JPH07142178A - ランプ駆動回路 - Google Patents

ランプ駆動回路

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JPH07142178A
JPH07142178A JP5315964A JP31596493A JPH07142178A JP H07142178 A JPH07142178 A JP H07142178A JP 5315964 A JP5315964 A JP 5315964A JP 31596493 A JP31596493 A JP 31596493A JP H07142178 A JPH07142178 A JP H07142178A
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JP
Japan
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lamp
circuit
drive pulse
power supply
voltage
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JP5315964A
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English (en)
Inventor
Hirokazu Nakayoshi
浩和 中吉
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィードバック回路及び定電圧回路を用いる
ことなく、スイッチング素子の駆動パルス幅を制御でき
る構成にすることにより、高効率で、低コスト化できる
ことを目的とする。 【構成】 一次側に直流電源電圧が供給され二次側に蛍
光ランプ13が接続されたインバータトランス10の一
次側にスイッチング素子12を接続し、駆動パルス生成
回路15で直流電源電圧の変動分を検出し、この変動分
に応じて外部同期信号S1に同期した駆動パルスPD
幅を変化させ、この駆動パルスPD によりスイッチング
素子12のオン、オフ時間を制御して、蛍光ランプ13
に供給される電力を一定にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、蛍光ランプなどのラン
プ駆動回路に関し、さらに詳しくは、駆動パルス制御方
式により、ランプの点灯電力を一定に制御するランプ駆
動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】蛍光ランプにおけるランプ輝度の変動要
因には、ランプ内部のガス圧のバラツキ(ガス圧とラン
プ電圧はほぼ比例する)と、電源電圧の変動がある。ま
た、蛍光ランプのランプ輝度Bとランプ電力PL との間
には、次式に示す関係がある。 B∝IL ・VL =PL ・・・・・・・・・・・(1) 但し、IL は管電流、VL は管電圧である。 (1)式から明らかなように、ランプの輝度Bはランプ
に供給される電力PLに比例するため、ランプの管電圧
L にバラツキがあった場合、管電流IL が一定になる
ように制御すると、管電圧のバラツキがそのまま輝度の
バラツキになってしまう。
【0003】従来、ランプ輝度を一定(ランプ供給電力
を一定)にするランプ駆動回路としては、図6に示すD
C−DCコンバータ方式のランプ駆動回路と、図7に示
すフィードバック方式のランプ駆動回路が知られてい
る。
【0004】図6において、1はインバータトランスで
あり、このインバータトランス1の一次巻線1aの一端
は定電圧電源用のDC−DCコンバータ2を介して直流
電源端子3に接続され、さらに一次巻線1aの他端はス
イッチング素子4を介してアースに接続され、スイッチ
ング素子4のゲートは外部同期信号入力端子5に接続さ
れている。また、インバータトランス1の二次巻線1b
の両端には蛍光ランプ6が接続されている。上記構成の
ランプ駆動回路において、入力端子5から入力される外
部同期信号S1によりスイッチング素子4がスイッチン
グされると、DC−DCコンバータ2からインバータト
ランス1の一次側に加えられる一定の直流電圧は外部同
期信号S1の周波数に応じてチョッピングされ、これに
よりインバータトランス1の二次側に誘起される一定の
電圧を蛍光ランプ6に印加することで、蛍光ランプ6を
一定の輝度で点灯させる。
【0005】次に、図7に示すフィードバック方式のラ
ンプ駆動回路について説明する。図7において、インバ
ータトランス1の一次巻線1aの一端は直流電源端子3
に接続され、その他端はスイッチング素子4を介してア
ースに接続され、さらにスイッチング素子4のゲートと
外部同期信号入力端子5間には、パルス幅変調回路7が
接続されている。パルス幅変調回路7は、外付けのパル
ス幅調整用可変抵抗器8を備える。また、インバータト
ランス1の二次巻線1bの両端には蛍光ランプ6が接続
され、この蛍光ランプ6には、その管電流を検出して電
圧に変換する電流−電圧変換回路9が接続されており、
この電流−電圧変換回路9の出力電圧はパルス幅変調回
路7にフィードバックされる。
【0006】上記構成のランプ駆動回路において、入力
端子5から入力される外部同期信号S1がパルス幅変調
回路7を通してスイッチング素子4のゲートに加えられ
ると、該スイッチング素子4のスイッチング動作によ
り、電源端子3からインバータトランス1の一次側に加
えられる直流電源電圧がチョッピングされ、これにより
インバータトランス1の二次側に誘起される電圧を蛍光
ランプ6に印加することで、蛍光ランプ6を点灯させ
る。一方、蛍光ランプ6が点灯することにより流れる管
電流は電流−電圧変換回路9により検出され、パルス幅
変調回路7にフィードバックされる。これにより、パル
ス幅変調回路7からスイッチング素子4のゲートに加え
られるパルス幅を管電流レベルに応じて制御し、蛍光ラ
ンプ6に供給される電力を一定に制御して蛍光ランプ6
の輝度をランプガス圧のバラツキ、または電源電圧の変
動に左右されることなく一定にする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示すDC−DCコンバータ方式のランプ駆動回路では、
インバータトランス1の前段に定電圧用のDC−DCコ
ンバータ2を設けるため、効率が低下し、コスト高にな
る問題がある。また、図7に示すフィードバック方式の
ランプ駆動回路では、蛍光ランプ6の管電流を検出して
パルス幅変調回路7にフィードバックする構成になって
いるため、ランプ電圧の個々のバラツキに対しては、個
々に設けた可変抵抗器8等を調整して蛍光ランプ6に供
給する電力を初期設定する必要があり、その設定操作が
面倒であるほか、部品点数が多くなってコスト高になる
という問題があった。
【0008】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、フィードバック回路及び定電圧回路を用いることな
く、スイッチング素子の駆動パルス幅を制御できる構成
にすることにより、高効率で、低コスト化できるランプ
駆動回路を提供することを目的とする。
【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、一次側に直流電源電圧が供給され二次側に
ランプが接続されたトランスと、前記トランスの一次側
をスイッチングするスイッチング手段と、前記直流電源
電圧の変動分を検出し、その検出結果に応じてパルス幅
変調された駆動パルスを生成するとともに該駆動パルス
により前記スイッチング手段を駆動して前記ランプに供
給される電力を一定に制御する駆動パルス生成手段とを
備える構成にした。
【0010】
【作用】本発明においては、駆動パルス生成手段によ
り、直流電源電圧の変動分を検出し、この変動分に応じ
てスイッチング手段に加えられる駆動パルス幅を制御す
ることでランプに供給される電力を一定にするから、電
流調整のためのフィードバック回路及び定電圧回路が不
要になり、これに伴い構成部品点数を削減できるととも
に、高効率化が可能になる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明の一実施例によるランプ駆動回路
の構成図を示すもので、10はインバータトランスであ
り、その一次巻線10aの一端は直流電源端子11に接
続され、他端はMOSFET等のスイッチング素子12
を介してアースに接続されている。また、インバータト
ランス10の二次巻線10bの両端には蛍光ランプ13
が接続されされている。14は直流電源端子11とアー
ス間に接続したパス用コンデンサである。
【0012】図1において、全体符号15で示す駆動パ
ルス生成回路は、直流電源電圧VSの変動に応じて波高
値が変わる三角波出力回路151と、この三角波出力回
路151の三角波出力VT が基準電圧Vref を越えたと
きの出力信号S2と外部同期信号S1との論理値を演算
して駆動パルスPD を出力する演算回路152を備え
る。前記三角波出力回路151は、直流電源端子11と
アース間にエミッタ・コレクタを接続したトランジスタ
1 と、このトランジスタQ1 のベースとアース間に抵
抗R4 を介してコレクタ・エミッタを接続したトランジ
スタQ2 と、トランジスタQ1 のコレクタに直列に接続
した抵抗R5 、R6 と、抵抗R6 に並列に接続したコン
デンサC1 とから構成され、トランジスタQ2 のベース
は外部同期信号入力端子16に接続されている。
【0013】前記演算回路152は、比較器152a
と、+B電源とアース間に直列に接続され、該+B電源
を分圧することにより基準電圧Vref を生成して比較器
152aの(+)端子に供給する抵抗R1 、R2 と、前
記比較器152aの出力信号S2を一方の入力とし、外
部同期信号S1を他方の入力とするアンドゲート152
bとから構成され、さらに、アンドゲート152bの一
方の入力端と+B電源間は抵抗R3 を介して接続されて
いる。また、アンドゲート152bの出力端はスイッチ
ング素子12のゲートに接続されている。
【0014】次に、上記のように構成された本実施例の
動作について、図2〜図4に示すタイミングチャートを
参照して説明する。図1において、入力端子16に図2
(A)に示す波形の外部同期信号S1が入力されると、
この外部同期信号S1の周期fH に応じてトランジスタ
1 がオン、オフされると同時に、トランジスタQ2
オン、オフされる。トランジスタQ2 のオン時には、直
流電源電圧VS が抵抗R5 を通してコンデンサC1 に充
電され、トランジスタQ2 のオフ時は、コンデンサC1
に充電された電荷が抵抗R6を通して放電される。これ
により、外部同期信号S1に同期して直流電源電圧VS
を検出するとともに、抵抗R5 、R6 及びコンデンサC
1 で図2(B)に示す三角波を発生させ、この三角波出
力VT を演算回路152の比較器152aに入力する。
【0015】比較器152aでは、基準電圧Vref と三
角波出力VT とを比較し、三角波出力VT が基準電圧V
ref を越えたときのレベルを出力信号S2としてアンド
ゲート152bに出力する(図2C参照)。アンドゲー
ト152bでは、出力信号S2と外部同期信号S1との
論理積をとることにより、図2(D)に示す波形の駆動
パルスPD を出力する。この駆動パルスPD をスイッチ
ング素子12のゲートに加えてスイッチング素子12を
オン、オフすることにより、インバータトランス10の
二次側に図2(E)に示す高圧パルスを発生させ、この
高圧パルスを蛍光ランプ13に加えて放電させることに
より、蛍光ランプ13を点灯させる。
【0016】次に、電源電圧VS が変動した場合につい
て説明する。電源電圧VS が低くなった場合は、三角波
出力回路151から出力される三角波出力VT の波形
は、図3(A)に示すように小さくなるから、比較器1
52aから出力される出力信号S2の反転信号幅も図3
(B)に示すように狭くなる。その結果、アンドゲート
152bにおいて、出力信号S2と外部同期信号S1と
の論理積から得られる駆動パルスPD のパルス幅tL
広くなる。これにより、インバータトランス10の一次
側の蓄積エネルギ(電力)を一定にし、蛍光ランプ13
に供給される電力を一定に制御する。
【0017】電源電圧VS が高くなった場合は、三角波
出力回路151から出力される三角波出力VT の波形
は、図4(A)に示すように大きくなるから、比較器1
52aから出力される出力信号S2の反転信号幅も図4
(B)に示すように広くなる。その結果、アンドゲート
152bにおいて、出力信号S2と外部同期信号S1と
の論理積から得られる駆動パルスPD のパルス幅tH
狭くなる。これにより、インバータトランス10の一次
側の蓄積エネルギ(電力)を一定にし、蛍光ランプ13
に供給される電力を一定に制御する。
【0018】このように、本実施例においては、駆動パ
ルス生成回路15において、電源電圧の変動分を検出
し、この変動分に応じて外部同期信号S1に同期した駆
動パルスPD の幅を変化させ、これによりスイッチング
素子12のオン、オフ時間を制御して、蛍光ランプ13
に供給される電力を一定にする構成にしたから、電源電
圧の変動や蛍光ランプの特性のバラツキに対し一定輝度
となるように、駆動パルス幅を制御するインバータ回路
方式であっても、従来のようにフィードバック回路及び
定電圧回路が不要になり、これに伴いランプ駆動回路の
構成部品点数が削減され、コストダウンが可能になるほ
か、電源電圧をそのままインバータトランス10の一次
側に供給できるため、電力の高効率化が可能になる。ま
た、電源電圧の変動に対しランプ供給電力を一定に制御
する方式を採っているため、蛍光ランプの特性のバラツ
キに対し、輝度をある一定範囲に収めるために管電流を
調整する可変抵抗器も不要になる。
【0019】次に、図5により本発明の他の実施例につ
いて説明する。図5は、駆動パルス生成回路15の演算
回路152の他の実施例を示すもので、比較器152a
の基準電圧Vref を設定する抵抗R1 の両端にトランジ
スタQ3 のコレクタ・エミッタを接続し、このトランジ
スタQ3 のベースを、+B電源とアース間に直列に接続
したコンデンサC2 と抵抗R7 の接続点に接続する。こ
のような構成された演算回路152においては、電源投
入時に、コンデンサC2 がチャージアップされるまでト
ランジスタQ3 を導通し、これにより、抵抗R2 の両端
に発生する基準電圧Vref を高くしてスイッチング素子
12に加えられる駆動パルスを広くし、始動時のみ蛍光
ランプ13に供給される電力を大きくする。この実施例
にあっては、電源投入時の暗黒下点灯性を確保すること
ができる。
【0020】なお、本発明は、上記実施例に示す構成の
ものに限定されず、請求項に記載した範囲を逸脱しない
限り、種々の変形が可能である。例えば、トランス10
の極性を変えることにより、正の高圧パルスも制御可能
になる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
次側に直流電源電圧が供給され二次側にランプが接続さ
れたトランスと、前記トランスの一次側をスイッチング
するスイッチング手段と、前記直流電源電圧の変動分を
検出し、その検出結果に応じてパルス幅変調された駆動
パルスを生成するとともに該駆動パルスにより前記スイ
ッチング手段を駆動して前記ランプに供給される電力を
一定に制御する駆動パルス生成手段とを備える構成にし
たので、電源電圧の変動や蛍光ランプの特性のバラツキ
に対し一定輝度となるように、駆動パルス幅を制御する
インバータ回路方式であっても、フィードバック回路及
び定電圧回路が不要になり、これにより構成部品点数が
削減され、コストダウンできるとともに、高効率化が可
能になる。また、本発明によれば、ランプの点灯始動時
に前記演算回路の基準電圧をランプ点灯時と異なる所定
値に切り換える構成にすることにより、電源投入時の暗
黒下点灯性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるランプ駆動回路の構成
図である。
【図2】本実施例における動作説明用のタイミングチャ
ートである。
【図3】本実施例の電源電圧が低いときの動作説明用タ
イミングチャートである。
【図4】本実施例の電源電圧が高いときの動作説明用タ
イミングチャートである。
【図5】本発明における演算回路の他の実施例を示す構
成図である。
【図6】従来のランプ駆動回路の構成図である。
【図7】従来のランプ駆動回路の構成図である。
【符号の説明】
10 インバータトランス 11 直流電源端子 12 スイッチング素子 13 蛍光ランプ 15 駆動パルス生成回路 151 三角波出力回路 152 演算回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次側に直流電源電圧が供給され二次側
    にランプが接続されたトランスと、 前記トランスの一次側をスイッチングするスイッチング
    手段と、 前記直流電源電圧の変動分を検出し、その検出結果に応
    じてパルス幅変調された駆動パルスを生成するとともに
    該駆動パルスにより前記スイッチング手段を駆動して前
    記ランプに供給される電力を一定に制御する駆動パルス
    生成手段と、 を備えてなるランプ駆動回路。
  2. 【請求項2】 前記駆動パルス生成手段は、前記直流電
    源電圧の変動に応じて波高値が変わる三角波出力回路
    と、前記三角波出力回路の三角波出力レベルが基準電圧
    を越えたときの出力信号と外部同期信号とを論理演算し
    て駆動パルスを出力する演算回路とから構成される請求
    項1記載のランプ駆動回路。
  3. 【請求項3】 前記三角波出力回路の三角波周期が外部
    同期信号により制御される請求項2記載のランプ駆動回
    路。
  4. 【請求項4】 前記ランプの点灯始動時に前記演算回路
    の基準電圧をランプ点灯時と異なる所定値に切り換える
    構成になっている請求項2記載のランプ駆動回路。
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