JPH10326693A - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device

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JPH10326693A
JPH10326693A JP13721097A JP13721097A JPH10326693A JP H10326693 A JPH10326693 A JP H10326693A JP 13721097 A JP13721097 A JP 13721097A JP 13721097 A JP13721097 A JP 13721097A JP H10326693 A JPH10326693 A JP H10326693A
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JP
Japan
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discharge lamp
piezoelectric transformer
frequency
lighting device
lamp lighting
Prior art date
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Pending
Application number
JP13721097A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Kakehashi
英典 掛橋
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting device at a low cost which is equipped with a piezo type transformer and which can light a hot cathode-ray tube stably. SOLUTION: A discharge lamp lighting device is equipped with a hot cathode lamp 6, an inverter circuit to convert a DC voltage E into a high frequency AC voltage, and a piezo type transformer 2b which transforms a high frequency voltage output of the inverter circuit and supplies it to the lamp 6. When the lamp 6 is on, the transformer 2b is driven at a frequency over the serial resonance frequency where the phase nullifies approximately and below f50k where the absolute |Zo| of the output impedance becomes approx. 50 kΩ.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する利用分野】本発明は放電灯点灯装置に関
するものであり、更に詳しくは圧電トランスを用いた放
電灯点灯装置に関する。
The present invention relates to a discharge lamp lighting device, and more particularly, to a discharge lamp lighting device using a piezoelectric transformer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、圧電トランスは、一般の電磁トラ
ンスに比べて以下の(1)〜(3)等に示す特徴を有し
ており、その特徴を活かした電子機器への応用研究が行
われている。 (1)エネルギー密度が高い為、小型化が図れる。 (2)不燃化が図れる。 (3)電磁誘導によるノイズが出ない。
2. Description of the Related Art Conventionally, a piezoelectric transformer has the following characteristics (1) to (3) as compared with a general electromagnetic transformer, and application research to electronic equipment utilizing the characteristics has been conducted. Have been done. (1) Since the energy density is high, downsizing can be achieved. (2) Non-combustibility can be achieved. (3) No noise is generated by electromagnetic induction.

【0003】放電灯点灯装置においては、これまで、液
晶バックライトの冷陰極管点灯への応用がある。その1
つに特開平8−45679号公報に示したものがあり、
そのブロック構成図を図14に示す。
A discharge lamp lighting device has been applied to a cold cathode tube lighting of a liquid crystal backlight. Part 1
Finally, there is the one shown in JP-A-8-45679.
FIG. 14 is a block diagram showing the configuration.

【0004】本構成は、直流電源Eと、直流電源Eを高
周波電圧に変換するインバータ回路1と、インバータ回
路1の出力端に並列接続された圧電トランス2aと、圧
電トランス2aの出力端に接続された冷陰極管3とを備
え、圧電トランス2aの共振周波数近傍でインバータ回
路1を駆動して冷陰極管3を点灯するものである。冷陰
極管3の点灯中は、冷陰極管3には数mA以下の微小電
流が流れる。
In this configuration, a DC power supply E, an inverter circuit 1 for converting the DC power supply E into a high-frequency voltage, a piezoelectric transformer 2a connected in parallel to an output terminal of the inverter circuit 1, and an output terminal of the piezoelectric transformer 2a are connected. The cold cathode tube 3 is provided, and the inverter circuit 1 is driven near the resonance frequency of the piezoelectric transformer 2a to turn on the cold cathode tube 3. While the cold-cathode tube 3 is turned on, a small current of several mA or less flows through the cold-cathode tube 3.

【0005】図15には、Rosenタイプと呼ばれる
周知の圧電トランス2aの模式的な斜視図を示す。圧電
トランス2aは、長手方向に対して略半分のの一方側の
表裏面に形成された1次電極と、他方側の端面に形成さ
れた2次電極とを有し、1次電極に交流電圧を印加する
ことにより厚み−長さ方向に振動が生じ、2次電極に電
圧を誘起するものである。
FIG. 15 is a schematic perspective view of a known piezoelectric transformer 2a called a Rosen type. The piezoelectric transformer 2a has a primary electrode formed on the front and back surfaces on one side, which is substantially half of the longitudinal direction, and a secondary electrode formed on the end surface on the other side. Is applied to generate vibration in the thickness-length direction to induce a voltage on the secondary electrode.

【0006】図16は、(株)富士セラミックス社製
(材料品番C213、幅10mm×長さ40mm×厚み
1.5mm)材質の圧電トランスの出力インピーダンス
と位相との周波数特性図を示す。ここでは、圧電トラン
スは、波長λモード共振近傍の特性で、低周波側63k
Hzにて位相が略零となる点が直列共振周波数fsであ
り、高周波側71kHzにて位相が略零となる点が並列
共振周波数fpである。また、直列共振周波数fsと並
列共振周波数fpとの位相差は略90゜で誘導性である
ことがわかる。
FIG. 16 shows a frequency characteristic diagram of the output impedance and phase of a piezoelectric transformer made of Fuji Ceramics Co., Ltd. (material number C213, width 10 mm × length 40 mm × thickness 1.5 mm). Here, the piezoelectric transformer has a characteristic near the wavelength λ mode resonance,
The point at which the phase becomes substantially zero at Hz is the series resonance frequency fs, and the point at which the phase becomes substantially zero at 71 kHz on the high frequency side is the parallel resonance frequency fp. In addition, it can be seen that the phase difference between the series resonance frequency fs and the parallel resonance frequency fp is approximately 90 °, which is inductive.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例で
は、以下に示す様な問題点が生じてしまう。
However, in the above conventional example, the following problems occur.

【0008】冷陰極管は、ランプ電圧が高く、ランプ電
流が小さい、という特性を有するものであり、従来例に
示す様な構成にて十分に点灯が可能であったが、熱陰極
管では十分な検討がなされていなかった。実験的に、従
来例に示す様な構成にて熱陰極管(FL10、10Wラ
ンプ)を負荷としたところ、点灯不能で、圧電トランス
に大きなストレスがかかってしまう、という問題点が生
じてしまう。
[0008] The cold cathode tube has a characteristic that the lamp voltage is high and the lamp current is small, and it is possible to sufficiently light the lamp by the structure as shown in the conventional example. Was not considered. Experimentally, when a hot cathode tube (FL10, 10W lamp) is used as a load in the configuration as shown in the conventional example, there is a problem that lighting is impossible and a large stress is applied to the piezoelectric transformer.

【0009】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、圧電トランスを備
えた放電灯点灯装置において、熱陰極管を安定点灯可能
な放電灯点灯装置を低コストで提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device including a piezoelectric transformer, which is capable of stably lighting a hot cathode tube. It is to provide at low cost.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項1記載の発明によれば、放電灯と、直流電
圧を交流の高周波電圧に変換するインバータ回路と、イ
ンバータ回路の高周波電圧出力を変圧して放電灯に供給
する圧電トランスとを備える放電灯点灯装置において、
圧電トランスは、放電灯の点灯時は、位相が略零となる
直列共振周波数以上、出力インピーダンスの絶対値|Z
o|が略50kΩとなる周波数f50k以下で駆動され
るものであることを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a discharge lamp, an inverter circuit for converting a DC voltage to an AC high frequency voltage, and a high frequency of the inverter circuit. A discharge lamp lighting device comprising: a piezoelectric transformer that transforms a voltage output and supplies the voltage to the discharge lamp.
When the discharge lamp is turned on, the piezoelectric transformer has an output impedance absolute value | Z equal to or higher than the series resonance frequency at which the phase becomes substantially zero.
It is characterized by being driven at a frequency f50k or less at which o | becomes approximately 50 kΩ.

【0011】請求項2記載の発明によれば、圧電トラン
スは、周波数f50kでの位相が略90゜であることを
特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the phase of the piezoelectric transformer at a frequency f50k is approximately 90 °.

【0012】請求項3記載の発明によれば、圧電トラン
スは、直列共振周波数と周波数f50kとの差が1kH
z以上であることを特徴とする。
According to the third aspect of the present invention, the difference between the series resonance frequency and the frequency f50k is 1 kHz.
z or more.

【0013】請求項4記載の発明によれば、圧電トラン
スは、単板状を有し、短手方向に対して略半分した一方
側の表裏面に形成された1次電極と、他方側の端面に形
成された2次電極とを有するものであることを特徴とす
る。
According to the fourth aspect of the present invention, the piezoelectric transformer has a single-plate shape, and has a primary electrode formed on one of the front and back surfaces that is substantially half in the short direction, and a piezoelectric electrode on the other side. And a secondary electrode formed on the end face.

【0014】請求項5記載の発明によれば、圧電トラン
スは、圧電体と電極とが交互に層状を形成する構造を有
するものであることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, the piezoelectric transformer is characterized in that the piezoelectric transformer has a structure in which piezoelectric bodies and electrodes are alternately formed in layers.

【0015】請求項6記載の発明によれば、放電灯は熱
陰極型であることを特徴とする。請求項7記載の発明に
よれば、放電灯の予熱手段を設けることを特徴とする。
According to the invention described in claim 6, the discharge lamp is of a hot cathode type. According to the seventh aspect of the present invention, a discharge lamp preheating means is provided.

【0016】[0016]

【実施の形態】Embodiment

(実施の形態1)本発明の第1の実施の形態に係るブロ
ック構成図を図1に、本構成に用いる圧電トランス2b
の模式的な斜視図を図2に、圧電トランス2bの等価回
路を図3に、圧電トランス2bの1波長モード(λモー
ド)での、出力インピーダンスと位相との周波数特性図
を図4に、出力インピーダンスに対するランプ電流の特
性図を図5に示す。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a block diagram of a first embodiment of the present invention, and a piezoelectric transformer 2b used in the present embodiment.
2 is shown in FIG. 2, an equivalent circuit of the piezoelectric transformer 2b is shown in FIG. 3, and a frequency characteristic diagram of the output impedance and the phase in the one-wavelength mode (λ mode) of the piezoelectric transformer 2b is shown in FIG. FIG. 5 shows a characteristic diagram of the lamp current with respect to the output impedance.

【0017】図2に示す様に、圧電トランス2bは、単
板状圧電体(例えば、縦41mm×横12mm×厚み1
mm)を有し、横方向(つまり短手方向)に対して略半
分の一方側の表裏面に形成された1次電極と、他方側の
端面に形成された2次電極とを有する。圧電体の1次電
極部分は厚み方向に分極され、1次、2次電極間は横方
向に分極され、1次電極に交流電圧を印加することによ
り電歪−圧電効果が生じ、2次電極に交流電圧を発生す
る。
As shown in FIG. 2, the piezoelectric transformer 2b is a single-plate-shaped piezoelectric body (for example, 41 mm long × 12 mm wide × 1 thickness).
mm), and has a primary electrode formed on the front and back surfaces on one side and a secondary electrode formed on an end surface on the other side, which is approximately half of the lateral direction (that is, the short direction). The primary electrode portion of the piezoelectric body is polarized in the thickness direction, the primary electrode and the secondary electrode are laterally polarized, and an AC voltage is applied to the primary electrode to generate an electrostriction-piezoelectric effect. To generate an AC voltage.

【0018】一般に、圧電トランスは、図3に示す様
な、コンデンサC1、C2、C3、インダクタL1、抵
抗R1、R2、R3から成る等価回路として定義され、
圧電トランスの出力インピーダンスの絶対値|Zo|
は、2次電極側からみたインピーダンスと定義される。
出力インピーダンスの絶対値|Zo|は、周波数特性を
有し、機械共振周波数と一致すると鋭い共振特性を有す
る。図4に示す様に、低周波側160kHzにて位相が
略零、出力インピーダンスの絶対値|Zo|が最小とな
る点が直列共振周波数fsであり、高周波側172kH
zにて位相が略零、出力インピーダンスの絶対値|Zo
|が最大となる点が並列共振周波数fpである。また、
直列共振周波数fsと並列共振周波数fpとの位相差は
略90゜で誘導性であること、直列共振周波数fsから
並列共振周波数fpまでの周波数幅は略12kHzであ
ることがわかる。
In general, a piezoelectric transformer is defined as an equivalent circuit including capacitors C1, C2, C3, an inductor L1, and resistors R1, R2, R3 as shown in FIG.
Absolute value of output impedance of piezoelectric transformer | Zo |
Is defined as the impedance seen from the secondary electrode side.
The absolute value | Zo | of the output impedance has a frequency characteristic, and has a sharp resonance characteristic when it matches the mechanical resonance frequency. As shown in FIG. 4, the point at which the phase is substantially zero at the low frequency side 160 kHz and the absolute value | Zo | of the output impedance is the minimum is the series resonance frequency fs, and the high frequency side 172 kHz.
The phase is substantially zero at z, the absolute value of the output impedance | Zo
Is the parallel resonance frequency fp. Also,
It can be seen that the phase difference between the series resonance frequency fs and the parallel resonance frequency fp is approximately 90 ° and inductive, and the frequency width from the series resonance frequency fs to the parallel resonance frequency fp is approximately 12 kHz.

【0019】図1に示すブロック構成は、直流電源E
と、直流電源Eの正極側端子に直列接続されたオートト
ランス(以下、トランスと呼ぶ。)T1、T2と、トラ
ンスT1を介して直流電源Eの両端に接続された電解効
果トランジスタ(以下、スイッチング素子と呼ぶ。)S
1と、トランスT2を介して直流電源Eの両端に接続さ
れた電解効果トランジスタ(以下、スイッチング素子と
呼ぶ。)S2と、圧電トランス2bと、熱陰極ランプ6
(例えば、松下製FHL10)と、熱陰極ランプ(以
下、熱陰極管と呼ぶ。)6に流れるランプ電流を検出す
る電流検出回路10と、スイッチング素子S1及びスイ
ッチング素子S2を交互にオンオフする制御回路7とか
ら構成される。ここで、トランスT1、T2はドラムコ
アにバイファラ巻で形成したものであり、圧電トランス
2bの1次電極には、トランスT1及びトランスT2の
2次出力端子を直列接続し、圧電トランス2bの2次電
極には熱陰極管6の一端を直列接続している。熱陰極管
6の他端は、電流検出回路10を介して直流電源Eの負
極側端子に直列接続している。
The block configuration shown in FIG.
And autotransformers (hereinafter referred to as transformers) T1 and T2 connected in series to the positive terminal of the DC power supply E, and a field effect transistor (hereinafter, switching) connected to both ends of the DC power supply E via the transformer T1. It is called an element.) S
1, a field effect transistor (hereinafter referred to as a switching element) S2 connected to both ends of the DC power supply E via a transformer T2, a piezoelectric transformer 2b, and a hot cathode lamp 6
(For example, FHL10 manufactured by Matsushita), a current detection circuit 10 that detects a lamp current flowing through a hot cathode lamp (hereinafter, referred to as a hot cathode tube) 6, and a control circuit that alternately turns on and off the switching element S1 and the switching element S2. And 7. Here, the transformers T1 and T2 are formed by winding the drum core in a biphasic manner. The secondary electrodes of the transformers T1 and T2 are connected in series to the primary electrodes of the piezoelectric transformer 2b. One end of a hot cathode tube 6 is connected in series to the electrode. The other end of the hot cathode tube 6 is connected in series to the negative terminal of the DC power supply E via the current detection circuit 10.

【0020】上記構成にて、スイッチング素子S1、S
2の発振周波数を165kHz近傍に設定して通電する
と、熱陰極管6が安定点灯することが確認された。従来
例に示すRosenタイプの圧電トランスでは機械損傷
が生じていたが、本実施の形態では、機械損傷を生じる
ことはなく安定動作を行なうことが可能となる。ここ
で、圧電トランス2bの出力インピーダンスの絶対値|
Zo|に着目し、図4に示す様な周波数特性にて熱陰極
管6の点灯特性を検討すると、熱陰極管6の安定点灯周
波数領域は、直列共振周波数fsから並列共振周波数f
pまでの間の誘導性を有する周波数帯で、且つ、出力イ
ンピーダンスの絶対値|Zo|が50kΩ以下である場
合であることがわかる。つまり、図5に示す様に、|Z
o|>50kΩでは熱陰極管6はランプ電流が略零にな
り点灯せず、出力インピーダンスの絶対値|Zo|が5
0kΩから小さくなるにつれてランプ電流が大きくなり
熱陰極管6は点灯する。
In the above configuration, the switching elements S1, S
It was confirmed that when the oscillating frequency of No. 2 was set to around 165 kHz and current was supplied, the hot cathode tube 6 was stably lit. Mechanical damage has occurred in the Rosen type piezoelectric transformer shown in the conventional example, but in the present embodiment, stable operation can be performed without causing mechanical damage. Here, the absolute value of the output impedance of the piezoelectric transformer 2b |
Focusing on Zo | and examining the lighting characteristics of the hot cathode tube 6 with frequency characteristics as shown in FIG. 4, the stable lighting frequency range of the hot cathode tube 6 is from the series resonance frequency fs to the parallel resonance frequency fs.
It can be seen that this is the case where the frequency band has inductive properties up to p and the absolute value | Zo | of the output impedance is 50 kΩ or less. That is, as shown in FIG.
When o |> 50 kΩ, the lamp current of the hot-cathode tube 6 becomes substantially zero and the lamp is not lit, and the absolute value | Zo |
The lamp current increases as the resistance decreases from 0 kΩ, and the hot cathode tube 6 is turned on.

【0021】以上より、熱陰極管が安定点灯するのは、
出力インピーダンスの絶対値|Zo|が誘導性を示し且
つ出力インピーダンスの絶対値|Zo|が限流要素を有
する様な、直列共振周波数fsから|Zo|=50kΩ
となる周波数f50kまでの周波数領域であることがわ
かる。また、従来よく知られている他の熱陰極管につい
ても検討を行なったところ、出力インピーダンスの絶対
値|Zo|が50kΩ以下であることが必要であり、且
つ、位相の推移から、直列共振周波数fsから周波数f
50kまでの周波数幅は1kHz以上必要であることが
わかった。
From the above, the reason why the hot cathode tube is stably lit is as follows.
From the series resonance frequency fs, | Zo | = 50 kΩ, such that the absolute value | Zo | of the output impedance indicates inductive and the absolute value | Zo | of the output impedance has a current limiting element.
It can be seen that the frequency range is up to the frequency f50k. Investigation was also conducted on other well-known conventional hot cathode tubes, and it was found that the absolute value | Zo | of the output impedance was required to be 50 kΩ or less. fs to frequency f
It has been found that the frequency width up to 50 k needs to be 1 kHz or more.

【0022】なお、図16に示す従来例では、|Zo|
=50kΩとなる周波数は直列共振周波数fsよりも若
干高いが、この周波数領域では位相が誘導性でない(位
相が90゜とならない)為に、安定点灯不可能であるこ
ともわかった。
In the conventional example shown in FIG. 16, | Zo |
Although the frequency at which = 50 kΩ is slightly higher than the series resonance frequency fs, it was also found that stable lighting was impossible in this frequency region because the phase was not inductive (the phase did not become 90 °).

【0023】(実施の形態2)本発明の第2の実施の形
態に係るブロック構成図を図7に、本構成に用いる圧電
トランス2cの模式的な斜視図を図6に、圧電トランス
2cの1波長モード(λモード)での、出力インピーダ
ンスと位相との周波数特性図を図8に示す。
(Embodiment 2) FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a schematic perspective view of a piezoelectric transformer 2c used in the present embodiment, and FIG. FIG. 8 shows a frequency characteristic diagram of the output impedance and the phase in one wavelength mode (λ mode).

【0024】図6(a)に示す様に、圧電トランス2c
は、(株)日立金属社製の材料で積層構造(例えば、縦
7mm×横25mm×厚み5mm)を有し、且つ、圧電
体と電極とが交互に層状を形成する構造を有する。ま
た、1次電極は、圧電体の略中央部近傍の表裏面に形成
され、図6(b)に示す様な、圧電トランス2cの短手
方向に平行なXY平面での断面図に示す細線aと太線b
とが1次電極を示す。2次電極の高圧側は圧電体の両端
面を結線した点とし、2次電極の低圧側は1次電極bと
同一とする。更に、図8に示す様に、直列共振周波数f
s=83kHzであり、周波数f50k=86kHzで
ある。
As shown in FIG. 6A, the piezoelectric transformer 2c
Has a laminated structure (for example, 7 mm long × 25 mm wide × 5 mm thick) made of a material manufactured by Hitachi Metals, Ltd., and has a structure in which piezoelectric bodies and electrodes alternately form layers. The primary electrode is formed on the front and back surfaces near the center of the piezoelectric body, and is a thin line shown in a cross-sectional view on an XY plane parallel to the short direction of the piezoelectric transformer 2c as shown in FIG. a and b
Indicates a primary electrode. The high voltage side of the secondary electrode is a point connecting both end surfaces of the piezoelectric body, and the low voltage side of the secondary electrode is the same as the primary electrode b. Further, as shown in FIG.
s = 83 kHz and frequency f50k = 86 kHz.

【0025】図7に示すブロック構成は、直流電源E
と、直流電源Eの両端に接続されたトランスT3の1次
巻線n1及びスイッチング素子S3の直列回路と、トラ
ンスT3の2次巻線n2の両端に接続された共振用コン
デンサC4と、圧電トランス2cと、熱陰極管6と、熱
陰極管6の非電源側端子間に接続された予熱用コンデン
サC5と、スイッチング素子S3をオンオフする制御回
路7とから構成される、所謂1石式インバータ回路であ
る。ここで、圧電トランス2cの1次電極間には共振用
コンデンサC4を接続し、圧電トランス2cの2次電極
には熱陰極管6の一端を直列接続している。熱陰極管6
の他端は、直流電源Eの負極側端子に直列接続してい
る。
The block configuration shown in FIG.
A series circuit of a primary winding n1 and a switching element S3 of a transformer T3 connected to both ends of a DC power source E; a resonance capacitor C4 connected to both ends of a secondary winding n2 of the transformer T3; 2c, a hot-cathode tube 6, a preheating capacitor C5 connected between the non-power-supply-side terminals of the hot-cathode tube 6, and a control circuit 7 for turning on and off the switching element S3. It is. Here, a resonance capacitor C4 is connected between the primary electrodes of the piezoelectric transformer 2c, and one end of a hot cathode tube 6 is connected in series to the secondary electrode of the piezoelectric transformer 2c. Hot cathode tube 6
Is connected in series to the negative terminal of the DC power supply E.

【0026】上述の様な構成において、直列共振周波数
fsと周波数f50kとの間にて熱陰極管6が安定点灯
可能となる。なお、85kHzでインバータ回路を駆動
したところ、熱陰極管6が安定点灯することが確認でき
た。
In the above configuration, the hot cathode tube 6 can be stably lit between the series resonance frequency fs and the frequency f50k. When the inverter circuit was driven at 85 kHz, it was confirmed that the hot cathode tube 6 was stably lit.

【0027】(実施の形態3)本発明の第3の実施の形
態に係るブロック構成図を図9に示す。
(Embodiment 3) FIG. 9 shows a block diagram of a third embodiment of the present invention.

【0028】本構成は、複数の圧電トランス2b1、2
b2を用いたものであり、圧電トランス2b1の出力端
を熱陰極管6の高圧側フィラメントの一端に接続し、圧
電トランス2b2の出力端を熱陰極管6の高圧側フィラ
メントの他端に接続し、且つ、インバータ回路の出力端
に、圧電トランス2b1の1次電極と圧電トランス2b
2の1次電極とを並列接続してなるものである。なお、
インバータ回路は、インダクタL2及び電界効果トラン
ジスタ(以下、スイッチング素子と呼ぶ。)S4からな
る直列回路と、インダクタL3及び電界効果トランジス
タ(以下、スイッチング素子と呼ぶ。)S5からなる直
列回路とで構成され、インダクタL2及びスイッチング
素子S4の接点とインダクタL3及びスイッチング素子
S5の接点との間を出力端としている。また、熱陰極管
6の低圧側フィラメントには、抵抗R4とダイオードD
1とから構成されランプ電流を検出するランプ電流検出
回路が接続されている。そして、ランプ電流検出回路の
出力を受ける制御回路7によりスイッチング素子S4、
S5を駆動する。
This configuration comprises a plurality of piezoelectric transformers 2 b 1, 2 b
b2, the output end of the piezoelectric transformer 2b1 is connected to one end of the high-pressure side filament of the hot cathode tube 6, and the output end of the piezoelectric transformer 2b2 is connected to the other end of the high-pressure side filament of the hot cathode tube 6. And the primary electrode of the piezoelectric transformer 2b1 and the piezoelectric transformer 2b at the output end of the inverter circuit.
2 primary electrodes are connected in parallel. In addition,
The inverter circuit includes a series circuit including an inductor L2 and a field effect transistor (hereinafter, referred to as a switching element) S4, and a series circuit including an inductor L3 and a field effect transistor (hereinafter, referred to as a switching element) S5. An output terminal is provided between a contact point between the inductor L2 and the switching element S4 and a contact point between the inductor L3 and the switching element S5. The low-voltage filament of the hot cathode tube 6 has a resistor R4 and a diode D
And a lamp current detection circuit for detecting a lamp current. Then, the switching element S4,
S5 is driven.

【0029】本構成においても、熱陰極管6を安定点灯
することが可能となる。 (実施の形態4)本発明に係る第4の実施の形態のブロ
ック構成図を図10に示す。
Also in this configuration, the hot cathode tube 6 can be stably lit. (Embodiment 4) FIG. 10 shows a block diagram of a fourth embodiment according to the present invention.

【0030】本構成は、圧電トランス2を用いての熱陰
極管6のフィラメントの予熱手段を示したものであり、
圧電トランス2の2次出力端子に熱陰極管6の一方の電
源側端子を接続し、他方の電源側端子は直流電源Eの負
極側端子に接続し、熱陰極管6の非電源側端子間に予熱
用コンデンサC6を接続して、予熱時にコンデンサC6
を介して予熱電流を供給した後に、インバータ回路の発
振周波数を変化させて熱陰極管6を安定点灯するもので
ある。
This configuration shows a means for preheating the filament of the hot cathode tube 6 using the piezoelectric transformer 2.
One of the power supply terminals of the hot cathode tube 6 is connected to the secondary output terminal of the piezoelectric transformer 2, and the other power supply terminal is connected to the negative terminal of the DC power source E. Is connected to a capacitor C6 for preheating.
After the preheating current is supplied through the inverter, the oscillation frequency of the inverter circuit is changed to stably light the hot cathode tube 6.

【0031】(実施の形態5)本発明に係る第5の実施
の形態のブロック構成図を図11に示す。
(Embodiment 5) FIG. 11 shows a block diagram of a fifth embodiment according to the present invention.

【0032】本構成は、圧電トランス2を用いての熱陰
極管6のフィラメントの予熱手段の別の形態を示したも
のであり、圧電トランス2の2次出力端子及び直流電源
Eの負極側端子間にトランスT3を接続し、予熱時にト
ランスT3の中間タップから熱陰極管6の両フィラメン
トに予熱電流を供給した後に、インバータ回路の発振周
波数を変化させて熱陰極管6を安定点灯するものであ
る。
This configuration shows another embodiment of the means for preheating the filament of the hot cathode tube 6 using the piezoelectric transformer 2, and includes a secondary output terminal of the piezoelectric transformer 2 and a negative terminal of the DC power source E. A transformer T3 is connected between the two, and a preheating current is supplied to both filaments of the hot cathode tube 6 from an intermediate tap of the transformer T3 during preheating, and then the oscillation frequency of the inverter circuit is changed to stably light the hot cathode tube 6. is there.

【0033】(実施の形態6)本発明に係る第6の実施
の形態のブロック構成図を図12に示す。
(Embodiment 6) FIG. 12 shows a block diagram of a sixth embodiment according to the present invention.

【0034】本構成は、圧電トランス2を用いての熱陰
極管6のフィラメントの予熱手段の別の形態を示したも
のであり、熱陰極管6の両端にトランスT4の1次巻線
N1を接続し、トランスT4の2次巻線N2の一端を熱
陰極管6の一方のフィラメントに直列接続し、トランス
T4の2次巻線N2を介して熱陰極管6の両端に直流電
源E1を接続し、予熱時に、直流電源E1→トランスT
4の2次巻線N2→熱陰極管6の一方のフィラメント→
トランスT4の1次巻線N1→熱陰極管6の他方のフィ
ラメント→直流電源E1の経路で熱陰極管6の両フィラ
メントに予熱電流を供給した後に、インバータ回路を駆
動させて圧電トランス2を駆動し、熱陰極管6を安定点
灯するものである。
This configuration shows another form of the means for preheating the filament of the hot cathode tube 6 using the piezoelectric transformer 2. A primary winding N 1 of a transformer T 4 is provided at both ends of the hot cathode tube 6. One end of the secondary winding N2 of the transformer T4 is connected in series to one filament of the hot cathode tube 6, and the DC power supply E1 is connected to both ends of the hot cathode tube 6 via the secondary winding N2 of the transformer T4. Then, at the time of preheating, DC power supply E1 → transformer T
4 secondary winding N2 → one filament of hot cathode tube 6 →
After supplying a preheating current to both filaments of the hot cathode tube 6 through the primary winding N1 of the transformer T4 → the other filament of the hot cathode tube 6 → DC power supply E1, the inverter circuit is driven to drive the piezoelectric transformer 2. Then, the hot cathode tube 6 is stably lit.

【0035】ここで、予熱時は圧電トランス2へは直流
電流が流れ込むことはなく、また、トランスT4の1次
巻線N1と2次巻線N2とに同電圧が印加されるので、
図中のVに示す電圧は略零となる。
Here, at the time of preheating, no DC current flows into the piezoelectric transformer 2 and the same voltage is applied to the primary winding N1 and the secondary winding N2 of the transformer T4.
The voltage indicated by V in the figure is substantially zero.

【0036】(実施の形態7)本発明に係る第7の実施
の形態のブロック構成図を図13に示す。
(Embodiment 7) FIG. 13 is a block diagram of a seventh embodiment according to the present invention.

【0037】本構成は、複数の圧電トランス2の1次電
極をインバータ回路INVに並列接続し、各圧電トラン
ス2の2次出力端を熱陰極管6のフィラメント端に接続
し、各圧電トランス2の出力電圧差により、熱陰極管6
のフィラメント予熱を行うものである。この様に構成す
ることで、圧電トランスのバラツキによる出力電圧差を
予熱効果として利用することが可能である。
In this configuration, the primary electrodes of the plurality of piezoelectric transformers 2 are connected in parallel to the inverter circuit INV, the secondary output terminals of each piezoelectric transformer 2 are connected to the filament end of the hot cathode tube 6, and each piezoelectric transformer 2 Output voltage difference, the hot cathode tube 6
For preheating the filament. With this configuration, it is possible to use the output voltage difference due to the variation of the piezoelectric transformer as a preheating effect.

【0038】なお、上記第4乃至第7の実施の形態ある
いは他の予熱手段を、上記第1乃至第3の実施の形態に
用いてもよい。
The fourth to seventh embodiments or other preheating means may be used in the first to third embodiments.

【0039】[0039]

【発明の効果】請求項1乃至請求項7記載の発明によれ
ば、圧電トランスを備えた放電灯点灯装置において、圧
電トランスの劣化を防止可能であると共に、熱陰極管を
安定点灯可能な放電灯点灯装置を低コストで提供でき
る。
According to the first to seventh aspects of the present invention, in a discharge lamp lighting device provided with a piezoelectric transformer, deterioration of the piezoelectric transformer can be prevented and the hot cathode tube can be stably lit. An electric lamp lighting device can be provided at low cost.

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

【図1】本発明に係る第1の実施の形態のブロック構成
図を示す。
FIG. 1 shows a block configuration diagram of a first embodiment according to the present invention.

【図2】上記実施の形態に係る圧電トランスの模式的な
斜視図を示す。
FIG. 2 is a schematic perspective view of the piezoelectric transformer according to the embodiment.

【図3】上記実施の形態に係る圧電トランスの等価回路
図を示す。
FIG. 3 shows an equivalent circuit diagram of the piezoelectric transformer according to the embodiment.

【図4】上記実施の形態に係る圧電トランスの1波長モ
ードでの、出力インピーダンスと位相との周波数特性図
を示す。
FIG. 4 shows a frequency characteristic diagram of output impedance and phase in the one-wavelength mode of the piezoelectric transformer according to the embodiment.

【図5】上記実施の形態に係る出力インピーダンスに対
するランプ電流の特性図を示す。
FIG. 5 is a characteristic diagram of a lamp current with respect to an output impedance according to the embodiment.

【図6】本発明に係る第2の実施の形態の圧電トランス
の模式的な斜視図を示す。
FIG. 6 is a schematic perspective view of a piezoelectric transformer according to a second embodiment of the present invention.

【図7】上記実施の形態に係るブロック構成図を示す。FIG. 7 shows a block diagram according to the embodiment.

【図8】上記実施の形態に係る圧電トランスの1波長モ
ードでの、出力インピーダンスと位相との周波数特性図
を示す。
FIG. 8 shows a frequency characteristic diagram of an output impedance and a phase in a one-wavelength mode of the piezoelectric transformer according to the embodiment.

【図9】本発明に係る第3の実施の形態のブロック構成
図を示す。
FIG. 9 shows a block diagram of a third embodiment according to the present invention.

【図10】本発明に係る第4の実施の形態のブロック構
成図を示す。
FIG. 10 shows a block diagram of a fourth embodiment according to the present invention.

【図11】本発明に係る第5の実施の形態のブロック構
成図を示す。
FIG. 11 shows a block diagram of a fifth embodiment according to the present invention.

【図12】本発明に係る第6の実施の形態のブロック構
成図を示す。
FIG. 12 shows a block diagram of a sixth embodiment according to the present invention.

【図13】本発明に係る第7の実施の形態のブロック構
成図を示す。
FIG. 13 shows a block diagram of a seventh embodiment according to the present invention.

【図14】本発明に係る従来例のブロック構成図を示
す。
FIG. 14 shows a block diagram of a conventional example according to the present invention.

【図15】上記従来例に係る圧電トランスの模式的な斜
視図を示す。
FIG. 15 is a schematic perspective view of a piezoelectric transformer according to the conventional example.

【図16】上記従来例に係る圧電トランスの1波長モー
ドでの、出力インピーダンスと位相との周波数特性図を
示す。
FIG. 16 shows a frequency characteristic diagram of output impedance and phase in a one-wavelength mode of the piezoelectric transformer according to the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 圧電トランス 6 熱陰極管 2 Piezoelectric transformer 6 Hot cathode tube

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放電灯と、直流電圧を交流の高周波電圧
に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の高
周波電圧出力を変圧して前記放電灯に供給する圧電トラ
ンスとを備える放電灯点灯装置において、 前記圧電トランスは、前記放電灯の点灯時は、位相が略
零となる直列共振周波数以上、出力インピーダンスの絶
対値|Zo|が略50kΩとなる周波数f50k以下で
駆動されるものであることを特徴とする放電灯点灯装
置。
1. A discharge lamp lighting device comprising: a discharge lamp; an inverter circuit for converting a DC voltage to an AC high-frequency voltage; and a piezoelectric transformer for transforming a high-frequency voltage output of the inverter circuit and supplying the output to the discharge lamp. When the discharge lamp is turned on, the piezoelectric transformer is driven at a frequency equal to or higher than the series resonance frequency at which the phase becomes substantially zero and at a frequency f50k or lower at which the absolute value | Zo | of the output impedance becomes approximately 50 kΩ. Discharge lamp lighting device.
【請求項2】 前記圧電トランスは、前記周波数f50
kでの位相が略90゜であることを特徴とする請求項1
記載の放電灯点灯装置。
2. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein said piezoelectric transformer has a frequency f50.
The phase at k is approximately 90 degrees.
The discharge lamp lighting device as described in the above.
【請求項3】 前記圧電トランスは、前記直列共振周波
数と前記周波数f50kとの差が1kHz以上であるこ
とを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放電灯
点灯装置。
3. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the piezoelectric transformer has a difference between the series resonance frequency and the frequency f50k of 1 kHz or more.
【請求項4】 前記圧電トランスは、単板状を有し、短
手方向に対して略半分した一方側の表裏面に形成された
1次電極と、他方側の端面に形成された2次電極とを有
するものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3
のいずれかに記載の放電灯点灯装置。
4. The piezoelectric transformer has a single-plate shape, and has a primary electrode formed on one of the front and back surfaces, which is substantially halved in the short direction, and a secondary electrode formed on an end surface on the other side. And an electrode.
The discharge lamp lighting device according to any one of the above.
【請求項5】 前記圧電トランスは、圧電体と電極とが
交互に層状を形成する構造を有するものであることを特
徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の放電
灯点灯装置。
5. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the piezoelectric transformer has a structure in which piezoelectric bodies and electrodes are alternately formed in layers. .
【請求項6】 前記放電灯は、熱陰極型であることを特
徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の放電
灯点灯装置。
6. The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the discharge lamp is a hot cathode type.
【請求項7】 前記放電灯の予熱手段を設けることを特
徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の放電
灯点灯装置。
7. The discharge lamp lighting device according to claim 1, further comprising means for preheating the discharge lamp.
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