JPH0461799A

JPH0461799A - 放電灯点灯装置

Info

Publication number: JPH0461799A
Application number: JP16832290A
Authority: JP
Inventors: Osamu Miyata; 理宮田; Katsunori Kawano; 川野　勝憲; Yoji Oki; 庸次沖
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 1990-06-28
Filing date: 1990-06-28
Publication date: 1992-02-27
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JP2523396B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〕この発明は、例えば液晶表示装置等のバック照明に用い
られる熱陰極蛍光ランプなどの調光ｉｒ能な放電灯の点
灯装置に関するものである。

（従来の技術）ラップト・ツブパーソナルコンピュータ等の表示器に多
く用いられている液晶表示装置には、バック照明用の光
源として例えば熱陰極蛍光ランプか使用されている。こ
の熱陰極蛍光ランプは、通常表示輝度を調整する調光手
段を備えており、また始動時には予熱ヒータ（カソード
）に通電して予め予熱を施し、その後高圧の点灯電圧を
印加するようになワているため、スイッチ投入後一定期
間（１〜２ｓ＋：ｃ）高圧の点灯電圧の供給を停止させ
ている。

第３図は上記熱陰極蛍光ランプ等の放電灯を点灯させる
従来の放電灯点灯装置の回路構成を示すブロック図であ
る。図において、１はバッテリ等の主電源、２はＬＣ回
路等から成る発振回路で、正弦波の発振信号を出力する
。３は発光表示手段４に使用されている蛍光ランプ（放
電灯）の点灯電源（高圧電源）及びその予熱ヒータのヒ
ータ電源を含む駆動電源回路、５は上記蛍光ランプの始
動時に所定時間（予熱時間）高圧の点灯電圧の供給を停
止させるタイマ回路で、電源立上げ時（スイッチオン時
）から動作を開始する。６は蛍光ランプの輝度調整を行
うための調光回路で、前段に上記点灯電源の入力部に可
変可能な電源を供給させる電圧可変手段７が接続されて
いる。

８は蛍光ランプの始動時に所定時間（始動時間）始動電
圧（最大電圧）を供給させるキャンセル回路で、タイマ
回路５の動作終了後がら動作を開始する。なお、このキ
ャンセル回路８及び上記発振回路２．タイマ回路５の電
源は、共に主電源１がら供給される。

上記発光表示手段４に使用されている蛍光ランプは予熱
ヒータ（カッ〜ト）を有しており、電源立上げ時にこの
ヒータを通電して予熱させ、その後駆動電源回路３内の
点灯電源から高圧の点灯電圧を供給し、管内で放電させ
て点灯させている。

すなわち、高圧の点灯電源のみ、タイマ回路５により予
熱が終了するまで電圧供給を停止させている。

また、調光回路６の前段には電圧可変手段７が接続され
ており、例えばボリューム（可変抵抗）等で調節して上
記点灯電源の入力部に可変可能な電源を供給することで
蛍光ランプの調光制御を行っている。その際、蛍光ラン
プの低温始動性を高めるため、電源立上げ時にはキャン
セル回路８によりその可変可能な電源を例えば最大値（
Ｆｕｌ１発光）にしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような従来の放電灯点灯装置にあ
っては、ヒータ電源が故障している場合でも高圧の点灯
電圧が印加されてしまうため、ランプ寿命が短くなると
いう問題点があり、また、タイマ回路とキャンセル回路
は電源が共に主電源から供給され、各々関連しているの
で、キャンセル回路の設定時間はタイマ回路の動作時間
よりも長くなければならず、予熱時間と始動時間の個別
（単独）の条件設定ができないという問題点があった。

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、ランプ寿命が短くなるのを防止でき、また予熱時間
と始動時間の個別の条件設定が可能な放電灯点灯装置を
得ることを目的としている。

（課題を解決するための手段）この発明の放電灯点灯装置は、次のように構成したもの
である。

工、予熱ヒータを有した放電灯の点灯装置において、前
記放電灯の点灯電源及びその予熱ヒータを駆動するヒー
タ電源を有した駆動電源回路と、前記ヒータ電源が出力
さゎてから所定時間後に点灯電源を動作させるタイマ回
路と、その点灯電源の入力電圧を可変する調光用の電圧
可変手段と、放電灯の始動時に該放電灯に所定時間始動
電圧を供給させるキャンセル回路とを備え、前記タイマ
回路からの出力によりキャンセル回路を動作させるよう
にした。

ＩＴ　、前記Ｉの放電灯点灯装置において、点灯電源及
びヒ〜り電源は、インバータの出力トランスを用いた。

■、前記Ｈの放電灯点灯装置において、ヒータ電源の出
力トランスは、一次巻線、二次巻線及び制御用のフィー
ドバック巻線を有した第１のトランスと、その一次巻線
及び二次巻線と同仕様の一次巻線と二次巻線のみ有した
第２のトランスとを備え、該第２のトランスの出力から
タイマ回路の計測信号を供給するようにした。

■、前記工ないしｍ何れかの放電灯点灯装置において、
ヒータ電源の入力側に、放電灯の電極部に設けた温度ヒ
ユーズの直列回路を介装した。

（作用〕この発明の放電灯点灯装置においては、ヒータ電源が出
力されてからタイマ回路が動作し、このタイマ回路の出
力によりキャンセル回路か動作するので、ヒータ電源の
故障時に高圧の点灯電源が放電灯に供給されることはな
く、予熱時間と始動時間も個別に設定することができる
。

また、ヒータ電源にインバータの出力トランスを使用し
、この出力トランスをフィードバック巻線のある第１の
トランスとフィードバック巻線のない第２のトランスと
て構成し、その第２のトランスの出力からタイマ回路の
計測信号を供給することで、確実に予熱後に点灯電源が
供給され、さらにヒータ電源の入力側に、放電灯の電極
部に設けた温度ヒユーズを介装することで、放電灯の過
熱を防止することができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明に係る放電灯点灯装置の基本回路構成
を示す図である。図において、１はバッテリ等の主電源
、２は主電源１にスイッチＳＷを介して接続されたＬＣ
回路等から成る発振回路、３は蛍光ランプ等の放電灯の
点灯電源（高圧電源）及びその予熱ヒータ（カソード）
を駆動するヒータ電源を有した駆動電源回路、４はその
放電灯をバック照明などに用いた発光表示手段、１０は
上記ヒータ電源が出力されてから所定時間（予熱時間）
後に高圧の点灯電源を動作させるタイマ回路で、ヒータ
電源の出力を半波整流するダイオードＤＩ、抵抗Ｒ１と
コンデンサＣ１の充電回路、及び出力側のダイオードＤ
２から構成されている。１１は上記点灯電源の入力電圧
を可変する調光用の電圧可変手段１２と共に調光回路を
構成するスイッチング電源回路で、複数の人力部を有し
、第１の出力部（ＩＮＩ）にタイマ回路１０の出力電圧
か入力され、第２の人力部（ＩＮ２）に電圧可変手段１
２の出力電圧か抵抗Ｒ３を介して入力される。このスイ
ッチング電源回路１１の主要部は、発振回路、コンパレ
ータ回路、基準電源、フリップフロップ及び複数のゲー
トが一つの専用のＩＣチップ上に構成されたものとなっ
ており、また電圧可変手段１２は、例えばボリュームを
使用して出力電圧を手動で可変可能に構成されている。

１３はスイッチング電源回路１１の後段に設けられた平
滑回路で、スイッチン電源回路１１の出力により入力電
源のスイッチングを行うトランジスタＴｒｉなどのスイ
ッチング素子及びインダクタンス素子Ｌ１とコンデンサ
Ｃ３のＬＣ回路から構成されている。Ｒ４，Ｒ５は抵抗
、Ｄ５はダイオードである。１４は上記放電灯の始動時
に該放電灯に所定時間（始動時間）高圧の始動電圧を供
給させるキャンセル回路で、タイマ回路１０の出力によ
り動作する。このキャンセル回路１４は、抵抗Ｒ２とコ
ンデンサＣ２のＣＲ充電回路を有したタイマ回路として
構成されている。Ｄ３．Ｄ４はダイオードである。なお
、このキャンセル回路１４と電圧可変手段１２の電源は
、字滑回路１３から供給されている。

上記構成の回路において、発光表示手段４内の放電灯は
、従来と同様始動時に先ず予熱ヒータか定時間（タイマ
回路１０の設定時間）通電され、その間（１〜２ｓｅ、
、）高圧の点灯電圧の供給が停止１−されている。そし
て、予熱が終了すると、一定時間（キャンセル回路１４
の設定時間）全光点灯の高圧始動電圧か供給され、その
後通常の点灯電圧が供給される。

その際、第１図の回路では、駆動電源回路３内のヒータ
電源の出力かタイマ回路１０に入力されることにより、
該タイマ回路１０か動作し、またスイッチＳＷかオフ（
ＯＦＦ）時にコンデンサＣ１が放電するようになってい
るため、ヒータ電源か確実に動作してからタイマ回路１
０か動作する。このため、ヒータ電源が故障した場合に
おいても、予熱が終了する前に高圧の点灯電源か印加さ
れることはなく、放電灯のランプ寿命が短くなるのか防
止される。

また、タイマ回路１０の出力電圧、つまりＡ点の電圧は
スイッチング電源回路１１に人力されるか、Ａ点の電圧
かヒータ電源の立上りに伴って徐々に上昇し、所定電圧
（スイッチング電源回路１１内の基準電源の電圧て例え
ば５Ｖ）に達した時に該スイッチング電源回路１１か動
作を開始する。そして、このスイッチング電源回路１１
の出力により平滑回路１３内て主電源１のスイッチング
制御が行われ、また平滑されることで主電源１の出力電
圧のＤＣ−ＤＣ（直流−直流）変換が行われ、例えば１
２Ｖの電圧か１２Ｖから５Ｖまて可変制御される。この
平滑回路１３の出力は駆動電源回路３内の点灯電源の人
力部に供給され、この入力端子か可変されることでＤＣ
レベルでの放電灯のＤＣ調光（ＰＷＭ調光ではない）か
行われる。

方、キャンセル回路１４は、上述のようにスイッチＳＷ
のオフ時にコンデンサＣ２を放電させるタイマ回路とし
て構成されており、またＢ点（コンデンサＣ２と抵抗Ｒ
２の接続点）にタイオートＤ４のカソード側を接続し、
ダイオードＤ４のアノード側をスイッチング電源回路１
１の第２の人力部に接続している。そして、Ｂ点の電圧
が低い時はスイッチング電源回路１１の人力部り。

（低レベル）の信号を人力し、Ｂ点の電圧か徐々にｔ、
ｆｌ　Ｌ／て所定電圧に達した時に電圧可変手段１２の
出力信号を上記人力部に人力することて、電圧可変手段
１２の出力レベルに関係なく、スイッチング電源回路１
１及び平滑回路１３の動作開始と同時にキャンセル回路
１４か動作を開始し、一定期間（０，１〜Ｏ，Ｓ、ＰＣ
）の調光をキャンセルしている。すなわち、調光状態か
らの立上げをなくし、常にフル（全）発光状態からの立
上げをほぼ一定時間で行っており、低温時の起動＋′Ｆ
を調光の状態に関係なく確実にしている。

ここて、キャンセル回路１４は、上記のようにスイッチ
ング電源回路１１及び平滑回路！３の動作開始時から動
作し、タイマ回路１０とは切離されているのて、タイマ
回路１０とキャンセル回路１４の単独の時間設定、つま
り前述の予熱時間と始動時間の個別の条件設定か可能て
あり、Ｉｊいの影響を受けることなく、設定調整が極め
て容易なものとなる。

なお、上記電圧ＯＩ変丁段１２は、例えば３端子のボリ
ュームのセンタータップを出力端子とし、他の２端子の
一方を平滑回路１３の出力部に接続し、他方を抵抗を介
して接地した構成となっている。この抵抗は、出力電圧
レベルの下限値を設定″４−るためのものである。また
、この電圧可変手段１２の出力部に抵抗Ｒ３を直列接続
することで、例えばキャンセル回路１４の抵抗Ｒ２とコ
ンデンサＣ２による充電回路の時定数が変化するのを防
止している。すなわち、この抵抗Ｒ３は、スイッチング
電源回路１１の人力部（ＩＮ２）の人力インピーダンス
を高く１−るために使用しており、例えば抵抗Ｒ２，Ｒ
３の値は、Ｒ２＝Ｒ３＝１　ＯＫΩ〜４７にΩか望まし
い。また、上述の電圧可変手段１２のボリュームの値は
、抵抗Ｒ２，Ｒ３の値より子分に小さくして上記スイッ
チング電源回路１１の入力インビータンスに影響かてな
いようにすることか必要で、１゛記の抵抗Ｒ２，Ｒ３の
値に対して５にΩ程度にすることか望ましい。

第２図は上述の回路を応用して熱陰極蛍光ランプ用点灯
装置とした本発明の一実施例を示す回路図てあり、第１
図と同一符号は相当部分を示す。

−ト電源１は、例えば車載用の１２Ｖのバッテリで構成
されている。発振回路２は、駆動電源回路３の点灯電源
３ａとヒータ電源３ｂに対応して２系統設けられ、そわ
ぞれインダクタンス素子Ｌ２ａ、Ｌ２ｂとコンデンサＣ
４ａ、Ｃ４ｂのＬＣ回路及びインバータ２ａ、２ｂを備
えている。インバータ２ａは、トランジスタＴｒ２ａ。

Ｔｒ３ａ、＝ｆｆンデンサＣ５ａ及び抵抗Ｒ６ａ。

Ｒ７ａから構成され、同様にインバータ２ｂは、トラン
ジスタＴｒ２ｂ、Ｔｒ３ｂ、コンデンサＣ５ｂ及び抵抗
Ｒ６ｂ、Ｒ７ｂから構成されている。そして、これらの
インバータ２ａ、２ｂの出力トランスを用いて−Ｆ記点
灯電源３ａ及びヒータ電［３ｂが構成されている。なお
、Ｃ６は平滑用のコンデンサである。

駆動電源回路３は、上記のように高圧の点灯電源３ａと
ヒータ電源３ｂを有しており、それぞれ上述のインバー
タ２ａ、２ｂの出力トランスを用いて構成されている。

点灯電源３ａは、単一のトランスＴ１を有しており、一
次巻線及び二次巻線の他に制御用のフィードバック巻線
を備えている。ヒータ電源３ｂは、一次巻線、二次巻線
及び制御用のフィードバック巻線を有した第１のトラン
スＴ２と、その一次巻線及び二次巻線と同仕様の一次巻
線と二次巻線のみ有した第２のトランスＴ３とを備えて
おり、この第２のトランスＴ３の出力からタイマ回路１
０の計測信号を供給するようにしている。そして、点灯
電源３ａ及びヒータ電源３ｂの各二次巻線は、発光表示
手段４内の放電灯である熱陰極蛍光ランプＦＬＩ〜ＦＬ
４の電極にそれぞれ接続されている。

また、スイッチング電源回路１１は、主要部のスイッチ
ング電源１１ａか前述のようにＩＣ化されており、入力
部にインダクタンス素子Ｌ３とコンデンサＣ７のＬＣ回
路が設けられている。電圧検出手段１２は、面述のよう
にボリュームＶＲＩＯセンタータップか出力端子となっ
ており、このホリュームＶＲＩの一方端は抵抗Ｒ８を介
して平滑回路１３及びキャンセル回路１４に接続され、
他方端は抵抗Ｒ３を介して接地（ＧＮＤ）されている。

平滑回路１３は二段構成になっており、スイッチング用
の各トランジスタＴｒｌａ。

Ｔｒｌｂのベースか抵抗Ｒ４ａ、Ｒ４ｂを介してスイッ
チング電源回路１１の出力側と接続され、また各トラン
ジスタＴｒｌａ、Ｔｒｌｂのコレクターヘース間に抵抗
Ｒ５ａ、Ｒ５ｂが接続されている。さらに、各トランジ
スタＴｒｌａ。

Ｔｒｌｂの出力側に抵抗ＲＩＯとコンデンサＣ８のＲＣ
回路が接続され、一方のスイッチング回路の人力部には
コンデンサＣ９が接続されている。

なお、上記のヒータ電源３ｂの入力側（図の例では発振
回路２の前段）には、蛍光ランプＦＬＩ〜ＦＬ４の各電
極部に設けた温度ヒユーズＦ１〜Ｆ８の直列回路が介装
されている。

また、第２図中、Ｆ９は電源ヒユーズ、ＣＩＯ〜Ｃ２６
はコンデンサ、Ｒ１１〜Ｒ１４は抵抗、Ｐ１〜Ｐ１３は
コネクタ端子である。

上記第２図の回路では、ヒータ電源３ｂの出力電圧の検
出をフィードバック巻線のない第２のトランスＴ３の出
力により行っている。これは、例えば第１のトランスＴ
２が故障した時は、トランスＴ２とＴ３に接続されてい
る発振回路２の発振が停止し、トランスＴ２とＴ３の出
力はなくなる。また第２のトランスＴ３が故障した時は
、上記発振回路２の発振は第１のトランスＴ２が正常で
あれば継続されるが、第２のトランスＴ３か故障してい
るので該トランスＴ３の出力はない。したがって、第２
のトランスＴ３の出力を検出することで、トランスＴ２
とＴ３の両出力を検出することができるためである。

また、各温度ヒユーズＦ１〜Ｆ８は、蛍光ランプＦＬＩ
〜ＦＬ４の左右の各電極部（フィラメントの近傍）に配
置されている。これは−蛍光ランプＦＬＩ〜ＦＬ４の過
熱を防止し、火災を防ぐためである。すなわち、蛍光ラ
ンプＦＬＩ−ＦＬ４のフィラメントに塗布されているエ
ミッタ（電子放射性）物質は放電の時間経過と共に次第
に蒸発し、これがなくなるとフィラメントか過熱して周
囲の灯体及び点灯回路などに悪影響を及ぼし、火災が発
生する恐れがある。このため、上記エミッタ物質がなく
なった時点で蛍光ランプの寿命とし、温度ヒユーズＦ１
〜Ｆ８の設定温度（約１０２℃）で電源供給を停止して
いる。

その際、各温度ヒユーズＦ１〜Ｆ８はシリーズに結線し
ているので、何れの温度ヒユーズがオーブン状態となっ
てもヒータ電源３ｂが停止し、それに伴ってタイマ回路
１０の機能により高圧の点灯電源も強制的に停止される
。したがって、ヒータ側の電源部の消費電流の容量のみ
で温度ヒユーズＦ１〜Ｆ８の定格容量を決定でき、少な
い容量で設定することができる。

ここで、上述の実施例において、タイマ回路１０は、ダ
イオードＤ１とコンデンサＣ１によるヒータ電源３６の
動作検出機能と、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１による点灯
電源３ａの高圧駆動用タイマ機能とを兼ねているので、
部品点数の削減とコストの低下が図られている。また、
スイッチング電源回路１１に専用ＩＣを使用しているの
で、同様に部品点数か減少し、複数の蛍光ランプを多点
灯する場合でも一部部品の定数変更とヒータ電源３ｂの
トランスを増加させることで対応でき、最小限のコスト
で簡単に多数の蛍光ランプを点灯させることができる。

更に、ヒータ電源３ｂの故障時には、高圧電源の供給が
停止されるだけでなく、故障の判別もランプの点灯、不
点灯により容易に確認することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ヒータ電源が出力さ
れてからタイマ回路が動作するので、ヒータ電源の故障
時に高圧の点灯電源が放電灯に供給されることはなく、
ランプ寿命が短くなるのを防止でき、またタイマ回路の
出力によりキャンセル回路が動作するので、予熱時間を
始動時間の個別の条件設定かてきるという効果がある。

また、ヒータ電源にインバータの出力トランスを使用し
、このトランスを複数個に分けてフィードバック巻線の
ないトランスからタイマ回路の計測信号を得ることて、
確実にヒータ予熱が行われてから放電灯が点灯され、更
に、ヒータ電源の入力端に、放電灯の電極部に設けた温
度ヒユーズの直列回路を介装することで、小さな容量の
温度ヒユーズで放電灯の過熱を防止することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る放電灯点灯装置の基本回路構成
図、第２図は第１図の回路を応用して熱陰極蛍光ランプ
用点灯装置とした本発明の一実施例を示す回路図、第３
図は従来装置の回路構成を示すブロック図である。１・・・・・・主電源２・・・・・・発振回路２ａ　　２ｂ・・・・・・インバータ３・・・・・・駆動電源回路３ａ・・・・・・点灯電源３ｂ・・・・・・ヒータ電源４・・・・・・発光表示手段１０・・・・・・タイマ回路１１−−−−−−スイッチング電源回路１２・・・・・
・電圧可変手段１３・・・・・・平滑回路１４−−−−−・キャンセル回路ＦＬＩ〜Ｆ　Ｌ　４−・・・・・熱陰極蛍光ランプ（放
電灯）Ｔ２・・・・・・第１のトランスＴ　３−−−−−−第２のトランス

Claims

【特許請求の範囲】

（１）予熱ヒータを有した放電灯の点灯装置において、
前記放電灯の点灯電源及びその予熱ヒータを駆動するヒ
ータ電源を有した駆動電源回路と、前記ヒータ電源が出
力されてから所定時間後に点灯電源を動作させるタイマ
回路と、その点灯電源の入力電圧を可変する調光用の電
圧可変手段と、放電灯の始動時に該放電灯に所定時間始
動電圧を供給させるキャンセル回路とを備え、前記タイ
マ回路からの出力によりキャンセル回路を動作させるこ
とを特徴とする放電灯点灯装置。
（２）前記点灯電源及びヒータ電源は、インバータの出
力トランスを用いたことを特徴とする請求項１記載の放
電灯点灯装置。
（３）前記ヒータ電源の出力トランスは、一次巻線、二
次巻線及び制御用のフィードバック巻線を有した第１の
トランスと、その一次巻線及び二次巻線と同仕様の一次
巻線と二次巻線のみ有した第２のトランスとを備え、該
第２のトランスの出力からタイマ回路の計測信号を供給
することを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
（４）前記ヒータ電源の入力側に、放電灯の電極部に設
けた温度ヒューズの直列回路を介装したことを特徴とす
る請求項１ないし３何れか記載の放電灯点灯装置。