WO2007091403A1

WO2007091403A1 - 多灯式放電灯点灯装置

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Publication number: WO2007091403A1
Application number: PCT/JP2007/050430
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Shinmen; Robert Weger
Original assignee: Minebea Co., Ltd.
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2007-01-15
Publication date: 2007-08-16
Also published as: JPWO2007091403A1; JP4560686B2; EP1983806A1; US20090051298A1

Abstract

　放電灯の両端側にトランスを設けた回路構成を使用しながら、各放電灯のランプ電流を均一に保ちつつ部品点数を低減可能な多灯式放電灯点灯装置を提供する。本発明に係る多灯式放電灯点灯装置１０は、放電灯Ｌａ１～Ｌａｎの灯数と同数の第１のトランスＴＡ１～ＴＡｎと、１つの第２のトランスＴＢとを含み、第１のトランスそれぞれ（例えば、ＴＡ１）の二次巻線（例えば、Ｎｓ１）の非接地側の一端を、それぞれ対応する１灯の放電灯（例えば、Ｌａ１）の一端に接続すると共に、第２のトランスＴＢの二次巻線Ｗｓの非接地側の一端を、全ての放電灯Ｌａ１～Ｌａｎの他端に接続しており、第１のトランスＴＡ１～ＴＡｎの二次巻線Ｎｓ１～Ｎｓｎの非接地側の電位と、第２のトランスＴＢの二次巻線Ｗｓの非接地側の電位を、互いに逆位相に変化させるものである。

Description

明細書

多灯式放電灯点灯装置

技術分野

[0001] 本発明は、複数の放電灯を点灯するための多灯式放電灯点灯装置に係り、詳しくは、液晶表示装置の多灯式バックライト用の光源として用いられる冷陰極ランプ等を点灯する多灯式放電灯点灯装置に関する。

背景技術

[0002] 液晶表示装置のバックライト用の光源として、例えば冷陰極ランプ等の放電灯が広範に使用されている。近年、液晶テレビジョン用の表示装置等に代表される液晶表示装置の高輝度化および大型化に伴い、液晶表示装置の照明用光源として、複数の冷陰極ランプを使用した多灯式バックライトが多用されていると共に、このような多灯式バックライトに使用される冷陰極ランプの長尺化も進んでいる。

[0003] 一般に、冷陰極ランプを点灯するには、その電圧として高圧の高周波電圧を要するため、放電灯点灯装置は、直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ手段と、昇圧用のトランスとを備えており、トランスの一次側をインバータ手段で駆動して、二次側に発生する高圧の高周波電圧を印加することにより、冷陰極ランプを点灯するように構成されている。

[0004] このような放電灯点灯装置において、冷陰極ランプの長尺化には、次のような問題が伴う。すなわち、冷陰極ランプが長尺化すると、点灯に必要な電圧も増大するため、トランスに十分な絶縁耐圧を確保するために、その小型化が困難になる。また、このような放電灯点灯装置において、冷陰極ランプの一端側は、通常、トランスの二次卷線の一端と共に接地されており、そのため、冷陰極ランプの点灯時に、非接地側の電極の電位だけが接地電位に対して大きく変動する。その結果、特に長尺の冷陰極ランプでは、その長手方向に大きな輝度勾配が発生し、照明の品質を損なうといった問題もある。

[0005] 従来、このような問題に対処するために、図 15に示すような回路構成を有する放電灯点灯装置が提案されている (例えば、特許文献 1参照)。この放電灯点灯装置 100 は、第 1の発振トランス 121、第 2の発振トランス 125、及びそれぞれの発振トランス 1 21、 125を駆動する発振回路 122、 126を備えており、それぞれの発振トランス 121 、 125の二次卷線 121s、 125sの一端を接地すると共に、他端を、それぞれバラストコンデンサ 128、 128を介して冷陰極ランプ 127の両端に接続してなるものである。また、放電灯点灯装置 100は、二次卷線 121sと二次卷線 125sの、冷陰極ランプ 127 に接続される側の一端に、互いに逆位相の電圧を発生させるように構成されている。

[0006] 放電灯点灯装置 100では、冷陰極ランプ 127を 1つのトランスを用いて点灯させる場合と比較して、各発振トランス 121、 125の二次卷線 121s、 125sに発生させる電圧を半減することが可能になると共に、冷陰極ランプ 127の両端側の電極電位が接地電位に対して均等に変動することにより、トランスの小型化を容易にし、また、長手方向の輝度勾配を低減することが図られている。

[0007] さらに、冷陰極ランプを、その両端側に設けた一対のトランスにより点灯する回路構成を多灯化する方式として、一対のトランスの二次側に複数の冷陰極ランプを並列に接続した放電灯点灯装置が提案されている (例えば、特許文献 2参照)。図 16は、このような放電灯点灯装置 200の回路構成を示す図である。放電灯点灯装置 200は、位相補正回路 206、一対の高周波発振回路 204A、 204B、及び一対の昇圧トランス 205A、 205Bを備え、各冷陰極ランプ 220の一端は、バラスト 202を介して昇圧トランス 205Aの二次卷線 252Aの一端に、各冷陰極ランプ 220の他端は、昇圧トランス 205Bの二次卷線 252Bの一端に、それぞれ接続されている。放電灯点灯装置 20 0は、二次卷線 252Aと二次卷線 252Bの、冷陰極ランプ 220に接続される側の一端に、互いに逆位相の電圧を発生させるように構成されて、る。

[0008] 特許文献 1 :実開平 5— 90897号公報

特許文献 2：特開 2005 - 322504号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] ここで、図 15に示す回路構成を必要な灯数分だけ設けることによって、多灯式放電灯点灯装置を構成した場合には、使用する冷陰極ランプの灯数の 2倍のトランスを要することになり、コスト上昇の要因となる。その点において、図 16に示す放電灯装置 2 00は、一対のトランス 205A、 205Bのみで複数の冷陰極ランプ 220を点灯するものであるため、トランスの数を削減することが可能である。ただし、放電灯点灯装置 200 には、各冷陰極ランプ 220に流れるランプ電流の均一化が困難であるという問題がある。ランプ電流の均一化を図るためには、図 16に示すように、高インピーダンスのインダクタ LB等を含むバラスト 202が、冷陰極ランプ 220ごとに必要となり、必ずしも十分な低コストィ匕につながるものではない。

[0010] 本発明は、上記課題に鑑みて、放電灯の両端側にトランスを設けた回路構成を使用しながら、各放電灯のランプ電流を均一に保ちつつ部品点数を低減可能な多灯式放電灯点灯装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0011] 上記目的を達成するため、本発明に係る多灯式放電灯装置は、昇圧用のトランスと

、直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ手段とを含み、前記インバータ手段により前記トランスの一次卷線を駆動することによって、前記トランスの二次卷線に接続された複数の放電灯を点灯する多灯式放電灯点灯装置にぉヽて、前記トランスは、前記放電灯の灯数と同数の出力を有する第 1のトランスと、 1以上かつ前記放電灯の灯数未満の第 2のトランスとを含み、前記第 1のトランスおよび前記第 2のトランスの二次卷線の一端を接地し、前記第 1のトランスそれぞれの二次卷線の非接地側の一端を、それぞれ対応する 1灯の前記放電灯の一端に接続すると共に、少なくとも 1つの前記第 2のトランスの二次卷線の非接地側の一端を、複数の前記放電灯の他端に接続し、前記第 1のトランスの二次卷線の非接地側の電位と、前記第 2のトランスの二次卷線の非接地側の電位を、互いに逆位相に変化させることを特徴とする。

[0012] 本発明に係る多灯式放電灯点灯装置は、放電灯の灯数と同数の出力を有する第 1 のトランスそれぞれの二次卷線の非接地側の一端を、 1灯の放電灯の一端に接続すると共に、 1以上かつ放電灯の灯数未満の第 2のトランスの二次卷線の非接地側の一端を、複数の放電灯の他端に接続し、第 1のトランスの二次卷線の非接地側の電位と、少なくとも 1つの第 2のトランスの二次卷線の非接地側の電位を、互いに逆位相に変化させることによって、各放電灯の両端側にトランスを設けた回路構成を使用する多灯式放電灯点灯装置を、その構成に必要なトランスの数を最小限に留めつつ実現することができる。これによつて、各トランスの二次電圧を半減すると共に、長手方向の輝度勾配を低減しつつ複数の放電灯を点灯する放電灯点灯装置の、小型化及び低コストィ匕に寄与するものである。

[0013] 本発明に係る多灯式放電灯点灯装置において、複数の前記第 1のトランスの一次卷線は、直列に接続されていることが好ましぐこれによつて、等価的に各放電灯が直列に接続されていることになるため、各放電灯のランプ電流を容易に均一化することがでさる。

[0014] また、本発明の一態様において、前記第 1のトランスの一次卷線の一端は、該一次卷線に直列に接続されたバラストインピーダンス素子を介して、前記インバータ手段に接続されてヽるものである。

[0015] バラストインピーダンス素子を、インバータ手段と第 1のトランスの一次卷線との間に直列に接続することにより、トランスの二次側にバラストを設けることなぐ各放電灯のランプ電流を安定ィ匕することができる。また、ノ《ラストインピーダンス素子を、高電圧が印加されるトランスの二次側ではなく一次側に接続することによって、高耐圧性の素子を使用する必要がなぐ部品コストが低減すると共に、素子の絶縁破壊による故障や発火の危険性がなくなり、装置の安全性が増大する。特に、ノラストインピーダンス素子としてインダクタを使用した場合、そのインダクタンスを二次側に接続する場合よりも小さくすることができるため、バラストインピーダンス素子を小型化することが可能となる。

[0016] 本発明の一態様において、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置は、前記第 1のトランスの一次卷線に並列に位相調整用コンデンサが接続されているものである。これによって、トランスへ流れ込む電流の位相と電圧の位相のずれを小さくすることができるため、力率および効率が改善される。また、インバータ手段の出力波形の高調波成分がカットされるため、放電灯に流れるランプ電流の電流波形が正弦波に近くなり、放電灯の発光効率を改善することができる。

[0017] 本発明の一態様において、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置は、前記トランスの二次側配線に、前記トランスの自己インダクタンスまたは励磁インダクタンスと寄生容量からなる共振回路を形成し、前記インバータ手段は、前記共振回路の並列共振周波数近傍の周波数で前記トランスの一次卷線を駆動するものである。これによつて、寄生容量に流れる電流はトランスのインダクタンス力供給されるため、トランスに流れる電流のほとんどが放電灯に流れることにより、寄生容量の影響を低減して放電灯に流れるランプ電流のバラツキを小さくすることができる。

[0018] 本発明の一態様において、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置は、前記トランスの二次卷線のリーケージインダクタンスをバラストインピーダンスとして用い、前記トランスの二次側配線に、前記トランスの二次卷線のリーケージインダクタンスと寄生容量からなる共振回路を形成し、前記インバータ手段は、前記共振回路の直列共振周波数未満であって、かつ、前記トランスの一次側の電圧と電流の位相差が最小となる周波数近傍の周波数で、前記トランスの一次卷線を駆動するものである。これによつて、トランスの電力効率が最大となる周波数領域で、多灯式放電灯点灯装置を動作させることがでさる。

[0019] 本発明の一態様において、 1灯の前記放電灯は、一端側の電極同士が接続された 2本の直管力もなるものであってもよぐまたは、屈曲管からなるものであってもよい。さらに、その場合には、前記第 1のトランスの一次卷線と前記第 2のトランスの一次卷線を、少なくとも 1つの前記インバータ手段により駆動するものであり、好ましくは、 1 つのインバータ手段により駆動するものである。このような構成は、本発明に係る放電灯点灯装置を、 1つの基板上に構成する上で有利なものである。

[0020] 本発明の一態様において、前記第 1のトランスは、 1つの出力を備えたトランスを含んでいてもよぐあるいは、 2つ以上の出力を備えたトランスを含んでいてもよい。

[0021] 本発明の一態様において、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置は、液晶表示装置用のバックライトに用いられるものである。

発明の効果

[0022] 本発明は、以上のように構成したため、放電灯の両端側にトランスを設けた回路構成を使用しながら、各放電灯のランプ電流を均一に保ちつつ部品点数を低減可能な多灯式放電灯点灯装置を実現することが可能となり、特に、液晶表示装置用のバックライトの光源として用いる長尺の冷陰極ランプを点灯するために好適な多灯式放電灯点灯装置を提供できる。図面の簡単な説明

[図 1]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 1の実施形態を示す回路構成図である。

[図 2]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 2の実施形態を概略的に示す回路構成図である。

[図 3]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 3の実施形態を概略的に示す回路構成図である。

[図 4]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 4の実施形態を概略的に示す回路構成図である。

[図 5]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 4の実施形態の別の例を、概略的に示す回路構成図である。

[図 6]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置における第 1のトランスの一実施形態を示す図である。

[図 7]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置における第 1のトランスの別の実施形態を示す図である。

[図 8]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 5の実施形態を概略的に示す回路構成図である。

[図 9]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 6の実施形態を概略的に示す回路構成図である。

[図 10]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 7の実施形態を概略的に示す回路構成図である。

[図 11]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 8の実施形態を概略的に示す回路構成図である。

[図 12]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 9の実施形態を概略的に示す回路構成図である。

[図 13]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 10の実施形態を概略的に示す回路構成図である。

[図 14]本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 10の実施形態におけるトランスの一実施形態を示す図である。

[図 15]従来の放電灯点灯装置の構成例を示す回路構成図である。

[図 16]従来の多灯式放電灯点灯装置の構成例を示す回路構成図である。

符号の説明

[0024] 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 85, 90, 95 :多灯式放電灯点灯装置

12A, 12B :インバータ手段

ΤΑ1〜ΤΑη:第 1のトランス

Npl〜Npn:第 1のトランスの一次卷線

Nsl〜Nsn:第 1のトランスの二次卷線

Ls 1〜： Lsn：第 1のトランスの二次卷線のリーケージインダクタンス

TB, TBI, TB2 :第 2のトランス

Wp, Wpl, Wp2 :第 2のトランスの一次卷線

Ws, Wsl, Ws2 :第 2のトランスの二次卷線

Ltb：第 2のトランスの二次卷線のリーケージインダクタンス

1^1〜1^11 :放電灯

Cs :寄生容量

発明を実施するための最良の形態

[0025] 以下、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の一実施形態を、図面を参照して詳述する。図 1は、本発明の一実施形態として、複数 (n本とする）の放電灯 Lal〜Lan を点灯制御する多灯式放電灯点灯装置 10の回路構成を示す図である。

[0026] 多灯式放電灯点灯装置 10は、インバータ手段 12A、 12Bと、 n個の第 1のトランス T Al〜TAnと、 1個の第 2のトランス TBとを含んでいる。本実施形態において、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηの一次卷線 Npl〜Npnは直列に接続されており（以下、直列に接続された一次卷線 Npl〜Npnの全体を一次側卷線 Npともいう）、この一次側卷線 Npの一端は、一次側卷線 Npに直列に接続されたインダクタ 18A (バラストインピーダンス素子）を介してインバータ手段 12Aの出力端子 Aに接続され、一次側卷線 Np の他端は、インバータ手段 12Aの出力端子 Bに接続されている。また、一次側卷線 N pの出力端子 A側のラインと出力端子 B側のラインの間には、一次側卷線 Npに並列に位相調整用コンデンサ 19Aが接続されている。一方、第 2のトランス TBの一次卷線 Wpは、インバータ手段 12Bに接続されており、一次卷線 Wpに直列にインダクタ 1 8B (バラストインピーダンス素子）が接続され、また、一次卷線 Wpに並列に位相調整用コンデンサ 19Bが接続されている。

[0027] 第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηの二次卷線 Nsl〜Nsnの一端、および、第 2のトランス T Bの二次卷線 Wsの一端は接地されており、各放電灯 Lal〜Lanは、第 1のトランスそれぞれ TAi (i= l, 2, . . . , n)の二次卷線 Nsi (i= l, 2, . . . , n)の非接地側の一端を、それぞれ対応する 1灯の放電灯 Lai (i= l, 2, . . . , η)の一端に接続すると共に、第 2のトランス ΤΒの二次卷線 Wsの非接地側の一端を、全ての放電灯 Lal〜Lan の他端に接続することによって、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηおよび第 2のトランス TBの二次側回路に、バラスト素子を設けることなく直接接続されている。また、図 1において、破線で示されたコンデンサ Csは、第 1及び第 2のトランス TAl〜TAn、 TBの二次側回路の寄生容量を示している。

[0028] なお、本実施形態では、二次卷線の出力が 1つのトランスを n個用いて、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηを構成するものとした力本発明に係る多灯式放電灯点灯装置において、第 1のトランスは、放電灯の灯数と同数の出力を有するように構成されていればよぐ二次卷線の出力が 2つ（あるいは、それ以上）のトランスが含まれていてもよい。その場合、第 1のトランスとして必要なトランスの個数は、各トランスが有する出力数に応じて削減されるものである。本発明に係る多灯式放電灯点灯装置において、第 1のトランスとして使用するために好適なトランスの具体的構造については後述する。

[0029] ここで、インバータ手段 12Aには、スイッチング手段 13であるフルブリッジ回路と、このフルブリッジ回路 13を駆動する制御回路 21が含まれる。フルブリッジ回路 13は、直列に接続された 1組のスイッチング素子 Ql、 Q3と、同様に直列に接続された 1組のスイッチング素子 Q2、 Q4とを並列に接続してなり、例えば、スイッチング素子 Ql、 Q2は PMOSFET、スイッチング素子 Q3、 Q4は NMOSFETから構成される。インバータ手段 12は、制御回路 21から出力されるゲート電圧に従って、スイッチング素子の組 (Ql, Q4)と（Q2, Q3)のオン ·オフを所定の周波数で交互に繰返し、直流電圧 Vin (図示省略)を高周波交流電圧に変換して出力端子 A、Bに出力するものである。

[0030] なお、図示は省略するが、本実施形態において、インバータ手段 12Bは、同様のスイッチング手段 13及び制御回路 21を含むものである。また、図 1には、インバータ手段 12Bは、インバータ手段 12Aとは独立したブロックとして示されている力本実施形態におけるインバータ手段 12Bは、そのスイッチング手段 13または制御回路 21、あるいはそれらの両方を、インバータ手段 12Aのそれぞれ対応する要素と共用するものであってもよい。

[0031] さらに、多灯式放電灯点灯装置 10は、上述した構成要素に加えて、調光回路 22、電流検知回路 23、保護回路 24を含んでいる。本発明に係る多灯式放電灯点灯装置は、これらの回路 22〜24の有無に限定されるものではないが、各回路 22〜24の機能を簡単に説明すれば、次のようなものである。まず、電流検知回路 23は、カレントトランス 25によって検知された電流値に応じた適切な信号を生成して制御回路 21 に出力し、それによつて、制御回路 21は、例えばインバータ手段 12に含まれるスイツチング素子 Q1〜Q4のオンデューティを変動させ、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηに投入される電力を調整するものである。保護回路 24は、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηの各三次卷線 Ntl〜Ntnによって検知された電圧に応じた適切な信号を生成して制御回路 21に出力し、それによつて、制御回路 21は、例えば放電灯 Lal〜Lanのオープンやショート等の異常が検出された場合にインバータ手段 12の動作を停止させ、装置を保護するものである。また、調光回路 22は、例えばバースト調光により放電灯 Lal〜 Lanの輝度を調整するための信号を制御回路 21に出力するものであり、これによつて、制御回路 21は、例えば 150〜300Hz程度の周波数でインバータ手段 12を間欠的に動作させることによって、放電灯 Lal〜Lanの平均的な輝度を調整するものである。また、図示の例では、電流検知回路 23はカレントトランス 25によって一次側の電流を検知しているが、例えば、電流検出抵抗を含む電流検知回路を、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηの二次卷線 Nsl〜Nsnの接地側に設け、それによつて、放電灯 Lal〜 Lanのランプ電流を検知するものであってもよ!/、。

[0032] 以上のように構成された多灯式放電灯点灯装置 10は、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑη の二次卷線 Nsl〜Nsnの非接地側の電位と、第 2のトランス TBの二次卷線 Wsの非接地側の電位を、互いに逆位相に変化させることによって、各放電灯 Lal〜Lanの両端に所定の電圧を印加し、放電灯 Lal〜Lanを点灯するものである。その際、多灯式放電灯点灯装置 10は、放電灯 La 1〜Lanの両端側にそれぞれトランス TA1〜 TAn及び TBを設けた構成であるため、このような回路構成の特徴である、それぞれの二次卷線 Nsl〜Nsn、 Wsに発生させる電圧を半減し、各トランス ΤΑ1〜ΤΑη、 T Bを小型化することができるという効果、及び、放電灯 Lal〜Lanの両端側の電極電位が接地電位に対して均等に変動することにより、それらの長手方向の輝度勾配を低減することが可能になるという効果を奏するものであることに加えて、必要なトランスの数を最小限に抑制しつつ (すなわち、本実施形態では、「放電灯数 (n)」 + 1個）、その回路構成の多灯化を実現するものである。

[0033] また、本実施形態における多灯式放電灯点灯装置 10は、第 1のトランス TA1〜TA nの一次卷線 Np 1〜Npnを直列に接続して、るため、それぞれの第 1のトランス TA 1 〜TAnの一次卷線 Npl〜Npnには共通の一次側電流が流れることになり、各放電灯 Lal〜Lanは、等価的に直列に接続されていることと同じになるため、各放電灯 La l〜Lanのランプ電流を均一化することができる。

[0034] さらに、ノラストインピーダンス素子 (インダクタ 18A)がー次側卷線 Npに直列に接続されているため、高耐圧性が不要であって、かつ、比較的低インピーダンスの単一のバラストインピーダンス素子によって、各放電灯 La 1〜Lanのランプ電流を安定ィ匕することができる。本実施形態における多灯式放電灯点灯装置 10のように、バラストインピーダンス素子としてインダクタ 18 Aを使用する場合には、そのインダクタ 18 Aを小型化することができる。尚、位相調整用コンデンサ 19Aは、電圧と電流の位相差を小さくする働きがあり、力率を改善して効率改善につながるとともに、インバータ手段 12Aの出力電圧の高調波成分を効果的にカットして、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηの一次側卷線 Npに印加される電圧波形をほぼ正弦波状とすることによって、各放電灯 Lal〜Lanを流れるランプ電流がほぼ正弦波状となるため、輝度効率の改善を行うことがでさる。

[0035] また、本実施形態における多灯式放電灯点灯装置 10において、第 1及び第 2のトランス TAl〜TAn、 TBの二次側配線には、これらのトランス TAl〜TAn、 TBの自己インダクタンスまたは励磁インダクタンスと寄生容量 Csからなる共振回路が形成されており、インバータ手段 12A、 12Bは、この共振回路の並列共振周波数近傍の周波数で、トランス ΤΑ1〜ΤΑη、 TBの一次卷線 Npl〜Npn、 Wpを駆動することが好ましい。これによつて、寄生容量 Csに流れる電流はトランス TAl〜TAn、 TBのインダクタンスカゝら供給されるため、トランス TAl〜TAn、 TBに流れる電流のほとんどが放電灯 La 1〜Lanに流れることにより、寄生容量 Csの影響を低減して放電灯 La 1〜La nに流れるランプ電流のバラツキを小さくすることができる。

[0036] 以下、図 2〜図 5に基づいて、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の別の実施形態を説明するが、以下の説明において、図 1に基づいて説明した多灯式放電灯点灯装置 10と同一または同様の部分については、その図示を及び説明を適宜省略し、その相違点につ、て詳述する。

[0037] 図 2は、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 2の実施形態を概略的に示す回路構成図である。図 2に示す多灯式放電灯点灯装置 20は、図 1に示す多灯式放電灯点灯装置 10と比較して、 2個の第 2のトランス TB1、 TB2を備えている点で相違するものである（この場合、放電灯数 nは、 n> 2の場合を想定している)。また、本実施形態では、第 2のトランス TBIと第 2のトランス TB2は共に、それぞれの二次卷線 W sl、 Ws2の非接地側の一端が、全ての放電灯 Lai〜： Lanの、第 1のトランス TA1〜T Anに接続する側とは反対側の一端に接続されている。

[0038] 本実施形態における多灯式放電灯点灯装置 20は、上述した多灯式放電灯点灯装置 10と比較して、第 2のトランス TB1、 TB2の個数は増加するものの、それぞれの二次卷線 Wsl、 Ws2に流れる電流を半減できるため、個々のトランス TB1、 TB2を小型化できる点に特徴がある。本発明に係る多灯式放電灯点灯装置において、第 2のトランスの個数は、個々のトランスの部材コストや実装条件等を勘案の上、適切に決定されるものであり、その個数が放電灯数の灯数未満である限り、上述したような、従来の回路構成にはない有利の作用及び効果が得られるものである。

[0039] なお、図 2において、第 2のトランス TB1、 TB2のそれぞれの一次卷線 Wpl、 Wp2 は、インバータ手段 12Bに対して並列に接続されており、この接続態様は、一次卷線 Wpl、 Wp2を直列に接続する場合と比較して、一次卷線 Wpl、 Wp2に流れる電流を小さくすることができるため、トランスの小型化のために有利な構成である。ただし、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置は、一次卷線 Wpl、 Wp2の接続態様に限定されるものではない。

[0040] 図 3は、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 3の実施形態を概略的に示す回路構成図である。図 3に示す多灯式放電灯点灯装置 30は、図 2に示す多灯式放電灯点灯装置 20と比較して、 2個の第 2のトランス TB1、 TB2を備えている点で共通するものであるが、複数の放電灯 (放電灯数 nは、 n> 2)力 La (l)〜La (k)力もなる第 1組と、 La (k+ l)〜La (n)からなる第 2組から構成され (ただし、 l≤k<n)、第 2 のトランス TBIの二次卷線 Wslの非接地側の一端力第 1組を構成する放電灯 La ( l)〜La (k)の、第 1のトランス TA (l)〜TA(k)とは反対側の一端に接続され、第 2のトランス TB2の二次卷線 Ws2の非接地側の一端が、第 2組を構成する放電灯 La (k + l)〜La (n)の、第1のトランス丁八&+ 1)〜丁八(11)に接続する側とは反対側の一端に接続されてヽる点で相違するものである。

[0041] 本実施形態における多灯式放電灯点灯装置 30は、上述した多灯式放電灯点灯装置 20と比較して、第 2のトランス TBIと第 2のトランス TB2とを、それぞれ別の基板上に実装する場合に、それらの基板間を、第 2のトランス TB1、 TB2の二次側の高圧配線で接続することなく構成できる点で有利なものである。

[0042] 図 4及び図 5は、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 4の実施形態を概略的に示す回路構成図である。図 4に示す多灯式放電灯点灯装置 40は、図 1に示す多灯式放電灯点灯装置 10と比較して、各放電灯 Lal〜Lanが、一端側の電極同士が接続された 2本の直管 41、 42力らなり、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηの一次卷線 Npl 〜Npnを直列に接続した一次側卷線 Npと、第 2のトランス TBの一次卷線 Wpとを、 1 つのインバータ手段 12Aに対して並列に接続している点で相違するものである。また、図 5に示す放電灯点灯装置 50は、放電灯点灯装置 40に対して、 2個の第 2のトランス TBI、 TB2を備えた場合の例を示すものである。

[0043] 本実施形態における多灯式放電灯点灯装置 40、 50は、少なくとも第 1のトランス T Al〜TAnと第 2のトランス TBとを 1つの基板上に実装する上で有利な構成であり、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の更なる小型化に寄与するものである。この場合、図 4、図 5に示す多灯式放電灯点灯装置 40 (または、 50)のように、 1つのインバータ手段 12Aによって、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηと第 2のトランス TB (または、 TBI 、 TB2)を駆動することが好ましいが、本発明に係る放電灯点灯装置は、必ずしもこの構成に限定されるものではない。なお、多灯式放電灯点灯装置 50において、第 2 のトランス TB1、 TB2の一次卷線 Wpl、 Wp2が並列に接続されているのは、図 2に示す多灯式放電灯点灯装置 20の場合と同様の理由である。

[0044] また、図示は省略するが、多灯式放電灯点灯装置 40、 50において、各放電灯 Lai 〜Lanを、例えば U字管等の 1本の屈曲管とすることもできる。

[0045] ここで、図 6に、上述した多灯式放電灯点灯装置 10〜50における第 1のトランス TA l〜TAnの好ましい実施形態を示す。図 6に示すトランスは、二次卷線の出力が 1つのトランスの例であり、 I一口型コアを備え、その I型コアに一次卷線 Npと二次卷線 Ns を卷回したボビンを装着してなるものである。また、上述したように、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置における第 1のトランスは、二次卷線の出力が 2つ以上のトランスが含まれるものであってもよい。例えば、二次卷線の出力が 2つのトランスの好適な構成は、図 7に示すように、 2つの I型コアを有する I—口型コアを備え、それぞれの I型コアに、一次卷線 Npと二次卷線 Nsを卷回したボビンを装着してなるものである。また、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置におけるトランスは、そのコア形状に限定されるものではなぐ例えば、 E— E型コア、 E— I型コア、 U— U型コア、 U— I型コアを使用することができる。

[0046] 以上、本発明に係る多灯式放電灯装置の好ま Uヽ実施形態を説明してきたが、本発明に係る多灯式放電灯装置は、上述した放電灯点灯装置 10〜50に限定されるものではなぐ例えば、図 1に示す第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηの各一次卷線 Npl〜Np nを、インバータ手段 12Aに対して、並列に接続するものであってもよい。図 8は、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 5の実施形態を概略的に示す回路構成図である。図 8に示すように、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηの各一次卷線 Npl〜Npnをィンバータ手段 12Aに対して並列に接続し、第 1のトランス TA 1〜TAnの各二次卷線 Nsl〜Nsnのリーケージインダクタンス Lsl〜： Lsnを、バラストインピーダンス素子として機能させることによって、各放電灯 Lai〜Lanのランプ電流を均一化することができる。

[0047] さらに、この場合には、第 1及び第 2のトランス ΤΑ1 ΤΑη TBの二次側回路に、それらのトランス TAl TAn TBの各リーケージインダクタンス Lsl〜： Lsn Ltbと、寄生容量 Csとからなる共振回路が形成される。一般に、インバータトランスは、その一次側の電圧と電流の位相差が小さ!、範囲の周波数にぉ、て、良好な電力効率で動作するものであり、その周波数は、二次側の共振回路の直列共振周波数よりも低い領域に含まれる。したがって、インバータ手段 12A 12Bは、二次側共振回路の直列共振周波数未満であって、かつ、第 1及び第 2のトランス TAl TAn TBの一次側の電圧と電流の位相差が最小となる周波数近傍の周波数で、第 1及び第 2のトランス TAl TAn TBの一次卷線 Npl Npn Wpを駆動することが好ましい。そのような駆動周波数は、例えば、一次側の電圧と電流の位相差が 0° 30° となる範囲内の周波数とすることができる。

[0048] 加えて、バラストインピーダンス素子として、第 1及び第 2のトランス ΤΑ1 ΤΑη T Bのリーケージインダクタンスを用いる場合、それらのリーケージインダクタンスがバラストインピーダンス素子として十分な大きさであれば、第 1及び第 2のトランス TA1 T An TBの各二次卷線 Nsl Nsn Wsの各リーケージインダクタンス Lsl〜： Lsn Lt bをバラストインピーダンス素子として用いることにより、図 8に示すように、図 1に示すバラストインピーダンス素子 18A 18Bは取り除くことができる。また、インバータ手段 12A 12Bの駆動周波数力上述したように、第 1及び第 2のトランス ΤΑ1 ΤΑη T Bの一次側の電圧と電流の位相差が 0° 30° となる範囲内となるように設計すれば、図 1に示す位相調整用コンデンサ 19 A 19Bも取り除くことができる。また、図 8において、第 1及び第 2のトランス TAl TAn TBの各二次卷線 Nsl Nsn Ws の各接地側には電流検知回路 23a 23n 23tbが設けられ、それらの信号は制御回路 21に出力される。

[0049] 図 9は、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 6の実施形態を概略的に示す回路構成図である。本実施形態における多灯式放電灯点灯装置 70は、図 8に示す多灯式放電灯点灯装置 60と比べて、一次側が並列に接続された第 1のトランス TA1 TAnの一次卷線 Npl Npnと第 2のトランス TBの一次卷線 Wpが直列に接続されている点で相違するものである。このような接続により第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηの二次卷線 Nsl〜Nsn力各放電灯 Lal〜Lanに出力される電流と、第 2のトランス T Bの二次卷線 Ws力も各放電灯 Lal〜Lanに出力される電流の位相差を 180° にすることが容易となり、効率が良くなる。

[0050] 図 10は、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 7の実施形態を概略的に示す回路構成図である。本実施形態における多灯式放電灯点灯装置 80は、図 8に示す多灯式放電灯点灯装置 60と比べて、各放電灯 Lal〜Lanが、一端の電極同士が接続された 2本の直管からなり、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηの一次卷線 Npl〜Npnが並列に接続した一次卷線 Npと、第 2のトランス TBの一次卷線 Wpとを 1つのインバータ手段 12Aに対して並列に接続して!/、る点で相違する。

[0051] 図 11は、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 8の実施形態を概略的に示す回路構成図である。本実施形態における多灯式放電灯点灯装置 85は、図 9に示す多灯式放電灯点灯装置 70と比べて、各放電灯 Lal〜Lanが、一端の電極同士が接続された 2本の直管力なる点で相違する。

[0052] 上述の図 10、図 11に示す放電灯点灯装置 80、 85は、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑη と第 2のトランス TBとを一つの基板上に実装する上で有利な構成であり、更なる小型化を実現できる効果を奏するものである。

[0053] 図 12は、本発明に係る多灯式放電灯点灯装置の第 9の実施形態を概略的に示す回路構成図である。本実施形態における多灯式放電灯点灯装置 90は、図 5に示す多灯式放電灯点灯装置 50と比べて、第 1のトランス TA 1〜TAnの一次卷線 Np 1〜 Npnと第 2のトランス TB1〜TB2の一次卷線 Wpl〜Wp2を直列に接続することにより、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηから出力される電流波形と第 2のトランス TB1〜TB2から出力される電流波形に位相差が生じなくなり、効率のよい駆動が可能となる。また、第 2のトランス TB1〜TB2の二次側を並列接続することにより、出力インピーダンスを低下させることが可能となり、第 2のトランス TB1〜TB2と並列接続された放電灯 Lai 〜Lanとのインピーダンス整合を図る上で有効である。なお、第 2のトランス TB1〜T B2の一次側は直列、並列!/、ずれであってもよ!/、。

[0054] また、図 1に示す第 1の実施形態における多灯式放電灯点灯装置 10では、第 1のトランスの一次側卷線 Ntl〜Ntnが直列に接続されており、図 8に示す第 5の実施形態における多灯式放電灯点灯装置 60では、第 1のトランスの一次側卷線 Ntl〜Ntn が並列に接続されて、ることを記述した力一次卷線 Ntl〜Ntnは直列接続と並列接続の組み合わせでも良、。

図 13は、本発明の第 10の実施形態における多灯式放電灯点灯装置 95を概略的に示す回路構成図である。本実施形態における多灯式放電灯点灯装置 95では、二次卷線の出力が 2つのトランス TA (図 13の点線の箇所に該当する）を用いて、第 1のトランス ΤΑ1〜ΤΑηが構成されている。図 14は、第 1のトランス TA1及び TA2を構成するトランス TAを例として、その概略構成を示す図であり、他の第 1のトランス TA3及び ΤΑ4、 · · ·、 TAn—l及び TAnも、それぞれ同様に構成されるものである。図 14に示すように、トランス TAは、 E—E型コア力構成されており、両側の脚部の一方側に一次卷線 Np 1と二次卷線 Ns 1が卷回されてトランス TA1が構成され、他方側に一次卷線 Np2と二次卷線 Ns2が卷回されてトランス TA2が構成されている。図 14に示すような E—E型コア力構成されたトランス TAは、図 7に示すような I—口型コア力構成されたトランスに比べ、二つの一次卷線 Npl、 Np2の間のコア、又は二つの二次卷線 Nsl、 Ns2の間のコアにギャップがないため、コアを介してそれぞれの卷線から生じた磁束同士が干渉し易、（図 14中に磁束の流れの例を示す)。このようなトランス TAにおいて、二つの一次卷線 Npl、 Np2を直列に接続すると、それぞれの一次卷線 Npl、 Np2に印加される電圧は同じになり難ぐランプ電流が不均一になり易い。したがって、多灯式放電灯点灯装置 95では、一次卷線 Nplと Np2、 Np3と Νρ4、 · • ·、 Npn— 1と Npnをそれぞれ並列に接続することにより、各卷線対を構成する 2つの一次卷線 Nplと Np2、 Np3と Νρ4、 · · ·、 Npn— 1と Npnにそれぞれ同じ電圧が印加されるようにするとともに、二つの一次卷線 Nplと Np2、 Np3と Νρ4、 · · ·、 Npn— 1と Npnを並列に接続してなる各卷線対を直列に接続することにより、第 1のトランス T Al〜TAnの各一次卷線 Npl〜Npnに流れる電流の均一化を図っている。なお、図 14に示すトランス TAは、中央の脚部にギャップを有するものとした力本実施形態において、トランス TAは、中央の脚部にギャップを有さないものであってもよい。

Claims

請求の範囲

[1] 昇圧用のトランスと、直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータ手段とを含み、前記インバータ手段により前記トランスの一次卷線を駆動することによって、前記トランスの二次卷線に接続された複数の放電灯を点灯する多灯式放電灯点灯装置において、

前記トランスは、前記放電灯の灯数と同数の出力を有する第 1のトランスと、 1以上かつ前記放電灯の灯数未満の第 2のトランスとを含み、前記第 1のトランスおよび前記第 2のトランスの二次卷線の一端を接地し、

前記第 1のトランスそれぞれの二次卷線の非接地側の一端を、それぞれ対応する 1 灯の前記放電灯の一端に接続すると共に、少なくとも 1つの前記第 2のトランスの二次卷線の非接地側の一端を、複数の前記放電灯の他端に接続し、

前記第 1のトランスの二次卷線の非接地側の電位と、前記第 2のトランスの二次卷線の非接地側の電位を、互いに逆位相に変化させることを特徴とする多灯式放電灯点灯装置。

[2] 複数の前記第 1のトランスの一次卷線は、直列に接続されていることを特徴とする請求項 1に記載の多灯式放電灯点灯装置。

[3] 前記第 1のトランスの一次卷線の一端は、該一次卷線に直列に接続されたバラストインピーダンス素子を介して、前記インバータ手段に接続されていることを特徴とする請求項 1または 2に記載の多灯式放電灯点灯装置。

[4] 前記第 1のトランスの一次卷線に並列に位相調整用コンデンサが接続されていることを特徴とする請求項 1から 3のいずれか 1項に記載の多灯式放電灯点灯装置。

[5] 前記トランスの二次側配線に、前記トランスの自己インダクタンスまたは励磁インダクタンスと寄生容量からなる共振回路を形成し、前記インバータ手段は、前記共振回路の並列共振周波数近傍の周波数で前記トランスの一次卷線を駆動することを特徴とする請求項 1から 4のいずれか 1項に記載の多灯式放電灯点灯装置。

[6] 前記トランスの二次側配線に、前記トランスの二次卷線のリーケージインダクタンスと寄生容量からなる共振回路を形成し、前記インバータ手段は、前記共振回路の直列共振周波数未満であって、かつ、前記トランスの一次側の電圧と電流の位相差が最小となる周波数近傍の周波数で、前記トランスの一次卷線を駆動することを特徴とする請求項 1に記載の多灯式放電灯点灯装置。

[7] 1灯の前記放電灯は、一端側の電極同士が接続された 2本の直管力、または、屈曲管からなり、前記第 1のトランスの一次卷線と前記第 2のトランスの一次卷線を、少なくとも 1つの前記インバータ手段により駆動することを特徴とする請求項 1から 6のいずれか 1項に記載の多灯式放電灯点灯装置。

[8] 前記第 1のトランスは、 1つの出力を備えたトランスを含むことを特徴とする請求項 1 から 7のいずれか 1項に記載の多灯式放電灯点灯装置。

[9] 前記第 1のトランスは、 2つ以上の出力を備えたトランスを含むことを特徴とする請求項 1から 8のいずれか 1項に記載の多灯式放電灯点灯装置。

[10] 液晶表示装置用のバックライトに用いられることを特徴とする請求項 1から 9のいずれか 1項に記載の多灯式放電灯点灯装置。