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JP2008041249A - Discharge lamp lighting device - Google Patents

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JP2008041249A
JP2008041249A JP2004312343A JP2004312343A JP2008041249A JP 2008041249 A JP2008041249 A JP 2008041249A JP 2004312343 A JP2004312343 A JP 2004312343A JP 2004312343 A JP2004312343 A JP 2004312343A JP 2008041249 A JP2008041249 A JP 2008041249A
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Japan
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discharge lamp
lighting device
inverter
lamp lighting
inverter transformer
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JP2004312343A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Shinmen
浩 新免
Robert Weger
ローベルト、ベーガー
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Minebea Co Ltd
Original Assignee
Minebea Co Ltd
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Publication date
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge lamp lighting device capable of realizing stabilization of a tube current at a low cost without installing a ballast element on the secondary side of an inverter transformer. <P>SOLUTION: The discharge lamp lighting device 10 includes an inverter means 12 and the inverter transformer TR, and a discharge lamp La such as a cold-cathode tube is directly connected to the secondary winding 16 of the inverter transformer TR without interposing the ballast element. Moreover, a switching means 13 is included in the inverter means 12, and an inductor 18 is connected in series as a ballast impedance element between the switching means 13 and the primary winding 14 of the inverter transformer TR. Since the inductor 18 is connected not to the secondary side but to the primary side of the inverter transformer to which a high voltage is applied, there is no necessity to use an element of high withstand voltage, a parts cost is reduced, and safety of the device is increased. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、放電灯点灯装置に係り、詳しくは、液晶表示装置のバックライト用の光源として用いられる冷陰極管等を点灯する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 for lighting a cold cathode tube or the like used as a light source for a backlight of a liquid crystal display device.

従来、液晶表示装置のバックライト用の光源として、例えば冷陰極管等の放電灯が広範に使用されており、一般に、このような放電灯は、インバータを有する放電灯点灯装置によって交流点灯される。このような放電灯点灯装置は、通常、二次側に高電圧を発生させるためのインバータトランスを有し、インバータトランスの一次側には高周波電圧を発生させるインバータ手段が接続され、二次側には、放電灯および負性抵抗特性を有する放電灯の管電流を安定化するためのいわゆるバラスト素子、例えばバラストコンデンサが接続されている。このような回路構成では、放電灯の点灯に必要な管電圧を得るために、放電灯に直列に接続されたバラストコンデンサの電圧降下分を含めた出力電圧を二次側に発生させる必要があり、インバータトランスの形状が大きくなる結果、機器の小型化を妨げていた。このため、インバータトランスの一次側に低圧定電流源を設け、この低圧定電流源から電力を供給することによって、バラストコンデンサを削除することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, discharge lamps such as cold cathode tubes have been widely used as light sources for backlights of liquid crystal display devices. Generally, such discharge lamps are AC-lit by a discharge lamp lighting device having an inverter. . Such a discharge lamp lighting device usually has an inverter transformer for generating a high voltage on the secondary side, and inverter means for generating a high frequency voltage is connected to the primary side of the inverter transformer, and the secondary side is connected to the secondary side. Is connected to a so-called ballast element, for example, a ballast capacitor, for stabilizing the tube current of the discharge lamp and the discharge lamp having negative resistance characteristics. In such a circuit configuration, in order to obtain the tube voltage necessary for lighting the discharge lamp, it is necessary to generate an output voltage including the voltage drop of the ballast capacitor connected in series with the discharge lamp on the secondary side. As a result of the increase in the shape of the inverter transformer, miniaturization of the device was hindered. For this reason, it has been proposed to eliminate the ballast capacitor by providing a low-voltage constant current source on the primary side of the inverter transformer and supplying power from this low-voltage constant current source (see, for example, Patent Document 1).

図6は、特許文献1に記載の冷陰極管点灯装置の回路構成図である。この冷陰極管点灯装置は、インバータトランス1、トランジスタ2、3、抵抗4、5、コンデンサ6、およびチョークコイル7からなる電圧共振型ロイヤー回路と、低圧定電流源9とを備えており、インバータトランス1の二次側には冷陰極管8が直接接続されている。この冷陰極管点灯装置は、定電流源9からインバータトランス1に電力を供給することによって、インバータトランス1の二次側にバラストコンデンサを接続することなく、管電流を一定に維持するものである。
特許第3256992号明細書
FIG. 6 is a circuit configuration diagram of the cold-cathode tube lighting device described in Patent Document 1. The cold cathode tube lighting device includes a voltage resonance type Royer circuit including an inverter transformer 1, transistors 2, 3, resistors 4, 5, a capacitor 6 and a choke coil 7, and a low voltage constant current source 9. A cold cathode tube 8 is directly connected to the secondary side of the transformer 1. In this cold cathode tube lighting device, by supplying power from the constant current source 9 to the inverter transformer 1, the tube current is kept constant without connecting a ballast capacitor to the secondary side of the inverter transformer 1. .
Japanese Patent No. 32566992

しかしながら、一般に、液晶ディスプレイのバックライトとして用いられる放電灯点灯装置の電源には、液晶ドライブ回路等と共通の定電圧電源が用いられるれるため、放電灯点灯装置に定電流源を使用することは、液晶ディスプレイ装置に新たな構成要素を追加することを意味し、装置全体としてのコストが増大する。   However, in general, since a constant voltage power supply common to a liquid crystal drive circuit or the like is used as a power source of a discharge lamp lighting device used as a backlight of a liquid crystal display, it is not possible to use a constant current source for the discharge lamp lighting device. This means that new components are added to the liquid crystal display device, and the cost of the entire device increases.

本発明は、上記課題に鑑みて、インバータトランスの二次側にバラスト素子を設けることなく、管電流の安定化を低コストに実施できる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device capable of stabilizing tube current at a low cost without providing a ballast element on the secondary side of an inverter transformer.

上記目的を達成するため、本発明は、高周波電圧を出力するインバータ手段とインバータトランスとを含み、該インバータトランスの一次側に接続された前記インバータ手段によって、前記インバータトランスの二次側に接続された放電灯を点灯する放電灯点灯装置において、前記インバータ手段はスイッチング手段を含み、該スイッチング手段と前記インバータトランスの一次巻線との間には、バラストインピーダンス素子が直列に接続されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention includes an inverter means for outputting a high-frequency voltage and an inverter transformer, and is connected to the secondary side of the inverter transformer by the inverter means connected to the primary side of the inverter transformer. In the discharge lamp lighting device for lighting the discharge lamp, the inverter means includes switching means, and a ballast impedance element is connected in series between the switching means and the primary winding of the inverter transformer. Features.

また、前記バラストインピーダンス素子は、抵抗、コンデンサ、インダクタのいずれか、あるいは、それらの組合せで構成されることを特徴とする。   Further, the ballast impedance element is formed of any one of a resistor, a capacitor, an inductor, or a combination thereof.

また、前記スイッチング手段はフルブリッジ回路にて構成され、該フルブリッジ回路は他励発振により駆動されることを特徴とする。   The switching means is constituted by a full bridge circuit, and the full bridge circuit is driven by separately excited oscillation.

本発明に係る放電灯点灯装置によれば、バラストインピーダンス素子をスイッチング手段とインバータトランスの一次巻線との間に直列に接続することにより、二次側にバラスト素子を接続せずに管電流を安定化できる放電灯点灯装置を、従来の構成から部品点数を増大させることなく実現することができる。また、本発明において、バラストインピーダンス素子は、高電圧が印加されるインバータトランスの二次側ではなく一次側に接続されているため、高耐圧性の素子を使用する必要がなく、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。また、インバータトランスの二次側に、放電灯に直列にバラスト素子を接続する必要がないため、インバータトランスの出力電力を低く抑えることができる。さらに、トランスの二次側に巻線間短絡(いわゆるレアショート)が発生した場合でも、一次側のバラストインピーダンス素子により巻線に流れる過電流を抑制し、インバータトランスの発煙や発火を防止することができる。   According to the discharge lamp lighting device of the present invention, by connecting the ballast impedance element in series between the switching means and the primary winding of the inverter transformer, the tube current can be generated without connecting the ballast element to the secondary side. A stable discharge lamp lighting device can be realized without increasing the number of parts from the conventional configuration. In the present invention, the ballast impedance element is connected not to the secondary side of the inverter transformer to which a high voltage is applied, but to the primary side, so there is no need to use a high voltage resistance element and the component cost is reduced. At the same time, there is no risk of failure or ignition due to dielectric breakdown of the element, and the safety of the device is increased. Moreover, since it is not necessary to connect a ballast element in series with the discharge lamp on the secondary side of the inverter transformer, the output power of the inverter transformer can be kept low. Furthermore, even if a short circuit between windings (so-called rare short) occurs on the secondary side of the transformer, the overcurrent flowing through the winding is suppressed by the primary side ballast impedance element to prevent smoke and ignition of the inverter transformer. Can do.

特に、バ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。また、一次側のインダクタによって高次の高調波成分が抑制されるため、インバータトランスに印加される入力波形からノイズを除去することができ、高調波成分によるトランスの発熱が抑制されるため、全体としてトランスの発熱が低減する。   In particular, when an inductor is used as the ballast impedance element, the inductance can be made smaller than when the inductor is connected to the secondary side, so that the ballast impedance element can be reduced in size. In addition, since the higher-order harmonic components are suppressed by the primary-side inductor, noise can be removed from the input waveform applied to the inverter transformer, and the heat generation of the transformer due to the harmonic components is suppressed. As a result, the heat generation of the transformer is reduced.

また、インバータ手段を他励型とすることによって、一次側の共振周波数に与える影響を考慮することなく、任意の適切なインビーダンスを有する素子を本発明に係るバラストインピーダンス素子として選択することができる。特に、スイッチング手段をフルブリッジ回路とすることによって、高効率の作動が可能になる。   Further, by making the inverter means a separately excited type, it is possible to select an element having any appropriate impedance as the ballast impedance element according to the present invention without considering the influence on the resonance frequency on the primary side. it can. In particular, high-efficiency operation is possible by making the switching means a full bridge circuit.

以下、本発明に係る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、本発明に係る放電灯点灯装置の一実施形態を示す回路構成図である。図1において、放電灯点灯装置10は、インバータ手段12とインバータトランスTRとを含み、インバータトランスTRの二次巻線16には、例えば冷陰極管等の放電灯Laがバラスト素子を介することなく直接接続されている。また、インバータ手段12にはスイッチング手段13が含まれ、スイッチング手段13とインバータトランスTRの一次巻線14との間には、本実施形態におけるバラストインピーダンス素子として、インダクタ18が直列に接続されている。   Hereinafter, an embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a discharge lamp lighting device according to the present invention. In FIG. 1, a discharge lamp lighting device 10 includes inverter means 12 and an inverter transformer TR, and a discharge lamp La such as a cold cathode tube is not passed through a ballast element in a secondary winding 16 of the inverter transformer TR. Connected directly. Further, the inverter means 12 includes a switching means 13, and an inductor 18 is connected in series as a ballast impedance element in this embodiment between the switching means 13 and the primary winding 14 of the inverter transformer TR. .

本実施形態において、インバータ手段12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を含んでいる。フルブリッジ回路13は、図2に示すように、直列に接続された1組のスイッチング素子Q1、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Q3、Q4はNMOSFET、スイッチング素子Q1、Q2はPMOSFET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(Q1,Q4)と(Q2,Q3)のオン・オフを所定の周波数(例えば60kHz程度)で交互に繰返し、出力端子A、Bに高周波電圧を発生させるものである。   In the present embodiment, the inverter unit 12 includes a full bridge circuit that is the switching unit 13 and a control circuit 21 that drives the full bridge circuit 13. As shown in FIG. 2, the full-bridge circuit 13 includes a set of switching elements Q1 and Q3 connected in series and a set of switching elements Q2 and Q4 connected in series in parallel. For example, the switching elements Q3 and Q4 are composed of NMOSFETs, and the switching elements Q1 and Q2 are composed of PMOSFETs. The inverter means 12 alternately turns on / off the switching element pairs (Q1, Q4) and (Q2, Q3) at a predetermined frequency (for example, about 60 kHz) according to the gate voltage output from the control circuit 21, and outputs it. A high frequency voltage is generated at terminals A and B.

また、図1に示す放電灯点灯装置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、それによって、制御回路21は、例えばインバータ手段12に含まれるスイッチング素子Q1〜Q4のオンデューティを変動させ、インバータトランスTRに投入される電力を調整するものである。保護回路24は、インバータトランスTRの三次巻線26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、それによって、制御回路21は、例えば放電灯La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21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等La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、これによって、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Laの平均的な輝度を調整するものである。図示の例では、電流検出回路23はカレントトランス25によって電流を検知しているが、放電灯Laの管電流を検知してもよい。   The discharge lamp lighting device 10 shown in FIG. 1 includes a dimming circuit 22, a current detection circuit 23, and a protection circuit 24 in addition to the above-described components. The discharge lamp lighting device according to the present invention is not limited to the presence or absence of these circuits 22 to 24, but the function of each circuit 22 to 24 will be briefly described as follows. First, the current detection circuit 23 generates an appropriate signal according to the current value detected by the current transformer 25 and outputs it to the control circuit 21, whereby the control circuit 21 is switched, for example, in the inverter means 12. The on-duty of the elements Q1 to Q4 is varied to adjust the power input to the inverter transformer TR. The protection circuit 24 generates an appropriate signal according to the voltage detected by the tertiary winding 26 of the inverter transformer TR and outputs it to the control circuit 21, so that the control circuit 21 can, for example, open the discharge lamp La or When an abnormality such as a short circuit is detected, the operation of the inverter means 21 is stopped to protect the device. The dimming circuit 22 outputs a signal for adjusting the luminance of La such as discharge by burst dimming, for example, to the control circuit 21, whereby the control circuit 21 has a frequency of about 150 to 300 Hz, for example. Thus, the average brightness of the discharge lamp La is adjusted by operating the inverter means 12 intermittently. In the illustrated example, the current detection circuit 23 detects the current by the current transformer 25, but may detect the tube current of the discharge lamp La.

本実施形態における放電灯点灯装置10は、インバータトランスTRの一次側にインダクタ18を備え、このインダクタ18がバラストインピーダンス素子として機能することによって、放電灯Laの管電流の安定化を実現するものである。すなわち、何らかの原因で管電流(以下、二次側電流ともいう)が増大した場合、インバータトランスTRの一次巻線14を流れる電流(以下、一次側電流ともいう)も増大するが、インバータ手段12によって印加される電圧は一定であるため、インダクタ18のインピーダンスは、一次側電流を減少させてその降下電圧を低下させるように作用し、結果として二次側の管電流の増大が抑制される。同様に、管電流が減少すると一次側電流も減少するが、この際、インダクタ18のインピーダンスは、一次側電流を増大させてその降下電圧を上昇させるように作用し、結果として二次側の管電流の減少が抑制される。ここで、インバータトランスTRの巻線比(2次巻線の巻数/1次巻線の巻数)をnとし、放電灯Laの等価負荷抵抗をRとすれば、インバータトランスTRの1次側から見た負荷インピーダンスはR/n2となるため、バラストインピーダンス素子に必要なインピーダンスは、R/n2もよりも十分大きければ良い。 The discharge lamp lighting device 10 in the present embodiment includes an inductor 18 on the primary side of the inverter transformer TR, and this inductor 18 functions as a ballast impedance element, thereby realizing stabilization of the tube current of the discharge lamp La. is there. That is, when the tube current (hereinafter also referred to as secondary current) increases for some reason, the current (hereinafter also referred to as primary current) flowing through the primary winding 14 of the inverter transformer TR increases, but the inverter means 12 Since the voltage applied by is constant, the impedance of the inductor 18 acts to decrease the primary current and lower the voltage drop, and as a result, an increase in secondary tube current is suppressed. Similarly, when the tube current decreases, the primary side current also decreases. At this time, the impedance of the inductor 18 increases the primary side current to increase the voltage drop, resulting in the secondary side tube. A decrease in current is suppressed. Here, if the winding ratio of the inverter transformer TR (number of turns of the secondary winding / number of turns of the primary winding) is n and the equivalent load resistance of the discharge lamp La is R, the primary side of the inverter transformer TR Since the viewed load impedance is R / n 2 , the impedance required for the ballast impedance element only needs to be sufficiently larger than R / n 2 .

本発明は、使用するインピーダンス素子の種類に限定されるものではなく、本発明に係るバラストインピーダンス素子として、抵抗、コンデンサ、インダクタ、またはそれらの組合せのいずれも使用することができるが、好ましくは、本実施形態におけるバラストインピーダンス素子のように、インダクタまたはインダクタを含む組合せを使用するものである。本発明に係る放電灯点灯装置では、バラストインピーダンス素子をインバータトランスの一次側に接続するため高耐圧の素子を使用する必要性がなく、したがって、抵抗に比べて電力損失の少ないインダクタを、高耐圧性のインダクタは形状が大きくなるという従来の欠点を克服しつつ、バラスト素子として有利に使用することができる。加えて、上述したように、インバータトランスの一次側から見た負荷インピーダンスは1/n2程度に小さくなるため、本実施形態における放電灯点灯装置10では、バラスト素子として同様の作用を有するインダクタを二次側に接続する場合に比べて、その自己インダクタンスをL/n2程度に小さくすることができ、さらに素子を小型化することが可能となる。例えば、放電灯点灯装置10において、インバータトランスTRの巻線比nを100とし、インダクタ18の自己インダクタンスLを30μH程度とすれば、自己インダクタンスLが300mH程度のインダクタをバラスト素子として二次側に接続した場合と同様の機能を発揮するものとなる。 The present invention is not limited to the type of impedance element to be used, and as the ballast impedance element according to the present invention, any of a resistor, a capacitor, an inductor, or a combination thereof can be used. Like the ballast impedance element in this embodiment, an inductor or a combination including an inductor is used. In the discharge lamp lighting device according to the present invention, it is not necessary to use a high breakdown voltage element because the ballast impedance element is connected to the primary side of the inverter transformer. The inductive inductor can be advantageously used as a ballast element while overcoming the conventional drawback of increased shape. In addition, as described above, since the load impedance viewed from the primary side of the inverter transformer is reduced to about 1 / n 2 , the discharge lamp lighting device 10 according to the present embodiment includes an inductor having the same function as the ballast element. Compared with the case of connecting to the secondary side, the self-inductance can be reduced to about L / n 2 , and the element can be further downsized. For example, in the discharge lamp lighting device 10, when the winding ratio n of the inverter transformer TR is 100 and the self-inductance L of the inductor 18 is about 30 μH, an inductor having a self-inductance L of about 300 mH is used as a ballast element on the secondary side. The same function as when connected is exhibited.

なお、図6に示す回路構成のように、従来の放電灯点灯装置においても、そのインバータトランス1の一次側にはチョークコイル7が含まれているが、このチョークコイル7は、本発明に係るバラストインピーダンス素子とは異なり、トランジスタ2、3により構成されるスイッチング手段と直流電源9との間に接続され、例えばインバータトランス1の磁気飽和等によって瞬時的に過電流が流れる場合にのみインピーダンス素子として機能して、トランジスタ2、3等の破損を防護するために設けられているものであり、スイッチング手段により発生する高周波電圧を分圧して管電流を安定化させるバラスト素子としては機能しないものである。   As in the circuit configuration shown in FIG. 6, the conventional discharge lamp lighting device also includes a choke coil 7 on the primary side of the inverter transformer 1, and this choke coil 7 is related to the present invention. Unlike the ballast impedance element, it is connected between the switching means constituted by the transistors 2 and 3 and the DC power source 9 and is used as an impedance element only when an overcurrent flows instantaneously due to, for example, magnetic saturation of the inverter transformer 1. It functions to protect the transistors 2 and 3 from being damaged, and does not function as a ballast element that stabilizes the tube current by dividing the high-frequency voltage generated by the switching means. .

また、本実施形態において、インダクタ18は、ローパスフィルタとして機能するため、インバータ手段12の出力電圧の高調波成分をカットして、インバータトランスTRの一次巻線14に印加される電圧波形をほぼ正弦波状とすることができる。これによって、インバータトランスTRからノイズが除去されると共に、高調波成分によるインバータトランスTRの発熱が抑制される。   Further, in the present embodiment, the inductor 18 functions as a low-pass filter. Therefore, the harmonic component of the output voltage of the inverter means 12 is cut, and the voltage waveform applied to the primary winding 14 of the inverter transformer TR is substantially sine. Can be wavy. As a result, noise is removed from the inverter transformer TR and heat generation of the inverter transformer TR due to harmonic components is suppressed.

次に、一次側にバラストインピーダンス素子を接続することの利点の一つとして、インバータトランスTRの二次側に巻線間短絡(いわゆるレアショート)が発生した場合の動作について説明する。インバータトランスの二次側にレアショートが発生した場合、二次側回路は、放電灯およびバラスト素子のインピーダンスとは無関係に、二次巻線のショート部分の抵抗Rsが二次側に接続された状態になるため、従来の放電灯点灯装置では、インバータトランスに過大な電流が流れ、その発煙や発火の要因となる。このとき、インバータトランスの一次側の電圧をVp、レアショートによる負荷抵抗を一次側から見た抵抗値をRpとすれば、ショート部分での電力損失は、
P=Vp2/Rp
で表される。しかし、本実施形態における放電灯点灯装置10では、一次側にバラストインピーダンス素子(この場合にはインダクタ)18を備えているため、ショート部分での損失Pは、
P=Rp・Vp2/((ωL)2+Rp2
となり(ただし、Lはインダクタ18の自己インダクタンス)、インダクタ18のインピーダンスによって、電力損失すなわち過電流による発熱が抑制されることが分かる。
Next, as one of the advantages of connecting the ballast impedance element on the primary side, the operation when a short-circuit between windings (so-called rare short) occurs on the secondary side of the inverter transformer TR will be described. When a short circuit occurs on the secondary side of the inverter transformer, the secondary circuit has the resistance Rs of the shorted portion of the secondary winding connected to the secondary side regardless of the impedance of the discharge lamp and the ballast element. Therefore, in the conventional discharge lamp lighting device, an excessive current flows through the inverter transformer, causing smoke and fire. At this time, if the voltage on the primary side of the inverter transformer is Vp and the resistance value when the load resistance due to the rare short is viewed from the primary side is Rp, the power loss in the shorted portion is
P = Vp 2 / Rp
It is represented by However, since the discharge lamp lighting device 10 according to the present embodiment includes the ballast impedance element (in this case, the inductor) 18 on the primary side, the loss P in the short portion is
P = Rp · Vp 2 / ((ωL) 2 + Rp 2 )
(Where L is the self-inductance of the inductor 18), it can be seen that power loss, that is, heat generation due to overcurrent is suppressed by the impedance of the inductor 18.

本実施形態における放電灯点灯装置10は、そのインバータ手段12が、フルブリッジ回路13と制御回路21からなる高効率の他励型回路にて構成され、フルブリッジ回路13は、制御回路21によって所定の周波数で駆動される。したがって、例えば、図6に示すような、インバータトランス1の一次側に設けられたLC共振回路の共振周波数によってインバータ手段の駆動周波数が決定されるロイヤー回路の場合とは異なり、一次側の共振周波数に対する影響を考慮することなく、バラストとして適切な任意のインピーダンスを有する素子を一次側に接続することができる。   In the discharge lamp lighting device 10 according to the present embodiment, the inverter means 12 is configured by a high-efficiency separately-excited circuit composed of a full bridge circuit 13 and a control circuit 21. Driven at a frequency of Therefore, for example, unlike the case of a Royer circuit in which the drive frequency of the inverter means is determined by the resonance frequency of the LC resonance circuit provided on the primary side of the inverter transformer 1 as shown in FIG. An element having any impedance suitable as a ballast can be connected to the primary side without considering the influence on the primary side.

以下、図3〜図5を参照して、本発明の別の実施形態について説明するが、以下の説明を通じて、上述した第1の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、またその説明は適宜省略して相違点のみを説明する。   Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5. Throughout the following description, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, The description will be omitted as appropriate, and only the differences will be described.

図3は、本発明に係る放電灯点灯装置の第2の実施形態を示す回路構成図である。本実施形態における放電灯点灯装置30は、上述した第1の実施形態における放電灯点灯装置10とほぼ同様のものであるが、インバータ手段12とインバータトランスTRの一次巻線14との間に接続されるバラストインピーダンス素子として、コンデンサ34とインダクタ33からなる直列回路32が接続されている点で、相違するものである。   FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of the discharge lamp lighting device according to the present invention. The discharge lamp lighting device 30 in the present embodiment is substantially the same as the discharge lamp lighting device 10 in the first embodiment described above, but is connected between the inverter means 12 and the primary winding 14 of the inverter transformer TR. The ballast impedance element is different in that a series circuit 32 including a capacitor 34 and an inductor 33 is connected.

本実施形態における放電灯点灯装置30は、上述した第1の実施形態における放電灯点灯装置10と同様の作用・効果に加えて、次のような作用を有するものである。例えば、図4に示すように、インバータ手段12の出力波形に、一方向の電圧がV、他方向の電圧がV+ΔVであるような非対称性が存在する場合、その出力電圧には、平均してΔV’(但し、ΔV’はΔVの時間平均)の直流電圧が重畳されることになる。このため、バラストインピーダンス素子がインダクタ32のみであると、インバータトランスTRに大きな直流電流が重畳されて、磁気飽和や効率の低下の原因となる。この際、放電灯点灯装置30では、そのバラストインピーダンス素子に、インバータ手段12に直列に接続されたコンデンサ34を付加することによって、非対称な電圧波形の直流成分をカットし、インバータトランスTRの一次巻線14に印加される電圧の対称性を改善するものである。   The discharge lamp lighting device 30 in the present embodiment has the following operation in addition to the same operations and effects as the discharge lamp lighting device 10 in the first embodiment described above. For example, as shown in FIG. 4, when the output waveform of the inverter means 12 has an asymmetry such that the voltage in one direction is V and the voltage in the other direction is V + ΔV, the output voltage is averaged. A DC voltage of ΔV ′ (where ΔV ′ is a time average of ΔV) is superimposed. For this reason, if the ballast impedance element is only the inductor 32, a large direct current is superimposed on the inverter transformer TR, causing magnetic saturation and a decrease in efficiency. At this time, in the discharge lamp lighting device 30, a DC component of an asymmetric voltage waveform is cut by adding a capacitor 34 connected in series to the inverter means 12 to the ballast impedance element, and the primary winding of the inverter transformer TR. The symmetry of the voltage applied to the line 14 is improved.

図5は、本発明に係る放電灯点灯装置の第3の実施形態を示す回路構成図である。本実施形態における放電灯点灯装置40は、上述した第1の実施形態における放電灯点灯装置10とほぼ同様のものであるが、インバータトランスTRの一次巻線14に並列にコンデンサ42が接続されている点で、相違するものである。   FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the discharge lamp lighting device according to the present invention. The discharge lamp lighting device 40 in the present embodiment is substantially the same as the discharge lamp lighting device 10 in the first embodiment described above, but a capacitor 42 is connected in parallel to the primary winding 14 of the inverter transformer TR. Is different.

本実施形態における放電灯点灯装置40は、上述した第1の実施形態における放電灯点灯装置10と同様の作用・効果に加えて、次のような作用を有するものである。すなわち、放電灯と液晶表示装置との間の寄生容量によってインバータトランスTRの二次側に共振回路が形成されることにより、インバータ手段12の所定の駆動周波数に対して管電流が安定しない場合、本実施形態における放電灯点灯装置40のように、適切な容量を有するコンデンサ42をインバータトランスの一次巻線14に並列に接続することによって、二次側共振回路の共振周波数を調整し、管電流を安定化させることができる。また、インダクタ43とコンデンサ44との組合せによって、インバータ手段12の出力電圧の高調波成分をより効果的にカットして、インバータトランスTRの一次巻線14に印加される電圧波形をほぼ正弦波状とすることができる。   The discharge lamp lighting device 40 in the present embodiment has the following operations in addition to the same operations and effects as the discharge lamp lighting device 10 in the first embodiment described above. That is, when the tube current is not stable with respect to a predetermined drive frequency of the inverter means 12 by forming a resonance circuit on the secondary side of the inverter transformer TR due to the parasitic capacitance between the discharge lamp and the liquid crystal display device, As in the discharge lamp lighting device 40 in the present embodiment, a capacitor 42 having an appropriate capacity is connected in parallel to the primary winding 14 of the inverter transformer, thereby adjusting the resonance frequency of the secondary side resonance circuit and Can be stabilized. Further, the combination of the inductor 43 and the capacitor 44 cuts the harmonic component of the output voltage of the inverter means 12 more effectively, so that the voltage waveform applied to the primary winding 14 of the inverter transformer TR is substantially sinusoidal. can do.

本発明に係る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。It is a circuit block diagram which shows 1st Embodiment of the discharge lamp lighting device which concerns on this invention. 本発明の第1の実施形態における放電等点灯装置のインバータ手段を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the inverter means of the lighting devices, such as a discharge, in the 1st Embodiment of this invention. 本発明に係る放電灯点灯装置の第2の実施形態を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows 2nd Embodiment of the discharge lamp lighting device which concerns on this invention. 本発明の第2の実施形態において、インバータ手段による非対称な電圧波形を模式的に示すグラフである。In the 2nd Embodiment of this invention, it is a graph which shows typically the asymmetrical voltage waveform by an inverter means. 本発明に係る放電灯点灯装置の第3の実施形態を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows 3rd Embodiment of the discharge lamp lighting device which concerns on this invention. 従来の放電灯点灯装置を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the conventional discharge lamp lighting device.

符号の説明Explanation of symbols

10,30,40:放電灯点灯装置、12:インバータ手段、スイッチング手段(フルブリッジ回路):13、バラストインピーダンス素子:18,32,43、インバータトランス:TR、放電灯:La
10, 30, 40: discharge lamp lighting device, 12: inverter means, switching means (full bridge circuit): 13, ballast impedance elements: 18, 32, 43, inverter transformer: TR, discharge lamp: La

Claims (3)

高周波電圧を出力するインバータ手段とインバータトランスとを含み、該インバータトランスの一次側に接続された前記インバータ手段によって、前記インバータトランスの二次側に接続された放電灯を点灯する放電灯点灯装置において、
前記インバータ手段はスイッチング手段を含み、該スイッチング手段と前記インバータトランスの一次巻線との間には、バラストインピーダンス素子が直列に接続されていることを特徴とする放電灯点灯装置。
In a discharge lamp lighting device comprising an inverter means for outputting a high-frequency voltage and an inverter transformer, and lighting the discharge lamp connected to the secondary side of the inverter transformer by the inverter means connected to the primary side of the inverter transformer. ,
The discharge lamp lighting device, wherein the inverter means includes switching means, and a ballast impedance element is connected in series between the switching means and a primary winding of the inverter transformer.
前記バラストインピーダンス素子は、抵抗、コンデンサ、インダクタのいずれか、あるいは、それらの組合せで構成されることを特徴とする請求項1に記載の放電灯点灯装置。   The discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the ballast impedance element is configured by any one of a resistor, a capacitor, and an inductor, or a combination thereof. 前記スイッチング手段はフルブリッジ回路にて構成され、該フルブリッジ回路は、他励発振により駆動されることを特徴とする請求項1または2に記載の放電灯点灯装置。
The discharge lamp lighting device according to claim 1 or 2, wherein the switching means is configured by a full bridge circuit, and the full bridge circuit is driven by separately excited oscillation.
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