JP3696950B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯点灯装置に係り、特に調光範囲の広い調光制御方式に好適な点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、管電流検出回路で検出した放電灯を流れる電流が点灯回路の前段に設けられた電圧制御手段にフィードバックされ、放電灯を流れる電流が一定に保たれるよう電圧制御手段から電圧が点灯回路に供給される。一般に管電流検出回路は抵抗に管電流を流し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。
【０００３】
このような放電灯点灯装置は一般に電流帰還形と呼ばれ、インピーダンスが比較的高い細径の冷陰極形放電灯を光源に用いた液晶バックライトのように放電灯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で始動性が低下したり特性が変動しやすいといった不具合が生じにくく、始動性や特性が安定しているという特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術によれば、調光を行う場合、点灯回路に供給する電圧を調節し、放電灯に流れる電流を制御する方法が一般的であるが、点灯回路に供給する電圧は、放電灯点灯維持電圧より低くすることができないため、調光度が１００％から４０％と狭いという欠点がある。また、調光を行う別な方法として、点灯回路に供給する電圧を断続的に停止させ、停止させる期間を調節して放電灯の輝度を制御するチョッピング調光制御方法もあるが、この方法は調光度を１００％から５％と広くできるものの、調光時の回路効率が悪いという欠点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、点灯回路に供給する電圧を調節し、上記放電灯に流れる電流を制御する調光方法にてある程度調光を行い、さらに調光する時には調光方式を、上記チョッピング調光制御方法に切り替え、調光することにより達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の１実施例の構成図を示す。図１において１は直流電源、２はチョッパ回路、３は少なくとも一個のスイッチ素子を有するＤＣ／ＡＣ変換器を含む放電灯点灯回路、４はバラスト回路、５は放電灯、６は管電流を電圧に変換する作用のある管電流検出器、７は誤差増幅器１２、電圧比較器１３、基準三角波発生器１４によって構成される電圧制御回路の動作信号発生器、８は基準電圧発生器、９はチョッピング調光信号発生器、１０はチョッピング調光信号により動作するスイッチ回路、１１は調光信号切り替え器、１５は制御信号線である。
【０００７】
チョッパ回路２は供給された直流電圧Ｖｉｎを動作信号発生器７から制御信号線１５を通り入力される動作信号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、（１）は動作信号発生器７から制御信号線１５を通り入力される動作信号波形、（２）はチョッパ回路２の出力電圧Ｖｃｏｎｔの波形を示す。
【０００８】
放電灯点灯回路３は入力されたＶｃｏｎｔを平滑し、その電圧をＤＣ／ＡＣ変換器により交流電圧に変換し昇圧して出力する。放電灯点灯回路３により出力された高周波高電圧はバラスト回路４を介して放電灯５に印加され、放電灯５を点灯させる。放電灯５に流れる管電流は管電流検出器６により直流電圧に変換され、動作信号発生器７に入力される。
【０００９】
入力された直流電圧と基準電圧発生器８から出力される基準電圧Ｖｒｅｆとの差電圧に比例した電圧が誤差増幅器１２から電圧比較器１３に入力される。電圧比較器１３は入力された電圧と基準三角波発生器１４の出力電圧との比較を行い、上記した図２（１）の波形を出力する。図２において、（３）は基準三角波発生器１４の出力波形と誤差増幅器１２から電圧比較器１３に入力される直流電圧の波形を示す。
【００１０】
例えば、何らかの原因で管電流が減少すると、管電流検出器６から検出される直流電圧は低下し、誤差増幅器１２に入力される電圧が低下する。誤差増幅器１２は反転増幅器なので、誤差増幅器１２に入力される電圧が低下すると誤差増幅器１２の出力電圧は反対に上昇する。従って、図２（１）に示す波形のＯＮ時間が増加し同様にチョッパ回路２のＯＮ時間も増加し、点灯回路３に印加される電圧が上昇し管電流を増やす。誤差増幅器１２に入力される電圧とＶｒｅｆとの差電圧がほぼゼロと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。何らかの原因で管電流が増加した場合も同様である。
【００１１】
上記電流帰還形放電灯点灯装置に放電灯５の明るさを調節する調光機能を追加するとき、基準電圧発生器８から出力されるＶｒｅｆを変化させる方法がある。たとえば、Ｖｒｅｆを減少させると管電流検出器６から検出される直流電圧は減少するように制御されるため管電流が減少する。よって調光が可能となる。しかし、この調光方法を用いると最大の明るさを１００％としたとき、４０％以下に調光すると電圧制御手段から点灯回路３に供給する電圧が低下し、放電灯５の点灯を維持する電圧を点灯回路３が出力できなくなり、放電灯５が消灯してしまう。ただし、調光を行ったときの回路効率はあまり低下しない。
【００１２】
一方、別な調光方法としてチョッピング調光方式がある。これは上記電流帰還形放電灯点灯装置の作用により管電流を一定に保ち安定に点灯しているところへ、チョッピング調光信号発生器９から出力されるチョッピング調光信号を入力する。このチョッピング調光信号によりスイッチ回路１０が動作し、制御信号線１５を流れる制御信号を一定周期でＯＮ、ＯＦＦさせる。これによりＶｃｏｎｔの電圧波形も一定周期で０Ｖとなる。これらの波形を図３に示す。図３において、（１）はチョッピング調光信号により断続的となったＶｃｏｎｔの電圧波形、（２）はチョッピング調光信号波形を示す。図３に示すように、チョッピング調光信号の周波数は動作信号の１／２以下である。このため、点灯回路３は入力されたＶｃｏｎｔのうちチョッピング調光により０Ｖとなった期間を平滑することができず、放電灯５はチョッピング調光信号に応じて点灯、消灯を繰り返す。明るさを変えるときはチョッピング調光信号により点灯している期間を長く、あるいは短くすることにより実現する。また、放電灯５の点灯している期間はチョッピング調光信号の周波数が遅いため、調光しないときと同じとなりチョッピング調光信号を印加しないときと同じＶｃｏｎｔが出力される。
【００１３】
従って、チョッピング調光信号により点灯している期間を常時点灯時の５％としたときにおいても、点灯している期間はチョッピング調光信号を印加しないときと同じＶｃｏｎｔが出力されるため点灯回路３からは放電灯５の点灯維持に必要な電圧が出力され、点灯を維持することができる。ただし、調光をしたときの回路効率は調光と比例し減少する。
【００１４】
そこで、調光信号切り替え器１１を用いて、外部から入力される調光信号に対し調光１００％から４０％までは基準電圧発生器８を制御してＶｒｅｆを変化させることにより調光し、調光４０％から５％まではＶｒｅｆを調光４０％の電圧に維持しながらチョッピング調光を行うことにより、調光時の回路効率を維持しつつ調光を５％まで行うことができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、回路効率をあまり低下させることなく調光を５％まで下げることができる放電灯点灯装置を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による放電灯点灯装置の１実施例の構成図を示すブロック図。
【図２】本発明による放電灯点灯装置の１実施例の動作説明図。
【図３】本発明による放電灯点灯装置の１実施例の動作説明図。
【符号の説明】
１…直流電源、２…チョッパ回路、３…放電灯点灯回路、４…バラスト回路、５…放電灯、６…管電流検出器、７…動作信号発生器、８…基準電圧発生器、９…チョッピング調光信号発生器、１０…スイッチ回路、１１…切り換え器。

Claims (3)

1. （イ）放電灯と、
   （ロ）該放電灯の管電流を直流電圧に変換する管電流検出器と、
   （ハ）該管電流検出器の前記直流電圧と基準電圧とを受け取り、前記直流電圧と前記基準電圧との差電圧に比例した電圧を出力に発生する誤差増幅器と、
   （ニ）該誤差増幅器の出力の電圧と基準三角波発生器からの出力電圧とを受け取り、該誤差増幅器の出力の電圧と基準三角波発生器からの出力電圧とを比較して動作信号を前記出力に発生する電圧比較器と、
   （ホ）前記電圧比較器の出力に入力が接続されたスイッチ回路と、
   （ヘ）直流電源からの直流電圧を受け取り、前記スイッチ回路を介する前記電圧比較器からの前記動作信号に従って前記直流電圧をチョッピングした電圧を出力するチョッパ回路と、
   （ト）該チョッパ回路からのチョッピングした電圧を受け取り、該チョッピングした電圧を平滑して交流電圧に変換して昇圧し、バラスト回路を介して前記放電灯に印加する放電灯点灯回路と、
   （チ）前記基準電圧を発生する基準電圧発生器と、
   （リ）前記スイッチ回路を制御するチョッピング調光信号を発生するチョッピング調光信号発生器と、
   （ヌ）外部から入力される調光信号を受けて前記基準電圧発生器及び前記チョッピング調光信号発生器を制御する調光信号切り換え器とを備え、
   （ル）該調光信号切り換え器が、前記外部から入力される調光信号に対し調光１００％から４０％までは前記基準電圧発生器を制御して前記基準電圧を変化させることにより調光し、調光４０％から５％までは前記基準電圧を調光４０％の電圧に維持しながらチョッピング調光を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記電圧比較器の出力の前記動作信号は、前記誤差増幅器の出力の電圧が前記基準三角波発生器からの出力電圧よりも小さいときに一方のレベルになり、そして、前記誤差増幅器の出力の電圧が前記基準三角波発生器からの出力電圧よりも大きいときに他方のレベルにな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. 前記チョッピング調光信号発生器からの前記チョッピング調光信号により、前記スイッチ回路が、前記動作信号を一定周期でオン、オフさせること特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放電灯点灯装置。

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