JP3927596B2

JP3927596B2 - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JP3927596B2
Application number: JP32168698A
Authority: JP
Inventors: 岡田　　隆; 賢治川端; 隆一池田; 元洋杉野
Original assignee: Hitachi Advanced Digital Inc
Current assignee: Hitachi Advanced Digital Inc
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2018-11-12
Also published as: JP2000150189A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯点灯装置、情報機器に係り、特にトランスの２次側回路の異常により異常放電が発生したことを検出し、動作を停止させる安全性の高い点灯装置、情報機器に関する。
【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接近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、上記従来技術は２次回路の異常検出機能を備えておらず、２次回路の放電灯以外の個所で、例えば点灯回路と放電灯の間にあり両者を接続するためのコネクタにおいて、作業者の不注意等でコネクタ挿入が不完全となり、端子間に隙間が生じたためその隙間で放電を起こした場合、又は２次回路であるトランス高圧端子やバラストコンデンサの半田接続部に何らかの故障で微小のクラックが生じ、その微小クラック部分に高電圧がかかって放電を起こした場合に、意図せずしてその放電を維持する可能性があり、故障の原因となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、２次回路部分で異常な放電が生じた場合には電圧制御手段の動作が不安定になることを利用し、上記電圧制御手段の動作が不安定になったことを検出する異常検出回路を備えることで２次回路の異常を検出し、放電灯点灯装置の動作を停止させる構成とすることにより達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図１は本発明の１実施例の回路図である。図１において１は直流電源、２はチョッピングトランジスタ８、ベース抵抗９、ダイオード１０によって構成される電圧制御回路、３はチョークコイル１１、ベース抵抗１２、発振トランジスタ１３及び１４、共振コンデンサ１５、トランス１６、バラストコンデンサ１７によって構成される点灯回路、４は放電灯、５は電流検出抵抗１８、ダイオード１９及び２０、コンデンサ２１、分圧抵抗２２及び２３によって構成される電流検出器、６は電圧比較器２４、基準三角波発生器２５、誤差増幅器２７、基準電圧源２６、抵抗２８及び２９及び３０によって構成される電圧制御回路の動作信号発生器、７はダイオード３１及び３２、基準電圧源３３及び３４及び３５、抵抗３６及び３７及び３８、コンデンサ３９及び４０及び４１、電圧比較器４２、トランジスタ４３によって構成される動作信号発生器の動作異常検出器である。
【０００７】
電圧制御回路２は直流電源１から直流電圧を供給される。電圧制御回路２は供給された直流電圧を動作信号発生器６から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、（ａ）は動作信号発生器６から出力される動作信号波形、（ｂ）は電圧制御回路２の出力電圧波形を示す。
【０００８】
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１３及び１４が交互にＯＮ／ＯＦＦしてトランス１６の１次巻線に交流電圧を発生し、トランス１６の１次巻線と共振コンデンサ１５の間で共振電流が流れて、正弦波発振を行う。そしてトランス１５で昇圧してバラストコンデンサ１７を介して放電灯４に高周波高電圧を印加して点灯させ点灯維持を行う。点灯回路３には図２（ｂ）の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１１の平滑作用により連続的な電流を放電灯４に供給する。
【０００９】
放電灯４が点灯し、電流が流れると電流は電流検出器５に入力される。電流検出器５は電流を電流検出抵抗１８により電圧に変換し、ダイオード１９及び２０によって整流し、コンデンサ２１により平滑することにより、放電灯４に流れた電流のピーク値を平均化した電圧信号として、分圧抵抗２２及び２３により分圧したのち動作信号発生器６に供給する。
【００１０】
動作信号発生器６に電圧信号が入力されると、入力された電圧信号と基準電圧源２６から出力される基準電圧との差電圧に比例した電圧が誤差増幅器２７から出力され、電圧比較器２４に入力される。電圧比較器２４は入力された電圧と基準三角波発生器２５の出力電圧との比較を行い、上記した図２（ａ）の波形を出力する。図２において、（ｃ）は基準三角波発生器２５の出力波形と誤差増幅器２７から電圧比較器２４に入力される直流電圧の波形を示す。
【００１１】
たとえば、何らかの原因で放電灯４に流れる電流が減少すると、電流検出器５から出力される直流電圧は低下し、誤差増幅器２７に入力される電圧が低下する。誤差増幅器２７は反転増幅器なので、誤差増幅器２７に入力される電圧が低下すると誤差増幅器２７の出力電圧は反対に上昇する。従って、図２（ａ）に示す波形のＯＮ時間が増加し、同様に電圧制御回路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放電灯４に流れる電流を増やす。電流検出器５から出力される電圧と基準電圧源２６から出力される電圧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、放電灯４に流れる電流が一定に保たれる。何らかの原因で放電灯４に流れる電流が増加した場合も同様である。
【００１２】
動作異常検出器７にあるコンデンサ３９は、基準電圧源３３から出力される基準電圧を抵抗３６により電流制限され充電される。しかし電圧制御回路６がＯＮ信号を出力すると、ダイオード３１を通りコンデンサ３９は放電される。電圧制御回路６が正常に動作していると周期的にＯＮ信号を出力するため、コンデンサ３９の電圧は図２（ｄ）のようにノコギリ波となる。このノコギリ波のピーク電圧はダイオード３２を通りコンデンサ４０に印加されるため、コンデンサ４０の電圧は図２（ｄ）に示したＶｐのようにコンデンサ３９のピーク電圧を平滑した直流電圧となる。
【００１３】
電圧比較器４２はコンデンサ４０の電圧Ｖｐと、基準電圧源３４から出力される電圧Ｖｒｅｆを比較する。基準電圧源３４の電圧Ｖｒｅｆを、放電灯点灯装置が正常動作しているときのコンデンサ４０の電圧Ｖｐよりも高く、且つ基準電圧源３３の出力電圧より低く設定しておくと、放電灯点灯装置が正常動作時は電圧比較器４２の出力はＯＮとなり、トランジスタ４３はＯＦＦの状態になる。
【００１４】
例えば点灯回路３と放電灯４の間にあり両者を接続するためのコネクタにおいて、作業者の不注意等でコネクタ挿入が不完全となり、端子間に隙間が生じたためその隙間で放電を起こした場合、又は２次回路であるトランス１６の高圧端子やバラストコンデンサ１７の半田接続部に何らかの故障で微小のクラックが生じ、その微小クラック部分に高電圧がかかって放電が発生する場合、放電灯４に流れる電流が減少し電流検出器５の出力電圧が減少する。これらの波形を図３に示す。図３において、（ａ）は動作信号発生器６から出力される動作信号波形、（ｂ）はコンデンサ３９の電圧、及びコンデンサ４０の電圧Ｖｐ、及び基準電圧源３４の電圧Ｖｒｅｆである。動作信号発生器６に入力される電圧が低いと前記したとおり動作信号発生器６の出力は図３（ａ）に示す波形のＯＮ時間が増加し、同様に電圧制御回路２のＯＮ時間が増加、点灯回路３に印加される電圧が上昇、トランス１６の出力電圧が上昇する。このとき、コンデンサ４０の電圧Ｖｐは図３（ｂ）Ａ部のように低下する。トランス１６の出力電圧が上昇すると異常放電部分に印加される電圧も上昇し電流が増加するため、放電灯４に流れる電流が増加する。電流が増加すると結果として、動作信号発生器６の出力は図３（ａ）に示す波形のＯＮ時間が減少し、異常放電部分に印加される電圧も減少するため放電が弱まり放電灯４に流れる電流が減少する。この時Ｖｐは図３（ｂ）Ｂ部のように増加する。これらを繰り返すと放電灯４に流れる電流の変動が大きくなり、放電灯４は点滅を始める。
【００１５】
図３（ａ）に示す動作信号発生器６の出力がＯＦＦを維持すると、放電灯４が消灯する。この場合、動作異常検出器７にあるコンデンサ３９の電荷はダイオード３１から放電しないため、コンデンサ３９の電圧は図３（ｂ）のように基準電圧源３３と同じ電圧になる。従ってコンデンサ３９のピーク電圧になっているコンデンサ４０の電圧Ｖｐも基準電圧源３３と同じ電圧となり、電圧比較器４２に入力される。基準電圧源３４の電圧Ｖｒｅｆは前記設定にて基準電圧源３３より低い電圧となっているため、電圧比較器４２の出力はＯＦＦとなり、コンデンサ４１は、基準電圧源３５から出力される基準電圧を抵抗３８（例えば、この抵抗器を可変抵抗器とすることにより、時定数を可変としてもよい。）により電流制限され充電される。
【００１６】
放電灯４の点滅のうち、図３（ａ）のように消灯期間が一定時間維持されると、コンデンサ４１に充電された電圧にてトランジスタ４３がＯＮし、動作信号発生器６にある誤差増幅器２７のプラス側に入力される電圧がゼロとなり、動作信号発生器６の出力はＯＦＦを維持する。動作信号発生器６の出力がＯＦＦを維持すると点灯回路３に電圧が供給されないため、点灯回路３の動作が停止する。このとき動作異常検出器７のトランジスタ４３はＯＮを維持し、点灯回路３の動作停止は維持される。
【００１７】
このように、放電灯４以外に異常放電が発生すると、動作異常検出器７が異常を検出し、点灯回路３を動作停止させることが出来る。
【００１８】
動作信号発生器６が不安定に動作している場合、または放電灯４が点滅している場合も同様にして点灯回路３を動作停止させる。
【００１９】
以上説明したように、本発明の実施例によれば放電灯以外の２次回路にて異常放電が生じた場合、異常検出回路が働き放電灯点灯装置を停止させることができる装置を実現することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば放電灯点灯装置等の故障への対応が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明するための回路図である。
【図２】本発明の一実施例を説明するための動作説明図である。
【図３】本発明の一実施例を説明するための動作説明図である。
【符号の説明】
１・・・・・・直流電源
２・・・・・・電圧制御回路
３・・・・・・点灯回路
４・・・・・・放電灯
５・・・・・・電流検出器
６・・・・・・電圧制御回路の動作信号発生器
７・・・・・・動作信号発生器の動作異常検出器。

Claims

直流電源からの直流電圧をチョッピングして出力する電圧制御回路と、前記電圧制御回路からの出力電圧を入力して放電灯を点灯させるための放電灯点灯回路と、その出力に接続された放電灯と、前記放電灯に流れる電流値を検知してそこに流れる電流を所定値に維持するように前記電圧制御回路に対してＯＮ、ＯＦＦの動作信号を出力して前記放電灯点灯回路に帰還をかけるための第１の手段と、異常放電による前記放電灯の点滅状態において前記第１の手段の出力の所定時間以上のＯＦＦを検出して前記第１の手段の出力のＯＦＦを維持し前記電圧制御回路から前記放電灯点灯回路に電圧が供給されないようにして前記放電灯への電力供給を停止するための第２の手段とを有することを特徴とする放電灯点灯装置。
直流電源からの直流電圧をチョッピングして出力する電圧制御回路と、前記電圧制御回路からの出力電圧を入力して放電灯を点灯させるためのインバータ制御の放電灯点灯回路と、その出力に接続された放電灯と、前記放電灯に流れる電流値を検知してそこに流れる電流を所定値に維持するように前記電圧制御回路に対してＯＮ、ＯＦＦの動作信号を出力して前記放電灯点灯回路に帰還をかけるための第１の手段と、異常放電による前記放電灯の点滅状態において前記第１の手段の出力の所定時間以上のＯＦＦを検出して前記第１の手段の出力のＯＦＦを維持し前記電圧制御回路から前記放電灯点灯回路に電圧が供給されないようにして前記放電灯への電力供給を停止するための第２の手段とを有することを特徴とする放電灯点灯装置。
前記所定時間は時定数回路の時定数を可変とすることにより調整可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の放電灯点灯装置。