(57)【要約】【課題】複数の負荷の個々の異常を検出する。【解決手段】スイッチング回路は、トランスの１次巻線に接続された複数のトランジスタを含み、各トランジスタのオンオフに応じて、１次巻線に入力電圧および接地電圧を交互に印加する。複数のバラストキャパシタＣ１１〜Ｃ１ｎは、複数の蛍光ランプ２１０ごとに設けられ、一端がトランスの２次巻線に共通に接続され、他端が蛍光ランプ２１０にそれぞれ接続される。第１キャパシタＣ２、第２キャパシタＣ３は、監視対象の蛍光ランプ２１０とバラストキャパシタＣ１の接続点Ｎ３と、接地端子との間に順に直列に設けられる。異常判定部３４は、第１キャパシタＣ２と第２キャパシタＣ３の接続点Ｎ４の電圧を、所定のしきい値電圧と比較する。【選択図】図３
2010029058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧を交流の駆動電圧に変換し、複数の負荷に供給するインバータ装置であって、
１次巻線と２次巻線を含むトランスと、
前記トランスの１次巻線に接続された複数のトランジスタを含み、各トランジスタのオンオフに応じて、前記トランスの前記１次巻線に前記入力電圧および前記入力電圧より低い固定電圧を交互に印加するスイッチング回路と、
前記複数の負荷ごとに設けられ、一端が前記トランスの２次巻線に共通に接続され、他端が前記複数の負荷にそれぞれ接続された複数のバラストキャパシタと、
本インバータ装置および負荷を含む回路全体の電流経路のうち、ひとつの所定の電流経路に流れる電流をモニタし、モニタした電流が所定の状態を保つように、前記スイッチング回路の前記複数のトランジスタのオンオフ状態を帰還制御し、前記トランスの前記１次巻線へのスイッチング電力の供給を調節する制御回路と、
前記複数の負荷のうち、監視対象の負荷に対して設けられた異常検出回路と、
を備え、
前記異常検出回路は、
前記監視対象の負荷とその負荷に対応する前記バラストキャパシタの接続点と、固定電圧端子との間に順に直列に設けられた第１キャパシタおよび第２キャパシタと、
前記第１キャパシタと前記第２キャパシタの接続点の電圧を、所定のしきい値電圧と比較する異常判定部と、
を備えることを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
複数の前記異常検出回路が、前記複数の負荷ごとに設けられることを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記複数の負荷は、正常動作時と異常発生時とで、容量値が変化するデバイスであることを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ装置。
【請求項４】
前記複数の負荷は、複数の蛍光ランプであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインバータ装置。
【請求項５】
複数の前記異常検出回路はそれぞれ、
アノードが、対応する前記第１キャパシタと前記第２キャパシタの接続点に接続されたダイオードをさらに含み、
複数の前記異常検出回路ごとの前記ダイオードのカソードは共通に接続されるとともに、
複数の前記異常検出回路は、前記ダイオードのカソードの電圧を前記しきい値電圧と比較する単一の異常判定部を共有することを特徴とする請求項２に記載のインバータ装置。
【請求項６】
前記複数のバラストキャパシタの容量値は、前記複数の蛍光ランプの相対輝度に応じて設定されることを特徴とする請求項４に記載のインバータ装置。
【請求項７】
前記複数のバラストキャパシタ、複数の前記異常検出回路ごとの前記第１、第２キャパシタの少なくとも一部を、本インバータ装置が実装されるプリント基板上に形成されたパターンを用いて構成したことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載のインバータ装置。
【請求項８】
前記制御回路は、前記複数の負荷のうち、ひとつの所定の負荷を含む電流経路に流れる電流をモニタし、前記所定の負荷に流れる電流が、所定の電流値に近づくように、前記スイッチング回路の前記複数のトランジスタのオンオフ状態を制御することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインバータ装置。
【請求項９】
前記制御回路は、
前記所定の負荷を含む電流経路上に設けられ、前記所定の負荷に流れる電流に応じた電圧値を示す帰還信号を生成するフィードバック回路と、
前記フィードバック回路からの前記帰還信号を受け、所定の基準電圧との比較によりパルス変調信号を生成するパルス変調器と、
前記パルス変調器からの前記パルス変調信号を受け、前記パルス変調信号にもとづき、前記スイッチング回路の前記複数のトランジスタのオンオフを制御するドライバ回路と、
を含むことを特徴とする請求項８に記載のインバータ装置。
【請求項１０】
前記制御回路は、前記トランスの２次巻線を含む電流経路に流れる電流をモニタし、前記トランスの２次巻線に流れる電流が、所定の電流値に近づくように、前記スイッチング回路の前記複数のトランジスタのオンオフ状態を制御することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインバータ装置。
【請求項１１】
前記制御回路は、
前記トランスの２次巻線を含む電流経路上に設けられ、前記トランスの２次巻線に流れる電流に応じた電圧値を示す帰還信号を生成するフィードバック回路と、
前記フィードバック回路からの前記帰還信号を受け、所定の基準電圧との比較によりパルス変調信号を生成するパルス変調器と、
前記パルス変調器からの前記パルス変調信号を受け、前記パルス変調信号にもとづき、前記スイッチング回路の前記複数のトランジスタのオンオフを制御するドライバ回路と、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載のインバータ装置。
【請求項１２】
複数の蛍光ランプと、
前記複数の蛍光ランプを負荷として、それぞれの一端に交流の駆動電圧を供給する請求項１から１１のいずれかに記載のインバータ装置と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項１３】
前記複数の蛍光ランプを負荷として、それぞれの他端に交流の駆動電圧を供給する請求項１から１１のいずれかに記載のインバータ装置をさらに備え、
前記複数の蛍光ランプの一端側に設けられたインバータ装置と、他端側に設けられたインバータ装置は、逆相の駆動電圧を生成することを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプまたは外部電極蛍光ランプであることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１５】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面にバックライトとして配置される請求項１２に記載の発光装置と、
を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１６】
入力電圧を交流の駆動電圧に変換し、蛍光ランプに供給する駆動装置であって、
１次巻線と２次巻線を含み、前記２次巻線側に駆動対象の蛍光ランプが接続されるトランスと、
前記トランスの１次巻線に接続された複数のトランジスタを含み、各トランジスタのオンオフに応じて、前記トランスの前記１次巻線に前記入力電圧および前記入力電圧より低い固定電圧を交互に印加するスイッチング回路と、
前記蛍光ランプの電気的状態にもとづいて、前記スイッチング回路の前記複数のトランジスタのオンオフ状態を帰還制御し、前記トランスの前記１次巻線へのスイッチングされた電力の供給を調節する制御回路と、
前記トランスの２次巻線に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路の出力の低周波成分を除去するフィルタと、
前記フィルタの出力を積分し、検出信号として出力する積分器と、
を備え、
前記制御回路は、前記積分器からの前記検出信号にもとづいて前記蛍光ランプの異常状態を検出し、異常状態を検出すると所定の保護処理を実行することを特徴とする駆動装置。
【請求項１７】
前記制御回路は、前記積分器からの前記検出信号を所定のしきい値と比較し、前記検出信号がしきい値より高いとき異常状態と判定して、前記スイッチング回路の帰還制御を停止することを特徴とする請求項１６に記載の駆動装置。
【請求項１８】
前記制御回路は、前記積分器からの前記検出信号が所定のしきい値より高いとき異常状態と判定して、前記スイッチング回路のオン、オフのデューティ比を低下させることを特徴とする請求項１６に記載の駆動装置。
【請求項１９】
前記制御回路は、
前記蛍光ランプの電気的状態を示す帰還信号と、所定の基準電圧との誤差を増幅する誤差増幅器と、
前記誤差増幅器の出力と周期信号を比較し、パルス幅変調信号を生成するパルス幅変調コンパレータと、
前記検出信号が前記しきい値より高いとき、前記誤差増幅器の出力レベルを、前記パルス幅変調信号のデューティ比が低下する方向にシフトさせる保護回路と、
を含み、前記パルス幅変調信号にもとづいて前記スイッチング回路の前記複数のトランジスタのオン、オフ状態を帰還制御することを特徴とする請求項１８に記載の駆動装置。
【請求項２０】
蛍光ランプと、
前記蛍光ランプを駆動する請求項１６から１９のいずれかに記載の駆動装置と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２１】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に配置される複数の請求項２０に記載の発光装置と、
を備えることを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項２２】
入力電圧を交流の駆動電圧に変換し、蛍光ランプに供給する駆動装置の制御方法であって、前記駆動装置は、
１次巻線と２次巻線を含み、前記２次巻線側に駆動対象の蛍光ランプが接続されるトランスと、
前記トランスの１次巻線に接続された複数のトランジスタを含み、各トランジスタのオンオフに応じて、前記トランスの前記１次巻線に前記入力電圧および前記入力電圧より低い固定電圧を交互に印加するスイッチング回路と、
前記蛍光ランプの電気的状態にもとづいて、前記スイッチング回路の前記複数のトランジスタのオンオフ状態を帰還制御し、前記トランスの前記１次巻線へのスイッチングされた電力の供給を調節する制御回路と、
を含むものであり、前記制御方法は、
前記トランスの２次巻線に流れる電流を電圧に変換するステップと、
前記２次巻線に流れる電流に応じた電圧の低周波成分を除去するステップと、
低周波成分が除去された信号を積分し、検出信号を生成するステップと、
前記検出信号にもとづいて前記蛍光ランプの異常状態を検出し、異常状態を検出すると所定の保護処理を実行するステップと、
を備えることを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流の入力電圧を交流電圧に変換し、負荷に供給するインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブラウン管テレビに代えて、薄型、大型化が可能な液晶テレビの普及が進んでいる。液晶テレビは、映像が表示される液晶パネルの背面に、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ  Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ、以下ＣＣＦＬという）や、外部電極蛍光ランプ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｌａｍｐ、以下、ＥＥＦＬという）を複数本配置し、バックライトとして発光させている。
【０００３】
ＣＣＦＬやＥＥＦＬなどの蛍光ランプの駆動には、たとえば１２Ｖ程度の直流電圧を昇圧して交流電圧として出力するインバータ（ＤＣ／ＡＣコンバータ）が用いられる。インバータは、蛍光ランプに流れる電流を電圧に変換して制御回路に帰還し、この帰還された電圧にもとづいてスイッチング素子のオンオフを制御している。たとえば、下記の特許文献には、関連技術が開示される。
【０００４】
ここで、インバータによって昇圧された交流電圧によって、複数の蛍光ランプを駆動する場合を考える。各蛍光ランプの発光輝度は、蛍光ランプに流れる電流に応じて決まるため、複数の蛍光ランプを均一に発光させたり、あるいは異なる所望の輝度で発光させるためには、各蛍光ランプに流れる電流を制御する必要がある。
【０００５】
しかしながら、複数の蛍光ランプに流れる電流を個別に帰還制御する場合、蛍光ランプごとに制御回路を設ける必要がある。しかしながら、液晶テレビや液晶モニタなどのアプリケーションにおいて、数本から数十本の蛍光ランプを同時に点灯させる場合に、多数の制御回路を、液晶テレビに内蔵することは、実装面積、コスト、消費電力の観点から好ましくない。
【０００６】
ここで、インバータによって昇圧された交流電圧によって、複数の蛍光ランプを駆動する場合を考える。各蛍光ランプの発光輝度は、蛍光ランプに流れる電流に応じて決まるため、複数の蛍光ランプを均一に発光させたり、あるいは異なる所望の輝度で発光させるためには、各蛍光ランプに流れる電流を制御する必要がある。
【０００７】
しかしながら、複数の蛍光ランプに流れる電流を個別に帰還制御する場合、蛍光ランプごとに制御回路を設ける必要がある。しかしながら、液晶テレビや液晶モニタなどのアプリケーションにおいて、数本から数十本の蛍光ランプを同時に点灯させる場合に、多数の制御回路を、液晶テレビに内蔵することは、実装面積、コスト、消費電力の観点から好ましくない。本出願人はこの問題を解決するためのインバータ装置を考案した（特許文献５）。特許文献５のインバータ装置によれば、複数の蛍光ランプに流れる電流を、単一のフィードバック系（制御回路）によって好適に制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３２３９９４号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／０３８８２８号パンフレット
【特許文献３】特開２００２−１３４２９３号公報
【特許文献４】特開２００４−３３５４２２号公報
【特許文献５】特開２００７−２８８８７２号公報
【特許文献６】特開２００５−１０８７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
１．  ところでＣＣＦＬやＥＥＦＬは、点灯しない状態が確率的に発生しうることが知られている。また、ＣＣＦＬやＥＥＦＬがコネクタから外れている場合にも、点灯させることができない。特許文献５の装置では、すべての蛍光ランプが点灯しない状況においては、負荷電流に応じたフィードバック電圧がほぼ０となるため、その異常状態（不点灯状態）を検出でき、再点灯のための処理を実行することができる。しかしながら、いずれかの蛍光ランプが点灯した状態で、いずれかの蛍光ランプが点灯しない状況では、フィードバックが有効にかかり続けるという問題が生ずるおそれがある。
【００１０】
つまり特許文献５の技術において、蛍光ランプごとの点灯、不点灯状態を検出することができれば便宜である。
【００１１】
本発明のある態様はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、蛍光ランプなどの複数の負荷を、制御回路を共有して駆動可能であり、個々の負荷の異常状態を検出可能なインバータ装置の提供にある。
【００１２】
２．  蛍光ランプを安定的に駆動するためには、蛍光ランプの故障や、ランプの接続不良に起因するアーク放電などの異常状態を検出し、必要に応じて回路保護を行う必要がある。本発明の別の態様はこうした状況においてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、異常状態を検出可能なインバータの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
１．  本発明のある態様は、入力電圧を交流の駆動電圧に変換し、複数の負荷に供給するインバータ装置に関する。インバータ装置は、１次巻線と２次巻線を含むトランスと、トランスの１次巻線に接続された複数のトランジスタを含み、各トランジスタのオンオフに応じて、トランスの１次巻線に入力電圧および入力電圧より低い固定電圧を交互に印加するスイッチング回路と、複数の負荷ごとに設けられ、一端がトランスの２次巻線に共通に接続され、他端が複数の負荷にそれぞれ接続された複数のバラストキャパシタと、本インバータ装置および負荷を含む回路全体の電流経路のうち、ひとつの所定の電流経路に流れる電流をモニタし、モニタした電流が所定の状態を保つように、スイッチング回路の複数のトランジスタのオンオフ状態を帰還制御し、トランスの１次巻線へのスイッチング電力の供給を調節する制御回路と、複数の負荷のうち、監視対象の負荷に対して設けられた異常検出回路と、を備える。異常検出回路は、監視対象の負荷とその負荷に対応するバラストキャパシタの接続点と固定電圧端子との間に順に直列に設けられた第１キャパシタおよび第２キャパシタと、第１キャパシタと第２キャパシタの接続点の電圧を、所定のしきい値電圧と比較する異常判定部と、を備える。
【００１４】
この態様では、複数の負荷およびそれぞれに直列に接続されたバラストキャパシタは、並列に接続された複数の電流経路を形成することになる。複数の電流経路には、同じ電圧が印加されるため、それぞれの経路には、各バラストキャパシタと負荷の合成インピーダンスに応じた電流が流れることになる。この態様によれば、複数の負荷に流れる電流を、制御回路を共有して、バラストキャパシタの容量により、直接あるいは間接的に制御することができる。また、監視対象の負荷に異常が発生すると、接続点から負荷側をみたインピーダンスが変化するため、接続点の電圧が変化する。したがって、この接続点の電圧を、第１、第２キャパシタにより分圧して、しきい値と比較することにより、負荷の異常状態を検出することが可能となる。
【００１５】
複数の異常検出回路を、複数の負荷ごとに設けてもよい。この場合。複数の負荷の異常状態を独立に検出できる。
【００１６】
複数の負荷は、正常動作時と異常発生時とで、容量値が変化するデバイスであってもよい。
バラストキャパシタ、第１、第２キャパシタはいずれも容量性素子であるから、負荷の容量が変化すると、接続点から負荷側を見た合成インピーダンス（合成容量）が変化し、接続点の電圧の変化となって現れる。つまり、負荷の異常を好適に検出することができる。
【００１７】
複数の負荷は、複数の蛍光ランプであってもよい。
【００１８】
複数の異常検出回路はそれぞれ、アノードが、対応する第１キャパシタと第２キャパシタの接続点に接続されたダイオードをさらに含んでもよい。複数の異常検出回路ごとのダイオードのカソードは共通に接続されてもよい。複数の異常検出回路は、ダイオードのカソードの電圧をしきい値電圧と比較する単一の異常判定部を共有してもよい。
負荷に異常が発生すると、第１キャパシタと第２キャパシタの接続点の電位が上昇する場合、ダイオードによって最大値回路を形成することにより、異常判定部を共有化でき、回路面積を削減できる。
【００１９】
複数のバラストキャパシタの容量値は、複数の蛍光ランプの相対輝度に応じて設定されてもよい。蛍光ランプとバラストキャパシタを含んで形成される複数の電流経路に流れる電流は、蛍光ランプとバラストキャパシタのインピーダンスに依存するため、容量値を調節することにより、各蛍光ランプに流れる電流を調節することができる。
【００２０】
複数のバラストキャパシタ、複数の異常検出回路ごとの第１、第２キャパシタの少なくとも一部を、本インバータ装置が実装されるプリント基板上に形成されたパターンを用いて構成してもよい。
この場合、チップ部品が不要となるため、コストを削減できる。
【００２１】
制御回路は、複数の負荷のうち、ひとつの所定の負荷を含む電流経路に流れる電流をモニタし、所定の負荷に流れる電流が、所定の電流値に近づくように、スイッチング回路の複数のトランジスタのオンオフ状態を制御してもよい。
この場合、所定の負荷に流れる電流を、直接的に、所定の電流値に近づくように帰還制御することができるとともに、他の負荷に流れる電流を、間接的に、所定の電流値に応じた電流に近づくように制御することができる。
【００２２】
制御回路は、所定の負荷を含む電流経路上に設けられ、所定の負荷に流れる電流に応じた電圧値を示す帰還信号を生成するフィードバック回路と、フィードバック回路からの帰還信号を受け、所定の基準電圧との比較によりパルス変調信号を生成するパルス変調器と、パルス変調器からのパルス変調信号を受け、パルス変調信号にもとづき、スイッチング回路の複数のトランジスタのオンオフを制御するドライバ回路と、を含んでもよい。
トランスの２次巻線には、複数の負荷に流れる電流の和電流が流れる。このとき、複数の負荷には、各負荷を含む経路の合成インピーダンスに応じた電流が分岐して流れる。したがって、トランスの２次巻線に流れる電流を安定化することにより、複数の負荷に流れる電流を安定化することができる。
【００２３】
制御回路は、トランスの２次巻線を含む電流経路に流れる電流をモニタし、トランスの２次巻線に流れる電流が、所定の電流値に近づくように、スイッチング回路の複数のトランジスタのオンオフ状態を制御してもよい。
【００２４】
制御回路は、トランスの２次巻線を含む電流経路上に設けられ、トランスの２次巻線に流れる電流に応じた電圧値を示す帰還信号を生成するフィードバック回路と、フィードバック回路からの帰還信号を受け、所定の基準電圧との比較によりパルス変調信号を生成するパルス変調器と、パルス変調器からのパルス変調信号を受け、パルス変調信号にもとづき、スイッチング回路の複数のトランジスタのオンオフを制御するドライバ回路と、を含んでもよい。
【００２５】
本発明の別の態様は、発光装置である。この発光装置は、複数の蛍光ランプと、複数の蛍光ランプを負荷として、それぞれの一端に交流の駆動電圧を供給する上述のいずれかのインバータ装置と、を備える。
【００２６】
この態様によると、複数の蛍光ランプの輝度を、制御回路を共有して制御することができ、さらにいずれかの蛍光ランプが不点灯となった場合に、それを検出して必要な処理を実行できる。
【００２７】
ある態様の発光装置は、複数の蛍光ランプを負荷として、それぞれの他端に交流の駆動電圧を供給する上述のいずれかのインピーダンス装置をさらに備えてもよい。複数の蛍光ランプの一端側に設けられたインバータ装置と、他端側に設けられたインバータ装置は、逆相の駆動電圧を生成してもよい。
【００２８】
蛍光ランプは、冷陰極蛍光ランプまたは外部電極蛍光ランプであってもよい。この場合、複数の蛍光ランプのインピーダンスの変動やばらつきを、バラストキャパシタによって好適に打ち消すことができるため、蛍光ランプとバラストキャパシタを含んで形成される複数の電流経路に流れる電流を安定に保つことができる。
【００２９】
本発明のさらに別の態様は、ディスプレイ装置である。このディスプレイ装置は、液晶パネルと、液晶パネルの背面にバックライトとして配置される上述の発光装置と、を備える。
【００３０】
２．  本発明のある態様は、入力電圧を交流の駆動電圧に変換し、蛍光ランプに供給する駆動装置に関する。この駆動装置は、１次巻線と２次巻線を含み、２次巻線側に駆動対象の蛍光ランプが接続されるトランスと、トランスの１次巻線に接続された複数のトランジスタを含み、各トランジスタのオンオフに応じて、トランスの１次巻線に入力電圧および入力電圧より低い固定電圧を交互に印加するスイッチング回路と、蛍光ランプの電気的状態にもとづいて、スイッチング回路の複数のトランジスタのオンオフ状態を帰還制御し、トランスの１次巻線へのスイッチングされた電力の供給を調節する制御回路と、トランスの２次巻線に流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、電流電圧変換回路の出力の低周波成分を除去するフィルタと、フィルタの出力を積分し、検出信号として出力する積分器と、を備える。制御回路は、積分器からの検出信号にもとづいて蛍光ランプの異常状態を検出し、異常状態を検出すると所定の保護処理を実行する。
【００３１】
アーク放電などの異常状態では、トランスの２次巻線に流れる電流に高周波成分が重畳される。この高周波成分をフィルタで抽出して検出信号を生成することにより、異常状態を検出することが可能となる。
【００３２】
制御回路は、積分器からの検出信号を所定のしきい値と比較し、検出信号がしきい値より高いとき異常状態と判定して、スイッチング回路の帰還制御を停止してもよい。
【００３３】
制御回路は、異常状態が所定の期間持続したときに、スイッチング回路の帰還制御を停止してもよい。
【００３４】
制御回路は、積分器からの検出信号が所定のしきい値より高いとき異常状態と判定して、スイッチング回路のオン、オフのデューティ比を低下させてもよい。
デューティ比を低下させることにより、蛍光ランプの点灯を維持した状態で、電力を低下させることができ、回路を保護することができる。
【００３５】
制御回路は、蛍光ランプの電気的状態を示す帰還信号と、所定の基準電圧との誤差を増幅する誤差増幅器と、誤差増幅器の出力と周期信号を比較し、パルス幅変調信号を生成するパルス幅変調コンパレータと、検出信号がしきい値より高いとき、誤差増幅器の出力レベルを、パルス幅変調信号のデューティ比が低下する方向にシフトさせる保護回路と、を含んでもよい。制御回路は、パルス幅変調信号にもとづいてスイッチング回路の複数のトランジスタのオン、オフ状態を帰還制御してもよい。
【００３６】
本発明の別の態様は、発光装置である。この装置は、蛍光ランプと、蛍光ランプに駆動電圧を供給する上述のいずれかの駆動装置と、を備える。
【００３７】
本発明のさらに別の態様は、液晶ディスプレイ装置である。この装置は、液晶パネルと、液晶パネルの背面に配置される複数の上述の発光装置と、を備える。
【００３８】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００３９】
本発明のある態様に係るインバータ装置によれば、複数の負荷を、ひとつの制御回路で駆動することができる。またその別の態様によれば、異常状態を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の構成を示す回路図である。
【図２】図１の発光装置が搭載される液晶テレビの構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係るインバータの異常検出回路の構成を示す回路図である。
【図４】第２の実施の形態に係る発光装置の構成を示す回路図である。
【図５】第３の実施の形態に係る発光装置の構成の一部を示す回路図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る発光装置の構成を示す回路図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、インタフェース回路および制御回路内部の保護回路の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００４２】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００４３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置２００aの構成を示す回路図である。図２は、図１の発光装置２００が搭載される液晶テレビ３００の構成を示すブロック図である。図２の液晶テレビ３００は、アンテナ３１０と接続される。アンテナ３１０は、放送波を受信して受信部３０４に受信信号を出力する。受信部３０４は、受信信号を検波、増幅して、信号処理部３０６へと出力する。信号処理部３０６は、変調されたデータを復調して得られる画像データを液晶ドライバ３０８に出力する。液晶ドライバ３０８は、画像データを走査線ごとに液晶パネル３０２へと出力し、映像、画像を表示する。液晶パネル３０２の背面には、バックライトとして複数の蛍光ランプ２１０が配置されている。本実施の形態に係る発光装置２００は、このような液晶パネル３０２のバックライトとして好適に用いることができる。以下、図１に戻り、発光装置２００ａの構成および動作について詳細に説明する。
【００４４】
本実施の形態に係る発光装置２００は、蛍光ランプ２１０と総称される複数ｎ個（ｎは自然数）の蛍光ランプ２１０１、２１０２、…、２１０ｎと、蛍光ランプ２１０を負荷として、それぞれに交流の駆動電圧Ｖｄｒｖを供給すインバータ１００ａと、を備える。蛍光ランプ２１０はＥＥＦＬやＣＣＦＬであって、液晶パネル３０２の背面に配置される。図１には４個の蛍光ランプ２１０が図示されるが、その個数は発明を限定するものではなく、液晶パネル３０２の面積に応じて任意に決定されうる。
【００４５】
インバータ１００ａは、入力端子１０２に印加された入力電圧Ｖｉｎを交流で昇圧された駆動電圧Ｖｄｒｖに変換し、出力端子１０４に接続された負荷である蛍光ランプ２１０に供給するＤＣ／ＡＣコンバータである。
【００４６】
インバータ１００ａは、複数の蛍光ランプ２１０に対して電力を供給するものであり、たとえば、１０００Ｖ以上の交流電圧を生成して、蛍光ランプ２１０に供給する。蛍光ランプ２１０の発光輝度は、それぞれに流れる電流によって決まるため、駆動電流のばらつきは、バックライトの輝度ムラとなって現れる。したがって、インバータ１００ａには、複数の蛍光ランプ２１０を均一に駆動することが要求される。
【００４７】
インバータ１００ａは、スイッチング回路１０、トランス１２、制御回路２０（２０ａ〜２０ｃ）、複数のバラストキャパシタＣ１１〜Ｃ１ｎ（必要に応じてバラストキャパシタＣ１と総称する）を備える。
【００４８】
トランス１２は、１次巻線１２ａと２次巻線１２ｂを含む。トランス１２の１次巻線１２ａには、スイッチング回路１０が接続される。スイッチング回路１０は、たとえばＨブリッジ回路やハーフブリッジ回路であって、トランス１２の１次巻線１２ａに接続される複数のトランジスタ（図示せず）を含んで構成され、各トランジスタのオンオフに応じて、１次巻線１２ａに入力電圧Ｖｉｎおよび入力電圧Ｖｉｎより低い固定電圧、すなわち接地電圧（０Ｖ）を交互に印加する。その結果、トランス１２の１次巻線１２ａには、スイッチング電圧Ｖｓｗが印加される。各トランジスタのオンオフは、制御回路２０より出力される制御信号ＳＩＧ＿ＤＲＶによって制御される。トランス１２の２次巻線１２ｂは、一端Ｎ１が接地され、他端Ｎ２が出力端子１０４と接続される。
【００４９】
複数のバラストキャパシタＣ１１〜Ｃ１ｎは、複数の負荷である蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎごとに設けられる。バラストキャパシタＣ１１〜Ｃ１ｎは、その一端が、トランス１２の２次巻線１２ｂの端子Ｎ２に共通に接続されている。バラストキャパシタＣ１１〜Ｃ１ｎの他端は、それぞれ、対応する蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎに接続される。複数のバラストキャパシタＣ１の容量値は、１ｐＦ〜１００ｐＦの範囲に設定するのが好ましい。容量値は、蛍光ランプ２１０のインピーダンスに応じて、計算あるいは実験により、この範囲から最適な値を選択することができる。各バラストキャパシタＣ１の容量値は、それぞれに接続される蛍光ランプ２１０の相対輝度に応じて設定される。たとえば、蛍光ランプ２１０が同一の特性を有する場合において、発光輝度を均一化する場合、バラストキャパシタＣ１の容量はほぼ等しく設定する。また、蛍光ランプ２１０ごとに、発光輝度を変化させたい場合、所望の発光輝度に応じて、バラストキャパシタＣ１の容量値を設定する。
【００５０】
バラストキャパシタＣ１は、チップ部品で形成してもよいが、インバータ１００ａが、プリント基板上に実装される場合には、バラストキャパシタＣ１の一部あるいは全部を、プリント基板上にパターンを用いて形成してもよい。
【００５１】
本実施の形態に係る制御回路２０（２０ａ〜２０ｃ）は、インバータ１００ａおよび蛍光ランプ２１０を含む回路全体の電流経路のうち、ひとつの所定の電流経路に流れる電流をモニタし、モニタした電流が所定の状態を保つように、スイッチング回路１０の複数のトランジスタのオンオフ状態を帰還制御し、トランス１２の１次巻線１２ａへのスイッチング電圧Ｖｓｗ、すなわちスイッチング電力の供給を調節する。
【００５２】
本実施の形態に係る制御回路２０は、所定の電流経路として、複数の負荷である蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎのうち、所定の負荷、すなわち蛍光ランプ２１０ｎを含む電流経路１８に流れる電流（以下、管電流Ｉｌａｍｐともいう）をモニタする。制御回路２０は、蛍光ランプ２１０ｎに流れる管電流Ｉｌａｍｐが、所定の電流値に近づくように、スイッチング回路１０の複数のトランジスタのオンオフ状態を制御する。
【００５３】
制御回路２０は、ドライバ回路２０ａ、パルス幅変調器２０ｂ、フィードバック回路２０ｃを含む。たとえば、ドライバ回路２０ａ、パルス幅変調器２０ｂは、その他のアナログ回路、デジタル回路を含んで１つの半導体基板上に機能ＩＣとして一体集積化される。ドライバ回路２０ａ、パルス幅変調器２０ｂを含む機能ＩＣは、インバータの制御回路として設計された一般的な回路を使用することができる。
【００５４】
フィードバック回路２０ｃは、蛍光ランプ２１０ｎを含む電流経路上に設けられ、管電流Ｉｌａｍｐに応じた電圧値を示す帰還信号Ｖｆｂを生成する。フィードバック回路２０ｃは、整流回路１４、ローパスフィルタ１６を含む。整流回路１４は、蛍光ランプ２１０ｎを含む電流経路上に設けられており、管電流Ｉｌａｍｐを半波整流し、電圧Ｖｆｂに変換する。整流回路１４の第１ダイオードＤ１は、アノードが接地され、カソードが蛍光ランプ２１０ｎに接続される。また、第２ダイオードＤ２のアノードは、第１ダイオードＤ１のカソードおよび蛍光ランプ２１０ｎに接続される。第１抵抗Ｒ１は、第２ダイオードＤ２のカソードおよび接地端子間に接続される。第１抵抗Ｒ１には、半波整流された管電流Ｉｌａｍｐが流れる、Ｖｆｂ＝Ｒ１×Ｉｌａｍｐの電圧降下が発生する。
【００５５】
ローパスフィルタ１６は、電圧Ｖｆｂの高周波成分を除去し、直流の帰還信号Ｖｆｂ’としてパルス幅変調器２０ｂへと出力する。
【００５６】
パルス幅変調器２０ｂは、フィードバック回路２０ｃからの帰還信号Ｖｆｂ’を受け、所定の基準電圧Ｖｒｅｆとの比較によりパルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍともいう）を生成する。パルス幅変調器２０ｂは、公知の技術を用いて構成すればよい。たとえば、パルス幅変調器２０ｂは、誤差増幅器とコンパレータとで構成することができる。誤差増幅器は、帰還信号Ｖｆｂと所定の基準電圧Ｖｒｅｆとの誤差を増幅する。コンパレータは、誤差増幅器から出力される誤差電圧Ｖｅｒｒを、のこぎり波や三角波状の周期信号Ｖｏｓｃと比較し、２つの信号Ｖｅｒｒ、Ｖｏｓｃの大小関係に応じて、デューティ比、すなわちハイレベルとローレベルの時間比率が変化するＰＷＭ信号Ｖｐｗｍを出力する。
【００５７】
ドライバ回路２０ａは、パルス幅変調器２０ｂからのＰＷＭ信号Ｖｐｗｍを受ける。ドライバ回路２０ａは、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍにもとづいて、すなわち、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのハイレベルとローレベルに対応付けて、スイッチング回路１０内部の複数のトランジスタのオンオフを制御するための駆動信号ＳＩＧ＿ＤＲＶを生成する。トランス１２の１次巻線１２ａには、駆動信号ＳＩＧ＿ＤＲＶに応じたスイッチング電圧Ｖｓｗが供給される。
【００５８】
以上のように構成されたインバータ１００ａの動作について説明する。
スイッチング回路１０によって、トランス１２の１次巻線１２ａにスイッチング電圧Ｖｓｗが供給されると、２次巻線１２ｂ側には、パルス幅変調器２０ｂにおいて生成されたＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのデューティ比およびトランス１２の巻線比に応じた交流の駆動電圧Ｖｄｒｖが現れる。
【００５９】
ここで、本実施の形態では、複数の蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎと、それぞれに接続されたバラストキャパシタＣ１１〜Ｃ１ｎは、並列に接続された複数の電流経路を形成する。複数の電流経路には、同じ電圧Ｖｄｒｖが印加されるため、それぞれの経路には、各バラストキャパシタと負荷の合成インピーダンスに応じた電流が流れることになる。バラストキャパシタＣ１および蛍光ランプ２１０のインピーダンスは、複素インピーダンスである。
【００６０】
いま、蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎの点灯時における複素インピーダンスが均一であり、バラストキャパシタＣ１１〜Ｃ１ｎの容量値が等しいとすると、バラストキャパシタＣ１１と蛍光ランプ２１０１を含む電流経路、バラストキャパシタＣ１２と蛍光ランプ２１０２を含む電流経路、バラストキャパシタＣ１３と蛍光ランプ２１０３を含む電流経路、・・・、バラストキャパシタＣ１ｎと蛍光ランプ２１０ｎを含む電流経路には、それぞれほぼ等しい電流が流れることになる。
【００６１】
また、蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎの点灯時における複素インピーダンスが等しくない場合に、蛍光ランプ２１０〜２１０ｎに同一の管電流を供給したい場合には、蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎのインピーダンスの違いをキャンセルするように、バラストキャパシタＣ１１〜Ｃ１ｎの容量値を設定すればよい。
【００６２】
また、蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎのインピーダンスが均一である場合に、バラストキャパシタＣ１１〜Ｃ１ｎの容量値を異なった値に設定することにより、蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎの管電流、すなわちそれぞれの輝度を、積極的に異なった値に設定することができる。
【００６３】
制御回路２０は、上述のように、バラストキャパシタＣ１ｎと蛍光ランプ２１０ｎを含む電流経路１８に流れる管電流Ｉｌａｍｐが、所望の電流値に近づくように、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍを生成する。したがって、本実施の形態に係るインバータ１００ａによれば、蛍光ランプ２１０ｎに流れる電流を、直接的に、所定の電流値に近づくように帰還制御することができる。さらに、他の蛍光ランプ２１０１〜２１０３には、各蛍光ランプを含む電流経路の合成インピーダンスに応じた電流が流れるため、バラストキャパシタＣ１の容量値を調節することにより、間接的に、電流値を制御することができる。
【００６４】
このように、本実施の形態に係るインバータ１００ａでは、ひとつの制御回路２０を利用して、複数の蛍光ランプ２１０を所望の輝度で好適に発光させることができる。その結果、蛍光ランプ２１０ごとに、フィードバック回路２０ｃや各ブロックを接続する配線等を設け管電流を安定化させる場合に比べて、実装面積、コスト、消費電力を低減することができる。
【００６５】
さらに、バラストキャパシタＣ１の容量値を、１ｐＦ〜１００ｐＦの範囲に設定し、蛍光ランプ２１０と直列に挿入することにより、蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎのインピーダンスや周辺回路の寄生容量、寄生抵抗がばらついた場合でも、バラストキャパシタＣ１がこれらのインピーダンスのばらつきを相殺するため、蛍光ランプ２１０の管電流を一定に保つことができ、輝度の安定性を向上することができる。
【００６６】
たとえば、実際のインバータ１００ａには、蛍光ランプ２１０の端子の寄生容量や、配線パターン間の寄生容量などが存在するため、バラストキャパシタＣ１を設けない場合やその容量値が小さすぎる場合には、寄生容量によって、蛍光ランプ２１０を含む経路のインピーダンスが影響を受け、発光輝度に影響を及ぼすことになる。これに対して、本実施の形態のように、適切な容量値を有するバラストキャパシタＣ１を設けることにより、寄生容量の影響を低減することができ、管電流の安定性が向上する。また、蛍光ランプ２１０の複素インピーダンスの周波数特性と、バラストキャパシタＣ１の複素インピーダンスの周波数特性は、逆の特性を有するため、バラストキャパシタＣ１と蛍光ランプ２１０を直列に接続することにより、バラストキャパシタＣ１および蛍光ランプ２１０の合成インピーダンスの周波数依存性が平坦化される。その結果、幅広い周波数で、蛍光ランプ２１０の輝度を一定値に保つことが可能となる。
【００６７】
以上、複数の蛍光ランプ２１０の輝度を制御するための技術を説明した。続いて、複数の蛍光ランプ２１０に発生する不点灯などの異常を検出するための技術を説明する。
【００６８】
図３は、実施の形態に係るインバータ１００ａの構成の一部を示す回路図である。図３は、インバータ１００ａのうち、蛍光ランプ２１０の異常を検出するための異常検出部３０を中心に示している。異常検出部３０は、監視対象の蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎごとに設けられた異常検出回路３２１〜３２ｎ（異常検出回路３２と総称する）を含む。
【００６９】
ｉ番目の異常検出回路３２は、監視対象のｉ番目の蛍光ランプ２１０ｉに対して設けられる。異常検出回路３２ｉは、第１キャパシタＣ２ｉ、第２キャパシタＣ３ｉ、ダイオードＤ３ｉおよび異常判定部３４を含む。異常判定部３４は、複数の異常検出回路３２１〜３２ｎの間で共有されている。
【００７０】
第１キャパシタＣ２ｉと第２キャパシタＣ３ｉは、監視対象の蛍光ランプ２１０ｉと、対応するバラストキャパシタＣ１ｉの接続点Ｎ３ｉと、固定電圧端子（接地端子）との間に、順に直列に設けられる。接続点Ｎ３ｉには、１０００Ｖ以上の高電圧が発生するため、そのままでは異常判定部３４の耐圧を超えてしまう。そこで第１キャパシタＣ２および第２キャパシタＣ３は、１０００Ｖ以上の高電圧を分圧して低下させる。十分に低い電圧を得るためには、Ｃ２＜Ｃ３を満たす必要がある。
【００７１】
異常判定部３４は、第１キャパシタＣ２ｉと第２キャパシタＣ３ｉの接続点Ｎ４ｉの電位を、所定のしきい値電圧Ｖｔｈと比較する。
【００７２】
ダイオードＤ３ｉは、異常判定部３４を複数の異常検出回路３２の間で共有するために設けられる。ダイオードＤ３ｉのアノードは、対応する第１キャパシタＣ２ｉと第２キャパシタＣ３ｉの接続点Ｎ４ｉと接続される。各異常検出回路３２ｉごとのダイオードＤ３ｉのカソードは共通に接続される。複数のダイオードＤ３１〜Ｄ３ｎは、最大値回路として機能し、そのカソードには、接続点Ｎ４１〜Ｎ４ｎの電位のうち最も高い電位よりも、ダイオードの順方向電圧Ｖｆだけ低下した電位が発生する。異常判定部３４は、カソードの電位と、所定のしきい値電圧を比較し、比較結果に応じた異常検出信号Ｓ３を出力する。制御回路２０は、異常検出信号Ｓ３が異常状態を示すとき、所定の処理を実行する。所定の処理とは、たとえば複数の蛍光ランプ２１０のストライク動作である。
【００７３】
接続点Ｎ３の電位、つまり蛍光ランプ２１０に印加される電圧は、駆動電圧Ｖｄｒｖが、キャパシタＣ２、Ｃ３および蛍光ランプ２１０の寄生容量の合成容量Ｃ４（不図示）と、キャパシタＣ１とによって分圧された電圧となる。したがって、キャパシタＣ１の容量値は、合成容量Ｃ４よりも十分に小さくする必要がある。各キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３の容量値を例示すれば、たとえばＣ１＝１８ｐＦ、Ｃ２＝２ｐＦ、Ｃ３＝２２０ｐＦである。
【００７４】
図３の異常検出部３０の動作を説明する。蛍光ランプ２１０は、正常に点灯するときと、点灯しないときで、インピーダンス、特に容量成分が変化する。したがってｉ番目の蛍光ランプ２１０ｉが正常に点灯するときと、点灯しないときでは、接続点Ｎ３ｉから見た合成容量Ｃ４が変化する。その結果、バラストキャパシタＣ１と合成容量Ｃ４による分圧比が変化し、接続点Ｎ３ｉの電圧が変化する。
【００７５】
たとえば正常の点灯時に接続点Ｎ３の電位が１０００Ｖであるとき、不点灯時には１３００Ｖ程度まで上昇する。したがって、実施の形態に係るインバータ１００ａによれば、接続点Ｎ３の電位を第１キャパシタＣ２、第２キャパシタＣ３によって分圧し、しきい値電圧と比較することにより、不点灯（異常状態）を好適に検出できる。なお、キャパシタＣ２、Ｃ３に代えて抵抗によって分圧する手法も考えられる。しかしながら、蛍光ランプ２１０は主として容量成分が変動するデバイスであるため、キャパシタを用いた方が、接続点Ｎ３の電位の変化量を大きくすることができ、異常検出が容易となるという利点がある。
【００７６】
図３にはすべての蛍光ランプ２１０に対して異常検出回路３２が設けられる構成が示されるが、異常検出回路３２を単一もしくは複数の蛍光ランプ２１０に対して設けてもよい。
【００７７】
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態に係る発光装置２００ｂの構成を示す回路図である。以下、インバータ１００ｂの構成および動作について、第１の実施の形態に係るインバータ１００ａとの相違点を中心に説明する。
【００７８】
本実施の形態に係るインバータ１００ｂは、第１の実施の形態に係るインバータ１００ａと、制御回路２０によるモニタされる電流経路が異なっている。すなわち、第１の実施の形態に係るインバータ１００ａは、所定の負荷を含む経路に流れる電流をモニタしたのに対して、本実施の形態に係るインバータ１００ａは、トランス１２の２次巻線１２ｂを含む電流経路１９に流れる電流をモニタする。
【００７９】
図４のインバータ１００ｂにおいて、フィードバック回路２０ｃは、トランス１２の２次巻線１２ｂを含む電流経路１９上に設けられ、この経路１９に流れる電流Ｉｔｏｔａｌに応じた電圧値を示す帰還信号Ｖｆｂを生成する。図４の制御回路２０は、図１のドライバ回路２０ａ、パルス幅変調器２０ｂを含んで構成される。制御回路２０は、トランス１２の２次巻線１２ｂに流れる電流Ｉｔｏｔａｌが、所定の電流値に近づくように、スイッチング回路１０に含まれる複数のトランジスタのオンオフ状態を制御する。
【００８０】
２次巻線１２ｂに流れる電流Ｉｔｏｔａｌは、出力端子１０４を介して、バラストキャパシタＣ１および蛍光ランプ２１０を含む各電流経路へと分岐される。各電流経路に分岐される電流は、各経路の合成インピーダンスに応じて決定される。たとえば、各電流経路の合成インピーダンスが等しい場合には、電流Ｉｔｏｔａｌは、各電流経路に等しく分配され、蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎの輝度は均一となる。また、各電流経路の合成インピーダンスを、積極的に異なる値に設定した場合、蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎの輝度を異ならしめることができる。
【００８１】
第２の実施の形態によれば、複数の負荷である蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎに流れる電流の和電流が一定値となるように帰還制御を行うことにより、各蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎの管電流を制御することができる。
【００８２】
図３の異常検出部３０は、第２の実施の形態に係るインバータ１００ｂとも好適に組み合わせることができる。
【００８３】
（第３の実施の形態）
図５は、第３の実施の形態に係る発光装置２００ｃの構成の一部を示す回路図である。
【００８４】
図５の発光装置２００ｃは、２個のインバータ１００ｂを備える。それぞれのインバータ１００ｂの構成は図４に示した第２の実施の形態と同様で構わない。２個のインバータ１００ｂは、蛍光ランプ２１０１〜２１０ｎの両側に設けられる。インバータ１００ｂとインバータ１００ｂは、それぞれが、トランス１２Ｒ、１２Ｌの２次巻線に流れる電流が一定値となるように負荷を駆動する。インバータ１００ｂの駆動電圧ＶｄｒｖＲと、インバータ１００ｂの駆動電圧ＶｄｒｖＬは、互いに逆極性となる交流電圧である。
【００８５】
本実施の形態によれば、１組のインバータによって、複数の蛍光ランプ２１０を駆動することができる。
【００８６】
図３の異常検出部３０は、第３の実施の形態に係るインバータ１００ｂとも好適に組み合わせることができる。この場合、異常検出部３０を２つのインバータ１００ｂのいずれか一方、もしくは両方に設けてもよい。
【００８７】
（第４の実施の形態）
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る発光装置２００の構成を示す回路図である。図６のインバータ１００ａは、図１の構成に加えてさらに、電流電圧変換回路４０、フィルタ４２、積分器４４、インタフェース回路４６を備える。
【００８８】
電流電圧変換回路４０は、トランス１２の２次巻線１２ｂに流れる電流を電圧に変換する。図６の電流電圧変換回路４０は、２次巻線１２ｂと同一の経路上に設けられ、一端の電位が固定された抵抗Ｒ４０を含む。抵抗Ｒ４０に生ずる電圧降下（検出電圧という）Ｖｓは、すべての蛍光ランプ２１０に流れる電流Ｉｌａｍｐの合計値に比例する。
【００８９】
ダイオードＤ４０は、後段のダイオードＤ４２とともに、検出電圧Ｖｓを整流する。
【００９０】
フィルタ４２は、電流電圧変換回路４０からの検出電圧Ｖｓの低周波成分を除去するハイパスフィルタである。「低周波成分」とは、交流の駆動電圧Ｖｄｒｖの周波数以下の周波数成分をいう。フィルタのカットオフ周波数は、駆動電圧Ｖｄｒｖの周波数の５〜２０倍程度に設定することが好ましい。フィルタ４２はたとえばキャパシタＣ４０および抵抗Ｒ４２を含む簡易な構成で構わない。
【００９１】
積分器４４は、ダイオードＤ４２を介してフィルタ４２の出力を受ける。積分器４４は、フィルタ４２の出力電圧（整流された波形を有する）を積分（平滑化ともいう）し、検出信号Ｓｓとして出力する。インタフェース回路４６は必要に応じて設けられ、検出信号Ｓｓを、制御回路２０の内部回路の入力電圧範囲や論理値設計（アクティブハイ、アクティブロー）に応じた信号Ｓｓ’に変換する。
【００９２】
制御回路２０は、積分器４４からの検出信号Ｓｓ’にもとづいて蛍光ランプ２１０の異常状態を検出し、異常状態を検出すると所定の保護処理を実行する。
【００９３】
以上が実施の形態に係るインバータ１００ａの全体構成である。続いて、異常検出の動作を説明する。
【００９４】
アーク放電などの異常状態では、トランス１２の２次巻線１２ｂに流れる電流に、駆動電圧Ｖｄｒｖの周波数よりも高い高周波成分が重畳される。図６のインバータ１００ａによれば、この高周波成分をフィルタ４２で抽出して検出信号Ｓｓを生成することにより、異常状態を検出することが可能となる。
【００９５】
いうまでもないが、電流電圧変換回路４０、フィルタ４２、積分器４４による異常検出技術の適用は、図６に示される駆動トポロジーに限定されるものではない。たとえばこの技術は単一の蛍光ランプ２１０を駆動する場合にも利用可能である。
【００９６】
続いて、具体的な保護処理の例を説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は、インタフェース回路４６および制御回路２０内部の保護回路６０の構成を示す回路図である。
【００９７】
図７（ａ）のインタフェース回路４６ａは、抵抗Ｒ５０、Ｒ５２およびキャパシタＣ５０を含む。抵抗Ｒ５０、Ｒ５２によって検出信号Ｓｓが分圧され、さらにキャパシタＣ５０により平滑化されて検出信号Ｓｓ’が生成される。コンパレータ６０ａは、ＣＯＭＰ端子に入力される検出信号Ｓｓ’をしきい値Ｖｔｈと比較し、Ｓｓ’＞Ｖｔｈとなると、その出力をハイレベルとする。コンパレータ６０ａの出力がハイレベルとなると、制御回路２０は制御信号ＳＩＧ＿ＤＲＶの論理値を固定する。
【００９８】
インバータの制御回路には、過電圧保護（ＯＶＰ）用のコンパレータが搭載され、外部から監視対象の信号を入力するためのＣＯＭＰ端子が設けられる場合が多い。図７（ａ）の回路によれば、ＣＯＭＰ端子に検出信号Ｓｓ’を入力することで、異常状態を検出し、適切な回路保護を実行することができる。
【００９９】
図７（ｂ）のインタフェース回路４６ｂは、図７（ａ）のインタフェース回路４６ａに加えてさらに、トランジスタＭ５０、抵抗Ｒ５４、Ｒ５６、トランジスタＱ５０を含む。トランジスタＭ５０のゲートには、キャパシタＣ５０の電位が入力される。トランジスタＱ５０のコレクタは電源端子に接続され、そのベースは抵抗Ｒ５６でプルアップされる。トランジスタＭ５０のドレインとトランジスタＱ５０のベースの間には、抵抗Ｒ５４が設けられる。インタフェース回路４６ｂは、トランジスタＱ５０のコレクタの電位を、検出信号Ｓｓ’として制御回路２０へと出力する。
【０１００】
制御回路２０の保護回路６０は、検出信号Ｓｓ’が所定のしきい値電圧を超えると、所定の保護処理を実行する。
【０１０１】
インバータの制御回路には、短絡保護（ＳＣＰ）用のタイマーラッチ回路が搭載され、タイマーの時定数を調節するためのキャパシタ（不図示）が接続されるＳＣＰ端子が設けられる。タイマーラッチ回路を、本来の短絡保護に利用する場合、ＳＣＰ端子にはキャパシタが接続される。そして、制御回路２０が短絡状態を検出すると、ＳＣＰ端子に接続されるキャパシタに定電流を供給して充電を開始する。ＳＣＰ端子の電位が所定のしきい値電圧に達すると、タイマーラッチ回路６０ｂは、所定の保護処理を実行する。ＳＣＰ端子にキャパシタを接続する代わりに、インタフェース回路４６ｂを接続して検出信号Ｓｓ’を入力することにより、回路保護を実現できる。
【０１０２】
図７（ｃ）を参照する。インバータの制御回路は、図６に示すパルス幅変調器２０ｂを備える。パルス幅変調器２０ｂは、誤差増幅器７０、オシレータ７４、電流源７６、ＰＷＭコンパレータ７８を含む。誤差増幅器７０は、蛍光ランプ２１０の電気的状態を示す帰還信号Ｖｆｂ’と、所定の基準電圧Ｖｒｅｆとの誤差を増幅する。誤差増幅器７０はオープンコレクタ出力（７２）を有しており、出力段のトランジスタ７２のコレクタは、電流源７６と接続される。ＰＷＭコンパレータ７８は、トランジスタ７２のコレクタに生ずる誤差電圧Ｖｅｒｒと、オシレータ７４により生成される三角波もしくはのこぎり波の周期信号Ｖｏｓｃと比較し、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍを生成する。トランジスタ７２のコレクタは、ＦＢ端子に接続される。
【０１０３】
インタフェース回路４６ｃは、抵抗Ｒ５０、Ｒ５２、トランジスタＭ５０、抵抗Ｒ５８を含む。抵抗Ｒ５０、Ｒ５２によって検出信号Ｓｓが分圧され、トランジスタＭ５０のゲートに入力される。抵抗Ｒ５８の一端はトランジスタＭ５０のドレインに接続され、他端は制御回路２０のＦＢ端子に接続される。
【０１０４】
検出信号Ｓｓが所定のしきい値より高くなるとトランジスタＭ５０がオンし、トランジスタ７２と並列に抵抗Ｒ５８が接続され、電流源７６により生成される電流が、抵抗Ｒ５８側に流れ込む。その結果、誤差増幅器７０の出力レベルＶｅｒｒは、ＰＷＭ信号Ｖｐｗｍのデューティ比が低下する方向にシフトされる。
【０１０５】
つまり制御回路２０は、積分器４４からの検出信号Ｓｓが所定のしきい値より高いとき異常状態と判定して、スイッチング回路１０のオン、オフのデューティ比を低下させる。デューティ比を低下させることにより、蛍光ランプ２１０の点灯を維持した状態で、電力を低下させることができ、回路を保護することができる。
【０１０６】
実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【０１０７】
実施の形態では、所定の負荷や、トランス１２の２次巻線１２ｂを含む電流経路に流れる電流をモニタする場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえばトランス１２の１次巻線１２ａに流れる電流や、スイッチング回路１０に含まれるトランジスタに流れる電流などをモニタしてもよい。
【０１０８】
また、蛍光ランプ２１０の駆動形式は、実施の形態に示したそれらに限定されるものではなく、複数の蛍光ランプ２１０を駆動するための公知の技術を利用すればよく、特に特定のトポロジーに限定されることなく、本発明は適用可能である。
【０１０９】
また、本実施の形態に係るインバータ１００ａにより駆動される負荷は、蛍光管に限定されるものではなく、その他、交流の高電圧を必要とする様々なデバイスの駆動に適用することができる。
【０１１０】
本実施の形態において、ロジック回路のハイレベル、ローレベルの論理値の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。
【０１１１】
実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもなく、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１１２】
１００…インバータ、２００…発光装置、２１０…蛍光ランプ、１０…スイッチング回路、１２…トランス、１２ａ…１次巻線、１２ｂ…２次巻線、１４…整流回路、１６…ローパスフィルタ、１８…電流経路、２０…制御回路、２０ａ…ドライバ回路、２０ｂ…パルス幅変調器、２０ｃ…フィードバック回路、３０…異常検出部、３２…異常検出回路、３４…異常判定部、Ｃ１…バラストキャパシタ、Ｃ２…第１キャパシタ、Ｃ３…第２キャパシタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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