JP5333755B2 - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Description

本発明は、放電灯点灯装置に関し、特に、インバータトランスの二次巻線部の下方のプリント基板の部位に形成される検出用パターンによって放電灯の二次側負荷の半開放状態を検出する技術に関する。

テレビジョン、パーソナルコンピュータなどの電子機器に用いられる液晶ディスプレイ装置は液晶が非発光のため、バックライト装置のような照明装置を必要とする。このバックライト装置の光源には放電灯が用いられており、そのような放電灯として冷陰極蛍光管が一般に用いられている。近年、液晶ディスプレイ装置の大型化に伴い、液晶テレビジョン装置等の大型の液晶ディスプレイ装置では、高輝度の表示を必要とするため、バックライト装置の光源には複数本の冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）が用いられている。この複数本の冷陰極蛍光管を点灯させる放電灯点灯装置には、高電圧が必要であるため、インバータ回路のスイッチング部にて高周波電圧を発生させ、インバータトランスで昇圧して点灯に必要な高電圧を得て冷陰極蛍光管に印加している。

従来、放電灯点灯装置に用いられるインバータトランスは１出力型が一般的であり、１出力型の構造では、複数本の冷陰極蛍光管を点灯するために冷陰極蛍光管と同数のインバータトランスが必要となるため、大型の液晶ディスプレイ装置において、多数のインバータトランスを搭載する結果、バックライト装置が大型化してしまうという問題がある。このため、近年の放電灯点灯装置では、インバータトランスの二次巻線部の両端に２本の放電灯が接続され、２本の放電灯のそれぞれの一端に逆位相の交流電圧を加えることにより２本の放電灯を点灯する方式が採用されるようになってきている（例えば、特許文献１の図５参照）。

特許文献１の図５に開示されているような放電灯点灯装置においては、二次側負荷が開放状態にある場合に、放電灯に印加される電圧を検出して制御回路にフィードバックして、放電灯に過電圧が印加されないようにするための保護回路が一般的に設けられる。

図７は、従来の保護回路を設けた放電灯点灯装置の一例である放電灯点灯装置２００の回路構成を示す図である。図７に示す放電灯点灯装置２００は、制御回路２０２、制御回路２０２に接続されたフルブリッジ回路２０３、フルブリッジ回路２０３に接続されたインバータトランスＴ２０１を備えている。

放電灯点灯装置２００において、制御回路２０２（一つのＩＣにより構成されている）はフルブリッジ回路２０３を作動させ、フルブリッジ回路２０３はインバータトランスＴ２０１の一次側に駆動信号を送信し、インバータトランスＴ２０１は、その二次側の両端にそれぞれ接続された２本の放電灯（Ｌａ２０１，Ｌａ２０２）を駆動して、放電灯点灯装置を構成している。

インバータトランスＴ２０１は、リーケージ型のインバータトランスであり、一次巻線Ｗ２０１と二次巻線Ｗ２０２が設けられている。二次巻線Ｗ２０２用の２つの出力端子のそれぞれには、２本の放電灯（Ｌａ２０１，Ｌａ２０２）のそれぞれの一端が接続され、２本の放電灯（Ｌａ２０１，Ｌａ２０２）のそれぞれの他端は、ともにＧＮＤに接続されている（この例では、他端同士が互いに接続されるとともに、その接続点がＧＮＤに接続されている）。放電灯点灯装置２００は、インバータトランスＴ２０１の二次巻線Ｗ２０２用の２つの端子から２本の放電灯（Ｌａ２０１，Ｌａ２０２）の一端のそれぞれに逆位相の交流電圧が印加され、インバータトランスＴ２０１の一つの二次巻線Ｗ２０２で２本の放電灯（Ｌａ２０１，Ｌａ２０２）を駆動する構成となっている。

この二次巻線Ｗ２０２の両端のそれぞれには直列接続された２つのコンデンサ（Ｃ２０１、Ｃ２０２）の一端が接続され、他端はＧＮＤに接続されている。２つのコンデンサ（Ｃ２０１、Ｃ２０２）の中間点と制御回路２０２とはダイオードＤ２０１を介して接続されている。

フルブリッジ回路２０３は、直流電源からの直流電圧Ｖinを入力して、制御回路２０２からの駆動パルス信号により高周波電圧をインバータトランスＴ２０１の一次側に入力し、二次側で昇圧させる。そして、この昇圧された電圧を二次巻線Ｗ２０２に接続された２本の放電灯（Ｌａ２０１，Ｌａ２０２）に印加し、２本の放電灯（Ｌａ２０１，Ｌａ２０２）を放電、点灯させている。

図７に示すように、制御回路２０２は、三角波回路（発振回路）２１０、エラーアンプ回路２１１、ＰＷＭ回路２１２、及びロジック回路２１３を備えている。この制御回路２０２は、三角波回路２１０からの三角波出力をＰＷＭ回路２１２に入力して、２本の放電灯（Ｌａ２０１，Ｌａ２０２）のそれぞれに印加される交流電圧が分圧されてエラーアンプ回路２１１の反転入力部に入力されるようになっている。エラーアンプ回路２１１は、放電灯に応じた出力電圧をＰＷＭ回路２１２に出力し、ＰＷＭ回路２１２は、三角波出力とエラーアンプ回路２１１の出力電圧を比較してパルス信号をロジック回路２１３に出力する。ロジック回路２１３は、三角波回路２１０の出力パルス信号とＰＷＭ回路２１２からの出力パルス信号により、フルブリッジ回路２０３へ入力するゲート信号を供給する。

ロジック回路２１３のゲート信号によりフルブリッジ回路２０３が動作し、インバータトランスＴ２０１の一次側の一次巻線Ｗ２０１に交流電流を流して、二次巻線Ｗ２０２に昇圧された電圧を誘起させて２本の放電灯（Ｌａ２０１，Ｌａ２０２）を駆動する。

制御回路２０２には、放電灯の調光を行うためのバースト信号を供給するバースト回路(図示略)が設けられている。この回路からの出力は、バースト信号となり、この信号によって、放電灯の電流をフィードバック制御するエラーアンプの反転入力をプルアップさせ、トランスの一次側を非作動にして、放電灯を断続的に作動させて調光ができるようになっている。

また、インバータトランスＴ２０１の二次側の両端に接続された２つのコンデンサ（Ｃ２０１、Ｃ２０２）で分圧された信号が、それぞれ、ダイオードＤ２０１を介して制御回路２０２のエラーアンプ回路２１１及び過電圧保護回路(図示略)に供給される。インバータトランスＴ２０１の二次側負荷が半開放状態（２本の放電灯（Ｌａ２０１，Ｌａ２０２）のうちのどちらか１本の放電灯が抜けた開放状態）、あるいは、コネクタオープン（２本の放電灯（Ｌａ２０１，Ｌａ２０２）の両方がランプコネクタに未接続である開放状態）などの開放状態になった場合は、２つのコンデンサ（Ｃ２０１、Ｃ２０２）で分圧された信号の電圧値が上昇し、この電圧が制御回路２０２にフィードバックされることで、フルブリッジ回路２０３の作動が停止される。

特開２００５−１２１７６号公報（図５）

ここで、図７に示した放電灯点灯装置２００には、次のような問題があった。すなわち、放電灯点灯装置２００では、インバータトランスＴ２０１の二次側の開放状態を検出する方法として、インバータトランスＴ２０１の二次側の両端に設けられた２つのコンデンサ（Ｃ２０１、Ｃ２０２）により分圧された出力電圧のみを検出してフィードバック制御するようにしているため、放電灯点灯装置２００の動作制御上、半開放状態とコネクタオープンとの切り分けができない。また、複数の放電灯群のそれぞれがコネクタに接続される放電灯点灯装置においては、全開放状態（複数の放電灯群がそれぞれ接続されるコネクタのすべてが開放状態）も半開放状態あるいはコネクタオープンと切り分けできないため、放電灯点灯時の開放電圧をそれぞれの開放状態に応じた適切な電圧値に調整することができず、精度の高いフィードバック制御が困難であるという問題があった。

また、放電灯装置２００では、インバータトランスＴ２０１の二次側の両端のそれぞれに２つのコンデンサ（Ｃ２０１、Ｃ２０２）を設ける必要があり、これらのコンデンサには高い耐圧を要求される高圧コンデンサを用いる必要があるため、部品コストが高騰する要因となり、コストダウンが困難である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易で安価な回路構成でありながら二次側負荷の半開放状態時にその異常電圧を高い精度で検出して駆動制御が可能な放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）ボビンと、該ボビンの巻芯部の外周に巻回された一次巻線から構成される一次巻線部と、該ボビンの巻芯部の外周に巻回された二次巻線から構成される二次巻線部と、を備えるインバータトランスと、前記インバータトランスが搭載されるプリント基板と、該インバータトランスを所定の駆動周波数で駆動するブリッジ回路と、該ブリッジ回路の作動を制御する制御回路とを備え、前記インバータトランスの二次巻線部の両端に放電灯が接続され、該放電灯の両端に逆位相の交流電圧を加えることにより前記放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、前記インバータトランスの二次側負荷が半開放状態のときに誘起される異常電圧を検出して、該異常電圧に基づいた信号を前記制御回路にフィードバックすることにより、前記ブリッジ回路の作動を停止するように作用する検出用パターンを、前記インバータトランスの前記二次巻線部における交流電圧の中点電位部の近傍に配設される前記プリント基板の部位に形成したことを特徴とする放電灯点灯装置（請求項１）。

（２）（１）項に記載の放電灯点灯装置において、前記プリント基板に形成される前記検出用パターンは、前記インバータトランスの前記二次巻線部における巻芯軸方向の中央部近傍に形成されることを特徴とする放電灯点灯装置（請求項２）。

（３）（１）または（２）項に記載の放電灯点灯装置において、前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された三次巻線から構成される三次巻線部をさらに備え、前記インバータトランスの二次側負荷が全開放状態あるいは前記インバータトランスの二次側の一端がコネクタオープン状態のとき、前記三次巻線部によって異常電圧として検出し、該異常電圧に基づいた信号を前記制御回路にフィードバックすることにより、前記ブリッジ回路の作動を停止することを特徴とする放電灯点灯装置（請求項３）。

（４）（１）から（３）のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、前記放電灯は２本の直管によって構成されており、前記インバータトランスの前記二次巻線部の両端のそれぞれには、前記２本の直管のそれぞれの一端が接続され、前記２本の直管のそれぞれの他端は、ともにＧＮＤに接続されるか、または、ＧＮＤに接続されることなく互いに接続され、前記２本の直管のうちの１本が開放状態のときに、前記プリント基板に設けられた前記検出用パターンに誘起される異常電圧を検出し、該異常電圧に基づいた信号を前記制御回路にフィードバックすることにより、前記ブリッジ回路の作動を停止することを特徴とする放電灯点灯装置（請求項４）。

（５）（１）から（３）のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、前記放電灯は１本のＵ字管によって構成されており、前記インバータトランスの前記二次巻線部の両端のそれぞれには、前記１本のＵ字管の両端のそれぞれが接続され、前記１本のＵ字管の一端が開放状態のときに、前記プリント基板に設けられた前記検出用パターンに誘起される異常電圧を検出し、該異常電圧に基づいた信号を前記制御回路にフィードバックすることにより、前記ブリッジ回路の作動を停止することを特徴とする放電灯点灯装置（請求項５）。

本発明は、以上のように構成したことにより、簡易で安価な回路構成でありながら二次側負荷の半開放状態時にその異常電圧を高い精度で検出して駆動制御が可能な放電灯点灯装置を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態における放電灯点灯装置の概略の回路構成を示す図である。 図１に示す放電灯点灯装置に用いられるインバータトランスを示す上面図である。 図２に示すインバータトランスに用いられるボビンの構成を、詳細に示す上面図である。 （ａ）は、図２に示すインバータトランスがプリント基板に搭載された状態を示す側面図、（ｂ）は、図２に示すインバータトランスがプリント基板に搭載された状態を示す上面図である。 正常動作時において、図４に示す検出用パターンによって検出される電圧波形を示す図である。 一本の放電灯の抜けによる二次側負荷の半開放状態において、図４に検出用パターン１７によって検出される電圧波形を示す図である。 二次側負荷の全開放状態において、図４に示す検出用パターンによって検出される電圧波形を示す図である。 本発明の第２実施形態における放電灯点灯装置の概略の回路構成を示す図である。 従来の放電灯点灯装置の一例の概略の回路構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における放電灯点灯装置２０の概略の回路構成を示す図である。図１に示す放電灯点灯装置２０は、制御回路２２、制御回路２２に接続されたフルブリッジ回路２３、フルブリッジ回路２３に接続されたインバータトランスＴ１を備えている。

放電灯点灯装置２０は、例えば大型液晶ＴＶ用に好適な放電灯点灯装置またはその一部に相当するものであり、制御回路２２（一つのＩＣにより構成されている）はフルブリッジ回路２３の作動を制御し、フルブリッジ回路２３はインバータトランスＴ１の一次巻線Ｗ１に所定の駆動周波数を有する駆動信号を送信し、インバータトランスＴ１は、二次巻線Ｗ２に接続された２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）を駆動する。

本実施形態で用いられるインバータトランスＴ１は、その二次巻線部を構成する二次巻線Ｗ２用の２つの出力端子のそれぞれに、２本の直管から構成される放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）のそれぞれの一端が接続されており、２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）のそれぞれの他端は、ともにＧＮＤに接続されている（この例では、他端同士が互いに接続されるとともに、その接続点がＧＮＤに接続されている）。

制御回路２２は、図７に示した従来の放電灯点灯装置２００の制御回路２０２と同様な構成を有するため、詳細な図示および説明は省略する。

フルブリッジ回路２３は、直流電源からの電圧Ｖinを入力して、制御回路２２からの駆動パルス信号により、インバータトランスＴ１の一次巻線部を構成する一次巻線Ｗ１に高周波電圧を入力し、二次巻線Ｗ２で昇圧させる。そして、この昇圧された電圧を二次巻線Ｗ２に接続された２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）に印加し、２本の放電灯を放電、点灯させている。また、放電灯点灯装置２０には、インバータトランスＴ１の二次側にリーケージインダクタンスと容量による共振回路が構成されている。

放電灯点灯装置２０は、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｗ２用の２つの端子から２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）の一端のそれぞれに逆位相の交流電圧が印加され、インバータトランスＴ１の二次巻線Ｗ２で２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）を駆動する構成となっている。

ここで、本実施形態による放電灯点灯装置２０において、インバータトランスＴ１を用いて開放電圧を検出する回路の動作について説明する。インバータトランスＴ１には、二次巻線部と一定の間隔を設けて三次巻線部が配置されている。三次巻線部を構成する三次巻線Ｗ３の一端は、ＧＮＤに接続され、他端はダイオードＤ２１を介して制御回路２２に接続されている。

三次巻線Ｗ３の一端側に流れる電流は、検出抵抗Ｒ１により電圧に変換され、ダイオードＤ１を介して制御回路２２にフィードバックされる。インバータトランスＴ１の二次巻線部の両端のどちらかあるいは両方でランプ抜け、コネクタオープンなどによって開放状態となった場合は、インバータトランスＴ１の二次側に構成されたリーケージインダクタンスと容量による共振回路の共振特性が正常時に対して変化することにより発生する開放電圧が検出抵抗Ｒ１によって検出され、この開放電圧がダイオードＤ２１を介して制御回路２２にフィードバックされて、制御回路２２によって、インバータトランスＴ１の駆動電圧が一定の電圧になるように、フルブリッジ回路２３の動作が制御される。

また、放電灯点灯装置２０は、インバータトランスＴ１の二次巻線部における軸方向の中央部近傍に配設されるプリント基板の部位に検出用パターン１７が形成されている。放電灯点灯装置２０の二次側負荷が半開放状態（２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）のどちらか一方が開放状態）のときには、それに伴い誘起される異常電圧がこの検出用パターン１７によって検出されるものである。検出された異常電圧は、２つのダイオード（Ｄ２２，Ｄ２３）により構成される平滑回路２４を介して制御回路２２にフィードバックされ、異常電圧が所定の基準電圧値を超えたときに、制御回路２２によって、フルブリッジ回路２３の動作が停止される。

ここで、本実施形態によるインバータトランスＴ１の構成の詳細について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、放電灯点灯装置２０に用いられるインバータトランスＴ１を示す上面図、図３は、インバータトランスＴ１に用いられるボビン３の構成を詳細に示す上面図である。

図２に示すインバータトランスＴ１は、例えばＮｉ−Ｚｎ系フェライト材からなる２つのＵ型コア２Ａ、２Ｂと、例えば液晶ポリマー等の合成樹脂により矩形筒状に成形されたボビン３と、ボビン３の外周に巻回された一次巻線、二次巻線、および三次巻線からそれぞれ構成される一次巻線部４、二次巻線部５、および三次巻線部６を備えている。一次巻線部４、二次巻線部５、および三次巻線部６は、ボビン３の巻芯部１０の中心軸方向に沿って所定の間隔を空けて、この順番に並べて配設されている。

コア２Ａ、２Ｂは、それぞれの一方の脚２ａ、２ｂがボビン３の中央孔に挿入され、ボビン３の外側に配置される他方の脚２ａ’、２ｂ’とともに、コア２Ａ、２Ｂの対向面を突き合わせて接合することにより、一体のＵＵ型コア２を構成するものである。また、ボビン３には、一次巻線用入力端子１４、二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａ,１６ａ’、二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂ，１６ｂ’、三次巻線用出力端子１５がそれぞれ植設されている。

ボビン３は、図３に示すように、巻芯部１０を分割する複数のフランジを有しており、第１のフランジ１１ａと第２のフランジ１１ｂの間には、一次巻線部４が形成される第１の巻芯部１０ａが設けられ、第２のフランジ１１ｂと第３のフランジ１１ｃの間には、一次巻線部４と二次巻線部５との間の絶縁距離を形成する第１の空間溝部１２ａが設けられている。また、第３のフランジ１１ｃと第５のフランジ１１ｅの間には、二次巻線部５が形成される第２の巻芯部１０ｂが設けられ、第５のフランジ１１ｅと第６のフランジ１１ｆとの間には、二次巻線部５と三次巻線部６との間の絶縁距離を形成する第２の空間溝部１２ｂが、第６のフランジ１１ｆと第７のフランジ１１ｇの間には、三次巻線部６が形成される第３の巻芯部１０ｃが設けられている。さらに、第２の巻芯部１０ｂは、複数（図３では８個）の第４のフランジ１１ｄによって分割されており、二次巻線部５は分割巻きにて巻回される。

ボビン３の両端には、第１のフランジ１１ａによって仕切られた第１の端子台１３ａと第７のフランジ１１ｇによって仕切られた第２の端子台１３ｂが設けられている。さらに、ボビン３の、第２のフランジ１１ｂから第３のフランジ１１ｃにまたがる部分の一方の側面には第３の端子台１３ｃが、また、第５のフランジ１１ｅから第６のフランジ１１ｆにまたがる部分の第３の端子台１３ｃと同一の側面には、第４の端子台１３ｄが設けられている。

第１の端子台１３ａには一次巻線用入力端子１４が、第２の端子台１３ｂには三次巻線用出力端子１５が植設されており、第３の端子台１３ｃには、二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａ’と二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂ’が植設され、第４の端子台１３ｄには二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａと二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂが植設されている。一次巻線用入力端子１４と三次巻線用出力端子１５は、それぞれ、巻芯部１０の中心軸方向に延び、かつ、ボビン３の両端に配置されている。そして、二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａと二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂは、ボビン３の一方の側面から一次巻線用入力端子１４および三次巻線用出力端子１５の両方に対して直角方向に延び、二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａ’と二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂ’も、ボビン３の同一の側面から一次巻線用入力端子１４および三次巻線用出力端子１５の両方に対して直角方向に延びている。また、インバータトランスＴ１では、二次巻線部５と三次巻線部６との間および一次巻線部４と二次巻線部５との間は所定の距離をおいて離隔している。

次に、図４を参照して、プリント基板１９に設けられる検出用パターン１７の具体的な構成について説明する。図４（ａ）は、インバータトランスＴ１がプリント基板１９に搭載された状態を示す側面図、図４（ｂ）は、インバータトランスＴ１がプリント基板１９に搭載された状態を示す上面図である。

図４（ａ）および（ｂ）において、検出用パターン１７は、プリント基板１９上において、インバータトランスＴ１の二次巻線部５における巻芯軸方向の中央部近傍に形成され、検出用パターン１７から、配線パターン１８がインバータトランスＴ１の外側に向かって引き回されている。尚、インバータトランスＴ１は、ボビン３から下方に突出したボス２１がプリント基板１９に形成されたガイド孔に嵌めこまれることによって位置決めされ、一次巻線用入力端子１４と二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂと三次巻線用出力端子１５がプリント基板１９に形成された接続用パッドに半田付けされることによって固定される。

プリント基板１９に検出用パターン１７を設けることにより、前述したように二次側負荷が半開放状態（２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）のどちらか一方が開放状態）のときに、それに伴い誘起される異常電圧がこの検出用パターン１７によって検出され、検出された異常電圧が２つのダイオード（Ｄ２２，Ｄ２３）により構成される平滑回路２４を介して制御回路２２にフィードバックされ、異常電圧が所定の基準電圧値を超えたときに、制御回路２２によって、フルブリッジ回路２３の動作が停止される。

次に、検出用パターン１７により検出される電圧の実測例について説明する。
図５ａは、正常動作時（インバータトランスＴ１の二次巻線部の両端に接続された２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）の両方がランプコネクタに正常に接続されている場合）において、検出用パターン１７によって検出される電圧波形を示し、図５ｂは、放電灯Ｌａ２１の抜けによる二次側負荷の半開放状態（放電灯Ｌａ２１のみがランプコネクタに接続されていない場合）において、検出用パターン１７によって検出される電圧波形を示し、図５ｃは、二次側負荷の全開放状態（２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）の両方がランプコネクタに接続されていない場合）において、検出用パターン１７によって検出される電圧波形を示している。

図５ａに示すように、正常動作時には、検出用パターン１７によって検出される電圧は約３Ｖ程度（実効値）と低い値となっている。これは、本実施形態による放電灯装置２０においては、二次巻線Ｗ２用の２つの端子のそれぞれに出力される交流電圧がお互いに逆位相となっているため、２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）の両方がランプコネクタに正常に接続されている場合、二次巻線部５の中央部近傍では、それぞれの電圧が打ち消しあい、検出用パターン１７に電圧が誘起されないためである。

これに対して、図５ｂに示すように、放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）のどちらか一方が抜けた半開放状態（この例では、放電灯Ｌａ２１が抜けた半開放状態）の場合、検出用パターン１７によって検出される電圧は、４０Ｖ（実効値）を超える非常に高い電圧値となっている。これは、２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）のどちらか一方が抜けた半開放状態の場合、二次巻線Ｗ２の２つの端子間の出力バランスがくずれるため、二次巻線Ｗ２用の２つの端子の一方端（放電灯が開放状態になっている端子）には正常よりも大きな交流電圧が発生する一方、他端（放電灯が開放状態でなっていない端子）にはほとんど電圧が発生しないため、二次巻線部５の中央部近傍において、それぞれの電圧が打ち消しあうことが無く、開放状態による大きな異常電圧が検出用パターン１７に誘起されるためである。

一方、図５ｃに示すように、二次側負荷の全開放状態では、検出用パターン１７によって検出される電圧は、正常時と同様に、約４Ｖ程度（実効値）と低い値となっている。これは、２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）の両方がランプコネクタに接続されていないため、二次巻線Ｗ２用の２つの端子の両端には正常動作時よりも高い電圧が発生するものの、正常動作時と同様に、二次巻線Ｗ２用の２つの端子のそれぞれに出力される交流電圧がお互いに逆位相となっているため、二次巻線部５の中央部近傍でそれぞれの電圧が打ち消しあい、結果として、二次側負荷の開放状態による異常電圧が検出用パターン１７に誘起されないためである。

このように、本実施形態における放電灯点灯装置２０においては、プリント基板１９上において、インバータトランスＴ１の二次巻線部５における巻芯軸方向の中央部近傍に検出用パターン１７を設けたことにより、半開放状態（２本の放電灯（Ｌａ２１，Ｌａ２２）のどちらか一方が開放状態）のときに、それに伴い誘起される異常電圧を検出用パターン１７によって検出して、制御回路２２にフィードバックし、フルブリッジ回路２３の動作が停止するものである。

放電灯点灯装置２０において、三次巻線Ｗ３による二次側の電流検出では、インバータトランスＴ１の二次側負荷の何らかの開放状態を検出することはできるものの、コネクタオープン、半開放状態、全開放状態のそれぞれの区別ができないため、放電灯点灯装置の動作制御上、半開放状態と全開放状態との切り分けができず、放電灯の点灯時の開放電圧をそれぞれの開放状態に応じた適切な電圧値に調整することはできない。しかし、プリント基板１９上において、インバータトランスＴ１の二次巻線部５における巻芯軸方向の中央部近傍に検出用パターン１７を設けたことによって、半開放状態のときに誘起される異常電圧を検出用パターン１７により検出し、放電灯点灯装置２０の動作をフィードバック制御することが可能となるため、半開放状態とコネクタオープン、全開放状態との切り分けができ、放電灯点灯時の開放電圧をそれぞれの開放状態に応じた適切な電圧値に調整することができる。

ここで、放電灯点灯装置２０における検出用パターン１７は、プリント基板１９上に他の配線パターンを形成する工程と同時にパターンとして追加するだけでよく、プリント基板１９のサイズは従来と同等でよい上、インバータトランスＴ１も従来と同じものを用いることができるため、新たな部品あるいは新たな作業工程を追加する必要はない。また、放電灯点灯装置２０では、従来の放電灯点灯装置２００とは異なり、インバータトランスＴ１の二次巻線部の両端のそれぞれに２つのコンデンサＣ２０１、Ｃ２０２を設ける必要がないため、部品コストおよび作業工数を低減することができる。

検出用パターン１７は、基板製作時に他の配線パターンと一緒にプリント基板１９に形成されるため、位置精度が高く、また、インバータトランスＴ１はボビン３の下方部に突出したボス２１がプリント基板１９に形成されたガイド孔に嵌め込まれることによって位置決めされるため、インバータトランスＴ１と検出用パターン１７との間の寸法精度が高い。これによって、検出用パターン１７は、高い検出精度でもって異常電圧を検出することができる。このように、本実施形態による放電灯点灯装置２０は、簡易で安価な構造でありながら、二次側負荷の半開放状態時にその異常電圧を高い精度で検出して駆動制御が可能な放電灯点灯装置を提供することができる。

尚、本実施形態による放電灯点灯装置２０では、プリント基板１９における検出用パターン１７の形成位置を、インバータトランスＴ１の二次巻線部５における巻芯軸方向の中央部近傍としたが、この位置に限定されるものではなく、二次巻線部５における交流電圧の中点電位部の近傍であればよい。例えば、二次巻線Ｗ２の巻線状態が二次巻線部５の各セクションへの均等巻きではない場合などは、二次巻線部５における交流電圧の中点電位部が二次巻線部５における巻芯軸方向の中央部とは一致しないため、その場合は、二次巻線Ｗ２における交流電圧の中点電位部となる箇所の下方部分近傍に位置するプリント基板１９の部位に検出用パターン１７を形成すればよい。

また、本実施形態による放電灯点灯装置２０では、プリント基板１９における検出用パターン１７の形成面は、図４に示すように、インバータトランスＴ１の実装面としたが、この面に限定されるものではなく、設計仕様により、プリント基板の内層面あるいは裏面（実装面ではない反対面）であってもよい。

尚、本実施形態における放電灯点灯装置２０において、インバータトランスＴ１の二次側負荷が全開放状態あるいはインバータトランスＴ１の二次側の一端がコネクタオープン状態のとき、三次巻線部６によって異常電圧として検出し、この異常電圧に基づいた信号を制御回路２２にフィードバックすることにより、ブリッジ回路２３の作動を停止することができる。但し、三次巻線部６は本発明の必須の構成要素ではなく、省略可能である。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態における放電灯点灯装置３０の概略の回路構成を示す図である。尚、以下の説明では、図６に示す放電灯点灯装置３０において、図１に示す放電灯点灯装置２０と同一または対応する構成要素には同一の符号を付して参照し、共通する部分の説明は適宜省略し、主として両者の相違点について説明する。

本実施形態における放電灯点灯装置３０は、そのインバータトランスＴ２が三次巻線を有しておらず、二次側の両端のそれぞれに、直列接続された２つのコンデンサ（Ｃ２１、Ｃ２２）の一端が接続される点で第１実施形態における放電灯点灯装置２０と相違するものである。直列接続された２つのコンデンサの他端は、ＧＮＤに接続されている。

放電灯点灯装置３０では、インバータトランスＴ２の二次巻線部の両端に接続された２つのコンデンサ（Ｃ２１、Ｃ２２）で分圧された信号が、それぞれ、ダイオードＤ２４を介して制御回路２２に供給され、インバータトランスＴ２の二次側負荷が半開放状態または全開放状態などの開放状態になった場合は、２つのコンデンサ（Ｃ２１、Ｃ２２）で分圧された信号の電圧値が上昇し、この電圧が制御回路２２にフィードバックされる。

放電灯点灯装置３０においても、第１実施形態における放電灯点灯装置２０におけるインバータトランスＴ１の三次巻線Ｗ３による二次側の電流検出と同様に、２つのコンデンサ（Ｃ２１、Ｃ２２）による電圧検出のみでは、半開放状態と全開放状態との切り分けはできない。しかし、放電灯点灯装置３０のプリント基板１９上において、インバータトランスＴ１の二次巻線部５における巻芯軸方向の中央部近傍に検出用パターン１７を設けたことによって、半開放状態のときに誘起される異常電圧を検出用パターン１７によって検出し、放電灯点灯装置３０の動作をフィードバック制御することが可能となるため、半開放状態と全開放状態との切り分けが可能となり、放電灯点灯時の開放電圧をそれぞれの開放状態に応じた適切な電圧値に調整することができる。

以上、本発明を好ましい実施形態によって説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で、例えば以下に記載したような、種々の変形や応用が可能である。

インバータトランスを構成するコア形状は、ＵＵ型に限定されるものではなく、ＣＩ型など、他のコア形状であってもよく、また、コア材質も、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトに限定されるものではなく、例えば、Ｍｎ−Ｚｎ系あるいはＭｎ−Ｚｎ系とＮｉ−Ｚｎ系フェライトの組み合わせなどが適用可能である。

また、放電灯点灯装置の回路構成は、実施形態の回路構成に限定されるものではなく、様々な構成が適用可能である。例えば、ブリッジ回路はハーフブリッジ回路であってもよく、または、プッシュプル回路であってもよい。

また、２本の直管により構成される放電灯は、一端がインバータトランスの二次巻線部の両端に接続される２本の放電灯のそれぞれの他端が、ＧＮＤに接続されることなく互いに接続されるものであってもよい。

インバータトランスの二次巻線部の両端に接続される放電灯の構成は、２本の直管による構成に限定されず、１本のＵ字管またはコ字管により構成され、インバータトランスの二次巻線部の両端のそれぞれに、Ｕ字管またはコ字管の両端のそれぞれが接続されるものであってもよい。この場合、インバータトランスの二次側負荷の半開放状態は、１本のＵ字管またはコ字管のいずれかの一端が開放状態の場合である。

２：ＵＵ型コア、２ａ，２ｂ，２ａ’，２ｂ’：脚、２Ａ，２Ｂ：Ｕ型コア、３：ボビン、４：一次巻線部、５：二次巻線部、６：三次巻線部、１０：巻芯部、１０ａ：第１の巻芯部、１０ｂ：第２の巻芯部、１０ｃ：第３の巻芯部、１１ａ：第１のフランジ、１１ｂ：第２のフランジ、１１ｃ：第３のフランジ、１１ｄ：第４のフランジ、１１ｅ：第５のフランジ、１１ｆ：第６のフランジ、１１ｇ：第７のフランジ、１２ａ：第１の空間溝部、１２ｂ：第２の空間溝部、１３ａ：第１の端子台、１３ｂ：第２の端子台、１３ｃ：第３の端子台、１３ｄ：第４の端子台１３ｄ、１４：一次巻線用入力端子、１５：三次巻線用出力端子１５、１６ａ，１６ａ’：二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）、１６ｂ，１６ｂ’：二次巻線用出力端子（パターン接続用）、１７：検出用パターン、１８：配線パターン、１９：プリント基板、２０，３０：放電灯点灯装置、２２：制御回路、２３：フルブリッジ回路、２４：平滑回路、Ｃ２１，Ｃ２２：コンデンサ、Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，Ｄ２４：ダイオード、Ｌａ２１，Ｌａ２２：放電灯、Ｒ１：検出抵抗、Ｔ１，Ｔ２：インバータトランス、Ｗ１：一次巻線、Ｗ２：二次巻線、Ｗ３：三次巻線

Claims (5)

1. ボビンと、該ボビンの巻芯部の外周に巻回された一次巻線から構成される一次巻線部と、該ボビンの巻芯部の外周に巻回された二次巻線から構成される二次巻線部と、を備えるインバータトランスと、前記インバータトランスが搭載されるプリント基板と、該インバータトランスを所定の駆動周波数で駆動するブリッジ回路と、該ブリッジ回路の作動を制御する制御回路とを備え、前記インバータトランスの二次巻線部の両端に放電灯が接続され、該放電灯の両端に逆位相の交流電圧を加えることにより前記放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、
   前記インバータトランスの二次側負荷が半開放状態のときに誘起される異常電圧を検出して、該異常電圧に基づいた信号を前記制御回路にフィードバックすることにより、前記ブリッジ回路の作動を停止するように作用する検出用パターンを、前記インバータトランスの前記二次巻線部における交流電圧の中点電位部の近傍に配設される前記プリント基板の部位に形成したことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 前記プリント基板に形成される前記検出用パターンは、前記インバータトランスの前記二次巻線部における巻芯軸方向の中央部近傍に形成され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. 前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された三次巻線から構成される三次巻線部をさらに備え、前記インバータトランスの二次側負荷が全開放状態あるいは前記インバータトランスの二次側の一端がコネクタオープン状態のとき、前記三次巻線部によって異常電圧として検出し、該異常電圧に基づいた信号を前記制御回路にフィードバックすることにより、前記ブリッジ回路の作動を停止す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。
4. 前記放電灯は２本の直管によって構成されており、前記インバータトランスの前記二次巻線部の両端のそれぞれには、前記２本の直管のそれぞれの一端が接続され、前記２本の直管のそれぞれの他端は、ともにＧＮＤに接続されるか、または、ＧＮＤに接続されることなく互いに接続され、前記２本の直管のうちの１本が開放状態のときに、前記プリント基板に設けられた前記検出用パターンに誘起される異常電圧を検出し、該異常電圧に基づいた信号を前記制御回路にフィードバックすることにより、前記ブリッジ回路の作動を停止することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
5. 前記放電灯は１本のＵ字管によって構成されており、前記インバータトランスの前記二次巻線部の両端のそれぞれには、前記１本のＵ字管の両端のそれぞれが接続され、前記１本のＵ字管の一端が開放状態のときに、前記プリント基板に設けられた前記検出用パターンに誘起される異常電圧を検出し、該異常電圧に基づいた信号を前記制御回路にフィードバックすることにより、前記ブリッジ回路の作動を停止することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。

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