JP2007087738A - 放電灯駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 放電灯の点灯周波数の変動による輝度変化を抑えることができる放電灯駆動装置を提供する。
【解決手段】 放電灯駆動装置１において、放電灯を点灯させるためのトランス５を駆動する駆動回路と、そのトランス５の高圧端子Ｓ１及び低圧端子Ｓ２の間に接続された共振コンデンサＣ２と、トランス５の低圧端子Ｓ２と共振コンデンサＣ２との間にその共振コンデンサＣ２に対して並列に接続された検出抵抗Ｒ１を有し、その検出抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉｒを検出電圧として検出する電流検出回路７と、その検出電圧に基づいて、放電灯に流すランプ電流が一定になるように駆動回路を制御する制御回路とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、放電灯駆動装置に関する。

放電灯駆動装置は、例えば、携帯情報端末、コンピュータ及びテレビ等に使用する液晶表示装置用のバックライト装置として用いられている。この放電灯駆動装置は、複数の放電灯、それらの放電灯を点灯させるための複数のトランス、それらのトランスを駆動する駆動回路及びその駆動回路を制御する制御回路等を備えている。このような放電灯駆動装置の中には、輝度の偏りの発生を防止する放電灯駆動装置が提案されている（特許文献１参照）。

通常、放電駆動装置１０１は、例えば、図４に示すように、複数の放電灯がそれぞれ接続される複数のコネクタ１０２と、それらのコネクタ１０２に対応させて接続されたトランス１０３と、そのトランス１０３に接続された検出抵抗Ｒ１０１を流れる電流Ｉを検出電圧として検出し、その検出電圧を制御回路に供給する電流検出回路１０４等を備えている。この電流検出回路１０４はフィードバック回路として機能する。

トランス１０３は、磁心となるコア（図示せず）と、そのコアに巻回された１次巻線１０３ａと、コアに巻回された２つの２次巻線１０３ｂとにより構成されている。このトランス１０３は昇圧用のトランスであり、１次巻線１０３ａが低圧側となり、２次巻線１０３ｂが高圧側となる。このトランス１０３の各２次巻線１０３ｂには、共振用の共振コンデンサＣ１０１、Ｃ１０２が各２次巻線１０３ｂに対して並列にそれぞれ接続されている。

放電灯が屈曲管である場合等には、主としてフローティング方式により放電灯の点灯が行われる。このとき、電流検出回路１０４は、放電灯を通過した後の電流を検出（モニタ）することができないため、トランス１０３の２次巻線１０３ｂの一方の低圧端子Ｓ１０１に接続された検出抵抗Ｒ１０１を流れる電流Ｉを検出電圧として検出する回路構成になっている。この場合には、検出抵抗Ｒ１０１により、放電灯を流れるランプ電流ＩＬと共振コンデンサＣ１０２を流れる電流Ｉｃとの合計である電流Ｉ（Ｉ＝ＩＬ＋Ｉｃ）を検出電圧として検出することになる（図４中の矢印参照）。

制御回路は、検出された検出電圧に基づいて電流Ｉが一定となるように駆動回路を制御し、さらに、外部から入力された外部パルス信号の外部パルス周波数に放電灯の点灯周波数を同期させて駆動回路を制御する。このような制御回路では、周波数が異なる数種類の外部パルス信号が入力されると、それに応じて放電灯の点灯周波数も変動するため、共振コンデンサＣ１０２を流れる電流Ｉｃ（Ｉｃ＝２πｆＣＶ（ここで、ｆ：周波数、Ｃ：容量、Ｖ：電圧））が変化してしまう。
特開２００４−３３５４２２号公報

しかしながら、前述の放電灯駆動装置１０１では、放電灯の点灯周波数の変動により変化する電流Ｉｃを含む電流Ｉ（Ｉ＝ＩＬ＋Ｉｃ）が検出電圧として検出され、その検出電圧に基づいて電流Ｉが一定になるように駆動回路が制御されるため、放電灯の点灯周波数の変動によりランプ電流ＩＬが変化し、輝度変化が発生してしまう。

すなわち、放電灯の点灯周波数の増加に伴って電流Ｉｃが増えると、電流Ｉを一定にする制御によりランプ電流ＩＬは減少する。逆に、放電灯の点灯周波数の減少に伴って電流Ｉｃが減ると、電流Ｉを一定にする制御によりランプ電流ＩＬは増加する。このようにして、ランプ電流ＩＬは放電灯の点灯周波数の変動により変化してしまう。

例えば、図３に示すように（図３中のＡ波形参照）、ランプ電流ＩＬは、外部パルス周波数、すなわち放電灯の点灯周波数が増加すると、それに伴って減少してしまう。このため、輝度は放電灯の点灯周波数の増加に伴って低下してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、放電灯の点灯周波数の変動による輝度変化を抑えることができる放電灯駆動装置を提供することである。

本発明の実施の形態に係る特徴は、放電灯駆動装置において、放電灯を点灯させるためのトランスを駆動する駆動回路と、トランスの高圧端子及び低圧端子の間に接続された共振コンデンサと、トランスの低圧端子と共振コンデンサとの間にその共振コンデンサに対して並列に接続された検出抵抗を有し、その検出抵抗を流れる電流を検出電圧として検出する電流検出回路と、電流検出回路により検出された検出電圧に基づいて放電灯に流すランプ電流が一定になるように駆動回路を制御する制御回路とを備えることである。

本発明の実施の形態に係る特徴では、トランスの低圧端子と共振コンデンサとの間にその共振コンデンサに対して並列に検出抵抗を接続し、その検出抵抗を流れる電流を検出電圧として検出することによって、共振コンデンサを流れる電流を含まずランプ電流と同じ電流量の電流が検出電圧として検出され、その検出電圧に基づいてランプ電流が一定になるように駆動回路が制御されるので、放電灯の点灯周波数が変動した場合でもランプ電流が正確に調整され、放電灯の点灯周波数の変動によるランプ電流の変化が抑えられる。

本発明によれば、放電灯の点灯周波数の変動による輝度変化を抑えることができる放電灯駆動装置を提供することができる。

本発明を実施するための最良の一形態について図１ないし図３を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、本発明の実施の形態に係る放電灯駆動装置１は、複数の放電灯２及びそれらの放電灯２を点灯させるインバータ回路３を備えている。このインバータ回路３はフローティング方式（両高圧方式）により各放電灯２を点灯させる。

インバータ回路３は、各放電灯２がそれぞれ接続される複数のコネクタ４と、それらのコネクタ４に対応させて接続された複数のトランス５と、それらのトランス５をそれぞれ駆動する複数の駆動回路６と、各トランス５に接続された検出抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉｒを検出電圧として検出する複数の電流検出回路７と、検出した検出電圧に基づいて各放電灯２に流すランプ電流ＩＬが一定になるように各駆動回路６を制御する制御回路８とにより構成されている。

放電灯２は各コネクタ４を介してトランス５に接続されている。この放電灯２は、内面に蛍光体を有しガスが封入されたガラス管及びそのガラス管の両端に設けられた一対の電極（いずれも図示せず）等により構成されている。なお、放電灯２としては、例えばＵ字形の屈曲管の冷陰極放電灯を用いる。

トランス５は、磁心となるコア（図示せず）と、そのコアに巻回された１次巻線５ａと、コアに巻回された２つの２次巻線５ｂとにより構成されている。２次巻線５ｂの巻数は１次巻線５ａの巻数より多い。これにより、トランス５は昇圧用のトランスとなり、１次巻線５ａが低圧側となり、２次巻線５ｂが高圧側となる。

トランス５の１次巻線５ａには、駆動回路６が接続されている。また、トランス５の２つの２次巻線５ｂには、共振用の共振コンデンサＣ１、Ｃ２が各２次巻線５ｂに対して並列にそれぞれ接続されている。さらに、トランス５の２つの２次巻線５ｂの両方の高圧端子Ｓ１には、対応する各コネクタ４を介して放電灯２の電極がそれぞれ接続されている。トランス５の２つの２次巻線５ｂの一方の低圧端子Ｓ２には、電流検出回路７が接続されている。

駆動回路６は、直流電源ＶＤＤからの直流電圧を交流電圧、すなわち高圧高周波の交流電圧に変換し、その交流電圧をトランス５に供給する。これに応じて、トランス５は、電圧を昇圧するための駆動を行うことになる。

電流検出回路７は、トランス５の２つの２次巻線５ｂの一方の低圧端子Ｓ２と共振コンデンサＣ２との間にその共振コンデンサＣ２に対して並列に接続された検出抵抗Ｒ１を備えている。この電流検出回路７は、検出抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉｒを検出電圧として検出し、その検出電圧を制御回路８に供給する。このように電流検出回路７はフィードバック回路として機能する。

制御回路８は、電流検出回路７により検出された検出電圧に基づいて各放電灯２のランプ電流ＩＬが一定になるように各駆動回路６を制御し、さらに、外部から入力された外部信号の外部周波数、例えば外部パルス信号の外部パルス周波数（数十ｋＨｚ）に放電灯２の点灯周波数を同期させて各駆動回路６を制御する。ここで、放電灯２の点灯周波数は外部パルス周波数の半分の周波数である。この制御回路８には、直流電源ＶＤＤが接続されている。なお、制御回路には、周波数が異なる数種類の外部パルス信号が入力される。

このような構成の放電灯駆動装置１は、制御回路８により外部パルス周波数に応じた放電灯２の点灯周波数に基づいて、各放電灯２のランプ電流ＩＬが一定になるように各駆動回路６を制御し、各トランス５に交流電圧を供給して各トランス５を駆動し、各放電灯２を点灯させる。このとき、放電灯駆動装置１は、電流検出回路７により、検出抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉｒを検出電圧として検出し、その検出電圧に基づいて制御回路８によりランプ電流ＩＬが一定になるように駆動回路６を制御する。

ここで、検出抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉｒは、Ｉｒ＝Ｉ−Ｉｃであり、ランプ電流ＩＬは、ＩＬ＝Ｉ−Ｉｃである（図２中の矢印参照）。なお、電流Ｉはトランス５の２次巻線５ｂを流れる電流であり、電流Ｉｃは共振コンデンサＣ２を流れる電流、すなわち放電灯２の点灯周波数の変動により変化する電流である（Ｉｃ＝２πｆＣＶ（ここで、ｆ：周波数、Ｃ：容量、Ｖ：電圧））。

検出抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉｒは、共振コンデンサＣ２を流れる電流Ｉｃを含んでおらず、Ｉｒ＝ＩＬとなる。この電流Ｉｒが電流検出回路７により検出電圧として検出される。すなわち、ランプ電流ＩＬと同じ電流量の電流Ｉｒが検出電圧として検出されることになる。その検出電圧に基づいてランプ電流ＩＬは正確に調整されるので、図３に示すように（図３中のＢ波形参照）、外部パルス周波数、すなわち放電灯２の点灯周波数の変動に依存せず、ランプ電流ＩＬはほぼ一定になる。これにより、放電灯２の点灯周波数の変動によるランプ電流ＩＬの変化が抑えられる。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、トランス５の低圧端子Ｓ２と共振コンデンサＣ２との間にその共振コンデンサＣ２に対して並列に検出抵抗Ｒ１を接続し、その検出抵抗Ｒ１を流れる電流Ｉｒを検出電圧として検出することによって、共振コンデンサＣ２を流れる電流Ｉｃを含まずランプ電流ＩＬと同じ電流量の電流Ｉｒ（Ｉｒ＝ＩＬ）が検出電圧として検出され、その検出電圧に基づいてランプ電流ＩＬが一定になるように各駆動回路６が制御される。これにより、放電灯２の点灯周波数が変動した場合でもランプ電流ＩＬが正確に調整され、放電灯２の点灯周波数の変動によるランプ電流ＩＬの変化を抑えることが可能になるので、点灯周波数の変動による輝度変化を抑えることができる。

さらに、電流検出回路７に検出抵抗Ｒ１を設けることによって、共振コンデンサＣ２を流れる電流Ｉｃを含まずランプ電流ＩＬと同じ電流量の電流Ｉｒ（Ｉｒ＝ＩＬ）を検出することが可能になるので、簡単な構成で正確にランプ電流ＩＬを調整することができる。

また、制御回路８は、外部から入力される外部信号の外部周波数、例えば外部パルス信号の外部パルス周波数に放電灯２の点灯周波数を同期させることから、外部装置から入力される外部パルス周波数に対応させて放電灯２を点灯させることができ、その結果として他励方式の放電灯駆動装置１を実現することができる。

なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

例えば、前述の実施の形態においては、放電灯２としてＵ字形の屈曲管を用いているが、これに限るものではなく、例えばＬ字形の屈曲管を用いるようにしてもよい。

本発明の実施の一形態に係る放電灯駆動装置の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す放電灯駆動装置の一部の概略構成を示す回路図である。 図１に示す放電灯駆動装置における外部パルス周波数とランプ電流との関係を示す説明図である。 先行技術に係る放電灯駆動装置の一部の概略構成を示す回路図である。

符号の説明

１ 放電灯駆動装置
２ 放電灯
５ トランス
６ 駆動回路
７ 電流検出回路
８ 制御回路
Ｃ２ 共振コンデンサ
Ｒ１ 検出抵抗
Ｓ１ 高圧端子
Ｓ２ 低圧端子

Claims (3)

1. 放電灯を点灯させるためのトランスを駆動する駆動回路と、
   前記トランスの高圧端子及び低圧端子の間に接続された共振コンデンサと、
   前記トランスの低圧端子及び前記共振コンデンサの間に前記共振コンデンサに対して並列に接続された検出抵抗を有し、前記検出抵抗を流れる電流を検出電圧として検出する電流検出回路と、
   前記電流検出回路により検出された前記検出電圧に基づいて、前記放電灯に流すランプ電流が一定になるように前記駆動回路を制御する制御回路と、
   を備えることを特徴とする放電灯駆動装置。
2. 前記制御回路は、外部から入力される外部信号の外部周波数に前記放電灯の点灯周波数を同期させることを特徴とする請求項１に記載の放電灯駆動装置。
3. 前記放電灯を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の放電灯駆動装置。
   
   
   

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