(57)【要約】【課題】外面電極型希ガス蛍光ランプの放電灯に流れる電流にオーバーシュート、アンダーシュートを無くし、休止期間を広く持たせる回路構成にして、放電灯の発光効率を良くする。【解決手段】本発明の放電灯駆動装置は、駆動信号回路４により第１、第２のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をオン／オフ制御し、電源電流をトランスＴにおける１次巻線のタップから第１の巻線部分Ｌ１１、第２の巻線部分Ｌ１２に流す際に発生するオーバーシュート、アンダーシュートを第１、第２の一方向性電流素子Ｄ１，Ｄ２によって抑制し、ランプ電流の休止時間を長くすることにより放電灯Ｐが安定した放電を行うようにする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次巻線側にタップを有するトランスの２次巻線側に放電灯を接続し、
前記タップを通じて電力を供給する前記１次巻線の一端に第１の一方向性電流素子を介して直列に第１のスイッチング素子を接続し、前記１次巻線の他端に第２の一方向性電流素子を介して直列に第２のスイッチング素子を接続し、
前記第１、第２のスイッチング素子にそれぞれをオン／オフ制御する駆動信号回路を接続したことを特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項２】
前記第１、第２の一方向性電流素子それぞれは、ダイオード、トランジスタ、ＦＥＴ若しくはフォトカプラであることを特徴とする請求項１に記載の放電灯駆動装置。
【請求項３】
１次巻線側にタップを有するトランスの２次巻線側に放電灯を接続し、
前記タップを通じて電力を供給する１次巻線の一端に第１のインピーダンス成分を持つ素子を介して直列に第１のスイッチング素子を接続し、前記１次巻線の他端に第２のインピーダンス成分を持つ素子を介して直列に第２のスイッチング素子を接続し、
前記第１、第２のスイッチング素子にそれぞれをオン／オフ制御する駆動信号回路を接続したことを特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項４】
前記第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子それぞれは、抵抗若しくはインダクタであることを特徴とする請求項３に記載の放電灯駆動装置。
【請求項５】
１次巻線側にタップを有するトランスの２次巻線側に放電灯を接続し、
前記タップを通じて電力を供給する１次巻線の一端に第１のインピーダンス成分を持つ素子と第１の一方向性電流素子とを介して直列に第１のスイッチング素子を接続し、前記１次巻線の他端に第２のインピーダンス成分を持つ素子と第２の一方向性電流素子とを介して直列に第２のスイッチング素子を接続し、
前記第１、第２のスイッチング素子にそれぞれをオン／オフ制御する駆動信号回路を接続したことを特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項６】
前記第１、第２の一方向性電流素子それぞれは、ダイオード、トランジスタ、ＦＥＴ若しくはフォトカプラであり、
前記第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子それぞれは、抵抗若しくはインダクタであることを特徴とする請求項５に記載の放電灯駆動装置。
【請求項７】
前記１次巻線の両端に、抵抗成分を持つ素子と第３のスイッチング素子とが直列に接続されたチラツキ防止回路を接続し、
前記第３のスイッチング素子にこれをオン／オフ制御する調光範囲切替回路を接続したことを特徴とする請求項１、３又は５に記載の放電灯駆動装置。
【請求項８】
前記１次巻線における前記タップと前記第１のスイッチング素子若しくは第２のスイッチング素子が接続された端部との間の巻線部分に並列に、抵抗成分を持つ素子と第３のスイッチング素子とが直列に接続されたチラツキ防止回路を接続し、
前記第３のスイッチング素子にこれをオン／オフ制御する調光範囲切替回路を接続したことを特徴とする請求項１、３又は５に記載の放電灯駆動装置。
【請求項９】
前記トランスの１次巻線側に３次巻線を設け、
前記３次巻線の一端をグランドに接地し、当該３次巻線の他端とグランドとの間に第３のスイッチング素子を接続し、
前記第３のスイッチング素子にこれをオン／オフ制御する調光範囲切替回路を接続したことを特徴とする請求項１、３又は５に記載の放電灯駆動装置。
【請求項１０】
前記トランスの１次巻線側に３次巻線を設け、
前記３次巻線の一端をグランドに接地し、当該３次巻線の他端に抵抗成分を持つ素子と第３のスイッチング素子とが直列に接続されたチラツキ防止回路を接続し、
前記第３のスイッチング素子にこれをオン／オフ制御する調光範囲切替回路を接続したことを特徴とする請求項１、３又は５に記載の放電灯駆動装置。
【請求項１１】
前記３次巻線は１０ターン以下、好ましくは１〜２ターンの巻数であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の放電灯駆動装置。
【請求項１２】
前記調光範囲切替回路は、前記放電灯を高輝度調光させるときに前記第３のスイッチング素子をオフし、前記放電灯を低輝度調光させるときに前記第３のスイッチング素子をオンすることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の放電灯駆動装置。
【請求項１３】
前記第１、第２の一方向性電流素子それぞれは、ダイオード、トランジスタ、ＦＥＴ若しくはフォトカプラであり、
前記第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子それぞれは抵抗若しくはインダクタであり、
前記第３のスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ、トランジスタ若しくはフォトカプラであることを特徴とする請求項７〜１２のいずれかに記載の放電灯駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ、ナビゲーション、ワードプロセッサーなどに使用される液晶表示装置のバックライト用光源には、放電灯として外面電極型希ガス蛍光ランプが利用されるようになってきている。
【０００３】
外面電極型希ガス蛍光ランプには、図１６に示すように、ガラス管１０内の内部電極１１とガラス管１０外面の外部電極１２との間で放電させる片側電極蛍光ランプ１がある。また外面電極型希ガス蛍光ランプの別の構成として、図１７に示すように、ガラス管２０の外面に形成された少なくとも一対の外面電極２１，２２間で放電させる外面電極型蛍光ランプ２がある。
【０００４】
このような構成の外面電極型希ガス蛍光ランプの点灯制御には、矩形波インバータ電源３０を用いて、高周波の矩形波電圧をランプの電極１１，１２間あるいは電極２１，２２間に印加して放電を開始させる。この放電が開始すれば、ガラス管１０，２０に封入してあるキセノンのような希ガス１３，２３から紫外線を放出させる。そして、蛍光体１４，２４によって可視光に変換し、光源として利用することができる。
【０００５】
図１８（ａ），（ｂ）は、このような外面電極型希ガス蛍光ランプＰを点灯するための従来の放電灯駆動装置の回路構成及び放電灯駆動動作を示している。パルストランスＴはその１次巻線側の適切な分割点にタップを有し、このタップによって１次巻線が第１の巻線部分Ｌ１１と第２の巻線部分Ｌ１２に分割されている。パルストランスＴの２次巻線Ｌ２側に外面電極型希ガス蛍光ランプＰを接続し、１次巻線の両端に第１のスイッチング素子Ｓ１、第２のスイッチング素子Ｓ２を接続している。
【０００６】
そして第１、第２のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２には、駆動信号回路４から図１９に示すような矩形波パルスを交互にオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）するように与え、タップから供給される電力を１次巻線の巻線部分Ｌ１１，Ｌ１２に交互に流し、これによって二次巻線Ｌ２に誘起される交流電力により外面電極蛍光ランプＰを点灯させるものである。
【０００７】
この外面電極蛍光ランプＰの点灯動作については説明する。図１８（ａ）に示したように駆動信号１がオン、駆動信号２がオフしているときは、電源に接続されたタップを介して、第１の巻線部分Ｌ１１、第１のスイッチング素子Ｓ１に電流が流れる。このとき、第２のスイッチング素子Ｓ２は駆動信号２がオフのため動作しない。
【０００８】
図１８（ｂ）に示したように駆動信号２がオン、駆動信号１がオフしているときには、電源に接続されたタップを介して第２の巻線部分Ｌ１２、第２のスイッチング素子Ｓ２に電流が流れる。このとき、第１のスイッチング素子Ｓ１は駆動信号１がオフしているため動作しない。この繰り返し動作でパルストランスＴを駆動し、ランプＰを点灯させるのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の放電灯駆動装置には次のような技術的課題が存在していた。図２０は従来の放電灯駆動装置のランプ電圧波形・ランプ電流波形を示している。図２０のＡ部、Ｂ部に見られるように、ランプ電流の立ち上がり時、立ち下がり時にオーバーシュート、アンダーシュートが見られる。このようなオーバーシュート、アンダーシュートがあると休止期間τ１，τ２が短くなりランプＰを効率よく点灯できなかった。
【００１０】
ランプを効率よく点灯するためには、ランプ電流のオーバーシュート、アンダーシュートを無くして休止期間を長くする必要がある。
【００１１】
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、放電灯に流れる電流にオーバーシュート、アンダーシュートを無くし、休止期間を広く持たせる回路構成にして、放電灯の発光効率を良くすることができる放電灯駆動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明はまた、放電灯の調光時に発生するトランスの共振を無くし、１００％〜ほぼ０％の調光範囲での放電灯の安定点灯を可能にする放電灯駆動装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の放電灯駆動装置は、１次巻線側にタップを有するトランスの２次巻線側に放電灯を接続し、前記タップを通じて電力を供給する１次巻線の一端に第１の一方向性電流素子を介して直列に第１のスイッチング素子を接続し、前記１次巻線の他端に第２の一方向性電流素子を介して直列に第２のスイッチング素子を接続し、前記第１、第２のスイッチング素子にそれぞれをオン／オフ制御する駆動信号回路を接続したことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の放電灯駆動装置において、前記第１、第２の一方向性電流素子それぞれは、ダイオード、トランジスタ、ＦＥＴ若しくはフォトカプラであることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項１及び２の発明の放電灯駆動装置では、駆動信号回路により第１、第２のスイッチング素子をオン／オフ制御し、電源電流をトランスにおける１次巻線のタップから第１の巻線部分、第２の巻線部分に交互に流す際に発生するオーバーシュート、アンダーシュートを第１、第２の一方向性電流素子によって抑制し、ランプ電流の休止時間を長くすることにより放電灯が安定した放電を行うようにする。
【００１６】
請求項３の発明の放電灯駆動装置は、１次巻線側にタップを有するトランスの２次巻線側に放電灯を接続し、前記タップを通じて電力を供給する１次巻線の一端に第１のインピーダンス成分を持つ素子を介して直列に第１のスイッチング素子を接続し、前記１次巻線の他端に第２のインピーダンス成分を持つ素子を介して直列に第２のスイッチング素子を接続し、前記第１、第２のスイッチング素子にそれぞれをオン／オフ制御する駆動信号回路を接続したことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３の放電灯駆動装置において、前記第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子それぞれは、抵抗若しくはインダクタであることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項３及び４の発明の放電灯駆動装置では、駆動信号回路により第１、第２のスイッチング素子をオン／オフ制御し、電源電流をトランスにおける１次巻線のタップから第１の巻線部分、第２の巻線部分に交互に流す際に発生するオーバーシュート、アンダーシュートを第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子によって抑制し、ランプ電流の休止時間を長くすることにより放電灯が安定した放電を行うようにする。
【００１９】
請求項５の発明の放電灯駆動装置は、１次巻線側にタップを有するトランスの２次巻線側に放電灯を接続し、前記タップを通じて電力を供給する１次巻線の一端に第１のインピーダンス成分を持つ素子と第１の一方向性電流素子とを介して直列に第１のスイッチング素子を接続し、前記１次巻線の他端に第２のインピーダンス成分を持つ素子と第２の一方向性電流素子とを介して直列に第２のスイッチング素子を接続し、前記第１、第２のスイッチング素子にそれぞれをオン／オフ制御する駆動信号回路を接続したことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６の発明は、請求項５の放電灯駆動装置において、前記第１、第２の一方向性電流素子それぞれは、ダイオード、トランジスタ、ＦＥＴ若しくはフォトカプラであり、前記第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子それぞれは、抵抗若しくはインダクタであることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項５及び６の発明の放電灯駆動装置では、駆動信号回路により第１、第２のスイッチング素子をオン／オフ制御し、電源電流をトランスにおける１次巻線のタップから第１の巻線部分、第２の巻線部分に交互に流す際に発生するオーバーシュート、アンダーシュートを第１、第２のスイッチング素子と第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子とによって抑制し、ランプ電流の休止時間を長くすることにより放電灯が安定した放電を行うようにする。
【００２２】
請求項７の発明は、請求項１、３又は５の放電灯駆動装置において、前記１次巻線の両端に、抵抗成分を持つ素子と第３のスイッチング素子とが直列に接続されたチラツキ防止回路を接続し、前記第３のスイッチング素子にこれをオン／オフ制御する調光範囲切替回路を接続したことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項１、３又は５の放電灯駆動装置において、前記１次巻線における前記タップと前記第１のスイッチング素子若しくは第２のスイッチング素子が接続された端部との間の巻線部分に並列に、抵抗成分を持つ素子と第３のスイッチング素子とが直列に接続されたチラツキ防止回路を接続し、前記第３のスイッチング素子にこれをオン／オフ制御する調光範囲切替回路を接続したことを特徴とするものである。
【００２４】
請求項７及び８の発明の放電灯駆動装置では、駆動信号回路により第１、第２のスイッチング素子をオン／オフ制御し、電源電流をトランスにおける１次巻線のタップから第１の巻線部分、第２の巻線部分に交互に流す際に発生するオーバーシュート、アンダーシュートを第１、第２のスイッチング素子と第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子とによって抑制し、ランプ電流の休止時間を長くすることにより放電灯が安定した放電を行うようにする。
【００２５】
さらに、この発明の放電灯駆動装置では、放電灯の低輝度調光時に第３のスイッチング素子をオンさせることによって電流振動を、抵抗成分を持つ素子に吸収させて抑制し、放電灯が低輝度でもチラツキなく発光するようにし、その調光可能範囲をほぼ０％の低輝度にまで広げる。
【００２６】
請求項９の発明は、請求項１、３又は５の放電灯駆動装置において、前記トランスの１次巻線側に３次巻線を設け、前記３次巻線の一端をグランドに接地し、当該３次巻線の他端とグランドとの間に第３のスイッチング素子を接続し、前記第３のスイッチング素子にこれをオン／オフ制御する調光範囲切替回路を接続したことを特徴とするものである。
【００２７】
請求項９の発明の放電灯駆動装置では、駆動信号回路により第１、第２のスイッチング素子をオン／オフ制御し、電源電流をトランスにおける１次巻線のタップから第１の巻線部分、第２の巻線部分に交互に流す際に発生するオーバーシュート、アンダーシュートを第１、第２のスイッチング素子と第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子とによって抑制し、ランプ電流の休止時間を長くすることにより放電灯が安定した放電を行うようにする。
【００２８】
さらに、この発明の放電灯駆動装置では、放電灯の低輝度調光時に第３のスイッチング素子をオンさせることによって電流振動を３次巻線に通すことよって吸収させて抑制し、放電灯が低輝度でもチラツキなく発光するようにし、その調光可能範囲をほぼ０％の低輝度にまで広げる。
【００２９】
請求項１０の発明は、請求項１、３又は５の放電灯駆動装置において、前記トランスの１次巻線側に３次巻線を設け、前記３次巻線の一端をグランドに接地し、当該３次巻線の他端に抵抗成分を持つ素子と第３のスイッチング素子とが直列に接続されたチラツキ防止回路を接続し、前記第３のスイッチング素子にこれをオン／オフ制御する調光範囲切替回路を接続したことを特徴とするものである。
【００３０】
請求項１０の発明の放電灯駆動装置では、駆動信号回路により第１、第２のスイッチング素子をオン／オフ制御し、電源電流をトランスにおける１次巻線のタップから第１の巻線部分、第２の巻線部分に交互に流す際に発生するオーバーシュート、アンダーシュートを第１、第２のスイッチング素子と第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子とによって抑制し、ランプ電流の休止時間を長くすることにより放電灯が安定した放電を行うようにする。
【００３１】
さらに、この発明の放電灯駆動装置では、放電灯の低輝度調光時に第３のスイッチング素子をオンさせることによって電流振動を抵抗成分を持つ素子と３次巻線に通すことよって吸収させて抑制し、放電灯が低輝度でもチラツキなく発光するようにし、その調光可能範囲をほぼ０％の低輝度にまで広げる。
【００３２】
請求項１１の発明は、請求項９又は１０の放電灯駆動装置において、前記３次巻線は１０ターン以下、好ましくは１〜２ターンの巻数であることを特徴とするものであり、３次巻線に発生する電圧が放電灯を直接駆動する２次巻線に悪影響を与えない程度にして放電灯を安定点灯させ、かつ、超低輝度でもチラツキのない発光を可能にし、放電灯の調光可能範囲を低い輝度にまで広げる。
【００３３】
請求項１２の発明は、請求項７〜１１の放電灯駆動装置において、前記調光範囲切替回路は、前記放電灯を高輝度調光させるときに前記第３のスイッチング素子をオフし、前記放電灯を低輝度調光させるときに前記第３のスイッチング素子をオンすることを特徴とするものであり、低輝度調光時に第３のスイッチング素子をオンさせることによってチラツキ防止回路を動作させ、超低輝度でもチラツキのない発光を可能にする。
【００３４】
請求項１３の発明は、請求項７〜１２の放電灯駆動装置において、前記第１、第２の一方向性電流素子それぞれは、ダイオード、トランジスタ、ＦＥＴ若しくはフォトカプラであり、前記第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子それぞれは抵抗若しくはインダクタであり、前記第３のスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ、トランジスタ若しくはフォトカプラであることを特徴とするものである。
【００３５】
【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（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施の形態の放電灯駆動装置の回路構成及び動作を示している。本実施の形態の放電灯駆動装置では、トランスＴの２次巻線Ｌ２側に外面電極型希ガス蛍光ランプＰを接続している。トランスＴの１次巻線側は適切な分割点にタップを設けることによって、この１次巻線を第１の巻線部分Ｌ１１と第２の巻線部分Ｌ１２とに分けてある。
【００３６】
第１の巻線部分Ｌ１１、第２の巻線部分Ｌ１２それぞれのタップと反対の端部には、ダイオード、トランジスタ、ＦＥＴ若しくはフォトカプラのような一方向性電流素子Ｄ１，Ｄ２を介して第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２が接続してある。
【００３７】
これらの第１、第２のスイッチＳ１，Ｓ２は、駆動信号回路４からの図１９に示すような駆動信号１、駆動信号２により交互にオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）制御するようになっている。
【００３８】
次に、上記構成の第１の実施の形態の放電灯駆動装置の動作を説明する。
【００３９】
図１（ａ）に示すように、駆動信号回路４からの駆動信号１がオン、駆動信号２がオフしているときは、電源に接続されたタップを介して第１の巻線部分Ｌ１１−第１の一方向性電流素子Ｄ１−第１のスイッチＳ１−グランド（ＧＮＤ）に電流が流れる。このとき第２のスイッチＳ２は、駆動信号２がオフのため動作しない。
【００４０】
図１（ｂ）に示すように、駆動信号回路４からの駆動信号２がオン、駆動信号１がオフしているときは、電源に接続されたタップを介して第２の巻線部分Ｌ１２−第２の一方向性電流素子Ｄ２−第２のスイッチＳ２−グランドに電流が流れる。このとき第１のスイッチＳ１は、駆動信号１がオフしているため動作しない。
【００４１】
図２に本実施の形態の放電灯駆動装置により得られたランプ電圧波形、電流波形を示してある。一方向性電流素子Ｄ１，Ｄ２を使用することで逆電流が流れなくなり、ランプ電流の立ち上がり、立ち下がり時に図２０に示した従来例で見られたオーバーシュート、アンダーシュートを無くすことができている。この結果、本実施の形態ではランプ電流の長い休止期間τ１１，τ１２が得られ、放電灯の安定した点灯が可能である。
【００４２】
実験では、本実施の形態の放電灯駆動装置では、従来回路に比ベランプ電流の休止期間が１０％以上広がり、このランプ電流の休止期間の広がりによってランプＰの発光効率が向上し、従来回路よりランプＰの発光効率が５％以上向上するという結果を得た。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施の形態の放電灯駆動装置を、図３（ａ），（ｂ）を用いて説明する。第２の実施の形態の特徴は、図１に示した第１の実施の形態において使用した第１、第２の一方向性電流素子Ｄ１，Ｄ２に代えて、第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ４，Ｌ５を用いた点にある。その他の構成要素は、図１に示した第１の実施の形態と共通である。
【００４４】
インピーダンス成分を持つ素子Ｌ４，Ｌ５にはインダクタを使用し、０．１μＨ〜１０μＨの値を選定する。また、インピーダンス成分を持つ素子Ｌ４，Ｌ５として、０．０１Ω〜１０Ω以下の抵抗値を持つ抵抗器を使用することもできる。
【００４５】
第２の実施の形態の放電灯駆動装置の動作は、次の通りである。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、駆動信号１がオン、駆動信号２がオフしているときは、電源に接続されたタップを介して、第１の巻線部分Ｌ１−第１のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ４−第１のスイッチＳ１−グランドに電流が流れる。このとき第２のスイッチＳ２は、駆動信号２がオフのため動作しない。
【００４７】
図３（ｂ）に示すように、駆動信号２がオン、駆動信号１がオフしているときは、電源に接続されたタップを介して第２の巻線部分Ｌ２−第２のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ５−第２のスイッチＳ２−グランドに電流が流れる。このときスイッチＳ１は、駆動信号１がオフしているため動作しない。
【００４８】
この第２の実施の形態の放電灯駆動装置にあっても、インピーダンス成分を持つ素子Ｌ４，Ｌ５を使用することで、オーバーシュート、アンダーシュートを和らげる効果があり、ランプ電流の長い休止期間が得られ、結果として放電灯の安定した点灯が可能である。
【００４９】
次に、本発明の第３の実施の形態の放電灯駆動装置について、図４（ａ），（ｂ）を用いて説明する。第３の実施の形態の放電灯駆動装置は、図１に示した第１の実施の形態で使用した第１、第２の一方向性電流素子Ｄ１，Ｄ２と直列に図３に示した第２の実施の形態で使用した第１、第２のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ４，Ｌ５とを用い、第１のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ４、第１の一方向性電流素子Ｄ１、第１のスイッチＳ１を第１の巻線部分Ｌ１１の端部に直列に接続し、また、第２のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ５、第２の一方向性電流素子Ｄ２、第２のスイッチＳ２を第２の巻線部分Ｌ１２の端部に直列に接続した回路構成を特徴とする。その他の構成要素は、図１に示した第１の実施の形態と共通である。
【００５０】
次に、第３の実施の形態の放電灯駆動装置の動作を説明する。
【００５１】
図４（ａ）に示すように、駆動信号１がオン、駆動信号２がオフしているときは、電源に接続されたタップを介して、第１の巻線部分Ｌ１１−第１のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ４−第１の一方向性電流素子Ｄ１−第１のスイッチＳ１−グランドに電流が流れる。このとき第２のスイッチＳ２は、駆動信号２がオフのため動作しない。
【００５２】
図４（ｂ）に示すように、駆動信号２がオン、駆動信号１がオフしているときは、電源に接続されたタップを介して第２の巻線部分Ｌ１２−第２のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ５−第２の一方向性電流素子Ｄ２−第２のスイッチＳ２−グランドに電流が流れる。このとき、第１のスイッチＳ１は、駆動信号１がオフしているため動作しない。
【００５３】
この第３の実施の形態の放電灯駆動装置にあっても、インピーダンス成分を持つ素子Ｌ４，Ｌ５と一方向性電流素子Ｄ１，Ｄ２を使用することで、オーバーシュート、アンダーシュートを和らげる効果があり、ランプ電流の長い休止期間が得られ、結果として放電灯の安定した点灯が可能である。
【００５４】
次に、本発明の第４の実施の形態の放電灯駆動装置について、図５（ａ），（ｂ）を用いて説明する。第４の実施の形態の放電灯駆動装置では、トランスＴの２次巻線Ｌ２側に外面電極型希ガス蛍光ランプＰを接続している。トランスＴの１次巻線側は、適切な分割点にタップを設けることによってこの１次巻線を第１の巻線部分Ｌ１１と第２の巻線部分Ｌ１２とに分けてある。
【００５５】
第３の実施の形態と同様に、第１のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ４、第１の一方向性電流素子Ｄ１、第１のスイッチＳ１を第１の巻線部分Ｌ１１の端部に直列に接続し、また、第２のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ５、第２の一方向性電流素子Ｄ２、第２のスイッチＳ２を第２の巻線部分Ｌ１２の端部に直列に接続してある。これらの第１、第２のスイッチＳ１，Ｓ２は、駆動信号回路４からの駆動信号１、駆動信号２により交互にオン／オフ制御するようになっている。
【００５６】
本実施の形態の放電灯駆動装置ではさらに、トランスＴの１次巻線の両端に、この１次巻線と並列に、抵抗素子Ｒ１と第３のスイッチＳ３とが直列に接続されたチラツキ防止回路を接続してある。そして、この第３のスイッチＳ３は、駆動信号回路４からの駆動信号３によりオン／オフ制御するようになっている。
【００５７】
駆動信号回路４は、本実施の形態の場合、第１、第２のスイッチＳ１，Ｓ２を交互にオン／オフ制御する駆動信号１、駆動信号２を出力すると共に、低輝度調光時に第３のスイッチＳ３をオンし、高輝度調光時にオフする駆動信号３を出力する。
【００５８】
次に、上記構成の第４の実施の形態の放電灯駆動装置の動作を、図５〜図９を用いて説明する。
【００５９】
＜高輝度調光時：調光範囲１００％〜１５％＞
図５（ａ）は調光１００％〜１５％までの動作を示し、図６はその時のタイミングチャートを示している。
【００６０】
（ＩＡ）駆動信号回路４からの駆動信号１がオン、駆動信号２がオフのとき、第１のスイッチＳ１がオンし、第２のスイッチＳ２がオフし、電源に接続されたタップを介して、第１の巻線部分Ｌ１１−第１のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ４−第１の一方向性電流素子Ｄ１−第１のスイッチＳ１−グランドに電流が流れる。このとき、第２のスイッチＳ２はオフしているため動作しない。
【００６１】
（ＩＢ）次に駆動信号１がオフ、駆動信号２がオンになれば、第２のスイッチＳ２がオンし、第１のスイッチＳ１がオフし、電源に接続されたタップを介して第２の巻線部分Ｌ１２−第２のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ５−第２の一方向性電流素子Ｄ２−第２のスイッチＳ２−グランドに電流が流れる。このとき、第１のスイッチＳ１はオフしているため動作しない。
【００６２】
調光範囲が１００％〜１５％の高輝度調光時には、駆動信号回路４は駆動信号３をオフにするので、第３のスイッチＳ３はオフしている。このため、（ＩＡ），（ＩＢ）のいずれの状態でも抵抗素子Ｒ１には電流が流れない。
【００６３】
本実施の形態では、高輝度調光時にはこの（ＩＡ），（ＩＢ）の状態を繰り返すことで、トランスＴより出力された矩形波電圧がランプＰに供給され、ランプＰが高輝度調光する。
【００６４】
＜低輝度調光時：調光範囲１４％〜０％＞
図５（ｂ）は、調光範囲１４〜１％での動作を示し、図７はその時のタイミングチャートを示している。
【００６５】
（ＩＩＡ）駆動信号回路４からの駆動信号１がオン、駆動信号２がオフのとき、第１のスイッチＳ１がオンし、第２のスイッチＳ２がオフし、電源に接続されたタップを介して第１の巻線部分Ｌ１１−第１のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ４−第１の一方向性電流素子Ｄ１−第１のスイッチＳ１−グランドに電流が流れる。
【００６６】
さらに低輝度調光の場合、駆動信号回路４からの駆動信号３がオンであるので、第３のスイッチＳ３が駆動信号３によりオンしているため、第１の巻線部分Ｌ１１−抵抗素子Ｒ１−第３のスイッチＳ３−第２の巻線部分Ｌ１２にも電流が流れる。
【００６７】
（ＩＩＢ）駆動信号回路４からの駆動信号１がオフ、駆動信号２がオフのとき、第２のスイッチＳ２がオンし、第１のスイッチＳ１がオフし、電源に接続されたタップを介して第２の巻線部分Ｌ１２−第２のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ５−第２の一方向性電流素子Ｄ２−第２のスイッチＳ２−グランドに電流が流れる。
【００６８】
このときにも、駆動信号回路４からの駆動信号３がオンであるので、第３のスイッチＳ３が駆動信号３によりオンしているため、第２の巻線部分Ｌ１２−第３のスイッチＳ３−抵抗素子Ｒ１−第１の巻線部分Ｌ１１に電流が流れる。
【００６９】
この低輝度調光時のランプ電圧波形は、第３のスイッチ３がオンしているため、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２が交互に動作し終えた後に共振することはない。
【００７０】
図４に示した第３の実施の形態の放電灯駆動装置によって外面電極型希ガス蛍光ランプＰのような放電灯を点灯し、調光したときのランプ電圧、電流波形は図８に示すようなものである。この波形から明らかなように、ランプ電圧立ち下がりに共振しているのが分かる。このため、高輝度調光時には安定した放電が期待できるが、調光により低輝度で発光させるときにチラツキが発生し、使用に耐える調光可能範囲は１００〜５％程度である。
【００７１】
これに対して、第４の実施の形態の放電灯駆動装置では、図９に示すようなランプ電圧、電流波形が得られ、ランプ電圧立ち下がり時の共振が無くなっている。つまり、図１０に示したように、調光１５％未満のときに第３のスイッチＳ３をオンすることで、抵抗素子Ｒ１はＬＣ共振回路に対してその共振を減衰させるようにダンピング抵抗として作用する。これによってＬＣ共振回路により発生されるリンキングが防止でき、この結果、ランプ電圧、ランプ電流におけるリンキングも防止でき抑制できるのである。
【００７２】
ここで、抵抗素子Ｒ１の抵抗値は、１Ωから１００Ω程度とするのが好ましい。抵抗値が１００Ω以上だと、抵抗素子Ｒ１に電流が流れにくくなり、動作しない状態と同じになる。また、抵抗値が低すぎると抵抗素子Ｒ１での損失が大きくなるので、図１０に示したように、駆動信号回路４からの駆動信号３により低輝度調光時（調光が低いとき）にのみ第３のスイッチＳ３をオンさせる。
【００７３】
また、第３のスイッチＳ３には、図１１に示したようなＭＯＳＦＥＴを用いるのが好ましいが、図１２に示したようなフォトＭＯＳＦＥＴ、トランジスタ若しくはフォトカプラを利用することもできる。
【００７４】
これにより、第４の実施の形態の放電灯駆動装置では、低輝度調光時にもランプＰを安定して点灯させることができ、調光範囲１００％〜ほぼ０％が可能となるのである。
【００７５】
なお、第３のスイッチＳ３をオンして低輝度調光時に共振を防止する設定条件は、上記の例だけではなく、例えば、０．５〜２０％程度の範囲内で設定することができる。
【００７６】
次に、本発明の第５の実施の形態の放電灯駆動装置について、図１３を用いて説明する。第５の実施の形態の特徴は、図５に示した第４の実施の形態に対して、１次巻線における第１の巻線部分Ｌ１１若しくは第２の巻線部分Ｌ１２に並列に、抵抗素子Ｒ１と第３のスイッチＳ３とが直列に接続されたチラツキ防止回路を接続し、駆動信号回路４からの駆動信号３によってこの第３のスイッチＳ３をオン／オフ制御するようにした点にある。その他の構成要素は、図５に示した第４の実施の形態と共通である。
【００７７】
この第５の実施の形態の放電灯駆動装置の動作は、第４の実施の形態とほぼ同様である。
【００７８】
図１３（ａ）は高輝度調光時（調光範囲１００％〜１５％）の状態を示している。この場合、駆動信号３はオフであり、第３のスイッチＳ３はオフしていて、第１、第２のスイッチＳ１，Ｓ２は図５（ａ）、図６のタイミングチャートに示したものと同じオン／オフ動作をする。
【００７９】
図１３（ｂ）は低輝度調光時（調光範囲１４％〜０％）の状態を示している。この場合、駆動信号３はオンであり、第３のスイッチＳ３はオンしていて、第１、第２のスイッチＳ１，Ｓ２は図５（ｂ）、図７のタイミングチャートに示したものと同じオン／オフ動作をする。
【００８０】
これにより、第５の実施の形態の放電灯駆動装置にあっても、第４の実施の形態と同様に、低輝度調光時にもランプＰを安定して点灯させることができ、調光範囲１００％〜ほぼ０％が可能である。
【００８１】
次に、本発明の第６の実施の形態の放電灯駆動装置について、図１４（ａ），（ｂ）を用いて説明する。第６の実施の形態の放電灯駆動装置では、トランスＴの２次巻線Ｌ２側に外面電極型希ガス蛍光ランプＰを接続している。トランスＴの１次巻線側は適切な分割点にタップを設けることによって、この１次巻線を第１の巻線部分Ｌ１１と第２の巻線部分Ｌ１２とに分けてある。
【００８２】
第３の実施の形態と同様に、第１のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ４、第１の一方向性電流素子Ｄ１、第１のスイッチＳ１を第１の巻線部分Ｌ１１の端部に直列に接続し、また、第２のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ５、第２の一方向性電流素子Ｄ２、第２のスイッチＳ２を第２の巻線部分Ｌ１２の端部に直列に接続してある。これらの第１、第２のスイッチＳ１，Ｓ２は、駆動信号回路４からの駆動信号１、駆動信号２により交互にオン／オフ制御するようになっている。
【００８３】
本実施の形態の放電灯駆動装置ではさらに、トランスＴの１次巻線側に３次巻線Ｌ６を設け、この３次巻線Ｌ６の一端をグランドに接地し、他端に抵抗素子Ｒ１と第３のスイッチＳ３とが直列に接続されたチラツキ防止回路を接続し、第３のスイッチＳ３にこれをオン／オフ制御する駆動信号３を駆動信号回路４から与えるようにしている。
【００８４】
このとき使用する抵抗素子Ｒ１の抵抗値は１００Ω以下とし、３次巻線Ｌ６の巻数は１０ターン以下とする。抵抗値抵抗素子Ｒ１の抵抗値が１００Ω以上、３次巻線Ｌ６の巻数が１０ターンを越えると外面電極ランプＰを直接駆動する２次巻線Ｌ２に与える電圧の影響が大きくなり、安定点灯が難しくなり、ランプＰが均一に発光しなくなる恐れがあるからである。さらに、３次巻線Ｌ６の巻数については、１〜２ターンである方がより好ましい。
【００８５】
駆動信号回路４は、本実施の形態の場合、第１、第２のスイッチＳ１，Ｓ２を交互にオン／オフ制御する駆動信号１、駆動信号２を出力すると共に、低輝度調光時に第３のスイッチＳ３をオンし、高輝度調光時にオフする駆動信号３を出力する。
【００８６】
次に、上記構成の第６の実施の形態の放電灯駆動装置の動作を説明する。
【００８７】
＜高輝度調光時：調光範囲１００％〜１５％＞
図１４（ａ）は調光１００％〜１５％までの動作を示している。
【００８８】
（ＩＡ）駆動信号回路４からの駆動信号１がオン、駆動信号２がオフのとき、第１のスイッチＳ１がオンし、第２のスイッチＳ２がオフし、電源に接続されたタップを介して、第１の巻線部分Ｌ１１−第１のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ４−第１の一方向性電流素子Ｄ１−第１のスイッチＳ１−グランドに電流が流れる。このとき、第２のスイッチＳ２はオフしているため動作しない。
【００８９】
（ＩＢ）次に駆動信号１がオフ、駆動信号２がオンになれば、第２のスイッチＳ２がオンし、第１のスイッチＳ１がオフし、電源に接続されたタップを介して第２の巻線部分Ｌ１２−第２のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ５−第２の一方向性電流素子Ｄ２−第２のスイッチＳ２−グランドに電流が流れる。このとき、第１のスイッチＳ１はオフしているため動作しない。
【００９０】
調光範囲が１００％〜１５％の高輝度調光時には、駆動信号回路４は駆動信号３をオフにするので、第３のスイッチＳ３はオフしている。このため、（ＩＡ），（ＩＢ）のいずれの状態でも抵抗素子Ｒ１には電流が流れない。
【００９１】
本実施の形態では、高輝度調光時にはこの（ＩＡ），（ＩＢ）の状態を繰り返すことで、トランスＴより出力された矩形波電圧がランプＰに供給され、ランプＰが高輝度調光する。
【００９２】
＜低輝度調光時：調光範囲１４％〜０％＞
図１４（ｂ）は、調光範囲１４〜１％での動作を示している。
【００９３】
（ＩＩＡ）駆動信号回路４からの駆動信号１がオン、駆動信号２がオフのとき、第１のスイッチＳ１がオンし、第２のスイッチＳ２がオフし、電源に接続されたタップを介して第１の巻線部分Ｌ１１−第１のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ４−第１の一方向性電流素子Ｄ１−第１のスイッチＳ１−グランドに電流が流れる。
【００９４】
さらに低輝度調光の場合、駆動信号回路４からの駆動信号３がオンであるので、第３のスイッチＳ３が駆動信号３によりオンしているため、３次巻線Ｌ６−抵抗素子Ｒ１−第３のスイッチＳ３−グランドにも電流が流れる。
【００９５】
（ＩＩＢ）駆動信号回路４からの駆動信号１がオフ、駆動信号２がオフのとき、第２のスイッチＳ２がオンし、第１のスイッチＳ１がオフし、電源に接続されたタップを介して第２の巻線部分Ｌ１２−第２のインピーダンス成分を持つ素子Ｌ５−第２の一方向性電流素子Ｄ２−第２のスイッチＳ２−グランドに電流が流れる。
【００９６】
このときにも、駆動信号回路４からの駆動信号３がオンであるので、第３のスイッチＳ３が駆動信号３によりオンしているため、３次巻線Ｌ６−抵抗素子Ｒ１−第３のスイッチＳ３−グランドに電流が流れる。
【００９７】
この低輝度調光時のランプ電圧波形は、第３のスイッチ３がオンしているため、第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２が交互に動作し終えた後に共振することはない。このため、調光１５％未満のとき、第３のスイッチＳ３をオンすることで、抵抗素子Ｒ１はＬＣ共振回路に対してその共振を減衰させるようにダンピング抵抗として作用し、これによってＬＣ共振回路により発生されるリンキングが防止でき、ランプ電圧、ランプ電流におけるリンキングも抑制できる。
【００９８】
なお、この実施の形態でも、第４の実施の形態と同様に抵抗素子Ｒ１の抵抗値は、１Ωから１００Ω程度とするのが好ましい。抵抗値が１００Ω以上だと、抵抗素子Ｒ１に電流が流れにくくなり、動作しない状態と同じになる。また、抵抗値が低すぎると抵抗素子Ｒ１での損失が大きくなるので、駆動信号回路４からの駆動信号３により、低輝度調光時にのみ第３のスイッチＳ３をオンさせる。
【００９９】
これにより、第６の実施の形態の放電灯駆動装置では、低輝度調光時にもランプＰを安定して点灯させることができ、調光範囲１００％〜ほぼ０％が可能である。
【０１００】
次に、本発明の第７の実施の形態の放電灯駆動装置について、図１５を用いて説明する。第７の実施の形態の特徴は、図１４に示した第６の実施の形態に対して、チラツキ防止回路から抵抗素子Ｒ１，Ｒ２を削除した回路構成にある。
【０１０１】
この第７の実施の形態にあっては、第６の実施の形態に比べて抵抗素子Ｒ１を除いた分だけ回路構成が簡素化され、しかも第６の実施の形態と同様に低輝度調光時にもランプＰを安定して点灯させることができ、調光範囲１００％〜ほぼ０％が可能である。
【０１０２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、放電灯に流れる電流にオーバーシュート、アンダーシュートを無くし、休止期間を広く持たせる回路構成にして、放電灯の発光効率を良くすることができる。
【０１０３】
また本発明によれば、放電灯の調光時に発生するトランスの共振を無くし、調光比１００％〜ほぼ０％の範囲で放電灯の安定点灯が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の放電灯駆動装置の回路図。
【図２】上記第１の実施の形態の放電灯駆動装置によるランプ電圧、ランプ電流のグラフ。
【図３】本発明の第２の実施の形態の放電灯駆動装置の回路図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の放電灯駆動装置の回路図。
【図５】本発明の第４の実施の形態の放電灯駆動装置の回路図。
【図６】上記第４の実施の形態の放電灯駆動装置の調光率１００％〜１５％の範囲の動作のタイミングチャート。
【図７】上記第４の実施の形態の放電灯駆動装置の調光率１４％〜０．５％の範囲の動作のタイミングチャート。
【図８】上記第４の実施の形態の放電灯駆動装置において、第３のスイッチをオフした状態でのランプ電圧、ランプ電流のグラフ。
【図９】上記第４の実施の形態の放電灯駆動装置において、第３のスイッチをオンした状態でのランプ電圧、ランプ電流のグラフ。
【図１０】上記第４の実施の形態の放電灯駆動装置において、調光率と第３のスイッチのオン／オフ制御との関係を示すグラフ。
【図１１】上記第４の実施の形態の放電灯駆動装置において、第３のスイッチに用いるＭＯＳＦＥＴの回路図。
【図１２】上記第４の実施の形態の放電灯駆動装置において、第３のスイッチに用いるフォトＭＯＳＦＥＴの回路図。
【図１３】本発明の第５の実施の形態の放電灯駆動装置の回路図。
【図１４】本発明の第６の実施の形態の放電灯駆動装置の回路図。
【図１５】本発明の第７の実施の形態の放電灯駆動装置の回路図。
【図１６】本発明の放電灯駆動装置により点灯駆動する外面電極型希ガス蛍光ランプの一例の正面図及び断面図。
【図１７】本発明の放電灯駆動装置により点灯駆動する外面電極型希ガス蛍光ランプの別例の正面図及び断面図。
【図１８】従来の放電灯駆動装置の回路図。
【図１９】従来例及び本発明の放電灯駆動装置における駆動信号回路が出力する駆動信号１、駆動信号２のタイミングチャート。
【図２０】従来の従来放電灯駆動装置によるランプ電圧、ランプ電流のグラフ。
【符号の説明】
４　駆動信号回路
Ｐ　外面電極ランプ
Ｓ１　第１のスイッチ
Ｓ２　第２のスイッチ
Ｓ３　第３のスイッチ
Ｌ１１　（１次巻線における）第１の巻線部分
Ｌ１２　（１次巻線における）第２の巻線部分
Ｌ２　２次巻線
Ｌ４　第１のインピーダンス成分を持つ素子
Ｌ５　第２のインピーダンス成分を持つ素子
Ｌ６　３次巻線
Ｒ１　抵抗素子
Ｔ　トランス
Ｄ１　第１の一方向性電流素子
Ｄ２　第２の一方向性電流素子
【図１】
2004095379.tif 000003
【図２】
2004095379.tif 000004
【図３】
2004095379.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004095379.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004095379.tif 000009
【図８】
2004095379.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2004095379.tif 000018
【図１７】
2004095379.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2004095379.tif 000021
【図２０】
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