JPH09131076A - インバータ装置およびこれを使用した照明装置 - Google Patents

インバータ装置およびこれを使用した照明装置

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JPH09131076A
JPH09131076A JP7282706A JP28270695A JPH09131076A JP H09131076 A JPH09131076 A JP H09131076A JP 7282706 A JP7282706 A JP 7282706A JP 28270695 A JP28270695 A JP 28270695A JP H09131076 A JPH09131076 A JP H09131076A
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fluorescent discharge
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Hiroshi Iwata
比呂志 岩田
Kazumasa Murata
和應 村田
Hiroshi Makino
博 牧野
Wataru Hasegawa
渉 長谷川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光放電管を高周波点灯させた場合であって
も、蛍光放電管への配線に伴う分布容量の発光効率に及
ぼす影響を低減できる照明装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 一次側電極1a,1bと二次側電極1
c,1dとを電気的に分離した圧電トランス1を設け、
圧電トランス1の二次側回路の発生電力で蛍光放電管3
を点灯駆動するとともに、二次側電極1dと蛍光放電管
3の間にフォトカプラ9の一次側を介装し、フォトカプ
ラ9の二次側から得られる情報を圧電トランスの一次側
に帰還して駆動回路2の出力信号を制御する。点灯駆動
周波数を 50kHz 以上、蛍光放電管3の内径を 2.0mm以
下に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置、表
示パネル等を照明する光源として使用されている蛍光放
電管を点灯駆動するインバータ装置およびこのインバー
タ装置を使用した照明装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、周知のようにワードプロセッサ、
パーソナルコンピュータ等の画面表示には液晶表示素子
が多用され、この液晶表示素子のバックライト装置とし
ては、比較的消費電力が少なく、発光効率の良い冷陰極
型蛍光放電管や熱陰極型蛍光放電管が使用されている。
【0003】この蛍光放電管の点灯装置としては、圧電
トランスを用いたインバータ装置がある。このインバー
タ装置は図3に示すように構成されている。圧電トラン
ス1の一次側電極1a,1bの間に、駆動回路2から圧
電トランス1の共振周波数の近傍の交流電圧を印加し
て、この圧電トランス1を機械的に共振させ、この機械
的振動を圧電トランス1の圧電効果により変換して圧電
トランス1の二次側から高圧発生電力として取り出すも
のである。
【0004】この従来例では、圧電トランス1の出力電
極1cと一次側電極1bとの間から出力発生電力を取り
出して蛍光放電管3を点灯駆動している。4は駆動回路
2を駆動する直流電源である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】バックライト照明用と
して使用される蛍光放電管3は、発光効率は高い程良い
ことはいうまでもなく、一方、かかる発光効率は蛍光放
電管3を点灯させる点灯駆動周波数に大きく依存してい
る。
【0006】図4は放電間隔が 150mm、封入ガスが水銀
蒸気と一定量のアルゴンおよびネオンガスを封入し、管
内径を 0.5〜 2.0mmφのものを何種類か作成し、点灯駆
動周波数を変化させて点灯させた場合における点灯駆動
周波数と発光効率の関係を、そのうちの管内径 2.0mmφ
のものを 50kHzの点灯駆動周波数で点灯させた場合の発
光効率を 100%として示した図である。
【0007】この図4からも明らかなように、管内径が
1.5mmφ以下のものでは点灯駆動周波数によってその発
光効率に相当差が見られ、また、周波数が 50kHz以上に
なると内径と発光効率は逆比例する傾向が見られ、さら
に同一内径で見ると、発光効率は点灯駆動周波数に大き
く依存し、点灯駆動周波数が高くなるにつれて発光効率
は上昇傾向にある。
【0008】なお、蛍光放電管の放電間隔については、
上記の間隔の他、 50mm ,100mm ,200mm のものを作成
して発光効率を確認したが、上述の 150mmの場合と殆ど
同様な結果が得られた。
【0009】したがって、蛍光放電管の発光効率を高く
するためには、できる限り高い点灯駆動周波数で点灯さ
せることが望ましい。しかし、高周波電圧で点灯させる
となれば、蛍光放電管3への配線に伴う分布容量5,6
が無視できなくなる。すなわち、高周波電圧で点灯させ
る場合、前記の分布容量5,6は、実装後にその付近に
人の手が近づいたり、金属物が近づくことにより変動す
るとともに、電気的にはランプ表面を介して一次側電極
1bに作用して、この一次側電極1bとの間で容量成分
として作用することになる。
【0010】換言すれば入力側から見て負荷として機能
することになるため、当然のことながら所定の管電流供
給のために多くの入力エネルギが必要となり、圧電トラ
ンス1の発熱が大きくなり信頼性が著しく劣化すると同
時に、蛍光放電管3の点灯系における発光効率が低下す
る問題がある。
【0011】本発明は蛍光放電管を高周波点灯させた場
合であっても、蛍光放電管への配線に伴う分布容量の発
光効率に及ぼす影響を低減できるインバータ装置および
これを使用した照明装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のインバー
タ装置は、昇圧トランスの一次側を駆動回路の出力信号
で交流駆動し、昇圧トランスの二次側の発生電力で蛍光
放電管を点灯駆動するインバータ装置において、昇圧ト
ランスの二次側回路を一次側回路とは電気的に浮かせて
設けたことを特徴とする。
【0013】請求項2記載の照明装置は、昇圧トランス
の一次側を駆動回路の出力信号で交流駆動し、昇圧トラ
ンスの二次側の発生電力で蛍光放電管を点灯駆動する照
明装置において、昇圧トランスとして、一次側電極と二
次側電極とを電気的に分離した圧電トランスを設け、一
次側回路に対して電気的に浮いた状態の前記圧電トラン
スの二次側回路の発生電力で蛍光放電管を点灯駆動する
とともに、蛍光放電管の点灯駆動周波数を 50 kHz 以
上、蛍光放電管の内径を 2.0mm以下に設定したことを特
徴とする。
【0014】請求項3記載の照明装置は、請求項2にお
いて、二次側電極と蛍光放電管の間にフォトカプラの一
次側を直列に介装したことを特徴とする。請求項4記載
の照明装置は、昇圧トランスの一次側を駆動回路の出力
信号で交流駆動し、昇圧トランスの二次側の発生電力で
蛍光放電管を点灯駆動する照明装置において、昇圧トラ
ンスとして、一次側電極と二次側電極とを電気的に分離
した圧電トランスを設け、一次側回路に対して電気的に
浮いた状態の前記圧電トランスの二次側回路の発生電力
で蛍光放電管を点灯駆動するとともに、前記二次側電極
と蛍光放電管の間にフォトカプラの一次側を介装し、前
記フォトカプラの二次側から得られる情報を前記昇圧ト
ランスの一次側に帰還して前記駆動回路の出力信号を制
御し、かつ前記蛍光放電管の点灯駆動周波数を 50kHz以
上、蛍光放電管の内径を 2.0mm以下に設定したことを特
徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態を図
1と図2に基づいて説明する。 〔第1の実施の形態〕図1は〔第1の実施の形態〕を示
し、インバータ装置7と蛍光放電管3とで構成される照
明装置は、次のように構成されている。
【0016】インバータ装置7は、直流電源4によって
駆動されて交流信号を発生する駆動回路2と、昇圧トラ
ンスとしての圧電トランス1とで構成されている。圧電
トランス1には一次側電極1a,1bと二次側電極1
c,1dが形成されており、一次側電極1aと一次側電
極1bの間に駆動回路2の出力の交流信号が印加され
る。
【0017】これによって圧電トランス1が機械的に共
振し、この機械的振動を圧電トランス1の圧電効果によ
り変換して圧電トランス1の二次側電極1c,1dの間
から高圧発生電力が取り出される。取り出された高圧発
生電力は蛍光放電管3に印加され、蛍光放電管3が点灯
する。
【0018】この実施の形態では、一次側回路のグラン
ド8とは電気的に浮いた状態の圧電トランス1の二次側
回路の発生電力で蛍光放電管3を点灯駆動しているの
で、ランプ表面を介して一次側回路との間に形成される
分布容量が、この一次側回路との間において容量成分と
して作用することがなくなり、実装後に蛍光放電管3の
付近に人の手が近づいたり、金属物が近づいても圧電ト
ランス1の共振周波数が変動することがなく、蛍光放電
管3の発光効率の低下もない。
【0019】すなわち、分布容量の影響が殆どなくな
り、この結果、所定の管電流供給による所望の点灯状態
を得るためには、先の所定の管電流を供給するために必
要となるランプ必要点灯電力のみでよく、優れた発光効
率で発光させることができる。
【0020】ところで、蛍光放電管3の内径と点灯駆動
周波数は、先に図4で示したように発光効率に大きく寄
与し、実際に先に述べたような種々の放電管を本実施の
形態のインバータ装置7を使用して点灯させた場合に
は、蛍光放電管3の内径 2.0mm以下で駆動周波数が 50k
Hz以上において発光効率の上昇が平均で 20 %程度みら
れると云う満足のいく結果が得られた。
【0021】〔第2の実施の形態〕図2は〔第2の実施
の形態〕を示し、二次側電極1cと蛍光放電管3の一方
の電極の間にフォトカプラ9の一次側を介装している点
だけが〔第1の実施の形態〕とは異なっている。
【0022】圧電トランス1は温度や負荷などの環境変
化により共振周波数が変化する。一次側回路に対して電
気的に浮いた状態の圧電トランス1の二次側回路の発生
電力で蛍光放電管3を点灯駆動した場合には、一次側回
路と二次側回路の共通の基準電位が存在していないた
め、圧電トランス1の共振周波数の変化に伴う蛍光放電
管3の電流変化を例えば帰還抵抗により検出し、そのま
ま例えば一次側回路に帰還して上記の共振周波数の変動
を示す情報として使用することはできない。すなわち、
蛍光放電管3に生じた電流変化を検知できたとしても、
その電流変化が一次側回路から見てどのようなレベルの
電流変化であるのかについては共通電位点が無いことか
ら認識することができない。したがって、上記電流変化
をそのまま一次側回路へ帰還して圧電トランス1の共振
周波数を制御するため、あるいは上記一次側回路へのエ
ネルギ供給自体の有無を制御する情報として使用した
り、また特に一次側への帰還を行うことなく上記したよ
うな種々の制御を報知するための情報として使用する等
の展開を行うことはできない。
【0023】この〔第2の実施の形態〕では、フォトカ
プラ9の一次側を二次側電極1cと蛍光放電管3の一方
の電極の間に介装していることから、フォトカプラ9の
二次側から蛍光放電管3に流れる電流の正確な情報を得
られることになり、この二次側から得られる情報を一次
側回路に帰還して、例えば蛍光放電管3に一定の電流が
流れるように制御することができ、安定な発光を期待で
きる。
【0024】
【発明の効果】請求項1の構成のインバータ装置による
と、一次側回路とは電気的に浮かせた状態で昇圧トラン
スの二次側回路から高圧発生電力を取り出しているの
で、二次側回路から負荷への配線などに発生する分布容
量が一次側回路に影響しなくなり、高圧発生電力を安定
に維持できる。
【0025】請求項2の構成の照明装置によると、昇圧
トランスとして、一次側電極と二次側電極を電気的に分
離した圧電トランスを設け、一次側回路に対して電気的
に浮いた状態の圧電トランスの二次側回路の発生電力で
蛍光放電管を点灯駆動するとともに、蛍光放電管の点灯
駆動周波数を 50kHz以上、蛍光放電管の内径を 2.0mm以
下に設定したため、分布容量の影響がなくなり、しかも
蛍光放電管の内径と点灯駆動周波数の組み合わせを最適
なものにしたので、優れた発光効率で発光させることが
できる。
【0026】請求項3の照明装置によると、請求項2に
おいて、二次側電極と蛍光放電管の一方の電極の間にフ
ォトカプラの一次側を介装したため、一次側回路とは電
気的に浮いた状態で昇圧トランスの二次側回路から高圧
発生電力を取り出した場合であっても、フォトカプラの
二次側から点灯状態の情報を取り出せる。
【0027】請求項4の照明装置によると、昇圧トラン
スとして、一次側電極と二次側電極とを電気的に分離し
た圧電トランスを設け、一次側回路に対して電気的に浮
いた状態の前記圧電トランスの二次側回路の発生電力で
蛍光放電管を点灯駆動するとともに、前記二次側電極と
蛍光放電管の間にフォトカプラの一次側を介装し、前記
フォトカプラの二次側から得られる情報を前記昇圧トラ
ンスの一次側に帰還して前記駆動回路の出力信号を制御
し、かつ前記蛍光放電管の点灯駆動周波数を 50kHz以
上、蛍光放電管の内径を 2.0mm以下に設定したため、蛍
光放電管の安定で良好な発光効率の点灯を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】〔第1の実施の形態〕の照明装置の構成図であ
る。
【図2】〔第2の実施の形態〕の照明装置の構成図であ
る。
【図3】従来の照明装置の構成図である。
【図4】蛍光放電管の内径と駆動周波数の関係を示す発
光効率特性図である。
【符号の説明】
1 圧電トランス 1a,1b 一次側電極 1c,1d 二次側電極 2 駆動回路 3 蛍光放電管 4 直流電源 5,6 分布容量 7 インバータ装置 9 フォトカプラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 渉 大阪府大阪市北区長柄東2丁目9番95号 ウエスト電気株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 昇圧トランスの一次側を駆動回路の出力
    信号で交流駆動し、昇圧トランスの二次側の発生電力で
    蛍光放電管を点灯駆動するインバータ装置において、昇
    圧トランスの二次側回路を一次側回路とは電気的に浮か
    せて設けたインバータ装置。
  2. 【請求項2】 昇圧トランスの一次側を駆動回路の出力
    信号で交流駆動し、昇圧トランスの二次側の発生電力で
    蛍光放電管を点灯駆動する照明装置において、昇圧トラ
    ンスとして、一次側電極と二次側電極とを電気的に分離
    した圧電トランスを設け、一次側回路に対して電気的に
    浮いた状態の前記圧電トランスの二次側回路の発生電力
    で蛍光放電管を点灯駆動するとともに、蛍光放電管の点
    灯駆動周波数を 50kHz以上、蛍光放電管の内径を 2.0mm
    以下に設定した照明装置。
  3. 【請求項3】 二次側電極と蛍光放電管の間にフォトカ
    プラの一次側を直列に介装した請求項2記載の照明装
    置。
  4. 【請求項4】 昇圧トランスの一次側を駆動回路の出力
    信号で交流駆動し、昇圧トランスの二次側の発生電力で
    蛍光放電管を点灯駆動する照明装置において、昇圧トラ
    ンスとして、一次側電極と二次側電極とを電気的に分離
    した圧電トランスを設け、一次側回路に対して電気的に
    浮いた状態の前記圧電トランスの二次側回路の発生電力
    で蛍光放電管を点灯駆動するとともに、前記二次側電極
    と蛍光放電管の間にフォトカプラの一次側を介装し、前
    記フォトカプラの二次側から得られる情報を前記昇圧ト
    ランスの一次側に帰還して前記駆動回路の出力信号を制
    御し、かつ前記蛍光放電管の点灯駆動周波数を 50kHz以
    上、蛍光放電管の内径を2.0mm以下に設定した照明装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100699589B1 (ko) * 2006-04-14 2007-03-23 삼성전기주식회사 인버터 회로
WO2013001434A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Signal and power supply transmission

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