JP2891449B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、任意の数の放電管の管
電流を、それぞれ一定に保って点灯する放電灯点灯装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】管電流を一定に保つようにした従来の放
電灯点灯装置は、実開平５−８０１９１号公報に記載さ
れているように、点灯回路の前段に設けられた電圧制御
手段に管電流検出回路で検出した管電流をフィードバッ
クして、放電管を流れる管電流が一定になるように電圧
制御手段を動作させ、点灯回路に点灯電圧を供給してい
た。上記管電流検出回路は、通常、抵抗に管電流を流し
てその抵抗の両端に発生する電圧を出力する構成になっ
ている。上記のような放電灯点灯装置は一般に電流帰還
形点灯装置と呼ばれ、インピーダンスが比較的高い細径
の冷陰極形放電管を光源に用いた液晶バックライトのよ
うに、放電管の周囲に金属の反射フィルムが近接してい
るために生じる浮遊容量の影響によって、始動性が低下
したり特性が変動しやすいという不具合を生じにくく、
始動性や特性が安定した点灯状態が得られるという特徴
を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術は、放電管の本数を任意に変化させた場合に、管電
流検出回路の抵抗には、複数本の放電管を流れる電流を
合計した値の電流が流れるため、上記抵抗の両端電圧を
一定に保とうとすると、放電管１本あたりを流れる電流
が変化してしまうという欠点があった。また、電流源や
点灯回路および管電流検出回路などを、放電管１本あた
りにそれぞれ１個ずつ設けることにすれば、放電管の本
数を任意に変化させても各管電流は一定に保たれるが、
点灯装置が複雑で大形になり、コストアップするという
欠点がある。
【０００４】本発明は、放電管の数にかかわらず一定の
電流を放電管に流すことができる電流帰還形放電灯点灯
装置を、最小の形状および最小のコストで得ることを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明においては、複数の放電管および上記各放電
管に電流を流して点灯維持させる複数の点灯回路を接続
することができる放電灯点灯装置において、上記放電管
が並列に接続されかつインピーダンスを変化可能なイン
ピーダンス装置と、上記点灯回路の数がＮのとき上記イ
ンピーダンス装置の上記インピーダンスを１／Ｎに変化
させるインピーダンス切り替え回路と、チョッピングト
ランジスタを有しかつ直流電源からの直流電圧をチョッ
ピングして上記点灯回路に供給するチョッピング回路
と、上記インピーダンス装置からの電圧が低下したとき
上記チョッピングトランジスタがＯＮする期間を増加す
る動作信号を出力する動作信号発生器とを設ける。
【０００６】この場合、上記インピーダンス装置とし
て、複数の抵抗が直列または並列に接続され、上記複数
の抵抗が直列接続されている場合は上記各抵抗と並列に
スイッチ素子を接続し、上記複数の抵抗が並列接続され
ている場合には上記各抵抗と直列にスイッチ素子を接続
したものを用い、上記インピーダンス切り替え回路が上
記複数の抵抗と並列もしくは直列に接続された上記スイ
ッチ素子を開閉することにより、上記インピーダンス装
置の上記インピーダンスを変化させる。
【０００７】
【作用】この放電灯点灯装置においては、放電管点灯回
路の数がＮのときインピーダンス装置のインピーダンス
を１／Ｎに変化させることができるから、放電管、点灯
回路の数Ｎにかかわらずインピーダンス装置からの電圧
を一定にすることができる。
【０００８】すなわち、放電管が１本の場合のインピー
ダンス装置のインピーダンスをＲとし、放電管がＮ本の
場合のインピーダンス装置のインピーダンスがＲ／Ｎに
なるようにする。例えば、放電管に電流Ｉが流れた場合
に、上記放電管が１本であるときはインピーダンス装置
の両端電圧はＩ×Ｒになる。放電管がＮ本であるときに
は、各放電管に流れた電流の合計がインピーダンス装置
に流れるため、インピーダンス装置の両端電圧は（Ｎ×
Ｉ）×（Ｒ／Ｎ）となり、放電管が１本である場合と同
じくＩ×Ｒになる。したがって、放電管、点灯回路の数
に合わせてインピーダンス装置のインピーダンスを変化
させることにより、放電管の本数にはかかわらず一定の
電流Ｉを放電管に流すようにすることができる。
【０００９】
【実施例】 つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１は本発明による放電灯点灯装置の一実施例を示
す回路図、図２は上記実施例の動作説明図である。図１
に示す本発明の一実施例は、放電管１本ごとに１個の点
灯回路を備えた場合に、３個の点灯回路までの任意の数
の点灯回路が接続できるように構成した放電灯点灯装置
に、２本の放電管（２個の点灯回路）を接続した状態を
示しており、図中に破線で示した部分は残りの１本の放
電管とその点灯回路が接続される状態を示すものであ
る。
【００１０】図において、１は直流電源、２はチョッピ
ング回路で、チョッピング回路２はチョッピングトラン
ジスタ６、ベース抵抗７、ダイオード８により構成さ
れ、３は放電管の点灯回路で、点灯回路３はチョークコ
イル９、抵抗１０、ベース抵抗１１、発振トランジスタ
１２および１３、共振コンデンサ１４、トランス１５、
バラストコンデンサ１６により構成されている。４は放
電管、５は電源端子、１７は上記チョッピング回路２の
動作を制御する動作信号、１８は上記点灯回路３に入力
された電圧を帰還する帰還信号線、１９は管電流を検出
するための管電流検出端子、２６および２９は帰還信号
線である。３１はチョッピング回路２の動作信号１７を
出力する動作信号発生器であって、動作信号発生器３１
は電圧比較器３４、基準三角波発生器３５、誤差増幅器
３６、基準電圧源３７、抵抗５４および５５によって構
成されている。また、３２はインピーダンスを変化可能
なインピーダンス装置で、インピーダンス装置３２に放
電管４、２３が並列に接続され、インピーダンス装置３
２は管電流検出抵抗４１、４２、４３と、トランジスタ
４５、４６、４７とダイオード３９および４０とコンデ
ンサ３８とによって構成されている。３３はインピーダ
ンス切り替え回路で、インピーダンス切り替え回路３３
は抵抗４８、４９、５０と、トランジスタ５１、５２、
５３とにより構成されている。
【００１１】つぎに本実施例の動作を説明するが、上記
のように破線で示したように残りの放電管１本が接続さ
れていない状態における動作を説明する。チョッピング
回路２および２１は、電源端子５および２０を介して直
流電源１から直流電圧を供給される。この例では上記の
ように３本目の放電管が接続されていないため、電源端
子２７は開放されている。上記チョッピング回路２およ
び２１は、直流電源１から供給された直流電圧を動作信
号発生器３１から入力される動作信号１７にしたがって
チョッピングする。これらの波形を図２に示す。図２に
おいて、（ａ）は動作信号発生器３１から入力される動
作信号波形、（ｂ）はチョッピング回路２および２１の
出力電圧波形を示す。点灯回路３はいわゆるプッシュプ
ル方式電圧共振型回路で発振トランジスタ１２および１
３が交互にＯＮ／ＯＦＦし、トランス１５の１次巻線に
交流電圧を発生するが、トランス１５の１次巻線と共振
コンデンサ１４との間で共振電流が流れ正弦波発振を行
う。そして、トランス１５で昇圧しバラストコンデンサ
１６を介して放電管４に高周波高電圧を加えることによ
り点灯させ、点灯状態の維持を行う。点灯回路３には図
２（ｂ）に示すような不連続な電圧波形が入力される
が、チョークコイル９の平滑作用によって連続的な管電
流を放電管４に供給する。点灯回路２２と放電管２３も
上記と同様の動作を行う。
【００１２】つぎに、インピーダンス切り替え回路３３
の動作を説明する。点灯回路３に図２（ｂ）に示す電圧
を印加すると、点灯回路３からは抵抗１０および帰還信
号線１８を介して電圧が帰還され、インピーダンス切り
替え回路３３のトランジスタ５３がＯＮする。同様に点
灯回路２２に図２（ｂ）に示す電圧が印加されると、点
灯回路２２からは帰還信号線２６を介して電圧が帰還さ
れ、トランジスタ５２がＯＮする。ところが電源端子２
７と帰還信号線２９間は開放になっているため、電圧は
帰還されることがなくトランジスタ５１はＯＮしない。
インピーダンス切り替え回路３３のトランジスタ５２お
よび５３がＯＮすると、抵抗４９および５０を介してベ
ース電流が流れ、インピーダンス装置３２のトランジス
タ４６および４７がＯＮする。トランジスタ４５はＯＦ
Ｆのままである。抵抗４１、４２および４３の抵抗値が
それぞれＲオームであるとすると、トランジスタ４６お
よび４７がＯＮしたことによって、合成抵抗はＲ／２オ
ームになる。すなわち、インピーダンス切り替え回路３
３は点灯回路の数がＮのときインピーダンス装置のイン
ピーダンスを１／Ｎに変化させる。
【００１３】放電管４および２３にそれぞれＩアンペア
の電流が流れているとすると、その合計の２Ｉアンペア
の電流が上記合成抵抗Ｒ／２に流れるため、管電流検出
抵抗の両端に発生する電圧はＩＲボルトになる。管電流
は交流であるため、ダイオード３９および４０により整
流しコンデンサ３８で平滑した直流電圧を、動作信号発
生器３１に入力する。入力された直流電圧と基準電圧源
３７の電圧Ｖrefの差電圧に比例した電圧が誤差増幅器
３６から出力され、電圧比較器３４に入力される。電圧
比較器３４は入力された電圧と基準三角波発生器３５の
出力電圧との比較を行い、図２（ａ）に示す波形を出力
する。図２において（ｃ）は基準三角波発生器３５の出
力電圧波形と誤差増幅器３６から電圧比較器３４に入力
される直流電圧の波形（実線）を示す。
【００１４】例えば、何らかの原因で管電流が低下する
と、管電流検出抵抗の両端電圧が低下し、誤差増幅器３
６に入力される電圧が低下する。上記誤差増幅器３６は
反転増幅器なので、誤差増幅器３６に入力される電圧が
低下すると、誤差増幅器３６の出力電圧は反対に上昇す
る。図２（ｃ）の破線はその時の誤差増幅器３６から電
圧比較器３４に入力される直流電圧の波形である。した
がって、電圧比較器３４の出力電圧波形は図２（ｄ）に
示すような波形になる。図２の（ａ）および（ｄ）の波
形のうち、電圧が低い期間にチョッピング回路２および
２１のチョッピングトランジスタ６がＯＮする。図２
（ｄ）に示すように管電流が低下すると、電圧が低い期
間が増加するため、チョッピング回路２および２１のチ
ョッピングトランジスタ６がＯＮする期間は増加する。
そのため、点灯回路３および２２に印加される電圧が上
昇して管電流を増すことになる。誤差増幅器３６に入力
される電圧と基準電圧源３７の電圧Ｖrefの差電圧がほ
ぼゼロになるように上記のような帰還がかかるため、管
電流が一定に保たれる。また、何らかの原因により管電
流が増加した場合も同様である。
【００１５】もし、図１に破線で示した３本目の放電管
を接続した場合は、３Ｉアンペアのの電流が管電流検出
抵抗に流れるが、この場合にはトランジスタ５１および
４５がＯＮするため、管電流検出抵抗４１〜４３の合成
抵抗はＲ／３オームになり、管電流検出抵抗の両端電圧
はやはりＩＲボルトになる。そのため、上記の放電管２
本の場合と同じように、放電管１本あたりＩアンペアの
電流が流れる。したがって、あらかじめ設定した点灯回
路の数以内の任意の数の各点灯回路に放電管を接続して
も、自動的に放電管１本あたりに流れる管電流を一定に
保つことができるから、浮遊容量の影響を受けにくい電
流帰還形放電灯点灯装置を実現することができる。
【００１６】図１に示した実施例では放電管を３本まで
接続できる回路構成としたが、電源端子、動作信号線、
帰還信号線、管電流検出端子、およびインピーダンス装
置３２内の管電流検出抵抗とトランジスタ、さらにイン
ピーダンス切り替え回路３３内のトランジスタと抵抗の
数を増すことにより、任意の本数の放電管に対応させる
ことが可能である。
【００１７】なお、上述実施例においては、インピーダ
ンス装置３２の管電流検出抵抗４１〜４３を並列に接続
し、管電流検出抵抗４１〜４３と直列にスイッチ素子で
あるトランジスタ４５〜４７を接続したが、インピーダ
ンス装置の複数の抵抗を直列に接続し、各抵抗と並列に
スイッチ素子を接続してもよい。
【００１８】
【発明の効果】上記のように本発明による放電灯点灯装
置は、放電管、点灯回路の数Ｎにかかわらずインピーダ
ンス装置からの電圧を一定することができるから、放電
管、点灯回路の数Ｎにかかわらず一定の電流を放電管に
流すことができる。また、放電管の本数によりトランス
の個数も変わるため、接続する放電管の本数が少なくて
も必要以上に大きなトランスを使用しないでもすみ、小
型で安価な点灯装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による放電灯点灯装置の一実施例を示す
回路図である。
【図２】上記実施例の動作説明図である。
【符号の説明】
１ 直流電源 ２ チョッピング回路 ３ 点灯回路 ４、２３ 放電管 １８、２６、２９ 帰還信号 ３１ 信号発生回路 ３２ インピーダンス装置 ３３ インピーダンス切り替え回路 ４１、４２、４３ 抵抗（インピーダンス装置） ４５、４６、４２ スイッチ素子（インピーダンス装
置） ５１、５２、５３ スイッチ素子（切り替え回路）
フロントページの続き (72)発明者 池田 隆一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 映像メディア研究 所内 (72)発明者 杉野 元洋 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 映像メディア研究 所内 (72)発明者 岡田 隆 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日 立製作所 リビング機器事業部内 (72)発明者 間宮 丈滋 神奈川県大和市下鶴間1623番14号 日本 アイ・ビー・エム株式会社 大和事業所 内 (56)参考文献 特開 平４−50815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−160196（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−160198（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−74390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−74391（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−74394（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−74395（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−74396（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−203983（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−208896（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−267674（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−50297（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05B 41/14 - 41/29

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の放電管および上記各放電管に電流を
    流して点灯維持させる複数の点灯回路を接続することが
    できる放電灯点灯装置において、上記放電管が並列に接
    続されかつインピーダンスを変化可能なインピーダンス
    装置と、上記点灯回路の数がＮのとき上記インピーダン
    ス装置の上記インピーダンスを１／Ｎに変化させるイン
    ピーダンス切り替え回路と、チョッピングトランジスタ
    を有しかつ直流電源からの直流電圧をチョッピングして
    上記点灯回路に供給するチョッピング回路と、上記イン
    ピーダンス装置からの電圧が低下したとき上記チョッピ
    ングトランジスタがＯＮする期間を増加する動作信号を
    出力する動作信号発生器とを具備することをことを特徴
    とする放電灯点灯装置。
  2. 【請求項２】 上記インピーダンス装置として、複数の抵
    抗が直列または並列に接続され、上記複数の抵抗が直列
    接続されている場合は上記各抵抗と並列にスイッチ素子
    を接続し、上記複数の抵抗が並列接続されている場合に
    は上記各抵抗と直列にスイッチ素子を接続したものを用
    い、上記インピーダンス切り替え回路が上記複数の抵抗
    と並列もしくは直列に接続された上記スイッチ素子を開
    閉することにより、上記インピーダンス装置の上記イン
    ピーダンスを変化させることを特徴とする請求項１に記
    載の放電灯点灯装置。
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