KR100951155B1

KR100951155B1 - 방전등 구동 제어 회로

Info

Publication number: KR100951155B1
Application number: KR1020087008027A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 미야자키
Original assignee: 스미다 코포레이션 가부시키가이샤
Priority date: 2005-09-07
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2010-04-06
Also published as: US20080185979A1; US7781989B2; TW200719769A; KR20080047588A; CN101258782A; JP4579800B2; WO2007029595A1; CN101258782B; JP2007073354A; TWI358968B

Abstract

고주파 구동 전압에서 동작하는 방전등의 부하 개방 이상 및 부하 단락 이상의 검출을 단일 비교 회로에서 검출시킴으로써 적은 회로 소자에서의 방전등의 이상 동작 검출을 실현한다. 인버터 제어 회로와, 구동 트랜스의 2차 코일에 발생하는 정측(Positive side)의 전위 변화를 검출하는 정측 전위 변화 검출 회로와, 구동 트랜스의 2차 코일에 발생하는 부측(negative side)의 전위 변화를 검출하는 부측 전위 변화 검출 회로와 인버터 제어 회로에 접속된 비교 회로를 구비하고, 정측 전위 변화 검출 회로 및 부측 전위 변화 검출 회로의 출력을 중첩시켜 비교 회로에 공급하여 기준 전압과 비교하고, 이상 동작시 비교 회로에서 인버터 제어 회로로 이상 동작 제어 신호를 주도록 구성한 방전등 구동 제어 회로.

Description

방전등 구동 제어 회로{Discharge lamp drive control circuit}

본 발명은 형광등 등의 방전등의 점등을 제어하는 방전등 구동 제어 회로에 관한 것으로, 특히 부하 개방 이상, 부하 단락 이상 등의 이상 동작시의 제어를 적은 회로 소자수로 실현할 수 있는 방전등 구동 제어 회로에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 형광등 등의 방전등은 인버터에서 발생시킨 고주파 구동 전압에 의해 구동되어 발광한다. 이런 종류의 방전등은 조명용으로 사용하는 것은 물론, 최근에는 액정 표시 장치의 백라이트용 광원으로서 많이 사용되고 있다. 방전등은 방전등 구동 제어 회로에 포함되는 인버터의 출력측에 구동 트랜스를 마련하고, 이 구동 트랜스의 2차 코일측의 출력 단자를 커넥터를 통해 접속되는 구성으로 되어 있다.

그렇지만, 이 경우, 방전등과 커넥터와의 접속 상태가 나빠서 구동 트랜스의 2차 코일측의 출력 단자와 접속된 접속 단자에 방전등이 접속되지 않거나, 또는, 어떠한 원인으로 구동 트랜스의 2차 코일측의 출력 단자가 단락되는 경우가 있다. 이러한 경우, 구동 트랜스의 고전압에 의한 방전이 발생하고, 발연, 발화 등에 이를 수 있다. 상기한 원인 이외에도, 방전등 자체가 부서지거나 낡으면, 커넥터에 접속되어 있는 구동 트랜스의 2차 코일측의 출력 단자가 부하 개방 상태나 부하 단 락 상태가 되어 상기한 발연, 발화 등의 위험성이 높아진다.

따라서, 방전등 구동 제어 회로에 있어서는, 부하 개방 상태나 부하 단락 상태 등의 이상 동작이 발생하여 발열 등이 일어나지 않도록 종래부터 인버터의 구동 트랜스의 2차 코일측의 출력 단자의 개방 상태나 단락 상태를 검출하여 인버터의 동작을 정지시키는 이상 동작 검출 회로가 마련되어 있다.

종래부터 사용되고 있는 이상 동작 검출 회로에 있어서는, 부하 개방 이상의 검출과 부하 단락 이상의 검출 각각에 비교 회로를 마련하고, 이들 2개의 비교 회로의 출력으로 인버터의 제어 회로를 제어하고, 인버터의 동작을 정지시키도록 구성되어 있었다.또한 방전등이 복수개 있는 다등식 방전등 구동 제어 회로의 경우에는, 각 방전등에 대해 부하 개방 이상의 검출과 부하 단락 이상의 검출을 위한 2개의 비교 회로를 마련하여 이상 동작 검출이 통상 이루어지고 있었다.

특허문헌 1: 특개 2003-59682호 공보

그렇지만, 상기한 종래의 이상 동작 검출 회로를 포함하는 방전등 구동 제어 회로에 있어서는, 1개의 방전등에 대해 2개의 비교 회로를 필요로 하고 있었다. 따라서, 제어해야 하는 방전등의 수가 N개인 다등식 방전등 구동 제어 회로에 있어서는, 이상 동작 검출을 위해 2N개의 비교 회로를 필요로 하고, 방전등 구동 제어 회로로서의 부품 갯수도 늘어 비용면에서 불리했다.

본원 발명에서의 방전등 구동 제어 회로는, 인버터를 구성하는 구동 트랜스의 2차 코일에 발생하는 고주파 구동 전압을 방전등에 공급하여 발광시키는 방전등 구동 제어 회로로, 인버터 제어 회로와, 상기 구동 트랜스의 2차 코일에 발생하는 정측의 전위 변화를 검출하는 정측 전위 변화 검출 회로와, 상기 구동 트랜스의 2차 코일에 발생하는 부측의 전위 변화를 검출하는 부측 전위 변화 검출 회로와, 상기 인버터 제어 회로에 접속된 비교 회로를 구비하고, 상기 정측 전위 변화 검출 회로 및 부측 전위 변화 검출 회로의 출력을 중첩시켜 상기 비교 회로에 공급하여 기준 전압과 비교하고, 이상 동작시에 상기 비교 회로에서 상기 인버터 제어 회로로 이상 동작 제어 신호를 주도록 구성한 것을 특징으로 한다.

나아가, 본원 발명에서의 방전등 구동 제어 회로는 인버터를 구성하는 복수의 구동 트랜스를 가지며, 각각의 상기 구동 트랜스의 2차 코일에 발생하는 고주파 구동 전압을 각각 방전등에 공급하여 발광시키는 다등식 방전등 구동 제어 회로로, 인버터 제어 회로와, 각각의 상기 구동 트랜스의 2차 코일에 발생하는 정측의 전위 변화를 검출하는 복수의 정측 전위 변화 검출 회로와, 각각의 상기 구동 트랜스의 2차 코일에 발생하는 부측의 전위 변화를 검출하는 복수의 부측 전위 변화 검출 회로와, 상기 인버터 제어 회로에 접속된 비교 회로를 구비하고, 각각의 상기 정측 전위 변화 검출 회로의 합성 출력에 각각의 상기 부측 전위 변화 검출 회로의 출력을 논리합 회로를 통해 중첩시켜 상기 비교 회로에 공급하여 기준 전압과 비교하고, 이상 동작시에 상기 비교 회로에서 상기 인버터 제어 회로로 이상 동작 제어 신호를 주도록 구성한 것을 특징으로 한다.

나아가, 본원 발명에서의 방전등 구동 제어 회로에 있어서, 상기 비교 회로는 상기 인버터 제어 회로에 포함된 비교 회로를 사용하는 방전등 구동 제어 회로를 제공한다.

본 발명의 방전등 구동 제어 회로에 의하면, 단일 비교 회로에서 부하 단락 이상 및 부하 개방 이상의 양방의 이상 동작을 검출할 수 있고, 방전등 구동 제어 회로를 적은 회로 소자로 구성하는 것이 가능해진다. 나아가, 복수개의 방전등을 구동하는 방전등 구동 제어 회로라도, 단일 비교 회로로 복수개의 방전등의 부하 단락 이상 및 부하 개방 이상 등의 이상 동작 검출이 가능해진다.

따라서, 다등식 방전등 구동 제어 회로라도, 비교적 작은 회로 규모로 방전등 구동 제어 회로를 구성할 수 있다. 나아가, 비교 회로로서 인버터 제어 회로에 포함된 비교 회로를 유용하면, 더욱 적은 회로 소자로 방전등 구동 제어 회로를 실현할 수 있게 된다.

본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은 첨부도면을 참조한 이하의 설명에 의해 명백해질 것이다. 또한, 첨부도면에 있어서는, 동일 또는 똑같은 구성에는 동일한 참조번호를 붙인다.

첨부 도면은 명세서에 포함되며, 그 일부를 구성하고, 본 발명의 실시 형태를 나타내고, 그 기술과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 이용된다.

도 1은 본 발명에 의한 방전등 구동 제어 회로의 제1 실시형태의 회로도로, 2개의 방전등이 제어되는 예를 나타낸다.

도 2a는 도 1에 나타내는 방전등 구동 제어 회로의 동작을 설명하는 파형도로, 부하 단락 이상의 경우를 설명하는 파형도를 나타낸다.

도 2b는 마찬가지로, 부하 개방 이상의 경우를 설명하는 파형도를 나타낸다.

도 3은 본 발명에 의한 방전등 구동 제어 회로의 제2 실시형태의 회로도를 나타낸다.

도 4는 본 발명에 의한 방전등 구동 제어 회로의 제3 실시형태의 회로도를 나타낸다.

도 5는 본 발명에 의한 방전등 구동 제어 회로의 제4 실시형태의 회로도로, 2개의 방전등이 제어되는 예를 나타낸다.

도 6은 본 발명에 의한 방전등 구동 제어 회로의 제5 실시형태의 회로도를 나타낸다.

<부호의 설명>

4, 33 . . . 인버터 제어 회로

5, 6 . . . 스위칭 트랜지스터

34 . . . 스위칭 회로

7A, 7B, 35 . . . 구동 트랜스

8A, 8B, 41, 41A, 41B . . . 정측 전압 변화 검출 다이오드

9A, 9B, 44, 44A, 44B . . . 부측 전압 변화 검출 다이오드

20, 45 . . . 비교 회로

100 . . . 인버터 구동 회로

200 . . . 방전등 제어 회로

<제1 실시형태>

도 1은 본 발명의 제1 실시형태를 나타내고, 도 1의 방전등 구동 제어 회로에 있어서는, 2개의 방전등(도시하지 않음)이 접속되는 구성으로 되고 있다. 도 1의 방전등 구동 제어 회로에 있어서, 단자(1) 및 단자(3) 사이에 공급되는 직류 전원 전압(Vin)은 인버터 제어 회로(4), 한 쌍의 스위칭 트랜지스터(5, 6) 및 한 쌍의 구동 트랜스(7A, 7B)로 구성되는 인버터에서 고주파 구동 전압으로 변환된다. 변환된 고주파 구동 전압은 고전압측 출력 단자(23A), 저전압측 출력 단자(24A)에 접속되는 제1 방전등(도시하지 않음) 및 고전압측 출력 단자(23B), 저전압측 출력 단자(24B)에 접속되는 제2 방전등(도시하지 않음)에 각각 공급되고, 이들 제1 및 제2 방전등을 구동한다.

또한, 단자(3)는 접지 단자로, 접지 전위(GND)가 주어진다. 또, 단자(2)로부터는 인버터 제어 회로(4)를 동작시키기 위한 직류 동작 전압(Vdd)이 주어지고 있는 동시에, 인버터 제어 회로(4)에는 접지 전위(GND)도 주어진다. 또, 인버터 제어 회로(4)는 한 쌍의 스위칭 트랜지스터(5, 6)에 대한 스위칭 제어 신호를 발생한다. 인버터 제어 회로(4)에서 발생된 스위칭 제어 신호는 각각 한 쌍의 스위칭 트랜지스터(5, 6)인 N형 전계 효과 트랜지스터의 게이트 전극에 주어지고, 스위칭 트랜지스터(5, 6)의 각 드레인 전극 및 소스 전극간의 도통을 제어한다. 한 쌍의 스위칭 트랜지스터(5, 6)의 각 소스 전극은 접지 전위(GND)가 된다.

구동 트랜스(7A)가 구비하는 1차 코일(7A1)의 한 쌍의 입력단자는 구동 트랜스(7B)가 구비하는 1차 코일(7B1)의 한 쌍의 입력단자와 병렬로 접속되고, 각각 한 쌍의 스위칭 트랜지스터(5, 6)의 드레인 전극에 접속되어 있다. 한편, 구동 트랜스(7A 및 7B)의 1차 코일(7A1, 7B1)의 중점 단자는 모두 단자(1)에 접속되고, 직류 전원 전압(Vin)이 주어진다.

구동 트랜스(7A)가 구비하는 2차 코일(7A2)의 고전압측은 상술한 바와 같이 고전압측 출력 단자(23A)에 접속되는데, 2차 코일(7A2)의 저전압측은 접지 전위(GND)가 된다. 마찬가지로, 구동 트랜스(7B)가 구비하는 2차 코일(7B2)의 고전압측은 고전압측 출력 단자(23B)에 접속되는데, 2차 코일(7B2)의 저전압측은 접지 전위(GND)가 된다.

또한 구동 트랜스(7A)의 2차 코일(7A2)의 고전압측과 접지 전위(GND) 사이에는, 고전압 검출용 콘덴서(10A, 11A)가 직렬로 접속된다. 나아가, 콘덴서(11A)에는 저항(12A)이 병렬로 접속되고, 조건에 따라서는, 콘덴서(11A)는 생략할 수 있다. 이 고전압 검출용 콘덴서(10A, 11A)의 접속 중점은 이 중점의 정측 전위 변화 검출 회로를 구성하는 다이오드(8A)의 애노드 전극에 접속된다. 또, 이 다이오드(8A)의 캐소드 전극에 얻어지는 정측 검출 전압은 비교 회로(20)의 반전 입력 단자에 공급되고 있다.

마찬가지로, 구동 트랜스(7B)의 2차 코일(7B2)의 고전압측과 접지 전위(GND) 사이에는,고전압 검출용 콘덴서(10B, 11B)가 마련되어 직렬로 접속된다. 나아가, 콘덴서(11B)에는 저항(12B)이 병렬로 접속되며, 조건에 따라서는, 콘덴서(11B)는 생략할 수 있다. 이 고전압 검출용 콘덴서(10B, 11B)의 접속 중점은 이 중점의 정측 전위 변화 검출 회로를 구성하는 다이오드(8B)의 애노드 전극에 접속된다. 또한 이 다이오드(8B)의 캐소드 전극에 얻어지는 정측 검출 전압도, 마찬가지로 비교 회로(20)의 반전 입력 단자에 공급되고 있다. 또한, 다이오드(8A)의 캐소드 전극과 다이오드(8B)의 캐소드 전극의 접속점과 접지 전위(GND) 사이에는 저항(15)과 콘덴서(16)가 병렬로 접속되어 있다.

또, 비교 회로(20)의 비반전 입력단자에는 기준 전압(REF)이 주어진다. 기준 전압(REF)은 단자(2, 3) 사이에 삽입한 한 쌍의 저항(21, 22)의 접속 중점으로부터 주어진다. 나아가, 비교 회로(20)의 출력은 인버터 제어 회로(4)의 I-F/B 단자에 주어지고, 한 쌍의 스위칭 트랜지스터(5, 6)의 동작을 제어한다.

또, 고전압 검출용 콘덴서(10A, 11A)의 접속 중점은, 나아가, 이 중점의 부측 전위 변화 검출 회로를 구성하는 다이오드(9A)의 캐소드 전극에 접속되고, 다이오드(9A)의 애노드 전극은 저항(18A, 19A)의 접속 중점을 통해 다이오드(17A)의 애노드 전극에 접속되어 있다. 나아가, 다이오드(17A)의 캐소드 전극은 비교 회로(20)의 반전 입력 단자에 접속되어 있다. 따라서, 다이오드(9A)의 애노드 전극에 얻어지는 부측 검출 전압은 저항(19A), 다이오드(17A)를 통해 정측 검출 전압과 중첩되고, 검출 신호(DET)로서 비교 회로(20)의 반전 입력 단자에 공급된다. 또, 이 검출 신호(DET)는 인버터 제어 회로(4)의 OVP 단자에 주어진다. 저항(18A)에는 단자(2)에 주어지는 직류 동작 전압(Vdd)이 공급되고 있다. 또, 다이오드(9A)의 애노드 전극과 접지 전위(GND) 사이에는 저항(13A)과 콘덴서(14A)의 병렬 회로가 접속되어 있다.

마찬가지로, 고전압 검출용 콘덴서(10B, 11B)의 접속 중점은, 나아가, 이 중점의 부측 전위 변화 검출 회로를 구성하는 다이오드(9B)의 캐소드 전극에 접속되고, 다이오드(9B)의 애노드 전극은 저항(18B, 19B)의 접속 중점을 통해 다이오드(17B)의 애노드 전극에 접속되어 있다. 나아가, 다이오드(17B)의 캐소드 전극은 똑 같이 비교 회로(20)의 반전 입력 단자에 접속되어 있다. 따라서, 다이오드(9B)의 애노드 전극에 얻어지는 부측 검출 전압은 저항(19B), 다이오드(17B)를 통해 정측 검출 전압과 중첩되고, 검출 신호(DET)로서 비교 회로(20)의 반전 입력 단자에 공급된다. 저항(18B)에는 단자(2)에 주어지는 직류 동작 전압(Vdd)이 공급되어 있다. 또한 다이오드(9B)의 애노드 전극과 접지 전위(GND) 사이에는 저항(13B)과 콘덴서(14B)의 병렬 회로가 접속되어 있다.

한편, 저전압측 출력 단자(24A)에는 다이오드(25A)의 캐소드 전극 및 다이오드(26A)의 애노드 전극이 접속되어 있다. 다이오드(26A)의 캐소드 전극은 저항(28A)을 통해 비교 회로(20)의 출력과 합성되어 인버터 제어 회로(4)의 I-F/B 단자에 주어진다. 나아가, 다이오드(26A)의 캐소드 전극과 접지 전위(GND) 사이에는 콘덴서(27A)가 접속되어 있다. 또한 다이오드(25A)의 애노드 전극은 접지 전위(GND)로 한다.

마찬가지로, 저전압측 출력 단자(24B)에는 다이오드(25B)의 캐소드 전극 및 다이오드(26B)의 애노드 전극이 접속되어 있다. 다이오드(26B)의 캐소드 전극은 저항(28B)을 통해 비교 회로(20)의 출력과 합성되어 인버터 제어 회로(4)의 I-F/B 단자에 주어진다. 나아가, 다이오드(26B)의 캐소드 전극과 접지 전위(GND) 사이에는 콘덴서(27B)가 접속되어 있다. 또한 다이오드(25B)의 애노드 전극은 접지 전 위(GND)로 한다.

이하, 도 1에 나타낸 본 발명의 제1 실시형태의 동작을 설명한다. 정상 동작시에는, 예를 들어, 구동 트랜스(7A, 7B)의 2차 코일(7A2, 7B2)에는, 예를 들어, 50KHz에서 1OOOVrms 정도의 방전등 구동용 고주파 구동 전압이 발생된다. 이 고주파 구동 전압은 고전압측 출력 단자(23A, 23B)를 통해 접속되는 제1 및 제2 방전등(도시하지 않음)에 주어지고, 각각의 방전등을 점등한다. 또, 각 방전등의 저전압측은 각각 저전압 출력 단자(24A, 24B)에 접속된다. 그리고, 각 방전등에 흐르는 전류에 의존한 전압이 다이오드(26A), 저항(28A), 다이오드(26B), 저항(28B)을 통해 인버터 제어 회로(4)의 I-F/B 단자에 주어지고, 각각의 방전등에 흐르는 전류가 일정해지도록 제어된다.

정상 동작시에는, 비교 회로(20)의 비반전 입력단자에 주어진 기준 전압(REF)은, 예를 들어, 1.2V 정도의 전위이고, 그에 대해 0.5 내지 1V 정도의 검출 신호(DET)가 비교 회로(20)의 반전 입력 단자에 주어지도록 설정되어 있다.

고전압측 출력 단자(23A), 저전압측 출력 단자(24A)에 접속된 제1 방전등에 이상이 발생하면, 비교 회로(20)의 반전 입력 단자에 주어진 검출 신호(DET)가 기준 전압(REF)의 1.2V를 넘어 상승한다. 예를 들어, 부하 개방 이상이 생긴 경우에는, 고전압 검출용 콘덴서(10A, 11A)의 접속 중점의 전위가 상승하고, 다이오드(8A)를 통해 비교 회로(20)의 반전 입력 단자에 주어져 이 검출 신호(DET)의 전압을 상승시킨다. 한편, 부하 단락 이상이 생긴 경우에는, 고전압 검출용 콘덴서(10A, 11A)의 접속 중점의 부측 검출 전압의 검출이 불가능하게 된다.

따라서, 저항(13A)에 정상 동작시에 흐르고 있던 전류가 흐르지 않게 되고, 다이오드(9A)의 애노드 전위가 접지 전위가 된다. 이로써 저항(18A, 19A)의 접속 중점의 전위가 상승하고, 다이오드(17A)를 통해 비교 회로(20)의 반전 입력 단자에 주어지며, 이 검출 신호(DET)의 전압을 상승시킨다. 이렇게 하여 단일 비교 회로(20)에서 부하 개방 이상 및 부하 단락 이상의 검출이 가능해진다. 비교 회로(20)는 비교 결과에 따라 인버터 제어 회로(4)의 I-F/B 단자에 이상 동작 제어 신호를 주고, 인버터 제어 회로(4)에 마련한 정지 회로에 의해 인버터의 동작을 정지시킨다. 고전압측 출력 단자(23B), 저전압측 출력 단자(24B)에 접속된 제2 방전등에 이상이 발생한 경우에도 완전히 똑같이 동작을 하므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.

도 2a 및 도 2b는 도 1에 나타내는 방전등 구동 제어 회로의 동작을 설명하는 파형도로, 도 2a는 부하 단락 이상의 경우를 나타내고, 도 2b는 부하 개방 이상의 경우를 나타낸다. 고전압 검출 콘덴서(10A, 10B)의 정측 검출 중점 전압을 +DC, 부측 검출 중점 전압을―DC로 하면, 정상 동작시에는 정측 검출 중점 전압(+DC)은, 예를 들어, 5V, 부측 검출 중점 전압(-DC)은, 예를 들어, ―2V, 기준 전압(REF)은, 예를 들어, 1.2V로 하면, 도 2a가 된다. 따라서, 검출 신호(DET)는 정측 검출 중점 전압(+DC)과 부측 검출 중점 전압(-DC)을 합성한 전위가 되고, 예를 들어 0.7V로 되어 있다.

여기서, 시점(T)에서 제1 방전등에 부하 단락 이상이 발생하면, 부측 검출 중점 전압(-DC)이 상승하므로, 동시에 합성된 신호인 검출 신호(DET)의 전위도 상 승한다. 이 검출 신호(DET)의 전압이 기준 전압(REF)을 넘은 시점(S)에서 비교 회로(20)의 출력이 반전하고, 인버터 제어 회로(4)의 I-F/B 단자에 이상 동작 제어 신호를 줄 수 있다. 한편, 도 2b는 부하 개방 이상이 발생한 경우를 나타낸다. 즉, 시점(T)에서 부하 개방 이상이 발생하면, 정측 검출 중점 전압(+DC)이 상승하므로, 동시에 합성된 신호인 검출 신호(DET)의 전압도 상승한다. 이로써, 검출 신호(DET)의 전위가 기준 전압(REF)을 넘은 시점(S)에서 비교 회로(20)의 출력이 반전하고, 인버터 제어 회로(4)의 I-F/B 단자에 이상 동작 제어 신호를 준다. 제2 방전등이 접속되는 다른 쪽의 회로 부분도 완전히 똑같은 동작을 하므로 이 설명은 생략한다.

이와 같이, 도 1에 나타내는 방전등 구동 제어 회로에 있어서는, 2개의 방전등에 있어서, 부하 개방 이상의 검출 출력은 다이오드(8A, 8B)의 애노드를 접속하여 비교 회로(20)의 반전 입력에 준다. 또, 부하 단락 이상의 검출 출력은 다이오드(17A, 17B)의 애노드를 접속하여 논리합 동작을 수행하게 하고, 부하 개방 이상의 검출 출력에 중첩시켜 검출 신호(DET)로서 비교 회로(20)의 반전 입력에 공급된다. 이로써, 2개의 방전등의 2종류의 부하 이상 동작에 대해 제어할 수 있다. 마찬가지로 3개, 또는 그 이상의 방전등을 구동하는 경우에도, 논리합 회로로서 다이오드를 추가함으로써 단일 비교 회로(20)에서, 3개 또는 그 이상의 방전등의 부하 이상 동작을 검출하고, 이상시에 구동을 정지시킬 수 있다.

예를 들어, 도 1의 방전등 구동 제어 회로를 2개 마련하여 4개의 방전등에 대한 방전등 구동 제어 회로를 구성하는 경우를 생각한다. 이 경우라도, 비교 회 로(20)는 단 하나만 마련하고, 각각의 검출 회로의 출력을 합성하여 비교 회로(20)에 주며, 비교 회로(20)의 출력을 각각의 인버터 제어 회로에 줌으로써 4개의 방전등의 이상 동작 검출이 단일 비교 회로(20)에서 가능해진다.

본 발명은 도 1에서 설명한 제1 실시형태에 관계없이 다양한 변형예도 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 부하 방식(직관, U자관, 의사 U자관 등), 출력 피드백 방식(관 저전압측 전류 제어, 트랜스 저전압측 전류 제어 등), 나아가서는 인버터 방식(풀 브릿지(full bridge), 하프 브릿지(half bridge), 푸쉬풀(push-pull) 등)에 의존하지 않고 적용하는 것이 가능하다.

또한 도 1에 나타낸 제1 실시형태에 있어서는, 인버터 제어 회로(4)에 더하여, 비교 회로(20)를 마련한 실시형태를 나타냈다. 그렇지만, 인버터 제어 회로(4)의 내부의 회로 구성에 따라서는, 비교 회로(20)는 인버터 제어 회로(4)의 I-F/B 단자의 내부 회로로서 인버터 제어 회로(4) 내에 마련된 비교 회로를 사용하는 것도 가능하다.

<제2 실시형태>

도 3은 본원의 제2 실시형태를 나타내고, 방전등에 흐르는 전류에 대응하는 전압을 구동 트랜스측에서 검출하는 예를 나타낸다. 도 3에 있어서, 단자(30) 및 단자(32) 사이에 공급되는 직류 전원 전압(Vin)은 인버터 제어 회로(33), 반도체 스위칭 소자를 포함한 스위칭 회로(34) 및 구동 트랜스(35)로 구성되는 인버터에서 고주파 구동 전압으로 변환된다. 변환된 고주파 구동 전압은 고전압측 출력단자(36), 저전압측 출력 단자(37)에 접속되는 방전등(도시하지 않음)에 공급되고, 방전등을 점등한다. 또한, 단자(32)는 접지 단자로, 접지 전위(GND)가 주어지고 있다.

또한 단자(31)로부터는 인버터 제어 회로(33)를 동작시키기 위한 직류 동작 전압(Vdd)이 주어지고 있다. 인버터 제어 회로(33)로부터는 스위칭 회로(34)를 제어하는 스위칭 제어 신호가 발생된다. 구동 트랜스(35)의 1차 코일(35-1)에는 스위칭 회로(34)에 의해 교류 전류가 흐르고, 구동 트랜스(35)의 2차 코일(35-2)에 고주파 구동 신호가 발생하고, 고전압측 출력단자(36), 저전압측 출력 단자(37)에 접속되는 방전등을 점등 구동한다.

또한 구동 트랜스(35)가 구비하는 2차 코일(35-2)의 고전압측과 접지 전위(GND) 사이에는, 고전압 검출용 콘덴서(38, 39)가 직렬로 접속된다. 또한 콘덴서(39)에는 병렬로 저항(40)도 접속되어 있다. 이 고전압 검출용 콘덴서(38, 39)의 접속 중점은 이 중점의 정측 전위 변화 검출 회로를 구성하는 다이오드(41)의 애노드 전극에 접속된다. 이 다이오드(41)의 캐소드 전극에는 콘덴서(54)가 접속된다. 또한 이 캐소드 전극에 얻어지는 정측 검출 전압은 비교 회로(45)의 반전 입력 단자에 공급되는 동시에, 인버터 제어 회로(33)의 OVP 단자에도 공급된다.

나아가, 비교 회로(45)의 비반전 입력 단자에는 기준 전압(REF)이 주어지고 있다. 이 기준 전압(REF)은 단자(31, 32) 사이에 삽입한 한 쌍의 저항(42, 43)의 접속 중점에서 주어진다. 이 비교 회로(45)의 출력은 인버터 제어 회로(33)의 I-F/B 단자에 주어져 인버터의 동작을 제어한다.

한편, 고전압 검출용 콘덴서(38, 39)의 접속 중점은, 나아가, 이 중점의 부 측 전위 검출 회로를 구성하는 다이오드(44)의 캐소드 전극에 접속되고, 다이오드(44)의 애노드 전극은 저항(46, 47)의 접속 중점을 통해 다이오드(48)의 애노드 전극에 접속되어 있다. 나아가, 다이오드(48)의 캐소드 전극은 비교 회로(45)의 반전 입력 단자에 접속되어 있으므로, 다이오드(44)의 애노드 전극에 얻어지는 부측 검출 전압은 저항(46), 다이오드(48)를 통해 정측 검출 전압과 중첩되고, 검출 신호(DET)로서 비교 회로(45)의 반전 입력 단자에 공급된다.

또한 구동 트랜스(35)가 구비하는 2차 코일(35-2)의 저전압측은 다이오드(51)와 저항(52)의 직렬 회로를 통하여 접지되어 있다. 이 접속 중점에서 방전등의 구동 전류에 대응하는 전압을 검출하여 비교 회로(45)의 출력과 중첩시키고, 인버터 제어 회로(33)의 I-F/B 단자에 줌으로써 방전등의 정상 동작시 점등 제어가 이루어진다. 또한, 구동 트랜스(35)가 구비하는 2차 코일(35-2)의 저전압측에는 다시 다이오드(50)의 캐소드 전극이 접속되고, 다이오드(50)의 애노드 전극은 접지(GND)가 된다. 또한 저항(52)에는 병렬로 콘덴서(53)가 접속되어 있다.

도 3에 나타내는 제2 실시형태의 동작은 기본적으로 도 1에 나타내는 제1 실시형태의 동작과 거의 유사하므로, 동작의 상세한 설명은 생략하지만, 이 고전압 검출용 콘덴서(38, 39)의 접속 중점의 정측 검출 전압과 부측 검출 전압이 중첩되어 비교 회로(45)의 반전 입력 단자에 주어진다. 그리고, 비교 회로(45)의 출력으로 인버터 제어 회로(33)를 제어하므로, 비교 회로(45)를 단 1개 마련함으로써 부하 단락 이상시 및 부하 개방 이상시의 제어를 할 수 있다.

또한 도 3에 나타낸 제2 실시형태에 있어서도, 인버터 제어 회로(33)에 더하여, 비교 회로(45)를 마련한 실시형태를 나타냈다. 그렇지만, 인버터 제어 회로(33)의 내부의 회로 구성에 따라서는, 비교 회로(45)는 인버터 제어 회로(33)의 I-F/B 단자의 내부 회로로서 인버터 제어 회로(33) 내에 마련된 비교 회로를 사용하는 것도 가능하다.

<제3 실시형태>

도 4는 본원의 제3 실시형태를 나타낸다. 이 제3 실시형태는 도 3에서 설명한 본원의 제2 실시형태의 변형예이고, 본원의 제2 실시형태와 동일한 부분은 동일한 참조 번호를 첨부하여 설명은 생략한다. 도 3에서의 본원의 제2 실시형태에서는, 방전등의 구동 전류에 대응하는 전압을 검출하는 경우에, 구동 트랜스(35)의 2차 코일의 저전압측에서 다이오드(51), 저항(52)을 이용하여 검출하고 있었다.

그에 비해, 도 4에 나타내는 제3 실시형태에 있어서는, 방전등이 접속되는 저전압측 출력 단자(37)에 다이오드(55, 56) 및 콘덴서(57)를 마련하여 방전등의 구동 전류에 대응하는 전압을 검출하고 있다. 이 검출 방법은 도 1에 도시된 본원의 제1 실시형태에서의 검출 방법과 똑같은 회로 구성으로 되어 있다. 도 4에 나타내는 본원의 제3 실시형태에 있어서도, 고전압 검출용 콘덴서(38, 39)의 접속 중점의, 정측 검출 전압과 부측 검출 전압이 중첩되어 비교 회로(45)의 반전 입력 단자에 주어지고, 비교 회로(45)의 출력으로 인버터 제어 회로(33)를 제어한다. 따라서, 비교 회로(45)는 1개로 부하 단락 이상시 및 부하 개방 이상시의 제어를 할 수 있다.

또한 도 4에서의 제3 실시형태의 경우도 마찬가지로, 인버터 제어 회로(33) 의 내부의 회로 구성에 따라서는, 비교 회로(45)는 인버터 제어 회로(33)의 I-F/B 단자의 내부 회로로서 인버터 제어 회로(33) 내에 마련된 비교 회로를 이용하는 것도 가능하다.

<제4 실시형태>

도 5는 본 발명의 제4 실시 형태를 나타낸다. 이 제4 실시형태는 도 4에서 설명한 본원의 제3 실시형태의 변형예이며, 본원의 제3 실시형태와 동일한 부분은 동일한 참조 번호를 첨부하여 설명은 생략한다. 그렇지만, 제4 실시형태에서는 2개의 회로가 포함되므로, 참조 부호에 A, B를 첨부하여 회로를 구별하고 있다. 또한 이 제4 실시형태에서는 구동 트랜스(35)로서 2개의 2차 코일(35-2A, 35-2B)을 가진 구동 트랜스를 사용한다.

도 5에 나타내는 제4 실시형태에 있어서는, 방전등이 접속되는 저전압측 출력 단자(37A)에 다이오드(55A, 56A), 콘덴서(57A)를 마련한다. 마찬가지로 저전압측 출력 단자(37B)에 다이오드(55B, 56B), 콘덴서(57B)를 마련한다. 그리고, 그들의 출력을 저항(58A, 58B)에서 합성하고, 비교 회로(45)의 출력에 중첩시켜 인버터 제어 회로(33)의 I-F/B 단자에 공급하는 구성으로 되어 있다.

도 5에 나타내는 제4 실시형태의 동작은, 기본적으로 도 1, 도 4에서 설명한 제1 실시형태, 제3 실시형태와 마찬가지이므로, 상세한 설명은 생략한다. 이 제4 실시형태에 있어서도, 도 1에 나타낸 본원의 제1 실시형태와 마찬가지로, 단일의 비교 회로(45)에서 2개의 구동 회로의 부하 단락 이상시 및 부하 개방 이상시의 제어를 할 수 있다.

나아가, 도 5에서의 실시형태도 마찬가지로, 인버터 제어 회로(33)의 내부의 회로 구성에 따라서, 비교 회로(45)는 인버터 제어 회로(33)의 I-F/B 단자의 내부 회로로서 인버터 제어 회로(33) 내에 마련된 비교 회로를 사용하는 것도 가능하다.

<제5 실시형태>

도 6은 본 발명의 제5 실시형태를 나타낸다. 제5 실시형태는 도 3에 나타내는 제2 실시형태의 변형예이며, 본원의 제2 실시형태와 동일한 부분은 동일한 참조 번호를 첨부하여 설명은 생략한다. 그렇지만, 제5 실시형태에서는 2개의 회로계가 포함되므로, 참조 부호에 A, B를 첨부하여 회로를 구별하고 있다. 또한 이 제5 실시형태에서는, 구동 트랜스(35)로서 2개의 2차 코일(35-2A, 35-2B)을 가진 구동 트랜스를 사용한다.

도 6에 나타내는 제5 실시형태에 있어서, 구동 트랜스(35)의 2차 코일(35-2A)에 흐르는 전류는 다이오드(51A)에서 검출되고, 또 2차 코일(35-2B)에 흐르는 전류는 다이오드(51B)에서 검출된다. 검출된 각각의 전류의 검출 신호는 저항(55A, 55B)에서 중첩되고, 인버터 제어 회로(33)의 단자I-F/B에 주어진다. 또 2차 코일(35-2A)의 정측 검출 전압은 다이오드(41A)를 통해 얻어지고, 또 2차 코일(35-2B)의 정측 검출 전압은 다이오드(41B)를 통해 얻어진다. 이들 2개의 검출 전압은 중첩되어 비교 회로(45)의 반전 입력 단자에 주어지는 동시에, 인버터 제어 회로(33)의 OVP 단자에 입력된다.

또 2차 코일(35-2A)의 부측 검출 전압은 다이오드(44A)를 통해 얻어지고, 또 2차 코일(35-2B)의 정측 검출 전압은 다이오드(44B)를 통해 얻어진다. 각각의 검출 전압은 저항(46A), 다이오드(48A) 및 저항(46B), 다이오드(48B)를 통해 중첩되며, 나아가 정측 검출 전압과도 중첩되어 비교 회로(45)의 반전 입력단자에 주어지는 동시에, 인버터 제어 회로(33)의 OVP 단자에 입력된다. 방전등은 단자(36A)와 단자(36B) 사이에 접속된다.

다른 동작 관계는 기본적으로 도 3에 나타내는 제2 실시형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다. 나아가, 도 6에서의 제5 실시형태와 마찬가지로, 인버터 제어 회로(33)의 내부의 회로 구성에 따라서, 비교 회로(45)는 인버터 제어 회로(33)의 I-F/B 단자의 내부 회로로서 인버터 제어 회로(33) 내에 마련된 비교 회로를 사용하는 것도 가능하다.

더 나아가, 도 6에 나타내는 제5 실시형태에서는, 방전등 구동 제어 회로를 인버터 구동 회로(100)와 방전등 제어 회로(200)로 회로를 나누고, 단자(110, 120, 130, 140)를 사용하여 상호 접속하는 구성으로 되어 있다. 인버터 제어 회로(100)는 기본적으로 인버터 제어 회로(33), 스위칭 회로(34) 및 비교 회로(45)를 포함한다. 한편, 방전등 제어 회로(200)는 구동 트랜스(35), 다이오드(51A), 저항(52A), 다이오드(51B), 저항(52B)으로 이루어진 구동 전류의 검출 회로를 포함한다. 나아가, 다이오드(41A, 41B)를 포함하는 정측 전압의 검출 회로를 포함하는 동시에, 다이오드(44A, 44B)를 포함하는 부측 전압의 검출 회로를 기본적으로 포함한다.

방전등 구동 제어 회로로서 복수의 방전등을 구동 제어하는 경우에는, 하나의 인버터 구동 회로(100)에 대해 복수의 방전등 제어 회로(200)를 단자(110, 120, 130, 140)에 대해 병렬로 접속함으로써 동시에 복수의 방전등 제어 회로(200)를 제 어할 수 있다.

이런 사고 방식은 도 6에 나타낸 제5 실시형태의 경우에 한정되지 않고, 제1 내지 제4의 각각의 실시 형태에서도 적용이 가능하다.

본 발명은 상기한 실시형태에 제한되지 않고, 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지않으며, 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 공공연히 하기 위해, 이하의 청구항을 첨부한다.

본원은 2005년 9월 7일에 제출한 일본특허출원 특원2005-259548을 기초로 우선권을 주장하는 것으로, 그 기재 내용의 전부를 여기에 원용한다.

Claims

인버터를 구성하는 구동 트랜스의 2차 코일에 발생하는 고주파 구동 전압을 방전등에 공급하여 발광시키는 방전등 구동 제어 회로에 있어서,

인버터 제어 회로와,

부하 개방시의 이상검출을 하기 위해 설치되어 상기 구동 트랜스의 2차측에 발생하는 정측의 전위 변화를 검출하는 정측 전위 변화 검출 회로와,

부하 단락시의 이상검출을 하기 위해 설치되어 상기 구동 트랜스의 2차측에 발생하는 부측의 전위 변화를 검출하는 부측 전위 변화 검출 회로와,

상기 인버터 제어 회로에 접속된 단일 비교 회로를 구비하고,

상기 정측 전위 변화 검출 회로 및 부측 전위 변화 검출 회로의 출력을 중첩시켜 상기 단일 비교 회로에 공급하여 기준 전압과 비교하고, 이상 동작시에 상기 단일 비교 회로에서 상기 인버터 제어 회로로 이상 동작 제어 신호를 주도록 구성한 것을 특징으로 하는 방전등 구동 제어 회로.
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제1항에 있어서, 상기 부측 전위 변화 검출 회로는 상기 부측의 검출 전위와 정전압 사이에 접속된 저항에 의한 분압을 상기 부측 전위 변화 검출 회로의 출력으로 하는 것을 특징으로 하는 방전등 구동 제어 회로.
제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 정측 전위 변화 검출 회로와 상기 부측 전위 변화 검출 회로는 이상 동작 검출용 콘덴서에서 분압한 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 방전등 구동 제어 회로.
제1항 또는 제8에 있어서, 상기 단일 비교 회로는 비교기로 구성되고,

상기 비교기의 출력은 상기 인버터 제어 회로에의 F/B 루프에 접속되는 것을 특징으로 하는 방전등 구동 제어 회로.
제9항에 있어서, 상기 단일 비교 회로는 비교기로 구성되고,

상기 비교기의 출력은 상기 인버터 제어 회로에의 F/B 루프에 접속되는 것을 특징으로 하는 방전등 구동 제어 회로.
인버터를 구성하는 복수의 구동 트랜스를 갖고, 각각의 상기 구동 트랜스의 2차 코일에 발생하는 고주파 구동 전압을 각각 방전등에 공급하여 발광시키는 다등식 방전등 구동 제어 회로에 있어서,

인버터 제어 회로와,

부하 개방시의 이상검출을 하기 위해 설치되어 각각의 상기 구동 트랜스의 2차측에 발생하는 정측의 전위 변화를 검출하는 복수의 정측 전위 변화 검출 회로와,

부하 단락시의 이상검출을 하기 위해 설치되어 각각의 상기 구동 트랜스의 2차측에 발생하는 부측의 전위 변화를 검출하는 복수의 부측 전위 변화 검출 회로와,

상기 인버터 제어 회로에 접속된 단일 비교 회로를 구비하고,

각각의 상기 정측 전위 변화 검출 회로의 합성 출력에 각각의 상기 부측 전위 변화 검출 회로의 출력을 논리합 회로를 통해 중첩시켜서 상기 단일 비교 회로에 공급하여 기준 전압과 비교하고, 이상 동작시에 상기 단일 비교 회로에서 상기 인버터 제어 회로로 이상 동작 제어 신호를 주도록 구성한 것을 특징으로 하는 방전등 구동 제어 회로.
제12항에 있어서, 상기 부측 전위 변화 검출 회로는 상기 부측의 검출 전위와 정전압 사이에 접속된 저항에 의한 분압을 상기 부측 전위 변화 검출 회로의 출력으로 하는 것을 특징으로 하는 방전등 구동 제어 회로.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 단일 비교 회로는 상기 인버터 제어 회로에 포함된 비교 회로를 사용하는 것을 특징으로 하는 방전등 구동 제어 회로.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 정측 전위 변화 검출 회로와 상기 부측 전위 변화 검출 회로는 이상 동작 검출용 콘덴서에서 분압한 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 방전등 구동 제어 회로.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 단일 비교 회로는 비교기로 구성되고, 상기 비교기의 출력은 상기 인버터 제어 회로에의 F/B 루프에 접속되는 것을 특징으로 하는 방전등 구동 제어 회로.