JP4398180B2

JP4398180B2 - 放電灯駆動装置

Info

Publication number: JP4398180B2
Application number: JP2003169363A
Authority: JP
Inventors: 俊明司馬; 英治阿部
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2002-11-02
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-13
Also published as: JP2004207215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部電極式の放電灯を点灯させる放電灯駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パーソナルコンピュータやナビゲーションシステム等に使用される液晶表示装置のバックライト光源として用いる外部電極式の放電灯として図２に示す構造のものが知られている。この図２に示す放電灯１１は、密閉された放電空間を構成するバルブ１４の内面に蛍光体被膜１５を被着形成し、バルブ１４の一端に内部電極１６を封着し、バルブ１４の外周面には導電線を螺旋状に巻着して成る外部電極１７を設け、さらに短絡防止のための絶縁性を有する透光性樹脂製フィルム１８を巻着したものである。そして近年、水銀レスの要望から、バルブ１４の内部には、キセノンのような希ガスを放電媒体として封入している。
【０００３】
このような外面電極式の放電灯を点灯させるための放電灯駆動装置に関しては、例えば特開２００２−１９８１９２号公報、特開２００２−７５６８２号公報、特開２００２−８８８８号公報記載のものが存在する。これらの公報記載の発明のうち特開２００２−１９８１９２号公報記載のものを図１３〜図１９により説明する。
【０００４】
図１３に示される放電灯駆動装置において、トランス１０１の１次側には電源Ｖｃｃと、駆動信号回路１０２と、第１、第２のコンデンサ１０３、１０４と、第１、第２の抵抗成分を有する素子１０５、１０６及び第１、第２のスイッチング素子１０７、１０８とを備え、２次側には直管状のバルブ外面に導電線を管軸方向に沿って螺旋状に巻着して成る外部電極式の放電灯１０９を負荷として備えて構成されている。つまり、電源Ｖｃｃには第１のコンデンサ１０３と第２のコンデンサ１０４が直列に接続されており、第２のコンデンサ１０４の第１のコンデンサ１０３と接続されていない側は接地されている。また、電源Ｖｃｃには第１のスイッチング素子１０７が接続されると共に、第１、第２のスイッチング素子１０７、１０８は第１、第２の抵抗成分を有する素子１０５、１０６を介して直列に接続されている。第２のスイッチング素子１０８の第２の抵抗成分を有する素子１０６と接続されていない側は接地されている。第１のコンデンサ１０３と第２のコンデンサ１０４の接続点にはトランス１０１の１次巻線１１０の一方の端子が、第１の抵抗成分を有する素子１０５と第２の抵抗成分を有する素子１０６の接続点にはトランス１０１の１次巻線１１０の他方の端子が接続されている。駆動信号回路１０２は電源電圧Ｖｃｃを矩形波直流電圧に整形して２つの波形データを生成し、この波形を駆動信号ニ、ホに割り当てて出力し、駆動信号回路１０２より出力する駆動信号ニが第１のスイッチング素子１０７を動作させ、駆動信号ホが第２のスイッチング素子１０８を動作させるようにしている。
【０００５】
次に動作について図１４〜図１９を参照にして説明する。第１、第２のスイッチング素子１０７、１０８がオフ状態では、第１、第２のコンデンサ１０３、１０４には電源Ｖｃｃとグランド（接地）以外は何も接続されていない状態となり、等価回路は図１４に示すようになる。第１のコンデンサ１０３と第２のコンデンサ１０４が仮に同容量の場合、図１４中のＡ点の電位はＶｃｃ／２になり、これが点灯開始１サイクル目にトランス１０１の１次巻線１１０に印加される初期電圧となる。
【０００６】
点灯開始１サイクル目に第１のスイッチング素子１０７がオフ状態で、第２のスイッチング素子１０８がオン状態では、等価回路は図１５に示す状態となる。電流は第１のコンデンサ１０３、トランス１０１の１次巻線１１０、第２の抵抗成分を有する素子１０６の経路で流れ、結果的に第１のコンデンサ１０３が充電される。図１５中のＡ点の電位Ｖｃｃ／２から０（接地電位）に変化する。
【０００７】
点灯開始１サイクル目に第１のスイッチング素子１０７がオン状態で、第２のスイッチング素子１０８がオフ状態では、等価回路は図１６に示す状態となる。電流は、第１の抵抗成分を有する素子１０５、トランス１０１の１次巻線１１０、第２のコンデンサ１０４の経路で流れ、結果的に第２のコンデンサ１０４が充電される。図１６中のＡ点の電位は０からＶｃｃに変化する。
【０００８】
点灯開始２サイクル目以降に於いて、第１のスイッチング素子１０７がオフ状態で、第２のスイッチング素子１０８がオン状態では、等価回路及び動作は図１５と同様であるが、図１５中のＡ点の初期電位がＶｃｃであることが異なる。つまり、図１５中のＡ点の電位は、第１のコンデンサ１０３に充電されることによりＶｃｃから０に変化する。
【０００９】
点灯開始２サイクル目以降に於いて、第１のスイッチング素子１０７がオン状態で、第２のスイッチング素子１０８がオフ状態では、等価回路及び動作は図１６と同様である。
【００１０】
図１７の従来回路のタイミングチャート図に示すように、第１、第２のスイッチング素子１０７、１０８を交互にオン、オフすることで、トランス１０１の１次巻線１１０の電圧が矩形波に整形され、放電灯１０９に正負のランプ電流を供給し、放電灯１０９に矩形波電圧が継続的に印加され、出力効率の高い点灯が実現できる。尚、図１８に０．５％調光時の実波形を、図１９に２．０％調光時の実波形を示す。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−１９８１９２号公報
【００１２】
【特許文献２】
特開２００２−７５６８２号公報
【００１３】
【特許文献３】
特開２００２−８８８８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例であると、非点灯時のトランスの１次巻線側、つまりＡ点の印加電圧がＶｃｃ／２であり、この印加電圧Ｖｃｃ／２が点灯開始１サイクル目の第２のスイッチング素子がオンしたタイミングでのトランスの１次巻線初期印加電圧となるため、２サイクル目以降の初期印加電圧であるＶｃｃよりも低くなり、結果として点灯開始１サイクル目のランプ電流も低くなり（図１８及び図１９参照）、放電が安定せずちらつきやすい。つまり、ＰＷＭ調光時のオフからオンに切り替わる最初の１サイクル目で充分な電圧を印加できないため、ランプ電流が小さくなり、放電が安定せずちらつきやすい。
【００１５】
また、図１５に示すように、駆動信号ニ、ホが共にオフ状態になると第１、第２のコンデンサ１０３、１０４の自然放電が始まり、トランス１０１の１次巻線１１０の電圧は徐々に降下し、次の１サイクルの第１、第２のスイッチング素子１０７、１０８の電圧振幅が小さくなり、ランプ電流の低下を招き、駆動信号ニ、ホのオフ期間が長い低調光域での１サイクル目の点灯が不安定であるという問題点があった。そのため、１％程度の低い調光率まで安定して点灯できなかったという問題点があった。
【００１６】
同様のことは、図２２に示すように、トランスの１次巻線側に例えばトランスの発振検出を目的とする回路１５０等を直接接続すると、中点コンデンサ１０４から前記回路１５０へ極小ではあるが電流Ｉｂが流れてしまうため、トランス１０１の１次巻線１１０の電圧（Ｖ_C0）が低下した状態でトランス１０１の起動が開始する場合に発生する。この場合、トランス１０１の１次巻線１１０の電圧は、概ね数分でＧＮＤ電位まで降下してしまう。なお、電源回路方式によっては、電流Ｉｂの方向が図２２中とは逆の場合もあるが、本例では便宜上流入する回路を例に取り説明している。
【００１７】
このようにトランス１０１の１次巻線１１０の電圧が低下した状態でトランス１０１が起動すると、トランス駆動用の半導体スイッチング素子１０７に過大な電流が流れて、図２３のタイミングチャート、図２０、図２１のオシロスコープによる実波形に示すようにトランス１０１の１次巻線１１０に高いスパイク状の電圧１５１が発生する場合がある。尚、図２０はトランス１０１の起動初期だけ１次巻線１１０の発振が不安定な場合の実波形であり、図２１は不安定状態が継続している場合の実波形である。
【００１８】
このスパイク状の電圧１５１の影響で、図２０に示すように中点電圧（Ｖ_C0）が大きく変動し、最悪の場合には図２１に示すようにトランスの発振が不安定な状態を継続する恐れもある。そのため、ランプ１１に正常な矩形波電圧が印加されない期間はランプ光がちらつくことがある問題点があり、さらにスパイク状の電圧ノイズがトランス駆動用の半導体スイッチング素子１０７、１０８の耐圧以上になるとサージ破壊を招く恐れもある問題点があった。
【００１９】
一般的に、トランスの異常な発振に対応する目的で、トランスの１次巻線側にダンピング効果のある容量成分を持った素子群を具備する事例がある。しかしながら、図２の構造の外面電極式の放電灯であるキセノン蛍光ランプを高輝度で点灯させるためには、トランスの１次巻線の矩形波電圧の傾きを急峻にして、ランプ電流のピークを高くする必要がある。そのため、上記のような容量成分を持った素子群を１次巻線側に具備すると、電圧波形の傾きが鈍ることで輝度の低下を招いてしまうという別の技術的な課題が発生する。
【００２０】
そこで、本発明は上記従来技術の有する問題点を解決するために、オフ期間からオン期間に切り替わる点灯開始１サイクル目で充分な電圧を１次巻線に印加し、放電に充分なランプ電流を流すことにより、１％程度の低い調光率の場合でもちらつきのない安定点灯が可能な放電灯駆動装置を提供することを目的とする。
【００２１】
本発明はまた、容量成分を持った素子群を具備することなく、トランスの安定な起動と安定な発振の継続を実現し、しかもキセノン蛍光ランプを高輝度で点灯することが可能な放電灯駆動装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明のうち請求項１記載の発明は、トランスの２次巻線側に高周波矩形波ランプ電流を通電されて点灯する外部電極式の放電灯と、前記トランスの１次側で直列に接続された中点バイアス作成用の第１、第２のコンデンサと、前記トランスの１次巻線に電流を流すための第１、第２のスイッチング素子と、該スイッチング素子に夫々駆動信号を印加する制御回路とを備えた放電灯駆動装置において、前記第１、第２のコンデンサの間には前記トランスの１次巻線の一端側が接続され、前記第２のコンデンサが前記トランスの一次巻線と並列に接続されており、前記制御回路から前記駆動信号が前記スイッチング素子を介して前記トランスの１次巻線に印加される前に、前記第２のコンデンサに予備充電することで前記放電灯の点灯開始１サイクル目のランプ電流を第２サイクル目以降と同等値にするための充電回路を、前記トランスの１次巻線側に接続したものである。
【００２３】
請求項２記載の発明は、トランスの２次巻線側に高周波矩形波ランプ電流を通電されて点灯する外部電極式の放電灯と、前記トランスの１次側で直列に接続された中点バイアス作成用の第１、第２のコンデンサと、前記トランスの１次巻線に電流を流すための第１、第２のスイッチング素子と、該スイッチング素子に夫々駆動信号を印加する制御回路とを備えた放電灯駆動装置において、前記第１、第２のコンデンサの間には前記トランスの１次巻線の一端側が接続され、前記第２のコンデンサが前記トランスの一次巻線と並列に接続されており、前記制御回路から前記駆動信号が前記スイッチング素子を介して前記トランスの１次巻線に印加される前に、前記第１、第２のコンデンサの中点電圧を電源電圧Ｖｃｃに対して２Ｖｃｃ／１２〜１１Ｖｃｃ／１２の電圧に予備充電するための充電回路を、前記トランスの１次巻線側に接続したものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は本発明の１つの実施の形態における放電灯駆動装置の回路図、図２は放電灯を示す一部切欠正面図、図３は要部の動作を示す説明図、図４はタイミングチャートを示す図、図５は０．５％調光時の実波形を示す図、図６は２．０％調光時の実波形を示す図である。
【００２５】
まず、図１において、放電灯駆動装置は、トランス１の１次側には電源Ｖｃｃと、制御回路２と、第１、第２のコンデンサ３、４と、第１、第２の抵抗成分を有する素子５、６、第１、第２、第３のスイッチング素子７、８、９、定電流源１０とを備え、２次側には放電灯１１を負荷として備えて構成されている。具体的に説明すると、直流電源Ｖｃｃには第１、第２のコンデンサ３、４が直列に接続されており、第２のコンデンサ４の第１のコンデンサ３と接続されていない側は接地されている。また、直流電源Ｖｃｃには、トランス１の１次巻線１２の一方の端子が第１のコンデンサ３を介して接続されている。また、直流電源Ｖｃｃには第１のスイッチング素子７が接続されると共に、第１、第２のスイッチング素子７、８は第１、第２の抵抗成分を有する素子５、６を介して直列に接続されている。
【００２６】
制御回路２には電源電圧を矩形波直流電圧に整形して３つの波形データを生成し、この波形を駆動信号イ、ロ、コンデンサ充電信号ハに割り当てて出力し、この制御回路２より出力する駆動信号イが第１のスイッチング素子７を動作させ、駆動信号ロが第２のスイッチング素子８を動作させ、コンデンサ充電信号ハが第３のスイッチング素子９を動作させるようにしている。各信号イ、ロ、ハは、コンデンサ充電信号ハがオン状態からオフに切り替わった後、互いに位相の反転したパルス信号である駆動信号イ、ロが出力し、第１のスイッチング素子７と第２のスイッチング素子８を交互にオンオフするように制御構成されている。
【００２７】
第２のスイッチング素子８の第２の抵抗成分を有する素子６と接続されていない側は接地されている。第１の抵抗成分を有する素子５と第２の抵抗成分を有する素子６との間にはトランス１の１次巻線１２の他方の端子が接続されている。トランス１の１次巻線１２の他方の端子は、例えば特開２００２−７５６８２号公報記載のようにコイル、ダイオード、抵抗、抵抗成分を有する素子若しくはこれらを組み合わせて第１、第２のスイッチング素子７、８から矩形波直流電圧の駆動信号イ、ロを入力するように構成されているものであってもよい。電源Ｖｃｃとトランス１の１次巻線１２の一方の端子は、定電流源１０及び第３のスイッチング素子９を介装し、第１のコンデンサ３を跨いで接続されている。トランス１の２次巻線１３は外部電極式の放電灯１１と接続されている。
【００２８】
図２に示した放電灯１１は、密閉された放電空間を構成するバルブ１４の内面に蛍光体被膜１５を被着形成し、バルブ１４の一端に内部電極１６を封着し、バルブ１４の外周面には導電線を螺旋状に巻着して成る外部電極１７を設け、さらに短絡防止のための絶縁性を有する透光性樹脂製フィルム１８を巻着して形成されたものを用いる。尚、放電灯１１は図２に示される放電灯に限定せず、複数の電極の内、少なくとも１の電極がバルブ外面に設けられていればよい。また、放電灯１１が外面電極式のキセノン蛍光ランプである場合、バルブ１４の内部にはキセノンガスが封入される。
【００２９】
次に、上記構成の放電灯駆動装置の動作について説明する。本発明の放電灯駆動装置は、前述の通り点灯１サイクル目の不具合を解消するために創案されたものである。そこで、第１の実施の形態の放電灯駆動装置ではまず、点灯前の第１のスイッチング素子７及び第２のスイッチング素子８がオフ状態で、第３のスイッチング素子９がオン状態では等価回路は図３に示す状態になる。この状態では定電流源１０により第２のコンデンサ４が徐々に充電されていき、最終的に図３中のＡ点の電位はＶｃｃ（電源電位）となる。
【００３０】
点灯１サイクル目で第２のスイッチング素子８がオン状態で第１のスイッチング素子７がオフ状態では、等価回路は前記従来の技術の欄で説明した図１５に示す状態になる。Ａ点の電位は第１のコンデンサ３が充電されることによりＶｃｃから０（接地電位）に変化する。
【００３１】
制御回路２からの駆動信号イと駆動信号ロの出力により、前記従来の技術で述べた図１５と図１６に示される状態が交互に発生し、トランス１の１次巻線１２には交番電流が流れ、２次側にはトランス１の２次巻線１３と１次巻線１２の巻数比により昇圧された電圧が出力され、放電灯１１を矩形波電流で点灯させる。
【００３２】
図４は、各信号イ、ロ、ハ、トランス１の１次巻線電圧及びランプ電流の関係をタイミングチャートにした図である。駆動信号イ、ロのオフ期間に於いても、第２のスイッチング素子８がオン前に第３のスイッチング素子９がオン状態になるように構成されているため、第３のスイッチング素子９がオン状態中が充電期間となり、トランス１の１次巻線１２の電圧を昇圧させ、点灯開始１サイクル目の第２のスイッチング素子８がオンしたタイミングでのトランス１の１次巻線１２の初期印加電圧が、点灯２サイクル目以降と同等となりランプ電流の低下が改善され安定した点灯が可能となる。０．５％調光時の実波形を示す図５よりしても、充電期間にトランスの１次巻線電圧が昇圧していることが判かる。また、２．０％調光時の実波形を示す図６より点灯１サイクル目のランプ電流が点灯２サイクル目以降と同等値であることが判かる。
【００３３】
尚、短時間で第１、第２のコンデンサ３、４を充電すると、トランス１の２次側に接続された放電灯の印加電圧が変動し、ちらつき等の不安定点灯を誘発することがあるため、充電時間をトランス１の立上り時間よりも長く設定し、可能な限り時間をかけて充電するとちらつきのない安定した点灯をする。
【００３４】
図７に示される第２の実施の形態について説明する。本実施の形態では、電源Ｖｃｃとトランス１の１次巻線１２の一方の端子が、コンデンサ充電回路１９を介装し、第１のコンデンサ３を跨いで接続されている。コンデンサ充電回路１９は、スイッチング素子２０、２１と充電抵抗２２を備え、スイッチング素子２０は制御回路２のコンデンサ充電信号ハの印加により動作するように構成されている。詳しくは、電源Ｖｃｃは抵抗を介してｎｐｎトランジスタより成るスイッチング素子２０のコレクタ側と接続し、スイッチング素子２０のコレクタはｐｎｐトランジスタより成るスイッチング素子２１のベース側と接続し、スイッチング素子２１のコレクタ側は充電抵抗２２を介装してトランス１の１次巻線１２の一方の端子と接続している。スイッチング素子２０のベースはコンデンサ充電信号ハが印加可能に構成されている。他の構成は前述の図１に示される実施の形態と同様である。
【００３５】
図８に示される第３の実施の形態について説明する。本実施の形態では、放電灯駆動装置に２個のトランスを備えている。直列に接続された第３、第４のコンデンサ２３、２４が、第１、第２のコンデンサ３、４と並列に接続されている。電源Ｖｃｃとトランス１の１次巻線１２とトランス２５の１次巻線２６の一方の端子は、コンデンサ充電回路２７を介装し第１、第３のコンデンサ３、２３を跨いで接続されている。コンデンサ充電回路２７は、スイッチング素子２１のコレクタ側がダイオード２８と充電抵抗２９の直列回路を介装してトランス２５の１次巻線２６の一方の端子と接続され、また、ダイオード３０と充電抵抗３１の直列回路を前記ダイオード２８と充電抵抗２９の直列回路と並列にトランス１の１次巻線１２の一方の端子と接続されている。
【００３６】
このようにトランス数に対応した数のダイオードと充電抵抗の直列回路を設けると、複数の放電灯を一度に点灯することが可能になる。また、放電灯の特性に応じて充電抵抗の定数を最適値にすることで第１、第２のスイッチング素子７、８の電圧振幅を最適化することができる。
【００３７】
次に、本発明の第４の実施の形態の放電灯駆動装置について、図１、図４、図９〜図１２を用いて説明する。第４の実施の形態の放電灯駆動装置は、ランプ駆動用トランス１の１次巻線１２において、中点バイアス用コンデンサ３、４と接続された側の一端、もしくは他方のコイル、ダイオード、抵抗、抵抗成分を持った素子、もしくはそれらを組みわせた素子群５、６側の一端へ、半導体スイッチング素子７、８からの矩形波電圧が供給される以前に、予めトランス１の特性（Ｌ値、Ｒ値）に応じた最適な電流をコンデンサ４ヘ供給しておき、トランス１が起動する直前の１次巻線１２側の初期電圧Ｖ_T1を最適化することを特徴とする。この最適化のためのコンデンサへの充電電圧は、電源電圧Ｖｃｃに対して２Ｖｃｃ／１２〜１１Ｖｃｃ／１２の範囲である。
【００３８】
このように初期電圧Ｖ_T1を最適値にすることによって半導体スイッチング素子７→トランスの１次巻線１２→中点バイアス用コンデンサ４ヘ過大なスパイク状の電流が流れないため、図４のタイミングチャートに示すように、中点バイアス用コンデンサ４の電圧Ｖ_C1が乱れることなく、安定したトランス１の起動と安定な発振が継続して得られる上に、キセノン蛍光ランプである外部電極式の放電灯１１を高輝度で点灯することができる。
【００３９】
上述したように、図７は１個のトランス１の場合の構成例、図８は２個のトランス１、２５の場合の構成例を示しているが、これらに対してコンデンサ充電信号ハにより上述した範囲の充電電圧Ｖ_C1でコンデンサを充電することによって、安定したトランス１の起動と安定な発振が継続して得られる上に、キセノン蛍光ランプである外部電極式の放電灯１１を高輝度で点灯することができる。ちなみに、トランスがＮ個以上の場合は、ダイオードと充電抵抗を各Ｎ個増やすことで対応可能である。
【００４０】
図９は本実施の形態の放電灯駆動装置の入力電圧Ｖ_INの印加直後の実波形、図１０は従来回路の入力電圧Ｖ_INの印加直後の実波形、図１１は本実施の形態のトランス起動時の実波形、図１２は本実施の形態の安定点灯時の実波形を示したものである。
【００４１】
本実施の形態の放電灯駆動装置では、図１に示すように、従来の半導体スイッチング素子７、８からの矩形波電圧が供給される以前に、制御回路２から出力されるコンデンサ充電信号ハによって半導体スイッチング素子９がオンすることで、充電電流Ｉａが充電期間（図４中のｔ１）中、コンデンサ４へ供給されることを表している。概ね充電電流Ｉａがトランスの発振検出回路等の回路５０への漏れ電流Ｉｂと等しければ、電源投入時の電圧（Ｖｃｃ／２）が維持されトランス起動時の初期電圧が確保される。最適な初期電圧Ｖ_T1としては、概ね２Ｖｃｃ／１２〜１１Ｖｃｃ／１２の間の電圧値の範囲である。実際には図７、図８の回路中の充電電流を決める充電抵抗２２あるいは充電抵抗２９、３１の値を調整しながら、トランス１あるいはトランス１、２５の１次巻線１２あるいは１次巻線１２、２６に高いスパイク電圧が発生せず、トランスの安定な起動と安定な発振の継続が実現できる充電電流を決める抵抗値を決定する。
【００４２】
これにより、図４のタイミングチャートに示すように、充電電流Ｉａの効果で、トランス１の駆動が開始した時に、トランス１の１次巻線１２に安定な起動に最適な初期電圧Ｖ_T1が確保できることで、トランス１の安定な起動と安定な発振が可能となる。
【００４３】
さらに、短時間で中点コンデンサ３、４を充電した場合、トランス１に接続されたランプ１１の印加電圧が変動して、ちらつきなどの不安定な点灯を誘発する可能性があるため、充電時間ｔ１を長く設定し、可能な限りゆっくり充電すれば（ｔ１＞＞トランス１次巻線電圧の立ち上り時間）、ちらつきの無い安定した点灯が可能となる。
【００４４】
このように、第４の実施の形態の放電灯駆動装置では、容量成分を持った素子群を具備することなく、トランス１の安定な起動と安定な発振の継続が達成され、しかもトランス１の１次巻線１２の矩形波電圧の傾きが急峻なため、キセノン蛍光ランプを高輝度で点灯できる。さらに、トランス１の１次巻線１２にスパイク状の急峻な電圧の発生をなくすことができるため、トランス駆動用の半導体スイッチング素子７、８のサージ保護用に追加するツェナーダイオードなどの対策部品が削減できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第２のスイッチング素子がオン前に予備充電する構成であるので、点灯１サイクル目のランプ電流の低下を改善し、低調光率域での安定点灯を可能にするという効果がある。
【００４６】
また本発明によれば、容量成分を持った素子群を具備することなく、トランスの安定な起動と安定な発振の継続が達成でき、しかもトランスの１次巻線の矩形波電圧の傾きが急峻なため、キセノン蛍光ランプを高輝度で点灯できる。さらに、トランスの１次巻線にスパイク状の急峻な電圧の発生をなくすことができるため、トランス駆動用の半導体スイッチング素子のサージ保護用に追加するツェナーダイオードなどの対策部品が削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１、第４の実施の形態の放電灯駆動装置の回路図。
【図２】外部電極式の放電灯の一部切欠正面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態において、要部の動作を示す説明図。
【図４】本発明の第１、第４の実施の形態の放電灯駆動装置のタイミングチャート。
【図５】本発明の第１の実施の形態による０．５％調光時のランプ電流、トランス１次巻線電圧の実波形図。
【図６】本発明の第１の実施の形態による２．０％調光時のランプ電流、トランス１次巻線電圧の実波形図。
【図７】本発明の第１、第４の実施の形態の放電灯駆動装置であって、トランスが１台のものの要部を示す回路図。
【図８】本発明の第１、第４の実施の形態の放電灯駆動装置であって、トランスが複数台のものの要部を示す回路図。
【図９】本発明の第４の実施の形態における入力電圧印加直後の実波形（オシロスコープ出力）図。
【図１０】従来回路の入力電圧印加直後の実波形図（上記実施の形態でコンデンサ充電電圧０とした場合のもの）。
【図１１】本発明の第４の実施の形態におけるトランス起動時の実波形図。
【図１２】本発明の第４の実施の形態におけるランプ安定点灯時の実波形図。
【図１３】従来例の回路図である。
【図１４】要部の動作を示す説明図である。
【図１５】要部の動作を示す説明図である。
【図１６】要部の動作を示す説明図である。
【図１７】従来回路のタイミングチャート図である。
【図１８】従来回路の０．５％調光時の実波形を示す図である。
【図１９】従来回路の２．０％調光時の実波形を示す図である。
【図２０】従来回路のトランス起動時の実波形図。
【図２１】従来回路の不安定点灯時の実波形図。
【図２２】他の従来回路の回路図。
【図２３】他の従来回路のタイミングチャート。
【符号の説明】
１、２５トランス
Ｖｃｃ電源
２制御回路
３、４、２３、２４コンデンサ
７第１のスイッチング素子
８第２のスイッチング素子
１１放電灯
１２、２６１次巻線
１３、３２２次巻線
１９、２７充電回路

Claims

トランスの２次巻線側に高周波矩形波ランプ電流を通電されて点灯する外部電極式の放電灯と、前記トランスの１次側で直列に接続された中点バイアス作成用の第１、第２のコンデンサと、前記トランスの１次巻線に電流を流すための第１、第２のスイッチング素子と、該スイッチング素子に夫々駆動信号を印加する制御回路とを備えた放電灯駆動装置において、
前記第１、第２のコンデンサの間には前記トランスの１次巻線の一端側が接続され、前記第２のコンデンサが前記トランスの一次巻線と並列に接続されており、
前記制御回路から前記駆動信号が前記スイッチング素子を介して前記トランスの１次巻線に印加される前に、前記第２のコンデンサに予備充電することで前記放電灯の点灯開始１サイクル目のランプ電流を第２サイクル目以降と同等値にするための充電回路を、前記トランスの１次巻線側に接続したことを特徴とする放電灯駆動装置。
トランスの２次巻線側に高周波矩形波ランプ電流を通電されて点灯する外部電極式の放電灯と、前記トランスの１次側で直列に接続された中点バイアス作成用の第１、第２のコンデンサと、前記トランスの１次巻線に電流を流すための第１、第２のスイッチング素子と、該スイッチング素子に夫々駆動信号を印加する制御回路とを備えた放電灯駆動装置において、
前記第１、第２のコンデンサの間には前記トランスの１次巻線の一端側が接続され、前記第２のコンデンサが前記トランスの一次巻線と並列に接続されており、
前記制御回路から前記駆動信号が前記スイッチング素子を介して前記トランスの１次巻線に印加される前に、前記第１、第２のコンデンサの中点電圧を電源電圧Ｖｃｃに対して２Ｖｃｃ／１２〜１１Ｖｃｃ／１２の電圧に予備充電するための充電回路を、前記トランスの１次巻線側に接続したことを特徴とする放電灯駆動装置。