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Patent Searching and Data


Title:
DISCHARGE LAMP LIGHTING APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/013995
Kind Code:
A1
Abstract:
A discharge lamp lighting apparatus capable of detecting current flowing through a discharge lamp highly accurately without requiring a larger number of substrates for current sensing circuits.The discharge lamp lighting apparatus comprises a transformer having a primary winding and a first secondary winding and a second secondary winding. The discharge lamp lighting apparatus further comprises an inverter for converting a direct current voltage into a high frequency voltage and boosting the high frequency voltage using the transformer, one or more discharge lamp connected between one end of the first secondary winding and one end of the second secondary winding of the transformer, a first current detecting circuit for detecting a current, having one end connected to another end of the first secondary winding of the transformer and another end connected to a ground, and a first detecting circuit connected to the both ends of the first secondary winding of the transformer to detect a voltage generated in the first secondary winding of the transformer.

Inventors:
ASHIKAGA TORU
Application Number:
PCT/JP2008/062262
Publication Date:
January 29, 2009
Filing Date:
July 07, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SANKEN ELECTRIC CO LTD (JP)
ASHIKAGA TORU
International Classes:
H05B41/24
Foreign References:
JP2006140055A2006-06-01
JP2006114441A2006-04-27
JP2006221985A2006-08-24
JP2007019013A2007-01-25
Attorney, Agent or Firm:
MIYOSHI, Hidekazu et al. (2-8 Toranomon 1-chome,Minato-k, Tokyo 01, JP)
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Claims:
 1次巻線と第1の2次巻線と第2の2次巻線とを有するトランスを備え、直流電圧を高周波電圧に変換して該高周波電圧を前記トランスにより昇圧するインバータと、
 前記トランスの前記第1の2次巻線の一端と前記第2の2次巻線の一端との間に接続された1以上の放電灯と、
 一端が前記トランスの前記第1の2次巻線の他端に接続され、他端が接地に接続され、電流を検出する第1電流検出回路と、
 前記トランスの前記第1の2次巻線の両端に接続され、前記トランスの前記第1の2次巻線に発生する電圧を検出する第1検出回路と、を有することを特徴とする放電灯点灯装置。
 前記第1検出回路は、前記トランスの前記第1の2次巻線の両端に接続され、第1コンデンサと第2コンデンサとが直列に接続された第1直列回路と、
 前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサの両端電圧を検出する第1電圧検出回路と、を有することを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
 前記第1検出回路は、前記トランスの前記第1の2次巻線の両端に接続され、第1コンデンサと第2コンデンサとが直列に接続された第1直列回路を有し、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの接続点と前記接地との間の電圧を検出電圧とすることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
 前記トランスの前記第2の2次巻線の両端に接続され、前記トランスの前記第2の2次巻線に発生する電圧を検出する第2検出回路を有することを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
 一端が前記トランスの前記第2の2次巻線の他端に接続され、他端が接地に接続され、電流を検出する第2電流検出回路と、
 前記トランスの前記第2の2次巻線の両端に接続され、前記トランスの前記第2の2次巻線に発生する電圧を検出する第2検出回路と、を有することを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
 前記第2検出回路は、前記トランスの前記第2の2次巻線の両端に接続され、第3コンデンサと第4コンデンサとが直列に接続された第2直列回路と、
 前記第3コンデンサ又は前記第4コンデンサの両端電圧を検出する第2電圧検出回路と、を有することを特徴とする請求項4記載の放電灯点灯装置。
 前記第2検出回路は、前記トランスの前記第2の2次巻線の両端に接続され、第3コンデンサと第4コンデンサとが直列に接続された第2直列回路を有し、前記第3コンデンサと前記第4コンデンサとの接続点と前記接地との間の電圧を検出電圧とすることを特徴とする請求項4記載の放電灯点灯装置。
 前記第1検出回路は、前記トランスの前記第1の2次巻線の両端に接続され、第1コンデンサと第2コンデンサとが直列に接続された第1直列回路と、
 前記第1コンデンサ又は前記第2コンデンサの両端電圧を検出する第1電圧検出回路とを有し、
 前記第2検出回路は、前記トランスの前記第2の2次巻線の両端に接続され、第3コンデンサと第4コンデンサとが直列に接続された第2直列回路と、
 前記第3コンデンサ又は前記第4コンデンサの両端電圧を検出する第2電圧検出回路とを有することを特徴とする請求項5記載の放電灯点灯装置。
 前記第1検出回路は、前記トランスの前記第1の2次巻線の両端に接続され、第1コンデンサと第2コンデンサとが直列に接続された第1直列回路を有し、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの接続点と前記接地との間の電圧を検出電圧とし、
 前記第2検出回路は、前記トランスの前記第2の2次巻線の両端に接続され、第3コンデンサと第4コンデンサとが直列に接続された第2直列回路を有し、前記第3コンデンサと前記第4コンデンサとの接続点と前記接地との間の電圧を検出電圧とすることを特徴とする請求項5記載の放電灯点灯装置。
Description:
放電灯点灯装置

 本発明は、複数の冷陰極放電灯(CCFL:Cold C athode Fluorescent Lamp)、外部電極蛍光灯や蛍光 等の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置に する。

 冷陰極放電灯は、一般的に、インバータ より、数10kHzの周波数で且つ数百V~千数百V 電圧が印加されることにより点灯する。ま 、外部電極蛍光灯(EEFL:External Electrode Fluoresc ent Lamp)と呼ばれる蛍光管もある。外部電極 光灯と冷陰極放電灯とは電極の構造が相違 、それ以外の相違はほとんどなく、発光原 も冷陰極放電灯と同じである。このため、 部電極蛍光灯や冷陰極放電灯を点灯させる めのインバータは、原理的には同じである このため、以下、冷陰極放電灯(放電灯と略 する。)を用いて説明する。

 放電灯とインバータは、液晶TV、液晶モ タ、照明装置、液晶表示装置、看板などに いられている。インバータはトランスで昇 するものが多く、このインバータには、い ゆる「片端高圧」と呼ばれるシステムと「 端高圧」と呼ばれるシステムがある。片端 圧システムはトランスの2次巻線(放電灯側) 片側がグランド(GND)に対して低圧になるシス テムであり、両端高圧システムはトランスの 2次巻線の両端がグランドに対して高圧にな システムである。

 図1は関連する片端高圧システムを用いた 放電灯点灯装置の回路図である。この片端高 圧システムは、インバータ部20とパネル部30 で構成され、インバータ部20は、直流電圧を 高周波電圧に変換し、高周波電圧をトランス T3で昇圧し、トランスT3の2次巻線S1(一端が接 されている。)に高圧の高周波電圧を発生さ せる。2次巻線S1に発生した高周波電圧により パネル部30内の放電灯1に電流が流れて放電灯 1が点灯する。また、放電灯1に流れる電流は 電流検出抵抗R1とダイオードD1,D2からなる電 流検出回路により検出される。制御回路(図 せず)は、検出された電流が所定値になるよ に制御する。

 この片端高圧システムでは、放電灯1や回 路素子に流れる電流のほかに、寄生容量に流 れる電流も存在する。トランスT3の2次巻線S1 流れる電流経路としては、2次巻線S1の電圧 検出するための電圧検出コンデンサC1、C2を 流れる電流経路(1)と、配線等、主に高圧部と シャーシ等の間にある寄生容量C5に流れる電 経路(2)と、放電灯1を流れる電流経路(3)があ る。

 一般に、シャーシ等もグランド電位であ ので、シャーシ等に対して流れるリーク電 は、直接、トランスT3に戻ってくる。この め、図1の例では、経路(1)と経路(2)の電流は 流検出抵抗R1を流れず、電流検出抵抗R1を流 れるのは経路(3)のみであるため、放電灯1に れる電流のみを検出できる。この電流検出 を用いて精度良くフィードバック制御が行 える。また、図1の例では、電圧検出コンデ サC2と電流検出抵抗R1はともにグランドに接 続されているので、グランド電位を基準とし た電流検出が容易に行なえる。図1に示す片 高圧システムをパネル部に実装した構成例 図2に示す。図1に示すように、パネル部30に 数の放電灯1が併設され、各放電灯1はイン ータ部20に電線3で接続され、インバータ部20 は1枚の基板で構成されている。

 一方、両端高圧システムは、トランスの2 次巻線のグランド電位が確定できず、2次巻 の両端が高圧であるため、放電灯に流れる 流やトランスの電圧を検出することが困難 ある。このため、図3に示す両端高圧システ は、トランスT4の2次側を第1の2次巻線S1と第 2の2次巻線S2とし、各巻線の一端をグランド 接続することによりトランスT4の2次側のグ ンド電位を確定し、グランド電位を基準に て各巻線の電流、電圧を検出する。

 この場合、電流の経路としては、電圧検 コンデンサC1、C2、C3、C4を流れる電流経路(1 )と、配線等による寄生容量C5、C6を流れる電 経路(2)と、放電灯1a,1bを流れる電流経路(3) がある。電流検出抵抗R1、R2に流れる電流は 路(3)のみであるため、放電灯1a,1bに流れる 流のみを検出できる。この電流検出値を用 て精度良くフィードバック制御が行なえる また、電圧検出コンデンサC2、C4と電流検出 抗R1、R2はいずれもグランドに接続されてい るので、グランド電位を基準とした電流検出 が行なえる。

 また、関連技術として、例えば、日本国 開実用新案公報実開平6-19299号に記載された ものが知られている。

 上記システムでは、各放電灯1a,1bの一端 ダイオードD1,D2及び電流検出抵抗R1からなる 1電流検出回路と、ダイオードD3,D4及び電流 出抵抗R2からなる第2電流検出回路とを設置 る必要がある。図3に示す両端高圧システム をパネル部に実装した構成例を図4に示す。 4に示すように、インバータ部のための基板2 0a以外に、第1電流検出回路及び第2電流検出 路のための基板20bが増設されている。また 基板20a,20bに接続するコネクタ、ハーネス等 設けなければならず、コストがアップする そこで、コストを低減させるために、図5に 示すように、電流検出抵抗R1,R2等の電流検出 路をインバータ部に設置して1枚の基板で構 成している。

 しかし、図5に示す構成例では、トランス T5の2次巻線S1,S2に流れる電流経路としては、 圧検出コンデンサC1、C2、C3、C4を流れる電 経路(1)と、配線等による寄生容量C5、C6を流 る電流経路(2)と、放電灯1a,1bを流れる電流 路(3)とがある。即ち、経路(1)の電流が電流 出抵抗R1,R2に流れているという問題点がある 。

 放電灯の輝度を決定するのは経路(3)の電 値であり、経路(1)の電流値は輝度に寄与し い。このため、経路(1)の電流が混合した検 値でフィードバック制御をかけた場合、放 灯が点灯した後、時間と共に放電灯電流が 化する。また、周囲温度や装置の実装状態 よっても、放電灯電流が変化するといった 象が起こる。

 具体的には、低温時には放電灯のインピ ダンスが上がるため、2次巻線S1,S2には高い 圧を発生させることが必要になる。そのた 、経路(1)の電流が増加し、電流検出抵抗R1,R 2に流れる電流が増加するため、結果的に放 灯1a,1bに流れる電流が減少する。高温時には 経路(1)の電流が減少し、電流検出抵抗R1,R2に れる電流が減少するため、結果的に放電灯1 a,1bに流れる電流が増加する。即ち、放電灯 低温時に暗く、高温時に明るくなり、輝度 変化する。

 このように、図5に示す回路は、1枚の基 で構成できる利点はあるが、放電灯に流れ 電流が温度変化等により変動する。

課題を解決するための手段
 本発明により、電流検出回路のための基板 枚数を増やすことなく、且つ精度良く放電 に流れる電流を検出できる放電灯点灯装置 提供することができる。

 上記課題を解決するために、本発明の第1 の技術的側面によれば、1次巻線と第1の2次巻 線と第2の2次巻線とを有するトランスを備え 直流電圧を高周波電圧に変換して該高周波 圧を前記トランスにより昇圧するインバー と、前記トランスの前記第1の2次巻線の一 と前記第2の2次巻線の一端との間に接続され た1以上の放電灯と、一端が前記トランスの 記第1の2次巻線の他端に接続され、他端が接 地に接続され、電流を検出する第1電流検出 路と、前記トランスの前記第1の2次巻線の両 端に接続され、前記トランスの前記第1の2次 線に発生する電圧を検出する第1検出回路と を有することを特徴とする。

 本発明の第2の技術的側面によれば、さら に、前記第1検出回路は、前記トランスの前 第1の2次巻線の両端に接続され、第1コンデ サと第2コンデンサとが直列に接続された第1 直列回路と、前記第1コンデンサ又は前記第2 ンデンサの両端電圧を検出する第1電圧検出 回路とを有することを特徴とする。

 本発明の第3の技術的側面によれば、第1 は第2の技術的側面において、前記第1検出回 路は、前記トランスの前記第1の2次巻線の両 に接続され、第1コンデンサと第2コンデン とが直列に接続された第1直列回路を有し、 記第1コンデンサと前記第2コンデンサとの 続点と前記接地との間の電圧を検出電圧と ることを特徴とする。

 本発明の第4の技術的側面によれば、第1 至第3のいずれかの技術的側面において、前 トランスの前記第2の2次巻線の両端に接続 れ、前記トランスの前記第2の2次巻線に発生 する電圧を検出する第2検出回路を有するこ を特徴とする。

 本発明の第5の技術的側面によれば、第1 至第3のいずれかの技術的側面において、一 が前記トランスの前記第2の2次巻線の他端 接続され、他端が接地に接続され、電流を 出する第2電流検出回路と、前記トランスの 記第2の2次巻線の両端に接続され、前記ト ンスの前記第2の2次巻線に発生する電圧を検 出する第2検出回路とを有することを特徴と る。

 本発明の第6の技術的側面によれば、第4 は第5の技術的側面において、前記第2検出回 路は、前記トランスの前記第2の2次巻線の両 に接続され、第3コンデンサと第4コンデン とが直列に接続された第2直列回路と、前記 3コンデンサ又は前記第4コンデンサの両端 圧を検出する第2電圧検出回路とを有するこ を特徴とする。

 本発明の第7の技術的側面によれば、第5 技術的側面において、前記第2検出回路は、 記トランスの前記第2の2次巻線の両端に接 され、第3コンデンサと第4コンデンサとが直 列に接続された第2直列回路を有し、前記第3 ンデンサと前記第4コンデンサとの接続点と 前記接地との間の電圧を検出電圧とすること を特徴とする。

図1は、関連する片端高圧システムを用 いた放電灯点灯装置の回路図である。 図2は、図1に示す片端高圧システムを ネル部に実装した構成例を示す図である。 図3は、関連する両端高圧システムを用 いた放電灯点灯装置の回路図である。 図4は、図3に示す両端高圧システムを ネル部に実装した構成例を示す図である。 図5は、電流検出部をインバータ部に設 置して1枚の基板で構成した関連する両端高 システムを用いた放電灯点灯装置の回路図 ある。 図6は、本発明の実施例1の放電灯点灯 置の構成を示す図である。 図7は、本発明の実施例2の放電灯点灯 置の構成を示す図である。 図8は、本発明の実施例3の放電灯点灯 置の構成を示す図である。 図9は、本発明の実施例4の放電灯点灯 置の構成を示す図である。

 以下、本発明の放電灯点灯装置の実施の 態を図面を参照しながら詳細に説明する。

実施例1
 図6は本発明の実施例1の放電灯点灯装置の 成を示す図である。図6において、トランスT 1は1次巻線P1と第1の2次巻線S1と第2の2次巻線S2 とを有し、インバータを構成する。このイン バータは、制御回路(図示せず)によりスイッ ング素子(図示せず)をオンオフさせること より直流電圧を高周波電圧に変換して該高 波電圧をトランスT1により昇圧して第1の2次 線S1と第2の2次巻線S2に出力する。トランスT 1の第1の2次巻線S1の一端と第2の2次巻線S2の一 端との間には、放電灯1aと放電灯1bとが直列 接続されている。

 放電灯1a,1bは、例えば、冷陰極放電灯、 部電極蛍光灯や蛍光灯から構成されており ここでは、冷陰極放電灯を用いるものとす 。

 トランスT1の第1の2次巻線S1の一端と放電 1aとの接続点と接地との間には、寄生容量C5 が接続されている。トランスT1の第1の2次巻 S1の両端には、電圧検出コンデンサC1(第1コ デンサ)と電圧検出コンデンサC2(第2コンデン サ)との直列回路が接続されている。

 トランスT1の第2の2次巻線S2の一端と放電 1bとの接続点と接地との間には、寄生容量C6 が接続されている。トランスT1の第2の2次巻 S2の両端には、電圧検出コンデンサC3(第3コ デンサ)と電圧検出コンデンサC4(第4コンデン サ)との直列回路が接続されている。

 トランスT1の第1の2次巻線S1の他端と接地 の間には、ダイオードD2と抵抗R1との直列回 路と、この直列回路に並列に接続されたダイ オードD1とが接続され、ダイオードD1,D2と抵 R1とで第1電流検出回路を構成している。

 トランスT1の第2の2次巻線S2の他端と接地 の間には、ダイオードD3と抵抗R2との直列回 路と、この直列回路に並列に接続されたダイ オードD4とが接続され、ダイオードD3,D4と抵 R2とで第2電流検出回路を構成している。

 制御回路は、第1電流検出回路で検出され た第1電流検出値と第2電流検出回路で検出さ た第2電流検出値との平均値電流を求め、こ の平均電流値が所定値になるようにスイッチ ング素子をオンオフさせるPWM制御を行なう。

 電圧検出回路(第1電圧検出回路)11aは、電 検出コンデンサC2の両端電圧を検出し、検 された電圧を制御回路に出力する。電圧検 回路(第2電圧検出回路)11bは、電圧検出コン ンサC4の両端電圧を検出し、検出された電圧 を制御回路に出力する。制御回路は、電圧検 出回路11aからの第1電圧検出値と電圧検出回 11bからの第2電圧検出値とを平均した平均値 圧が予め定められた電圧値を超えたかどう を判定する。即ち、電圧検出回路11a,11bは、 2次巻線S1の電圧及び2次巻線S2の電圧が過電圧 になったかどうかを判定するのに用いられる 。

 このように構成された実施例1の放電灯点 灯装置によれば、トランスT1の第1の2次巻線S1 の両端に発生した電圧により、S1,C1,C2,S1に沿 て延在する電流経路(1)を時計回りおよび反 計回りに電流が流れる。この電流経路(1)の 流は、ダイオードD1,D2と抵抗R1からなる第1 流検出回路には流れない。即ち、第1電流検 回路は、トランスT1の第1の2次巻線S1に流れ 電流から電圧検出コンデンサC1とコンデン C2からなる第1電圧検出回路に流れる電流を いた電流を検出する。

 また、トランスT1の第1の2次巻線S2の両端 発生した電圧により、S2,C4,C3,S2に沿って延 する電流経路(1)を時計回りおよび反時計回 に電流が流れる。この電流経路(1)の電流は ダイオードD3,D4と抵抗R2からなる第2電流検出 回路には流れない。即ち、第2電流検出回路 、トランスT1の第2の2次巻線S2に流れる電流 ら電圧検出コンデンサC3とコンデンサC4から る第2電圧検出回路に流れる電流を除いた電 流を検出する。

 このため、放電灯1a,1bのインピーダンス 化によるフィードバック量の変化を抑制で る。従って、電流検出回路のための基板の 数を増やすことなく、且つ精度良く放電灯1a ,1bに流れる電流を検出できる。

 また、電圧検出回路11aは、電圧検出コン ンサC2の両端電圧を検出し、電圧検出回路11 bは、電圧検出コンデンサC4の両端電圧を検出 する。制御回路は、電圧検出回路11aからの第 1電圧検出値と電圧検出回路11bからの第2電圧 出値とを平均した平均値電圧が予め定めら た電圧値を超えた場合に2次巻線S1の電圧が 電圧になった、即ち、異常電圧であると判 することができる。

実施例2
 図7は本発明の実施例2の放電灯点灯装置の 成を示す図である。図7に示す実施例2では、 図6に示す実施例1に対して、電圧検出コンデ サC1と電圧検出コンデンサC2との接続点と接 地との間の電圧を第1電圧検出値として制御 路に出力し、電圧検出コンデンサC3と電圧検 出コンデンサC4との接続点と接地との間の電 を第2電圧検出値として制御回路に出力した ものである。要するに、第1検出回路がダイ ードD1,D2及び抵抗R1からなる第1電流検出回路 を介して第1電圧検出値を検出する。第2検出 路がダイオードD3,D4及び抵抗R2からなる第2 流検出回路を介して第2電圧検出値を検出す 。

 このような構成によれば、実施例1の効果 と略同様な効果が得られるとともに、電圧検 出回路11a,11bを削除できるので、さらに、安 となる。

実施例3
 図8は本発明の実施例3の放電灯点灯装置の 成を示す図である。図8に示す実施例3は、図 7に示す実施例2の構成に対して、ダイオードD 3,D4及び抵抗R2からなる第2電流検出回路を削 したことを特徴とする。

 即ち、セット実装状態や用途によっては ダイオードD1,D2及び抵抗R1からなる第1電流 出回路のみで電流検出を行なっても良い場 もある。従って、実施例3によっても、実施 2の効果と同様な効果が得られる。

実施例4
 図9は本発明の実施例4の放電灯点灯装置の 成を示す図である。図9に示す実施例4は、図 8に示す実施例3の構成に対して、電圧検出コ デンサC3と電圧検出コンデンサC4とからなる 第2電圧検出回路を削除したことを特徴とす 。

 即ち、セット実装状態や用途によっては 電圧検出コンデンサC1と電圧検出コンデン C2とからなる第1電圧検出回路のみで電圧検 を行なっても良い場合もある。従って、実 例4によっても、実施例3の効果と同様な効果 が得られる。

 なお、本発明は前記実施例1乃至4の放電灯 灯装置に限定されるものではない。図6~図9 実施例1乃至4では、放電灯が2灯であったが 放電灯は1灯であっても良い。また、実施例1 乃至実施例4の各構成を組み合わせても良い 例えば、図8、図9において、電圧検出コンデ ンサC1又は電圧検出コンデンサC2の両端電圧 検出する電圧検出回路11aを設けても良い。 た、例えば、図8において、電圧検出コンデ サC3又は電圧検出コンデンサC4の両端電圧を 検出する電圧検出回路11bを設けても良い。 
発明の効果
 本発明の第1の技術的側面によれば、トラン スの第1の2次巻線の両端に発生した電圧によ 第1検出回路に電流が流れるが、この電流は 、第1電流検出回路には流れない。即ち、第1 流検出回路はトランスの第1の2次巻線に流 る電流から第1検出回路に流れる電流を除い 電流を検出するので、放電灯のインピーダ ス変化によるフィードバック量の変化を抑 できる。従って、電流検出回路のための基 の枚数を増やすことなく、且つ精度良く放 灯に流れる電流を検出できる。

 本発明の第2及び第3の技術的側面によれ 、第1検出回路がトランスの第1の2次巻線に 生する電圧を検出し、電圧検出値により異 時の保護に用いることができる。

 本発明の第4の技術的側面によれば、第2 出回路がトランスの第2の2次巻線に発生する 電圧を検出し、電圧検出値により異常時の保 護に用いることができる。

 本発明の第5の技術的側面によれば、トラ ンスの第2の2次巻線の両端に発生した電圧に り第2検出回路に電流が流れるが、この電流 は、第2電流検出回路には流れない。即ち、 2電流検出回路はトランスの第2の2次巻線に れる電流から第2検出回路に流れる電流を除 た電流を検出するので、放電灯のインピー ンス変化によるフィードバック量の変化を 制できる。従って、電流検出回路のための 板の枚数を増やすことなく、且つ精度良く 電灯に流れる電流を検出できる。

 本発明の第6及び第7の技術的側面によれ 、第2検出回路がトランスの第2の2次巻線に 生する電圧を検出し、電圧検出値により異 時の保護に用いることができる。

(米国指定)
 本国際特許出願は米国指定に関し、2007年7 24日に出願された日本国特許出願第2007-192490 (2007年7月24日出願)について米国特許法第119 (a)に基づく優先権の利益を援用し、当該開 内容を引用する。