JPH09115676A - 放電灯点灯装置 - Google Patents
放電灯点灯装置Info
- Publication number
- JPH09115676A JPH09115676A JP7272320A JP27232095A JPH09115676A JP H09115676 A JPH09115676 A JP H09115676A JP 7272320 A JP7272320 A JP 7272320A JP 27232095 A JP27232095 A JP 27232095A JP H09115676 A JPH09115676 A JP H09115676A
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- Japan
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- discharge lamp
- transistor
- transformer
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Abstract
(57)【要約】
【課題】小形で高効率な液晶バックライト用インバ−タ
を実現するため、 【解決手段】放電灯に供給する電流波形を矩形波とし、
且つ用いるトランス８のコアのギャップをつけず、二次
側の巻線のセパレ−タの数を５以上にした。 【効果】以上により、スイッチング波形にオ−バ−シュ
−トや突入電流のない高効率の矩形波駆動インバ−タを
実現した。
を実現するため、 【解決手段】放電灯に供給する電流波形を矩形波とし、
且つ用いるトランス８のコアのギャップをつけず、二次
側の巻線のセパレ−タの数を５以上にした。 【効果】以上により、スイッチング波形にオ−バ−シュ
−トや突入電流のない高効率の矩形波駆動インバ−タを
実現した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は小型で且つ放電灯を
高効率で点灯でき、特に液晶バックライト用インバ−タ
に好適な放電灯点灯装置に関する。。
高効率で点灯でき、特に液晶バックライト用インバ−タ
に好適な放電灯点灯装置に関する。。
【０００２】
【従来の技術】従来の放電灯点灯装置は、実開平５−８
０１９１号公報に記載されているように、管電流検出回
路で検出した放電灯を流れる電流が点灯回路の前段に設
けられた電圧制御手段にフィ−ドバックされ、放電灯を
流れる電流を一定に保つように電圧制御手段から電圧が
供給される。このような放電灯点灯装置は一般に電流帰
還形と呼ばれ、インピ−ダンスが比較的高い細径の冷陰
極形蛍光ランプを光源に用いた液晶バックライトのよう
に放電灯周囲に金属の反射フィルムが近接しているため
に生じる浮遊容量の影響で始動性が低下したり特性が変
動しやすいといった不具合が生じにくく、始動性や特性
が安定しているという特徴がある。
０１９１号公報に記載されているように、管電流検出回
路で検出した放電灯を流れる電流が点灯回路の前段に設
けられた電圧制御手段にフィ−ドバックされ、放電灯を
流れる電流を一定に保つように電圧制御手段から電圧が
供給される。このような放電灯点灯装置は一般に電流帰
還形と呼ばれ、インピ−ダンスが比較的高い細径の冷陰
極形蛍光ランプを光源に用いた液晶バックライトのよう
に放電灯周囲に金属の反射フィルムが近接しているため
に生じる浮遊容量の影響で始動性が低下したり特性が変
動しやすいといった不具合が生じにくく、始動性や特性
が安定しているという特徴がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、前記
従来技術によれば放電灯を安定に点灯させることができ
る。しかし、液晶バックライト用の放電灯点灯装置は小
さいスペ−スに収納するため小型化が要求される。ま
た、電池を電源として用いるため電池の持続時間をでき
るだけ長くするため高い変換効率が要求される。ところ
が、前記小型化と前記高効率化は相反するもので、たと
えば、トランスを小型化するとコアの断面積が小さくな
って磁束密度が増加し損失が増えるため効率が低下す
る。そのため、前記従来技術を使った液晶バックライト
用放電灯点灯装置の変換効率は十分とはいえなかった。
従来技術によれば放電灯を安定に点灯させることができ
る。しかし、液晶バックライト用の放電灯点灯装置は小
さいスペ−スに収納するため小型化が要求される。ま
た、電池を電源として用いるため電池の持続時間をでき
るだけ長くするため高い変換効率が要求される。ところ
が、前記小型化と前記高効率化は相反するもので、たと
えば、トランスを小型化するとコアの断面積が小さくな
って磁束密度が増加し損失が増えるため効率が低下す
る。そのため、前記従来技術を使った液晶バックライト
用放電灯点灯装置の変換効率は十分とはいえなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するため、従来技術では正弦波であった放電灯に供給
する電流波形を本発明では矩形波にして、放電灯の発光
効率を高めることとした。
決するため、従来技術では正弦波であった放電灯に供給
する電流波形を本発明では矩形波にして、放電灯の発光
効率を高めることとした。
【０００５】図５は放電灯に供給する電流波形が正弦波
の場合と矩形波の場合とで、横軸に放電灯に流れる電流
値、縦軸に放電灯（ここでは液晶バックライトに用いら
れる細径の冷陰極形蛍光ランプ）の表面輝度を取って、
比較したものである。図５からわかるように、同じ電流
値で比較した場合矩形波の方が正弦波に比べ１０％前後
輝度が高い。このため、放電灯に供給する電流波形を矩
形波にすることにより全体の効率を高めることができ
る。
の場合と矩形波の場合とで、横軸に放電灯に流れる電流
値、縦軸に放電灯（ここでは液晶バックライトに用いら
れる細径の冷陰極形蛍光ランプ）の表面輝度を取って、
比較したものである。図５からわかるように、同じ電流
値で比較した場合矩形波の方が正弦波に比べ１０％前後
輝度が高い。このため、放電灯に供給する電流波形を矩
形波にすることにより全体の効率を高めることができ
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は矩形波の電流波形を放電灯
に供給する放電灯点灯装置の一実施例である。図１にお
いて、１は直流電源、２はチョッピングトランジスタ、
３は抵抗、４はチョッピングトランジスタ２のベ−ス抵
抗、５はダイオ−ド、６はチョ−クコイル、７は平滑コ
ンデンサ、８はトランス、９および１０はスイッチング
トランジスタ、１１は管電流検出回路、１２は放電灯、
１３はスイッチングトランジスタ９および１０の制御信
号発生器、１４はエラ−アンプ、１５および１７は基準
電源１６の基準電圧の分圧抵抗、１８は積分コンデン
サ、１９はオ−プンコレクタ出力の電圧比較器、２０は
基準鋸歯状波発生器である。波形図２及び３を使って図
１の動作説明を行う。
に供給する放電灯点灯装置の一実施例である。図１にお
いて、１は直流電源、２はチョッピングトランジスタ、
３は抵抗、４はチョッピングトランジスタ２のベ−ス抵
抗、５はダイオ−ド、６はチョ−クコイル、７は平滑コ
ンデンサ、８はトランス、９および１０はスイッチング
トランジスタ、１１は管電流検出回路、１２は放電灯、
１３はスイッチングトランジスタ９および１０の制御信
号発生器、１４はエラ−アンプ、１５および１７は基準
電源１６の基準電圧の分圧抵抗、１８は積分コンデン
サ、１９はオ−プンコレクタ出力の電圧比較器、２０は
基準鋸歯状波発生器である。波形図２及び３を使って図
１の動作説明を行う。
【０００７】チョッピングトランジスタ２は電圧比較器
１９の出力によりＯＮ／ＯＦＦ動作を行う。図２（ｃ）
の波形は電圧比較器１９の出力電圧波形で、電圧比較器
１９の出力電圧が低い期間にチョッピングトランジスタ
２がＯＮする。チョッピングトランジスタ２の出力電圧
をチョ−クコイル６と平滑コンデンサ７で平滑して、チ
ョッピングトランジスタ２のＯＮデュ−ティ−に応じた
直流電圧（図３（ｄ）に示す電圧）がトランス８に入力
される。ダイオ−ドはチョッピングトランジスタ２のＯ
ＦＦ時にチョ−クコイル６に発生するキックバック電圧
を吸収するためのものである。スイッチングトランジス
タ９および１０は制御信号発生器１３の出力信号により
ＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。制御信号発生器１３の出力信
号は図３（ａ）（ｂ）に示すような波形で、図３（ａ）
はスイッチングトランジスタ９、図３（ｂ）スイッチン
グトランジスタ１０に入力される。したがってスイッチ
ングトランジスタ９および１０は交互にＯＮ／ＯＦＦす
る。図３（ｃ）はトランジスタ１０のコレクタ電圧波形
で、トランジスタ１０がＯＮしている期間は約０Ｖで、
トランジスタ１０がＯＦＦしている期間は図３（ｄ）に
示すトランス入力電圧の約２倍の電圧となる。トランジ
スタ９のコレクタにはちょうど図３（ｃ）とは交互にト
ランス入力電圧の約２倍の電圧が発生する。したがって
トランスの一次側には矩形波電圧が発生し、巻数比に応
じた電圧の矩形波が二次側に発生する。 その後の動作
は通常の電流帰還形回路と同様で、管電流を管電流検出
回路１１で管電流値に応じた直流電圧に変換し、この直
流電圧と基準電圧との差をエラ−アンプ１４が増幅して
電圧比較器１９に入力する。管電流検出回路１１の出力
電圧が基準電圧よりも高かった場合（管電流が多く流れ
ているとき）、エラ−アンプ１４の出力電圧も高くな
る。図２の（ｂ）がエラ−アンプ１４の出力電圧示す。
電圧比較器１９は図２（ａ）の基準鋸歯状波発生器２０
の出力電圧波形と、図２（ｂ）のエラ−アンプ１４の出
力電圧とを比較する。このためエラ−アンプ１４の出力
電圧が高くなると、図２（ｃ）の電圧が低い期間が短く
なる方向に変化するため、トランジスタ２のＯＮ期間が
短くなり、その結果トランス入力電圧が低下して、これ
まで流れ過ぎていた管電流を抑える方向に変化する。管
電流が予定よりも低い場合はこの反対の動作となる。上
記のようにして安定な矩形波の管電流が流れる。
１９の出力によりＯＮ／ＯＦＦ動作を行う。図２（ｃ）
の波形は電圧比較器１９の出力電圧波形で、電圧比較器
１９の出力電圧が低い期間にチョッピングトランジスタ
２がＯＮする。チョッピングトランジスタ２の出力電圧
をチョ−クコイル６と平滑コンデンサ７で平滑して、チ
ョッピングトランジスタ２のＯＮデュ−ティ−に応じた
直流電圧（図３（ｄ）に示す電圧）がトランス８に入力
される。ダイオ−ドはチョッピングトランジスタ２のＯ
ＦＦ時にチョ−クコイル６に発生するキックバック電圧
を吸収するためのものである。スイッチングトランジス
タ９および１０は制御信号発生器１３の出力信号により
ＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。制御信号発生器１３の出力信
号は図３（ａ）（ｂ）に示すような波形で、図３（ａ）
はスイッチングトランジスタ９、図３（ｂ）スイッチン
グトランジスタ１０に入力される。したがってスイッチ
ングトランジスタ９および１０は交互にＯＮ／ＯＦＦす
る。図３（ｃ）はトランジスタ１０のコレクタ電圧波形
で、トランジスタ１０がＯＮしている期間は約０Ｖで、
トランジスタ１０がＯＦＦしている期間は図３（ｄ）に
示すトランス入力電圧の約２倍の電圧となる。トランジ
スタ９のコレクタにはちょうど図３（ｃ）とは交互にト
ランス入力電圧の約２倍の電圧が発生する。したがって
トランスの一次側には矩形波電圧が発生し、巻数比に応
じた電圧の矩形波が二次側に発生する。 その後の動作
は通常の電流帰還形回路と同様で、管電流を管電流検出
回路１１で管電流値に応じた直流電圧に変換し、この直
流電圧と基準電圧との差をエラ−アンプ１４が増幅して
電圧比較器１９に入力する。管電流検出回路１１の出力
電圧が基準電圧よりも高かった場合（管電流が多く流れ
ているとき）、エラ−アンプ１４の出力電圧も高くな
る。図２の（ｂ）がエラ−アンプ１４の出力電圧示す。
電圧比較器１９は図２（ａ）の基準鋸歯状波発生器２０
の出力電圧波形と、図２（ｂ）のエラ−アンプ１４の出
力電圧とを比較する。このためエラ−アンプ１４の出力
電圧が高くなると、図２（ｃ）の電圧が低い期間が短く
なる方向に変化するため、トランジスタ２のＯＮ期間が
短くなり、その結果トランス入力電圧が低下して、これ
まで流れ過ぎていた管電流を抑える方向に変化する。管
電流が予定よりも低い場合はこの反対の動作となる。上
記のようにして安定な矩形波の管電流が流れる。
【０００８】ところで、図４は液晶バックライト用放電
灯点灯装置に一般的に使用されるトランスの構造例であ
る。２１はＥＥ形フェライトコア、２２はボビン、２３
から２７は二次巻線、２８は一次巻線、２９は一次側端
子、３０は二次側端子である。一般に液晶バックライト
の電源は５Ｖから２０Ｖ程度であるのに対し、冷陰極形
蛍光ランプの管電圧は５００Ｖ前後と高いため放電灯点
灯装置には昇圧トランスが使用され、二次巻線の巻線数
は１，０００タ−ンから２，０００タ−ン必要である。
また冷陰極形蛍光ランプを始動させるため１，０００Ｖ
前後の電圧を二次側に出力する必要がある。この高い二
次電圧で二次巻線の絶縁が劣化しないよう、２２のボビ
ン構造のように複数の仕切りを二次巻線を巻回する部分
に入れたセパレ−ト構造が用いられる。高い二次電圧を
複数のセパレ−タで分圧して一つのセパレ−タにかかる
電圧を小さくすることにより信頼性を確保するものであ
る。また、従来技術の回路では、トランスの一次側は正
弦波発振しているため大きな共振電流が流れている。こ
のため、ＥＥ形フェライトコア２１のＥ形コアとＥ形コ
ア間の接続部３１、３２、３３のいずれかにエアギャッ
プを設けフェライトコアの磁気飽和を防止するととも
に、エアギャップの調整によりインダクタンスのバラツ
キを小さくすることにより正弦波発振の発振周波数のバ
ラツキを小さくすることが不可欠である。
灯点灯装置に一般的に使用されるトランスの構造例であ
る。２１はＥＥ形フェライトコア、２２はボビン、２３
から２７は二次巻線、２８は一次巻線、２９は一次側端
子、３０は二次側端子である。一般に液晶バックライト
の電源は５Ｖから２０Ｖ程度であるのに対し、冷陰極形
蛍光ランプの管電圧は５００Ｖ前後と高いため放電灯点
灯装置には昇圧トランスが使用され、二次巻線の巻線数
は１，０００タ−ンから２，０００タ−ン必要である。
また冷陰極形蛍光ランプを始動させるため１，０００Ｖ
前後の電圧を二次側に出力する必要がある。この高い二
次電圧で二次巻線の絶縁が劣化しないよう、２２のボビ
ン構造のように複数の仕切りを二次巻線を巻回する部分
に入れたセパレ−ト構造が用いられる。高い二次電圧を
複数のセパレ−タで分圧して一つのセパレ−タにかかる
電圧を小さくすることにより信頼性を確保するものであ
る。また、従来技術の回路では、トランスの一次側は正
弦波発振しているため大きな共振電流が流れている。こ
のため、ＥＥ形フェライトコア２１のＥ形コアとＥ形コ
ア間の接続部３１、３２、３３のいずれかにエアギャッ
プを設けフェライトコアの磁気飽和を防止するととも
に、エアギャップの調整によりインダクタンスのバラツ
キを小さくすることにより正弦波発振の発振周波数のバ
ラツキを小さくすることが不可欠である。
【０００９】上記従来のトランスをそのまま図１の矩形
波動作の放電灯点灯装置に用いた場合、トランジスタ９
および１０のコレクタ電圧波形は図５（ａ）に示すよう
にオ−バ−シュ−トを持つ波形となる。このオ−バ−シ
ュ−トはトランジスタ９および１０のスイッチング損失
を増大させ、効率の低下を招く。これはＥ形コアとＥ形
コア間にギャップを設けたことにより巻線間の結合係数
が低下したためにしょうじたもので、正弦波動作時には
問題にならなかったものある。このため矩形波動作を効
率良く行うためにはコア間にギャップを設けず巻線間の
結合係数が高い状態にしておくことが必要である。
波動作の放電灯点灯装置に用いた場合、トランジスタ９
および１０のコレクタ電圧波形は図５（ａ）に示すよう
にオ−バ−シュ−トを持つ波形となる。このオ−バ−シ
ュ−トはトランジスタ９および１０のスイッチング損失
を増大させ、効率の低下を招く。これはＥ形コアとＥ形
コア間にギャップを設けたことにより巻線間の結合係数
が低下したためにしょうじたもので、正弦波動作時には
問題にならなかったものある。このため矩形波動作を効
率良く行うためにはコア間にギャップを設けず巻線間の
結合係数が高い状態にしておくことが必要である。
【００１０】また矩形波動作を効率良く行うための必要
要件は、二次側巻線の浮遊容量である。図５（ｂ）の波
形は二次側巻線の浮遊容量が大きい（５ｐＦ程度）時の
トランジスタ９および１０のコレクタ電流波形で、大き
な突入電流が流れている。このためトランジスタ９およ
び１０のスイッチング損失が増大する。図５（ｃ）の波
形は図４に示したセパレ−タ構造のトランスで二次側の
セパレ−ト数を５にして浮遊容量を小さく（２ｐＦ程
度）した時のトランジスタ９および１０のコレクタ電流
波形で、突入電流がなく、スイッチング損失も小さい。
図６はセパレ−ト数とトランジスタ９のスイッチング損
失の関係を測定したもので、図６より、セパレ−ト数は
５以上必要なことがわかる。
要件は、二次側巻線の浮遊容量である。図５（ｂ）の波
形は二次側巻線の浮遊容量が大きい（５ｐＦ程度）時の
トランジスタ９および１０のコレクタ電流波形で、大き
な突入電流が流れている。このためトランジスタ９およ
び１０のスイッチング損失が増大する。図５（ｃ）の波
形は図４に示したセパレ−タ構造のトランスで二次側の
セパレ−ト数を５にして浮遊容量を小さく（２ｐＦ程
度）した時のトランジスタ９および１０のコレクタ電流
波形で、突入電流がなく、スイッチング損失も小さい。
図６はセパレ−ト数とトランジスタ９のスイッチング損
失の関係を測定したもので、図６より、セパレ−ト数は
５以上必要なことがわかる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば小形
で高効率な放電灯点灯装置を実現することができる。
で高効率な放電灯点灯装置を実現することができる。
【００１２】
【図１】本発明の一実施例。
【図２】図１の回路図の動作説明図。
【図３】図１の回路図の動作説明図。
【図４】本発明のトランス構造図の一実施例。
【図５】図１の回路図の動作説明図。
【図６】本発明の説明図。
８…トランス ９および１０…スイッチングトランジスタ、 １３…スイッチングトランジスタ９および１０の制御信
号発生器
号発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉野 元洋 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立画像情報システム内 (72)発明者 小川 壮一郎 東京都青梅市藤橋888番地 株式会社日立 製作所熱器ライティング事業部内
Claims (1)
- 【請求項１】矩形波発生器と前記矩形波発生器の出力電
圧をトランスを介して放電灯に印加する構成の放電灯点
灯装置において、前記トランスはＯＩまたはＥＩまたは
ＥＥ形フェライトコアの中足に嵌めこむ形のボビンに一
次巻線および二次巻線を並べて巻回する構造で、前記Ｏ
形とＩ形コア間またはＥ形とＩ形コア間またはＥ形とＥ
形コア間は直接接触し、前記ボビンのうち前記二次巻線
を巻回する部分は少なくとも５分割以上のセパレ−タを
有することを特徴とする放電灯点灯装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272320A JPH09115676A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 放電灯点灯装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272320A JPH09115676A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 放電灯点灯装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09115676A true JPH09115676A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17512247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7272320A Pending JPH09115676A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 放電灯点灯装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09115676A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007105374A1 (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 誘電体バリア放電ランプ点灯装置 |
-
1995
- 1995-10-20 JP JP7272320A patent/JPH09115676A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007105374A1 (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 誘電体バリア放電ランプ点灯装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040330 |