JP3425716B2 - 放電灯装置 - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
- H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
- H05B41/282—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
- H05B41/2821—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage
- H05B41/2822—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a single-switch converter or a parallel push-pull converter in the final stage using specially adapted components in the load circuit, e.g. feed-back transformers, piezoelectric transformers; using specially adapted load circuit configurations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
【０００１】この発明は、液晶ディスプレイのバックラ
イト等として用いられる冷陰極管等の放電管を駆動する
圧電トランス、およびこれらを含んだ放電灯装置に関す
るものである。
イト等として用いられる冷陰極管等の放電管を駆動する
圧電トランス、およびこれらを含んだ放電灯装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】たとえば液晶ディスプレイのバックライ
ト用の光源として用いられる冷陰極管は、点灯時のイン
ピーダンスが数ＭΩと高く、１ｋＶ以上の高電圧を必要
とし、点灯時にはそのインピーダンスが数十〜数百ｋΩ
程度にまで下がって、数百Ｖ程度の電圧で駆動される。
従来、このような放電管を駆動する高圧電源として、小
型化・省電力化が容易な圧電トランスが用いられてい
る。
ト用の光源として用いられる冷陰極管は、点灯時のイン
ピーダンスが数ＭΩと高く、１ｋＶ以上の高電圧を必要
とし、点灯時にはそのインピーダンスが数十〜数百ｋΩ
程度にまで下がって、数百Ｖ程度の電圧で駆動される。
従来、このような放電管を駆動する高圧電源として、小
型化・省電力化が容易な圧電トランスが用いられてい
る。
【０００３】図１１はその圧電トランスの一例であり、
いわゆるローゼン型圧電トランスと呼ばれ、長さ方向の
一次縦振動モードを利用したものであり、入力電極２
ａ，２ｂの間に入力側の端子ＩＮ−ＧＮＤ間に入力電圧
を印加し、圧電効果と逆圧電効果の作用により、出力電
極３に生じる昇圧された出力電圧が出力側端子ＯＵＴ−
ＧＮＤ間から取り出されるように構成されている。
いわゆるローゼン型圧電トランスと呼ばれ、長さ方向の
一次縦振動モードを利用したものであり、入力電極２
ａ，２ｂの間に入力側の端子ＩＮ−ＧＮＤ間に入力電圧
を印加し、圧電効果と逆圧電効果の作用により、出力電
極３に生じる昇圧された出力電圧が出力側端子ＯＵＴ−
ＧＮＤ間から取り出されるように構成されている。
【０００４】しかし、このような圧電トランスに直接冷
陰極管を接続した場合に、圧電トランスに対する入力電
圧やその駆動周波数によっては、冷陰極管の管電流が図
８に示すように発振する場合があった。図８において横
軸は時間、縦軸は管電流の大きさである。この周期波形
の高周波成分は圧電トランスの駆動周波数であり、この
駆動周波数より低い周波数で管電流が振幅変調されたか
のように電流が流れる。
陰極管を接続した場合に、圧電トランスに対する入力電
圧やその駆動周波数によっては、冷陰極管の管電流が図
８に示すように発振する場合があった。図８において横
軸は時間、縦軸は管電流の大きさである。この周期波形
の高周波成分は圧電トランスの駆動周波数であり、この
駆動周波数より低い周波数で管電流が振幅変調されたか
のように電流が流れる。
【０００５】このような管電流の異常発振を防止するこ
とを目的とした圧電トランスおよび冷陰極管点灯装置が
特開平１０−１２５９７０号公報、特開平１０−１４４
４８４号公報、特開平１０−１５０２３０号公報に示さ
れている。
とを目的とした圧電トランスおよび冷陰極管点灯装置が
特開平１０−１２５９７０号公報、特開平１０−１４４
４８４号公報、特開平１０−１５０２３０号公報に示さ
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に示されてい
る圧電トランスや圧電トランスを用いた冷陰極管点灯装
置は、基本的に圧電トランスの出力側端子と冷陰極管と
の間にコンデンサ素子を挿入して、圧電トランスの出力
インピーダンスを実効的に高くし、管電流を安定化させ
るものである。このようなコンデンサ素子の挿入による
管電流の安定化方法は極めて有効である。しかし、コン
デンサ素子を新たに設ける必要があるため、部品点数が
増加し、製造工程も複雑化するという問題があった。
る圧電トランスや圧電トランスを用いた冷陰極管点灯装
置は、基本的に圧電トランスの出力側端子と冷陰極管と
の間にコンデンサ素子を挿入して、圧電トランスの出力
インピーダンスを実効的に高くし、管電流を安定化させ
るものである。このようなコンデンサ素子の挿入による
管電流の安定化方法は極めて有効である。しかし、コン
デンサ素子を新たに設ける必要があるため、部品点数が
増加し、製造工程も複雑化するという問題があった。
【０００７】この発明の目的は、冷陰極管等の放電管の
管電流を安定化させるとともに、上記圧電トランスの出
力側端子と冷陰極管との間にコンデンサ素子を新たに挿
入することなく、圧電トランス自体が放電管に対して安
定した管電流を流すようにした圧電トランスおよび放電
灯装置を提供することにある。
管電流を安定化させるとともに、上記圧電トランスの出
力側端子と冷陰極管との間にコンデンサ素子を新たに挿
入することなく、圧電トランス自体が放電管に対して安
定した管電流を流すようにした圧電トランスおよび放電
灯装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、冷陰極管で
ある放電灯と、該放電灯を負荷抵抗として該放電灯にの
み駆動電圧を出力する圧電トランスとを備え、該圧電ト
ランスにおける負荷抵抗が略無限大での出力電圧を負荷
抵抗が略０での出力電流で除した値を、前記放電灯の放
電時の最大インピーダンスの略１／３より大きな値とす
る。
ある放電灯と、該放電灯を負荷抵抗として該放電灯にの
み駆動電圧を出力する圧電トランスとを備え、該圧電ト
ランスにおける負荷抵抗が略無限大での出力電圧を負荷
抵抗が略０での出力電流で除した値を、前記放電灯の放
電時の最大インピーダンスの略１／３より大きな値とす
る。
【０００９】この条件の理由は実施形態中で説明する
が、上記の負荷抵抗が略無限大での出力電圧を負荷抵抗
が略０での出力電流で除した値を圧電トランスの出力イ
ンピーダンスと定義すると、この定義による圧電トラン
スの出力インピーダンスを、放電管放電時（この放電管
が冷陰極管である場合には点灯時）の最大インピーダン
スの略１／３より大きな値とすることにより、圧電トラ
ンスの出力特性は近似的に定電流源となって、放電管の
管電流は安定化する。したがって、この放電管が冷陰極
管による放電灯である場合には、その点灯状態は安定す
る。
が、上記の負荷抵抗が略無限大での出力電圧を負荷抵抗
が略０での出力電流で除した値を圧電トランスの出力イ
ンピーダンスと定義すると、この定義による圧電トラン
スの出力インピーダンスを、放電管放電時（この放電管
が冷陰極管である場合には点灯時）の最大インピーダン
スの略１／３より大きな値とすることにより、圧電トラ
ンスの出力特性は近似的に定電流源となって、放電管の
管電流は安定化する。したがって、この放電管が冷陰極
管による放電灯である場合には、その点灯状態は安定す
る。
【００１０】また、この発明は、前記負荷抵抗が略無限
大の状態は、前記放電灯および前記圧電トランスを組み
込んだパネルユニットにより生じるストレー容量が、容
量性負荷として前記圧電トランスに対して等価的に並列
に接続された状態とする。例えば、ノイズ対策を施した
パネルユニットに冷陰極管が組み込まれた場合に、圧電
トランスに対して並列に容量性負荷が等価的に接続され
ることになるが、この容量性負荷を含めた状態で上記出
力インピーダンスの値を定めることによって、実際の使
用状態での管電流の安定化が図れる。
大の状態は、前記放電灯および前記圧電トランスを組み
込んだパネルユニットにより生じるストレー容量が、容
量性負荷として前記圧電トランスに対して等価的に並列
に接続された状態とする。例えば、ノイズ対策を施した
パネルユニットに冷陰極管が組み込まれた場合に、圧電
トランスに対して並列に容量性負荷が等価的に接続され
ることになるが、この容量性負荷を含めた状態で上記出
力インピーダンスの値を定めることによって、実際の使
用状態での管電流の安定化が図れる。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】発明の実施形態である圧電トラン
スおよび放電灯装置の構成を図１〜図１２を参照して説
明する。図１１は圧電トランスの構成を示す図であり、
（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は１層分の圧電板の構成を示す
側面図である。（Ａ）において、１は積層された圧電板
であり、駆動側の長さＬｄを１０．４ｍｍ、発電側の長
さＬｇを７．６ｍｍ（全長１８ｍｍ）、幅Ｗを６ｍｍ、
厚みＴを１．６ｍｍとし、駆動部の積層数を１２として
いる。これによりローゼン型圧電トランスを構成してい
る。
スおよび放電灯装置の構成を図１〜図１２を参照して説
明する。図１１は圧電トランスの構成を示す図であり、
（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は１層分の圧電板の構成を示す
側面図である。（Ａ）において、１は積層された圧電板
であり、駆動側の長さＬｄを１０．４ｍｍ、発電側の長
さＬｇを７．６ｍｍ（全長１８ｍｍ）、幅Ｗを６ｍｍ、
厚みＴを１．６ｍｍとし、駆動部の積層数を１２として
いる。これによりローゼン型圧電トランスを構成してい
る。
【００１５】同図の（Ｂ）における矢印は、各層を成す
圧電板１′の分極方向を示している。ここで２ａ′，２
ｂ′は、複数の圧電板の積層によって、各圧電板の上下
に位置する入力電極である。また３′は出力電極であ
る。入力電極２ａ′，２ｂ′で挟まれる駆動側は、圧電
板１′の厚み方向に分極させていて、その他の発電側は
長さ方向に分極させている。複数の圧電板の積層によっ
て、各圧電板の上面に位置する電極と下面に位置する電
極とは、（Ａ）に示すように、それぞれ並列接続して取
り出している。（Ａ）における電極２ａ，２ｂは最外面
に現れた入力電極である。
圧電板１′の分極方向を示している。ここで２ａ′，２
ｂ′は、複数の圧電板の積層によって、各圧電板の上下
に位置する入力電極である。また３′は出力電極であ
る。入力電極２ａ′，２ｂ′で挟まれる駆動側は、圧電
板１′の厚み方向に分極させていて、その他の発電側は
長さ方向に分極させている。複数の圧電板の積層によっ
て、各圧電板の上面に位置する電極と下面に位置する電
極とは、（Ａ）に示すように、それぞれ並列接続して取
り出している。（Ａ）における電極２ａ，２ｂは最外面
に現れた入力電極である。
【００１６】このような構造によって、駆動側（Ｌｄに
相当する部分）と発電側（Ｌｇに相当する部分）にそれ
ぞれ略１／２波長または略１／４波長が定在し、全体と
して１波長または１／２波長となる長さで振動させるよ
うにこれらの寸法を定めている。
相当する部分）と発電側（Ｌｇに相当する部分）にそれ
ぞれ略１／２波長または略１／４波長が定在し、全体と
して１波長または１／２波長となる長さで振動させるよ
うにこれらの寸法を定めている。
【００１７】図１２は冷陰極管による放電灯と圧電トラ
ンスとを用いた放電灯装置の構成を示す図である。
（Ａ）に示す例では、圧電トランス１０の入力電極２
ａ，２ｂ間に交流の入力電圧Ｖｉｎを印加し、出力電極
３と一方の入力電極２ｂとの間に、冷陰極管による放電
灯２０を接続している。
ンスとを用いた放電灯装置の構成を示す図である。
（Ａ）に示す例では、圧電トランス１０の入力電極２
ａ，２ｂ間に交流の入力電圧Ｖｉｎを印加し、出力電極
３と一方の入力電極２ｂとの間に、冷陰極管による放電
灯２０を接続している。
【００１８】また（Ｂ）に示す例では、放電灯２０に対
して並列に容量性負荷３０を接続している。この容量性
負荷３０は、部品としてのコンデンサではなく、例えば
圧電トランスと冷陰極管とをパネルユニットに組み込ん
で、パネルユニットによって外部への雑音電界または雑
音磁界の漏れを（不要輻射）を抑制するようにした場合
に、パネルユニットにより等価的に生じるものである。
して並列に容量性負荷３０を接続している。この容量性
負荷３０は、部品としてのコンデンサではなく、例えば
圧電トランスと冷陰極管とをパネルユニットに組み込ん
で、パネルユニットによって外部への雑音電界または雑
音磁界の漏れを（不要輻射）を抑制するようにした場合
に、パネルユニットにより等価的に生じるものである。
【００１９】図１は上記圧電トランスの昇圧比周波数特
性を示す図である。ここでは圧電トランスに対する負荷
抵抗の値をパラメータとして、入力電圧の周波数を変化
させた時の昇圧比（Gain）を曲線で表している。図１に
おいて最も下側に表れている曲線は負荷抵抗を１００Ω
とした時の特性、最も上側に表れている曲線は負荷抵抗
を１００ＭΩとした時の特性である。この両者の曲線の
間に表れている複数の曲線は、負荷抵抗を１００Ω〜１
００ＭΩの範囲内にとったときの特性である。ここで
は、負荷抵抗値が１桁変化する毎に３本の特性曲線が引
けるように、負荷抵抗の値を変化させている。すなわ
ち、下から２番目の曲線は１００×１０1/3Ω、その上
は１００×１０2/3 Ω、その上は１ｋΩ、さらにその上
は１ｋ×１０ 1/3 Ω、というように負荷抵抗値を順に変
化させている。
性を示す図である。ここでは圧電トランスに対する負荷
抵抗の値をパラメータとして、入力電圧の周波数を変化
させた時の昇圧比（Gain）を曲線で表している。図１に
おいて最も下側に表れている曲線は負荷抵抗を１００Ω
とした時の特性、最も上側に表れている曲線は負荷抵抗
を１００ＭΩとした時の特性である。この両者の曲線の
間に表れている複数の曲線は、負荷抵抗を１００Ω〜１
００ＭΩの範囲内にとったときの特性である。ここで
は、負荷抵抗値が１桁変化する毎に３本の特性曲線が引
けるように、負荷抵抗の値を変化させている。すなわ
ち、下から２番目の曲線は１００×１０1/3Ω、その上
は１００×１０2/3 Ω、その上は１ｋΩ、さらにその上
は１ｋ×１０ 1/3 Ω、というように負荷抵抗値を順に変
化させている。
【００２０】この図１から明らかなように、昇圧比が最
大となる周波数は、負荷抵抗によって異なるが、負荷抵
抗の値が低い範囲では８８．８ｋＨｚ付近に昇圧比が最
大となる周波数が収束していて、負荷抵抗の値が高い範
囲では９４．６ｋＨｚ付近に昇圧比が最大となる周波数
が収束している。
大となる周波数は、負荷抵抗によって異なるが、負荷抵
抗の値が低い範囲では８８．８ｋＨｚ付近に昇圧比が最
大となる周波数が収束していて、負荷抵抗の値が高い範
囲では９４．６ｋＨｚ付近に昇圧比が最大となる周波数
が収束している。
【００２１】圧電トランスの一次側に入力される入力電
圧を一定とすると、圧電トランスの二次側出力の電圧−
電流特性を図１から求めることができる。この特性は周
波数によって変化する。図２〜図７は、周波数を８５．
９ｋＨｚ、８８．８ｋＨｚ、９１．７ｋＨｚ、９４．６
ｋＨｚ、９７．５ｋＨｚ、１００．４ｋＨｚとした場合
のそれぞれの出力電圧−電流特性を示した図である。
圧を一定とすると、圧電トランスの二次側出力の電圧−
電流特性を図１から求めることができる。この特性は周
波数によって変化する。図２〜図７は、周波数を８５．
９ｋＨｚ、８８．８ｋＨｚ、９１．７ｋＨｚ、９４．６
ｋＨｚ、９７．５ｋＨｚ、１００．４ｋＨｚとした場合
のそれぞれの出力電圧−電流特性を示した図である。
【００２２】図２〜図７のそれぞれは、一次側入力電圧
の値をパラメータとして、圧電トランスの出力電圧−電
流特性を複数の実線で示している。通常の使用条件では
圧電トランスの昇圧比は入力電圧に依存せずほぼ線形で
あるので、この圧電トランスの出力電圧−電流特性（以
下、単に「出力特性」という。）を示す曲線（以下、
「出力特性曲線」という。）は、一次側の入力電圧の大
きさによって相似形に変化する。
の値をパラメータとして、圧電トランスの出力電圧−電
流特性を複数の実線で示している。通常の使用条件では
圧電トランスの昇圧比は入力電圧に依存せずほぼ線形で
あるので、この圧電トランスの出力電圧−電流特性（以
下、単に「出力特性」という。）を示す曲線（以下、
「出力特性曲線」という。）は、一次側の入力電圧の大
きさによって相似形に変化する。
【００２３】ここで、圧電トランスの出力特性におい
て、電流が０になる条件（負荷抵抗が略無限大である
時）での電圧を、出力電圧が０になる条件（負荷抵抗が
略０である時）での電流で除した値を圧電トランスの出
力インピーダンスと定義する。なお、一般に、出力イン
ピーダンスは、出力端に加えた電圧と、その時の出力回
路に流れる電流の比として定義されるので、本願発明に
係る出力インピーダンスの定義は一般的な出力インピー
ダンスの定義とは異なる。
て、電流が０になる条件（負荷抵抗が略無限大である
時）での電圧を、出力電圧が０になる条件（負荷抵抗が
略０である時）での電流で除した値を圧電トランスの出
力インピーダンスと定義する。なお、一般に、出力イン
ピーダンスは、出力端に加えた電圧と、その時の出力回
路に流れる電流の比として定義されるので、本願発明に
係る出力インピーダンスの定義は一般的な出力インピー
ダンスの定義とは異なる。
【００２４】上記出力インピーダンスは、圧電トランス
の形状や、用いる共振モードは勿論、駆動周波数によっ
ても変化する。上記６つの駆動周波数での出力インピー
ダンスは、図２〜図７に示しているように、それぞれ３
０ｋΩ，２．６ｋΩ，８７ｋΩ，２．８ＭΩ，２３０ｋ
Ω，１５０ｋΩ、と広い範囲で変化する。
の形状や、用いる共振モードは勿論、駆動周波数によっ
ても変化する。上記６つの駆動周波数での出力インピー
ダンスは、図２〜図７に示しているように、それぞれ３
０ｋΩ，２．６ｋΩ，８７ｋΩ，２．８ＭΩ，２３０ｋ
Ω，１５０ｋΩ、と広い範囲で変化する。
【００２５】さて、図２〜図７の各図において破線で示
す曲線は、長さ２５０ｍｍ、外径２．６ｍｍの冷陰極管
の管電圧変化に対する管電流変化の特性（以下、単に
「冷陰極管の特性曲線」という。）を示している。この
クラスの冷陰極管は、１．５〜６ｍＡ程度の管電流で用
いられる。したがって等価インピーダンス（管電圧／管
電流）は１１０ｋΩ程度から５００ｋΩ程度の範囲で変
化する。この破線で示す冷陰極管の特性曲線と、実線で
示す圧電トランスの出力特性曲線との交点が点灯中の動
作点に相当する。
す曲線は、長さ２５０ｍｍ、外径２．６ｍｍの冷陰極管
の管電圧変化に対する管電流変化の特性（以下、単に
「冷陰極管の特性曲線」という。）を示している。この
クラスの冷陰極管は、１．５〜６ｍＡ程度の管電流で用
いられる。したがって等価インピーダンス（管電圧／管
電流）は１１０ｋΩ程度から５００ｋΩ程度の範囲で変
化する。この破線で示す冷陰極管の特性曲線と、実線で
示す圧電トランスの出力特性曲線との交点が点灯中の動
作点に相当する。
【００２６】図３に示すように、圧電トランスの出力イ
ンピーダンスが２．６ｋΩと低くなる、駆動周波数が８
８．８ｋＨｚの場合には、圧電トランスの二次側は略定
電圧源動作を示す。これに対して、冷陰極管の特性曲線
は比較的大きな負の傾きを示す、すなわち負性抵抗特性
を示すため、特に電流が大きな範囲（グラフ上で実線が
破線の右側に存在する範囲）で、圧電トランスの出力電
圧が冷陰極管の管電圧を上回ることになるので、冷陰極
管の管電流は安定せず暴走に到る。
ンピーダンスが２．６ｋΩと低くなる、駆動周波数が８
８．８ｋＨｚの場合には、圧電トランスの二次側は略定
電圧源動作を示す。これに対して、冷陰極管の特性曲線
は比較的大きな負の傾きを示す、すなわち負性抵抗特性
を示すため、特に電流が大きな範囲（グラフ上で実線が
破線の右側に存在する範囲）で、圧電トランスの出力電
圧が冷陰極管の管電圧を上回ることになるので、冷陰極
管の管電流は安定せず暴走に到る。
【００２７】図２に示すように、圧電トランスの出力イ
ンピーダンスが３０ｋΩとなる駆動周波数８５．９ｋＨ
ｚの場合には、入力電圧Ｖｉｎが３０Ｖである時、圧電
トランスの出力特性曲線と冷陰極管の特性曲線との交点
が明確に２点となり、安定点が２つ存在することとなっ
て、図８に示したような不安定な異常発振に至る。
ンピーダンスが３０ｋΩとなる駆動周波数８５．９ｋＨ
ｚの場合には、入力電圧Ｖｉｎが３０Ｖである時、圧電
トランスの出力特性曲線と冷陰極管の特性曲線との交点
が明確に２点となり、安定点が２つ存在することとなっ
て、図８に示したような不安定な異常発振に至る。
【００２８】また、図４に示すように、圧電トランスの
出力インピーダンスが８７ｋΩとなる駆動周波数９１．
７ｋＨｚの場合には、動作点が一応１つとなるが、圧電
トランスの出力特性曲線が冷陰極管の特性曲線に近い傾
きであるので、圧電トランスに対する入力電圧の微小な
変動でも管電流が大きく変化する。このため、点灯状態
が不安定になりやすい。
出力インピーダンスが８７ｋΩとなる駆動周波数９１．
７ｋＨｚの場合には、動作点が一応１つとなるが、圧電
トランスの出力特性曲線が冷陰極管の特性曲線に近い傾
きであるので、圧電トランスに対する入力電圧の微小な
変動でも管電流が大きく変化する。このため、点灯状態
が不安定になりやすい。
【００２９】これに対して図７に示すように、圧電トラ
ンスの出力インピーダンスが１５０ｋΩとなる駆動周波
数１００．４ｋＨｚの場合には、動作点が１つであり、
圧電トランスの出力特性曲線の傾きの絶対値が冷陰極管
の特性曲線の傾きの絶対値より充分に小さくなるため、
点灯状態は安定化する。
ンスの出力インピーダンスが１５０ｋΩとなる駆動周波
数１００．４ｋＨｚの場合には、動作点が１つであり、
圧電トランスの出力特性曲線の傾きの絶対値が冷陰極管
の特性曲線の傾きの絶対値より充分に小さくなるため、
点灯状態は安定化する。
【００３０】図５および図６は圧電トランスの出力イン
ピーダンスが上記１５０ｋΩよりさらに高い場合につい
て示している。この場合には、圧電トランスの出力特性
は定電流源に近づき、点灯状態はさらに安定化する。
ピーダンスが上記１５０ｋΩよりさらに高い場合につい
て示している。この場合には、圧電トランスの出力特性
は定電流源に近づき、点灯状態はさらに安定化する。
【００３１】以上に示したように、圧電トランスの出力
特性曲線の傾きの絶対値が冷陰極管の特性曲線の傾きの
絶対値より小さくなるように駆動周波数等を定めること
によって、暴走を抑えることができ、圧電トランスの出
力特性曲線の傾きの絶対値を十分に小さくすることによ
って、安定した点灯状態を得ることができる。
特性曲線の傾きの絶対値が冷陰極管の特性曲線の傾きの
絶対値より小さくなるように駆動周波数等を定めること
によって、暴走を抑えることができ、圧電トランスの出
力特性曲線の傾きの絶対値を十分に小さくすることによ
って、安定した点灯状態を得ることができる。
【００３２】また、上記の例では、圧電トランスの出力
インピーダンスを１５０ｋΩ以上とすることにより安定
した点灯状態を得ることができる。ここで、冷陰極管の
実用時における最大インピーダンスは約５００ｋΩであ
るので、結局、圧電トランスの出力インピーダンスを冷
陰極管の最大インピーダンスの略１／３程度以上にすれ
ば、暴走や異常発振のない充分に安定した点灯状態を得
ることができる。
インピーダンスを１５０ｋΩ以上とすることにより安定
した点灯状態を得ることができる。ここで、冷陰極管の
実用時における最大インピーダンスは約５００ｋΩであ
るので、結局、圧電トランスの出力インピーダンスを冷
陰極管の最大インピーダンスの略１／３程度以上にすれ
ば、暴走や異常発振のない充分に安定した点灯状態を得
ることができる。
【００３３】なお、以上に示した例では圧電トランスの
駆動周波数を変えることによって、圧電トランスの出力
インピーダンスを変化させ、各出力インピーダンスにお
ける点灯状態を考察したが、本願発明は圧電トランスの
駆動周波数を限定するものではなく、圧電トランスの上
記の定義による出力インピーダンスおよび冷陰極管の放
電時の最大インピーダンスに着目して、冷陰極管の安定
した放電状態を得るものである。この冷陰極管の放電時
の最大インピーダンスは、冷陰極管の寸法や使用温度範
囲などの環境条件によって、変化するので、冷陰極管の
放電時の最大インピーダンスを見積もって圧電トランス
の特性とその駆動周波数を定めればよい。
駆動周波数を変えることによって、圧電トランスの出力
インピーダンスを変化させ、各出力インピーダンスにお
ける点灯状態を考察したが、本願発明は圧電トランスの
駆動周波数を限定するものではなく、圧電トランスの上
記の定義による出力インピーダンスおよび冷陰極管の放
電時の最大インピーダンスに着目して、冷陰極管の安定
した放電状態を得るものである。この冷陰極管の放電時
の最大インピーダンスは、冷陰極管の寸法や使用温度範
囲などの環境条件によって、変化するので、冷陰極管の
放電時の最大インピーダンスを見積もって圧電トランス
の特性とその駆動周波数を定めればよい。
【００３４】次に、第２の実施形態に係る圧電トランス
および放電灯装置について説明する。圧電トランスと冷
陰極管とをパネルユニットに組み込んだ場合に、ストレ
ー容量等によって、図１２の（Ｂ）に示したように、冷
陰極管に並列に容量性負荷が接続された回路となるが、
このような容量性負荷が存在する場合、その容量性負荷
を含めた状態で、圧電トランスの出力インピーダンスを
冷陰極管点灯時の最大インピーダンスの略１／３より大
きな値とする。また冷陰極管点灯時の特性曲線の傾きの
絶対値に対して、圧電トランスの出力特性曲線の傾きの
絶対値が小さくなるように、圧電トランスの特性、冷陰
極管の特性および圧電トランスの駆動条件を定める。
および放電灯装置について説明する。圧電トランスと冷
陰極管とをパネルユニットに組み込んだ場合に、ストレ
ー容量等によって、図１２の（Ｂ）に示したように、冷
陰極管に並列に容量性負荷が接続された回路となるが、
このような容量性負荷が存在する場合、その容量性負荷
を含めた状態で、圧電トランスの出力インピーダンスを
冷陰極管点灯時の最大インピーダンスの略１／３より大
きな値とする。また冷陰極管点灯時の特性曲線の傾きの
絶対値に対して、圧電トランスの出力特性曲線の傾きの
絶対値が小さくなるように、圧電トランスの特性、冷陰
極管の特性および圧電トランスの駆動条件を定める。
【００３５】前記圧電トランスを用い、容量性負荷の静
電容量を１０ｐＦおよび２０ｐＦに変化させたときの各
駆動周波数の下での圧電トランスの出力特性曲線の例を
次に示す。
電容量を１０ｐＦおよび２０ｐＦに変化させたときの各
駆動周波数の下での圧電トランスの出力特性曲線の例を
次に示す。
【００３６】
図１０はストレー容量が２０ｐＦであり、圧電トランス
を９７．５ｋＨｚで駆動したときの圧電トランスの出力
特性曲線である。ここでストレー容量を含んだ圧電トラ
ンスの出力インピーダンスは６１ｋΩとなる。この場
合、ストレー容量を含めた圧電トランスの出力特性曲線
の傾きの絶対値が冷陰極管の特性曲線の傾きの絶対値に
近いため、圧電トランスに対する入力電圧の微小な変動
でも管電流が大きく変化する。このため、点灯状態が不
安定になり、管電流が暴走することになる。
を９７．５ｋＨｚで駆動したときの圧電トランスの出力
特性曲線である。ここでストレー容量を含んだ圧電トラ
ンスの出力インピーダンスは６１ｋΩとなる。この場
合、ストレー容量を含めた圧電トランスの出力特性曲線
の傾きの絶対値が冷陰極管の特性曲線の傾きの絶対値に
近いため、圧電トランスに対する入力電圧の微小な変動
でも管電流が大きく変化する。このため、点灯状態が不
安定になり、管電流が暴走することになる。
【００３７】これに対し、図９はストレー容量が１０ｐ
Ｆであり、圧電トランスを９７．５ｋＨｚで駆動したと
きの圧電トランスの出力特性曲線である。ここでストレ
ー容量を含んだ圧電トランスの出力インピーダンスは９
７ｋΩとなる。この値は冷陰極管点灯時の最大インピー
ダンスの１／３より下回っているが、ストレー容量を含
めた圧電トランスの出力特性曲線の傾きの絶対値が冷陰
極管の特性曲線の傾きの絶対値より小さいため、暴走や
異常発振のない充分に安定した点灯状態を得ることがで
きる。
Ｆであり、圧電トランスを９７．５ｋＨｚで駆動したと
きの圧電トランスの出力特性曲線である。ここでストレ
ー容量を含んだ圧電トランスの出力インピーダンスは９
７ｋΩとなる。この値は冷陰極管点灯時の最大インピー
ダンスの１／３より下回っているが、ストレー容量を含
めた圧電トランスの出力特性曲線の傾きの絶対値が冷陰
極管の特性曲線の傾きの絶対値より小さいため、暴走や
異常発振のない充分に安定した点灯状態を得ることがで
きる。
【００３８】なお、以上に示した各実施形態では、放電
管として冷陰極管を例に挙げたが、この発明は、負性抵
抗特性または略定電圧特性を示す放電管に一般に適用で
きる。
管として冷陰極管を例に挙げたが、この発明は、負性抵
抗特性または略定電圧特性を示す放電管に一般に適用で
きる。
【００３９】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、圧電ト
ランスの出力特性が近似的に定電流源となって、放電管
の管電流は安定化する。
ランスの出力特性が近似的に定電流源となって、放電管
の管電流は安定化する。
【００４０】
【００４１】請求項２に記載の発明によれば、例えばノ
イズ対策を施したパネルユニットに冷陰極管が組み込ま
れて、圧電トランスに対して並列に容量性負荷が等価的
に接続されるような、実際の使用状態での管電流の安定
化が図れる。
イズ対策を施したパネルユニットに冷陰極管が組み込ま
れて、圧電トランスに対して並列に容量性負荷が等価的
に接続されるような、実際の使用状態での管電流の安定
化が図れる。
【００４２】
【図１】この発明の実施形態における圧電トランスの負
荷抵抗をパラメータとした昇圧比の周波数特性を示す図
荷抵抗をパラメータとした昇圧比の周波数特性を示す図
【図２】圧電トランスの入力電圧をパラメータとした出
力特性を示す図
力特性を示す図
【図３】圧電トランスの入力電圧をパラメータとした出
力特性を示す図
力特性を示す図
【図４】圧電トランスの入力電圧をパラメータとした出
力特性を示す図
力特性を示す図
【図５】圧電トランスの入力電圧をパラメータとした出
力特性を示す図
力特性を示す図
【図６】圧電トランスの入力電圧をパラメータとした出
力特性を示す図
力特性を示す図
【図７】圧電トランスの入力電圧をパラメータとした出
力特性を示す図
力特性を示す図
【図８】異常発振状態における管電流の波形を示す図
【図９】ストレー容量が存在する状態での、圧電トラン
スの入力電圧をパラメータとした出力特性を示す図
スの入力電圧をパラメータとした出力特性を示す図
【図１０】ストレー容量が存在する状態での、圧電トラ
ンスの入力電圧をパラメータとした出力特性を示す図
ンスの入力電圧をパラメータとした出力特性を示す図
【図１１】圧電トランスの構造を示す図
【図１２】圧電トランスと放電灯による放電灯装置の構
成を示す図
成を示す図
１，１′−圧電板
２ａ，２ｂ−入力電極
３−出力電極
１０−圧電トランス
２０−放電灯（冷陰極管）
３０−容量性負荷
Ｖｉｎ−入力電圧
Claims (2)
- 【請求項１】 冷陰極管である放電灯と、該放電灯を負
荷抵抗として該放電灯にのみ駆動電圧を出力する圧電ト
ランスとを備え、該圧電トランスにおける負荷抵抗が略
無限大での出力電圧を負荷抵抗が略０での出力電流で除
した値を、前記放電灯の放電時の最大インピーダンスの
略１／３より大きな値としたことを特徴とする放電灯装
置。 - 【請求項２】 前記負荷抵抗が略無限大の状態は、前記
放電灯および前記圧電トランスを組み込んだパネルユニ
ットにより生じるストレー容量が、容量性負荷として前
記圧電トランスに対して等価的に並列に接続された状態
である請求項１に記載の放電灯装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11467399A JP3425716B2 (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | 放電灯装置 |
| US09/539,694 US6281637B1 (en) | 1999-04-22 | 2000-03-31 | Piezoelectric transformer and discharge lamp device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11467399A JP3425716B2 (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | 放電灯装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000307168A JP2000307168A (ja) | 2000-11-02 |
| JP3425716B2 true JP3425716B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=14643757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11467399A Expired - Fee Related JP3425716B2 (ja) | 1999-04-22 | 1999-04-22 | 放電灯装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6281637B1 (ja) |
| JP (1) | JP3425716B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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| DE102006022845B4 (de) * | 2005-05-23 | 2016-01-07 | Infineon Technologies Ag | Ansteuerschaltung für eine Schaltereinheit einer getakteten Leistungsversorgungsschaltung und Resonanzkonverter |
| DE102006022819A1 (de) * | 2005-05-23 | 2007-01-04 | Infineon Technologies Ag | Schaltungsanordnung zum Versorgen einer Last mit einem Ausgangsstrom |
| US7786676B2 (en) * | 2008-04-18 | 2010-08-31 | Zippy Technology Corp. | LED driver structure |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0665600B1 (en) * | 1994-01-27 | 1999-07-21 | Hitachi Metals, Ltd. | Discharge tube driving device and piezoelectric transformer therefor |
| JP3432646B2 (ja) * | 1995-08-16 | 2003-08-04 | 松下電器産業株式会社 | 圧電トランス式冷陰極蛍光灯駆動装置 |
| JP2845209B2 (ja) * | 1996-08-23 | 1999-01-13 | 日本電気株式会社 | 圧電トランスインバータ及びその制御回路並びに駆動方法 |
| JPH10125970A (ja) | 1996-10-22 | 1998-05-15 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電トランス |
| JPH10144484A (ja) | 1996-11-06 | 1998-05-29 | Murata Mfg Co Ltd | 冷陰極管点灯装置 |
| JPH10150230A (ja) | 1996-11-19 | 1998-06-02 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電トランス |
| JP3067715B2 (ja) * | 1997-10-31 | 2000-07-24 | 日本電気株式会社 | 圧電トランスの駆動装置 |
-
1999
- 1999-04-22 JP JP11467399A patent/JP3425716B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-31 US US09/539,694 patent/US6281637B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000307168A (ja) | 2000-11-02 |
| US6281637B1 (en) | 2001-08-28 |
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