JPH05114492A - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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Publication number
JPH05114492A
JPH05114492A JP29756991A JP29756991A JPH05114492A JP H05114492 A JPH05114492 A JP H05114492A JP 29756991 A JP29756991 A JP 29756991A JP 29756991 A JP29756991 A JP 29756991A JP H05114492 A JPH05114492 A JP H05114492A
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JP
Japan
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transformer
discharge tube
lighting device
discharge lamp
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP29756991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuzo Oshima
修三 大島
Muneo Chiba
宗男 千葉
Motohiro Tanaka
基弘 田中
Kenji Abiko
賢治 安彦
Yasunori Sakurada
安範 桜田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Media Electronics Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Mizusawa Electronics Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Mizusawa Electronics Co Ltd filed Critical Hitachi Mizusawa Electronics Co Ltd
Priority to JP29756991A priority Critical patent/JPH05114492A/en
Publication of JPH05114492A publication Critical patent/JPH05114492A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a discharge lamp lighting device capable of being made thin, compact, lightweight and high efficient type, and ensuring high safety. CONSTITUTION:There are provided a high frequency circuit 36, a transformer 24 excited and driven with the circuit 36, and a discharge lamp lighting device fitted with a discharge lamp 38 to light upon receipt of high voltage from the transformer 24. In this case, a piezoelectric voltage conversion element is used for the transformer 24 and the primary side of the element is excited with the circuit 36. High voltage corresponding to a conversion ratio (n) [approximately equal to square root of (capacitance C1 across primary side terminals)/(capacitance C0 across secondary side terminals)] is thereby generated at the secondary side of the element for lighting the discharge lamp 38.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば蛍光灯などの放
電管の点灯装置に係り、特に薄型化、小型化、軽量化、
高効率化が可能で、安全性の高いトランスの構成に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lighting device for a discharge tube such as a fluorescent lamp.
The present invention relates to a highly safe transformer configuration that can achieve high efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、液晶技術が急速に進み、テレビ、
ワードプロセツサ、パーソナルコンピユータなどにおけ
る液晶デイスプレイの薄型化、小型化、軽量化、高効率
化、安全性などが今以上に要求されている。
2. Description of the Related Art Recently, liquid crystal technology has rapidly advanced,
Liquid crystal displays for word processors, personal computers, etc. are required to be thinner, smaller, lighter, more efficient, and safer than ever.

【0003】この液晶デイスプレイのバツクライトある
いは他の照明など多種多様にわたつて蛍光灯などの放電
管が使用されているが、この放電管の点灯装置は、高周
波点灯回路に電磁変換方式の高周波インバータトランス
を使用していた。
Discharge tubes such as fluorescent lamps have been used in a wide variety of liquid crystal display backlights or other lighting. In this discharge tube lighting device, a high-frequency inverter transformer of electromagnetic conversion type is used in a high-frequency lighting circuit. Was using.

【0004】図5は従来の放電管点灯装置の回路構成図
である。図中の1は入力端子、2はトランス6を励振お
よび駆動する発振器、3は高周波インバータトランス6
と保護素子7とを含むトランス回路、4は放電管、5は
接地を示す。
FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional discharge tube lighting device. In the figure, 1 is an input terminal, 2 is an oscillator for exciting and driving the transformer 6, and 3 is a high frequency inverter transformer 6.
A transformer circuit including a protection element 7 and 4 is a discharge tube, and 5 is a ground.

【0005】入力端子1からの直流入力電圧により、発
振器2が動作し、それによつてトランス6が励振されて
二次側に高圧が発生し、放電管4を点灯する。保護素子
7は、トランス6の異常時の温度上昇によつて動作し、
発煙、発火が生じないようにする素子である。
The DC input voltage from the input terminal 1 operates the oscillator 2, which excites the transformer 6 to generate a high voltage on the secondary side and light the discharge tube 4. The protection element 7 operates due to the temperature rise of the transformer 6 at the time of abnormality,
It is an element that prevents smoke and ignition.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところでこの高周波イ
ンバータトランスを使用すると、所定の絶縁耐圧を確保
するために必然的に前記トランス6の形状が大きくな
り、そのために装置の薄型化、小型化、軽量化にはおの
ずと限度がある。
By the way, when this high frequency inverter transformer is used, the size of the transformer 6 is inevitably increased in order to secure a predetermined withstand voltage, which makes the device thinner, smaller and lighter. There is a natural limit to conversion.

【0007】また高圧出力の過電圧、過電流による発
煙、発火の心配があり安全性の面で不十分である。この
ようなことが起こらないようにするためには、回路上あ
るいは構造上、例えば保護素子7のような特別な保護素
子を設ける必要があり、装置の薄型化、小型化、軽量化
などがさらに難しくなるとともに、コスト高を招来する
ことになる。
Further, there is a fear of smoking and ignition due to overvoltage and overcurrent of the high voltage output, which is insufficient in terms of safety. In order to prevent this from happening, it is necessary to provide a special protective element such as the protective element 7 in view of the circuit or structure, which further reduces the device thickness, size, and weight. It will be difficult and costly.

【0008】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、装置の薄型化、小型化、軽量化、高効率化
が可能で、安全性の高い放電管点灯装置を提供すること
にある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide a discharge tube lighting device which is thin, compact, lightweight and highly efficient, and which is highly safe. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、例えば発振器などの高周波回路と、その
高周波回路によつて励振、駆動されるトランスと、その
トランスから出力された高圧電圧によつて点灯する放電
管とを備えた放電管点灯装置を対象とするものである。
そして前記トランスに圧電電圧変換素子を使用し、その
圧電電圧変換素子の一次側を前記高周波回路により励振
し、圧電電圧変換素子の二次側に変換比n〔≒(一次端
子間静電容量C1 )/(二次端子間静電容量C0 )の平
方根〕に相当する高圧電圧を発生せしめて、前記放電管
を点灯するように構成したことを特徴とするものであ
る。
To achieve the above object, the present invention provides a high frequency circuit such as an oscillator, a transformer excited and driven by the high frequency circuit, and a high voltage output from the transformer. The present invention is intended for a discharge tube lighting device provided with a discharge tube that lights according to a voltage.
Then, a piezoelectric voltage conversion element is used for the transformer, the primary side of the piezoelectric voltage conversion element is excited by the high frequency circuit, and the conversion ratio n [≈ (primary terminal capacitance C 1 ) / (square root of electrostatic capacitance C 0 between secondary terminals)] is generated, and the discharge tube is lit.

【0010】[0010]

【作用】圧電電圧変換素子を使用したトランス(以下、
圧電トランスという)は容易に薄型化が可能であり、ま
た過電圧、過電流などによる発煙、発火などの心配がな
いから安全面で極めて有利であり、従来のように保護素
子を設ける必要もなく、コストの低減が図れる。
[Function] A transformer using a piezoelectric voltage conversion element (hereinafter,
(Piezoelectric transformer) can be easily thinned, and there is no concern about smoking or ignition due to overvoltage, overcurrent, etc., which is extremely advantageous in terms of safety, and there is no need to provide a protective element as in the past The cost can be reduced.

【0011】[0011]

【実施例】次に本発明の実施例を図とともに説明する。
図1は実施例に放電管点灯装置の回路構成図、図2はそ
の放電管点灯装置に使用する圧電トランスの斜視図であ
る。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
1 is a circuit configuration diagram of a discharge tube lighting device according to an embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of a piezoelectric transformer used in the discharge tube lighting device.

【0012】図1において35は入力端子、36は圧電
トランス24を励振および駆動する発振器を含む駆動回
路、37はその圧電トランス24を含む回路ブロツク、
38は放電管、39は帰還回路、40は接地を示す。
In FIG. 1, 35 is an input terminal, 36 is a drive circuit including an oscillator for exciting and driving the piezoelectric transformer 24, 37 is a circuit block including the piezoelectric transformer 24,
38 is a discharge tube, 39 is a feedback circuit, and 40 is a ground.

【0013】入力端子35からの直流入力電圧により、
発振器36で高周波を発生させ、回路ブロツク中の圧電
トランス24に印加する。この圧電トランス24では後
述のような特性で二次側に高圧出力が得られ、放電管3
8を点灯して持続放電がなされる。点灯後は放電管38
のインピーダンスが低下するが、この特性に合わせて圧
電トランス24も放電を持続することができる。この放
電持続時の動作周波数fを安定化させ、安定した点灯持
続を実現するため、圧電トランス24の側面41より一
部出力を検出して、前記帰還回路39を通し、発振器3
6に帰還する。
By the DC input voltage from the input terminal 35,
A high frequency is generated by the oscillator 36 and applied to the piezoelectric transformer 24 in the circuit block. With this piezoelectric transformer 24, a high voltage output is obtained on the secondary side with the characteristics described below, and the discharge tube 3
8 is turned on and a continuous discharge is made. After lighting, the discharge tube 38
However, the piezoelectric transformer 24 can also sustain discharge in accordance with this characteristic. In order to stabilize the operating frequency f at the time of this discharge continuation and realize a stable lighting continuity, a part of the output is detected from the side surface 41 of the piezoelectric transformer 24, and the feedback circuit 39 is passed through the oscillator 3
Return to 6.

【0014】前記の圧電トランス24は例えばチタン酸
バリウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ロ
シエル塩、PbZrO3 −PbTiO3 を含む三成分系
(PZT系)などの圧電材料で構成され、図2に示すよ
うに立方体をしており、それの上下面に電極25、26
が対向して被着され、またこの電極25、26とは離れ
た方の側面に電極27が被着されている。なお、この電
極27は、電極25、26から離れた上面あるいは下面
に被着する場合もある。そして端子28と29に高周波
電圧が印加されると、端子29と30から高圧出力が得
られるようになつている。
The piezoelectric transformer 24 is made of a piezoelectric material such as barium titanate, lithium tantalate, lithium niobate, rosier salt, and a three-component system (PZT system) containing PbZrO 3 -PbTiO 3 and is shown in FIG. It has a cubic shape as shown, and has electrodes 25, 26 on the upper and lower surfaces thereof.
Are opposed to each other, and an electrode 27 is adhered to a side surface of the side away from the electrodes 25 and 26. The electrode 27 may be attached to the upper surface or the lower surface apart from the electrodes 25 and 26. When a high frequency voltage is applied to the terminals 28 and 29, high voltage outputs are obtained from the terminals 29 and 30.

【0015】このような構成において、入力電圧を
i 、出力電圧をVo 、電極25,26(端子28,2
9)間の静電容量(一次側端子間静電容量)をCi 、電
極27,26(端子30,29)間の静電容量(二次側
端子間静電容量)をCo とし、入力電圧と出力電圧の変
換比をnとすると、次の式1の関係が成立する。
In such a structure, the input voltage is V i , the output voltage is V o , and the electrodes 25 and 26 (terminals 28 and 2).
9), the electrostatic capacitance between the terminals (primary side terminal electrostatic capacity) is C i , the electrostatic capacity between the electrodes 27, 26 (terminals 30, 29) (secondary side terminal electrostatic capacity) is C o , When the conversion ratio between the input voltage and the output voltage is n, the relationship of the following Expression 1 is established.

【0016】[0016]

【数1】 [Equation 1]

【0017】本発明は、従来の高周波インバータトラン
スの代わりに前述のような関係を有する圧電トランス2
4を図1に示す放電管点灯装置に使用したものである。
図3は、圧電トランス24の負荷RL に対する出力電圧
0 、入出力比である変換効率ηならびに圧電トランス
24を励振する周波数fとの関係を示す特性図である。
図中の実線は出力電圧V0 の特性曲線、二点鎖線は変換
効率ηの特性曲線、点線は周波数fの特性曲線である。
また点Aは放電開始時、点Bは放電持続時を示してい
る。
The present invention replaces the conventional high frequency inverter transformer with the piezoelectric transformer 2 having the above-described relationship.
4 is used in the discharge tube lighting device shown in FIG.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the output voltage V 0 with respect to the load R L of the piezoelectric transformer 24, the conversion efficiency η which is the input / output ratio, and the frequency f at which the piezoelectric transformer 24 is excited.
In the figure, the solid line is the characteristic curve of the output voltage V 0 , the two-dot chain line is the characteristic curve of the conversion efficiency η, and the dotted line is the characteristic curve of the frequency f.
Point A shows the start of discharge, and point B shows the continuous discharge.

【0018】図4は、放電管38の放電電流IL に対す
ると負荷RL および負荷に印加される電圧VL との関係
を示す特性図である。図中の実線は電圧VL の特性曲
線、点線は負荷RL の特性曲線である。また点Aは放電
開始時、点Bは放電持続時を示している。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the discharge current I L of the discharge tube 38 and the load R L and the voltage V L applied to the load. The solid line in the figure is the characteristic curve of the voltage V L , and the dotted line is the characteristic curve of the load R L. Point A shows the start of discharge, and point B shows the continuous discharge.

【0019】圧電トランス24の出力側に負荷である放
電管38が接続されて電圧が印加されると、図3に示す
ように出力電圧V0 は、点Aから点Bへと下がる。この
時電圧VL ならびに負荷RL は図4に示すように、それ
ぞれ点Aから点Bに下がる。
When the discharge tube 38, which is a load, is connected to the output side of the piezoelectric transformer 24 and a voltage is applied, the output voltage V 0 drops from the point A to the point B as shown in FIG. At this time, the voltage V L and the load R L drop from point A to point B, respectively, as shown in FIG.

【0020】また周波数fならびに変換効率ηも図3に
示すように矢印の方向に変化する。
The frequency f and the conversion efficiency η also change in the direction of the arrow as shown in FIG.

【0021】これら図3ならびに図4に示すように、圧
電トランス24と放電管38の特性がほぼ合致している
ことを利用して、本発明では放電管の点灯装置に圧電ト
ランスを使用したものである。
As shown in FIGS. 3 and 4, the characteristics of the piezoelectric transformer 24 and the discharge tube 38 substantially match each other, so that the present invention uses the piezoelectric transformer for the lighting device of the discharge tube. Is.

【0022】[0022]

【発明の効果】圧電電圧変換素子を使用したトランスは
容易に薄型化が可能であり、また過電圧、過電流などに
よる発煙、発火などの心配がないから安全面で極めて有
利であり、従来のように保護素子を設ける必要もなく、
コストの低減も図れる。
EFFECTS OF THE INVENTION A transformer using a piezoelectric voltage conversion element can be easily thinned, and there is no fear of smoking or ignition due to overvoltage or overcurrent, which is extremely advantageous in terms of safety. There is no need to provide a protective element on the
The cost can be reduced.

【0023】したがって薄型化、小型化、軽量化、高効
率化が可能で、安全性の高い放電管点灯装置を提供する
ことができる。
Therefore, it is possible to provide a highly safe discharge tube lighting device which can be made thin, compact, lightweight and highly efficient.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係る放電管点灯装置の回路構
成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a discharge tube lighting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】その放電管点灯装置に使用する圧電トランスの
斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a piezoelectric transformer used in the discharge tube lighting device.

【図3】圧電トランスの負荷RL に対する出力電圧
0 、変換効率ηならびに圧電トランスを励振する周波
数fとの関係を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between an output voltage V 0 with respect to a load R L of the piezoelectric transformer, a conversion efficiency η, and a frequency f for exciting the piezoelectric transformer.

【図4】放電管の放電電流IL に対すると負荷RL およ
び負荷に印加される電圧VL との関係を示す特性図であ
る。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a discharge current I L of a discharge tube and a load R L and a voltage V L applied to the load.

【図5】従来の放電管点灯装置の回路構成図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a conventional discharge tube lighting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

24 圧電トランス 27〜30 端子 35 入力端子 36 発振器を含む駆動回路 37 回路ブロツク 38 放電管 39 帰還回路 40 接地 24 Piezoelectric Transformer 27-30 Terminal 35 Input Terminal 36 Drive Circuit Including Oscillator 37 Circuit Block 38 Discharge Tube 39 Feedback Circuit 40 Ground

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安彦 賢治 岩手県水沢市真城字北野1番地 株式会社 日立水沢エレクトロニクス内 (72)発明者 桜田 安範 岩手県水沢市真城字北野1番地 株式会社 日立水沢エレクトロニクス内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kenji Yasuhiko Kitano, Mizushiro-shi, Iwate Prefecture No. 1 Kitano, Hitachi Mizusawa Electronics Co., Ltd. Mizusawa Electronics

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高周波回路と、その高周波回路によつて
励振、駆動されるトランスと、そのトランスから出力さ
れた高圧電圧によつて点灯する放電管とを備えた放電管
点灯装置において、 前記トランスに圧電電圧変換素子を使用し、その圧電電
圧変換素子の一次側を前記高周波回路により励振し、圧
電電圧変換素子の二次側に変換比n〔≒(一次端子間静
電容量C1 )/(二次端子間静電容量C0 )の平方根〕
に相当する高圧電圧を発生せしめて、前記放電管を点灯
するように構成したことを特徴とする放電管点灯装置。
1. A discharge tube lighting device comprising a high-frequency circuit, a transformer excited and driven by the high-frequency circuit, and a discharge tube lit by a high voltage output from the transformer, wherein the transformer comprises: A piezoelectric voltage conversion element is used for the piezoelectric voltage conversion element, the primary side of the piezoelectric voltage conversion element is excited by the high frequency circuit, and the conversion ratio n [≈ (capacitance between primary terminals C 1 ) / (Square Root of Capacitance between Secondary Terminals C 0 )]
A discharge tube lighting device, characterized in that a high voltage corresponding to is generated to light the discharge tube.
【請求項2】 請求項1記載において、前記圧電電圧変
換素子からの出力を一部検出して前記高周波回路に帰還
させて、放電管の放電持続時の周波数を安定化させる帰
還回路を設けたことを特徴とする放電管点灯装置。
2. The feedback circuit according to claim 1, wherein a part of the output from the piezoelectric voltage conversion element is detected and fed back to the high frequency circuit to stabilize the frequency of the discharge tube during continuous discharge. A discharge tube lighting device characterized by the above.
JP29756991A 1991-10-18 1991-10-18 Discharge lamp lighting device Pending JPH05114492A (en)

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