構成し、トランジスタＴ９がオンからオ
フになったときの調光駆動信号の立ち上げ時には、第１の積分回路の作用により、調光駆
動信号の立ち上がりは鈍らされ、トランジスタＴ９がオフからオンになったときの調光駆
動信号の立ち下げ時には、第２の積分回路の作用により、調光駆動信号の立ち下がりは鈍
らされる。

電位持上げ回路５は、ダイオードＤ４〜Ｄ７と抵抗Ｒ６，Ｒ１２〜Ｒ１５，Ｒ３４を有
し、後段に接続される自励方式の電圧共振型プッシュプル回路６の電解効果トランジスタ
Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８のゲート電位をローレベル時に持ち上げるための回路であり、電
解効果トランジスタＴ５のゲート電位はローレベル時に抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ１２により持上
げられ、電解効果トランジスタＴ６のゲート電位はローレベル時に抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ１３
により持上げられ、また、電解効果トランジスタＴ７のゲート電位はローレベル時に抵抗
Ｒ３４と抵抗Ｒ１４により持上げられ、電解効果トランジスタＴ８のゲート電位はローレ
ベル時に抵抗Ｒ３４と抵抗Ｒ１５により持上げられる。

自励方式の電圧共振型プッシュプル回路６は、ダイオードＤ２，Ｄ３，Ｄ１１，Ｄ１６
と、抵抗Ｒ１６〜Ｒ２９と、電解効果トランジスタＴ５〜Ｔ８と、コンデンサＣ２，Ｃ３
と、トランス７，８と、コイルＬ１，Ｌ２とを有している。

トランス７の一次側においては、一次巻線７２とコンデンサＣ２と電解効果トランジス
タＴ５と電解効果トランジスタＴ６と補助巻線７１と抵抗Ｒ２８とにより、自励方式の第
１のプッシュプル発振回路が構成されている。電解効果トランジスタＴ５のゲートには、
ＤＶ電源入力端子１からのＤＣ電圧を、トランジスタＴ１、トランジスタＴ２、トランジ
スタＴ３、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ２４、および抵抗Ｒ２５からなる直列回路と、抵抗Ｒ
２７とで分圧された電圧が与えられると共に、電解効果トランジスタＴ６のゲートには、
ＤＶ電源入力端子１からの電圧を、トランジスタＴ１、トランジスタＴ２、トランジスタ
Ｔ３、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ２２、および抵抗Ｒ２３からなる直列回路と、抵抗Ｒ２６
とで分圧された電圧が与えられることによって、トランス７の一次側におけるプッシュプ
ル発振回路の電流を決定している。したがって、トランス７の二次巻線７１，７２には、
巻線比に応じた電圧が発生し、また、一次巻線７２に生じる電力に相当する電力が発生し
、放電灯９を駆動させる。

また、トランス８の一次側においては、一次巻線８２とコンデンサＣ３と電解効果トラ
ンジスタＴ７と電解効果トランジスタＴ８と補助巻線８１と抵抗Ｒ２９とにより、自励方
式の第２のプッシュプル発振回路が構成されている。電解効果トランジスタＴ７のゲート
には、ＤＶ電源入力端子１からの電圧を、トランジスタＴ１、トランジスタＴ２、トラン
ジスタＴ３、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ１９、および抵抗Ｒ２０からなる直列回路と、抵抗
Ｒ２１とで分圧された電圧が与えられると共に、電解効果トランジスタＴ８のゲートには
、ＤＶ電源入力端子１からの電圧を、トランジスタＴ１、トランジスタＴ２、トランジス
タＴ３、ダイオードＤ３、抵抗Ｒ１６、および抵抗Ｒ１７からなる直列回路と、抵抗Ｒ１
８とで分圧された電圧が与えられることによって、トランス８の一次側におけるプッシュ
プル発振回路の電流を決定している。したがって、トランス８の二次巻線８３，８４には
、巻線比に応じた電圧が発生し、また、一次巻線８２に生じる電力に相当する電力が発生
し、放電灯１０を駆動させる。

次に、この放電灯点灯装置の動作について説明する。先ず、自励方式の電圧共振型プッ
シュプル回路６は、電解効果トランジスタＴ５，Ｔ６とトランス７の一次巻線７２と補助
巻線７１と抵抗Ｒ２８とコンデンサＣ２と有し、一次巻線７２のインダクタンスとコンデ
ンサＣ２のキャパシタンスとで決定される並列共振周波数で発振する自励方式の第１のプ
ッシュプル発振回路を備え、ＤＣ電源入力端子１からのＤＣ電圧をコイルＬ２を介してト
ランス７の一次巻線７２の中点に与え、第１のプッシュプル発振回路の発振動作により、
トランス７の二次巻線７３と二次巻線７４とに電圧を誘起し、二次巻線７３の一端と二次
巻線７４の一端とに接続された放電灯９に駆動電圧を印加し、放電灯９を点灯させる。

また、自励方式の電圧共振型プッシュプル回路６は、電解効果トランジスタＴ７，Ｔ８
とトランス８の一次巻線８２と補助巻線８１と抵抗Ｒ２９とコンデンサＣ３と有し、一次
巻線８２のインダクタンスとコンデンサＣ３のキャパシタンスとで決定される並列共振周
波数で発振する自励方式の第２のプッシュプル発振回路を備え、ＤＣ電源入力端子１から
の電圧をコイルＬ１を介してトランス８の一次巻線８２の中点に与え、この第２のプッシ
ュプル発振回路の発振動作により、トランス８の二次巻線８３と二次巻線８４とに電圧を
誘起し、二次巻線８３の一端と二次巻線８４の一端とに接続された放電灯１０に駆動電圧
を印加し、放電灯１０を点灯させる。

保護回路３は、放電灯９が点灯しているときに、ダイオードＤ８のカソードからの電圧
およびダイオードＤ１０のカソードからの電圧を検出信号ラインＥを介して監視し、その
電圧が所定値を超えると、放電灯９の管電圧が異常であると判定し、トランジスタＴ３の
ベースをローレベルにし、トランジスタＴ３をオフさせる。これにより、電圧共振型プッ
シュプル回路６には動作電圧が与えられないことになるので、電圧共振型プッシュプル回
路６の発振動作は停止し、放電灯９への駆動電圧は無くなり、放電灯９が保護されること
になる。勿論、このときは放電灯１０への駆動電圧も無くなる。

また、保護回路３は、放電灯１０が点灯しているときも同様に、ダイオードＤ１２のカ
ソードからの電圧およびダイオードＤ１４のカソードからの電圧を検出信号ラインＥを介
して監視し、その電圧が所定値を超えると、放電灯１０の管電圧が異常であると判定し、
トランジスタＴ３のベースをローレベルにし、トランジスタＴ３をオフさせる。これによ
り、電圧共振型プッシュプル回路６には動作電圧が与えられないことになるので、電圧共
振型プッシュプル回路６の発振動作は停止し、放電灯１０への駆動電圧は無くなり、放電
灯１０が保護されることになる。勿論、このときは放電灯９への駆動電圧も無くなる。

また、保護回路３は、放電灯９が点灯しているときに、ダイオードＤ１７のカソードか
らの電流を検出信号ラインＥを介して監視し、その電流が所定値未満になった時、放電灯
９が例えば破損したと判定し、トランジスタＴ３のベースをローレベルにし、トランジス
タＴ３をオフさせる。これにより、電圧共振型プッシュプル回路６には動作電圧が与えら
れないことになるので、電圧共振型プッシュプル回路６の発振動作は停止し、放電灯９へ
の駆動電圧は無くなり、放電灯９が破損しているにもかかわらず、無駄な電力を消費する
ようなことがなくなる。勿論、このときは放電灯１０への駆動電圧も無くなる。

また、保護回路３は、放電灯１０が点灯しているときも同様に、ダイオードＤ１５のカ
ソードからの電流を検出信号ラインＥを介して監視し、その電流が所定値未満になった時
、放電灯１０が例えば破損したと判定し、トランジスタＴ３のベースをローレベルにし、
トランジスタＴ３をオフさせる。これにより、電圧共振型プッシュプル回路６には動作電
圧が与えられないことになるので、電圧共振型プッシュプル回路６の発振動作は停止し、
放電灯１０への駆動電圧は無くなり、放電灯９が破損しているにもかかわらず、無駄な電
力を消費するようなことがなくなる。勿論、このときは放電灯９への駆動電圧も無くなる
。

ここで、放電灯９，１０の輝度を制御する調光動作について説明する。先ず電源をオン
するためマイクロコンピュータ１３のパワーオン出力端子１２からのローレベルのパワー
オン信号がトランジスタＴ４のベースに与えられると、トランジスタＴ４がオフし、これ
により、トランジスタＴ１がオンし、さらにトランジスタＴ２，Ｔ３のオンによって、電
圧共振型プッシュプル回路６に動作電圧が供給され、電圧共振型プッシュプル回路６が発
振動作を行い、放電灯９，１０に駆動電圧を供給して、放電灯９，１０を点灯させる。

そして、放電灯９，１０の輝度を調整するため、マイクロコンピュータ１３の調光信号
出力端子１１からの調光信号を調光回路４に入力する。例えば、低輝度時には、図２（ａ
）に示すような調光信号が調光回路４に入力され、高輝度時には、図２（ｂ）に示すよう
な調光信号が調光回路４に入力される。詳しくは、低輝度時の調光信号が調光回路４の抵
抗Ｒ７と抵抗Ｒ８との接続点に入力された場合、トランジスタＴ９のオンの期間がオフの
期間よりも長くなる。

トランジスタＴ９がオンすると、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１との接続点の電位が下がり、
このままの電位（ローレベル）が電解効果トランジスタＴ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８の各ゲー
トに与えられたとすると、電解効果トランジスタＴ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８は動作が停止し
、電圧共振型プッシュプル回路６は発振を停止するが、調光回路４と電圧共振型プッシュ
プル回路６との間には電位持上げ回路５が設けられているので、電解効果トランジスタＴ
５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８の各ゲートは、電解効果トランジスタＴ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８が動
作停止に至るまでの電位にはならない。

即ち、トランジスタＴ９がオンしたとき、抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１との接続点の電位は
ローレベルになるが、抵抗Ｒ６および抵抗Ｒ１２により電解効果トランジスタＴ５のゲー
トの電位は前記ローレベルには完全にならず、電解効果トランジスタＴ５は動作を維持で
き、また、電解効果トランジスタＴ６，Ｔ７，Ｔ８についても同様に動作を維持できる。
したがって、電圧共振型プッシュプル回路６は、少ない電流（例えば１〜２ｍＡ）で発振
動作を続けることができる。

電解効果トランジスタＴ５，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８のゲートに与えられる調光駆動電圧は、
例えば図４（ｂ）に示すような波形となり、放電灯９，１０に流れる管電流は、例えば図
４（ａ）に示すような波形となる。調光駆動電圧の波形が図４（ｂ）に示すようになるの
は、調光回路４において、トランジスタＴ９のオンからオフになった時の抵抗Ｒ１０と抵
抗Ｒ１１との接続点の電位の立上りは、抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ１との時定数（抵抗Ｒ
１０とコンデンサＣ１とからなる第１の積分回路の時定数）によって決まり、トランジス
タＴ９のオフからオンになった時の抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１との接続点の電位の立下りは
、抵抗Ｒ１１とコンデンサＣ１との時定数（抵抗Ｒ１１とコンデンサＣ１とからなる第２
の積分回路の時定数）によって決まる。

また、調光駆動電圧の波形が図４（ｂ）に示すように、ローレベルｅよりも少し持ち上
げられているのは、電位持上げ回路５における抵抗Ｒ６，Ｒ１２（電解効果トランジスタ
Ｔ５のゲートに対して）、抵抗Ｒ６，Ｒ１３（電解効果トランジスタＴ６のゲートに対し
て）、抵抗Ｒ３４，Ｒ１４（電解効果トランジスタＴ７のゲートに対して）、抵抗Ｒ３４
，Ｒ１５（電解効果トランジスタＴ８のゲートに対して）によるものである。

また、放電灯９，１０の起動時には、図３に示すようなデューティ比１００％の調光信
号（例えば１００ｍｓｅｃの期間ｔで示す信号）がマイクロコンピュータ１３の起動時調
光制御手段１３ａにより生成され、この調光信号が調光信号出力端子１１から調光回路４
に入力される。そして、このデューティ比１００％の調光信号による調光駆動信号が調光
回路４から出力され、電圧共振型プッシュプル回路６の電解効果トランジスタＴ５、Ｔ６
，Ｔ７，Ｔ８のゲートに入力されると、電圧共振型プッシュプル回路６は予め定めた最大
電流で発振動作が連続的に行われ、これにより、トランス７の二次巻線７３，７４および
トランス８の二次巻線８３，８４には最大電力が出力され、放電灯９，１０は低温時で低
輝度の起動でも、起動し易くなる。そして、所定時間経過後ｔ１には設定されたデューテ
ィ比の調光信号（例えば１周期３．５ｍｓｅｃの信号）に基づく調光制御に戻される。

以上説明したように本実施形態によれば、調光回路４および電位持上げ回路５のような
簡単な回路構成で、トランス７，８の一次巻線７２，８２は急峻な電流の変化が起きない
ようにすることができ、これにより、トランス７，８の巻線による磁歪、共振、共鳴が低
減され、これから発生する唸り音が減少して、ユーザに唸り音による不快感を与えるよう
なことが無くなる。また、放電灯９，１０の起動時には、デューティ比１００％の調光信
号を用いることにより、放電灯９，１０の低温時における低輝度の起動も確実に行うこと
が可能になる。

本発明の一実施形態に係る放電灯点灯装置の回路構成を示す回路図である。 前記実施形態において調光回路に入力される調光信号の波形を示す信号波形図である。 前記実施形態において放電灯の起動時に調光回路に入力されるデューティ比１００％の調光信号の波形を説明するための信号波形図である。 前記実施形態において、放電灯に流れる管電流の波形と、電圧共振型プッシュプル回路に入力される調光駆動信号の波形とを示す信号波形図である。

符号の説明

４ 調光回路
５ 電位持上げ回路
６ 電圧共振型プッシュプル回路
７，８トランス
１３ マイクロコンピュータ（制御部）
１３ａ 起動時調光制御手段
７２，８２ 一次巻線
７３，７４，８３，８４ 二次巻線
Ｃ１ コンデンサ（積分回路のコンデンサ）
Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ（発振用のコンデンサ）
Ｒ１０、Ｒ１１ 抵抗（積分回路の抵抗）
Ｒ６，Ｒ１２〜Ｒ１５，Ｒ３４ 抵抗（電位持上げ用の抵抗）

Claims (4)

1. トランスの一次巻線に直流電圧が与えられ、前記一次巻線にスイッチング素子およびコ
   ンデンサが接続されて発振動作を行い、前記トランスの二次巻線に電圧を誘起する自励式
   の電圧共振型プッシュプル回路と、パルスのデューティ比を変えることによって放電灯の
   輝度を調整するための調光信号を出力する制御部と、前記調光信号を入力して前記スイッ
   チング素子の制御端子に調光駆動信号を与え前記電圧共振型プッシュプル回路の発振動作
   をオン／オフして管電流を変え放電灯の輝度を調整する調光回路とを備えた放電灯点灯装
   置であって、入力された調光信号に基づいて生成された調光駆動信号の立上りおよび立下
   りを鈍らす積分回路を前記調光回路に設けると共に、前記調光回路からの調光駆動信号を
   入力し前記調光駆動信号のローレベルの電位を抵抗により持上げる電位持上げ回路を前記
   調光回路と前記電圧共振型プッシュプル回路との間に設け、更に、前記放電灯の起動時に
   はデューティ比１００％の調光信号を出力し、所定時間経過後には設定されたデューティ
   比の調光信号を出力する起動時調光制御手段を前記制御部に設けたことを特徴とする放電
   灯点灯装置。
2. トランスの一次巻線に直流電圧が与えられ、前記一次巻線にスイッチング素子およびコ
   ンデンサが接続されて発振動作を行い、前記トランスの二次巻線に電圧を誘起する自励式
   の電圧共振型プッシュプル回路と、パルスのデューティ比を変えることによって放電灯の
   輝度を調整するための調光信号を出力する制御部と、前記調光信号を入力して前記スイッ
   チング素子の制御端子に調光駆動信号を与え前記電圧共振型プッシュプル回路の発振動作
   をオン／オフして管電流を変え放電灯の輝度を調整する調光回路とを備えた放電灯点灯装
   置であって、前記調光駆動信号の立上りおよび立下りを鈍らすと共に、前記調光駆動信号
   のローレベルの電位を持上げることを特徴とする放電灯点灯装置。
3. 入力された調光信号に基づいて生成された調光駆動信号の立上りおよび立下りを鈍らす
   積分回路を前記調光回路に設けると共に、前記調光回路からの調光駆動信号を入力し前記
   調光駆動信号のローレベルの電位を抵抗により持上げる電位持上げ回路を前記調光回路と
   前記電圧共振型プッシュプル回路との間に設けたことを特徴とする請求項２に記載の放電
   灯点灯装置。
4. 前記放電灯の起動時にはデューティ比１００％の調光信号を出力し、所定時間経過後に
   は設定されたデューティ比の調光信号を出力する起動時調光制御手段を前記制御部に設け
   たことを特徴とする請求項２に記載の放電灯点灯装置。

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