JP2006244972A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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装置を提供する。
【解決手段】直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ２と、Ｎ個（Ｎは正の整数）の放電灯１１〜１４と、Ｎ＋１個のトランスＴ１〜Ｔ５とを備え、インバータ２の出力端子Ｍ１およびＭ２間には、第ｎ放電灯（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）、第ｎ＋１トランスの１次巻線および第ｎトランスの２次巻線が直列に接続され、第１トランスの１次巻線と第Ｎ＋１トランスの２次巻線とは直列に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、１つのインバータで複数の冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）、外部電極蛍光灯や蛍光灯等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関し、特に、並列に接続された複数の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に関する。

従来、放電灯点灯装置においては、１つのインバータを用いて１つの冷陰極管を点灯していたが、例えば液晶パネルのバックライトに冷陰極管を用いる場合のように多数の冷陰極管を同時に点灯させる装置では、冷陰極管の数が増加するに伴ってインバータの数も増加する必要があるので、装置が高価になるという問題があった。

そこで、例えば、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装置が用いられるようになってきた。このような放電灯点灯装置として、特許文献１は、部品点数を削減して装置の小型化を図り、且つ各放電灯に流れるランプ電流が等しくなるような回路構成とすることによって、放電灯間の光出力の差を少なくした放電灯点灯装置を開示している。

この放電灯点灯装置は、図８に示すように、インバータ部２０と、インバータ部２０の出力段に接続され、インダクタＣＨとコンデンサＣ２０とが直列に接続されている第１の共振回路３０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８０と、複数の放電灯４１〜４４からなる負荷回路４０と、インバータ部２０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５０を備え、第１の共振回路３０のコンデンサＣ２０の両端には、第２の共振回路８０と負荷回路４０が直列に接続され、第２の共振回路８０と負荷回路４０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２０の発振周波数が第１の共振回路３０の固有振動周波数の近傍に設定されている。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。

また、図９は、従来の放電灯点灯装置の基本的な構成を示す図である。この放電灯点灯装置は、直流電源１、インバータ２、および、インバータ２の出力端子Ｍ１−Ｍ２間に接続されたコンデンサＣ１とリアクトルＬ１と放電灯１１とからなる直列回路から構成されている。インバータ２は、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、コンデンサＣおよびトランスＴから構成されている。このインバータ２は、第１スイッチング素子ＳＷ１と第２スイッチング素子ＳＷ２とが交互にオン／オフすることにより、コンデンサＣおよびトランスＴに断続的に直流電源１からの電圧Ｖ１が印加され、トランスＴの２次側に高周波電圧が発生される。この高周波電圧が、コンデンサＣ１、リアクトルＬ１などのバラスト素子を介して放電灯１１に印加されることにより、放電灯１１の点灯性が向上する。

複数の放電灯を１つのインバータで点灯させる場合は、放電灯の特性のバラツキによって点灯性にばらつきを生じる。また、放電灯の点灯性のバラツキによって放電灯に流れる電流が変化し、輝度に差が生じる場合がある。このような問題を解消するために、複数の放電灯を１つのインバータで点灯させる従来の放電灯点灯装置は、図１０に示すように、第１放電灯１１に直列に接続された第１リアクトルＬ１と第２放電灯１２に直列に接続された第２リアクトルＬ２とを磁気結合させてトランスＴ１とし、第１放電灯１１および第２放電灯１２の各々に流れる電流をバランスさせることが行われている。
特開平１１−２３８５８９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された放電灯点灯装置では、第１の共振回路３０、第２の共振回路８０、発振制御部５０等を設けているため、装置の構成が複雑でしかも高価になるという問題がある。また、従来の放電灯点灯装置は、高圧側の配線が長くなり、浮遊容量や浮遊インダクタンスなどの影響を受けて効率の低下や点灯特性の不安定化を引き起こす可能性がある。

また、図１０に示す構成を有する放電灯点灯装置では、複数の放電灯を１つのインバータで点灯させ、各放電灯に流れる電流をトランスによってバランスさせる場合に、トランスのインダクタンスが小さいと発生される磁束が小さくなり、磁気結合させた巻線の相互作用による電流バランスの効果が少なくなるので、大きなインダクタンスを必要としていた。その結果、トランスが大型化し、放電灯点灯装置が大型になってしまうという問題があった。

本発明は、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、また、小型化が可能な放電灯点灯装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータと、Ｎ個（Ｎは正の整数）の放電灯と、Ｎ＋１個のトランスとを備え、前記インバータの出力端子間には、第ｎ放電灯（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）、第ｎ＋１トランスの１次巻線および第ｎトランスの２次巻線が直列に接続され、第１トランスの１次巻線と第Ｎ＋１トランスの２次巻線とは直列に接続されていることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第ｎトランスの２次巻線および第ｎ＋１トランスの１次巻線は、前記インバータの高圧側の出力端子と第ｎ放電灯の一端との間に接続され、該第ｎ放電灯の他端は前記インバータの低圧側の出力端子に接続されていることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第ｎ放電灯、第ｎ＋１トランスの１次巻線および第ｎトランスの２次巻線からなる直列回路に対して第ｎバラスト素子が直列に挿入されていることを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記第ｎバラスト素子、第ｎトランスの２次巻線および第ｎ＋１トランスの１次巻線は、前記インバータの高圧側の出力端子と第ｎ放電灯の一端との間に接続され、該第ｎ放電灯の他端は前記インバータの低圧側の出力端子に接続されていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、直流電圧を高周波電圧に変換するインバータと、インバータの出カに、トランスの１次巻線または２次巻線と放電灯とからなる直列回路が複数個並列に接続された放電灯点灯装置において、トランスの１次巻線または２次巻線の少なくとも１つに並列にコンデンサが接続されていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の発明において、Ｎ＋１個のトランスの各々の１次巻線または２次巻線の少なくとも１つに並列にコンデンサが接続されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、第１放電灯に流れる電流と第Ｎ放電灯に流れる電流とは、第１トランスと第Ｎ＋１トランスによってバランスし、それ以外の放電灯については、第ｎ放電灯に流れる電流と第ｎ＋１放電灯に流れる電流とは第ｎ＋１トランスによってバランスする。これにより、すべての放電灯に流れる電流がバランスするので、放電灯の電流のバラツキをなくすことができ、良好な点灯特性を得ることができる。

請求項２の発明によれば、Ｎ個の放電灯に流れる電流をバランスさせるために接続したトランスのうち、巻線同士を並列に接続した回路には高電圧が発生しないので、配線に制約を受けないことを利用し、第１〜第Ｎ＋１トランスをインバータの出力の高圧側に並べて配置し、両端に配置された第１トランスと第Ｎ＋１トランスとの間の配線が長くなる部分は巻線同士を並列に接続するように構成したので、効率の低下や点灯特性の不安定化を防止でき、各放電灯の輝度が均一になる。また、低圧側に配置されるＮ個の放電灯の配線を１つにまとめることができるので、低コスト化、組み立て易さ、特性の安定化を図ることができる。

請求項３の発明によれば、第ｎ放電灯、第ｎ＋１トランスの１次巻線および第ｎトランスの２次巻線からなる直列回路に対して第ｎバラスト素子を直列に挿入したので、より点灯性能を向上させることができる。

請求項４の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果が得られる。

請求項５の発明によれば、高周波電圧を出力するインバータの出カにトランスの１次巻線または２次巻線と放電灯とからなる直列回路を複数個並列に接続し、複数の放電灯を点灯させる場合に該トランスによって電流をバランスさせる構成において、トランスの１次巻線または２次巻線の少なくとも１つに並列にコンデンサを接続して並列共振回路を形成するように構成したので、トランスのインダクタンスを大きくしなくても並列共振回路の共振作用によって十分なインピーダンスが確保できる。その結果、トランスを小型化することができる。

請求項６の発明によれば、請求項１の発明と同様に、放電灯の電流のバラツキをなくして良好な点灯特性を得ることができることに加え、Ｎ＋１個のトランスの各々の１次巻線または２次巻線の少なくとも１つに並列にコンデンサを接続して並列共振回路を形成するように構成したので、トランスのインダクタンスを大きくしなくても並列共振回路の共振作用によって十分なインピーダンスが確保できる。その結果、Ｎ＋１個のトランスを小型化することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、本発明における放電灯の個数Ｎが「４」である場合について説明するが、Ｎは任意に選択することができる。

図１は、本発明の実施例１に係る放電灯点灯装置の構成を示す図である。この放電灯点灯装置は、直流電源１、インバータ２、第１コンデンサＣ１〜第４コンデンサＣ４、第１放電灯１１〜第４放電灯１４および第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５から構成されている。第１放電灯１１〜第４放電灯１４は、例えば冷陰極管、外部電極蛍光灯、蛍光灯等から構成されている。

直流電源１は、直流電圧をインバータ２に供給する。インバータ２は、第１スイッチング素子ＳＷ１、第２スイッチング素子ＳＷ２、コンデンサＣおよびトランスＴから構成されている。第１スイッチング素子ＳＷ１および第２スイッチング素子ＳＷ２は直列に接続され、直流電源１に並列に接続されている。第１スイッチング素子ＳＷ１と第２スイッチング素子ＳＷ２との接続点には、コンデンサＣの一端が接続され、コンデンサＣの他端はトランスＴの１次巻線に接続されている。トランスＴの２次巻線は、高圧側の出力端子Ｍ１と低圧側の出力端子Ｍ２とに接続されている。

上記のように構成されるインバータ２では、第１スイッチング素子ＳＷ１およびＳＷ２が図示しない制御回路からの制御信号によって排他的にオン／オフされることにより、トランスＴの１次巻線に高周波電圧が印加される。これにより、トランスＴの２次巻線に誘起された高周波の高電圧が出力端子Ｍ１と出力端子Ｍ２との間に出力される。

第１コンデンサＣ１〜第４コンデンサＣ４は、バラスト素子として機能し、第１トランスＴ１〜第４トランスＴ４に流す電流をそれぞれ制限する。第１コンデンサＣ１〜第４コンデンサＣ４の一端は、インバータ２の高圧側の出力端子Ｍ１に共通に接続されており、他端は、第１トランスＴ１の２次巻線２１ｂ〜第４トランスＴ４の２次巻線２４ｂにそれぞれ接続されている。

第１トランスＴ１の２次巻線２１ｂは、第２トランスＴ２の１次巻線２２ａを介して第１放電灯１１の一端に接続されている。第２トランスＴ２の２次巻線２２ｂは、第３トランスＴ３の１次巻線２３ａを介して第２放電灯１２の一端に接続されている。第３トランスＴ３の２次巻線２３ｂは、第４トランスＴ４の１次巻線２４ａを介して第３放電灯１３の一端に接続されている。第４トランスＴ４の２次巻線２４ｂは、第５トランスＴ５の１次巻線２５ａを介して第４放電灯１４の一端に接続されている。また、第１トランスＴ１の１次巻線は第５トランスＴ５の２次巻線に直列に接続されている。第１放電灯１１〜第４放電灯１４の他端は、インバータ２の低圧側の出力端子Ｍ２に共通に接続されている。

次に、このように構成された実施例１に係る放電灯点灯装置の動作を説明する。まず、第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５の各々においては、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、第１放電灯１１に第２トランスＴ２の１次巻線２２ａが直列に接続され、第２放電灯１２に直列に接続された第３トランスＴ３の１次巻線２３ａに第２トランスＴ２の２次巻線２２ｂが直列に接続されているため、第２トランスＴ２によって第１放電灯１１に流れる電流と第２放電灯１２に流れる電流とが同じ値になるように作用してバランスする。

同様に、第２放電灯１２に第３トランスＴ３の１次巻線２３ａが直列に接続され、第３放電灯１３に直列に接続された第４トランスＴ４の１次巻線２４ａに第３トランスＴ３の２次巻線２３ｂが直列に接続されているため、第３トランスＴ３によって第２放電灯１２に流れる電流と第３放電灯１３に流れる電流とが同じ値になるように作用してバランスする。

同様に、第３放電灯１３に第４トランスＴ４の１次巻線２４ａが直列に接続され、第４放電灯１４に直列に接続された第５トランスＴ５の１次巻線２５ａに第４トランスＴ４の２次巻線２４ｂが直列に接続されているため、第４トランスＴ４によって第３放電灯１３に流れる電流と第４放電灯１４に流れる電流とが同じ値になるように作用してバランスする。

また、第１放電灯１１に流れる電流と第４放電灯１４に流れる電流とは、第１トランスＴ１と第５トランスＴ５によってバランスする。すなわち、第１放電灯１１に流れる電流によって第１トランスＴ１の２次巻線２１ｂに電圧が発生し、この２次巻線２１ｂに磁気結合された第１トランスＴ１の１次巻線２１ａに電圧が誘起される。また、第４放電灯１４に流れる電流によって第５トランスＴ５の１次巻線２５ａに電圧が発生し、この１次巻線２５ａに磁気結合された第５トランスＴ５の２次巻線２５ｂに電圧が誘起される。

このとき、第１放電灯１１に流れる電流と第４放電灯１４に流れる電流とが同じであれば、第１トランスＴ１の１次巻線２１ａに誘起される電圧と第５トランスＴ５の２次巻線２５ｂに誘起される電圧が同じになり、これらは相殺されて何も作用しない。

ところが、例えば、第１放電灯１１に流れる電流が第４放電灯１４に流れる電流より大きい場合は、第１トランスＴ１の１次巻線２１ａに誘起される電圧が第５トランスＴ５の２次巻線２５ｂに誘起される電圧より大きくなり、電圧差に対応する電流が流れる。

この電流によって第１トランスＴ１と第５トランスＴ５に磁束が発生し、第１トランスＴ１は、その２次巻線２１ｂから第１放電灯１１に流れる電流を減らし、第５トランスＴ５は、その１次巻線２５ａから第４放電灯１４に流れる電流を増やすように作用する。このため、第１放電灯１１に流れる電流と第４放電灯１４に流れる電流とがバランスする。これにより、第１放電灯１１の輝度と第４放電灯１４の輝度とが同じになる。

以上の動作により、第１放電灯１１〜第４放電灯１４に流れる電流を同じ値にすることができる。従って、第１放電灯１１〜第４放電灯１４の各々に流れる電流のバラツキがなくなり、また、力率が略「１」になる。その結果、第１放電灯１１〜第４放電灯１４の各々の輝度を同じにすることができる。

次に、第１放電灯１１〜第４放電灯１４の起動時の動作を説明する。インバータ２が動作して出力端子Ｍ１と出力端子Ｍ２との間に高電圧が出力され、この高電圧が所定の起動電圧を超えると、第１放電灯１１〜第４放電灯１４が次々と点灯する。

ここで、例えば、３個の第１放電灯１１〜第３放電灯１３が点灯し、第４放電灯１４が未点灯とすると、第１トランスＴ１と第４トランスＴ４の２次巻線２４ｂ側が無負荷に近いため開放（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、第４放電灯１４には高電圧が印加されるので、第４放電灯１４は、直ちに点灯する。他の放電灯についても同様である。

従って、ある放電灯の点灯が遅れても、その放電灯に印加される電圧が上昇するので点灯しやすくなり、放電灯が１個だけ点灯できないという事態を回避できる。すなわち、４個の放電灯の中の点灯し易い放電灯の起動電圧を超えると、全ての放電灯が点灯できることになる。また、インバータ２を構成するトランスＴの２次巻線も低電圧で済み、信頼性も向上する。

第１放電灯１１〜第４放電灯１４のすべてが点灯した後には、上記関係式に従って、第１放電灯１１〜第４放電灯１４の各々に流れる電流は同じ値に保たれる。第１放電灯１１〜第４放電灯１４の電圧にバラツキがある時には、差分の電圧が第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５に印加されて、これらのトランスが吸収する。すなわち、第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５にばらついた電圧が印加され、第１放電灯１１〜第４放電灯１４には、第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５の１次巻線電流と巻数比で決められる一定電流が流れる。

ところで、本出願人は、図２に示すような構成を有する放電灯点灯装置を考えている。この放電灯点灯装置によっても、上述した実施例１に係る放電灯点灯装置と同様の効果を得ることができるが、次のような問題を有する。

すなわち、この放電灯点灯装置が、例えば液晶パネルのバックライトとして使用される場合は、第１放電灯１１〜第４放電灯１４は広い範囲に分散して配置される。この場合、第１トランスＴ１〜第４トランスＴ４は、第１放電灯１１〜第４放電灯１４の傍にそれぞれ配置されるため、第４トランスＴ４の２次巻線２４ｂから第１トランスＴ１の１次巻線に戻る高圧側の配線が物理的に長くなってしまい、浮遊容量や浮遊インダクタンスなどの影響を受けて効率の低下や特性の不安定化を引き起こす可能性がある。

これに対し、本発明の実施例１に係る放電灯点灯装置によれば、第１トランスＴ１の１次巻線２１ａおよび第５トランスＴ５の２次巻線２５ｂに発生する電圧は、第１放電灯１１に流れる電流と第４放電灯１４に流れる電流との差によって発生するので、その電圧は低く、また流れる電流も小さい。

このため、浮遊容量や浮遊インダクタンスなどの影響を受けにくいので、第１トランスＴ１の１次巻線２１ａと第５トランスＴ５の２次巻線２５ｂとの間の配線が長くなっても効率の低下や特性の不安定は発生しない。このため、図１に示すように、第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５を高圧側に配置しても問題は生じない。

また、上述した実施例１に係る放電灯点灯装置では、インバータ２の高圧側の出力端子Ｍ１と第１トランスＴ１の２次巻線２１ｂ〜第４トランスＴ４の２次巻線２４ｂとの間にバラスト素子としての第１コンデンサＣ１〜第４コンデンサＣ４をそれぞれ設けているので、第１放電灯１１〜第４放電灯１４に流れる電流が制限される。従って、第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５の最大電圧を低くすることができる。なお、バラスト素子としては、コンデンサに限らず、リアクトルやトランスの漏洩インダクタンス等を用いることもできる。

本発明の実施例１に係る放電灯点灯装置では、バラスト素子としての第１コンデンサＣ１〜第４コンデンサＣ４は、必ずしも設ける必要はない。バラスト素子を設けない構成の場合は、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、インバータ２内のトランスＴが低電圧で済み信頼性が向上する。すなわち、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。

以上説明したように、本発明の実施例１に係る放電灯点灯装置によれば、第１放電灯１１に流れる電流と第４放電灯１４に流れる電流とは、第１トランスＴ１と第５トランスＴ５によってバランスし、第１放電灯１１に流れる電流と第２放電灯１２に流れる電流とは第２トランスＴ２によってバランスし、第２放電灯１２に流れる電流と第３放電灯１３に流れる電流とは第３トランスＴ３によってバランスし、第３放電灯１３に流れる電流と第４放電灯１４に流れる電流とは第４トランスＴ４によってバランスする。

これにより、すべての放電灯に流れる電流がバランスするので、放電灯の電流のバラツキをなくすことができ、良好な点灯特性を得ることができる。

また、４個の放電灯に流れる電流をバランスさせるために接続したトランスのうち、巻線同士を並列に接続した回路には高電圧が発生しないので、配線に制約を受けないことを利用し、第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５をインバータ２の出力の高圧側に並べて配置し、両端に配置された第１トランスＴ１と第５トランスＴ５との間の配線が長くなる部分は巻線同士を並列に接続するように構成したので、効率の低下や点灯特性の不安定化を防止でき、各放電灯の輝度が均一になる。

また、低圧側に配置される４個の放電灯の配線を１つにまとめてインバータ２の低圧側の出力端子Ｍ２に接続したので、低コスト化、組み立て易さ、特性の安定化を図ることができる。

さらに、インバータ２の高圧側の出力端子Ｍ１と第１トランスＴ１の２次巻線２１ｂ〜第４トランスＴ４の２次巻線２４ｂとの間に、バラスト素子としての第１コンデンサＣ１〜第４コンデンサＣ４をそれぞれ直列に挿入したので、より点灯性能を向上させることができる。

なお、本発明の実施例１に係る放電灯点灯装置では、バラスト素子としての第１コンデンサＣ１〜第４コンデンサＣ４および第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５を高圧側に配置し、第１放電灯１１〜第４放電灯１４を低圧側に配置する構成としたが、これらを逆に、つまり第１放電灯１１〜第４放電灯１４を高圧側に配置し、バラスト素子としての第１コンデンサＣ１〜第４コンデンサＣ４および第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５を低圧側に配置するように構成することもできる。

図３は、本発明の実施例２に係る放電灯点灯装置の構成を示す図である。この放電灯点灯装置は、直流電源１、インバータ２、第１直列回路３₁および第２直列回路３₂から構成されている。直流電源１およびインバータ２の構成および動作は、上述した実施例１に係る放電灯点灯装置のそれらと同じであるので、その説明を省略する。

第１直列回路３₁は、インバータ２の出力端子Ｍ１−Ｍ２間に接続され、第１コンデンサＣ１と第１リアクトルＬ１と第１放電灯１１とが直列に接続されて構成されている。また、第２直列回路３₂は、第１直列回路３₁に並列に接続され、第２コンデンサＣ２と第２リアクトルＬ２と第２放電灯１２とが直列に接続されて構成されている。

第１直列回路３₁の第１リアクトルＬ１は第１トランスＴ１の１次巻線（以下、符号「Ｌ１」で表す）によって構成され、第２直列回路３₂の第２リアクトルＬ２は同一の第１トランスＴ１の２次巻線（以下、符号「Ｌ２」で表す）により構成されている。第１トランスＴ１の１次巻線Ｌ１と２次巻線Ｌ２は、発生する磁束が相殺されるように、同じ巻数で巻回されている。従って、１次巻線Ｌ１に流れる電流と２次巻線Ｌ２に流れる電流が同じであれば、各々の巻線に発生する磁束が相殺されるので、磁束は発生せず、第１トランスＴ１は何も作用しない。

一方、例えば第１トランスＴ１の１次巻線Ｌ１に流れる電流が２次巻線Ｌ２に流れる電流より大きければ磁束が発生する。この磁束は１次巻線Ｌ１を流れる電流を減らし、２次巻線Ｌ２を流れる電流を増やすように作用する。従って、１次巻線Ｌ１に流れる電流と２次巻線Ｌ２に流れる電流とは同じ大きさになり、バランスする。

しかしながら、第１トランスＴ１の各巻線のインダクタンスが小さいと励磁電流が大きくなり、各巻線に流れる電流の大きさが異なる場合に発生する磁束が小さくなる。その結果、電流をバランスさせる作用が小さくなる。この問題を解消するために、インダクタンスを大きくしようとすると、巻線の巻数が多くなり、また、第１トランスＴ１が飽和しやすくなる。従って、断面積の大きなコアを使用する必要があり、トランスが大型化する。

そこで、本発明の実施例２に係る放電灯点灯装置では、第１トランスＴ１の１次巻線Ｌ１にコンデンサＣ５１を接続して第１リアクトルＬ１によるインダクタンスとコンデンサＣ５１による並列共振回路を形成するように構成されている。この場合、インバータ２の出力は、コンデンサＣ５１と第１トランスＴ１の１次巻線Ｌ１によるインダクタンスの並列共振周波数の近傍になるように設定される。図４は、第１トランスＴ１の１次巻線Ｌ１にコンデンサＣ５１が接続された場合の第１トランスＴ１の等価回路を示す。

上記のように構成される放電灯点灯装置において、第１トランスＴ１の１次巻線Ｌ１に流れる電流と２次巻線Ｌ２に流れる電流が同じ大さであれば、第１トランスＴ１に磁束が発生しないので何も作用しない。これに対し、第１トランスＴ１の１次巻線Ｌ１に流れる電流と２次巻線Ｌ２に流れる電流の大きさに差が生じると、第１トランスＴ１に磁束が発生し、この磁束によってコンデンサＣ５１と第１トランスＴ１の１次巻線Ｌ１によるインダクタンスによる並列共振が発生し、インピーダンスが大きくなって１次巻線Ｌ１を流れる電流を減少させる。これにより、第１トランスＴ１のインダクタンスが小さくても各巻線に流れる電流が調整されるので、第１放電灯１１と第２放電灯１２に流れる電流が同じ大きさになり輝度を均一にすることができる。

以上説明したように、この発明の実施例２に係る放電灯点灯装置によれば、高周波電圧を出力するインバータ２の出カに、第１トランスＴ１の１次巻線Ｌ１と第１放電灯１１とを含む第１直列回路３₁と、第１トランスＴ１の２次巻線Ｌ２と第２放電灯１２とを含む第２直列回路３₂とを並列に接続し、第１放電灯１１および第２放電灯１２を点灯させる場合に第１トランスＴ１によって電流をバランスさせる構成において、第１トランスＴ１の１次巻線Ｌ１に並列にコンデンサＣ５１を接続して並列共振回路を形成するように構成したので、第１トランスＴ１のインダクタンスを大きくしなくても並列共振回路の共振作用によって十分なインピーダンスが確保できる。その結果、第１トランスＴ１を小型化することができる。

なお、上述した実施例２に係る放電灯点灯装置では、第１トランスＴ１の１次巻線Ｌ１に並列にコンデンサＣ５１を接続するように構成したが、図５に示すように、さらに、第１トランスＴ１の２次巻線Ｌ２にも並列にコンデンサＣ５２を接続するように構成できる。この場合、第１トランスＴ１の等価回路は、コンデンサＣ５１の容量がコンデンサＣ５２の容量を加えたものになることを除けば、図４に示した等価回路と同じになるので、上述した実施例２に係る放電灯点灯装置と同様の作用および効果が得られる。さらに、図示は省略するが、第１トランスＴ１の２次巻線Ｌ２のみに並列にコンデンサＣ５２を接続するように構成することもできる。この場合も、上述した実施例２に係る放電灯点灯装置と同様の作用および効果が得られる。

また、上述した実施例２では、第１放電灯１１および第２放電灯１２といった２個の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置について説明したが、本発明に係る放電灯点灯装置では、点灯させる放電灯は２個に限定されない。例えば、図６に示すように、第１直列回路３₁および第２直列回路₂の対と同様の構成を有する対の直列回路を、インバータ２の出力にさらに複数組接続するように構成できる。この場合も、上述した実施例２に係る放電灯点灯装置と同様の作用および効果が
得られる。

本発明の実施例３に係る放電灯点灯装置は、実施例１に係る放電灯点灯装置と実施例２に係る放電灯点灯装置とを組み合わせて構成したものである。

図７は、本発明の実施例３に係る放電灯点灯装置の構成を示す図である。この放電灯点灯装置は、実施例１に係る放電灯点灯装置の第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５の１次巻線２１ａ〜１次巻線２５ａに、コンデンサＣ５１〜コンデンサＣ５５をそれぞれ並列に接続して並列共振回路を形成するように構成されている。

上記のように構成される放電灯点灯装置において、第１トランスＴ１の１次巻線２１ａに流れる電流と２次巻線２１ｂに流れる電流が同じ大さであれば、第１トランスＴ１に磁束が発生しないので何も作用しない。これに対し、第１トランスＴ１の１次巻線２１ａに流れる電流と２次巻線２１ｂに流れる電流の大きさに差が生じると、第１トランスＴ１に磁束が発生し、この磁束によってコンデンサＣ５１と第１トランスＴ１の１次巻線２１ａによるインダクタンスによる並列共振が発生し、インピーダンスが大きくなって１次巻線２１ａを流れる電流を減少させる。このため、第１トランスＴ１のインダクタンスが小さくても各巻線に流れる電流が調整されるので、第１放電灯１１と第２放電灯１２に流れる電流が同じ大きさになる。第２トランスＴ２〜第５トランスＴ５に接続される回路も同様に動作する。従って、第１放電灯１１〜第４放電灯１４のすべての輝度を均一にすることができる。

以上説明したように、本発明の実施例３に係る放電灯点灯装置によれば、実施例１に係る放電灯点灯装置と同様に、すべての放電灯に流れる電流がバランスするので、放電灯の電流のバラツキをなくすことができ、良好な点灯特性を得ることができる。

また、第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５の各々の１次巻線２１ａ〜１次巻線２５ａに並列にコンデンサＣ５１〜コンデンサＣ５５を接続して並列共振回路を形成するように構成したので、第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５のインダクタンスを大きくしなくても並列共振回路の共振作用によって十分なインピーダンスが確保できる。その結果、第１トランスＴ１〜第５トランスＴ５を小型化することができる。

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装置に適用可能である。

本発明の実施例１に係る放電灯点灯装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る放電灯点灯装置の特徴を説明するための図である。 本発明の実施例２に係る放電灯点灯装置の構成を示す図である。 本発明の実施例２に係る放電灯点灯装置で使用されるトランスの等価回路を示す図である。 本発明の実施例２に係る放電灯点灯装置の変形例の構成を示す図である。 本発明の実施例２に係る放電灯点灯装置の他の変形例の構成を示す図である。 本発明の実施例３に係る放電灯点灯装置の構成を示す図である。 従来の放電灯点灯装置の構成を示す図である。 従来の放電灯点灯装置の基本的な構成を示す図である。 従来の放電灯点灯装置の他の構成を示す図である。

符号の説明

１ 直流電源
２ インバータ
ＳＷ１ 第１スイッチング素子
ＳＷ２ 第２スイッチング素子
Ｃ、Ｃ５１〜Ｃ５５ コンデンサ
Ｃ１〜Ｃ４ 第１コンデンサ〜第４コンデンサ（バラスト素子）
Ｔ トランス
Ｔ１〜Ｔ５ 第１トランス〜第５トランス
１１〜１４ 第１放電灯〜第４放電灯
Ｌ１〜Ｌ２ 第１リアクトル〜第２リアクトル

Claims (6)

1. 直流電圧を高周波電圧に変換するインバータと、
   Ｎ個（Ｎは正の整数）の放電灯と、
   Ｎ＋１個のトランスとを備え、
   前記インバータの出力端子間には、第ｎ放電灯（ｎ＝１、２、・・・、Ｎ）、第ｎ＋１トランスの１次巻線および第ｎトランスの２次巻線が直列に接続され、第１トランスの１次巻線と第Ｎ＋１トランスの２次巻線とは直列に接続されていることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記第ｎトランスの２次巻線および第ｎ＋１トランスの１次巻線は、前記インバータの高圧側の出力端子と第ｎ放電灯の一端との間に接続され、該第ｎ放電灯の他端は前記インバータの低圧側の出力端子に接続されていることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 前記第ｎ放電灯、第ｎ＋１トランスの１次巻線および第ｎトランスの２次巻線からなる直列回路に対して第ｎバラスト素子が直列に挿入されていることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
4. 前記第ｎバラスト素子、第ｎトランスの２次巻線および第ｎ＋１トランスの１次巻線は、前記インバータの高圧側の出力端子と第ｎ放電灯の一端との間に接続され、該第ｎ放電灯の他端は前記インバータの低圧側の出力端子に接続されていることを特徴とする請求項３記載の放電灯点灯装置。
5. 直流電圧を高周波電圧に変換するインバータと、
   前記インバータの出カに、トランスの１次巻線または２次巻線と放電灯とからなる直列回路が複数個並列に接続された放電灯点灯装置において、
   前記トランスの１次巻線または２次巻線の少なくとも１つに並列にコンデンサが接続されていることを特徴とする放電灯点灯装置。
6. 前記Ｎ＋１個のトランスの各々の１次巻線または２次巻線の少なくとも１つに並列にコンデンサが接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の放電灯点灯装置。

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