JP2006351450A - Circuit for detecting lamp open-circuit state in lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、出力トランスの2次側で駆動される冷陰極型蛍光ランプあるいはEL板(エレクトリロルミネッセンス板)などの照明器具を駆動するランプ点灯装置において照明器具が切れた状態を検出するためのランプオープン検出回路に関する。 The present invention is for detecting a state in which a lighting fixture is cut off in a lamp lighting device for driving a lighting fixture such as a cold cathode fluorescent lamp or an EL plate (electric luminescence plate) driven on the secondary side of an output transformer. The present invention relates to a lamp open detection circuit.
従来、冷陰極型蛍光ランプ駆動中、該ランプが点灯しなかったり、壊れてランプオープン状態になったとき、これを検出し、出力トランスの二次側電圧が二次側の巻線の絶縁耐圧を超えないうちに出力を止めるための回路は、出力トランスTの二次側の巻線の両端に、2つの分圧用のキャパシタを直列に接続し、分圧用キャパシタに発生する分圧電圧をリード線から検出し、この分圧電圧の上昇によって、ランプオープン状態を検出している。 Conventionally, when a cold cathode fluorescent lamp is being driven, when the lamp does not light up or breaks and the lamp is open, this is detected, and the secondary voltage of the output transformer is the dielectric strength of the secondary winding. The circuit to stop the output before the output voltage exceeds the limit is obtained by connecting two voltage dividing capacitors in series across the secondary winding of the output transformer T and reading the divided voltage generated in the voltage dividing capacitor. The lamp open state is detected by detecting this from the line and increasing the divided voltage.
上記のように、出力トランスの二次側を一対のキャパシタによって分圧する方式は、一方のキャパシタは耐圧の高いコンデンサ例えば3KV用等を使用することになり、大型且つ高価となってしまう。また、この場合、高圧線の引き回しリード線が増えてしまう。また、出力トランスとして巻線型トランスを用い、出力トランスの一次側に、一次巻線のLと共振コンデンサのCとで直列共振回路を形成すると、この一次側の共振周波数を決定するためのキャパシタと一次巻線のLに対して、二次側も一対のキャパシタと二次巻線のLとで共振周波数が決定される。一対のキャパシタがなければ、二次側の共振周波数を決定するCは二次側の浮遊容量だけであるが、一対のキャパシタにより、強力な二次側の共振周波数が設定されてしまい、これが一次側に影響を及ぼし、一次共振型自励発振による、ランプ駆動効率の低下につながるという問題点がある。
本発明は上記問題点を解決することを目的とする。
As described above, the method of dividing the secondary side of the output transformer with a pair of capacitors uses a capacitor with a high withstand voltage, such as a 3 KV capacitor, which is large and expensive. In this case, the number of lead wires for high-voltage wires increases. In addition, when a winding-type transformer is used as an output transformer and a series resonance circuit is formed on the primary side of the output transformer with L of the primary winding and C of the resonance capacitor, a capacitor for determining the resonance frequency of the primary side The resonance frequency is determined by a pair of capacitors and L of the secondary winding on the secondary side with respect to L of the primary winding. If there is no pair of capacitors, the secondary side resonance frequency C is determined only by the secondary side stray capacitance, but a strong secondary side resonance frequency is set by the pair of capacitors, and this is the primary. There is a problem that the lamp driving efficiency is reduced due to the primary resonance self-excited oscillation.
The present invention aims to solve the above problems.
上記目的を達成するため本発明は、半導体スイッチング素子をオンオフ制御し、高周波信号を造出して出力トランスの1次側に供給し、該出力トランスの2次側に接続した照明器具を点灯するようにしたランプ点灯装置において、前記出力トランスの2次側に、サージアブソーバを接続し、該サージアブソーバによって前記出力トランスの2次側に発生した高電圧を検出し、ランプオープン信号としたものである。
また本発明は、前記出力トランスが4出力型の巻線型多出力トランスであり、該出力トランスの2次巻線の中、一対の2次巻線の互いに逆相の端子同しを直列に接続し、他の一対の2次巻線の互いに逆相の端子同しを直列に接続し、該接続した端子間の中点を高抵抗素子を通じて接地し、該中点に前記サージアブソーバを接続したものである。
また本発明は、前記出力トランスを複数個設け、各出力トランスの1次側を直列又は並列接続し、該各出力トランスの2次側にそれぞれ前記サージアブソーバを接続し、該各サージアブソーバを整流ダイオードを介してリード線に並列接続し、該リード線にランプオープン検出用の信号線を接続したものである。
In order to achieve the above object, the present invention controls on / off of a semiconductor switching element, generates a high-frequency signal, supplies it to the primary side of the output transformer, and turns on the lighting fixture connected to the secondary side of the output transformer. In such a lamp lighting device, a surge absorber is connected to the secondary side of the output transformer, a high voltage generated on the secondary side of the output transformer is detected by the surge absorber, and a lamp open signal is obtained. is there.
Further, in the present invention, the output transformer is a four-output type winding multi-output transformer, and among the secondary windings of the output transformer, terminals having opposite phases of a pair of secondary windings are connected in series. The other terminals of the other pair of secondary windings are connected in series, the midpoint between the connected terminals is grounded through a high resistance element, and the surge absorber is connected to the midpoint Is.
The present invention also provides a plurality of the output transformers, the primary sides of the output transformers are connected in series or in parallel, the surge absorbers are connected to the secondary sides of the output transformers, and the surge absorbers are rectified. A lead wire is connected in parallel via a diode, and a signal wire for detecting lamp open is connected to the lead wire.
本発明は簡単な構成でランプオープン状態の検出を行うことができる。また、出力トランスの二次側に分圧キャパシタを設ける必要がないので、コストの低下を図ることができ、しかも、出力トランスの二次側の、一次側の共振周波数に対する影響を小さくすることができる。 The present invention can detect the lamp open state with a simple configuration. Further, since it is not necessary to provide a voltage dividing capacitor on the secondary side of the output transformer, the cost can be reduced, and the influence on the resonance frequency on the secondary side of the output transformer can be reduced. it can.
以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図2は、液晶バックライト用のランプ駆動回路を示し、自動発振方式の高周波インバータ制御用IC2によって、ブリッジ出力回路を構成するMOSFETからなる半導体スイッチング素子Q1,Q2,Q3,Q4がオンオフ制御され、このブリッジ出力回路の高周波出力端4,6から巻線型4出力トランスT71,T72,T73,T74の各1次側入力端子に、高周波電力が入力されるように構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 2 shows a lamp driving circuit for a liquid crystal backlight, and semiconductor switching elements Q1, Q2, Q3, and Q4 made of MOSFETs that constitute a bridge output circuit are on / off controlled by an automatic oscillation type high frequency inverter control IC2. The high frequency power is input from the high
前記各出力トランスT71〜T74は、2本のI型コアが平行に配置され、ボビンを介して互いに結合し、これら2本のI型コアがC型コアにより接続され、2本のI型コアとC型コアが閉磁路を構成している。2本の平行に対向するI型コアにはそれぞれ中央に1個の1次巻線と、その両側に2次巻線がボビンを介して装着されている。各出力トランスT71〜T74の1次巻線は互いに直列に接続され、各出力トランスの1次側のNo.1と、No.4の端子は、互いに並列に接続され、出力トランスT71のNo.1とNo.4の入力端子は、ブリッジ出力回路の出力端4,6に接続している。前記インバータ制御用IC2は、図3に示すように、半導体スイッチング素子Q1〜Q4を駆動する出力ドライバ、この出力ドライバを制御するための出力ドライバ制御回路、位相検出回路、バースト制御回路、基準電圧回路、バースト発振回路、PWM制御回路、PWM制御入力端子8、過電流検出入力端子9、ランプオープン検出入力端子10を備えている。
In each of the output transformers T71 to T74, two I-type cores are arranged in parallel and coupled to each other via a bobbin. These two I-type cores are connected by a C-type core, and two I-type cores are connected. And the C-shaped core constitutes a closed magnetic circuit. Each of two parallel I-shaped cores has one primary winding at the center and secondary windings on both sides thereof via bobbins. The primary windings of the output transformers T71 to T74 are connected in series with each other. 1 and no. 4 are connected in parallel to each other, and the No. 4 of the output transformer T71 is connected. 1 and No. The
前記PWM制御回路は、PWM制御入力端子8から入力される負荷側からの直流帰還信号に基づいて、半導体スイッチング素子Q1〜Q4の制御極に出力ドライバから供給されるパルス幅を制御し、管電流即ちランプを流れる電流を一定に保つ動作を行う。CN71〜CN78はコネクタであり、図4に示すように、プリント基板12上に配列されている。
The PWM control circuit controls the pulse width supplied from the output driver to the control poles of the semiconductor switching elements Q1 to Q4 based on the DC feedback signal from the load input from the PWM
次に、前記コネクタCN71,CN72と、これに対応する出力トランスT71との関係について、図5を参照して以下に説明する。
出力トランスT71の2次側には、4個の同じ巻数の巻線M1,M2,M3,M4が設けられている。一対のI型コアのうち、一方のI型コアに装着された一対の巻線M1,M2は互いに直列に接続され、他のI型コアに装着された一対の巻線M3,M4も同様に互いに直列に接続されている。一対の巻線M1,M2の中、一方の巻線M1のNo.5の端子は、バラストコンデンサC71を通じて、コネクタCN71の端子Bに接続している。他方の巻線M2のNo.7の端子は、バラストコンデンサC73を通じて、コネクタCN72の端子Cに接続している。巻線M1,M2のNo.5の端子と、No.7の端子は、逆相の関係にあり、一方のNo.5の端子がプラスのとき、他方のNo.7の端子は、マイナスである。No.6の端子とNo.8の端子は、後述するランプ電流検出回路14を介して互いに直列に接続している。
Next, the relationship between the connectors CN71 and CN72 and the corresponding output transformer T71 will be described below with reference to FIG.
Four secondary windings M1, M2, M3, and M4 are provided on the secondary side of the output transformer T71. Among a pair of I-type cores, a pair of windings M1, M2 mounted on one I-type core are connected in series with each other, and a pair of windings M3, M4 mounted on the other I-type cores are also the same. They are connected in series with each other. Of the pair of windings M1 and M2, the No. The
一対の巻線M3,M4の中、一方の巻線M3のNo.10の端子は、バラストコンデンサC72を通じて、コネクタCN71の端子Aに接続している。他方の巻線M4のNo.12の端子には、バラストコンデンサC74を通じて、コネクタCN72の端子Dに接続している。巻線M3,M4のNo.10の端子とNo.12の端子は、逆相の関係にあり、一方のNo.10の端子がプラスのとき、他方のNo.12の端子はマイナスである。また、No.10の端子と、No.5の端子は、互いに同相であり、また、No.12の端子とNo.7の端子は互いに同相である。No.9の端子とNo.11の端子は互いに直列に接続している。他の出力トランスT72,T73,T74は、巻線M1,M2のNo.6とNo.8の端子が、ランプ電流検出回路14を介しないで直接接続している。この点を除いて、出力トランスT72とコネクタCN73,CN74との接続関係と、出力トランスT73とコネクタCN75,CN76との接続関係と、出力トランスT74とコネクタCN77,CN78との接続関係は、上記出力トランスT71とコネクタCN71,CN72との接続関係と同一である。
Of the pair of windings M3 and M4, the No. The ten terminals are connected to the terminal A of the connector CN71 through the ballast capacitor C72. No. of the other winding M4. The 12 terminals are connected to the terminal D of the connector CN72 through the ballast capacitor C74. Nos. Of windings M3 and M4 No. 10 terminal and No. 10 No. 12 terminal is in a reverse phase relationship. When the terminal of 10 is positive, the other No. The 12 terminal is negative. No. 10 terminals, 5 terminals are in phase with each other. No. 12 terminal and No. 12 The seven terminals are in phase with each other. No. No. 9 terminal and No. 9 Eleven terminals are connected in series with each other. The other output transformers T72, T73, and T74 are the same as the windings M1 and M2. 6 and no. The 8 terminals are directly connected without going through the lamp
上記コネクタCN71〜CN78には、図4に示すように、16本の冷陰極型蛍光ランプからなるランプL1〜L16が接続されている。各対のランプL1とL15、L2とL16、L3とL6、L4とL5、L7とL10、L8とL9、L11とL14、L12とL13は、互いに直列に接続され、これら、各ランプL1〜L16及び各出力トランスT71〜T74の2次巻線M1,M2,M3,M4は、全て、1本の閉ループを構成する通電回路に直列に接続している。 As shown in FIG. 4, lamps L <b> 1 to L <b> 16 including 16 cold cathode fluorescent lamps are connected to the connectors CN <b> 71 to CN <b> 78. Each pair of lamps L1 and L15, L2 and L16, L3 and L6, L4 and L5, L7 and L10, L8 and L9, L11 and L14, and L12 and L13 are connected in series with each other, and each of these lamps L1 to L16. The secondary windings M1, M2, M3, and M4 of the output transformers T71 to T74 are all connected in series to an energizing circuit that forms one closed loop.
即ち、ランプの通電回路は、例えば、ランプL1の一方の電極Sを始点とすると、該電極S、ランプL15、コネクタCN72、出力トランスT1の巻線M2,M1、コネクタCN71、ランプL14、ランプL11、コネクタCN74、出力トランスT72の巻線M2,M1、コネクタCN73、ランプL10、ランプL7、コネクタCN76、出力トランスT73の巻線M2,M1、コネクタCN75、ランプL6、ランプL3、コネクタCN78、出力トランスT74の巻線M2,M1、コネクタ77、ランプL2、ランプL16、コネクタCN72、出力トランスT71の巻線M4,M3、コネクタCN71、ランプL13、ランプL12、コネクタCN74、出力トランスT72の巻線M4,M3、コネクタCN73、ランプL9、ランプL8、コネクタCN76、出力トランスT73の巻線M4,M3、コネクタCN75、ランプL5、ランプL4、コネクタCN78、出力トランスT74の巻線M4,M3、コネクタCN77及びランプL1の電極Eを経て、始点Sに戻る1本の閉ループを構成する。このように、ランプの通電回路を1本の閉ループとすることにより、全ランプを均一の輝度で点灯させることが可能となる。
That is, for example, when one of the electrodes S of the lamp L1 is set as the starting point, the lamp energization circuit starts with the electrode S, the lamp L15, the connector CN72, the windings M2 and M1 of the output transformer T1, the connector CN71, the lamp L14, and the lamp L11. , Connector CN74, windings M2, M1 of output transformer T72, connector CN73, lamp L10, lamp L7, connector CN76, windings M2, M1 of output transformer T73, connector CN75, lamp L6, lamp L3, connector CN78, output transformer Windings M2, M1 of T74,
次に図1を参照してランプオープン検出回路について説明する。
各出力トランスT71〜T74の、互いに逆相の関係にあるNo.6の端子とNo.8の端子は、直列に接続され、逆相の関係にあるNo.9の端子とNo.11の端子は、直列に接続されている。No.6の端子とNo.8の端子の中点Cと、No.9の端子とNo.11の端子の中点Cは、それぞれ、高抵抗R71,R72を通じて接地されている。No.6の端子とNo.8の端子間、No.9の端子とNo.11端子間を、それぞれ、直列に接続し、それぞれ高抵抗R71,R72を通じてグランドに落としたことにより、高抵抗R71,R72を通してグランドに流れた電流に相当する電圧がC点に発生する。理論的には、C点はゼロボルトであるが、出力トランスT71の浮遊容量やリーケージインダクタ等による、2次巻線M1とM2、M3とM4間のアンバランスにより、ゼロボルトからずれた電位をもつ。この電位が安全な電圧となるように抵抗R71,R72の値を決めるのが良いが、外部の温度等の状況により、C点の電位が変動するので、本実施形態では、一応、1MΩ(1メガオーム)に設定している。
Next, the lamp open detection circuit will be described with reference to FIG.
Nos. Of the output transformers T71 to T74, which are in opposite phase to each other. No. 6 terminal and No. 6 The terminals of No. 8 are connected in series and have a reverse phase relationship. No. 9 terminal and No. 9 Eleven terminals are connected in series. No. No. 6 terminal and No. 6 No. 8 terminal midpoint C; No. 9 terminal and No. 9 The middle point C of the 11 terminals is grounded through high resistances R71 and R72, respectively. No. No. 6 terminal and No. 6 8 terminals, No. 8 No. 9 terminal and No. 9 The 11 terminals are connected in series, and dropped to the ground through the high resistances R71 and R72, respectively. As a result, a voltage corresponding to the current flowing to the ground through the high resistances R71 and R72 is generated at the point C. Theoretically, the point C is zero volt, but has a potential deviated from zero volt due to the imbalance between the secondary windings M1 and M2 and M3 and M4 due to the stray capacitance of the output transformer T71 and the leakage inductor. It is preferable to determine the values of the resistors R71 and R72 so that this potential becomes a safe voltage. However, since the potential at the point C varies depending on the external temperature or the like, in this embodiment, 1 MΩ (1 Mega ohm).
前記各C点には、サージアブソーバSA71,SA72のそれぞれの一方の電極が接続し、該サージアブソーバSA71,SA72の他方の電極は、整流ダイオードD9,D10を介して、信号線15に、互いに並列に接続している。前記サージアブソーバSA71とこれに接続する整流ダイオードD19間には、コンデンサC87と抵抗素子R79,R80からなる平滑回路が接続し、該平滑回路の各素子は接地されている。サージアブソーバSA72と整流ダイオードD10間も同様にコンデンサC88と抵抗素子R81,R82からなる平滑回路が接続している。前記信号線15には、電圧クランプ用のツェナーダイオードZD3と、ノイズ除去用のコンデンサP9と、電位を固定するための抵抗素子R15が接続している。他の出力トランスT72〜T74の2次側も、上記出力トランスT71の2次側と同様の構成となっており、それぞれ、整流ダイオードD11〜D16が、信号線15に並列に接続している。
One electrode of each of the surge absorbers SA71 and SA72 is connected to each C point, and the other electrode of each of the surge absorbers SA71 and SA72 is parallel to the
上記した構成において、ランプ点灯中、各出力トランスT71〜72のNo.6の端子とNo.8の端子間及びNo.9の端子とNo.11の端子間の接続点Cは、みかけ上、ゼロ電位であり、サージアブソーバSA71〜78には高電圧がかからず、高インピーダンスの状態となっている。ランプL1〜L16の中のいずれか1本が切れ、閉ループを形成するランプの通電回路が遮断されると、出力トランスT71〜T74の2次巻線M1〜M4のいずれかに所定の値を超えた高電圧が発生する。説明の便宜上、出力トランスT71の2次巻線M1に高圧が発生したと仮定すると、サージアブソーバSA71に高電圧が印可される。2次巻線M1に発生した所定の値を超えた高電圧がサージアブソーバSA71に印加されると、サージアブソーバSA71のインピーダンスが急激に低下し、サージアブソーバSA71にサージ電流が流れる。 In the above-described configuration, each of the output transformers T71 to T72 has a No. No. 6 terminal and No. 6 8 terminals and No. 8 terminal. No. 9 terminal and No. 9 The connection point C between the 11 terminals is apparently zero potential, and no high voltage is applied to the surge absorbers SA71 to SA78, which is in a high impedance state. When any one of the lamps L1 to L16 is cut and the energization circuit of the lamp forming the closed loop is cut off, any of the secondary windings M1 to M4 of the output transformers T71 to T74 exceeds a predetermined value. High voltage is generated. For convenience of explanation, assuming that a high voltage is generated in the secondary winding M1 of the output transformer T71, a high voltage is applied to the surge absorber SA71. When a high voltage exceeding a predetermined value generated in the secondary winding M1 is applied to the surge absorber SA71, the impedance of the surge absorber SA71 rapidly decreases, and a surge current flows through the surge absorber SA71.
このサージ電流は、平滑回路に流れ、これにより平滑化され、電圧信号に変換されるとともに、サージ電流による電圧が整流ダイオードD9に印加される。整流ダイオードD9から出力された電流は、信号線15に供給され、ここで、電圧信号に変換されるとともに、ツェナーダイオードZD3により、電圧がクランプされる。信号線15に発生した電圧信号は、ランプオープン信号として制御用IC2のランプオープン検出入力端子10に入力される。制御用IC2は、信号線15からランプオープン信号が入力されると、出力ドライバの出力を停止する。前記整流ダイオードD9〜D16はOR回路を構成し、整流ダイオードD9〜D16の中、1つでもサージ電流による電圧が印可されると、信号線15に所定の電圧にクランプされたランプオープン信号が出力される。本実施形態では、ランプL1〜L16が1本の閉ループを形成する通電回路に直列に接続されているが、本発明は、この構成に特に限定されるものではなく、出力トランスに対して種々の形態の接続方法により接続して点灯することができ、その場合でも、図1に示す、ランプオープン検出回路によってランプオープン状態を検出することができる。
This surge current flows through the smoothing circuit, is thereby smoothed and converted into a voltage signal, and a voltage due to the surge current is applied to the rectifier diode D9. The current output from the rectifier diode D9 is supplied to the
2 制御用IC
4 出力端
6 出力端
8 PWM制御入力端子
9 過電流検出入力端
10 ランプオープン検出入力端子
12 プリント基板
14 ランプ電流検出回路
15 信号線
2 Control IC
4
8 PWM
Claims (3)
A plurality of the output transformers are provided, the primary sides of the output transformers are connected in series or in parallel, the surge absorbers are connected to the secondary sides of the output transformers, and the surge absorbers are read through rectifier diodes. 3. A lamp open detection circuit in a lamp lighting device according to claim 1, wherein the lamp open detection circuit is connected in parallel to a wire, and a signal wire for lamp open detection is connected to the lead wire.
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JP2010029058A (en) * | 2008-06-05 | 2010-02-04 | Rohm Co Ltd | Inverter device, drive device for fluorescent lamp and control method thereof, light-emitting apparatus employing them, and display |
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