JP2004281134A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロイヤー発振回路における２つの発振トランジスタそれぞれに発生するインラッシュ電圧の不均衡を抑える。
【解決手段】直流電源Ｖｉｎからの正入力線に一端が接続されたベース抵抗ＲＢと、１対の発振トランジスタＱ１，Ｑ２と、１対の発振トランジスタの発振出力を入力とする１次巻線Ｌ１と放電灯点灯用の高周波電圧を出力する２次巻線Ｌ２１，Ｌ２２とベース用巻線としての３次巻線Ｌ３を有するインバータトランスＴと、１対の発振トランジスタと並列に設けられたコンデンサＣｃを備え、ベース抵抗ＲＢの他端を３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２の中間点に接続し、３次巻線の両端それぞれを１対の発振トランジスタそれぞれのベースに接続した回路構成にして、直流電源Ｖｉｎの正入力線から共通のベース抵抗ＲＢとインバータトランスＴの３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２それぞれを介して発振トランジスタＱ１，Ｑ２各々のベースに到る電流経路を形成した。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロイヤー発振回路を備えた放電灯点灯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電灯点灯装置における発振回路には、２つの発振トランジスタＱ１，Ｑ２とインバータトランスＴ、コンデンサＣｃによって構成されるロイヤー方式のものが用いられている。図４に従来のロイヤー発振回路を備えた放電灯点灯装置の回路を示す。この従来の放電灯点灯装置におけるロイヤー発振回路では、１対の発振トランジスタＱ１，Ｑ２のベースには、ベース抵抗ＲＢ１，ＲＢ２それぞれを介して電流を供給するようにしている。しかし、この図４に示す従来回路では、回路構成要素が多くコスト高となる。そのため、低価格化が要求される現在では使用されなくなっている。
【０００３】
現行のロイヤー発振回路を備えた放電灯点灯装置は、図５に示す回路構成のものである。この図５に示す現行の放電灯点灯装置で採用されているロイヤー発振回路では、低価格化のため、２つの発振トランジスタＱ１，Ｑ２に対してベース抵抗ＲＢを１個だけ採用している。この現行の従来回路では、一方の発振トランジスタＱ１のベースにはベース抵抗ＲＢを介して電流を供給するようにし、他方の発振トランジスタＱ２のベースには、インバータトランスＴの３次巻線であるベース用巻線Ｌ３を介して電流を供給するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図５に示した現行の放電灯点灯装置では、ロイヤー発振回路における片方の発振トランジスタＱ２にはインバータトランスＴのベース用巻線Ｌ３を介して電流が供給されるため、２つの発振トランジスタＱ１，Ｑ２に供給される電流量に差が発生する。そしてこの２つの発振トランジスタＱ１，Ｑ２のベースヘの電流量に差により、２つの発振トランジスタＱ１，Ｑ２の間に温度差が生じる問題点があった。
【０００５】
また、図５に示した現行の放電灯点灯装置では、ロイヤー発振回路における一方の発振トランジスタＱ２のベースヘの電流経路中にインダクタンスがあるため、２つの発振トランジスタＱ１，Ｑ２間でパルス幅変調調光時のインラッシュ電圧部に差が生じてしまう。このインラッシュ電圧部に差があれば、２つの発振トランジスタＱ１，Ｑ２の発振波形両方に十分な平滑が容易でなく、その結果として、パルス幅変調調光時に音鳴りや放電灯ＣＣＦＬのちらつきを引き起こす原因となる問題点があった。
【０００６】
さらに、近年では液晶ディスプレイの大型化に伴い放電灯点灯装置も大型多灯化しているが、図５の従来回路では各放電灯用のロイヤー発振回路間でベース抵抗から発振トランジスタのベースまでの回路配線長等の差異に起因して回路インピーダンスの差が発生し、ランプ電流が複数の放電灯間で不均衡になる問題点もあった。
【０００７】
本発明はこのような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、パルス幅変調調光を行うときに、ロイヤー発振回路における２つの発振トランジスタそれぞれに発生するインラッシュ電圧の不均衡を抑え、２つの発振トランジスタの温度差を抑え、また２つの発振トランジスタ両方の発振波形に十分な平滑を行う難しさを抑えることができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の放電灯点灯装置は、直流電源からの正入力線に一端が接続されたベース抵抗と、自励発振用の１対の発振トランジスタと、前記１対の発振トランジスタの発振出力を入力とする１次巻線と、放電灯点灯用の高周波電圧を出力する２次巻線と、ベース用巻線としての３次巻線を有するインバータトランスと、前記１対の発振トランジスタと並列に前記インバータトランスの１次巻線に接続されたコンデンサとを備え、前記ベース抵抗の他端を前記３次巻線の中間点に接続し、前記３次巻線の両端それぞれを前記１対の発振トランジスタそれぞれのベースに接続し、前記直流電源の正入力線に前記インバータトランスの１次巻線の中間点を接続したものである。
【０００９】
請求項１の発明の放電灯点灯装置では、直流電源の正入力線から共通のベース抵抗と、それぞれのインバータトランスの３次巻線を介して２つの発振トランジスタ各々のベースに到る電流経路を形成することによって、２つの発振トランジスタのベースまでのインピーダンスの差を抑えて２つの発振トランジスタのインラッシュ電圧の差を抑えて発振トランジスタ両方に十分な平滑を行い、また２つの発振トランジスタのベースに供給される電流の差を抑えて２つの発振トランジスタの温度差を均一化する。
【００１０】
請求項２の発明の放電灯点灯装置は、直流電源からの正入力線に一端が接続されたベース抵抗と、自励発振用の１対の発振トランジスタと、それぞれが前記１対の発振トランジスタの発振出力を入力とする１次巻線と、放電灯点灯用の高周波電圧を出力する２次巻線と、ベース用巻線としての３次巻線を有する第１、第２のインバータトランスと、前記第１、第２のインバータトランスの１次巻線それぞれに並列に接続された第１、第２のコンデンサとを備え、前記第１、第２のインバータトランスの３次巻線の一端同士を接続すると共に、当該接続点に前記ベース抵抗の他端を接続し、前記第１、第２のインバータトランスの３次巻線の他端それぞれを前記１対の発振トランジスタそれぞれのベースに接続し、前記第１、第２のインバータトランスの１次巻線それぞれの中間点を前記直流電源の正入力線に接続したものである。
【００１１】
請求項２の発明の放電灯点灯装置では、多灯放電灯点灯装置において、直流電源の正入力線から共通のベース抵抗と、各放電灯点灯用のインバータトランスの３次巻線を介して２つの発振トランジスタ各々のベースに到る電流経路を形成することによって、２つの発振トランジスタのベースまでのインピーダンスの差を抑えて２つの発振トランジスタのインラッシュ電圧の差を抑えて発振トランジスタ両方に十分な平滑を行い、また２つの発振トランジスタのベースに供給される電流の差を抑えて２つの発振トランジスタの温度差を均一化する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１に、本発明の１つの実施の形態の放電灯点灯装置の回路構成を示す。本実施の形態の放電灯点灯装置の回路において、ロイヤー発振回路は、２つの発振トランジスタＱ１，Ｑ２と、両発振トランジスタＱ１，Ｑ２のベースに供給する電流を制御するベース抵抗ＲＢと、ベース用巻線として２つの３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２を設けたインバータトランスＴと、コンデンサＣｃによって構成されている。
【００１３】
インバータトランスＴはセンタータップの設けられた１次巻線Ｌ１、ランプ電流を供給する２次巻線Ｌ２１，Ｌ２２、そして上述した３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２から構成されている。
【００１４】
ベース抵抗ＲＢの一端は直流電源Ｖｉｎに接続し、その他端はインバータトランスＴの３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２の接続点に接続してある。この３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２の両端それぞれは１対の発振トランジスタＱ１，Ｑ２それぞれのベースに接続してある。インバータトランスＴの１次巻線Ｌ１の中間タップは、直流電源ＶｉｎにインダクタＬを介して接続してある。図１において、ＣＣＦＬは放電ランプである。
【００１５】
次に、上記構成の放電灯点灯装置による放電灯点灯動作について説明する。直流電源Ｖｉｎが印加されると、インダクタＬを通してインバータトランスＴの１次巻線Ｌ１に電流が流れ、同時に直流電源Ｖｉｎから出力された電圧がベース抵抗ＲＢ、インバータトランスＴの３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２それぞれを介して発振トランジスタＱ１，Ｑ２のベースに印加される。
【００１６】
インバータトランスＴの１次巻線Ｌ１と３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２のリアクタンスと共振コンデンサＣｃとで共振し、インバータトランスＴの３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２の端子間に、インバータトランスＴの１次巻線Ｌ１と３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２の巻数比だけ昇圧された高電圧が誘起され、同時に、インバータトランスＴの３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２には、１次巻線Ｌ１に流れる電流の方向と同一方向に電流が流れて自励発振し、共振周波数で発振トランジスタＱ１，Ｑ２を交互に導通させる。
【００１７】
インバータトランスＴでは、その１次巻線Ｌ１と２次巻線Ｌ２との巻数比だけ昇圧する。この結果として、放電灯ＣＣＦＬが高周波交流により点灯される。
【００１８】
本実施の形態の放電灯点灯装置では、ロイヤー発振回路において、発振トランジスタＱ１，Ｑ２のベースヘの電流供給にこれらの発振トランジスタＱ１，Ｑ２の両方とも共通のベース抵抗ＲＢとインバータトランスＴのベース用巻線Ｌ３１又はＬ３２を利用する。したがって、両発振トランジスタＱ１，Ｑ２のベースそれぞれヘの電流経路のインピーダンスは、ベース抵抗ＲＢ、基板上の回路配線の抵抗分、インバータトランスＴの３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２のインダクタンスの３つの和となる。このうち、回路配線長、インバータトランスＴの３次巻線Ｌ３１，Ｌ３２のインダクタンスはほぼ同等であるため、インバータトランスＴの同期巻線を利用することによって、２つの発振トランジスタＱ１，Ｑ２の各ベースヘのインピーダンスの差を抑えることができる。
【００１９】
これにより、本実施の形態の放電灯点灯装置では、ロイヤー発振回路において発振波形のインラッシュ電圧の差を抑えることができる。
【００２０】
この作用・効果を確かめるために実施した実験によれば、図２に示す結果を得た。同図（ａ）は図５に示した従来回路による発振波形を示し、同図（ｂ）には本実施の形態の回路による発振波形を示している。
【００２１】
＊＊＊＊
この実験に使用した放電灯点灯装置の仕様は次の通りであった。
【００２２】
直流電圧：
抵抗ＲＢ：
インバータトランスＴの３次巻線：
本実施の形態では、Ｌ３１，Ｌ３２： 回巻、従来回路では、Ｌ３： 回巻
ＣＣＦＬ：
＊＊＊＊
この図２（ａ），（ｂ）に示したグラフより、本実施の形態の放電灯点灯装置におけるロイヤー発振回路では、インラッシュ電流が効果的に抑えられることが確認できた。
【００２３】
【数１】

また、発振トランジスタＱ，１Ｑ２の発熱についても測定したが、数１式のような結果となり、発熱の不均衡が是正されることが確認できた。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態の放電灯点灯装置について、図５を用いて説明する。第２の実施の形態の放電灯点灯装置は、１つのロイヤー発振回路で２本のランプＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ２を同時点灯させることを特徴としている。
【００２５】
このため本実施の形態の放電灯点灯装置では、１対の発振トランジスタＱ１，Ｑ２を備え、この１対の発振トランジスタＱ１，Ｑ２に対して第１、第２のインバータトランスＴ１，Ｔ２が並設されている。
【００２６】
第１のインバータトランスＴ１は、１次巻線Ｌ１−１、２次巻線Ｌ１−２１，Ｌ１−２２、３次巻線Ｌ１−３で構成されている。第２のインバータトランスＴ２は、１次巻線Ｌ２−１、２次巻線Ｌ２−２１，Ｌ２−２２、３次巻線Ｌ２−３で構成されている。そして、第１、第２のインバータトランスＴ１，Ｔ２それぞれの１次巻線Ｌ１−１，Ｌ２−１が１対の発振トランジスタＱ１，Ｑ２に並列に接続されている。第１、第２のインバータトランスＴ１，Ｔ２の１次巻線Ｌ１−１，Ｌ２−１それぞれには並列に第１、第２のコンデンサＣｃ１，Ｃｃ２が接続してあり、１次巻線Ｌ１−１，Ｌ２−１それぞれのセンタータップには直流電源ＶｉｎがインダクタＬを介して接続してある。
【００２７】
第１、第２のインバータトランスＴ１，Ｔ２の３次巻線Ｌ１−３，Ｌ２−３各々の一端同士が接続され、またこの接続点にベース抵抗ＲＢの一端が接続されている。３次巻線Ｌ１−３，Ｌ２−３それぞれの他端は発振トランジスタＱ１，Ｑ２それぞれに接続してある。ベース抵抗ＲＢの他端は、直流電源Ｖｉｎからの正入力線に接続してある。発振トランジスタＱ１，Ｑ２の接続点はＧＮＤに接地されている。
【００２８】
次に、本実施の形態の多灯式の放電灯点灯装置の動作について説明する。直流電源Ｖｉｎが印加されると、各インダクタＬを通してインバータトランスＴ１，Ｔ２各々の１次巻線Ｌ１１，Ｌ２１に電流が流れ、同時に直流電源Ｖｉｎから出力された電圧がベース抵抗ＲＢと、インバータトランスＴ１，Ｔ２の３次巻線Ｌ１−３，Ｌ２−３各々とを介して発振トランジスタＱ１，Ｑ２各々のベースに印加される。
【００２９】
インバータトランスＴ１，Ｔ２各々の１次巻線Ｌ１−１，Ｌ２−１と３次巻線Ｌ１−３，Ｌ２−３のリアクタンスと共振コンデンサＣｃ１，Ｃｃ２とで共振し、インバータトランスＴ１，Ｔ２の３次巻線Ｌ１−３，Ｌ２−３の端子間に、インバータトランスＴ１，Ｔ２の１次巻線Ｌ１−１，Ｌ２−１と３次巻線Ｌ１−３，Ｌ２−３の巻数比だけ昇圧された高電圧が誘起され、同時に、インバータトランスＴ１，Ｔ２の３次巻線Ｌ１−３，Ｌ２−３には、１次巻線Ｌ１−１，Ｌ２−１に流れる電流の方向と同一方向に電流が流れて自励発振し、共振周波数で発振トランジスタＱ１，Ｑ２を交互に導通させる。
【００３０】
インバータトランスＴ１，Ｔ２各々では、その１次巻線Ｌ１−１，Ｌ２−１と２次巻線Ｌ１−２１，Ｌ１−２２；Ｌ２−２１，Ｌ２−２２との巻数比だけ昇圧する。この結果として、１対の放電灯ＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ２各々が位相の一致した交流により点灯される。
【００３１】
本実施の形態の放電灯点灯装置におけるロイヤー発振回路では、１つのベース経路はインバータトランスＴ１のベース用３次巻線Ｌ１−３を利用し、もう一方のベース経路は、他方のインバータトランスＴ２の空いているベース用３次巻線Ｌ２−３を利用することにより、直流電源Ｖｉｎから各発振トランジスタＱ１，Ｑ２のベースに到る電流経路をほぼ等しくしている。
【００３２】
これにより、第１の実施の形態と同様に、両発振トランジスタＱ１，Ｑ２のベースそれぞれヘの電流経路のインピーダンスは、ベース抵抗ＲＢ、基板上の回路配線の抵抗分、インバータトランスＴ１，Ｔ２の３次巻線Ｌ１−３，Ｌ２−３のインダクタンスの３つの和となる。このうち、回路配線長、インバータトランスＴ１，Ｔ２の３次巻線Ｌ１−３，Ｌ２−３のインダクタンスはほぼ同等であるため、インバータトランスＴ１，Ｔ２の同期３次巻線を利用することによって、２つの発振トランジスタＱ１，Ｑ２の各ベースヘのインピーダンスの差を抑えることができる。これにより、本実施の形態の多灯式の放電灯点灯装置でも、ロイヤー発振回路において発振波形のインラッシュ電圧の差を抑えることができる。
【００３３】
加えて、本実施の形態の場合、従来回路に対して部品の追加やインバータトランスＴ１，Ｔ２の巻線仕様の変更をしなくても、現在使用しているインバータトランスのベース用巻線、あるいは多灯点灯時のランプ点灯のばらつきを補正するために使用されている同期用巻線の空きを使用することによりインラッシュ電圧のばらつきの軽減が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ロイヤー発振回路における発振波形のインラッシュ電圧の差を軽減でき、これにより、両発振トランジスタのインラッシュ電圧の吸収が容易にできる。また、インラッシュ電圧の差が軽減できることにより、発振波形両方に十分な平滑の設計が容易にできる。また、発振トランジスタの温度差も軽減されることにより、使用温度に余裕ができる。
【００３５】
加えて、本発明によれば、上記作用・効果を奏する放電灯点灯装置を、従来回路から部品の追加をしないで現行使用している部品を用いて改善できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回路図。
【図２】上記実施の形態におけるロイヤー発振回路の発振波形と従来回路におけるロイヤー発振回路の発振波形との波形図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の回路図。
【図４】１つの従来例の回路図。
【図５】現行使用されている従来例の回路図。
【符号の説明】
ＲＢ べ一ス抵抗
Ｃｃ，Ｃｃ１，Ｃｃ２ コンデンサ
Ｑ１，Ｑ２ 発振トランジスタ
Ｔ，Ｔ１，Ｔ２ インバータトランス
Ｖｉｎ 入力電圧
ＧＮＤ グランド
ＣＣＦＬ，ＣＣＦＬ１，ＣＣＦＬ２ 放電灯
Ｌ３１，Ｌ３２ ベース用巻線
Ｌ１−３，Ｌ２−３ 同期用巻線

Claims (2)

1. 直流電源からの正入力線に一端が接続されたベース抵抗と、
   自励発振用の１対の発振トランジスタと、
   前記１対の発振トランジスタの発振出力を入力とする１次巻線と、放電灯点灯用の高周波電圧を出力する２次巻線と、ベース用巻線としての３次巻線を有するインバータトランスと、
   前記１対の発振トランジスタと並列に前記インバータトランスの１次巻線に接続されたコンデンサとを備え、
   前記ベース抵抗の他端を前記３次巻線の中間点に接続し、
   前記３次巻線の両端それぞれを前記１対の発振トランジスタそれぞれのベースに接続し、
   前記直流電源の正入力線に前記インバータトランスの１次巻線の中間点を接続して成る放電灯点灯装置。
2. 直流電源からの正入力線に一端が接続されたベース抵抗と、
   自励発振用の１対の発振トランジスタと、
   それぞれが前記１対の発振トランジスタの発振出力を入力とする１次巻線と、放電灯点灯用の高周波電圧を出力する２次巻線と、ベース用巻線としての３次巻線を有する第１、第２のインバータトランスと、
   前記第１、第２のインバータトランスの１次巻線それぞれに並列に接続された第１、第２のコンデンサとを備え、
   前記第１、第２のインバータトランスの３次巻線の一端同士を接続すると共に、当該接続点に前記ベース抵抗の他端を接続し、
   前記第１、第２のインバータトランスの３次巻線の他端それぞれを前記１対の発振トランジスタそれぞれのベースに接続し、
   前記第１、第２のインバータトランスの１次巻線それぞれの中間点を前記直流電源の正入力線に接続して成る放電灯点灯装置。

Images