JP3718939B2

JP3718939B2 - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP3718939B2
Application number: JP508897A
Authority: JP
Inventors: 由浩坂下; 晃司西浦; 芳文黒木; 幸司藤本; 伸一笹田
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1997-01-14
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2017-01-14
Also published as: JPH10199688A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放電灯を高周波で点灯させる放電灯点灯装置に関するものであり、特に、入力電流歪みを改善したＡＣ−ＤＣコンバータを有する放電灯点灯装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、直管形の低圧放電灯の多灯点灯用の器具として、図６に示されるものがある。これは、４灯用の器具であり、図中のＳＷは商用電源ＡＣと点灯装置７の間の電源スイッチである。図示されたように、始動用コンデンサＣ₂₁〜Ｃ₂₄を器具６に内蔵することによって、点灯装置７の出力線数を大幅に減らすことができる。また、ランプ配線ａ〜ｄ，ｇは互いに磁束の発生を打ち消し合って雑音を低減するために矢印の方向にランプ電流が流れるように配線されている。このように、直管多灯用器具の場合、放電灯１１と１３の間に各放電灯１１〜１４と平行となるように点灯装置７が配置されるため、点灯装置７の形状も長手方向の形状となる。また、配線を簡略化するためには、点灯装置７の左右両端から出力線ａ〜ｄ及びグランド線ｇを出すことが望まれる。
【０００３】
次に、点灯装置の具体的な回路構成について説明する。最近、商用電源からの入力高調波電流成分を抑えるために、ＤＣ−ＤＣコンバータが良く利用されており、図５に示すような回路構成が用いられている。この点灯装置は、商用電源ＡＣを整流器ＤＢにより全波整流して得た脈流電圧を直流電源部１に入力し、直流電源部１の直流出力をインバータ部２及び放電灯１１、１２、１３、…を含む負荷回路に供給するものである。直流電源部１は整流器ＤＢの出力端間に接続されたインダクタＬ₁及びＦＥＴよりなるスイッチング素子Ｑ₁の直列回路と、逆流阻止用のダイオードＤ₁ と、スイッチング素子Ｑ₁の制御部３とからなる。直流電源部１の出力には平滑用のコンデンサＣ ₁ が並列接続されている。制御部３は電源用のコンデンサＣ₂を含んでいる。インバータ部２は、平滑用のコンデンサＣ₁に並列に接続されたスイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃の直列回路と、その制御部４とを含んでいる。制御部４は電源用のコンデンサＣ₃と時定数設定用のコンデンサＣ₄を含んでいる。スイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃は交互にオン・オフされ、その接続点に並列に接続された複数の負荷回路に高周波電圧を供給している。１つの負荷回路は、放電灯１１と、そのフィラメントの非電源側端子間に並列接続された始動用のコンデンサＣ₂₁と、このコンデンサＣ₂₁とＬＣ共振回路を構成する限流用のインダクタＬ₁₁と、直流カット用のコンデンサＣ₁₁とから構成されており、他の負荷回路も同様の構成を有している。各放電灯１１〜１４と点灯装置７の間のランプ配線ａ〜ｄ，ｇは、出力端子Ａ〜Ｄと共通グランド端子Ｇを介して接続されている。
【０００４】
ところで、このような点灯装置の小型軽量化に伴ってプリント配線板の大きさも小さくなって行くことから、主回路配線ａ〜ｄ及びｇのような比較的大きな電流が流れる雑音発生部分と、制御回路配線のような比較的小さな電流が流れており、雑音の影響を受けやすい部分とが近づいて実装されるようになってきている。それに伴って、雑音発生部からの影響を制御部３、４のような雑音に弱い部分が受けやすくなり、誤動作を招く可能性が大きくなる。
【０００５】
そこで、実開平５−９７０９６号のように、雑音発生部に相当するドライブ回路に対して雑音の影響を受けたくない制御用信号パターンをアースパターンの外側に添設して配設し、ドライブ回路素子からの高周波ノイズの信号パターンへの回り込みを防止する方法があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、雑音の発生する部分は１箇所ではなく、また、雑音の影響を受けやすい部分においても高周波成分が流れていることから、それ自体が雑音発生部となる。したがって、大きな電流による雑音からの影響を抑えられても、複数の比較的小さな電流による雑音発生部の間での相互干渉の影響は存在し、それによる誤動作が生じる。
【０００７】
本発明は、このような複数の雑音発生部が存在しても、その間での相互干渉を抑え、誤動作を防止できる放電灯点灯装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記の課題を解決するために、商用電源ＡＣから整流器ＤＢにより全波整流して得られた脈流電圧をスイッチングする第１のスイッチング素子Ｑ₁を備えたコンバータ回路と第１のスイッチング素子Ｑ ₁ をスイッチング制御するための第１の制御部３とを含む直流電源部１と、前記直流電源部１の出力に接続されて直流電圧を充電される平滑コンデンサＣ ₁ （Ｃ _1A ，Ｃ _1B ）と、第２の少なくとも一つのスイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃ と第２のスイッチング素子Ｑ ₂ ，Ｑ ₃ をスイッチング制御するための第２の制御部４と複数の限流用インダクタＬ ₁₁ ，…，Ｌ ₁₄ とを含み、前記平滑コンデンサＣ ₁ の直流電圧を高周波に変換して複数の出力線ａ，ｂ，ｃ，ｄにそれぞれ限流用インダクタＬ ₁₁ ，…，Ｌ ₁₄ を介して高周波電流を出力するインバータ部２とがプリント配線板５に実装されており、前記プリント配線板５は、図１に示すように、ランプ形状に沿った方向に細長に形成され、インバータ部２からの出力がプリント配線板５の長手方向両端から得られるように配置されている放電灯点灯装置であって、プリント配線板５の長手方向に対してほぼ平行に長手方向に沿った端部よりインバータ部２の出力線ａ，ｂ、その出力線ａ，ｂを流れる電流に対応する帰還電流が流れるグランド配線ｇ、第１又は第２の制御部３、４の順にパターンを形成し、前記グランド配線ｇは前記平滑コンデンサＣ ₁ のマイナス側の配線に接続し、第１の制御部３と第２の制御部４の間に、前記平滑コンデンサＣ ₁ のプラス側の配線とマイナス側の配線を第１の制御部３と第２の制御部４を仕切る方向に並設したことを特徴とするものである。このように、プリント配線板５上に平滑コンデンサＣ₁に流れる電流の比較的大きく且つ電位の安定な配線ｖ，ｇによって、雑音発生部である各機能ブロックを分割する。これによって、点灯装置は各機能ブロック毎にシールドされ、機能ブロック間の干渉を抑えることができ、それに起因して発生する装置の誤動作を除去することができる。また、各機能ブロック間を近づけることができるため、プリント配線板の小型化に適する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の第１の実施例を示す。これは図５の回路構成をプリント配線板に実装した例である。商用電源ＡＣから整流器ＤＢ、直流電源部１、平滑コンデンサＣ_1A，Ｃ_1B、インバータ部２がプリント配線板５の長手方向に沿って実装されている。インバータ部２からは出力線ａ〜ｄによってプリント配線板５の両端に付いている出力端子Ａ〜Ｄに接続されている。したがって、出力線ａ，ｂはプリント配線板５の長手方向に平行に長尺に配置してある。グランド配線ｇは平滑コンデンサＣ_1A、Ｃ_1Bのマイナス極とグランド端子Ｇとを接続している。
【００１０】
図１のように、プリント配線板５の横端から出力線ａ，ｂ、グランド配線ｇ、直流電源部１とインバータ部２の制御部３、４の順で配置する。この配置により、小信号が中心の制御部３、４では、比較的大きな電流が流れる出力線ａ，ｂからの雑音の影響を受けにくくなり、誤動作を防止できる。また、更に制御部３と４との間にグランド配線ｇとチョッパー出力線ｖとを並設する。小信号を扱う制御部３と４は互いに独立した発振をしているが、グランド配線ｇとチョッパー出力線ｖは非常に安定した電位であるため、このような配置にすることで制御部３と４の相互干渉を抑えることが可能となり、誤動作を防止できる。
【００１１】
本発明の第２の実施例を図２に示す。これは第１の実施例の配置に更に雑音発生部を分割するようにグランド線ｇを配線したものである。直流電源部１のスイッチング素子Ｑ₁、インバータ部２のスイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃も雑音発生部であるため、スイッチング素子Ｑ₁と制御部３の間、スイッチング素子Ｑ₂，Ｑ₃と制御部４の間にもグランド線ｇの配線パターンを配置することで、各雑音発生部からそれぞれの制御部３、４への影響を抑えることができる。
【００１２】
本発明の第３の実施例を図３及び図４に示す。図３はプリント配線板５の上面図、図４は正面図である。この例では、直流電源部１の平滑コンデンサＣ₁を図４に示すごとく横倒しに実装して、その下に雑音の影響を受けやすいインバータ部２の制御部４を配置しておく。特に発振周波数を決定する時定数設定用コンデンサＣ₄を、平滑コンデンサＣ₁の近傍に配置しておく。特に、図３の斜線部で示すように、平滑コンデンサＣ₁が２個の電解コンデンサＣ_1A、Ｃ_1Bで構成されている例では、２個の電解コンデンサＣ_1A、Ｃ_1Bの間に時定数設定用のコンデンサＣ₄を配置しておく。平滑コンデンサＣ₁のプラス極は直流電源部１のチョッパー出力電圧Ｖｄｃのパターン、マイナス極はグランドパターンとなるため、この近傍は極めて電位的に安定な場所である。更に、平滑コンデンサＣ₁の足に接続されたグランド配線ｇやチョッパー出力線ｖのパターンによってインバータ部２の制御部４と直流電源部１の制御部３とを分割しておけば、制御部３と４との相互干渉も防止でき、制御部３と４は共に安定した動作が確保でき、誤動作を防止できる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の雑音発生部を分割するように、電位の安定なパターンを形成することにより、それぞれの雑音発生部の間の相互干渉を抑えることができ、それに起因して発生する点灯装置の誤動作を除去することに大きな効果を有するものである。しかも、雑音発生部を相互に近づけて実装できるために、プリント配線板の小型化にも適するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に用いるプリント配線板の平面図である。
【図２】本発明の第２実施例に用いるプリント配線板の平面図である。
【図３】本発明の第３実施例に用いるプリント配線板の平面図である。
【図４】本発明の第３実施例に用いるプリント配線板の正面図である。
【図５】本発明の放電灯点灯装置の回路図である。
【図６】従来の放電灯点灯装置の実装状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１直流電源部
２インバータ部
３制御部
４制御部
５プリント配線板
Ｃ₁ 平滑用コンデンサ
ａ〜ｄ出力線
Ａ〜Ｄ出力端子
ｇグランド線
Ｇグランド端子

Claims

商用電源から整流器により全波整流して得られた脈流電圧をスイッチングする第１のスイッチング素子を備えたコンバータ回路と第１のスイッチング素子をスイッチング制御するための第１の制御部とを含む直流電源部と、
前記直流電源部の出力に接続されて直流電圧を充電される平滑コンデンサと、
第２の少なくとも一つのスイッチング素子と第２のスイッチング素子をスイッチング制御するための第２の制御部と複数の限流用インダクタとを含み、前記平滑コンデンサの直流電圧を高周波に変換して複数の出力線にそれぞれ限流用インダクタを介して高周波電流を出力するインバータ部とがプリント配線板に実装されており、
前記プリント配線板はランプ形状に沿った方向に細長に形成され、インバータ部からの出力がプリント配線板の長手方向両端から得られるように配置されている放電灯点灯装置であって、
プリント配線板の長手方向に対してほぼ平行に長手方向に沿った端部よりインバータ部の出力線、その出力線を流れる電流に対応する帰還電流が流れるグランド配線、第１又は第２の制御部の順にパターンを形成し、前記グランド配線は前記平滑コンデンサのマイナス側の配線に接続し、第１の制御部と第２の制御部の間に、前記平滑コンデンサのプラス側の配線とマイナス側の配線を第１の制御部と第２の制御部を仕切る方向に並設したことを特徴とする放電灯点灯装置。
第１のスイッチング素子と第１の制御部との間、又は、第２のスイッチング素子と第２の制御部との間に前記平滑コンデンサのマイナス側の配線を形成したことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
前記平滑コンデンサは、２個の電解コンデンサを並列接続して成り、これら２個の電解コンデンサを直流電源部よりもインバータ部に近くなる方向に横倒しに配置し、第２の制御部は、インバータ部の発振周波数を決定する時定数設定用コンデンサを備え、この時定数設定用コンデンサを前記２個の電解コンデンサの間に配置したことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
前記平滑コンデンサを直流電源部よりもインバータ部に近くなる方向に横倒しに配置し、プリント配線板における前記平滑コンデンサが配置された箇所の裏面に第２の制御部を実装したことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。