(57)【要約】【課題】  外面電極蛍光ランプを複数本点灯させる場合に、ランプ電流のピークを抑え、結果的に放射ノイズを低減させる。【解決手段】  複数本の外面電極蛍光ランプＬＰ１，ＬＰ２を同時点灯させる場合に、同じタイミングで点灯させるのではなく、トランスＴ１，Ｔ２毎に駆動信号（１），（２）の位相を異ならせることによって蛍光ランプそれぞれを同位相ではない電流が流れるような回路構成にすることでピーク電流を小さく抑え、結果的に放射ノイズを低減させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源に直列に接続されたインバータ駆動信号回路より出力される矩形波駆動信号を複数のパルストランスそれぞれに、当該複数のパルストランスが同位相で動作しない態様で入力し、前記複数のパルストランスそれぞれの昇圧電流によって複数の放電灯それぞれを点灯する回路構成を特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項２】
直流電源に直列に接続された、１対の矩形波パルス駆動信号を生成して出力するインバータ駆動信号回路と、
前記１対の矩形波パルス駆動信号それぞれによってスイッチング動作する１対の第１のスイッチング素子と、
前記１対の矩形波パルス駆動信号それぞれの位相反転を行う位相反転要素と、
前記位相反転要素によって位相反転された１対の矩形波パルス信号それぞれによってスイッチング動作する１対の第２のスイッチング素子と、
前記１対の第１のスイッチング素子のスイッチング動作により得られる電流を昇圧して第１の放電灯に供給する第１のパルストランスと、
前記１対の第２のスイッチング素子のスイッチング動作により得られる電流を昇圧して第２の放電灯に供給する第２のパルストランスとを備えたことを特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項３】
直流電源に直列に接続された、第１対と第２対の２対で、かつ第１対と第２対とで逆位相となる合計４つの矩形波パルス駆動信号を生成して出力するインバータ駆動信号回路と、
前記第１対の矩形波パルス駆動信号それぞれによってスイッチング動作する１対の第１のスイッチング素子と、
前記第２対の矩形波パルス駆動信号それぞれによってスイッチング動作する１対の第２のスイッチング素子と、
前記１対の第１のスイッチング素子のスイッチング動作により得られる電流を昇圧して第１の放電灯に供給する第１のパルストランスと、
前記１対の第２のスイッチング素子のスイッチング動作により得られる電流を昇圧して第２の放電灯に供給する第２のパルストランスとを備えたことを特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項４】
前記放電灯は、ガラスランプ管の外面に複数の外面電極が形成され、当該外面電極間で放電して前記ガラスランプ管内の蛍光を発光させる両側外面電極蛍光ランプであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯駆動装置。
【請求項５】
前記放電灯は、ガラスランプ管の外面に外面電極が形成され、当該ガラスランプ管の内部に内部電極が形成され、当該外面電極と内部電極との間で放電させて前記ガラスランプ管内の蛍光を発光させる片側外面電極蛍光ランプであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやナビゲーションシステムに使用される液晶表示装置のバックライト用光源には外面電極蛍光ランプが使用されている。このような外面電極蛍光ランプには両型外面電極蛍光ランプと片側外面電極蛍光ランプがある。図６、図７は、両側外面電極蛍光ランプ１０を示している。この両側外面電極蛍光ランプ１０は、ガラスランプ管１の内面に蛍光体膜２を形成し、また内部放電空間に希ガス放電媒体３を封入している。そしてガラスランプ管１の外面にランプ管１を挟んで対向する位置に外面電極４１，４２を貼付け、さらにその外側に保護膜５を形成した構造である。
【０００３】
この両側外面電極蛍光ランプ１０は、矩形波電源６によって両側外面電極４１，４２間に矩形波電圧を印加することによって誘電体バリア放電を生起させ、その放電によって紫外線を発生させ、蛍光体膜２を発光させ、この光を開口部７から放射させて照明とする。
【０００４】
また図８、図９には片側外面電極蛍光ランプ２０の構成を示してある。この片側外面電極蛍光ランプ２０は、ガラスランプ管２１の内面に蛍光体膜２２を形成し、また放電媒体２３を封入し、さらにガラスランプ管２１の内部の一端に内部電極２４を設け、他方、ガラスランプ管２１の外面に導線を螺旋状に巻き付けて外面電極２５とし、これを熱収縮チューブ２６によって固定した構造である。
【０００５】
この片側外面電極蛍光ランプ２０は、矩形波電源２７によって内部電極２４と外面電極２５との間に矩形波電圧を印加することによって誘電体バリア放電を生起させ、その放電によって紫外線を発生させ、蛍光体膜２２を発光させ、その光を放射させて照明とする。
【０００６】
このような外面電極蛍光ランプの２灯、ここでは外面電極蛍光ランプ（１）ＬＰ１，外面電極蛍光ランプ（２）ＬＰ２を同時点灯させるための放電灯駆動装置は図１０に示す回路構成である。この従来の放電灯駆動装置は、直流を出力する直流電源１１、１対のインバータ駆動信号（１）と駆動信号（２）を生成する駆動信号回路１３を備えている。そして駆動信号回路１３の駆動信号（１）によってスイッチング素子Ｓ１，Ｓ３をスイッチング動作させ、駆動信号（２）によってスイッチング素子Ｓ２，Ｓ４をスイッチング動作させ、これらのスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の対とスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の対のスイッチング動作によってパルストランスＴ１，Ｔ２を駆動して外面電極蛍光ランプＬＰ１，ＬＰ２それぞれを点灯させる。図１０において、Ｌ１はパルストランスＴ１，Ｔ２の１次巻線、Ｌ２は２次巻線であり、Ｃ１，Ｃ２はコンデンサ、Ｌ３，Ｌ３’，Ｌ４，Ｌ４’は抵抗、インダクタ、ダイオード、トランジスタ、ＦＥＴフォトカプラあるいはこれらの複合素子である。例えば、Ｌ３，Ｌ３’にはダイオードとインダクタを直列に接続した素子を用いることがある。
【０００７】
この従来例の放電灯駆動装置による駆動信号（１），（２）のタイミングチャート、ランプ電圧、ランプ電流を図１１に示す。図中Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４それぞれに対する駆動信号を示している。この図１１に示すように、従来回路では、スイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ３、またスイッチング素子Ｓ２とスイッチング素子Ｓ４には同位相の駆動信号（１），（２）それぞれを与えるようにしているために、外面電極蛍光ランプＬＰ１，ＬＰ２が同じ電圧波形にて動作する。つまり、同じタイミングで各ランプＬＰ１，ＬＰ２が点灯するため、同じ位相でランプ電流も流れる。
【０００８】
ところが、同じ位相で複数の外面電極蛍光ランプにランプ電流が流れることは、次のような問題点をもたらしていた。図１２は通常の冷陰極放電ランプの点灯時のランプ電圧Ｖ、ランプ電流Ｉの波形を示しているが、冷陰極放電ランプの場合、同じ矩形波電源でもランプ電流の正負の電流変化が緩やかで正弦波に近い波形を示す。これに対して、放電灯が誘電体バリア放電を行う外面電極蛍光ランプである場合、ランプ電圧、ランプ電流は図１３に示す波形を示し、特にランプ電流は電圧極性が反転した直後に瞬間的にパルス状に流れる。このランプ電流がパルス状に流れることに起因してランプ電流供給部であるインバータ部分、つまり、スイッチング素子群とパルストランスで構成される部分に放射ノイズが発生する。図１４は放射ノイズの測定例を示している。この放射ノイズは、内壁が電波吸収体で覆われたシールドパネル方式の電波暗室（長さ８．６ｍ×幅５．０６ｍ×高さ５．２ｍ）内に設置されている測定試料台の中央にノイズの発生源である点灯回路と蛍光ランプを配置し、あらかじめ電波暗室内に設置されているアンテナより放射ノイズの電界強度を測定したものである。測定ノイズの周波数帯は、ＡＭラジオ・アマチュア無線などに使用される比較的低い周波数帯の中波（ＭＦ）から短波（ＨＦ）帯である。この放射ノイズが高い場合、周辺回路を誤動作させたり、ラジオなどの他の電気製品にノイズが入ったりする問題点がある。
【０００９】
このような放射ノイズを軽減する対策として、例えば、複数のトランスの高周波出力電圧の周波数と位相の同期をとる方法が特開２００１−１２６８８８号公報（特許文献１）に示されている。また、高周波高電圧を蛍光ランプに印加させて放電させるために生じるインバータ回路のトランスの２次側、高圧側配線、ランプ表面などから放射される高周波の漏れ電流によるノイズを防止、低減する方法として高圧側配線が最も短くなるように回路配置、配線を行う技術が特開２００１−１１０５８２号公報（特許文献２）に示されている。さらに蛍光ランプの表面や高圧配線を覆うシールド処理によって放射ノイズを低減する技術が特開２００２−１７５８９１号公報（特許文献３）に示されている。
【００１０】
しかしながら、放射ノイズを低減させるためにシールドケースを設けたり、インバータ回路内部のＥＭＩ対策（不要電磁波対策）を行ったりすれば、製品が大型化し、コストも高くなる問題点がある。
【特許文献１】特開２００１−１２６８８８号公報
【特許文献２】特開２００１−１１０５８２号公報
【特許文献３】特開２００２−１７５８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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、外面電極蛍光ランプを複数本点灯させる場合に、同じタイミングで点灯させるのではなく、トランス毎に駆動信号の位相を異ならせることによって蛍光ランプそれぞれを同位相ではない電流が流れるような回路構成にすることでピーク電流を小さく抑え、結果的に放射ノイズを低減させ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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明の放電灯駆動装置は、直流電源に直列に接続されたインバータ駆動信号回路より出力される矩形波駆動信号を複数のパルストランスそれぞれに、当該複数のパルストランスが同位相で動作しない態様で入力し、前記複数のパルストランスそれぞれの昇圧電流によって複数の放電灯それぞれを点灯する回路構成を特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明の放電灯駆動装置は、直流電源に直列に接続された、１対の矩形波パルス駆動信号を生成して出力するインバータ駆動信号回路と、前記１対の矩形波パルス駆動信号それぞれによってスイッチング動作する１対の第１のスイッチング素子と、前記１対の矩形波パルス駆動信号それぞれの位相反転を行う位相反転要素と、前記位相反転要素によって位相反転された１対の矩形波パルス信号それぞれによってスイッチング動作する１対の第２のスイッチング素子と、前記１対の第１のスイッチング素子のスイッチング動作により得られる電流を昇圧して第１の放電灯に供給する第１のパルストランスと、前記１対の第２のスイッチング素子のスイッチング動作により得られる電流を昇圧して第２の放電灯に供給する第２のパルストランスとを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明の放電灯駆動装置は、直流電源に直列に接続された、第１対と第２対の２対で、かつ第１対と第２対とで逆位相となる合計４つの矩形波パルス駆動信号を生成して出力するインバータ駆動信号回路と、前記第１対の矩形波パルス駆動信号それぞれによってスイッチング動作する１対の第１のスイッチング素子と、前記第２対の矩形波パルス駆動信号それぞれによってスイッチング動作する１対の第２のスイッチング素子と、前記１対の第１のスイッチング素子のスイッチング動作により得られる電流を昇圧して第１の放電灯に供給する第１のパルストランスと、前記１対の第２のスイッチング素子のスイッチング動作により得られる電流を昇圧して第２の放電灯に供給する第２のパルストランスとを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１〜３の放電灯駆動装置において、前記放電灯は、ガラスランプ管の外面に複数の外面電極が形成され、当該外面電極間で放電して前記ガラスランプ管内の蛍光を発光させる両側外面電極蛍光ランプであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１〜３の放電灯駆動装置において、前記放電灯は、ガラスランプ管の外面に外面電極が形成され、当該ガラスランプ管の内部に内部電極が形成され、当該外面電極と内部電極との間で放電させて前記ガラスランプ管内の蛍光を発光させる片側外面電極蛍光ランプであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、外面電極蛍光ランプを複数本点灯させる場合に、同じタイミングで点灯させるのではなく、トランス毎に駆動信号の位相を異ならせることによって蛍光ランプそれぞれを同位相ではない電流が流れるような回路構成にしたので、ランプ電流のピーク電流を小さく抑え、結果的に放射ノイズを低減させることができる。
【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図に基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の放電灯駆動装置の回路を示している。本実施の形態の放電灯駆動装置は、直流電源１１、１対の駆動信号（１）と駆動信号（２）を生成する駆動信号回路１３、駆動信号回路１３からの駆動信号（１），（２）それぞれによってスイッチング動作する１対のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２、このスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の動作によって駆動されるパルストランスＴ１、そしてこのパルストランスＴ１の２次巻線Ｌ２の出力で駆動される外面電極蛍光ランプＬＰ１を備えている。本放電灯駆動装置はまた、駆動信号回路１３の駆動信号（１），（２）それぞれの極性を反転させる反転回路１５、この反転回路１５からの反転信号によってスイッチング動作する１対のスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４、このスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４によって駆動されるパルストランスＴ２、そしてこのパルストランスＴ２の２次巻線Ｌ２の出力で駆動される外面電極蛍光ランプＬＰ２を備えている。なお、図１において、Ｃ１，Ｃ２はコンデンサ、Ｌ１はパルストランスＴ１，Ｔ２それぞれの１次巻線、Ｌ３，Ｌ３’，Ｌ４，Ｌ４’は抵抗若しくはインダクタ、ダイオード、トランジスタ、ＦＥＴフォトカプラなどであり、またはこれらを複数含む複合素子である。例えば、Ｌ３，Ｌ４として、ダイオードとインダクタを直列に接続した素子を用いることができる。スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２は素子Ｌ３，Ｌ４を介してパルストランスＴ１の１次巻線Ｌ１の一端に接続されている。
【００１９】
スイッチング素子Ｓ３，Ｓ４は別の素子Ｌ３，Ｌ４を介してパルストランスＴ２の１次巻線Ｌ２の一端に接続されている。パルストランスＴ１，Ｔ２それぞれの他端は電源とグランドＧＮＤとの間に配置されたコンデンサＣ１，Ｃ２の接続点に接続されている。
【００２０】
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。直流電源１１の直流によって駆動信号回路１３は１対の駆動信号（１），（２）を生成して出力する。この駆動信号（１），（２）は図２のパルストランスＴ１側の信号Ｓ１，Ｓ２で示してあり、この駆動信号（１），（２）によってパルストランスＴ１側の１対のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をスイッチング動作させる。駆動信号（１），（２）はまた、反転回路１５によって極性反転され、パルストランスＴ２側の信号Ｓ３，Ｓ４で示した信号となり、これによってパルストランスＴ２側のスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２とは逆位相でスイッチング動作させる。
【００２１】
これらのスイッチング信号によってパルストランスＴ１，Ｔ２の２次巻線Ｌ２に流れる電流の電圧波形、電流波形は図２のＴ１，Ｔ２それぞれのランプ電圧波形、ランプ電流波形のようになり、これらはパルストランスＴ１，Ｔ２で１８０度位相が変わっている。このため、ランプ電圧の極性反転直後にランプ電流に現れるパルスピークが互いに打ち消し合うことになり、ピーク電流を下げることができる。つまり、図３（Ａ）に示すように従来回路ではパルストランスＴ１，Ｔ２に対する入力電流波形のピークＰＫ１が高かったものが、本実施の形態では同図（Ｂ）の波形に示すように入力電流波形のピークＰＫ２を低減させることができる。この結果として、本実施の形態の放電灯駆動装置では放射ノイズを低減することができる。図４は図１４に示した従来例と同様の条件で放射ノイズを測定結果を示している。この結果として、本実施の形態の場合、周波数帯域が中波から短波の中でも長波に近い低い帯域で従来例と本実施の形態の回路のノイズレベル差が大きく、約５ｄＢ低減させることができることが確認された。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施の形態について図５を用いて説明する。第２の実施の形態の放電灯駆動装置は、第１の実施の形態のような反転回路１５を採用せず、代わりに、駆動信号回路１３０が第１対と第２対の２対で、かつ第１対と第２対とで逆位相となる合計４つの矩形波パルス駆動信号（１）〜（４）を生成して出力し、１対のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を駆動信号（１），（２）によってスイッチング動作させ、他の１対のスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４をこれとは逆極性の駆動信号（３），（４）によってスイッチング動作させる構成にしたことを特徴とする。なお、図５において、図１と共通の回路要素には共通の符号を付して示してある。
【００２３】
第２の実施の形態における駆動信号のタイミングチャート、ランプ電圧波形、ランプ電流波形は、第１の実施の形態と同様で図２に示すものであり、これによって第２の実施の形態でも第１の実施の形態と同様にランプ電流のピークを低減させることができ、この結果として、放射ノイズを低減することができる。
【００２４】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されることはなく、第１対のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２、第２対のスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４の位相を完全に１８０度ずらすのではなく、複数本の蛍光ランプそれぞれのランプ電流のピークをずらすことにより従来例よりもランプ電流のピーク電流を低減し、ひいては放射ノイズ低減を図ることができる。
【００２５】
また上記実施の形態で使用する外面電極蛍光ランプＬＰ１，ＬＰ２には図６、図７に示した両側外面電極蛍光ランプ１０、図８、図９に示した片側外面電極蛍光ランプ２０のいずれをも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回路図。
【図２】第１の実施の形態におけるインバータ駆動信号のタイミングチャート、ランプ電圧、ランプ電流の波形図。
【図３】従来例と第１の実施の形態によるパルストランスに対する入力電流の波形図。
【図４】第１の実施の形態による放射ノイズの測定結果のグラフ。
【図５】本発明の第２の実施の形態の回路図。
【図６】従来の両側外面電極蛍光ランプの一部破断せる部分断面図。
【図７】図６におけるＡ−Ａ線断面図。
【図８】従来の片側外面電極蛍光ランプの正面図。
【図９】上記片側外面電極蛍光ランプの断面図。
【図１０】従来例の回路図。
【図１１】従来例のインバータ駆動信号のタイミングチャート、ランプ電圧、ランプ電流の波形図。
【図１２】冷陰極蛍光ランプのランプ電圧、ランプ電流の波形図。
【図１３】誘電体バリア放電型の蛍光ランプのランプ電圧、ランプ電流の波形図。
【図１４】従来例による放射ノイズの測定結果のグラフ。
【符号の説明】
【００２７】
１０  両側外面電極蛍光ランプ
１１  直流電源
１２  駆動信号回路
２０  片側外面電極蛍光ランプ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４  スイッチング素子
Ｔ１，Ｔ２  パルストランス
ＬＰ１，ＬＰ２  外面電極蛍光ランプ
【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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【図８】
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【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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