JP2010118248A - 異常放電現象検出回路 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷に供給されるインバータ出力電流の経路で発生することのあるオープン異常個所における異常放電を感度良く検出できる異常放電現象検出回路を提供する。
【解決手段】インバータ装置の数十ｋＨｚの動作周波数の成分と数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの異常放電周波数の成分とを分離できるように伝達特性が設定されたインダクターＬＰ_１ またはインダクターＬＰ_１ を用いたＬＰＦを備えた異常放電検出回路を、インバータ装置の高圧側の電流制御信号抽出回路の前段に構成し、負荷に供給されるインバータ出力電流の経路で発生することのあるオープン異常個所における、インバータ装置の高圧側で発生する異常放電を高感度で検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば蛍光管を駆動するインバータ装置に用いて好適な異常放電現象検出回路に関する。

近年、液晶ＴＶが普及しているが、この液晶ＴＶにはバックライト用にＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）、ＨＣＦＬ（Ｈｏｔ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）、ＥＥＦＬ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）などの蛍光管が複数用いられている。そして、この蛍光管を点灯させるための駆動回路としてはインバータ装置が用いられる。
このインバータ装置は、直流電力を数十ｋＨｚの交流電力に変換し、この交流電力を蛍光管に印加する。このときの電圧は、蛍光管の特性やそれぞれの蛍光管に電流を均等に分配するバランサー回路により異なってくるが数百ボルトから数千ボルト以上になる。
また、蛍光管の特性から低温時や暗黒状態にあるときには通常動作電圧の１．５倍程度の電圧を印加しないと点灯しないため、このような蛍光管を点灯させるためのインバータ装置は十分な電圧供給能力を備えている。
このインバータ装置からの出力は、インバータトランスからプリント基板のパターンを経由し、さらにコネクター、ワイヤーハーネス、バランサー基板などを経由して蛍光管に供給され、インバータトランスに戻る。
このような蛍光管を駆動するインバータ装置においては、蛍光管の輝度を安定化するため電流を一定に制御する電流制御機能、蛍光管の異常やオープンでインバータ装置の出力電圧が異常に高くなったときにその電圧を制限したり出力を低下させるＯＶＰ（Ｏｖｅｒ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ、過電圧保護）機能を備えているのが一般的である。
図５は、このような電流制御機能やＯＶＰ機能を備えた従来のインバータ装置の構成を示す回路図である。
このインバータ装置では、インバータトランスＴ_１１の２次側巻線Ｎ_２１から蛍光管Ｌ_１１、Ｌ_１２、Ｌ_１３を駆動するための電圧を出力する。また、インバータトランスＴ_１１の２次側巻線Ｎ_２１から出力され蛍光管Ｌ_１１、Ｌ_１２、Ｌ_１３へ供給された電流ＩａはダイオードＤ_２１１と抵抗Ｒ_２０１とにより検出する。
そして、ダイオードＤ_２１１ と抵抗Ｒ_２０１ との接続点から前記電流Ｉａの大きさに応じた抵抗Ｒ_２０１ における電圧降下量が取り出され電流制御に用いられる。この電流制御では、抵抗Ｒ_２０１ における電圧降下量が一定になるようにスイッチトランジスタＱ_１０１ 、Ｑ_１０２ がＰＷＭ制御され、交互に駆動される。
一方、ＯＶＰ機能は、インバータトランスＴ_１１の２次側巻線Ｎ_２１の出力電圧をキャパシタＣ_３１２、Ｃ_３１３の容量比で分割し、ダイオードＤ_２１４ とダイオードＤ_２１３ により整流して２次側巻線Ｎ_２１の出力電圧に比例したＯＶＰ信号を生成する。
そして、このＯＶＰ機能では、前記ＯＶＰ信号が所定の電圧値を超えるとそれ以上２次側巻線Ｎ_２１の出力電圧が上昇しないようにスイッチトランジスタＱ_１０１ 、Ｑ_１０２ をＰＷＭ制御し、あるいはスイッチトランジスタＱ_１０１ 、Ｑ_１０２ の駆動を停止させ、過電圧発生時の保護機能を実現している。
このようなインバータ装置により蛍光管を駆動しているときに、高圧側の出力系統で狭いギャップの断線や接触不良などのオープン異常個所が発生すると、インバータ装置の出力電圧が高いため、そのオープン異常個所において異常放電が発生する状態になる。
インバータ装置においては、インバータトランスの２次側における出力電流や出力電圧を整流平滑し直流に変換しインバータトランスの１次側へ戻し、インバータトランスの入力側を制御することで前記電流制御機能や前記ＯＶＰ機能を実現するようにしていることから、前記オープン異常個所が発生しているだけで他の回路部品や接続状態に異常がない場合には、前記オープン異常個所の発生や、そのオープン異常個所において異常放電が発生している状態を検出することが出来ず、ＯＶＰ機能は動作せず、前記電流制御機能により蛍光管の輝度を安定化する通常の制御が行われる。
このような、蛍光管を駆動するインバータ装置における高圧側の出力系統で生じたオープン異常個所を検出し保護回路を動作させるものとしては、アーク放電時に発生する高域のノイズ成分を直流抵抗とＨＰＦで検出し、保護回路を動作させる蛍光管点灯装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００２−１５１２８７号公報

従って従来の異常放電現象検出回路においては、インバータ装置の高圧側の出力系統で発生することのあるオープン異常個所による異常放電を感度良く検出できないという課題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、負荷に供給されるインバータ出力電流の経路で発生することのあるオープン異常個所における異常放電を感度良く検出できる異常放電現象検出回路を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明にかかる異常放電現象検出回路は、インバータトランスの２次側巻線に直列接続され、前記２次側巻線から負荷に供給されるインバータ出力電流の経路に挿入され、前記インバータトランスの動作周波数に対してはインピーダンスは小さく、前記経路の異常放電による異常放電周波数に対してはインピーダンスが増大する特性を有したインダクターと、前記インダクターと前記２次側巻線との接続点と接地側コモンラインとの間に挿入され、前記異常放電による前記インダクターのインピーダンスの増大を異常放電検出信号として出力する出力回路とを有した低域通過特性回路を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、インバータ出力電流の経路で発生することのあるオープン異常個所における異常放電を感度良く検出できる効果がある。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態である異常放電現象検出回路を蛍光管駆動回路に適用したときの回路図である。
この蛍光管駆動回路は例えば液晶ＴＶのバックライトに用いられる複数の蛍光管を駆動する。そして、商用電源から取り込んだ交流電力に含まれるノイズ成分を抑制するためのノイズフィルタ回路、前記交流電力を直流に変換する整流回路（以上、図示せず）と、インバータ回路とを備えている。
このインバータ回路は、インバータトランスＴ_１ の1次側巻線Ｎ_１ をＰＷＭ制御により交互に駆動するスイッチトランジスタＱ_１１、Ｑ_１２と、インバータトランスＴ_１ の１次側巻線Ｎ_１ に対し直列接続される直列コンデンサＣ_１１、Ｃ_１２とを有している。

また、この蛍光管駆動回路は、インバータトランスＴ_１ の２次側巻線Ｎ_２ の出力端子間には並列コンデンサＣ_２１が接続され、さらに、複数の蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ と、蛍光管Ｌ_１ に直列接続されたバラストコンデンサＣ_３１、蛍光管Ｌ_２ に直列接続されたバラストコンデンサＣ_３２、蛍光管Ｌ_３ に直列接続されたバラストコンデンサＣ_３３を備えている。バラストコンデンサＣ_３１、Ｃ_３２、Ｃ_３３は、蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ に流れる電流Ｉａを均衡させるものである。
また、インバータトランスＴ_１ の２次側巻線Ｎ_２ の一方の出力端子には、蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ に流れる電流Ｉａを一定に制御するための電流制御機能を実現する電流制御信号を取り出す電流制御信号抽出回路と、インバータトランスＴ_１ の２次側の高圧側の出力系統で発生することのあるオープン異常個所による異常放電を検出するための異常放電検出信号を取り出す異常放電検出回路とが構成されている。

電流制御信号抽出回路は、インバータトランスＴ_１ の２次側巻線Ｎ_２ の一方の出力端子へインダクーＬＰ_１ を介してアノードが接続されたダイオードＤ_１ と、ダイオードＤ_１ のカソードと接地側コモンラインＥＣとの間に接続された電流検出用抵抗Ｒ_１ と、接地側コモンラインＥＣへアノードが接続され、インダクターＬＰ_１ の一端とダイオードＤ_１ のアノードとの接続点にカソード側が接続されたダイオードＤ_２ とから構成される。
異常放電検出回路は、インバータトランスＴ_１ の２次側巻線Ｎ_２ の一方の出力端子へ他端が接続されたインダクターＬＰ_１ を有している。また、接地側コモンラインＥＣへアノードが接続され、インダクターＬＰ_１ の一端とダイオードＤ_１ のアノードとの接続点にカソード側が接続されたダイオードＤ_２ を有している。
また、インバータトランスＴ_１ の２次側巻線Ｎ_２ の一方の出力端子へアノードが接続され、カソードがキャパシタＣ_１ と抵抗Ｒ_２ との並列回路の一端へ接続されたダイオードＤ_４ を備えている。
なお、キャパシタＣ_１ と抵抗Ｒ_２ との並列回路の他端は接地側コモンラインＥＣへ接続されている。異常放電検出信号は、ダイオードＤ_４ のカソードから取り出される。また、インダクターＬＰ_１ は、インバータ装置が正常に動作して２次側巻線から出力するインバータ出力電流の数十ｋＨｚの動作周波数に対してはインピーダンスは小さく、また、異常放電による数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの異常放電周波数に対してはインピーダンスが大きくなるような特性を有している。

なお、数十ｋＨｚの動作周波数帯域に対してはインピーダンスが小さく、また、異常放電による数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの異常放電周波数帯域に対してはインピーダンスが大きくなるような伝達特性を有しているＬＰＦを用いることも可能である。
また、インダクターＬＰ_１ 、キャパシタＣ_１ および抵抗Ｒ_２ によりＬＰＦを構成するようにして、ＬＰＦの伝達特性を規定するインダクターＬＰ_１ 、キャパシタＣ_１ および抵抗Ｒ_２ の各定数を、数十ｋＨｚの動作周波数の成分と数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの異常放電周波数の成分とを分離できるような値に設定してもよい。

次に動作について説明する。
インバータ装置の高圧側の出力系統で発生することのあるオープン異常個所による異常放電の放電開始電圧は、オープン異常個所のギャップの大きさに応じた電圧値を示すことになる。
図４は、オープン異常個所のギャップの大きさに応じたインバータ装置の高圧側のインバータ出力電圧と放電電流を示す波形図である。
図４（イ）はオープン異常個所のギャップの大きさが大、中、小の３種類存在する場合の各放電開始電圧を定性的に示している。つまり、ギャップの幅が大の場合は放電開始電圧はＡ、ギャップの幅が中の場合は放電開始電圧はＢ、ギャップの幅が小の場合は放電開始電圧はＣとなり、Ａ＞Ｂ＞Ｃの関係にある。
図４（ロ）はギャップの幅が大の場合のインバータ装置の高圧側の放電電流を示す波形図である。
図４（ハ）はギャップの幅が中の場合の高圧側の放電電流を示す波形図である。
図４（ニ）はギャップの幅が小の場合の高圧側の放電電流を示す波形図である。
図４（ホ）は、オープン異常個所が生じていない正常時の高圧側の出力電流を示す波形図である。

図４に示すように、オープン異常個所が生じると、インバータ出力電圧が放電開始電圧になるまではアーク放電は発生せず、この結果、電流はほとんど流れない。
インバータ出力電圧が放電開始電圧になると、オープン異常個所のギャップにアーク放電が発生し、このときのインバータ出力電圧に応じた電流が流れる。この電流は、例えば図４（ロ）、（ハ）、（ニ）に示すような歪んだ波形であり、インバータ装置が正常に動作しているときの数十ｋＨｚの周波数成分の他に、オープン異常個所に発生した異常放電による数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高調波成分を多く含む。
インバータ装置が正常に動作しているときの数十ｋＨｚのインバータ出力電流については、インダクターＬＰ_１ →ダイオードＤ_１ →抵抗Ｒ_１ →接地側コモンラインＥＣ→蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ の経路、または蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ →接地側コモンラインＥＣ→ダイオードＤ_２ →インダクターＬＰ_１ の経路で流れるが、このときのインダクターＬＰ_１ のインピータンスは小さいため、インダクターＬＰ_１ における電圧降下量も小さい。
このとき、抵抗Ｒ_１ はシャント抵抗として機能し、抵抗Ｒ_１ における電圧降下量は電流制御のための電流検出信号として抽出され、図示していないＰＷＭ制御回路へ出力され、ＰＷＭ制御回路は抵抗Ｒ_１ における電圧降下量が一定となるようにスイッチトランジスタＱ_１１、Ｑ_１２をＰＷＭ制御することで蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ を流れる電流値が一定に制御される。
一方、異常放電による数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高調波成分を含んだロ、ハ、ニのような電流が流れる時には、この高調波成分によりインダクターＬＰ_１ での電圧降下が大きくなる。この電圧降下をダイオードＤ_４ で整流しキャパシタＣ_１ で平滑しこの電圧を放電検出の信号として用いることが出来る。
放電検出部の電圧は正常動作時ではインダクターＬＰ_１ と抵抗Ｒ_１ の合成インピーダンスにインバータトランスＴ_１ の出力電流を乗じた電圧降下に等しいピーク電圧が発生しているが、異常放電時には出力電流に高調波成分が含まれることからインダクターＬＰ_１ のインピーダンスが大きくなり電圧降下が大きくなることから正常時より大きな電圧を得ることが可能になる。
出力電流は異常時、正常時ともインダクターＬＰ_１ →ダイオードＤ_１ →抵抗Ｒ_１ →コモンラインＥＣ→蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ の経路で流れ、逆位相のときは蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ →コモンラインＥＣ→ダイオードＤ_２ →インダクターＬＰ_１ の経路で流れる。
この放電検出信号は、インバータ装置の動作を停止させたり、あるいはインバータ装置へ供給される電力の遮断などのための制御に用いることが可能である。

以上説明したように、この実施の形態によれば、高調波成分により大きくなるインダクターＬＰ_１ での電圧降下を、ダイオードＤ_４ で整流しキャパシタＣ_１ で平滑し、この電圧を放電検出の信号として用いる異常放電検出回路をインバータ装置の高圧側の電流制御信号抽出回路の前段に構成したので、電流制御信号抽出回路で抽出された電流制御信号への異常放電の影響を排除でき、さらにインバータ装置の高圧側で発生した異常放電を安価かつ高感度で検出できる異常放電現象検出回路を提供できる効果がある。

（第２の実施の形態）
次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施の形態である異常放電現象検出回路を蛍光管駆動回路に適用したときの回路図である。以下の実施の形態において、図１と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。
この異常放電現象検出回路が適用される蛍光管駆動回路は、インバータトランスＴ_１ の２次側巻線が２次側巻線Ｎ_２１と２次側巻線Ｎ_２２とに分割されている。
また、蛍光管Ｌ_１ の一方の端子にはバラストコンデンサＣ_３１が、他方の端子にはバラストコンデンサＣ_４１が直列接続されている。
また、蛍光管Ｌ_２ の一方の端子にはバラストコンデンサＣ_３２が、他方の端子にはバラストコンデンサＣ_４２が直列接続されている。
また、蛍光管Ｌ_３ の一方の端子にはバラストコンデンサＣ_３３が、他方の端子にはバラストコンデンサＣ_４３が直列接続されている。
そして、２次側巻線Ｎ_２１の出力により蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ の一方の端子が駆動され、２次側巻線Ｎ_２２の出力により蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ の他方の端子が駆動される。
このため、２次側巻線Ｎ_２１の一方の端子はインダクターＬＰ_１１を介してダイオードＤ_２５のアノードに接続されている。
また、２次側巻線Ｎ_２２の一方の端子はインダクターＬＰ_１２を介してダイオードＤ_２６のアノードに接続されている。
そして、ダイオードＤ_２５およびダイオード_２６のカソードは共通接続され、さらに抵抗Ｒ_６１を介して接地側コモンラインに接地されている。
また、アノードがそれぞれ接地されたダイオードＤ_２３およびダイオードＤ_２４が設けられている。
ダイオードＤ_２３のカソードはインダクターＬＰ_１１とダイオードＤ_２５の接続点へ接続されている。
また、ダイオードＤ_２４のカソードはインダクターＬＰ_１２とダイオードＤ_２６の接続点へ接続されている。
また、２次側巻線Ｎ_２１のインダクターＬＰ_１１が接続された一方の端子には、ダイオードＤ_２１のアノードが接続され、カソードは放電検出信号を取り出すための抵抗Ｒ_６2とキャパシタＣ_５１の並列回路の一端へ接続されている。
また、２次側巻線Ｎ_２２のインダクターＬＰ_１２が接続された一方の端子には、ダイオードＤ_２２のアノードが接続され、カソードは放電検出信号を取り出すための抵抗Ｒ_６2とキャパシタＣ_５１の並列回路の一端へ接続されている。
放電検出信号を取り出すための抵抗Ｒ_６2とキャパシタＣ_５１の並列回路の他端は接地されている。

次に動作について説明する。
この蛍光管駆動回路は、蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ の両端へバラストコンデンサを介して２次側巻線Ｎ_２１および２次側巻線Ｎ_２２に発生する高圧のインバータ出力電圧が印加される構成である。
このとき蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ を流れる電流Ｉａはシャント抵抗として機能する抵抗Ｒ_６１における電圧降下量として検出され、検出された抵抗Ｒ_６１における電圧降下量は電流制御のための電流検出信号として図示していないＰＷＭ制御回路へ出力され、ＰＷＭ制御回路は抗Ｒ_６１における電圧降下量が一定となるようにスイッチトランジスタＱ_１１、Ｑ_１２をＰＷＭ制御することで蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ を流れる電流値Ｉａが一定に制御される。

図４に示すように、オープン異常個所が生じると、インバータ出力電圧が放電開始電圧になるまではアーク放電は発生せず、この結果、電流はほとんど流れない。
インバータ出力電圧が放電開始電圧になると、オープン異常個所のギャップにアーク放電が発生し、このときのインバータ出力電圧に応じた電流が流れる。この電流は、インバータ装置が正常に動作しているときの数十ｋＨｚの周波数成分の他に、オープン異常個所に発生した異常放電による数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高調波成分を多く含む。
インバータ装置が正常に動作しているときの数十ｋＨｚのインバータ出力電流については、接地ライン（基準電位）→ダイオードＤ_２３→インダクターＬＰ_１１→２次側巻線Ｎ_２１→蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ →２次側巻線Ｎ_２２→インダクターＬＰ_１２→ダイオードＤ_２６→抵抗Ｒ_６１→接地ラインの経路、あるいは接地ライン→ダイオードＤ_２４→インダクターＬＰ_１２→２次側巻線Ｎ_２２→蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ →２次側巻線Ｎ_２１→インダクターＬＰ_１１→ダイオードＤ_２５→抵抗Ｒ_６１→接地ラインの経路で流れるが、このときのインダクターＬＰ_１１、インダクターＬＰ_１２のインピータンスは小さいため、インダクターＬＰ_１１、インダクターＬＰ_１２における電圧降下量も小さい。
このとき、抵抗Ｒ_６１はシャント抵抗として機能し、抵抗Ｒ_６１における電圧降下量は電流制御のための電流検出信号として抽出され、図示していないＰＷＭ制御回路へ出力され、ＰＷＭ制御回路は抗Ｒ_６１における電圧降下量が一定となるようにスイッチトランジスタＱ_１１、Ｑ_１２をＰＷＭ制御することで蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ を流れる電流値が一定に制御される。
一方、インバータ出力電流に異常放電による数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高調波成分が多く含まれている異常時においては、前記異常放電による数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高調波成分によりインダクターＬＰ_１１とインダクターＬＰ_１２のインピータンスが大きくなり、インダクターＬＰ_１１とインダクターＬＰ_１２の電圧降下量が大きくなる。
このためインダクターＬＰ_１１における電圧降下量はダイオードＤ_２１で整流され、またインダクターＬＰ_１２における電圧降下量はダイオードＤ_２２で整流され、さらにキャパシタＣ_５１により平滑化され、抵抗_６２とキャパシタＣ_５１との並列回路の一端から取り出される放電検出信号は、正常時よりも大きな電圧を得ることが可能になる。
この放電検出信号は、インバータ装置の動作を停止させたり、あるいはインバータ装置へ供給される電力の遮断などのための制御に用いることが可能である。

以上説明したように、この実施の形態によれば、蛍光管の両端に高圧のインバータ出力電圧を印加する構成のインバータ装置において、インダクターＬＰ_１１、インダクターＬＰ_１２、キャパシタＣ_５１および抵抗Ｒ_６２を用いたＬＰＦを構成し、前記数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの周波数成分の検出出力を放電検出信号として出力する異常放電検出回路を、インバータ装置の高圧側の電流制御信号抽出回路の前段に配置するように構成したので、蛍光管の両端に高圧のインバータ出力電圧を印加する構成のインバータ装置においても、電流制御信号への異常放電の影響を排除でき、さらにインバータ装置の高圧側で発生した異常放電を安価かつ高感度で検出できる異常放電現象検出回路を提供できる効果がある。

（第３の実施の形態）
次に、この発明の第３の実施の形態について説明する。
図３は、第３の実施の形態である異常放電現象検出回路を蛍光管駆動回路に適用したときの回路図である。
この異常放電現象検出回路が適用される蛍光管駆動回路は、蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ の両端へ２次側巻線Ｎ_２１および２次側巻線Ｎ_２２に発生する高圧のインバータ出力電圧が印加される構成であり、さらにインバータの出力を複数の蛍光管に均一に分配する電流バランストランス（電流バランス手段）ＢＴを用いた構成である。
この蛍光管駆動回路では、２次側巻線Ｎ_２１および２次側巻線Ｎ_２２から蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ に供給されるインバータ出力電流は、電流バランストランスＢＴの制御巻線に流れる電流を一定に制御することで行う。
この蛍光管駆動回路は、前記第２の実施の形態と同様に２次側巻線Ｎ_２１と２次側巻線Ｎ_２２とを備えている。
２次側巻線Ｎ_２１の一方の端子はインダクターＬＰ_１１を介して接地されている。
また、２次側巻線Ｎ_２１の一方の端子はダイオードＤ_２１のアノードおよびダイオードＤ_２８のカソードと接続されている。
ダイオードＤ_２８のアノードは接地側コモンラインへ接地されている。
ダイオードＤ_２１のカソードはキャパシタＣ_５１と抵抗Ｒ_６２との並列回路の一端に接続されている。キャパシタＣ_５１と抵抗Ｒ_６２との並列回路の他端は接地されている。
２次側巻線Ｎ_２１の他方の端子は電流バランストランスＢＴを介して蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ の一方の端子へ接続されている。
２次側巻線Ｎ_２２の一方の端子はインダクターＬＰ_１２を介し接地されている。
また、２次側巻線Ｎ_２２の一方の端子はダイオードＤ_２２のアノードおよびダイオードＤ_２９のカソードと接続されている。
ダイオードＤ_２９のアノードは接地されている。
ダイオードＤ_２２のカソードはキャパシタＣ_５１と抵抗Ｒ_６２との並列回路の一端に接続されている。
２次側巻線Ｎ_２２の他方の端子は蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ の他方の端子へ接続されている。
なお、インダクターＬＰ_１１、インダクターＬＰ_１２、キャパシタＣ_５１、抵抗Ｒ_６２によりＬＰＦが構成されている。
インダクターＬＰ_１１、インダクターＬＰ_１２の各定数は、インバータ出力電流に異常放電による数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高調波成分が多く含まれている異常時においては、インバータ装置が正常に動作しているときに比べ、前記異常放電による高調波成分によりインダクターＬＰ_１１とインダクターＬＰ_１２のインピータンスが大きくなり、インダクターＬＰ_１１とインダクターＬＰ_１２の電圧降下量が大きくなるように設定されている。つまり、異常放電が生じることでインバータ出力電流に含まれることになる高調波成分の周波数数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚと、インバータ装置が正常に動作しているときのインバータ出力電流の周波数数十ｋＨｚに着目し、キャパシタＣ_５１、抵抗Ｒ_６２を含むインダクターＬＰ_１１、インダクターＬＰ_１２により構成される前記ＬＰＦの遮断周波数ｆ_０が前記高調波成分の周波数、数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの下限周波数である数百ｋＨｚ近辺に設定されるようにキャパシタＣ_５１、抵抗Ｒ_６２を含むインダクターＬＰ_１１、インダクターＬＰ_１２の各定数は設定されている。

次に動作について説明する。
この蛍光管駆動回路は、電流バランストランスＢＴを介して蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ の両端へ２次側巻線Ｎ_２１および２次側巻線Ｎ_２２に発生する高圧のインバータ出力電圧が印加される構成である。このとき電流バランストランスＢＴの制御巻線に流れる電流を一定に制御することで蛍光管ＬＬ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ を流れる電流Ｉａは一定に制御される。

図４に示すようにオープン異常個所が生じると、オープン異常個所のギャップにアーク放電が発生し、このときのインバータ出力電圧に応じた電流が流れる。
この電流は、インバータ装置が正常に動作しているときの数十ｋＨｚの周波数成分の他に、オープン異常個所に発生した異常放電による数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高調波成分を多く含む。
数十ｋＨｚのインバータ出力電流については、接地ライン→インダクターＬＰ_１１→２次側巻線Ｎ_２１→電流バランストランスＢＴ→蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ →２次側巻線Ｎ_２２→インダクターＬＰ_１２→接地ラインの経路、あるいは接地ライン→インダクターＬＰ_１２→２次側巻線Ｎ_２２→蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ →電流バランストランスＢＴ→２次側巻線Ｎ_２１→インダクターＬＰ_１１→接地ラインの経路で流れるが、このときのインダクターＬＰ_１１、インダクターＬＰ_１２のインピータンスは小さいため、インダクターＬＰ_１１、インダクターＬＰ_１２における電圧降下量も小さい。
図４（ホ）に示す正常時の数十ｋＨｚのインバータ出力電流が流れているときはインダクターＬＰ_１１、ＬＰ_１２のインピーダンスは小さくその電圧降下量も小さく、インダクターＬＰ_１１、ＬＰ_１２の電圧降下量をダイオードＤ_２１と、抵抗Ｒ_６２とキャパシタＣ_５１との並列回路とにより整流平滑した放電検出端に発生する電圧も小さい。
一方、図４（ロ）、（ハ）、（ニ）に示すような異常放電時の電流が流れると、放電電流の流れ始めの高調波成分の多い期間はインダクターＬＰ_１１、ＬＰ_１２の電圧降下が大きくなる。この電圧をダイオードＤ_２１と、抵抗Ｒ_６２とキャパシタＣ_５１との並列回路とによりピーク整流し平滑した放電検出端の電圧、つまり放電検出信号の電圧値は、前記正常時に比べ大幅に増加する。
抵抗Ｒ_６２を挿入している理由としては、インバータ回路の１次側は矩形波のスイッチング動作を行なっておりトランジスターがオン、オフするときにノイズが発生する。前記発生するノイズはダイオードＤ_２１，Ｄ_２２で整流され、キャパシタＣ_５１を徐々に充電し、放電検出端の電圧が徐々に上昇し、異常放電時と同じ電圧になってしまうこともある。このため、キャパシタＣ_５１に前記ノイズにより充電されるエネルギーを放電するため挿入している。抵抗Ｒ_６２は数十ｋΩ以上の高抵抗値のものであることからインバータ出力電流を流す働きはなく、異常放電時にも放電をするが、キャパシタＣ_５１に充電されるエネルギーとしては異常放電のエネルギーの方がノイズよりはるかに大きいため放電検出信号として出力される電圧を大きく損なうことはない。
この放電検出信号は、インバータ装置の動作を停止させたり、あるいはインバータ装置へ供給される電力の遮断などのための制御に用いることが可能である。

以上説明したように、この実施の形態によれば、蛍光管の両端に高圧のインバータ出力電圧を印加し、電流バランストランスＢＴの制御巻線に流れる電流を一定に制御することで蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ を流れる電流を一定に制御する構成のインバータ装置において、インダクターＬＰ_１１、インダクターＬＰ_１２、キャパシタＣ_５１および抵抗Ｒ_６２を用いたＬＰＦにより数十ｋＨｚの動作周波数の成分と数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの異常放電周波数の成分とを分離し、前記数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの周波数成分を抽出して放電検出信号として出力する異常放電検出回路を、インバータ装置の高圧側に配置するようにしたので、蛍光管の両端に高圧のインバータ出力電圧を印加し、電流バランストランスＢＴの制御巻線に流れる電流を一定に制御することで蛍光管Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ を流れる電流を一定に制御する構成のインバータ装置においても、高圧側で発生した異常放電を安価かつ高感度で検出できる異常放電現象検出回路を提供できる効果がある。

なお、蛍光管駆動回路としては、電流をトーナメント式に分流していくザウラス方式、蛍光管に双方向の定電流回路を直列に挿入し、均等に電流を分流させる方式があるが、多種の電流分流（バランス）回路と組み合わされたインバータ回路にも異常放電検出回路を挿入することが出来る。
また、インバータ回路で交流電力を生成するスイッチング方式もプッシュプル、ハーフブリッジ、フルブリッジ、１石ローヤー方式など様々な回路方式が存在するがこれら各方式にも適用可能である。
電流分流が不要なＥＥＦLを駆動するインバータにも対応できる。
また、蛍光管１本ごとを１つのインバータ回路で駆動する方式にも適用可能である。

本発明の第１の実施の形態である異常放電現象検出回路を蛍光管駆動回路に適用したときの回路図である。 本発明の第２の実施の形態である異常放電現象検出回路を蛍光管駆動回路に適用したときの回路図である。 本発明の第３の実施の形態である異常放電現象検出回路を蛍光管駆動回路に適用したときの回路図である。 オープン異常個所のギャップの大きさに応じたインバータ装置の高圧側のインバータ出力電圧と放電電流を示す波形図である。 電流制御機能やＯＶＰ機能を備えた従来のインバータ装置の構成を示す回路図である。

符号の説明

Ｔ_１ ……インバータトランス、Ｎ_２ 、Ｎ_２１、Ｎ_２２……２次側巻線、ＬＰ_１、ＬＰ_１1、ＬＰ_１２……インダクター、Ｒ_６２、Ｒ_２……抵抗、Ｃ_１ 、Ｃ_５１……キャパシタ、Ｄ_４、Ｄ_２１、Ｄ_２２……ダイオード、Ｌ_１ 、Ｌ_２ 、Ｌ_３ ……蛍光管、ＢＴ……電流バランストランス（電流バランス手段）。

Claims (6)

1. インバータトランスの２次側巻線に直列接続され、前記２次側巻線から負荷に供給されるインバータ出力電流の経路に挿入され、前記インバータトランスの動作周波数に対してはインピーダンスは小さく、前記経路の異常放電による異常放電周波数に対してはインピーダンスが増大する特性を有したインダクターと、前記インダクターと前記２次側巻線との接続点と接地側コモンラインとの間に挿入され、前記異常放電による前記インダクターのインピーダンスの増大を異常放電検出信号として出力する出力回路とを有した低域通過特性回路を備えた異常放電現象検出回路。
2. 前記インバータトランスの２次側巻線は、第１の２次側巻線と第２の２次側巻線とから構成され、
   前記インダクターは、第１のインダクターと第２のインダクターとから構成され、
   前記第１のインダクターは、前記第１の２次側巻線に直列接続され、前記第１の２次側巻線から負荷に供給されるインバータ出力電流の経路に挿入され、インバータトランスの動作周波数に対してはインピーダンスは小さく、前記経路の異常放電による異常放電周波数に対してはインピーダンスが増大する特性を有し、
   前記第２のインダクターは、前記第２の２次側巻線に直列接続され、前記第２の２次側巻線から負荷に供給されるインバータ出力電流の経路に挿入され、インバータトランスの動作周波数に対してはインピーダンスは小さく、前記経路の異常放電による異常放電周波数に対してはインピーダンスが増大する特性を有し、
   前記出力回路は、前記第１のインダクターと前記第１の２次側巻線との接続点および前記第２のインダクターと前記第２の２次側巻線との接続点と、接地側コモンラインとの間に挿入され、
   前記異常放電による前記第１のインダクターや前記第２のインダクターのインピーダンスの増大を異常放電検出信号として出力する請求項１記載の異常放電現象検出回路。
3. 前記出力回路は、
   前記異常放電周波数に対する前記第１のインダクターのインピーダンスの増大に伴う前記第１のインダクターにおける電圧降下量を整流する第１の整流素子と、
   前記異常放電周波数に対する前記第２のインダクターのインピーダンスの増大に伴う前記第２のインダクターにおける電圧降下量を整流する第２の整流素子と、
   前記第１の整流素子および前記第２の整流素子と直列接続された、抵抗素子と容量性素子との並列回路とを備え、
   前記第１の整流素子および前記第２の整流素子と、前記並列回路との接続点から前記異常放電検出信号を出力する請求項２記載の異常放電現象検出回路。
4. 前記出力回路は、
   前記異常放電による前記インダクターのインピーダンスの増大に伴う前記インダクターにおける電圧降下量を整流する整流素子と、
   前記整流素子と直列接続された、抵抗素子と容量性素子との並列回路とを備え、
   前記整流素子と前記並列回路との接続点から前記異常放電検出信号を出力する請求項１記載の異常放電現象検出回路。
5. 前記負荷は蛍光管であり、
   前記出力回路は、前記２次側巻線から前記蛍光管に供給されるインバータ出力電流を一定に制御する制御回路を備えた蛍光管駆動回路の前記異常放電による前記インダクターのインピーダンスの増大を異常放電検出信号として出力する請求項１記載の異常放電現象検出回路。
6. 前記制御回路は、前記２次側巻線から前記蛍光管に供給されるインバータ出力電流を均一に分配制御する電流バランス手段を備えている請求項５記載の異常放電現象検出回路。

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