JPH0660986A - 蛍光ランプ用電源回路 - Google Patents
蛍光ランプ用電源回路Info
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 蛍光ランプのための効率が良く且つ小型の電
源回路を提供することを目的とする。 【構成】 蛍光放電ランプ用電力回路は、DC出力を発生
するための変換器を備える。電圧制御発振器は、変換器
からの出力によって駆動され、発振器は、ランプを駆動
するための高い電圧出力を与える。出力の周波数は、変
換器からの電圧の増減に伴って増減する。電流検出器
は、ランプを流れる電流を検出し、その電流によって変
換器の出力電圧を制御し、それによって、電圧を上げて
ランプを点灯し、その後、電圧を制御して所要の動作電
流を与える。
源回路を提供することを目的とする。 【構成】 蛍光放電ランプ用電力回路は、DC出力を発生
するための変換器を備える。電圧制御発振器は、変換器
からの出力によって駆動され、発振器は、ランプを駆動
するための高い電圧出力を与える。出力の周波数は、変
換器からの電圧の増減に伴って増減する。電流検出器
は、ランプを流れる電流を検出し、その電流によって変
換器の出力電圧を制御し、それによって、電圧を上げて
ランプを点灯し、その後、電圧を制御して所要の動作電
流を与える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蛍光ランプ用電源回路
に関し、特に任意形態の蛍光ランプ始動し、かつ駆動す
るために使用されるインバータに関するものである。
に関し、特に任意形態の蛍光ランプ始動し、かつ駆動す
るために使用されるインバータに関するものである。
【０００２】本発明は、特に、携帯用テレビ、携帯用コ
ンピュータ（ラップトップ型及びパームトップ型）、携
帯用ワードップロセッサなどに用いられる液晶表示パネ
ルのバックライトと冷陰極蛍光ランプを駆動する際に用
いられる。しかしながら、本発明は、このような冷陰極
蛍光ランプの駆動に限定されるものではなく、それらを
含む任意の蛍光ランプをも加熱電極で駆動するために使
用できる。さらに、本発明は、特に、このようなランプ
が通常１日24時間点灯したままである公共地区を照明す
る場合においても、エネルギー節約という観点からして
も非常に効率の良い電源回路を提供するものである。
ンピュータ（ラップトップ型及びパームトップ型）、携
帯用ワードップロセッサなどに用いられる液晶表示パネ
ルのバックライトと冷陰極蛍光ランプを駆動する際に用
いられる。しかしながら、本発明は、このような冷陰極
蛍光ランプの駆動に限定されるものではなく、それらを
含む任意の蛍光ランプをも加熱電極で駆動するために使
用できる。さらに、本発明は、特に、このようなランプ
が通常１日24時間点灯したままである公共地区を照明す
る場合においても、エネルギー節約という観点からして
も非常に効率の良い電源回路を提供するものである。
【０００３】
【従来の技術】一般に、ラップトップ型コンピュータの
ような装置の表示パネルは、幾つかの形態のバックライ
トを備えており、このバックライトの前面に液晶表示装
置が設けられている。このバックライトは、エレクトロ
ルミネセント・パネルでもよく、また、確実に点灯させ
るために適切なディフューザを有する多数の冷陰極蛍光
管であってもよい。一般的には、エレクトロルミネセン
ト・パネルには、長期的な信頼性に乏しいという問題が
あり、それ故、冷陰極蛍光ランプを使用するのが望まし
い。
ような装置の表示パネルは、幾つかの形態のバックライ
トを備えており、このバックライトの前面に液晶表示装
置が設けられている。このバックライトは、エレクトロ
ルミネセント・パネルでもよく、また、確実に点灯させ
るために適切なディフューザを有する多数の冷陰極蛍光
管であってもよい。一般的には、エレクトロルミネセン
ト・パネルには、長期的な信頼性に乏しいという問題が
あり、それ故、冷陰極蛍光ランプを使用するのが望まし
い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなランプ及びその電源回路においては、比較的効率が
良くないという問題があった。例えば、白黒表示のディ
スプレイを備えたノートブック型コンピュータにおいて
は、バックライトの駆動に必要な全エネルギーが、全エ
ネルギー消費量の3 分の1 から2 分の1 のオーダとなっ
ている。カラー表示ディスプレイを備えたノートブック
型コンピュータの場合には、この比率が、全エネルギー
消費量の2 分の1 から3 分の2 にも達している。従っ
て、小型でコンパクトなものまで、エネルギー消費量の
点で非常に効率の良い冷陰極蛍光ランプ用のインバータ
回路を設けることが非常に望ましい。この点からして、
効率もかなり重要なものである。なぜなら、このタイプ
の携帯装置は、通常、主電源又はバッテリパワーのいず
れから電力を引くかを選択できるように構成されている
からである。すなわち、装置がバッテリパワーで動作し
ている時に照明効率が高くない場合には、電力浪費によ
って、バッテリパワーの全動作時間が減じられ、再充電
が必要となる。
うなランプ及びその電源回路においては、比較的効率が
良くないという問題があった。例えば、白黒表示のディ
スプレイを備えたノートブック型コンピュータにおいて
は、バックライトの駆動に必要な全エネルギーが、全エ
ネルギー消費量の3 分の1 から2 分の1 のオーダとなっ
ている。カラー表示ディスプレイを備えたノートブック
型コンピュータの場合には、この比率が、全エネルギー
消費量の2 分の1 から3 分の2 にも達している。従っ
て、小型でコンパクトなものまで、エネルギー消費量の
点で非常に効率の良い冷陰極蛍光ランプ用のインバータ
回路を設けることが非常に望ましい。この点からして、
効率もかなり重要なものである。なぜなら、このタイプ
の携帯装置は、通常、主電源又はバッテリパワーのいず
れから電力を引くかを選択できるように構成されている
からである。すなわち、装置がバッテリパワーで動作し
ている時に照明効率が高くない場合には、電力浪費によ
って、バッテリパワーの全動作時間が減じられ、再充電
が必要となる。
【０００５】一般に、バックライトに給電するために用
いられるインバータ回路は、高周波導線の長さを最小に
するために、ディスプレイに近接して配置する必要があ
る。
いられるインバータ回路は、高周波導線の長さを最小に
するために、ディスプレイに近接して配置する必要があ
る。
【０００６】また、この高周波導線は、高周波放射を低
減し、かつ電気ショックの危険性を低減するために機械
的に保護され、且つ安全に絶縁されることが必要であ
る。従って、携帯用のラップトップ型コンピュータにお
いては、通常、インバータ回路を蝶番式のディスプレイ
内に配置しなければならない。
減し、かつ電気ショックの危険性を低減するために機械
的に保護され、且つ安全に絶縁されることが必要であ
る。従って、携帯用のラップトップ型コンピュータにお
いては、通常、インバータ回路を蝶番式のディスプレイ
内に配置しなければならない。
【０００７】この場合に使用される冷陰極蛍光ランプ
は、ランプ内のガスがイオン化してランプが点灯するた
めに、高い点弧電圧、例えば、1400 Vピークを必要とす
る。ランプは、点灯される前は、実質的に開路状態であ
るので高いインピーダンスを有する。しかし、一旦点灯
されれば、その抵抗が小さくなり、より低い電圧で動作
できるようになる。確実に電源回路が短絡しないように
するためには、動作電流を制限するためのコンデンサや
誘導子のような幾つかの形態の安定リアクタンスを備え
ることが必要である。リアクタンスにかかる電圧降下に
よって、実際にランプに負荷される電圧を、300 〜400
V rms のオーダとなる傾向にある標準動作電圧にまで低
減される。
は、ランプ内のガスがイオン化してランプが点灯するた
めに、高い点弧電圧、例えば、1400 Vピークを必要とす
る。ランプは、点灯される前は、実質的に開路状態であ
るので高いインピーダンスを有する。しかし、一旦点灯
されれば、その抵抗が小さくなり、より低い電圧で動作
できるようになる。確実に電源回路が短絡しないように
するためには、動作電流を制限するためのコンデンサや
誘導子のような幾つかの形態の安定リアクタンスを備え
ることが必要である。リアクタンスにかかる電圧降下に
よって、実際にランプに負荷される電圧を、300 〜400
V rms のオーダとなる傾向にある標準動作電圧にまで低
減される。
【０００８】全体の効率をかなり高くするためには、こ
のような電源回路を、高い周波数、例えば、20〜60 KHz
で動作することが望ましい。これは通常、最良の総体的
な折衷案である。なぜなら、蛍光ランプの効能は漸近線
的に増加して、周波数が高くなるにつれて最大に近づく
が、駆動回路の効率は、周波数の増加に伴い減少するか
らである。しかしながら、この種の周波数供給のための
従来の電気安定回路は、一般に、大きいコア及び／又は
巻数の多い比較的大型の変圧器を必要とする。
のような電源回路を、高い周波数、例えば、20〜60 KHz
で動作することが望ましい。これは通常、最良の総体的
な折衷案である。なぜなら、蛍光ランプの効能は漸近線
的に増加して、周波数が高くなるにつれて最大に近づく
が、駆動回路の効率は、周波数の増加に伴い減少するか
らである。しかしながら、この種の周波数供給のための
従来の電気安定回路は、一般に、大きいコア及び／又は
巻数の多い比較的大型の変圧器を必要とする。
【０００９】インバータ回路が、携帯用のラップトップ
型コンピュータの蝶番式ディスプレイに取り付けられる
場合には、この変圧器の寸法によって、インバータ回路
の厚さが規定される。
型コンピュータの蝶番式ディスプレイに取り付けられる
場合には、この変圧器の寸法によって、インバータ回路
の厚さが規定される。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】従って、
本発明は、これらの問題を解決し、蛍光ランプのための
効率が良く且つ小型の電源回路を提供することを目的と
する。
本発明は、これらの問題を解決し、蛍光ランプのための
効率が良く且つ小型の電源回路を提供することを目的と
する。
【００１１】本発明は、蛍光放電ランプのための電源回
路であって、直流（DC）出力を発生するための変換手段
と、該変換手段からの出力によって駆動される電圧制御
発振手段とを備え、該発振手段は、ランプを駆動するた
めの出力を与え、該出力の周波数は、前記変換手段から
の電圧の増減に伴い増減し、さらに、ランプを通過する
電流を検出し、該電流に従って前記変換手段の出力電圧
を制御して、電圧を増大してランプを点灯し、その後、
電圧を制御して所定の動作電流、すなわちランプが一旦
点灯した後、安定してランプが動作し続けるのに必要な
電流を与えるための電流検出手段を備える。
路であって、直流（DC）出力を発生するための変換手段
と、該変換手段からの出力によって駆動される電圧制御
発振手段とを備え、該発振手段は、ランプを駆動するた
めの出力を与え、該出力の周波数は、前記変換手段から
の電圧の増減に伴い増減し、さらに、ランプを通過する
電流を検出し、該電流に従って前記変換手段の出力電圧
を制御して、電圧を増大してランプを点灯し、その後、
電圧を制御して所定の動作電流、すなわちランプが一旦
点灯した後、安定してランプが動作し続けるのに必要な
電流を与えるための電流検出手段を備える。
【００１２】このように動作することによって、電流が
ゼロ又は低いレベルにある場合に、非常に高い周波数を
供給して放電管を点灯することができる。この場合、供
給効率は低いかもしれないが、放電管は非常に迅速に点
灯して放電し、標準電流が流れることとなる。その後、
電圧制御発振手段の周波数は、回路が最適効率で動作す
る標準動作周波数まで減じることができる。従って、低
効率動作期間は、最初のランプ点灯に限られる。また、
発振器出力が放電管を駆動するために、全く同一の変圧
器を使用することができる。この変圧器は、小型のもの
であり、ランプの通常の動作状態において効率の良いも
のとなる。
ゼロ又は低いレベルにある場合に、非常に高い周波数を
供給して放電管を点灯することができる。この場合、供
給効率は低いかもしれないが、放電管は非常に迅速に点
灯して放電し、標準電流が流れることとなる。その後、
電圧制御発振手段の周波数は、回路が最適効率で動作す
る標準動作周波数まで減じることができる。従って、低
効率動作期間は、最初のランプ点灯に限られる。また、
発振器出力が放電管を駆動するために、全く同一の変圧
器を使用することができる。この変圧器は、小型のもの
であり、ランプの通常の動作状態において効率の良いも
のとなる。
【００１３】また、放電管は、安定リアクタンスを必要
としないで直接駆動することができる。このため、ラン
プが点灯して高いインピーダンスから低いインピーダン
スに変化するとすぐに電流の流れを制限するように、電
流検出手段による変換手段のフィードバック及び制御を
迅速に行わなければならない。これによって、高い電流
によってランプが損傷しないことが確実となる。
としないで直接駆動することができる。このため、ラン
プが点灯して高いインピーダンスから低いインピーダン
スに変化するとすぐに電流の流れを制限するように、電
流検出手段による変換手段のフィードバック及び制御を
迅速に行わなければならない。これによって、高い電流
によってランプが損傷しないことが確実となる。
【００１４】変換手段は、電流検出手段からのフィード
バックによって調整されて、動作電流を実質的に一定に
保ち、ランプ動作の維持に必要なこの動作電流の僅かな
変化をも補償する。このように、電流が望ましい数値以
下の場合、直流出力は増加する傾向にあり、この逆もま
た同様である。また、ランプを流れる実際の動作電流
は、ランプの明るさを変えるためにユーザーにより調整
することができる。
バックによって調整されて、動作電流を実質的に一定に
保ち、ランプ動作の維持に必要なこの動作電流の僅かな
変化をも補償する。このように、電流が望ましい数値以
下の場合、直流出力は増加する傾向にあり、この逆もま
た同様である。また、ランプを流れる実際の動作電流
は、ランプの明るさを変えるためにユーザーにより調整
することができる。
【００１５】さらに、本発明は、蛍光放電ランプの動作
方法であって、変圧器の二次回路がランプに直結された
状態で一次回路を駆動する高周波高電圧電源によってラ
ンプが駆動され、一旦ランプが動作すると、電源は、ラ
ンプ電圧による実質的に一定の周波数範囲、例えば、30
〜70 KHz、より好ましくは30〜60 KHzの範囲内で動作
し、および、ランプを流れる電流をモニターし、ゼロ又
は低い電流が検出されると、発振器から供給される周波
数及び電圧を増大して、それにより、最初のランプの点
灯を確実ならしめるための電流検出手段が設けられてい
る。
方法であって、変圧器の二次回路がランプに直結された
状態で一次回路を駆動する高周波高電圧電源によってラ
ンプが駆動され、一旦ランプが動作すると、電源は、ラ
ンプ電圧による実質的に一定の周波数範囲、例えば、30
〜70 KHz、より好ましくは30〜60 KHzの範囲内で動作
し、および、ランプを流れる電流をモニターし、ゼロ又
は低い電流が検出されると、発振器から供給される周波
数及び電圧を増大して、それにより、最初のランプの点
灯を確実ならしめるための電流検出手段が設けられてい
る。
【００１６】ランプが二次回路を横切って直結されるの
で、安定リアクタンスはランプ内で直列では含まれな
い。
で、安定リアクタンスはランプ内で直列では含まれな
い。
【００１７】また、変圧器は、可変電圧可変周波数信号
によって駆動される電力増幅器の電力変圧器又は電源を
構成する発振器の一部であってもよい。
によって駆動される電力増幅器の電力変圧器又は電源を
構成する発振器の一部であってもよい。
【００１８】正弦波によって駆動されるいずれの形態の
変圧器においても、その大きさは、下記の式によって求
められる磁束鎖交総数によって制御される。
変圧器においても、その大きさは、下記の式によって求
められる磁束鎖交総数によって制御される。
【００１９】
【数１】
【００２０】式中、T は、高周波駆動電圧の周期、V
peakは、ピーク電圧、f は、周波数で、1/T に等しく、
N は、変圧器の全巻数、A は、変圧器コアの有効断面
積、B max は、最大許容磁束変位である。
peakは、ピーク電圧、f は、周波数で、1/T に等しく、
N は、変圧器の全巻数、A は、変圧器コアの有効断面
積、B max は、最大許容磁束変位である。
【００２１】特定のコア材料を用いて、特定の周波数で
高い電圧を発生させるためには、T,f, V およびB max
の値を固定し、積 N.Aの値を決定する。必要な巻数N
は、巻線ウィンドの面積を定め、面積A は、コアの断面
積を定める。これらは、双方とも、変圧器の寸法を定め
る。
高い電圧を発生させるためには、T,f, V およびB max
の値を固定し、積 N.Aの値を決定する。必要な巻数N
は、巻線ウィンドの面積を定め、面積A は、コアの断面
積を定める。これらは、双方とも、変圧器の寸法を定め
る。
【００２２】上記式からわかるように、積 N.A.B
max は、コアの寸法とコアの巻数とによって定められた
定数である。従って、このような変圧器を、ラップトッ
プ型コンピュータのディスプレイの外形に合致するよう
に小さくしたい場合には、N とA を小さくしなけらばな
らない。同様に、このような変圧器から蛍光管を駆動す
るのに十分な出力を得るためには、電圧を増大して、最
初にランプを点灯するのに十分な高い電圧を与えたい場
合、周波数を増加する必要がある。しかしながら、およ
そ60 KHz以上では、インバータ回路の動作効率が低下す
る。従って、このような条件下でインバータを連続的に
動作させることが望ましくないことは明らかである。し
かしながら、本発明は、最初の放電の際に発振回路の動
作周波数を劇的に増加することによって、この問題を解
決している。すなわち、この放電期間は、ランプの全動
作時間のうちの非常に僅かな期間にすぎないので、全体
の効率にはあまり影響しないからである。ランプが点灯
して正常に動作し始めるやいなや、周波数は標準周波数
および標準電圧まで減少することができる。このよう
に、放電管は、通常の状態において、およそ300 〜400
VAC の出力電圧では、20〜150 KHz 、より望ましくは30
〜60 KHzの周波数で容易に動作するようになる。しかし
ながら、放電管を点灯するためには、周波数は、標準動
作周波数のおよそ2 〜2.5 倍、例えば、40〜150 KHz 又
は400 KHz でなければならない。実際の周波数は、特
に、放電管の温度や、放電管が露光されているかどうか
に依存する。本発明の回路は、放電管が点灯するまで、
出力周波数を自動的に上昇する。
max は、コアの寸法とコアの巻数とによって定められた
定数である。従って、このような変圧器を、ラップトッ
プ型コンピュータのディスプレイの外形に合致するよう
に小さくしたい場合には、N とA を小さくしなけらばな
らない。同様に、このような変圧器から蛍光管を駆動す
るのに十分な出力を得るためには、電圧を増大して、最
初にランプを点灯するのに十分な高い電圧を与えたい場
合、周波数を増加する必要がある。しかしながら、およ
そ60 KHz以上では、インバータ回路の動作効率が低下す
る。従って、このような条件下でインバータを連続的に
動作させることが望ましくないことは明らかである。し
かしながら、本発明は、最初の放電の際に発振回路の動
作周波数を劇的に増加することによって、この問題を解
決している。すなわち、この放電期間は、ランプの全動
作時間のうちの非常に僅かな期間にすぎないので、全体
の効率にはあまり影響しないからである。ランプが点灯
して正常に動作し始めるやいなや、周波数は標準周波数
および標準電圧まで減少することができる。このよう
に、放電管は、通常の状態において、およそ300 〜400
VAC の出力電圧では、20〜150 KHz 、より望ましくは30
〜60 KHzの周波数で容易に動作するようになる。しかし
ながら、放電管を点灯するためには、周波数は、標準動
作周波数のおよそ2 〜2.5 倍、例えば、40〜150 KHz 又
は400 KHz でなければならない。実際の周波数は、特
に、放電管の温度や、放電管が露光されているかどうか
に依存する。本発明の回路は、放電管が点灯するまで、
出力周波数を自動的に上昇する。
【００２３】変換手段は、かなり大きい範囲の出力電圧
を送出することのできる高効率DC−DC (直流−直流) 変
換器であってもよい。好適な変換器の例としては、比較
的広い出力電圧範囲を生じることができるブーストバッ
クおよびフライバック変換器、ならびにこれらと位相的
に均等な変圧器が挙げられる。このように、変換手段
は、誘導子を介して電流の切り換えを制御する電子スィ
ッチを備えることができ、誘導子からの出力は整流され
てコンデンサに蓄えられ、コンデンサにかかる電位は、
DC出力を電圧制御発振器に供給する。DC出力の電位を変
えるために、種々の手段を用いることができる。例え
ば、電子スイッチの切り換えの衝撃係数を変えることが
できる。すなわち、衝撃係数を増大させてDC出力電圧を
増大させることができ、その逆もまた同様である。従っ
て、スィッチの動作を制御するパルス幅変調手段は、電
流検出手段によって検出された、ランプを通過する電流
の値によって制御されるべきである。
を送出することのできる高効率DC−DC (直流−直流) 変
換器であってもよい。好適な変換器の例としては、比較
的広い出力電圧範囲を生じることができるブーストバッ
クおよびフライバック変換器、ならびにこれらと位相的
に均等な変圧器が挙げられる。このように、変換手段
は、誘導子を介して電流の切り換えを制御する電子スィ
ッチを備えることができ、誘導子からの出力は整流され
てコンデンサに蓄えられ、コンデンサにかかる電位は、
DC出力を電圧制御発振器に供給する。DC出力の電位を変
えるために、種々の手段を用いることができる。例え
ば、電子スイッチの切り換えの衝撃係数を変えることが
できる。すなわち、衝撃係数を増大させてDC出力電圧を
増大させることができ、その逆もまた同様である。従っ
て、スィッチの動作を制御するパルス幅変調手段は、電
流検出手段によって検出された、ランプを通過する電流
の値によって制御されるべきである。
【００２４】また、ランプの明るさは、変換器を制御し
て、電圧制御発振器への定常DC出力を変化させることに
よって、同様に制御することができる。このように、パ
ルス幅変調手段には、明るさ制御による可変入力電圧、
例えば、可変抵抗器にかかる出力電位を有する信号が比
較器から与えられる。他の可変入力電位は、ランプを流
れる電流に依存し、例えば、ランプを駆動する出力電流
を整流し、整流された出力を、固定抵抗器を介して通過
させることによって得られる。このように、出力電流信
号は、設定されているが、調整可能な明るさ信号と連続
的に比較できるので、最初のランプの点灯の際に、変換
器はその出力を昇圧して、必要となる高い点灯電圧を与
えるが、ランプが動作し始めるやいなや、変換器出力
は、設定された所望の明るさをバランスするレベルまで
低減される。
て、電圧制御発振器への定常DC出力を変化させることに
よって、同様に制御することができる。このように、パ
ルス幅変調手段には、明るさ制御による可変入力電圧、
例えば、可変抵抗器にかかる出力電位を有する信号が比
較器から与えられる。他の可変入力電位は、ランプを流
れる電流に依存し、例えば、ランプを駆動する出力電流
を整流し、整流された出力を、固定抵抗器を介して通過
させることによって得られる。このように、出力電流信
号は、設定されているが、調整可能な明るさ信号と連続
的に比較できるので、最初のランプの点灯の際に、変換
器はその出力を昇圧して、必要となる高い点灯電圧を与
えるが、ランプが動作し始めるやいなや、変換器出力
は、設定された所望の明るさをバランスするレベルまで
低減される。
【００２５】本発明による回路によって電力を与えられ
た蛍光放電管の寿命が確実に長くなるように、発振器か
らの出力波は、固定電力または固定二乗平均平方根に対
して最小ピーク電圧およびピーク電流を与えなければな
らない。従って、発振器からの出力が、正弦波形ではな
く、方形又はほぼ台形であることが望ましい。正弦波
は、この二乗平均平方根に関して、対応する方形または
台形波よりも40％高いピークを生じる。さらに、台形波
は方形波よりも望ましい。なぜなら、傾斜が緩やかにな
ると、高周波調波、つまり高周波干渉をあまり生じなく
なるからである。
た蛍光放電管の寿命が確実に長くなるように、発振器か
らの出力波は、固定電力または固定二乗平均平方根に対
して最小ピーク電圧およびピーク電流を与えなければな
らない。従って、発振器からの出力が、正弦波形ではな
く、方形又はほぼ台形であることが望ましい。正弦波
は、この二乗平均平方根に関して、対応する方形または
台形波よりも40％高いピークを生じる。さらに、台形波
は方形波よりも望ましい。なぜなら、傾斜が緩やかにな
ると、高周波調波、つまり高周波干渉をあまり生じなく
なるからである。
【００２６】これは、本発明の好ましい実施例によって
達成できる。すなわち、変換器の磁気エネルギーが、発
振器を制御する電子スイッチの寄生キャパシタンスを充
電することを確実にし、かつ電圧降下がゼロの場合にの
み、電子スイッチの切り換えが生じることを確実にする
ことによって達成できる。このように、出力トランジス
タの電流スパイクを避けることができ、また急激な電圧
遷移を避けることができるので、高周波干渉を低減でき
る。
達成できる。すなわち、変換器の磁気エネルギーが、発
振器を制御する電子スイッチの寄生キャパシタンスを充
電することを確実にし、かつ電圧降下がゼロの場合にの
み、電子スイッチの切り換えが生じることを確実にする
ことによって達成できる。このように、出力トランジス
タの電流スパイクを避けることができ、また急激な電圧
遷移を避けることができるので、高周波干渉を低減でき
る。
【００２７】本発明は、例えば、ラップトップ型コンピ
ュータのバックライトに使用される蛍光放電管の作動に
限定されるだけではなく、従来の蛍光照明システムのあ
らゆる形態に一般に適用される。このように、本発明の
回路を用いると、効率をかなり改善することができる。
例えば、いずれの形態の蛍光放電管ランプにも電力を与
えるように用いられる従来の電子安定器に関して、20％
も改良できる。この従来の電子安定器自体も既に効率が
実質的に改善されており、例えば、放電管が通常通り動
作している時に流れる動作電流を制限するために、大型
誘導子などを従来の照明システムにおいて、放電管と直
列に配置する場合の従来の磁気安定器に関して、20〜30
％改良されている。従って、オフィスなどの従来の蛍光
照明システムに本発明の回路を用いることにより、実質
的なエネルギー節約が可能となり、さらに回路は小型と
なる。これは、従来の照明における臨界要因ではない
が、回路がかなり控え目な存在であることが望ましく、
熱出力をあまり浪費せずに効率良くなることがさらに望
ましい。これにより、冷暖房のあるオフィスなどにおい
て空気調節費用をかなり節約することができる。
ュータのバックライトに使用される蛍光放電管の作動に
限定されるだけではなく、従来の蛍光照明システムのあ
らゆる形態に一般に適用される。このように、本発明の
回路を用いると、効率をかなり改善することができる。
例えば、いずれの形態の蛍光放電管ランプにも電力を与
えるように用いられる従来の電子安定器に関して、20％
も改良できる。この従来の電子安定器自体も既に効率が
実質的に改善されており、例えば、放電管が通常通り動
作している時に流れる動作電流を制限するために、大型
誘導子などを従来の照明システムにおいて、放電管と直
列に配置する場合の従来の磁気安定器に関して、20〜30
％改良されている。従って、オフィスなどの従来の蛍光
照明システムに本発明の回路を用いることにより、実質
的なエネルギー節約が可能となり、さらに回路は小型と
なる。これは、従来の照明における臨界要因ではない
が、回路がかなり控え目な存在であることが望ましく、
熱出力をあまり浪費せずに効率良くなることがさらに望
ましい。これにより、冷暖房のあるオフィスなどにおい
て空気調節費用をかなり節約することができる。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面に基
づいてより詳細に説明する。
づいてより詳細に説明する。
【００２９】図１に示された回路10は、ブースト変換器
12を備え、このブースト変換器12の出力は電圧制御発振
器14を駆動する。この発振器14からの出力は、出力変圧
器T1を含むプッシュ−プル・インバータ16を駆動する。
この変圧器の二次回路の出力端子17および18は、この変
圧器に電力を与える、図示されていない冷陰極蛍光放電
ランプに直結されている。
12を備え、このブースト変換器12の出力は電圧制御発振
器14を駆動する。この発振器14からの出力は、出力変圧
器T1を含むプッシュ−プル・インバータ16を駆動する。
この変圧器の二次回路の出力端子17および18は、この変
圧器に電力を与える、図示されていない冷陰極蛍光放電
ランプに直結されている。
【００３０】ブースト変換器12は、誘導子L1と、ダイオ
ードD9と、出力コンデンサC10 とを備える。また、電界
効果トランジスタ(FET) の形をとる電子スイッチQ1も備
える。FET のゲートは、制御回路19によって制御されて
スイッチQ1の切り換え速度および持続時間を制御し、か
つこれによりコンデンサC10 に展開された出力電圧を制
御する。このように、端子20および22を横切る入力DC源
では、コンデンサC10に展開された出力電圧を、必要に
応じて、実際の入力DC源電圧から独立して変えることが
できる。
ードD9と、出力コンデンサC10 とを備える。また、電界
効果トランジスタ(FET) の形をとる電子スイッチQ1も備
える。FET のゲートは、制御回路19によって制御されて
スイッチQ1の切り換え速度および持続時間を制御し、か
つこれによりコンデンサC10 に展開された出力電圧を制
御する。このように、端子20および22を横切る入力DC源
では、コンデンサC10に展開された出力電圧を、必要に
応じて、実際の入力DC源電圧から独立して変えることが
できる。
【００３１】制御回路19は、可変抵抗器VR1 を横切る調
整可能な入力信号を受け取る。これは、手動で調整でき
設定できる基準信号レベルを与える。従って、この調整
によって、ランプの明るさを全体的に制御して、ランプ
の安定動作状態においてコンデンサC10 にかかる安定出
力電圧を設定できる。また、制御回路19は、瞬間的にラ
ンプを通過する出力電流をモニタする電流感知ループ24
からの信号を受け取る。
整可能な入力信号を受け取る。これは、手動で調整でき
設定できる基準信号レベルを与える。従って、この調整
によって、ランプの明るさを全体的に制御して、ランプ
の安定動作状態においてコンデンサC10 にかかる安定出
力電圧を設定できる。また、制御回路19は、瞬間的にラ
ンプを通過する出力電流をモニタする電流感知ループ24
からの信号を受け取る。
【００３２】パワーインバータ16は、出力電圧器T1と、
対応する対の自由回転整流器D22 およびD25 に並列な一
対のプッシュ−プル接続出力パワースイッチQ2およびQ5
と、ダイオードD5、D8、D35 、D32 から成るゲート駆動
ステアリング手段と、プルアップ抵抗器R1およびR2とを
備える。
対応する対の自由回転整流器D22 およびD25 に並列な一
対のプッシュ−プル接続出力パワースイッチQ2およびQ5
と、ダイオードD5、D8、D35 、D32 から成るゲート駆動
ステアリング手段と、プルアップ抵抗器R1およびR2とを
備える。
【００３３】電圧制御発振器14は、DC−DC変換器の出力
電圧に伴って増減する周波数で動作して、小さい負のパ
ルスを送り、各半サイクルの終わりに出力スイッチQ2お
よびQ5をオフに切り換える。
電圧に伴って増減する周波数で動作して、小さい負のパ
ルスを送り、各半サイクルの終わりに出力スイッチQ2お
よびQ5をオフに切り換える。
【００３４】出力パワースイッチQ2およびQ5は、ゲート
駆動ステアリング回路によって交互にオンにされる。パ
ワースイッチQ5が前半のサイクルで導電し、電圧制御発
振器からの小さい負のパルスによって、ダイオードD5を
介してオフに切り換えられると、変圧器T1における磁束
ビルトアップは、パワースイッチQ5のドレーンをアップ
させ、パワースイッチQ2のドレーンを低下させるような
極性になる。パワースイッチQ2のドレーンの電位は、ク
ランプされ、Q2のボディダイオードであるダイオードD2
2 により接地される。一方、パワースイッチQ5のドレー
ンは、DC−DC変換器出力電圧の2 倍まで揺動する。電圧
制御発振器14からの小さい負のパルスが正に遷移する
と、ダイオードD32 がスイッチQ5のゲートをクランプ
し、スイッチQ2のゲートが抵抗器R1によってプルアップ
されている間接地し、スイッチQ2をオンにする。この機
構は、両スイッチがオンまたはオフに切り換えられるよ
うに、ゼロのドレーン電圧切り換えを行なう。このドレ
ーン電圧は接地電位にあり、切り換え損失を減じる。
駆動ステアリング回路によって交互にオンにされる。パ
ワースイッチQ5が前半のサイクルで導電し、電圧制御発
振器からの小さい負のパルスによって、ダイオードD5を
介してオフに切り換えられると、変圧器T1における磁束
ビルトアップは、パワースイッチQ5のドレーンをアップ
させ、パワースイッチQ2のドレーンを低下させるような
極性になる。パワースイッチQ2のドレーンの電位は、ク
ランプされ、Q2のボディダイオードであるダイオードD2
2 により接地される。一方、パワースイッチQ5のドレー
ンは、DC−DC変換器出力電圧の2 倍まで揺動する。電圧
制御発振器14からの小さい負のパルスが正に遷移する
と、ダイオードD32 がスイッチQ5のゲートをクランプ
し、スイッチQ2のゲートが抵抗器R1によってプルアップ
されている間接地し、スイッチQ2をオンにする。この機
構は、両スイッチがオンまたはオフに切り換えられるよ
うに、ゼロのドレーン電圧切り換えを行なう。このドレ
ーン電圧は接地電位にあり、切り換え損失を減じる。
【００３５】動作する際に、変換器12は、パワーインバ
ータ16に対して、コンデンサC10 に調整DC源を与える。
DC出力電圧は、冷陰極蛍光ランプを介する一定の高周波
電流を、明るさ制御抵抗器VR1 の設定によって決定され
るものとして維持されるように調整される。DC出力電圧
は、出力電流が増加すると減少する傾向にあり、出力電
流が減少すると増加する傾向にある。
ータ16に対して、コンデンサC10 に調整DC源を与える。
DC出力電圧は、冷陰極蛍光ランプを介する一定の高周波
電流を、明るさ制御抵抗器VR1 の設定によって決定され
るものとして維持されるように調整される。DC出力電圧
は、出力電流が増加すると減少する傾向にあり、出力電
流が減少すると増加する傾向にある。
【００３６】蛍光ランプが点灯する前に、DC出力電圧
は、電流調整ループ24がゼロのランプ電流を感知する結
果、標準動作DC電圧よりも数倍高いレベルまで上昇す
る。
は、電流調整ループ24がゼロのランプ電流を感知する結
果、標準動作DC電圧よりも数倍高いレベルまで上昇す
る。
【００３７】パワーインバータ16は、DC−DC変換器12の
出力から電力を受け取り、コンデンサC10 のDC−DC変換
器出力電圧に正比例する高周波出力電圧を送り、DC−DC
変換出力電圧に伴い増加する周波数で動作し、従来の蛍
光ランプ用供給回路に常用される安定リアクタンスを受
けることなく、蛍光ランプを直接駆動するための高周波
高電圧を発生する。パワー反転段の出力は、正弦波、方
形波または他の適切な駆動波形とすることができる。
出力から電力を受け取り、コンデンサC10 のDC−DC変換
器出力電圧に正比例する高周波出力電圧を送り、DC−DC
変換出力電圧に伴い増加する周波数で動作し、従来の蛍
光ランプ用供給回路に常用される安定リアクタンスを受
けることなく、蛍光ランプを直接駆動するための高周波
高電圧を発生する。パワー反転段の出力は、正弦波、方
形波または他の適切な駆動波形とすることができる。
【００３８】ランプが点灯する前に、出力電流フィード
バック回路はゼロのランプ電流を感知し、DC−DC変換器
12の出力電圧を、標準動作出力よりも数倍高いレベルま
で圧し挙げる。パワー反転段は、それ自体の入力電圧に
正比例する出力電圧を送り、ランプ点灯に必要な高い電
圧レベルを生じる。ランプがオンにされると、電流感知
ループ24は、DC−DC変換器出力電圧を標準値に戻す。こ
れは、ランプ点灯に必要な高い電圧が常に維持され、通
常動作においてランプを流れる電流を制限するためにリ
アクタンスが使用される先行技術の回路とは対照的であ
る。
バック回路はゼロのランプ電流を感知し、DC−DC変換器
12の出力電圧を、標準動作出力よりも数倍高いレベルま
で圧し挙げる。パワー反転段は、それ自体の入力電圧に
正比例する出力電圧を送り、ランプ点灯に必要な高い電
圧レベルを生じる。ランプがオンにされると、電流感知
ループ24は、DC−DC変換器出力電圧を標準値に戻す。こ
れは、ランプ点灯に必要な高い電圧が常に維持され、通
常動作においてランプを流れる電流を制限するためにリ
アクタンスが使用される先行技術の回路とは対照的であ
る。
【００３９】本発明による回路においては、方形波、台
形波または正弦波パワーインバータによって駆動される
パワー変圧器は、以下のいずれかを扱うことのみを必要
とする。
形波または正弦波パワーインバータによって駆動される
パワー変圧器は、以下のいずれかを扱うことのみを必要
とする。
【００４０】(a) ランプの標準動作周波数、例えば、46
KHzでの標準動作電圧、例えば、300V rms (方形波に対
して300 V ピーク) 、または、(b) より高い周波数、例
えば89 KHzでの非常に高い始動電圧、例えば、1400 Vピ
ーク。
KHzでの標準動作電圧、例えば、300V rms (方形波に対
して300 V ピーク) 、または、(b) より高い周波数、例
えば89 KHzでの非常に高い始動電圧、例えば、1400 Vピ
ーク。
【００４１】この変圧器は、積N.A.、0.0075平方メート
ル、すなわち従来のアプローチに必要な変圧器の3 分の
1 を有することのみを必要とする。
ル、すなわち従来のアプローチに必要な変圧器の3 分の
1 を有することのみを必要とする。
【００４２】図5(A)〜(c) は、図1 に示された、変圧器
T1を備えた区域26を、より詳細に示す。特に、これらの
図面は、種々の蛍光ランプに使用可能な構造を示してい
る。
T1を備えた区域26を、より詳細に示す。特に、これらの
図面は、種々の蛍光ランプに使用可能な構造を示してい
る。
【００４３】図5(A)は、変圧器T1の二次回路の構造を示
す。この構造において、ランプ27は唯一の冷陰極蛍光ラ
ンプである。これと対照的に、図5(B)は、ランプ28が、
端部に熱電極を有する熱陰極ランプである場合に必要な
構造を示す。さらに、図5(C)は、二つの冷陰極ランプ29
が存在する場合の構造を示し、これらのランプには、変
圧器T1の二次回路から連続的に電力が与えられる。
す。この構造において、ランプ27は唯一の冷陰極蛍光ラ
ンプである。これと対照的に、図5(B)は、ランプ28が、
端部に熱電極を有する熱陰極ランプである場合に必要な
構造を示す。さらに、図5(C)は、二つの冷陰極ランプ29
が存在する場合の構造を示し、これらのランプには、変
圧器T1の二次回路から連続的に電力が与えられる。
【００４４】図1 に示された回路はブースト変換器12を
採用しているが、端子20および22を横切る電圧供給が適
当に変化するバック変換器のような他の型式の変換器と
取り替えてもよい。
採用しているが、端子20および22を横切る電圧供給が適
当に変化するバック変換器のような他の型式の変換器と
取り替えてもよい。
【００４５】さらに、図1 に示された回路は、パワース
イッチQ2およびQ5のプッシュ−プル構造を用いて変圧器
T1を駆動するが、ハーフブリッジまたはフルブリッジを
用いて変圧器T1を駆動する構造も可能である。
イッチQ2およびQ5のプッシュ−プル構造を用いて変圧器
T1を駆動するが、ハーフブリッジまたはフルブリッジを
用いて変圧器T1を駆動する構造も可能である。
【００４６】同一参照番号が図1 と同一の構成要素に対
応する図2 のより詳細な回路によれば、電子スイッチQ1
はブースト変換器12のメインスイッチである。ダイオー
ドD9は、ブースト変換器用出力整流器であり、コンデン
サC10 は出力コンデンサである。通常の動作において
は、コンデンサC10 にかかる電圧は、放電ランプを介す
る電流により、およそ20〜25 Vに留まる。
応する図2 のより詳細な回路によれば、電子スイッチQ1
はブースト変換器12のメインスイッチである。ダイオー
ドD9は、ブースト変換器用出力整流器であり、コンデン
サC10 は出力コンデンサである。通常の動作において
は、コンデンサC10 にかかる電圧は、放電ランプを介す
る電流により、およそ20〜25 Vに留まる。
【００４７】点灯すると、コンデンサC10 にかかる電圧
は、ランプの温度およびランプの露光する光度により、
90 V以上にまで上昇する。周知のように、熱管は冷ラン
プほど点灯に電圧を必要とせず、暗がりのランプは、露
光されたランプよりも高い電圧を必要とする。
は、ランプの温度およびランプの露光する光度により、
90 V以上にまで上昇する。周知のように、熱管は冷ラン
プほど点灯に電圧を必要とせず、暗がりのランプは、露
光されたランプよりも高い電圧を必要とする。
【００４８】DIMピン30に接続された外部ポテンシオメ
ータRVは、IC U1Bのピン7 において基準電圧を制御す
る。この電圧は、ランプ電流を調整するために用いられ
る。
ータRVは、IC U1Bのピン7 において基準電圧を制御す
る。この電圧は、ランプ電流を調整するために用いられ
る。
【００４９】ランプを流れる電流は、出力変圧器T1の二
次回路を流れる電流に等しく、ダイオードD1、D2、D3お
よびD4から成るダイオードブリッジによって整流され、
電流の大きさに比例する、抵抗器R7にかかる電圧を発生
する。この電圧は、エラー増幅器として作用するU1B の
ピン6 にフィードバックされる。エラー増幅器の出力
は、パルス幅変調比較器U1A を制御するために用いられ
る。このパルス幅変調比較器U1A は、ドライバトランジ
スタQ10 およびQ11 を介して、スイッチQ1の切り換えを
制御する。
次回路を流れる電流に等しく、ダイオードD1、D2、D3お
よびD4から成るダイオードブリッジによって整流され、
電流の大きさに比例する、抵抗器R7にかかる電圧を発生
する。この電圧は、エラー増幅器として作用するU1B の
ピン6 にフィードバックされる。エラー増幅器の出力
は、パルス幅変調比較器U1A を制御するために用いられ
る。このパルス幅変調比較器U1A は、ドライバトランジ
スタQ10 およびQ11 を介して、スイッチQ1の切り換えを
制御する。
【００５０】出力電流が、予め設定された電流レベルよ
りも低い場合、ブースト変換器は、その出力電圧を増加
して、ランプ内への電流をより高めようとする。これと
対照的に、出力電圧が予め設定された電流レベルよりも
高い場合、ブースト変換器は、その出力電圧を減じて電
流レベルを低減しようとする。
りも低い場合、ブースト変換器は、その出力電圧を増加
して、ランプ内への電流をより高めようとする。これと
対照的に、出力電圧が予め設定された電流レベルよりも
高い場合、ブースト変換器は、その出力電圧を減じて電
流レベルを低減しようとする。
【００５１】ブースト変換器の動作周波数は、出力イン
バータに用いられる電圧制御発振器IC U2 によって制御
される。集積回路U2は、タイミングコンデンサC1を横切
るのこぎり波形を生じる。
バータに用いられる電圧制御発振器IC U2 によって制御
される。集積回路U2は、タイミングコンデンサC1を横切
るのこぎり波形を生じる。
【００５２】IC U2は、ブースト変換器の出力電圧に依
存する周波数で動作する共通タイマーICである。ブース
ト変換器の出力電圧がより高くなると、主に抵抗器R5を
介してブースト変換器出力から得られる、タイミングコ
ンデンサC1の充電電流が増大する。これは、タイマーIC
のON時間( 出力ピン3 が高い) を削減する。ON時間を削
減すると、OFF 時間( 出力ピン3 が低い) は、タイマー
コンデンサC1の放電電流が減じられるために増大する。
しかし、ON時間の削減は、OFF 時間の増大よりもずっと
大きい。この結果、タイマーIC U2 は、ブースト変換器
の出力電圧が上がると、より高い周波数で動作する。
存する周波数で動作する共通タイマーICである。ブース
ト変換器の出力電圧がより高くなると、主に抵抗器R5を
介してブースト変換器出力から得られる、タイミングコ
ンデンサC1の充電電流が増大する。これは、タイマーIC
のON時間( 出力ピン3 が高い) を削減する。ON時間を削
減すると、OFF 時間( 出力ピン3 が低い) は、タイマー
コンデンサC1の放電電流が減じられるために増大する。
しかし、ON時間の削減は、OFF 時間の増大よりもずっと
大きい。この結果、タイマーIC U2 は、ブースト変換器
の出力電圧が上がると、より高い周波数で動作する。
【００５３】これは、特に図4(A)および(B) によって示
されている。従って、タイマーICのON時間は、ブースト
変換器の出力電圧にほぼ反比例する。より小さい電圧の
遷移においては、図4(A)に示されるゼロ電圧からピーク
まで共振するのに、図4(B)に示された、より大きい電圧
の遷移ほど時間がかからない。代表的な例として、室温
でランプが動作する場合、ON時間はおよそ8.3 マイクロ
秒であり、OFF 時間はおよそ2.5 マイクロ秒であり、周
波数は46 KHzである( 図4(A)参照) 。室温でランプを点
灯するには、ON時間はおよそ5.6 マイクロ秒であり、OF
F 時間はおよそ2.7 マイクロ秒であり、周波数はおよそ
60 KHzである。0 ℃でランプを点灯するには、ON時間は
およそ1.75マイクロ秒であり、OFF 時間はおよそ3.85マ
イクロ秒であり、周波数はおよそ89 KHzである( 図4(B)
参照) 。
されている。従って、タイマーICのON時間は、ブースト
変換器の出力電圧にほぼ反比例する。より小さい電圧の
遷移においては、図4(A)に示されるゼロ電圧からピーク
まで共振するのに、図4(B)に示された、より大きい電圧
の遷移ほど時間がかからない。代表的な例として、室温
でランプが動作する場合、ON時間はおよそ8.3 マイクロ
秒であり、OFF 時間はおよそ2.5 マイクロ秒であり、周
波数は46 KHzである( 図4(A)参照) 。室温でランプを点
灯するには、ON時間はおよそ5.6 マイクロ秒であり、OF
F 時間はおよそ2.7 マイクロ秒であり、周波数はおよそ
60 KHzである。0 ℃でランプを点灯するには、ON時間は
およそ1.75マイクロ秒であり、OFF 時間はおよそ3.85マ
イクロ秒であり、周波数はおよそ89 KHzである( 図4(B)
参照) 。
【００５４】IC U2は、出力パワーインバータの動作周
波数の2 倍の周波数で動作する。U2の出力ピン3 が各半
サイクルの終わりで低くなると、ダイオードD5、D8およ
びトランジスタQ8、Q9を介して出力トランジスタQ2、Q5
をオフにする。トランジスタQ5が半サイクル中にオンで
あり、IC U2 によりオフにされると、出力変圧器巻線で
ビルトアップされた磁化電流が流れ続け、トランジスタ
Q5のドレーンで寄生キャパシタンスを充電し、トランジ
スタQ2のドレーンで寄生キャパシタンスを放電する。そ
の結果、トランジスタQ5のドレーン電圧はブースト変換
器の出力電圧の2倍に上昇し、トランジスタQ2のドレー
ン電圧は、トランジスタQ2のボディダイオードD22 によ
ってクランプされるまで、接地レベルまで減じる。IC U
2 に対するOFF 時間の長さは、IC U2 がスイッチ、例え
ばQ2およびQ5のゲートをリリースするまでに上記切り換
え工程を完了し、そのスイッチのうちの一つが再度オン
にされるような長さであるので、スイッチQ2およびQ5
は、それにかかるゼロの電圧降下で切り換わる。
波数の2 倍の周波数で動作する。U2の出力ピン3 が各半
サイクルの終わりで低くなると、ダイオードD5、D8およ
びトランジスタQ8、Q9を介して出力トランジスタQ2、Q5
をオフにする。トランジスタQ5が半サイクル中にオンで
あり、IC U2 によりオフにされると、出力変圧器巻線で
ビルトアップされた磁化電流が流れ続け、トランジスタ
Q5のドレーンで寄生キャパシタンスを充電し、トランジ
スタQ2のドレーンで寄生キャパシタンスを放電する。そ
の結果、トランジスタQ5のドレーン電圧はブースト変換
器の出力電圧の2倍に上昇し、トランジスタQ2のドレー
ン電圧は、トランジスタQ2のボディダイオードD22 によ
ってクランプされるまで、接地レベルまで減じる。IC U
2 に対するOFF 時間の長さは、IC U2 がスイッチ、例え
ばQ2およびQ5のゲートをリリースするまでに上記切り換
え工程を完了し、そのスイッチのうちの一つが再度オン
にされるような長さであるので、スイッチQ2およびQ5
は、それにかかるゼロの電圧降下で切り換わる。
【００５５】U1CおよびU1D は、出力スイッチQ2およびQ
5のドレーン電圧を検出して、ドレーン電圧が低い方の
スイッチをオンにする。U2ピン3 出力が高くなり、スイ
ッチの不能効果をリリースすると、一方のスイッチのみ
がオンにされる。
5のドレーン電圧を検出して、ドレーン電圧が低い方の
スイッチをオンにする。U2ピン3 出力が高くなり、スイ
ッチの不能効果をリリースすると、一方のスイッチのみ
がオンにされる。
【００５６】切り換えに必要な遷移期間は、ブースト変
換器出力が高くなり、電圧制御発振器が高い周波数で動
作している時、長くなる。このように、U2のON時間がよ
り高いブースト変換器出力電圧に伴って減じると、OFF
時間( 出力変圧器の磁化電流が寄生キャパシタンスを充
電／放電するのに必要な時間) は増大して、より高い電
圧変位を許容するようにタイミングが設定されている。
換器出力が高くなり、電圧制御発振器が高い周波数で動
作している時、長くなる。このように、U2のON時間がよ
り高いブースト変換器出力電圧に伴って減じると、OFF
時間( 出力変圧器の磁化電流が寄生キャパシタンスを充
電／放電するのに必要な時間) は増大して、より高い電
圧変位を許容するようにタイミングが設定されている。
【００５７】NPNトランジスタQ13 は、ランプが点灯し
た直後に流れるピーク電流を制限するために用いられ
る。コンデンサC10 にかかるブースト変換器出力電圧
は、今まで通り高いレベルにある。コンデンサC10 にか
かる電圧が、今まで通り比較的高いので、高電圧、すな
わち、高電流があえて通過するようになる。この電流ス
パイクは、ランプの公称動作電流よりもかなり高くなる
ので、その寿命に悪影響を与える。抵抗器R7は、ランプ
を流れる電流を感知する。電流が高すぎると、抵抗器R7
にかかる電圧降下によってトランジスタQ13 がオンにな
る。このトランジスタQ13 は、 (a) ダイオードD12 を介してU1B のピン1 を低くするこ
とにより、ブースト変換器を一次的にオフに切り換え
る。
た直後に流れるピーク電流を制限するために用いられ
る。コンデンサC10 にかかるブースト変換器出力電圧
は、今まで通り高いレベルにある。コンデンサC10 にか
かる電圧が、今まで通り比較的高いので、高電圧、すな
わち、高電流があえて通過するようになる。この電流ス
パイクは、ランプの公称動作電流よりもかなり高くなる
ので、その寿命に悪影響を与える。抵抗器R7は、ランプ
を流れる電流を感知する。電流が高すぎると、抵抗器R7
にかかる電圧降下によってトランジスタQ13 がオンにな
る。このトランジスタQ13 は、 (a) ダイオードD12 を介してU1B のピン1 を低くするこ
とにより、ブースト変換器を一次的にオフに切り換え
る。
【００５８】(b) スイッチQ5およびQ2のゲート電圧を低
くするが、必ずしも、D6およびQ9ならびにD7およびQ8を
介して、それぞれ接地する必要はない。スイッチQ5また
はQ2は、どのトランジスタがオンにされたかによって、
あえて「線形」動作モードにされる、すなわち完全には
オンにならない。スイッチQ5またはQ2が一部オンになる
と、そのドレーンおよびソースにわたって、かなり電圧
が降下する。変圧器T1の一次巻線は、ブースト変換器出
力電圧のほんの一部を見出すのみである。この機構は、
ランプにかかるピーク電圧、すなわち、ランプが一旦導
電し始めると、それを流れるピーク電流を減じる。従っ
て、ブースト変換器出力コンデンサに蓄えられたエネル
ギーの大半は、ランプの代わりに、二つのFET スイッチ
Q2およびQ5において消散される。FET は、本質的に、こ
のような電力遷移を劣化させることなく処理することが
できる。トランジスタQ13 は、また、パワーインバータ
の出力が短絡するのを防ぐ。
くするが、必ずしも、D6およびQ9ならびにD7およびQ8を
介して、それぞれ接地する必要はない。スイッチQ5また
はQ2は、どのトランジスタがオンにされたかによって、
あえて「線形」動作モードにされる、すなわち完全には
オンにならない。スイッチQ5またはQ2が一部オンになる
と、そのドレーンおよびソースにわたって、かなり電圧
が降下する。変圧器T1の一次巻線は、ブースト変換器出
力電圧のほんの一部を見出すのみである。この機構は、
ランプにかかるピーク電圧、すなわち、ランプが一旦導
電し始めると、それを流れるピーク電流を減じる。従っ
て、ブースト変換器出力コンデンサに蓄えられたエネル
ギーの大半は、ランプの代わりに、二つのFET スイッチ
Q2およびQ5において消散される。FET は、本質的に、こ
のような電力遷移を劣化させることなく処理することが
できる。トランジスタQ13 は、また、パワーインバータ
の出力が短絡するのを防ぐ。
【００５９】トランジスタQ3およびQ4は、パワーインバ
ータがREMOTEピン32によりオフになるようにする。従っ
て、ピン32に信号が与えられると、トランジスタQ4がオ
フにされ、このトランジスタQ4は順にトランジスタQ3を
オフにする。これにより、中間レール23への電力供給に
よって、IC U2 に電力を与えて動作を中止する。その結
果、ブースト変換器、発振器およびパワーインバータが
駆動を停止する。これは、選択、および最後のキースト
ローク後の設定時間のいずれによってもバックライトが
必要とされない場合、ラップトップ型コンピュータ／携
帯用ワードプロセッサのバッテリパワーを保護するに必
要な特徴部分である。
ータがREMOTEピン32によりオフになるようにする。従っ
て、ピン32に信号が与えられると、トランジスタQ4がオ
フにされ、このトランジスタQ4は順にトランジスタQ3を
オフにする。これにより、中間レール23への電力供給に
よって、IC U2 に電力を与えて動作を中止する。その結
果、ブースト変換器、発振器およびパワーインバータが
駆動を停止する。これは、選択、および最後のキースト
ローク後の設定時間のいずれによってもバックライトが
必要とされない場合、ラップトップ型コンピュータ／携
帯用ワードプロセッサのバッテリパワーを保護するに必
要な特徴部分である。
【図１】本発明の回路を示すブロック回路図である。
【図２】図１に概略的に示された回路のより詳細な回路
図の一部である。
図の一部である。
【図３】図１に概略的に示された回路のより詳細な回路
図の一部で、図２に示されていない部分を示すものであ
る。
図の一部で、図２に示されていない部分を示すものであ
る。
【図４】図４(A) および(B) は、回路の特定の点におけ
る状態を示す波形図である。
る状態を示す波形図である。
【図５】図5(A)、(B) および(C) は、一つの冷陰極蛍光
管、熱陰極蛍光管、および二つの冷陰極蛍光管に電力を
与えるための変形実施例をそれぞれ示す詳細な回路図で
あって、一つまたは複数の冷・熱陰極蛍光ランプに電力
を与える可能性を示す回路図である。
管、熱陰極蛍光管、および二つの冷陰極蛍光管に電力を
与えるための変形実施例をそれぞれ示す詳細な回路図で
あって、一つまたは複数の冷・熱陰極蛍光ランプに電力
を与える可能性を示す回路図である。
【符号の説明】 12…ブースト変換器 14…電圧制御発振器 16…プッシュ−プル・パワーインバータ 19…制御回路 27…ランプ 28…ランプ C10 …出力コンデンサ L1…誘導子 Q1,Q2,Q5…スイッチ
Claims (16)
- 【請求項１】 蛍光放電ランプのための電力回路であっ
て、 DC出力を発生するための変換手段と、該変換手段からの
出力によって駆動される電圧制御発振手段とを備え、 該発振手段は、ランプを駆動するための出力を与え、該
出力の周波数は、前記変換手段からの電圧の増減に伴い
増減し、さらに、 ランプを流れる電流を検出し、該電流に従って前記変換
手段の出力電圧を制御して、それによって、電圧を増大
してランプを点灯し、その後、電圧を制御して所定の動
作電流を与えるための電流検出手段を備えることを特徴
とする蛍光放電ランプのための電力回路。 - 【請求項２】 安定リアクタンスを必要としないで、管
が直接駆動される請求項１に記載の電力回路。 - 【請求項３】 ランプを流れる動作電流が、ユーザによ
って調整でき、ランプの明るさを変えることができる請
求項１に記載の電力回路。 - 【請求項４】 前記変換手段が、誘導子を流れる電流の
切り換えを制御する電子スイッチを備え、誘導子からの
出力が整流されたコンデンサに蓄えられ、コンデンサに
かかる電位は、DC出力を与えて電圧制御発振器に電力を
供給することを特徴とする請求項１から３のいずれかに
記載の電力回路。 - 【請求項５】 DC出力の電位を変えるために、電子スイ
ッチの切り換えのデューティサイクルが変えられること
を特徴とする請求項４に記載の電力回路。 - 【請求項６】 変換器を制御して、電圧制御発振器への
安定DC出力を与えることによって、ランプの明るさを制
御することを特徴とする請求項４又は５に記載の電力回
路。 - 【請求項７】 前記発振手段が、変換手段によって駆動
される一次回路と、ランプに直結された二次回路とを有
する変圧器を備えることを特徴とする請求項１から６の
いずれかに記載の電力回路。 - 【請求項８】 前記変圧器が、可変電圧可変周波数信号
によって駆動される電力増幅器の電力変圧器又は電源を
構成する発振器の一部を形成することを特徴とする請求
項７に記載の電力回路。 - 【請求項９】 前記発振器からの出力が、方形又はほぼ
台形であることを特徴とする請求項８に記載の電力回
路。 - 【請求項１０】 前記変圧器の磁気エネルギーが、発振
器を制御する電子スイッチの寄生キャパシタンスを充電
し、電子スイッチにゼロの電圧降下がかかる時に、その
切り換えのみが生じることを特徴とする請求項９に記載
の電力回路。 - 【請求項１１】 蛍光放電ランプの動作方法であって、 変圧器の二次回路がランプに直結された状態で一次回路
を駆動する高周波高電圧電源によってランプが駆動さ
れ、 一旦ランプが動作すると、電源は、ランプ電圧による実
質的に一定の周波数範囲内で動作し、および、 ランプを流れる電流をモニターし、ゼロ又は低い電流が
検出されると、発振器から供給される周波数及び電圧を
増大して、それにより、最初のランプの点灯を確実なら
しめるための電流検出手段が設けられていることを特徴
とする蛍光放電ランプの動作方法。 - 【請求項１２】 前記ランプの実質的に一定の動作周波
数範囲が、20 KHz〜60KHzの範囲であり、ランプ点灯中
の動作周波数が、40 KHz〜400 KHz の範囲であることを
特徴とする請求項１１に記載の蛍光放電ランプの動作方
法。 - 【請求項１３】 前記ランプの実質的に一定の動作周波
数が、およそ55 KHzであり、ランプ点灯中の動作周波数
が、およそ150 KHz であることを特徴とする請求項１２
に記載の蛍光放電ランプの動作方法。 - 【請求項１４】 前記変圧器が、可変電圧可変周波数信
号によって駆動される電力増幅器の電力変圧器又は電源
を構成する発振器の一部を形成することを特徴とする請
求項１１から１３のいずれかに記載の蛍光放電ランプの
動作方法。 - 【請求項１５】 前記発振器からの出力が、方形又はほ
ぼ台形であることを特徴とする請求項１１から１４のい
ずれかに記載の蛍光放電ランプの動作方法。 - 【請求項１６】 前記変圧器の磁気エネルギーが、発振
器を制御する電子スイッチの寄生キャパシタンスを充電
し、電子スイッチにゼロの電圧降下がかかる時に、その
切り換えのみが生じることを特徴とする請求項１５に記
載の蛍光放電ランプの動作方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB909009027A GB9009027D0 (en) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | Cold cathode fluorescent lamp invertor circuit |
| GB909016691A GB9016691D0 (en) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | Fluorescent lamp supply circuit |
| GB9016691.9 | 1990-07-30 | ||
| GB9009027.5 | 1990-07-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0660986A true JPH0660986A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=26296973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3090950A Pending JPH0660986A (ja) | 1990-04-23 | 1991-04-23 | 蛍光ランプ用電源回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5235254A (ja) |
| JP (1) | JPH0660986A (ja) |
| GB (1) | GB2244608A (ja) |
Cited By (1)
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| US6389212B1 (en) | 1999-08-06 | 2002-05-14 | Meiyu-Giken Co., Ltd. | Junction connecting device for fiber connectors |
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| JP3543236B2 (ja) * | 1995-03-06 | 2004-07-14 | 株式会社キジマ | プッシュプルインバ−タ |
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