JP2009099388A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易で小型かつ安価な回路構成でありながら、出力電圧及び出力電流の波形歪の少ない放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】放電灯点灯装置１０は、スイッチング回路１１と昇圧トランスＴ１とを備え、昇圧トランスＴ１の入力側の巻線は、中間タップＰ１を共通点とする第１の一次巻線Ｗｐ１と第２の一次巻線Ｗｐ２により構成される。スイッチング回路１１の第１の出力端子Ａは、第１の一次巻線Ｗｐ１の一端に接続され、スイッチング回路１１の第２の出力端子Ｂは、第２の一次巻線Ｗｐ２の一端に接続されており、コンデンサＣｆの一方端は、昇圧トランスＴ１の中間タップＰ１に接続され、コンデンサＣｆの他方端は、第２の一次巻線Ｗｐ２の一端とともに、スイッチング回路１１の第２の出力端子Ｂに接続されている。これによって、第１の一次巻線Ｗｐ１の自己インダクタンスとコンデンサＣｆの静電容量とにより、ＬＣフィルタ回路が構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電灯点灯装置に関し、特に、液晶表示装置のバックライトとして使用される放電灯点灯装置に関する。

従来、直流電圧をスイッチングして、高周波交流電圧を得る放電灯点灯装置が知られている。図７は、その一例である放電灯点灯装置１０１を示している。放電灯点灯装置１０１は、スイッチング回路１１、昇圧トランスＴ１０、及び制御回路１２を含むインバータを備え、このインバータにより直流電源Ｖｉからの直流電圧を交流電圧に変換して放電灯Ｌａ１０を駆動するものである。スイッチング回路１１は、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１、Ｑ２とコンデンサＣ１、Ｃ２とで構成されている。また、スイッチング回路１１のＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２は、制御回路１２に接続されており、ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２はこの制御回路１２によって交互にオン・オフ動作を行う。

スイッチング回路１１の第１の出力端子Ａは昇圧トランスＴ１０の入力側の一次巻線Ｗｐ１０１の一方端に接続され、スイッチング回路１１の第２の出力側端子Ｂは昇圧トランスＴ１０の入力側の一次巻線Ｗｐ１０１の他方端に接続されている。また、昇圧トランスＴ１０の一次巻線Ｗｐ１０１の両端間にはコンデンサＣ３が並列に接続され、昇圧トランスＴ１０の出力側の二次巻線Ｗｓ１０１の一方端はバラストコンデンサＣ４を介して放電灯Ｌａ１０に接続され、二次巻線Ｗｓ１０１の他方端は放電灯Ｌａ１０の他方端に接続されるとともに、接地されている。

放電灯点灯装置１０１では、直流電源Ｖｉからの直流電圧がスイッチング回路１１に供給され、ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２のオン・オフ動作（スイッチング）によって高周波の交流電圧が生成され、昇圧トランスＴ１０によって放電灯Ｌａ１０を点灯させるための所望の電圧が得られる。この際、昇圧トランスＴ１０のインダクタンスＬｓ１と放電灯が筐体間に持つ寄生容量Ｃｐ１、Ｃｐ２、・・・、ＣｐｎとのＬＣ共振を起こさせることにより、放電灯に流れる電流の高調波成分を除去し、歪みの小さな正弦波状の波形としている。

しかし、放電灯点灯装置１０１のような構成を短尺の放電灯に適用する場合、寄生容量が小さくなるため、共振による高調波成分の除去を行うために、昇圧トランスの出力側の高圧部にコンデンサを放電灯と並列に配置しなければならず、安全性の上で好ましくないという問題がある。
さらに、今後、技術的な進歩により、寄生容量が著しく小さい、あるいは、寄生容量が存在しないとみなせるような放電灯の登場も予想されている。図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、放電灯を純抵抗負荷と見立てた場合、すなわち、寄生容量が存在しない場合を想定した時の放電灯に印加される電圧波形及び電流波形を示しているが、共振が起こっていないため、高調波成分を多く含んだ歪波形となっている。

そこで、上記の波形歪を改善するため、高調波成分を取り除く方法として、インバータに共振回路を付加する従来技術がある。例えば、特許文献１に記載された放電灯点灯装置におけるインバータ回路は、トランスの二次巻線にコンデンサが並列に接続され、また、二次巻線の一端がコイルを介して放電灯の一方の電極に接続されており、コンデンサとコイルとは、トランスの二次巻線側にてＬＣ共振回路を構成していることが開示されている。このＬＣ共振回路を構成することにより、高調波成分は除去され、歪の少ない交流波形が得られる。

特開２００４−２４１１３６号公報（図３）

しかしながら、特許文献１に記載された放電灯点灯装置では、コイル及びコンデンサからなる共振回路を追加する必要があり、部品コストの高騰及び放電灯点灯装置の大型化につながるという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易で小型かつ安価な回路構成でありながら、出力電圧及び出力電流の波形歪の少ない放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）スイッチング回路と昇圧トランスとを備え、前記スイッチング回路の出力電圧を前記昇圧トランスにより昇圧して、前記昇圧トランスの出力側に接続された放電灯に印加することにより、前記放電灯を点灯する放電灯点灯装置において、
前記スイッチング回路の出力に入力側が接続されるトランスの前記入力側に、該入力側の自己インダクタンスの一部とコンデンサの静電容量とによるフィルタ回路を構成したことを特徴とする放電灯点灯装置（請求項１）。

本項に記載の放電灯点灯装置によれば、スイッチング回路の出力に入力側が接続されるトランスの入力側に、該トランスの入力側の自己インダクタンスの一部とコンデンサの静電容量とによるフィルタ回路を構成したことによって、このフィルタ回路の働きにより、スイッチング回路の出力から高調波成分が除去されるため、トランスの出力電圧及び出力電流を歪みの少ない高周波電圧及び高周波電流とすることが可能となる。
さらに、このフィルタ回路は、上記トランス自体の入力側の自己インダクタンスの一部とコンデンサの静電容量とによって構成されるため、簡易で小型かつ安価な回路構成により、スイッチング回路の出力から高調波成分を除去することが可能となる。

（２）（１）項に記載の放電灯点灯装置において、前記トランスは、前記入力側の巻線に中間タップを有しており、前記コンデンサは、一方端が前記中間タップに接続され、他方端が前記トランスの前記入力側の巻線の一方端に接続されることを特徴とする放電灯点灯装置（請求項２）。
本項に記載の放電灯点灯装置によれば、トランスの入力側の一方端と中間タップとの間の自己インダクタンスとコンデンサの静電容量とから、簡易で小型かつ安価な回路構成によりフィルタ回路を実現することができる。

（３）（１）又は（２）項に記載の放電灯点灯装置において、前記トランスは、前記昇圧トランスを含むことを特徴とする放電灯点灯装置（請求項３）。
本項に記載の放電灯点灯装置では、昇圧トランスの入力側にフィルタ回路を構成したことにより、昇圧トランスの出力側の高圧部にコンデンサを放電灯と並列に配置する必要がなくなり、放電灯点灯装置の安全性を向上させることが可能となる。また、昇圧トランスに印加される電圧波形が正弦波に近い波形となるため、昇圧トランス内部の単位時間あたりの磁束変化が緩やかになり、昇圧トランスのＥＴ積（電圧・時間積）が、方形波電圧を入力した場合に比べて小さくなる結果、従来の昇圧トランスよりも小型軽量化することが可能となる。

（４）（１）〜（３）のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、前記トランスは、前記昇圧トランスの入力側に出力側が接続される絶縁トランスを含むことを特徴とする放電灯点灯装置（請求項４）。
本項に記載の放電灯点灯装置では、絶縁トランスとコンデンサとで構成される回路が、絶縁トランスの入力側の自己インダクタンスの一部とコンデンサの静電容量とによるフィルタ回路を備えることによって、力率改善回路として機能することになり、安全上の理由からスイッチング回路と昇圧トランスとの間に挿入される絶縁トランスを活用して、簡易かつ安価な回路構成により、スイッチング回路の出力から高調波成分を除去し、絶縁トランスの出力電圧及び出力電流（すなわち、昇圧トランスの入力電圧及び入力電流）、ひいては、昇圧トランスの出力電圧及び出力電流を、歪みの少ない高周波電圧及び高周波電流とすることが可能となる。

（５）（１）〜（４）のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、前記放電灯の少なくとも一部は、フローティング駆動により点灯されることを特徴とする放電灯点灯装置（請求項５）。
本項に記載の放電灯点灯装置によれば、長尺の放電灯であっても、管長方向の輝度勾配を抑制して、放電灯の輝度を均一化することができる。

（６）（５）項に記載の放電灯点灯装置において、好ましくは、前記放電灯をフローティング駆動する前記昇圧トランスの出力側の巻線の一方端には、２本の放電灯のうちの一方の放電灯の一方端が接続され、前記昇圧トランスの出力側の巻線の他方端には、前記２本の放電灯のうちの他方の放電灯の一方端が接続されており、前記２本の放電灯の他方端同士は接続されているものである。
本項に記載の放電灯点灯装置は、１つの昇圧トランスにより２本の放電灯を点灯することができるため、装置の小型軽量化のために有利なものである。

（７）（１）〜（６）のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、前記昇圧トランスをｎ個（但しｎは２以上の整数）備えており、ｎ個の前記昇圧トランスの入力側の巻線は、直列に多連接続されていることを特徴とする放電灯点灯装置（請求項６）。
本発明に係る放電灯点灯装置において、各昇圧トランスを従来の昇圧トランスよりも小型軽量化することができる利点は、放電灯点灯装置に使用される昇圧トランスの個数が多いほど顕著なものとなるため、本項に記載の放電灯点灯装置のように、ｎ個の昇圧トランスが含まれる放電灯点灯装置は、従来の昇圧トランスをｎ個用いた放電灯点灯装置と比べて、より効果的に装置を小型軽量化することができる。
また、本項に記載の放電灯点灯装置において、スイッチング回路の出力に入力側が接続されるトランスに、絶縁トランスが含まれる場合には、絶縁トランスの入力側にフィルタ回路を構成することによって、フィルタ回路を構成するコンデンサの数を、点灯する放電灯の本数（及び、放電灯を駆動する昇圧トランスの個数）に関わらず１個とすることができるため、簡易で安価な回路構成により放電灯点灯装置の小型軽量化が可能となる。
さらに、本項に記載の放電灯点灯装置では、ｎ個の昇圧トランスの入力側の巻線を直列に多連接続することにより、各放電灯のランプ電流を容易に均一化することができる。

本発明に係る放電灯点灯装置は、以上のように構成したため、簡易で小型かつ安価な回路構成でありながら、トランスの出力電圧及び出力電流の波形歪を少なくすることが可能となり、それによって放電灯に印加される高周波電圧及び高周波電流の歪みを低減し、ひいては、放電灯の寿命を伸ばすことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る放電灯点灯装置１０を示す回路図である。図１において、図７に示した従来の放電灯点灯装置１０１と共通する構成要素には同一符号を付している。

図１に示す放電灯点灯装置１０は、スイッチング回路１１、昇圧トランスＴ１、制御回路１２を含みインバータを備えるものであり、このインバータにより直流電源Ｖｉから供給される直流電圧を交流電圧に変換して、放電灯Ｌａ１を点灯するものである。
スイッチング回路１１は、スイッチング素子（例えば、電界効果型トランジスタ）Ｑ１、Ｑ２とコンデンサＣ１、Ｃ２とで構成されたハーフブリッジ回路である。スイッチング回路１１のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は、制御回路１２に接続されており、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２はこの制御回路１２によって交互にオン・オフ動作を行う。
本発明に係るトランスの一実施形態である昇圧トランスＴ１は、入力側の巻線（一次巻線）に中間タップＰ１を有しており、この一次巻線は、中間タップＰ１を共通点とする第１の一次巻線Ｗｐ１と第２の一次巻線Ｗｐ２により構成されている。また、昇圧トランスＴ１の出力側の巻線（二次巻線）Ｗｓ１の一方端は、放電灯Ｌａ１に接続され、二次巻線Ｗｓ１の他方端は、放電灯Ｌａ１の他方端に接続されるとともに、接地されている。

スイッチング回路１１の第１の出力端子Ａは、昇圧トランスＴ１の入力側の一方端（第１の一次巻線Ｗｐ１の一端）に接続され、スイッチング回路１１の第２の出力端子Ｂは、昇圧トランスＴ１の入力側の他方端（第２の一次巻線Ｗｐ２の一端）に接続されている。そして、コンデンサＣｆの一方端は、昇圧トランスＴ１の入力側の中間タップＰ１に接続され、コンデンサＣｆの他方端は、昇圧トランスＴ１の第２の一次巻線Ｗｐ２の一端とともに、スイッチング回路１１の第２の出力端子Ｂに接続されている。

以上の構成において、コンデンサＣｆは昇圧トランスＴ１の第１の一次巻線Ｗｐ１と直列接続されており、第１の一次巻線Ｗｐ１の自己インダクタンスとコンデンサＣｆの静電容量とにより、ＬＣフィルタ回路が構成されている。このＬＣフィルタ回路の働きにより、スイッチング回路１１の出力から高調波成分が除去されるため、昇圧トランスＴ１の二次側には歪みの少ない高周波電圧及び高周波電流が出力され、この高周波電圧及び高周波電流が放電灯Ｌａ１に印加される。図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、放電灯Ｌａ１に印加される電圧波形及び電流波形を示しており、いずれの波形においても高調波成分を含まない歪の少ない波形となっている。

また、放電灯点灯装置１０では、上記ＬＣフィルタ回路を、昇圧トランスＴ１の入力側に構成したため、昇圧トランスの出力側の高圧部にコンデンサを放電灯と並列に配置する必要がなくなり、安全性の観点から有利なものである。
さらに、昇圧トランスＴ１では、印加される電圧波形が正弦波となるため、内部の単位時間あたりの磁束変化が緩やかになり、昇圧トランスＴ１内部のＥＴ積（電圧・時間積）が、方形波電圧を入力した場合に比べて小さくなる。このため、昇圧トランスＴ１は、従来の昇圧トランスよりも小型軽量化することが可能となる。

以上のように、本実施形態における放電灯点灯装置１０は、昇圧トランスＴ１の入力側において、第１の一次巻線Ｗｐ１の自己インダクタンスとコンデンサＣｆの静電容量とによるＬＣフィルタ回路を構成したことにより、簡易で小型かつ安価な回路構成でありながら、昇圧トランスＴ１の出力電圧及び出力電流の波形歪が低減するとともに安全性の高い放電灯点灯装置を提供することが可能となる。

図３は、本発明の第２の実施形態における放電灯点灯装置１０ａの回路構成を示す図である。放電灯点灯装置１０ａは、上述した第１の実施形態における放電灯点灯装置１０と共通する基本構成を有するものであり、図３において、図１と共通する構成要素には同一符号を付し、以下では、放電灯点灯装置１０との相違点を中心に説明する。

図３に示す放電灯点灯装置１０aにおいて、昇圧トランスＴ１ａは、出力側の巻線（二次巻線）にも中間タップＰ２を有しており、この二次巻線は、中間タップＰ２を共通点とする第１の二次巻線Ｗｓ１ａと第２の二次巻線Ｗｓ２ａにより構成され、中間タップＰ２は接地されている。

本実施形態における放電灯点灯装置１０ａは、１つの昇圧トランスＴ１ａにより２本の放電灯Ｌａ１ａ、Ｌａ２ａを駆動するものであり、昇圧トランスＴ１ａの出力側の巻線の一方端（第１の二次巻線Ｗｓ１ａの一端）には、２本の放電灯のうちの一方の放電灯Ｌａ１ａの一方端が接続され、昇圧トランスＴ１ａの出力側の巻線の他方端（第２の二次巻線Ｗｓ２ａの一端）には、２本の放電灯のうちの他方の放電灯Ｌａ２ａの一方端が接続されている。そして、これらの２本の放電灯Ｌａ１ａ、Ｌａ２ａの他方端同士は接続されている。
このように構成された放電灯点灯装置１０ａは、放電灯Ｌａ１ａの第１の二次巻線Ｗｓ１ａに接続されている一端と、放電灯Ｌａ２ａの第２の二次巻線Ｗｓ２ａに接続されている一端に対して、互いに逆位相の電圧を印加し、直列に接続された２本の放電灯Ｌａ１ａ、Ｌａ２ａをフローティング駆動するものである。

ここで、本実施形態における放電灯点灯装置１０aには、第１の実施形態における放電灯点灯装置１０と同様に、昇圧トランスＴ１ａの入力側において、第１の一次巻線Ｗｐ１の自己インダクタンスとコンデンサＣｆの静電容量とによるＬＣフィルタ回路が構成されており、それによって、上述した放電灯点灯装置１０と同様の作用効果を奏するものである。
加えて、放電灯点灯装置１０ａでは、１つの昇圧トランスＴ１ａで２本の放電灯Ｌａ１ａ、Ｌａ１ｂを駆動することができるため、図１に示すトランスＴ１と一端が接地された放電灯Ｌａ１との組を二組設けることにより、２本の放電灯を点灯する放電灯点灯装置を構成する場合と比較して、装置を小型軽量化することができる。

図４は、本発明の第３の実施形態における放電灯点灯装置１０ｂの回路構成を示す図である。放電灯点灯装置１０ｂは、上述した第２の実施形態における放電灯点灯装置１０ａと共通する基本構成を有するものであり、図４において、図３と共通する構成要素には同一符号を付し、以下では、放電灯点灯装置１０ａとの相違点を中心に説明する。

放電灯点灯装置１０ｂは、それぞれ図３に示す昇圧トランスＴ１ａと同様に構成されたｎ個（但しｎは２以上の整数）の昇圧トランスＴ１ｂ１〜Ｔ１ｂｎを備えている。これらのｎ個の昇圧トランスＴ１ｂ１〜Ｔ１ｂｎの各々は、２本の放電灯（Ｌａ１ｂ１，Ｌａ２ｂ１）〜（Ｌａ１ｂｎ，Ｌａ２ｂｎ）をフローティング駆動するものであり、ｎ個（但しｎは２以上の整数）の昇圧トランスＴ１ｂ１〜Ｔ１ｂｎの入力側の巻線（一次巻線）は、直列に多連接続されている。

各昇圧トランスＴ１ｂ１〜Ｔ１ｂｎと放電灯Ｌａ１ｂ１〜Ｌａ１ｂｎ、Ｌａ２ｂ１〜Ｌａ２ｂｎの結線構成について詳述すれば、次の通りである。すなわち、昇圧トランスＴ１ｂｋ（但し、ｋ＝１，２，．．．，ｎ、以下同様）は、出力側の巻線（二次巻線）が、中間タップＰ２ｂｋを共通点とする第１の二次巻線Ｗｓ１ｂｋと第２の二次巻線Ｗｓ２ｂｋにより構成され、中間タップＰ２ｂｋは接地されている。そして、昇圧トランスＴ１ｂｋの出力側の巻線の一方端（第１の二次巻線Ｗｓ１ｂｋの一端）には、２本の放電灯のうちの一方の放電灯Ｌａ１ｂｋの一方端が接続され、昇圧トランスＴ１ｂｋの出力側の巻線の他方端（第２の二次巻線Ｗｓ２ｂｋの一端）には、２本の放電灯のうちの他方の放電灯Ｌａ２ｂｋの一方端が接続されて、これらの２本の放電灯Ｌａ１ｂｋ、Ｌａ２ｂｋの他方端同士は接続されている。

スイッチング回路１１の第１の出力端子Ａは、昇圧トランスＴ１ｂ１の入力側の第１の一次巻線Ｗｐ１ｂ１の一方端に接続され、スイッチング回路１１の第２の出力端子Ｂは、昇圧トランスＴ１ｂｎの入力側の第２の一次巻線Ｗｐ２の一方端に接続されている。そして、昇圧トランスＴ１ｂ１、Ｔ１ｂ２、・・・、及びＴ１ｂｎ−１（図示は省略する）の第２の一次巻線Ｗｐ２ｂ１、Ｗｐ２ｂ２、・・・、Ｗｐ２ｂｎ−１（図示は省略する）の一方端は、それぞれ昇圧トランスＴ１ｂ２、Ｔ１ｂ３（図示は省略する）、・・・、Ｔ１ｂｎの第１の一次巻線Ｗｐ１ｂ２、・・・、Ｗｐ１ｂｎの一方端に接続されており、これによって、スイッチング回路１１の第１の出力端子Ａと第２の出力端子Ｂとの間に、昇圧トランスＴ１ｂ１〜Ｔ１ｂｎの一次巻線（Ｗｐ１ｂ１，Ｗｐ２ｂ１）〜（Ｗｐ１ｂｎ，Ｗｐ２ｂｎ）を多連接続した直列回路が構成されている。

また、本実施形態における放電灯点灯装置１０ｂでは、各昇圧トランスＴ１ｂ１〜Ｔ１ｂｎには、それぞれ対応するコンデンサＣｆ１ｂ〜Ｃｆｎｂが接続されており、各コンデンサＣｆ１ｂ〜Ｃｆｎｂの一方端は、それぞれ対応する昇圧トランスＴ１ｂ１〜Ｔ１ｂｎの一次巻線の中間タップＰ１ｂ１〜Ｐ１ｂｎに接続され、各コンデンサＣｆ１ｂ〜Ｃｆｎｂの他方端は、それぞれ対応する昇圧トランスＴ１ｂ１〜Ｔ１ｂｎの第２の一次巻線Ｗｐ２ｂ１〜Ｗｐ２ｂｎの一端に接続されている。

本実施形態における放電灯点灯装置１０ｂは、第１の実施形態における放電灯点灯装置１０と同様に、それぞれの昇圧トランスＴ１ｂ１〜Ｔ１ｂｎの入力側において、第１の一次巻線Ｗｐ１ｂ１〜Ｗｂ１ｂｎの自己インダクタンスとコンデンサＣｆ１ｂ〜Ｃｆｎｂの静電容量とによるＬＣフィルタ回路が構成されており、それによって、上述した放電灯点灯装置１０と同様の作用効果を奏するものである。
特に、昇圧トランスＴ１ｂ１〜Ｔ１ｂｎを従来の昇圧トランスよりも小型軽量化することができる利点は、使用される昇圧トランスの個数が多いほど顕著なものとなるため、本実施形態における放電灯点灯装置１０ｂのように、昇圧トランスＴ１ｂ１〜Ｔ１ｂｎをｎ個（ｎは２以上の整数）有する放電灯点灯装置の場合には、従来の昇圧トランスをｎ個用いた放電灯点灯装置と比べて、より効果的に装置を小型軽量化することができる。

図５は、本発明の第４の実施形態における放電灯点灯装置１０ｃの回路構成を示す図である。放電灯点灯装置１０ｃは、上述した第２の実施形態における放電灯点灯装置１０ａと共通する基本構成を有するものであり、図５において、図３と共通する構成要素には同一符号を付し、以下では、放電灯点灯装置１０ａとの相違点を中心に説明する。

放電灯点灯装置１０ｃは、スイッチング回路１１と昇圧トランスＴ２との間に絶縁トランスＴ１ｃを備えており、この絶縁トランスＴ１ｃが、本発明に係るトランスの一実施形態として、スイッチング回路１１の出力に、その入力側が接続されているものである。
すなわち、絶縁トランスＴ１ｃは、入力側の巻線（一次巻線）に中間タップＰ１ｃを有しており、この一次巻線は、中間タップＰ１ｃを共通点とする第１の一次巻線Ｗｐ１ｃと第２の一次巻線Ｗｐ２ｃにより構成されている。また、絶縁トランスＴ１ｃの出力側の巻線（二次巻線Ｗｓ１ｃ）の一方端は、昇圧トランスＴ２の入力側の巻線（一次巻線）の一方端（例えば、図５に示す例において符号Ｗｐ１１が付された側の一端）に接続され、二次巻線Ｗｓ１ｃの他方端は、昇圧トランスＴ２の一次巻線の他方端（例えば、図５に示す例において符号Ｗｐ１２が付された側の一端）に接続されている。
尚、図５では、昇圧トランスＴ２の一次巻線に対してＷｐ１１及びＷｐ１２に分けて符号を付しているが、これは、説明の便宜のためであり、本実施形態における昇圧トランスＴ２がその機能を果す上で、一次巻線を構造的及び／又は機能的に第１の一次巻線Ｗｐ１１と第２の一次巻線Ｗｐ１２に分割する必要があることを意味するものではない。

ここで、本実施形態における放電灯点灯装置１０ｃは、図３に示す放電灯点灯装置１０ａと同様に、１つの昇圧トランスＴ２により２本の放電灯Ｌａ１ｃ、Ｌａ２ｃをフローティング駆動するものであり、その昇圧トランスＴ２は、図３に示す昇圧トランスＴ１ａと同様に、出力側の巻線（二次巻線）に中間タップＰ２２を有しており、この二次巻線は、中間タップＰ２２を共通点とする第１の二次巻線Ｗｓ２１と第２の二次巻線Ｗｓ２２により構成され、中間タップＰ２２は接地されている。
そして、昇圧トランスＴ２の出力側の巻線の一方端（第１の二次巻線Ｗｓ２１の一端）に、２本の放電灯のうちの一方の放電灯Ｌａ１ｃの一方端が接続され、昇圧トランスＴ２の出力側の巻線の他方端（第２の二次巻線Ｗｓ２２の一端）に、２本の放電灯のうちの他方の放電灯Ｌａ２ｃの一方端が接続されて、２本の放電灯Ｌａ１ｃ、Ｌａ２ｃの他方端同士は接続されている。

本実施形態では、スイッチング回路１１の第１の出力端子Ａは、絶縁トランスＴ１ｃの入力側の一方端（第１の一次巻線Ｗｐ１ｃの一端）に接続され、スイッチング回路１１の第２の出力端子Ｂは、絶縁トランスＴ１ｃの入力側の他方端（第２の一次巻線Ｗｐ２ｃの一端）に接続される。そして、コンデンサＣｆｃの一方端は、絶縁トランスＴ１ｃの入力側の中間タップＰ１ｃに接続され、コンデンサＣｆｃの他方端は、絶縁トランスＴ１ｃの第２の一次巻線Ｗｐ２ｃの一端とともに、スイッチング回路１１の第２の出力端子Ｂに接続されている。

以上のように構成された放電灯点灯装置１０ｃにおいて、コンデンサＣｆｃは絶縁トランスＴ１ｃの第１の一次巻線Ｗｐ１ｃと直列接続されており、第１の一次巻線Ｗｐ１ｃの自己インダクタンスとコンデンサＣｆｃの静電容量とにより、ＬＣフィルタ回路が構成されている。このＬＣフィルタ回路の働きにより、スイッチング回路１１の出力から高調波成分が除去されるため、絶縁トランスＴ１ｃの二次側には歪みの少ない高周波電圧及び高周波電流が出力され、その高周波電圧により昇圧トランスＴ２が駆動される。したがって、昇圧トランスＴ２の二次側には、歪みの少ない高周波電圧及び高周波電流が出力されることになり、これによって、上述した第２の実施形態における放電灯点灯装置１０ａと同様の作用効果を奏するものである。

すなわち、本発明に従って絶縁トランスＴ１ｃとコンデンサＣｆｃとで構成される回路は、第１の一次巻線Ｗｐ１ｃの自己インダクタンスとコンデンサＣｆｃの静電容量とから構成されるＬＣフィルタ回路を備えることにより、放電灯点灯装置１０ｃにおいて力率改善回路ＰＦ１として機能するものであり、本実施形態は、通常、安全上の理由から設けられる絶縁トランスＴ１ｃを活用して、簡易かつ安価な回路構成により、放電灯Ｌａ１ｃ、Ｌａ２ｃに印加される高周波電圧及び高周波電流の波形歪を低減するものである。

図６は、本発明の第５の実施形態に係る放電灯点灯装置１０ｄの回路構成を示す図である。放電灯点灯装置１０ｄは、上述した第４の実施形態における放電灯点灯装置１０ｃと共通する基本構成を有するものであり、図６において、図５と共通する構成要素には同一符号を付し、以下では、放電灯点灯装置１０ｃとの相違点を中心に説明する。

放電灯点灯装置１０ｄは、それぞれ図５に示す昇圧トランスＴ２と同様に構成されたｎ個（但しｎは２以上の整数）の昇圧トランスＴ２ａ１〜Ｔ２ａｎを備えている。これらｎ個の昇圧トランスＴ２ａ１〜Ｔ２ａｎの各々は、２本の放電灯（Ｌａ１ｃ１，Ｌａ２ｃ１）〜（Ｌａ１ｃｎ，Ｌａ２ｃｎ）をフローティング駆動するものであり、ｎ個（但しｎは２以上の整数）の昇圧トランスＴ２ａ１〜Ｔ２ａｎの入力側の巻線（一次巻線）は、直列に多連接続されている。

各昇圧トランスＴ２ａ１〜Ｔ２ａｎと放電灯Ｌａ１ｃ１〜Ｌａ１ｃｎ、Ｌａ２ｃ１〜Ｌａ２ｃｎの結線構成について詳述すれば、次の通りである。すなわち、昇圧トランスＴ２ａｋ（但し、ｋ＝１，２，．．．，ｎ、以下同様）は、出力側の巻線（二次巻線）が、中間タップＰ２ａｋを共通点とする第１の二次巻線Ｗｓ２１ａｋと第２の二次巻線Ｗｓ２２ａｋにより構成され、中間タップＰ２ａｋは接地されている。そして、昇圧トランスＴ２ａｋの出力側の巻線の一方端（第１の二次巻線Ｗｓ２１ａｋの一端）には、２本の放電灯のうちの一方の放電灯Ｌａ１ｃｋの一方端が接続され、昇圧トランスＴ２ａｋの出力側の巻線の他方端（第２の二次巻線Ｗｓ２２ａｋの一端）には、２本の放電灯のうちの他方の放電灯Ｌａ２ｃｋの一方端が接続されて、これらの２本の放電灯Ｌａ１ｃｋ、Ｌａ２ｃｋの他方端同士は接続されている。

本実施形態における放電灯点灯装置１０ｄは、図５に示す放電灯点灯装置１０ｃと同様に、スイッチング回路１１の出力に入力側が接続された絶縁トランスＴ１ｃを備えており、絶縁トランスＴ１ｃの出力側の巻線（二次巻線Ｗｓ１ｃ）の一方端は、昇圧トランスＴ２ａ１の入力側の巻線（一次巻線）の一方端（例えば、図６に示す例において符号Ｗｐ１１ａ１が付された側の一端）に接続され、絶縁トランスＴ１ｃの二次巻線Ｗｓ１ｃの他方端は、昇圧トランスＴ２ａｎの入力側の巻き線の一方端（例えば、図６に示す例において符号Ｗｐ１２ａｎが付された側の一端）に接続されている。
そして、昇圧トランスＴ２ａ１、Ｔ２ａ２、・・・、及びＴ２ａｎ−１（図示は省略する）の一次巻線の一方端（例えば、図６に示す例において、それぞれ符号Ｗｐ１２ａ１、Ｗｐ１２ａ２、・・・、Ｗ１２ｐａｎ−１（図示は省略する）が付された側の一端）は、それぞれ昇圧トランスＴ２ａ２、Ｔ２ａ３（図示は省略する）、・・・、Ｔ２ａｎの一次巻線の他方端（例えば、図６に示す例において、それぞれ符号Ｗｐ１１ａ２、Ｗｐ１１ａ３（図示は省略すする）、・・・、Ｗ１１ａｎが付された側の一端）に接続されており、これによって、絶縁トランスＴ１ｃの二次巻線Ｗｓ１ｃの両出力端の間に、昇圧トランスＴ２ａ１〜Ｔ２ａｎの一次巻線（Ｗｐ１１ａ１，Ｗｐ１２ａ１）〜（Ｗｐ１１ａｎ，Ｗｐ１２ａｎ）を多連接続した直列回路が構成されている。

本実施形態では、第４の実施形態における放電灯点灯装置１０ｃと同様に、スイッチング回路１１の第１の出力端子Ａは、絶縁トランスＴ１ｃの入力側の一方端（第１の一次巻線Ｗｐ１ｃの一端）に接続され、スイッチング回路１１の第２の出力端子Ｂは、絶縁トランスＴ１ｃの入力側の他方端（第２の一次巻線Ｗｐ２ｃの一端）に接続される。そして、コンデンサＣｆｃの一方端は、絶縁トランスＴ１ｃの入力側の中間タップＰ１ｃに接続され、コンデンサＣｆｃの他方端は、絶縁トランスＴ１ｃの第２の一次巻線Ｗｐ２ｃの一端とともに、スイッチング回路１１の第２の出力端子Ｂに接続されている。

以上のように構成された放電灯点灯装置１０ｄにおいて、コンデンサＣｆｃは絶縁トランスＴ１ｃの第１の一次巻線Ｗｐ１ｃと直列接続されており、第１の一次巻線Ｗｐ１ｃの自己インダクタンスとコンデンサＣｆｃの静電容量とにより、ＬＣフィルタ回路が構成されている。このＬＣフィルタ回路の働きにより、スイッチング回路１１の出力から高調波成分が除去されるため、絶縁トランスＴ１ｃの二次側には歪みの少ない高周波電圧及び高周波電流が出力され、その高周波電圧により昇圧トランスＴ２が駆動される。したがって、昇圧トランスＴ２の二次側には、歪みの少ない高周波電圧及び高周波電流が出力されることになり、これによって、上述した第３の実施形態における放電灯点灯装置１０ｂと同様の作用効果を奏するものである。
加えて、放電灯点灯装置１０ｄでは、フィルタ回路を構成するコンデンサＣｆｃの数を、点灯する放電灯の本数（及び、放電灯を駆動する昇圧トランスの個数）に関わらず１個とすることができるため、簡易で安価な回路構成により放電灯点灯装置の小型軽量化が可能となる。

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上記の実施形態において、スイッチング回路１１をスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２とコンデンサＣ１、Ｃ２とで構成されるハーフブリッジ回路としたが、本発明に係るスイッチング回路はこの態様に限定されるものではなく、例えば、フルブリッジ回路、又は、プッシュプル回路とするものであってもよい。
また、上述した第４及び第５の実施形態において、放電灯はフローティング駆動されるものとしたが、これらの各実施形態において、放電灯の一端を接地して点灯するものであってもよい。さらに、本発明に係る放電灯点灯装置に適用される放電灯は、例えばＵ字管等の直管以外のタイプであってもよいことは言うまでもない。
また、第３及び第５の実施形態において、ｎ個の昇圧トランスの一次巻線は、直列に多連接続されるものとした。この接続態様は、各放電灯のランプ電流を容易に均一化することができる点で有利なものであるが、本発明に係る放電灯点灯装置は、このような昇圧トランスの接続態様に限定されるものではなく、スイッチング回路１１の両出力端Ａ、Ｂ（第３の実施形態）又は絶縁トランスＴ１ｃの二次巻線Ｗｓ１ｃの両出力端（第５の実施形態）に対して、ｎ個の昇圧トランスの一次巻線を並列に接続するものであってもよい。

本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装置の回路構成図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態において、放電灯の電圧波形を示す図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態において、放電灯の電流波形を示す図である。 本発明の第２の実施形態における放電灯点灯装置の回路構成図である。 本発明の第３の実施形態における放電灯点灯装置の回路構成図である。 本発明の第４の実施形態における放電灯点灯装置の回路構成図である。 本発明の第５の実施形態における放電灯点灯装置の回路構成図である。 従来の放電灯点灯装置の一例を示す回路構成図である。 （ａ）は、従来の放電灯点灯装置において、放電灯の電圧波形を示す図であり、（ｂ）は、従来の放電灯点灯装置において、放電灯の電流波形を示す図である。

符号の説明

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ：放電灯点灯装置、１１：スイッチング回路、１２：制御回路、Ａ：スイッチング回路の第１の出力端子、Ｂ：スイッチング回路の第２の出力端子、Ｃ１，Ｃ２：スイッチング回路のコンデンサ、Ｃｆ，Ｃｆ１ｂ〜Ｃｆｎｂ，Ｃｆｃ：コンデンサ、Ｌａ１，Ｌａ１ａ，Ｌａ２ａ，Ｌａ１ｂ１〜Ｌａ１ｂｎ，Ｌａ２ｂ１〜Ｌａ２ｂｎ，Ｌａ１ｃ，Ｌａ２ｃ，Ｌａ１ｃ１〜Ｌａ１ｃｎ，Ｌａ２ｃ１〜Ｌａ２ｃｎ：放電灯、Ｐ１，Ｐ１ｂ１〜Ｐ１ｂｎ：昇圧トランスの一次巻線の中間タップ（トランスの入力側の巻線の中間タップ）、Ｐ１ｃ：絶縁トランスの一次巻線の中間タップ（トランスの入力側の巻線の中間タップ）、Ｐ２，Ｐ２ｂ１〜Ｐ２ｂｎ，Ｐ２２，Ｐ２ａ１〜Ｐ２ａｎ：昇圧トランスの二次巻線の中間タップ、ＰＦ１：力率改善回路、Ｑ１，Ｑ２：スイッチング素子、Ｔ１，Ｔ１ａ，Ｔ１ｂ１〜Ｔ１ｂｎ：昇圧トランス（トランス）、Ｔ２，Ｔ２ａ１〜Ｔ２ａｎ：昇圧トランス、Ｔ１ｃ：絶縁トランス（トランス）、Ｖｉ：直流電源、Ｗｐ１，Ｗｐ２，Ｗｐ１ｂ１〜Ｗｐ１ｂｎ，Ｗｐ２ｂ１〜Ｗｐ２ｂｎ：昇圧トランスの一次巻線（トランスの入力側の巻線）、Ｗｐ１１，Ｗｐ１２，Ｗｐ１１ａ１〜Ｗｐ１１ａｎ，Ｗｐ１２ａ１〜Ｗｐ１２ａｎ：昇圧トランスの一次巻線（入力側）、Ｗｓ１，Ｗｓ１ａ，Ｗｓ２ａ，Ｗｓ１ｂ１〜Ｗｓ１ｂｎ，Ｗｓ２ｂ１〜Ｗｓ２ｂｎ，Ｗｓ２１，Ｗｓ２２，Ｗｓ２１ａ１〜Ｗｓ２１ａｎ，Ｗｓ２２ａ１〜Ｗｓ２２ａｎ：昇圧トランスの二次巻線（出力側）、Ｗｐ１ｃ，Ｗｐ２ｃ，：絶縁トランスの一次巻線（トランスの入力側の巻線）、Ｗｓ１ｃ：絶縁トランスの二次巻線（出力側）

Claims (6)

1. スイッチング回路と昇圧トランスとを備え、前記スイッチング回路の出力電圧を前記昇圧トランスにより昇圧して、前記昇圧トランスの出力側に接続された放電灯に印加することにより、前記放電灯を点灯する放電灯点灯装置において、
   前記スイッチング回路の出力に入力側が接続されるトランスの前記入力側に、該入力側の自己インダクタンスの一部とコンデンサの静電容量とによるフィルタ回路を構成したことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記トランスは、前記入力側の巻線に中間タップを有しており、前記コンデンサは、一方端が前記中間タップに接続され、他方端が前記トランスの前記入力側の巻線の一方端に接続されることを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
3. 前記トランスは、前記昇圧トランスを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
4. 前記トランスは、前記昇圧トランスの入力側に出力側が接続される絶縁トランスを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
5. 前記放電灯の少なくとも一部は、フローティング駆動により点灯されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
6. 前記昇圧トランスをｎ個（但しｎは２以上の整数）備えており、ｎ個の前記昇圧トランスの入力側の巻線は、直列に多連接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
   

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