(57)【要約】【課題】  放電灯をバースト調光で点灯する際の管電流のオーバーシュートを抑制すると共に管電流を速やかに目標の電流値に立ち上げ可能な放電灯駆動装置を提供する。【解決手段】  放電灯駆動装置は、放電灯の管電流を検出し、放電灯の目標の輝度に対応した電流値となるようデジタルフィルタを用いてフィードバック制御する制御回路を有する。バースト調光において、点灯期間の開始直後、フィードバック制御の目標の電流値を、目標の輝度に相当する値に向けて増やすと共に、デジタルフィルタは、前の点灯期間終了時の値を使用する。【選択図】図２
2006294328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯を駆動する放電灯駆動装置であって、
前記放電灯に高周波数の交流電力を供給する駆動回路と、
前記駆動回路を駆動する駆動パルスを生成して、前記放電灯を、前記放電灯が点灯している点灯期間と前記放電灯が消灯している消灯期間とが交互に現れるバースト調光にて点灯させる制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、
前記放電灯を流れる管電流の値を検出する電流検出手段と、
検出された管電流の値と基準値との差を求める減算手段と、
前記減算手段の出力信号を演算する積分器としてのデジタルフィルタと、
前記デジタルフィルタの出力から前記駆動パルスを生成するパルス生成手段と、
を有し、
前記点灯期間は、前記点灯期間の開始直後の第１期間と、前記第１期間に続く前記第１期間よりも長期の第２期間とを含み、
前記制御回路は、前記第２期間では、前記基準値を目標の電流値に設定し、前記第１期間では、前記基準値を、前記第１期間の終了時に前記目標の電流値となるように時間の経過に伴い増加する値とし、
前記デジタルフィルタは、前記点灯期間の終了時に有する値を次の点灯期間の開始時まで保持し、
前記制御回路は、前記点灯期間において前記管電流を前記目標の電流値に調整することを特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項２】
２つの電極を有する放電灯を駆動する放電灯駆動装置であって、
前記２つの電極のうちの一方の電極に接続されて前記放電灯に高周波数の第１の交流電力を供給する第１の駆動回路と、
他方の電極に接続されて前記放電灯に前記第１の交流電力と同一の高周波数の第２の交流電力を供給する第２の駆動回路と、
前記第１及び第２の駆動回路の各々を駆動する駆動パルスを生成して、前記放電灯を、前記放電灯が点灯している点灯期間と前記放電灯が消灯している消灯期間とが交互に現れるバースト調光にて点灯させる制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、
前記放電灯を流れる管電流の値を検出する電流検出手段と、
前記検出された管電流の値と基準値との差を求める減算手段と、
前記減算手段の出力信号を演算する積分器としてのデジタルフィルタと、
前記デジタルフィルタの出力から前記駆動パルスを生成するパルス生成手段と、
を有し、
前記点灯期間は、前記点灯期間の開始直後の第１期間と、前記第１期間に続く前記第１期間よりも長期の第２期間とを含み、
前記制御回路は、前記第２期間では、前記基準値を目標の電流値に設定し、前記第１期間では、前記基準値を、前記第１期間の終了時に前記目標の電流値となるように時間の経過に伴い増加する値とし、
前記デジタルフィルタは、前記点灯期間の終了時に有する値を次の点灯期間の開始時まで保持し、
前記制御回路は、前記点灯期間において前記管電流を前記目標の電流値に調整することを特徴とする放電灯駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの電極を有する放電灯の点灯を制御する放電灯駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ用の液晶ディスプレイや、液晶テレビのバックライトとして、冷陰極蛍光ランプ（cold cathode fluorescent lamp: ＣＣＦＬ）が用いられている。これらに用いられている放電灯の輝度を調整する場合、放電灯が点灯する点灯期間と放電灯が消灯している消灯期間とが交互に現れるバースト調光が行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
バースト調光では、点灯期間の全体に亘り、放電灯を流れる管電流を輝度に対応した目標値に調整することが求められている。しかしながら、点灯期間において、管電流を目標値にするまでに時間を要したり、或いは、点灯期間の開始直後にオーバーシュートが起きるなど、短時間のうちに目標値にすることが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑み、放電灯をバースト調光で点灯する際、管電流をオーバーシュートを起こさずに短時間のうちに目標値に制御する放電灯駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、放電灯を駆動する放電灯駆動装置であって、放電灯に高周波数の交流電力を供給する駆動回路と、駆動回路を駆動する駆動パルスを生成して、放電灯が点灯している点灯期間と前記放電灯が消灯している消灯期間とが交互に現れるバースト調光にて放電灯を点灯させる制御回路とを有する。制御回路は、放電灯を流れる管電流の値を検出する電流検出手段と、検出された管電流の値と基準値との差を求める減算手段と、減算手段の出力信号を演算する積分器としてのデジタルフィルタと、デジタルフィルタの出力から駆動パルスを生成するパルス生成手段とを有する。点灯期間は、点灯期間の開始直後の第１期間と、第１期間に続く第１期間よりも長期の第２期間とを含む。制御回路は、第２期間では、基準値を目標の電流値に設定し、第１期間では、基準値を、第１期間の終了時に目標の電流値となるように時間の経過に伴い増加する値とする。デジタルフィルタは、点灯期間の終了時に有する値を次の点灯期間の開始時まで保持する。制御回路は、点灯期間において管電流を目標の電流値に調整する。
【０００６】
上記構成により、駆動回路は、制御回路から出力される駆動パルスによって駆動されて、点灯期間に交流電力を放電灯に供給する。従って、放電灯は、点灯期間において交流電力により管電流が流れて点灯され、消灯期間において消灯され、点灯及び消灯を繰り返して、目標の輝度で発光する。
【０００７】
点灯期間において、放電灯が点灯している間、制御回路は、電流検出手段によって管電流を検出し、減算手段によって検出された管電流の値と基準値との差を求める。さらに、デジタルフィルタによって減算手段の出力を積分し、パルス生成手段によって駆動パルスを生成して、放電灯に供給する交流電力を調整して、放電灯に目標の管電流を流して所定の輝度で発光させる。
【０００８】
制御回路においては、消灯期間に入ると、デジタルフィルタは、直前の点灯期間の終了時の値の保持を開始し、パルス生成手段は、駆動パルスの出力を停止する。この消灯期間が終わり次の点灯期間に入ると、第１の期間では、減算手段にて用いられる基準値は、目標の電流値よりも小さい。また、放電灯は、点灯開始直後なので、電流検出手段によって検出される管電流は、比較的少量である。よって、基準値から検出された管電流を引いて得られる減算手段の出力も小さくなる。次に、デジタルフィルタにて、減算手段の出力が直前の点灯期間の終了時の値に加算されるが、減算手段の出力が小さいために、デジタルフィルタの出力の値の変化も、小さくなる。従って、デジタルフィルタの出力に応じて生成される駆動パルスのデューティの変化を小さく抑制でき、管電流が短期間のうちに大量に増加することを防止する。このようにして、管電流のオーバーシュートの発生が抑制できる。
【０００９】
また、デジタルフィルタが、前の点灯期間の終了時の値を保持しているので、消灯期間にデジタルフィルタの値を初期化する場合に比較して、点灯期間開始直後の駆動パルスのデューティを、目標の電流値が流れる場合の駆動パルスのデューティに近い値にできる。従って、放電灯の点灯開始直後の第１の期間であっても、駆動パルスのデューティが目標の電流値を流す場合に近い値を取っているために、短期間のうちに管電流を目標の電流値までに増やすことができ、管電流を目標の電流値に制御できる。
【００１０】
第１の期間に続く第２の期間では、減算手段にて用いられる基準値は、目標の電流値に設定して、減算手段、デジタルフィルタ、及びパルス生成手段により、第１及び第２の交流電力を調整して、放電灯に目標の電流量を流して放電灯を発光させる。
【００１１】
さらに、本発明は、２つの電極を有する放電灯を駆動する放電灯駆動装置であって、第１の駆動回路と、第２の駆動回路と、制御回路とを有する。第１の駆動回路は、２つの電極のうちの一方の電極に接続されて放電灯に高周波数の第１の交流電力を供給する。第２の駆動回路は、他方の電極に接続されて放電灯に第１の交流電力と同一の高周波数の第２の交流電力を供給する。制御回路は、第１及び第２の駆動回路の各々を駆動する駆動パルスを生成して、放電灯を、放電灯を点灯させる点灯期間と放電灯が消灯している消灯期間とが交互に現れるバースト調光にて点灯させる。さらに、制御回路は、放電灯を流れる管電流の値を検出する電流検出手段と、検出された管電流の値と基準値との差を求める減算手段と、減算手段の出力信号を演算する積分器としてのデジタルフィルタと、デジタルフィルタの出力から駆動パルスを生成するパルス生成手段とを有する。点灯期間は、点灯期間の開始直後の第１期間と、第１期間に続く第１期間よりも長期の第２期間とを含む。制御回路は、第２期間では、基準値を目標の電流値に設定し、第１期間では、基準値を、第１期間の終了時に目標の電流値となるように時間の経過に伴い増加する値とする。デジタルフィルタは、点灯期間の終了時に有する値を次の点灯期間の開始時まで保持する。制御回路は、点灯期間において管電流を目標の電流値に調整する。
【００１２】
上記構成により、第１の駆動回路は、制御回路から出力される駆動パルスによって駆動されて、点灯期間に第１の交流電力を放電灯に供給する。一方、第２の駆動回路は、制御回路から出力される駆動パルスによって駆動されて、点灯期間に第２の交流電力を放電灯に供給する。従って、放電灯は、点灯期間において第１及び第２の交流電力により管電流が流れて点灯され、消灯期間において消灯され、点灯及び消灯を繰り返して、目標の輝度で発光する。
【００１３】
点灯期間において、放電灯が点灯している間、制御回路は、電流検出手段によって管電流を検出し、減算手段によって検出された管電流の値と基準値との差を求める。さらに、デジタルフィルタによって減算手段の出力を積分し、パルス生成手段によって駆動パルスを生成して、放電灯に供給される第１及び第２の交流電力を調整して、放電灯に目標の管電流を流して所定の輝度で発光させる。
【００１４】
制御回路においては、消灯期間に入ると、デジタルフィルタは、直前の点灯期間の終了時の値の保持を開始し、パルス生成手段は、駆動パルスの出力を停止する。この消灯期間が終わり次の点灯期間に入ると、第１の期間では、減算手段にて用いられる基準値は、目標の電流値よりも小さい。また、放電灯は、点灯開始直後なので、電流検出手段によって検出される管電流は、比較的少量である。よって、基準値から検出された管電流を引いて得られる減算手段の出力も小さくなる。次に、デジタルフィルタにて、減算手段の出力が直前の点灯期間の終了時の値に加算されるが、減算手段の出力が小さいために、デジタルフィルタの出力の値の変化も、小さくなる。従って、デジタルフィルタの出力に応じて生成される駆動パルスのデューティの変化を小さく抑制でき、管電流が短期間のうちに大量に増加することを防止する。このようにして、管電流のオーバーシュートの発生が抑制できる。
【００１５】
また、デジタルフィルタが、前の点灯期間の終了時の値を保持しているので、消灯期間にデジタルフィルタの値を初期化する場合に比較して、点灯期間開始直後の駆動パルスのデューティを、目標の電流値が流れる場合の駆動パルスのデューティに近い値にできる。従って、放電灯の点灯開始直後の第１の期間であっても、駆動パルスのデューティが目標の電流値を流す場合に近い値を取っているために、短期間のうちに管電流を目標の電流値までに増やすことができ、管電流を目標の電流値に制御できる。
【００１６】
第１の期間に続く第２の期間では、減算手段にて用いられる基準値は、目標の電流値に設定して、減算手段、デジタルフィルタ、及びパルス生成手段により、第１及び第２の交流電力を調整して、放電灯に目標の電流量を流して放電灯を発光させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の放電灯駆動装置によれば、放電灯をバースト調光にて点灯する際、管電流をオーバーシュートさせずに短時間のうちに目標の電流量にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１に、本発明の第１の実施の形態である放電灯駆動装置１０を示す。放電灯駆動装置１０は、電源からの給電により放電灯Ｌの点灯を制御するものであり、第１の駆動回路としてのマスタ回路２０Ａと、第２の駆動回路としてのスレーブ回路２０Ｂと、制御回路３０と、からなる。放電灯駆動装置１０によって点灯が制御される放電灯Ｌは、両端にそれぞれ電極Ｅ１，Ｅ２を有する冷陰極管である。
【００１９】
マスタ回路２０Ａは、第１のインバータ回路２２Ａと、第１の変圧器２４Ａと、第１の共振コンデンサＣ１とからなる。第１のインバータ回路２２Ａの入力端子Ａ１，Ｂ１には、直流電源２６Ａが接続され、電源２６Ａから直流電圧Ｖｉｎが第１のインバータ回路２２Ａに入力される。なお、端子Ｂ１は、端子Ａ１よりも低電位側に位置する。
【００２０】
第１のインバータ回路２２Ａは、フルブリッジタイプのインバータ回路である。入力端子Ａ１，Ｂ１間に、スイッチＳＨ１ｍ及びスイッチＳＬ１ｍが直列に接続され、スイッチＳＨ１ｍが高電位側に位置している。さらに、入力端子Ａ１，Ｂ１間に、スイッチＳＨ２ｍ及びスイッチＳＬ２ｍが直列に接続され、スイッチＳＨ２ｍが高電位側に位置している。スイッチＳＨ１ｍとスイッチＳＬ１ｍとの間のノードＮ１１と、スイッチＳＨ２ｍとスイッチＳＬ２ｍとの間のノードＮ１２とは、第１のインバータ回路２２Ａの出力端子となっている。スイッチング素子ＳＨ１ｍ、ＳＬ１ｍ、ＳＨ２ｍ、ＳＬ２ｍは、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子からなり、それぞれ制御回路３０から出力される駆動パルスとしての４つの制御信号Ｈ１ｍ、Ｈ２ｍ、Ｌ１ｍ、Ｌ２ｍによって制御されて、出力端子Ｎ１１、Ｎ１２の間に、高周波数の交流電流が流れるようにオン・オフのスイッチング動作を行う。各スイッチング素子は、例えば、制御信号のレベルがＨＩＧＨになるとオンとなり、ＬＯＷになるとオフとなる。
【００２１】
第１の変圧器２４Ａは、１次コイルＬ１１と２次コイルＬ１２とからなり、互いに逆極性となるように巻回されている。１次コイルＬ１１の両端は、第１のインバータ回路２２Ａの出力端子Ｎ１１，Ｎ１２に接続されている。２次コイルＬ１２の一端は、直列に接続されたダイオードＤ１１、ノードＮ１３及び抵抗Ｒを介して基準電位Ｇに接続される。ダイオードＤ１１は、アノードが２次コイルＬ１２の一端に接続され、カソードがノードＮ１３に接続され、２次コイルＬ１２の一端からダイオードＤ１１及び抵抗Ｒを経由して基準電位Ｇに向けて電流が流れるようになっている。抵抗Ｒの高電位端子は、制御回路の電流検出端子Ｄ０に接続され、抵抗Ｒは、電流検出手段となっている。さらに、２次コイルＬ１２の一端と基準電位Ｇとの間に、ダイオードＤ１２が接続されている。ダイオードＤ１２は、アノードが基準電位Ｇに接続され、カソードが２次コイルＬ１２の一端に接続されている。
【００２２】
第１の共振コンデンサＣ１は、２次コイルＬ１２と並列に接続されている。第１の共振コンデンサＣ１の一端は、基準電位Ｇに接続されている。第１の共振コンデンサＣ１の他端は、２次コイルＬ１２の他端に接続されている。第１の共振コンデンサＣ１の他端と２次コイルＬ１２の他端との間に位置するノードは、マスタ回路２０Ａの出力端子Ｆ１となっている。マスタ回路２０Ａの出力端子Ｆ１には、放電灯Ｌの一方の電極Ｅ１がバラストコンデンサＣ１Ｂを介して電気的に接続されている。マスタ回路２０Ａは、出力端子Ｆ１から、放電灯Ｌに対して高周波数の第１の交流電流ＩＭを供給する。
【００２３】
スレーブ回路２０Ｂは、第２のインバータ回路２２Ｂと、第２の変圧器２４Ｂと、第２の共振コンデンサＣ２とからなる。第２のインバータ回路２２Ｂの入力端子Ａ２，Ｂ２には、直流電源２６Ｂが接続され、電源２６Ｂから直流電圧Ｖｉｎが第２のインバータ回路２２Ａに入力される。なお、端子Ｂ２は、端子Ａ２よりも低電位側に位置する。
【００２４】
第２のインバータ回路２２Ｂは、フルブリッジタイプのインバータ回路である。入力端子Ａ２，Ｂ２間に、スイッチＳＨ１Ｓ及びスイッチＳＬ１Ｓが直列に接続され、スイッチＳＨ１Ｓが高電位側に位置している。さらに、入力端子Ａ２，Ｂ２間に、スイッチＳＨ２Ｓ及びスイッチＳＬ２Ｓが直列に接続され、スイッチＳＨ２Ｓが高電位側に位置している。スイッチＳＨ１ＳとスイッチＳＬ１Ｓとの間のノードＮ２１と、スイッチＳＨ２ＳとスイッチＳＬ２Ｓとの間のノードＮ２２とは、第２のインバータ回路２２Ｂの出力端子となっている。スイッチング素子ＳＨ１Ｓ、ＳＬ１Ｓ、ＳＨ２Ｓ、ＳＬ２Ｓは、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子からなり、それぞれ制御回路３０から出力される駆動パルスとしての４つの制御信号Ｈ１Ｓ、Ｈ２Ｓ、Ｌ１Ｓ、Ｌ２Ｓによって制御されて、出力端子ノードＮ２１、Ｎ２２の間に、マスタ回路２０の出力周波数と同じ高周波数の交流電流が流れるようにオン・オフのスイッチング動作を行う。各スイッチング素子は、例えば、制御信号のレベルがＨＩＧＨになるとオンとなり、ＬＯＷになるとオフとなる。
【００２５】
第２の変圧器２４Ｂは、１次コイルＬ２１と２次コイルＬ２２とからなり、互いに同極性となるように巻回されている。１次コイルＬ２１の両端は、第２のインバータ回路２２Ｂの出力端子Ｎ２１，Ｎ２２に接続されている。２次コイルＬ２２の一端は、直列に接続されたダイオードＤ２１、ノードＮ２３及び抵抗Ｒを介して基準電位Ｇに接続される。ダイオードＤ２１は、アノードが２次コイルＬ２２の一端に接続され、カソードがノードＮ２３に接続され、２次コイルＬ２２の一端からノードＮ２３及び抵抗Ｒを経由して基準電位Ｇに向けて電流が流れるようになっている。抵抗Ｒの高電位端子は、制御回路の電流検出端子Ｄ０に接続され、抵抗Ｒは、電流検出手段となっている。さらに、２次コイルＬ２２の一端と基準電位Ｇとの間に、ダイオードＤ２２が接続されている。ダイオードＤ２２は、アノードが基準電位Ｇに接続され、カソードが２次コイルＬ２２の一端に接続されている。なお、マスタ回路２０Ａの抵抗Ｒと、スレーブ回路２０Ｂの抵抗Ｒとは、同じ抵抗値を有する。
【００２６】
第２の共振コンデンサＣ２は、２次コイルＬ２２と並列に接続されている。第２の共振コンデンサＣ２の一端は、基準電位Ｇに接続されている。第２の共振コンデンサＣ２の他端は、２次コイルＬ２２の他端に接続されている。第２の共振コンデンサＣ２の他端と２次コイルＬ２２の他端との間に位置するノードは、スレーブ回路２０Ｂの出力端子Ｆ２となっている。スレーブ回路２０Ｂの出力端子Ｆ２には、放電灯の他方の電極Ｅ２がバラストコンデンサＣ２Ｂを介して電気的に接続されている。スレーブ回路２０Ｂは、出力端子Ｆ２から、放電灯Ｌに対して第２の交流電流ＩＳを供給する。
【００２７】
制御回路３０は、デジタル回路からなり、図２に示すように、放電灯Ｌの点灯期間Ｔｏｎと消灯期間Ｔｏｆｆとからなる期間を１周期として交互に繰り返すバースト調光にて放電灯Ｌを点灯させる。なお、点灯期間Ｔｏｎと消灯期間Ｔｏｆｆとの割合は、放電灯Ｌの目標の輝度に応じて設定される。また、制御回路３０は、放電灯Ｌを流れる第１及び第２の交流電流ＩＭ，ＩＳを管電流Ｉとして電流検出端子Ｄ０を介して検出して、放電灯Ｌが目標の輝度で発光するように管電流Ｉのフィードバック制御を行う。すなわち、検出した管電流値Ｉに基づいて、制御回路３０は、マスタ回路２０Ａ及びスレーブ回路２０Ｂのスイッチング動作を制御して、第１及び第２の交流電流ＩＭ，ＩＳを調整する。
【００２８】
図３に、制御回路３０の構成を詳細に示す。図３を参照すると、制御回路３０は、発振器１００と、Ａ／Ｄコンバータ１１０と、減算器１２０と、デジタルフィルタ１３０と、コンパレータ１４０と、制御信号生成回路１５０とからなる。
【００２９】
発振器１００は、制御信号Ｈ１ｍ、Ｈ２ｍ、Ｌ１ｍ、Ｌ２ｍ、Ｈ１Ｓ、Ｈ２Ｓ、Ｌ１Ｓ、Ｌ２Ｓを生成するための基準となる三角波を生成して、コンパレータ１４０の反転入力端子に向けて出力する。Ａ／Ｄコンバータ１１０は、電流検出端子Ｄ０に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ１１０は、電流検出端子Ｄ０を介して入力される管電流値Ｉを、対応するレベルを有するディジタル信号に変換して減算器１２０へ出力する。
【００３０】
減算器１２０は、減算手段として、Ａ／Ｄコンバータ１１０の出力を基準値ＲＥＦから減算して出力する。
【００３１】
デジタルフィルタ１２０は、積分器からなり、減算器１２０の出力信号を、基準クロックＣＬが入力される毎に積算し、その値をコンパレータ１４０の非反転入力端子に向けて出力する。なお、基準クロックＣＬの周波数は、スイッチング動作の周波数よりも相当高く設定されている。また、デジタルフィルタ１２０は、基準クロックの入力が停止すると、次の基準クロックが入力されるまで、積算した値を保持する。
【００３２】
コンパレータ１４０は、非反転入力端子にデジタルフィルタ１３０の出力が入力され、反転入力端子に発振器１００にて生成された三角波が入力され、出力端子は、制御信号生成回路１５０に接続されている。
【００３３】
制御信号生成回路１５０は、コンパレータ１４０からの出力が入力され、コンパレータ１４０からの出力と、発振器１００から出力される三角波との大小関係から、制御信号Ｈ１ｍ、Ｈ２ｍ、Ｌ１ｍ、Ｌ２ｍ、Ｈ１Ｓ、Ｈ２Ｓ、Ｌ１Ｓ、Ｌ２Ｓのデューティを設定する。また、制御信号生成回路１５０は、各インバータ回路２２Ａ，２２Ｂへの制御信号によるスイッチング動作のタイミングを設定する。そして、これらの設定を制御信号Ｈ１ｍ、Ｈ２ｍ、Ｌ１ｍ、Ｌ２ｍ、Ｈ１Ｓ、Ｈ２Ｓ、Ｌ１Ｓ、Ｌ２Ｓとして対応するスイッチング素子へ向けて出力し、各インバータ回路２２Ａ，２２Ｂに所定のスイッチング動作を行わせる。また、制御信号生成回路１５０には、リセット信号生成回路１６０が接続されている。制御信号生成回路１５０は、リセット信号生成回路１６０からリセット信号ＳＲが入力されると、上記制御信号の各インバータ回路２２Ａ，２２Ｂへの出力を停止し、点灯期間Ｔｏｎに入ると制御信号の出力を再開する。する。なお、コンパレータ１４０及び制御信号生成回路１５０は、ともにパルス生成手段として機能する。
【００３４】
次に、上記構成の放電灯駆動装置１０の動作について、図１乃至図３を参照しながら説明する。制御回路３０は、放電灯Ｌをバースト調光により点灯させる。バースト調光は、放電灯Ｌが点灯される点灯期間Ｔｏｎと放電灯Ｌが消灯している消灯期間Ｔｏｆｆとを１周期Ｔ０として、例えば１００〜３００Ｈｚの周波数で放電灯Ｌの点灯及び消灯を繰り返す（図２（ａ）参照）。制御回路３０は、点灯期間Ｔｏｎにおいては、インバータ回路２２Ａ，２２Ｂから管電流Ｉを放電灯Ｌに供給して放電灯Ｌを点灯する。一方、消灯期間Ｔｏｆｆにおいては、リセット信号ＳＲにより、インバータ回路２２Ａ，２２Ｂから放電灯Ｌへの管電流Ｉの供給を停止して放電灯Ｌを消灯させる（図２（ｂ）参照）。
【００３５】
さらに、制御回路３０は、点灯期間Ｔｏｎを、点灯開始直後の第１の期間Ｔ１と、第１の期間Ｔ１に続く第２の期間Ｔ２とに分けて放電灯Ｌの点灯を制御する。第１の期間Ｔ１は、１周期のおよそ１．０％程度の長さに設定され、例えば０．４ｍｓ程度である。制御回路３０は、第１の期間Ｔ１の開始時では、基準値ＲＥＦを、放電灯Ｌの目標の輝度に対応する目標の管電流値Ｉ０よりも小さい値Ｉｉに設定し、第１の期間Ｔ１の終了時にＩ０となるように徐々に増加させる。そして、基準値ＲＥＦは、第２の期間Ｔ２では、目標の管電流値Ｉ０に設定する（図２（ｃ）参照）。
【００３６】
時刻ｔ１で、点灯期間Ｔｏｎ、すなわち第１の期間Ｔ１に移行すると、制御信号生成回路１５０からマスタ回路２０Ａ及びスレーブ回路２０Ｂへの制御信号Ｈ１ｍ、Ｈ２ｍ、Ｌ１ｍ、Ｌ２ｍ、Ｈ１Ｓ、Ｈ２Ｓ、Ｌ１Ｓ、Ｌ２Ｓの印加が開始されて、マスタ回路２０Ａ及びスレーブ回路２０Ｂから放電灯Ｌへの電流供給が開始される。従って、管電流Ｉが放電灯Ｌを流れ始める。管電流Ｉは、電流検出端子Ｄ０を介してＡ／Ｄコンバータ１１０に入力されてディジタル信号に変換される。次に、管電流Ｉは、減算器１２０にて、目標の電流値Ｉ０より小さい値に相当する基準値ＲＥＦから減算されて出力される。また、第１の期間Ｔ１において、基準値ＲＥＦは、ＩｉからＩ０に向けて徐々に増加する（図２（ｃ）参照）。減算器１２０の出力は、デジタルフィルタ１３０にて基準クロック毎に積算され、コンパレータ１４０を経て、制御信号生成回路１５０にて、管電流Ｉを目標の電流値とするようなデューティや位相差を有する制御信号Ｈ１ｍ、Ｈ２ｍ、Ｌ１ｍ、Ｌ２ｍ、Ｈ１Ｓ、Ｈ２Ｓ、Ｌ１Ｓ、Ｌ２Ｓを生成する（図２（ｅ），（ｆ）参照）。
【００３７】
次に、時刻ｔ２にて第１の期間Ｔ１から第２の期間Ｔ２に移行すると、基準値ＲＥＦは、目標の管電流値Ｉに相当する値Ｉ０に固定され（図２（ｃ）参照）、制御回路３０は、管電流Ｉのフィードバック制御を行う。
【００３８】
次に、時刻ｔ３にて、第２の期間Ｔ２、すなわち点灯期間Ｔｏｎが終了すると、リセット信号ＳＲが制御信号生成回路１５０に入力され、制御信号生成回路１５０は、マスタ及びスレーブ回路２０Ａ，２０Ｂへの制御信号の印加を停止する。同時に、デジタルフィルタ１３０への基準クロックの入力も停止され、デジタルフィルタ１３０は、時刻ｔ３における積分値の保持を開始する。
【００３９】
次に、時刻ｔ４にて消灯期間Ｔｏｆｆが終了して、点灯期間Ｔｏｎに移行すると、マスタ回路２０Ａ及びスレーブ回路２０Ｂから放電灯Ｌへの電流供給が再開され、管電流Ｉが放電灯Ｌを流れ始める。同時に、デジタルフィルタ１３０への基準クロックの入力も再開される。デジタルフィルタ１３０は、前の点灯期間Ｔｏｎの終了時点ｔ３での積分値を保持している（図２（ｄ）参照）。従って、デジタルフィルタ１３０が出力する積分値に基づいて生成される制御信号Ｈ１ｍ、Ｈ２ｍ、Ｌ１ｍ、Ｌ２ｍ、Ｈ１Ｓ、Ｈ２Ｓ、Ｌ１Ｓ、Ｌ２Ｓのデューティや位相差を、放電灯Ｌが目標の輝度で発光している点灯期間Ｔｏｎの第２の期間Ｔ２に近い値に設定することができ、管電流Ｉを比較的短時間のうちに、目標の管電流値Ｉ０に増やすことができる（図２（ｇ）参照）。
【００４０】
このように、時刻ｔ４以降、点灯期間Ｔｏｎ及び消灯期間Ｔｏｆｆを繰り返すことによって、バースト調光によって放電灯Ｌを点灯させる。また、上記のように、バースト調光における点灯期間Ｔｏｎの開始直後、すなわち、第１の期間Ｔ１において、フィードバック制御の目標値となる目標の管電流値Ｉ０に相当する基準値ＲＥＦを、Ｉ０より小さな値Ｉｉから徐々に増やすことによって、点灯期間Ｔｏｎの開始直後の管電流Ｉのオーバーシュートの発生を抑制できる。この理由は、点灯期間Ｔｏｎの開始直後から基準値ＲＥＦとしてＩ０を使用すると、減算器１２０の出力レベルが大きいために、管電流Ｉに対するフィードバック制御の作用が大きくなり、管電流Ｉのオーバーシュートにつながる恐れが大きいからである。
【００４１】
また、基準値ＲＥＦを、点灯期間Ｔｏｎにおいて、Ｉ０より小さな値Ｉｉから徐々に増やすと、実際に放電灯Ｌを流れる電流値を、目標の電流値Ｉｏに到達させるために、点灯開始直後から目標の電流値Ｉｏに相当する基準値ＲＥＦを使用する場合に比較して、管電流Ｉの立ち上がりが遅くなり、時間を要する傾向がある。なぜなら、従来行われていたように、デジタルフィルタ１３０を点灯期間Ｔｏｎの開始時にリセットすると、デジタルフィルタ１３０の積分値が一定のレベルに達するまで時間を要して、マスタ回路２０Ａ及びスレーブ回路２０Ｂへ印加される制御信号のデューティを拡大して管電流Ｉを目標電流値に増加するまでの時間をかなり要するからである。しかし、本実施の形態では、デジタルフィルタ１３０は、点灯期間Ｔｏｎへの移行にあたり、積分値をリセットせずに、前の点灯期間Ｔｏｎの終了における値を保持して、かかる値からデジタルフィルタ１３０による積分を再開している。従って、デジタルフィルタ１３０をリセットする場合に比較して、制御信号のデューティが点灯開始直後から大きく設定されているので、短時間で管電流値Ｉを目標の電流値Ｉｏにすることができる。
【００４２】
このように、消灯期間Ｔｏｆｆにおいて、デジタルフィルタ１３０への基準クロックの入力を停止して積分値を保持し、且つ、点灯期間Ｔｏｎの開始直後に、フィードバック制御に用いる電流値を目標の電流値Ｉｏより小さな値で開始してＩｏに向けて増加させることによって、点灯期間Ｔｏｎにおいて、管電流Ｉを、オーバーシュートさせずに、且つ立ち上がりに要する時間を短縮して、目標の電流値に制御できる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施の形態である放電灯駆動装置２００を、図４を参照して説明する。放電灯駆動装置２００は、電源からの給電により放電灯Ｌの点灯を制御するものであり、駆動回路としてのドライバ回路２２０と、制御回路２３０と、からなる。
【００４４】
ドライバ回路２２０は、インバータ回路２２２と、変圧器２２４と、共振コンデンサＣ１１とからなる。インバータ回路２２２の入力端子Ａ１，Ｂ１には、直流電源２２６が接続され、電源２２６から直流電圧Ｖｉｎがインバータ回路２２２に入力される。なお、端子Ｂ１は、端子Ａ１よりも低電位側に位置する。
【００４５】
インバータ回路２２２は、フルブリッジタイプのインバータ回路である。入力端子Ａ１，Ｂ１間に、スイッチＳＨ１及びスイッチＳＬ１が直列に接続され、スイッチＳＨ１が高電位側に位置している。さらに、入力端子Ａ１，Ｂ１間に、スイッチＳＨ２及びスイッチＳＬ２が直列に接続され、スイッチＳＨ２が高電位側に位置している。スイッチＳＨ１とスイッチＳＬ１との間のノードＮ１と、スイッチＳＨ２とスイッチＳＬ２との間のノードＮ２とは、インバータ回路２２２の出力端子となっている。スイッチング素子ＳＨ１、ＳＬ１、ＳＨ２、ＳＬ２は、例えばＭＯＳ−ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子からなり、それぞれ制御回路２３０から出力される駆動パルスとしての４つの制御信号Ｈ１、Ｈ２、Ｌ１、Ｌ２によって制御されて、出力端子Ｎ１、Ｎ２の間に、高周波数の交流電流が流れるようにオン・オフのスイッチング動作を行う。各スイッチング素子は、例えば、制御信号のレベルがＨＩＧＨになるとオンとなり、ＬＯＷになるとオフとなる。
【００４６】
変圧器２２４は、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２とからなり、互いに逆極性となるように巻回されている。１次コイルＬ１の両端は、インバータ回路２２２の出力端子Ｎ１，Ｎ２に接続されている。２次コイルＬ２の一端は、直列に接続されたダイオードＤ１、ノードＮ３及び抵抗Ｒを介して基準電位Ｇに接続される。ダイオードＤ１は、アノードが２次コイルＬ２の一端に接続され、カソードがノードＮ３に接続され、２次コイルＬ２の一端からダイオードＤ１及び抵抗Ｒを経由して基準電位Ｇに向けて電流が流れるようになっている。抵抗Ｒの高電位端子は、制御回路の電流検出端子Ｄ０に接続され、抵抗Ｒは、電流検出手段となっている。さらに、２次コイルＬ２の一端と基準電位Ｇとの間に、ダイオードＤ２が接続されている。ダイオードＤ２は、アノードが基準電位Ｇに接続され、カソードが２次コイルＬ２の一端に接続されている。
【００４７】
共振コンデンサＣ１１は、２次コイルＬ２と並列に接続されている。共振コンデンサＣ１１の一端は、基準電位Ｇに接続されている。共振コンデンサＣ１１の他端は、２次コイルＬ２の他端に接続されている。共振コンデンサＣ１１の他端と２次コイルＬ２の他端との間に位置するノードは、ドライバ回路２２０の出力端子Ｆとなっている。ドライバ回路２２０の出力端子Ｆには、放電灯Ｌの一方の電極Ｅ１がバラストコンデンサＣＢを介して電気的に接続されている。ドライバ回路２２０は、出力端子Ｆから、放電灯Ｌに対して高周波数の交流電流Ｉを供給する。一方、放電灯Ｌの他方の電極Ｅ２は、基準電位Ｇに接続されている。
【００４８】
制御回路２３０は、デジタル回路からなり、図５に示すように、放電灯Ｌの点灯期間Ｔｏｎと消灯期間Ｔｏｆｆとからなる期間を１周期として交互に繰り返すバースト調光にて放電灯Ｌを点灯させる。なお、点灯期間Ｔｏｎと消灯期間Ｔｏｆｆとの割合は、放電灯Ｌの目標の輝度に応じて設定される。また、制御回路２３０は、放電灯Ｌを流れる管電流Ｉを電流検出端子Ｄ０を介して検出して、放電灯Ｌが目標の輝度で発光するように管電流Ｉのフィードバック制御を行う。すなわち、検出した管電流値Ｉに基づいて、制御回路２３０は、ドライバ回路２２０のスイッチング動作を制御して、交流電流Ｉを調整する。
【００４９】
図６に、制御回路２３０の構成を詳細に示す。図６を参照すると、制御回路２３０は、発振器３００と、Ａ／Ｄコンバータ３１０と、減算器３２０と、デジタルフィルタ３３０と、コンパレータ３４０と、制御信号生成回路３５０とからなる。
【００５０】
発振器３００は、制御信号Ｈ１、Ｈ２、Ｌ１、Ｌ２を生成するための基準となる三角波を生成して、コンパレータ３４０の反転入力端子に向けて出力する。Ａ／Ｄコンバータ３１０は、電流検出端子Ｄ０に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ３１０は、電流検出端子Ｄ０を介して入力される管電流値Ｉを、対応するレベルを有するディジタル信号に変換して減算器３２０へ出力する。
【００５１】
減算器３２０は、減算手段として、Ａ／Ｄコンバータ３１０の出力を基準値ＲＥＦから減算して出力する。
【００５２】
デジタルフィルタ３２０は、積分器からなり、減算器３２０の出力信号を、基準クロックＣＬが入力される毎に積算し、その値をコンパレータ３４０の非反転入力端子に向けて出力する。なお、基準クロックＣＬの周波数は、スイッチング動作の周波数よりも相当高く設定されている。また、デジタルフィルタ１２０は、基準クロックの入力が停止すると、次の基準クロックが入力されるまで、積算した値を保持する。
【００５３】
コンパレータ３４０は、非反転入力端子にデジタルフィルタ３３０の出力が入力され、反転入力端子に発振器３００にて生成された三角波が入力され、出力端子は、制御信号生成回路３５０に接続されている。
【００５４】
制御信号生成回路３５０は、コンパレータ３４０からの出力が入力され、コンパレータ３４０からの出力と、発振器３００から出力される三角波との大小関係から、制御信号Ｈ１、Ｈ２、Ｌ１、Ｌ２のデューティを設定する。また、制御信号生成回路３５０は、ドライバ回路２２２への制御信号によるスイッチング動作のタイミングを設定する。そして、これらの設定を制御信号Ｈ１、Ｈ２、Ｌ１、Ｌ２として対応するスイッチング素子へ向けて出力し、ドライバ回路２２２に所定のスイッチング動作を行わせる。また、制御信号生成回路３５０には、リセット信号生成回路３６０が接続されている。制御信号生成回路３５０は、リセット信号生成回路３６０からリセット信号ＳＲが入力されると、上記制御信号のドライバ回路２２２への出力を停止し、点灯期間Ｔｏｎに入ると制御信号の出力を再開する。する。なお、コンパレータ３４０及び制御信号生成回路３５０は、ともにパルス生成手段として機能する。
【００５５】
次に、上記構成の放電灯駆動装置２００の動作について、図４乃至図６を参照しながら説明する。制御回路２３０は、放電灯Ｌをバースト調光により点灯させる。バースト調光は、放電灯Ｌが点灯される点灯期間Ｔｏｎと放電灯Ｌが消灯している消灯期間Ｔｏｆｆとを１周期Ｔ０として、例えば１００〜３００Ｈｚの周波数で放電灯Ｌの点灯及び消灯を繰り返す（図５（ａ）参照）。制御回路２３０は、点灯期間Ｔｏｎにおいては、ドライバ回路２２２から管電流Ｉを放電灯Ｌに供給して放電灯Ｌを点灯する。一方、消灯期間Ｔｏｆｆにおいては、リセット信号ＳＲにより、ドライバ回路２２２から放電灯Ｌへの管電流Ｉの供給を停止して放電灯Ｌを消灯させる（図５（ｂ）参照）。
【００５６】
さらに、制御回路２３０は、点灯期間Ｔｏｎを、点灯開始直後の第１の期間Ｔ１と、第１の期間Ｔ１に続く第２の期間Ｔ２とに分けて放電灯Ｌの点灯を制御する。第１の期間Ｔ１は、１周期のおよそ１．０％程度の長さに設定され、例えば０．４ｍｓ程度である。制御回路２３０は、第１の期間Ｔ１の開始時では、基準値ＲＥＦを、放電灯Ｌの目標の輝度に対応する目標の管電流値Ｉ０よりも小さい値Ｉｉに設定し、第１の期間Ｔ１の終了時にＩ０となるように徐々に増加させる。そして、基準値ＲＥＦは、第２の期間Ｔ２では、目標の管電流値Ｉ０に設定する（図５（ｃ）参照）。
【００５７】
時刻ｔ１で、点灯期間Ｔｏｎ、すなわち第１の期間Ｔ１に移行すると、制御信号生成回路３５０からドライバ回路２２０への制御信号Ｈ１、Ｈ２、Ｌ１、Ｌ２の印加が開始されて、ドライバ回路２２０から放電灯Ｌへの電流供給が開始される。従って、管電流Ｉが放電灯Ｌを流れ始める。管電流Ｉは、電流検出端子Ｄ０を介してＡ／Ｄコンバータ３１０に入力されてディジタル信号に変換される。次に、管電流Ｉは、減算器３２０にて、目標の電流値Ｉ０より小さい値に相当する基準値ＲＥＦから減算されて出力される。また、第１の期間Ｔ１において、基準値ＲＥＦは、ＩｉからＩ０に向けて徐々に増加する（図５（ｃ）参照）。減算器３２０の出力は、デジタルフィルタ３３０にて基準クロック毎に積算され、コンパレータ３４０を経て、制御信号生成回路３５０にて、管電流Ｉを目標の電流値とするようなデューティや位相差を有する制御信号Ｈ１、Ｈ２、Ｌ１、Ｌ２を生成する（図５（ｅ）参照）。
【００５８】
次に、時刻ｔ２にて第１の期間Ｔ１から第２の期間Ｔ２に移行すると、基準値ＲＥＦは、目標の管電流値Ｉに相当する値Ｉ０に固定され（図５（ｃ）参照）、制御回路２３０は、管電流Ｉのフィードバック制御を行う。
【００５９】
次に、時刻ｔ３にて、第２の期間Ｔ２、すなわち点灯期間Ｔｏｎが終了すると、リセット信号ＳＲが制御信号生成回路３５０に入力され、制御信号生成回路３５０は、ドライバ回路２２０への制御信号の印加を停止する。同時に、デジタルフィルタ３３０への基準クロックの入力も停止され、デジタルフィルタ３３０は、時刻ｔ３における積分値の保持を開始する。
【００６０】
次に、時刻ｔ４にて消灯期間Ｔｏｆｆが終了して、点灯期間Ｔｏｎに移行すると、ドライバ回路２２０から放電灯Ｌへの電流供給が再開され、管電流Ｉが放電灯Ｌを流れ始める。同時に、デジタルフィルタ３３０への基準クロックの入力も再開される。デジタルフィルタ３３０は、前の点灯期間Ｔｏｎの終了時点ｔ３での積分値を保持している（図５（ｄ）参照）。従って、デジタルフィルタ３３０が出力する積分値に基づいて生成される制御信号Ｈ１、Ｈ２、Ｌ１、Ｌ２のデューティや位相差を、放電灯Ｌが目標の輝度で発光している点灯期間Ｔｏｎの第２の期間Ｔ２に近い値に設定することができ、管電流Ｉを比較的短時間のうちに、目標の管電流値Ｉ０に増やすことができる（図５（ｆ）参照）。
【００６１】
このように、時刻ｔ４以降、点灯期間Ｔｏｎ及び消灯期間Ｔｏｆｆを繰り返すことによって、バースト調光によって放電灯Ｌを点灯させる。また、上記のように、バースト調光における点灯期間Ｔｏｎの開始直後、すなわち、第１の期間Ｔ１において、フィードバック制御の目標値となる目標の管電流値Ｉ０に相当する基準値ＲＥＦを、Ｉ０より小さな値Ｉｉから徐々に増やすことによって、点灯期間Ｔｏｎの開始直後の管電流Ｉのオーバーシュートの発生を抑制できる。この理由は、点灯期間Ｔｏｎの開始直後から基準値ＲＥＦとしてＩ０を使用すると、減算器１２０の出力レベルが大きいために、管電流Ｉに対するフィードバック制御の作用が大きくなり、管電流Ｉのオーバーシュートにつながる恐れが大きいからである。
【００６２】
また、基準値ＲＥＦを、点灯期間Ｔｏｎにおいて、Ｉ０より小さな値Ｉｉから徐々に増やすと、実際に放電灯Ｌを流れる電流値を、目標の電流値Ｉｏに到達させるために、点灯開始直後から目標の電流値Ｉｏに相当する基準値ＲＥＦを使用する場合に比較して、管電流Ｉの立ち上がりが遅くなり、時間を要する傾向がある。なぜなら、従来行われていたように、デジタルフィルタ１３０を点灯期間Ｔｏｎの開始時にリセットすると、デジタルフィルタ１３０の積分値が一定のレベルに達するまで時間を要して、ドライバ回路２２０へ印加される制御信号のデューティを拡大して管電流Ｉを目標電流値に増加するまでの時間をかなり要するからである。しかし、本実施の形態では、デジタルフィルタ３３０は、点灯期間Ｔｏｎへの移行にあたり、積分値をリセットせずに、前の点灯期間Ｔｏｎの終了における値を保持して、かかる値からデジタルフィルタ３３０による積分を再開している。従って、デジタルフィルタ３３０をリセットする場合に比較して、制御信号のデューティが点灯開始直後から大きく設定されているので、短時間で管電流値Ｉを目標の電流値Ｉｏにすることができる。
【００６３】
このように、消灯期間Ｔｏｆｆにおいて、デジタルフィルタ３３０への基準クロックの入力を停止して積分値を保持し、且つ、点灯期間Ｔｏｎの開始直後に、フィードバック制御に用いる電流値を目標の電流値Ｉｏより小さな値で開始してＩｏに向けて増加させることによって、点灯期間Ｔｏｎにおいて、管電流Ｉを、オーバーシュートさせずに、且つ立ち上がりに要する時間を短縮して、目標の電流値に制御できる。
【００６４】
なお、上記のいずれの実施の形態において、第１の期間Ｔｏｎは、バースト調光の周期に対しておよそ１．０％の長さが好ましいとした。しかし、第１の期間Ｔｏｎの長さは、放電灯Ｌの特性や、バースト調光の周波数、放電灯Ｌの目標の輝度に応じて、適宜変更して良い。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の放電灯駆動装置は、大画面テレビを始めとする各種ディスプレイパネルのバックライトの制御など、適宜の放電灯の駆動制御に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態による放電灯駆動装置を示す構成図である。
【図２】制御回路３０が生成する各種制御信号、また、その内部で使用される基準値ＲＥＦ、管電流の各々を示す波形図である。
【図３】制御回路の詳細を示す構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による放電灯駆動装置を示す構成図である。
【図５】制御回路２３０が生成する各種制御信号、また、その内部で使用される基準値ＲＥＦ、管電流の各々を示す波形図である。
【図６】制御回路の詳細を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０、２００    放電灯駆動装置
２０Ａ    第１の駆動回路
２０Ｂ    第２の駆動回路
３０、２３０    制御回路
Ｄ０、１１０、３１０    電流検出手段
１２０、３２０    減算手段
１３０、３３０    デジタルフィルタ
１００，１４０，１５０、３００、３４０、３５０    パルス生成手段
Ｌ    放電灯
【図１】
2006294328.tif 000003
【図２】
2006294328.tif 000004
【図３】
2006294328.tif 000005
【図４】
2006294328.tif 000006
【図５】
2006294328.tif 000007
【図６】
2006294328.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月5日(2006.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006294328.tif 000009