(57)【要約】【課題】ランプ駆動装置において微細な異常放電でも検出できるようにする。【解決手段】本ランプ駆動装置は、電源装置と、一次巻線側が電源装置と接続され、二次巻線側がランプに接続されるトランスと、トランスの二次巻線側に接続され、コンデンサと当該コンデンサに直列に接続されるインピーダンス素子とを有し、さらにランプと並列に接続される検出回路と、検出回路に含まれるインピーダンス素子の両端に発生した電位差に基づき異常放電に対する保護動作を電源装置に対して実施する保護手段とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源装置と、
一次巻線側が前記電源装置と接続され、二次巻線側がランプに接続されるトランスと、
前記トランスの二次巻線側に接続され、コンデンサと当該コンデンサに直列に接続されるインピーダンス素子とを有し、さらに前記ランプと並列に接続される検出回路と、
前記検出回路に含まれる前記インピーダンス素子の両端に発生した電位差に基づき異常放電に対する保護動作を前記電源装置に対して実施する保護手段と、
を有するランプ駆動装置。
【請求項２】
前インピーダンス素子が、前記異常放電に含まれる周波数の帯域についてインピーダンスが高くなるような素子である
請求項１記載のランプ駆動装置。
【請求項３】
前記コンデンサが複数であり、過電圧検出に用いられる
請求項１記載のランプ駆動装置。
【請求項４】
前記保護手段が、
前記検出回路に含まれる前記インピーダンス素子と前記コンデンサとの接続点における電圧を整流する整流回路と、
前記整流回路からの出力を所定の閾値と比較する比較器と
を有する請求項１記載のランプ駆動装置。
【請求項５】
前記トランスの二次巻線の両端にランプが接続される場合には、前記二次巻線の両端にそれぞれ前記検出回路が接続されている
請求項１記載のランプ駆動装置。
【請求項６】
第１の電源装置と、前記第１の電源装置と逆相の電圧を出力する第２の電圧装置とでランプを差動駆動するランプ駆動装置であって、
前記ランプの一端に接続され、第１のコンデンサと当該第１のコンデンサに直列に接続される第１のインピーダンス素子とを有する第１の検出回路と、
前記ランプの他端に接続され、第２のコンデンサと当該第２のコンデンサに直列に接続される第２のインピーダンス素子とを有する第２の検出回路と、
前記第１の検出回路に含まれる前記第１のインピーダンス素子の両端に発生した電位差及び前記第２の検出回路に含まれる前記第２のインピーダンス素子の両端に発生した電位差に基づき異常放電に対する保護動作を前記第１及び第２の電源装置に対して実施する保護手段と、
を有するランプ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開２００７−８０７９７号公報には、図１に示すような回路が開示されている。簡単に説明すると、図１では、何らかの理由でランプＬＰなどに異常放電が発生した場合、トランスＴＲの二次巻線に直列に接続されているインピーダンス素子Ｚにより異常放電時の放電ノイズの検出を行って、制御回路により動作を停止させるようなランプ駆動回路が開示されている。しかしながら、トランスＴＲの二次巻線に直列にインピーダンス素子Ｚを接続する手法では、微少なノイズがトランスＴＲの二次巻線のために検出しにくくなるという問題がある。例えば、図１の回路において、トランスＴＲの二次巻線に近い部分Ａあたりでの放電は非常に大きな放電となり、図２（ａ）に示すような放電ノイズがのった電圧波形が得られ、インピーダンス素子Ｚと電流検出部との接続点Ｃでは図２（ｂ）に示すような比較的大きな放電ノイズの部分が検出され、異常放電検出部に含まれる整流回路の出力では図２（ｃ）に示すような比較的大きな電圧が得られる。しかしながら、個々のランプＬＰの部分Ｂにおける放電は比較的小さなもので、図３（ａ）に示すような比較的小さい放電ノイズがのった電圧波形が得られ、上記接続点Ｃでは図３（ｂ）に示すような小さな放電ノイズ部分が検出され、異常放電検出部に含まれる整流回路の出力では図３（ｃ）に示すような小さな電圧が得られる。このような小さな電圧しか検出できない場合には、異常放電検出部では閾値に達せず異常放電とは判断できない場合が生ずる。また、トランスＴＲの二次巻線に直列にインピーダンス素子Ｚを接続する方式は、トランスＴＲの二次巻線の両端にランプを接続して駆動するフローティング方式には対応できない。
【特許文献１】特開２００７−８０７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように従来の技術では、微細な異常放電を検出しにくいという問題があった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、微細な異常放電でも検出可能な異常放電検出機能を含むランプ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様に係るランプ駆動装置は、電源装置と、一次巻線側が電源装置と接続され、二次巻線側がランプに接続されるトランスと、トランスの二次巻線側に接続され、コンデンサと当該コンデンサに直列に接続されるインピーダンス素子とを有し、さらにランプと並列に接続される検出回路と、検出回路に含まれるインピーダンス素子の両端に発生した電位差に基づき異常放電に対する保護動作を電源装置に対して実施する保護手段とを有する。
【０００６】
このようにランプに並列に検出回路を導入することによって、トランスの二次巻線の影響を受けずに微細な放電をも検出することができるようになる。
【０００７】
なお、上で述べたインピーダンス素子が、異常放電に含まれる周波数の帯域についてインピーダンスが高くなるような素子である場合もある。通常の場合には、インピーダンスは低いままなので保護手段は動作せず、異常放電に係る放電ノイズに対してインピーダンスが高くなって、インピーダンス素子の両端に発生する電位差が大きくなって保護手段が動作するようになる。
【０００８】
なお、上で述べたコンデンサが複数であり、過電圧検出に用いられる場合もある。このように過電圧検出と共用するようにしても良いし、別途設けるようにしてもよい。
【０００９】
さらに、上で述べた保護手段が、検出回路に含まれるインピーダンス素子とコンデンサとの接続点における電圧を整流する整流回路と、整流回路からの出力を所定の閾値と比較する比較器とを有するようにしてもよい。
【００１０】
さらに、トランスの二次巻線の両端にランプが接続される場合には、二次巻線の両端にそれぞれ検出回路が接続されているようにしてもよい。フローティング方式でランプを駆動する場合にも対応することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様に係るランプ駆動装置は、第１の電源装置と、第１の電源装置と逆相の電圧を出力する第２の電圧装置とでランプを差動駆動するランプ駆動装置であって、ランプの一端に接続され、第１のコンデンサと当該第１のコンデンサに直列に接続される第１のインピーダンス素子とを有する第１の検出回路と、ランプの他端に接続され、第２のコンデンサと当該第２のコンデンサに直列に接続される第２のインピーダンス素子とを有する第２の検出回路と、第１の検出回路に含まれる第１のインピーダンス素子の両端に発生した電位差及び第２の検出回路に含まれる第２のインピーダンス素子の両端に発生した電位差に基づき異常放電に対する保護動作を第１及び第２の電源装置に対して実施する保護手段とを有する。
【００１２】
このように差動駆動の場合にも、微細な放電をも検出することができるようになる。
【００１３】
以上のような構成を実現するための回路は複数存在しており、以下に具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ランプ駆動装置において微細な異常放電でも検出可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［実施の形態１］
図４に本実施の形態におけるランプ駆動装置の一例を示す。本実施の形態に係るランプ駆動装置は、ｎ本のランプＬ１乃至Ｌ３（例えば冷陰極線管：ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）。但し、これに限定されない。以下同じ。）に対して電力を供給するドライバ１と、ドライバ１から出力される電圧を昇圧する昇圧トランスＴ１と、過電圧検出及び放電の検出に用いられるコンデンサＣ１及びＣ２と、昇圧トランスＴ１の二次巻線側に発生した過電圧状態を検出する過電圧検出部５と、コンデンサＣ１及びＣ２と直列に接続され且つ放電検出に用いられるインピーダンス素子Ｚと、放電検出に用いられる整流回路９と、放電検出に用いられる比較器１１と、比較器１１において用いられる基準電圧を出力する基準電圧電源１３と、トランスＴ１の二次巻線側の過電流を検出するための電流検出部７と、比較器１１の検出信号、過電圧検出部５の検出信号及び電流検出部７の検出信号に応じてドライバ１の動作を停止させる制御回路３とを有する。
【００１６】
ドライバ１は、昇圧トランスＴ１の一次巻線側に接続されている。また、昇圧トランスＴ１の二次巻線の一端は、ランプＬ１乃至Ｌ３の一端に接続されており、ランプＬ１乃至Ｌ３の他端は接地されている。また、昇圧トランスＴ１の二次巻線の一端は、コンデンサＣ１の一端にも接続されている。コンデンサＣ１の他端は、過電圧検出部５の入力とコンデンサＣ２の一端とに接続されている。コンデンサＣ２の他端は、インピーダンス素子Ｚの一端と整流回路９の入力とに接続されている。インピーダンス素子Ｚの他端は接地されている。整流回路９の出力は、比較器１１の第１の入力に接続され、比較器１１の第２の入力には、基準電圧電源１３の一端が接続される。基準電圧電源１３の他端は接地されている。昇圧トランスＴ１の二次巻線の他端は、電流検出部７に接続されており、電流検出部７は接地されている。過電圧検出部５の出力、比較器１１の出力、及び電流検出部７の出力は、制御回路３に接続され、制御回路３の出力はドライバ１に接続されている。
【００１７】
なお、本実施の形態では、放電検出を説明するものであるので、従来技術である電流検出部７及び過電圧検出部５についてはこれ以上述べない。また、整流回路９及び比較器１１も、従来と同様の回路構成を採用することができるので、ここでは具体的構成の説明については省略する。
【００１８】
インピーダンス素子Ｚは、例えば図５に示すような周波数特性を有する。なお、図５では、横軸は周波数を表しており、縦軸はレベルを示している。図５において、ランプＬ１乃至Ｌ３に流れる管電流の周波数スペクトル５０は６０ｋＨｚの低周波域に存在し、静電気ノイズの周波数スペクトル５２は、例えば１００ＭＨｚ程度に存在する。検出すべき放電の周波数スペクトル５４は、数ＭＨｚ乃至数百ＭＨｚの範囲にわたる。ここで本実施の形態におけるインピーダンス素子Ｚは、静電気ノイズの周波数スペクトル５２より高い周波数で、放電の周波数スペクトル５４の一部をカバーするスペクトル３０でインピーダンスが大きくなるような特性を有するものとする。例えばフェライトビーズや積層ハイロスインダクタで実現可能である。
【００１９】
本実施の形態では、従来過電圧検出に用いられていたコンデンサＣ１及びＣ２にさらにインピーダンス素子Ｚを直列に接続して、このコンデンサＣ１及びＣ２並びにインピーダンス素子Ｚで構成される放電の検出回路を、ランプＬ１乃至Ｌ３と並列に設けている。
【００２０】
次に、本実施の形態における放電検出動作について説明する。ドライバ１の出力電圧は昇圧トランスＴ１で昇圧されてランプＬ１乃至Ｌ３に供給され、ランプＬ１乃至Ｌ３は点灯する。ランプＬ１乃至Ｌ３が点灯しており、放電が発生していなければ、コンデンサＣ１及びＣ２並びにインピーダンス素子Ｚが直列に接続されている回路（過電圧検出及び放電検出で共用されているパス）において、インピーダンス素子Ｚのインピーダンスは低くなっているので、インピーダンス素子Ｚの両端に発生する電位差は小さく、整流回路９を介して比較器１１に出力されても、基準電圧以下であって、制御回路３には放電検出信号は出力されない。
【００２１】
一方、ランプＬ１乃至Ｌ３より昇圧トランスＴ１に近い部分Ｅで放電が発生すると、図６（ａ）に示すような波形が検出される。すなわち、振幅の大きい正弦波に対して放電によって生ずる比較的大きなノイズがのった形の波形である。一方、各ランプＬ１乃至Ｌ３（例えばＦの部分）で放電が発生すると、図７（ａ）に示すような波形が検出される。すなわち、振幅の小さい正弦波に対して放電によって生ずる比較的小さなノイズがのった形の波形である。
【００２２】
そして放電ノイズのような高い周波数の信号に対してはインピーダンス素子Ｚのインピーダンスは高くなり、放電ノイズによってコンデンサＣ１及びＣ２並びにインピーダンス素子Ｚのパスに流れる電流による電圧降下が高くなる。従って、コンデンサＣ２とインピーダンス素子Ｚとの接続点Ｇにおける電圧は、部分Ｅで放電が発生して放電ノイズが発生した場合には図６（ｂ）に示すような波形となり、部分Ｆで放電が発生して放電ノイズが発生した場合には図７（ｂ）に示すような波形となる。従来技術とは異なり、個々のランプＬ１乃至Ｌ３で放電が発生するような場合であっても図７（ｂ）に示すように比較的大きな振幅を得ることができるようになる。
【００２３】
この結果として整流回路９で整流されると、整流回路９の出力部分Ｈにおける電圧は、部分Ｅで放電が発生して放電ノイズが発生した場合には図６（ｃ）に示すような波形となり、部分Ｆで放電が発生して放電ノイズが発生した場合には図７（ｃ）に示すような波形となる。このように、個々のランプＬ１乃至Ｌ３で放電が発生するような場合であっても図７（ｃ）に示すように比較的高い電圧出力を得ることができるようになる。
【００２４】
従って、基準電圧を適切に設定することによって、比較器１１で放電時における整流回路９からの出力が、基準電圧を上回って、放電を検出することができる。すなわち比較器１１は、制御回路３に放電検出信号を出力して、制御回路３はドライバ１の停止などの保護動作を実施させる。
【００２５】
以上のように、ランプＬ１乃至Ｌ３の個々のランプでの微細な放電であっても適切に検出することができるようになる。
【００２６】
なお、上で述べた回路については変形が可能であって、例えば過電圧検出のためのコンデンサＣ１及びＣ２とは別に、コンデンサとインピーダンス素子Ｚを直列に接続してランプＬ１乃至Ｌ３に並列に接続するようにしてもよい。
【００２７】
［実施の形態２］
本実施の形態では、図８を用いてランプをフローティング方式で駆動する際の放電検出について説明する。
【００２８】
本実施の形態に係るランプ駆動装置は、ランプＬ４及びＬ５に対して電力を供給するドライバ２１と、ドライバ２１から出力される電圧を昇圧する昇圧トランスＴ２と、ランプＬ４の放電検出に用いられるコンデンサＣ３及びＣ４と、ランプＬ５の放電検出に用いられるコンデンサＣ５及びＣ６と、ランプＬ４の放電検出に用いられるインピーダンス素子Ｚ１と、ランプＬ５の放電検出に用いられるインピーダンス素子Ｚ２と、放電検出に用いられる整流回路２３と、放電検出に用いられる比較器２５と、比較器２５において用いられる基準電圧を出力する基準電圧電源２９と、比較器２５の検出信号等に応じてドライバ２１の動作を停止させる制御回路２７とを有する。本実施の形態では、従来技術と同じである過電圧検出部などについては図示を省略している。
【００２９】
本実施の形態においても、ランプＬ４に並列に、コンデンサとインピーダンス素子とが直列に接続された検出回路が接続されている。コンデンサＣ３及びＣ４については、図示しない過電圧検出部に用いられる。コンデンサＣ５及びＣ６についても図示しない過電圧検出部に用いられる。但し、コンデンサで分圧することによって過電圧を検出するような構成ではない他の構成を用いる場合には、コンデンサは検出回路につき１つでもよい。
【００３０】
本実施の形態においては、ドライバ２１は、トランスＴ２の一次巻線側に接続されている。また、トランスＴ２の二次巻線の一端には、ランプＬ４の一端とコンデンサＣ３の一端とが接続されており、トランスＴ２の二次巻線の他端は、ランプＬ５の一端とコンデンサＣ５の一端とが接続されている。このようにトランスＴ２の二次巻線の両端にランプが接続されており、フローティング方式が採用されている。なお、ランプＬ４及びＬ５の他端は接地されている。
【００３１】
コンデンサＣ３の他端はコンデンサＣ４の一端に接続され、コンデンサＣ４の他端はインピーダンス素子Ｚ１の一端及び整流回路２３に接続されている。インピーダンス素子Ｚ１の他端は接地されている。また、コンデンサＣ５の他端はコンデンサＣ６の一端に接続され、コンデンサＣ６の他端はインピーダンス素子Ｚ２の一端及び整流回路２３に接続されている。インピーダンス素子Ｚ２の他端は接地されている。
【００３２】
整流回路２３は、比較器２５の第１の入力に接続されており、基準電圧電源２９の一端は、比較器２５の第２の入力に接続されている。基準電圧電源２９の他端は接地されている。比較器２５の出力は、制御回路２７に接続されており、制御回路２７の出力はドライバ２１に接続されている。
【００３３】
本実施の形態におけるランプ駆動装置の基本的な動作は第１の実施の形態と同様であるが、ランプＬ４の側で放電が起きればインピーダンス素子Ｚ１の両端に比較的大きな電位差の信号が発生し、整流回路２３で整流された後に、比較器２５で基準電圧と比較して、基準電圧より高い電圧が検出されれば、制御回路２７に対して放電検出信号を出力する。ランプＬ５の側で放電が起きた場合にも、インピーダンス素子Ｚ２の両端に比較的大きな電位差の信号が発生し、整流回路２３で整流された後に、比較器２５で基準電圧と比較して、基準電圧より高い電圧が検出されれば、制御回路２７に対して放電検出信号を出力する。
【００３４】
なお、整流回路２３は、インピーダンス素子Ｚ１及びＺ２からの２つの入力を例えばダイオードＯＲした結果について整流を行い、整流後の信号を比較器２５に出力する。すなわち、いずれか高い電圧の方の信号を整流して比較器２５に出力する。制御回路２７は、比較器２５から放電検出信号を受信すると、ドライバ２１に対して停止させるなどの保護動作を実施する。
【００３５】
このようにフローティング方式を採用する場合にも、ランプに並列に検出回路を導入することによって、微細な放電であっても検出することができる。
【００３６】
なお、ランプＬ４とランプＬ５については１本ずつしか図示していないが、複数本であってもよい。
【００３７】
［実施の形態３］  
本実施の形態においては、ランプを差動駆動する場合のランプ駆動装置を図９を用いて説明する。
【００３８】
本実施の形態に係るランプ駆動装置は、ドライバ３１と、ドライバ３１とは逆相の電圧を出力するドライバ３３と、トランスＴ３及びＴ４と、放電検出に用いられるキャパシタＣ７乃至Ｃ１０と、放電検出に用いられるインピーダンス素子Ｚ３及びＺ４と、整流回路３５と、比較器３７と、制御回路３９と、基準電圧電源４１とを有する。
【００３９】
ドライバ３１は、トランスＴ３の一次巻線に接続されており、トランスＴ３の二次巻線の一端は、ランプＬ６の一端と、コンデンサＣ７の一端とに接続されている。トランスＴ３の二次巻線の他端は、接地されている。ドライバ３３は、トランスＴ４の一次巻線に接続されており、トランスＴ４の二次巻線の一端は、ランプＬ６の他端と、コンデンサＣ９の一端に接続されている。トランスＴ４の二次巻線の他端は接地されている。
【００４０】
コンデンサＣ７の他端は、コンデンサＣ８の一端に接続され、コンデンサＣ８の他端は、インピーダンス素子Ｚ３の一端と整流回路３５に接続されている。インピーダンス素子Ｚ３の他端は接地されている。同様に、コンデンサＣ９の他端は、コンデンサＣ１０の一端に接続され、コンデンサＣ１０の他端は、インピーダンス素子Ｚ４の一端と整流回路３５に接続されている。
【００４１】
整流回路３５の出力は、比較器３７の第１の入力に接続されており、比較器３７の第２の入力には、基準電圧電源４１の一端が接続されている。基準電圧電源４１の他端は接地されている。比較器３７の出力は、制御回路３９の入力に接続されており、制御回路３９の出力は、ドライバ３１及び３３に接続されている。
【００４２】
本実施の形態におけるランプ駆動装置の基本的な動作は第１の実施の形態と同様であるが、差動駆動になっているので、ランプＬ６と検出回路は並列に接続できず、ランプＬ６の両端で放電を検出するため、ランプＬ６の両端に検出回路を接続する形になっている。
【００４３】
ランプＬ６の左端の側で放電が起きればインピーダンス素子Ｚ３の両端に比較的大きな電位差を有する信号が発生し、整流回路３５で整流された後に、比較器３７で基準電圧と比較して、基準電圧より高い電圧が検出されれば、制御回路３９に対して放電検出信号を出力する。ランプＬ６の右端の側で放電がおきた場合にも、インピーダンス素子Ｚ４の両端に比較的大きな電位差を有する信号が発生し、整流回路３５で整流された後に、比較器３７で基準電圧と比較して、基準電圧より高い電圧が検出されれば、制御回路３９に対して放電検出信号を出力する。制御回路３９は、放電検出信号に応じて、ドライバ３１及び３３を停止させるような保護動作を実施する。
【００４４】
なお、整流回路３５は、インピーダンス素子Ｚ３及びＺ４からの２つの入力を例えばダイオードＯＲした結果について整流を行い、整流後の信号を比較器３７に出力する。すなわち、ランプの逆側の検出回路におけるインピーダンス素子の両端にもある程度の電位差を有する信号が発生するが、放電が起きた方の検出回路におけるインピーダンス素子の両端に発生する電位差の方が大きいので、そちらの方の信号が整流回路３５で整流され、比較器３７に出力される。
【００４５】
このように差動駆動を採用する場合にも、ランプの両端に検出回路を導入することによって、微細な放電であっても検出することができる。
【００４６】
なお、ランプＬ６については１本しか図示していないが、複数本であってもよい。差動駆動及びフローティング方式を両方採用することも可能であり、その場合には検出回路を第１のランプの右端と第２のランプの左端に設けるなどすればよい。
【００４７】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ランプの数は任意である。さらに、周知の過電圧検出や過電流検出についての組み合わせについても任意である。さらに、ドライバの構成についても任意である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】従来技術に係るランプ駆動装置の一例を示す図である。
【図２】（ａ）はＡ地点で放電が発生した場合の波形図であり、（ｂ）は地点Ｃで検出される波形図であり、（ｃ）は異常放電検出部内の整流回路の出力波形図である。
【図３】（ａ）はＢ地点で放電が発生した場合の波形図であり、（ｂ）は地点Ｃで検出される波形図であり、（ｃ）は異常放電検出部内の整流回路の出力波形図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るランプ駆動装置を示す図である。
【図５】インピーダンス素子の特性を説明するための図である。
【図６】（ａ）はＥ地点で放電が発生した場合の波形図であり、（ｂ）は地点Ｇで検出される波形図であり、（ｃ）は地点Ｈで検出される波形図である。
【図７】（ａ）はＦ地点で放電が発生した場合の波形図であり、（ｂ）は地点Ｇで検出される波形図であり、（ｃ）は地点Ｈで検出される波形図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るランプ駆動装置を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るランプ駆動装置を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  ドライバ    Ｔ１  昇圧トランス    ３  制御回路    ５  過電圧検出部
Ｃ１，Ｃ２  コンデンサ    Ｌ１−Ｌ３  ランプ
Ｚ  インピーダンス素子    ７  電流検出部
９  整流回路    １１  比較器
１３  基準電圧電源
【図１】
2010055818.tif 000003
【図２】
2010055818.tif 000004
【図３】
2010055818.tif 000005
【図４】
2010055818.tif 000006
【図５】
2010055818.tif 000007
【図６】
2010055818.tif 000008
【図７】
2010055818.tif 000009
【図８】
2010055818.tif 000010
【図９】
2010055818.tif 000011