(57)【要約】円筒状のセラミックチューブ１００の構成で容量的に結合された構造を有する蛍光灯１００は、蛍光灯１００、及び供給電圧をインバータ回路２１０に印加するためのサプライノード２２０を駆動するためのインバータ回路２１０によりパッケージされる。インバータ回路２１０は、たとえば、電流供給型のプッシュプル、電圧供給型のプッシュプル、アクティブクランプ方のフライバック、及び電流供給型のハーフブリッジインバータ回路のような従来のインバータ回路である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量的に結合される蛍光灯のパッケージであって、
容量性結合の構造を含む蛍光灯と、
該蛍光灯を駆動するためのインバータ回路と、
該インバータ回路に供給電圧を印加するためのサプライノードと、
を有することを特徴とする容量的に結合される蛍光灯のパッケージ。
【請求項２】
該インバータ回路は、電流供給型のプッシュプル、電圧供給型のプッシュプル、アクティブクランプ型のフライバック、及び電圧供給型のハーフブリッジインバータ回路からなるグループから選択される、
請求項１記載の容量的に結合される蛍光灯のパッケージ。
【請求項３】
該蛍光灯のバラストは、該容量結合の構造により制御される、
請求項１記載の容量的に結合される蛍光灯のパッケージ。
【請求項４】
該蛍光灯のバラストで共に動作するための共振インダクタを更に有する、
請求項３記載の容量的に結合される蛍光灯のパッケージ。
【請求項５】
該蛍光灯は、放電ベッセル及び該放電ベッセル内の円筒状のセラミックチューブを含み、該円筒状のセラミックチューブは、該容量結合の構造をなす、
請求項１記載の容量的に結合された蛍光灯のパッケージ。
【請求項６】
該蛍光灯のバラストは、該円筒状のセラミックチューブにより制御される、
請求項５記載の容量的に結合された蛍光灯のパッケージ。
【請求項７】
該蛍光灯のバラストで共に動作するための共振インダクタを更に有する、
請求項６記載の容量的に結合される蛍光灯のパッケージ。
【請求項８】
該円筒状のセラミックチューブは、約２．５ｍｍの内径、約３．５ｍｍの外径、及び約１０ｍｍの長さを有する、
請求項３記載の容量的に結合される蛍光灯のパッケージ。
【請求項９】
該インバータ回路は、２０ｋＨｚ及び１００ｋＨｚの駆動信号を該蛍光灯に供給する、
請求項１記載の容量的に結合される蛍光灯のパッケージ。
【請求項１０】
該供給電圧は、約４５０Ｖである、
請求項１記載の容量的に結合される蛍光灯のパッケージ。
【請求項１１】
該蛍光灯は、約２０ｍＡの灯電流及び約５０ｋＨｚの動作周波数を有する、
請求項１記載の容量的に結合される蛍光灯のパッケージ。
【請求項１２】
該蛍光灯は、約２２．５キロオームの灯のインピーダンスを有する、
請求項１記載の容量的に結合される蛍光灯のパッケージ。
【請求項１３】
該インバータ回路を制御するための集積回路を更に有する、
請求項１ｌ記載の容量的に結合される蛍光灯パッケージ。
【請求項１４】
容量的に結合される蛍光灯のパッケージを製造するための方法であって、
容量性結合の構造を含む蛍光灯を提供するステップと、
該蛍光灯を駆動するためのインバータ回路を提供するステップと、
供給電圧を該インバータ回路に印加するためのサプライノードを提供するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１５】
該蛍光灯及び該インバータ回路を完全に囲み、該サプライノードを部分的に囲むためのハウジングを設けるステップを更に有する、
請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
該インバータ回路を制御するための集積回路を設けるステップを更に有する、
請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
電流供給型のプッシュプル、電圧供給型のプッシュプル、アクティブクランプ型のフライバック、及び電圧供給型のハーフブリッジインバータ回路からなるグループから該インバータ回路を選択するステップを更に有する、
請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に照明システムに関する。より詳細には、本発明の開示は、容量的に結合される蛍光灯及びインバータ回路を有する容量的に結合される蛍光灯パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を背面から照明するため、及び他の用途のために広く使用されている。たとえば、電流供給型プッシュプル、電圧供給型プッシュプル、アクティブクランプ型フライバック、及び電圧供給型ハーフブリッジインバータ回路といった異なる電子ドライバ又はインバータ回路は、高い動作周波数でＣＣＦＬランプを動作するために設計される。典型的な周波数レンジは、２０ｋＨｚと１００ｋＨｚとの間にある。このようにして、高周波の電圧は、放電を形成するＣＣＦＬの放電ベッセル又は放電管内の放電空間に印加される。
【０００３】
ＣＣＦＬのルミナンスを増加するため、放電ベッセル又は放電管を満たす未処理のガスの気圧が増加される。未処理のガスの気圧を増加した後、ＣＣＦＬに印加される電圧及び電圧の高い周波数が増加されない場合、放電のために必要とされる電流は十分ではない。したがって、イルミナンス又はＣＣＦＬのランプパワーを増加するため、未処理のガスの気圧が増加されなければならないだけでなく、ＣＣＦＬに印加される電圧及び電流も増加されなければならない。印加された電圧が増加されたとき、放電ベッセルの外部表面での放電クリーピングの危険があり、ＣＣＦＬの絶縁破壊を招く恐れがある。
【０００４】
電極としての役割を果たす２つの比較的重いニッケルプレートの鉄製の矩形のタブを有する従来のＣＣＦＬの問題点を克服するため、容量結合された蛍光灯は、円筒形のセラミックチューブのペアの構成による容量結合の構造により設計されている。典型的に、円筒形のセラミックチューブは、２．５ｍｍの内部直径、３．５ｍｍの外部直径及び長さ１０ｍｍを有している。所定の絶縁定数及び幾何学的形状をもつかかるセラミックチューブは、灯の正の列もつ直列容量を効果的に形成する。キャパシタンスは、周波数に大幅に依存しない。適切な材料の選択及び構築により、かかる直列容量は、電子的なドライバの利益のために設計することができる。
【０００５】
カソードの改善により、満たされたガスの圧力及び灯に印加された電圧を増加する必要なしに、ランプ電流は劇的に増加される。実際に、従来のＣＣＦＬに比較したとき、同じ灯の電力を伝達するため、容量的に結合された蛍光灯に印加された電圧は、従来のＣＣＦＬに印加された電圧よりも低い。
【０００６】
さらに、影響として、等価なランプのインピーダンスが大いに低減される。たとえば、容量結合される蛍光灯のための好適な設計では、灯の電圧は４５０Ｖであり、灯の電流は５０ｋＨｚで２０ｍＡである。したがって、灯のインピーダンスは、従来のＣＣＦＬの約１１５キロオームに比較して約２２．５キロオームである。したがって、容量結合される蛍光灯は、従来に関連する問題を克服し、従来のＣＣＦＬに対する幾つかの利点を提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
容量結合された蛍光灯のパッケージを提供するため、電気装置、特に、バックライトを必要とするＬＣＤディスプレイを有する電気装置内における設置のために設計される容量結合された蛍光灯を改善する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
好適な開示によれば、従来の技術に関連する問題を取り除く容量結合された蛍光灯のパッケージが提供される。
【０００９】
本発明の容量結合された蛍光灯のパッケージは、円筒形のセラミックチューブの構成で容量結合の構造を有する蛍光灯ランプを含んでいる。灯のパッケージは、供給電圧をインバータ回路に印加するため、蛍光灯及びサプライノードを駆動するためのインバータ回路を更に含んでいる。インバータ回路は、たとえば、電流供給型のプッシュプル、電圧供給型のプッシュプル、アクティブクランプ型フライバック、及び電圧供給型ハーフブリッジインバータ回路のような従来のインバータ回路である。
【００１０】
特に、本発明は、蛍光灯、灯を駆動するためのインバータ回路、及び供給電圧を受信するためのサプライノードを含む、容量結合型蛍光灯のパッケージを提供するものである。
【００１１】
本発明の開示は、容量結合型の蛍光灯パッケージを製造するための方法を更に提供する。本方法は、容量結合された蛍光灯を提供するステップ、灯を駆動するためのインバータ回路を提供するステップ、及び供給電圧インバータ回路を印加するためのサプライノードを提供するステップを含んでいる。本方法は、灯及びインバータ回路を完全に囲み、サプライノードを部分的に囲むためのハウジングを提供するステップを更に含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明で開示される容量的に結合される蛍光灯のパッケージに関する好適な実施の形態は、図１及び図２を参照して詳細に説明される。本明細書で開示される実施の形態は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を背後から照明するために設計されるが、ここで開示される実施の形態は、他の用途で使用することもできる。
【００１３】
図１を参照して、参照符号１００により一般に示されている従来技術の容量的に結合される蛍光灯が示されている。容量的に結合される蛍光灯１００は、放電ベッセル又は放電管１０２、及び、放電ベッセル１０２内で、従来のカソードの代わりに、円筒形のセラミックチューブ又は容量的に結合される構造１０４を含んでいる。典型的に、円筒形のセラミックチューブ１０４は、約２．５ｍｍの内径、約３．５ｍｍの外径、及び約１０ｍｍの長さを有している。
【００１４】
容量的に結合される蛍光灯１００の円筒形状のセラミックチューブ１０４は、放電ベッセル又は放電管１０２内に満たされるガスの圧力及び灯１００に印加される電圧を増加する必要なしに、灯１００に印加される電流を約１００％増加させる。
【００１５】
容量的に結合される蛍光灯１００の好適な設計では、灯の電圧は約４５０Ｖである。さらに、灯の電流は、約５０ｋＨｚの動作周波数で約２０ｍＡである。したがって、ランプインピーダンスは、従来のＣＣＦＬについて約１１５キロオームと比較される２２．５キロオームである。
【００１６】
図２を参照して、本発明の開示に従う容量的に結合される蛍光灯のパッケージが示されている。参照符号２００により一般的に示される容量的に結合された蛍光灯のパッケージは、放電ベッセル１０２及び円筒上のセラミックチューブ１０４を有する容量的に結合される蛍光灯１００を含んでいる。灯のパッケージ２００は、灯１００を駆動するための電子ドライバ又はインバータ回路２１０、電圧源又は電力源（図示せず）からの供給電圧を受信するためのサプライノード２２０を更に含んでいる。供給電圧は、約４５０Ｖである。好ましくは、インバータ回路２１０は、２０ｋＨｚ及び１００ｋＨｚの駆動信号を容量的に結合される蛍光灯１００に供給する。
【００１７】
インバータ回路２１０は、たとえば、従来のＣＣＦＬで使用される、電流供給型のプッシュプル、電圧供給型のプッシュプル、アクティブクランプ型のフライバック、及び電圧供給型のハーフブリッジインバータ回路のような従来のインバータ回路である。
【００１８】
図３に示されるように、灯のパッケージ２００内に組み込むための１つの好適なインバータ回路は、電圧供給型のハーブブリッジインバータであり、入力電圧ｖinにより動作され、スイッチペアＱ１及びＱ２、バッファキャパシタＣB及びＤＣブロックペアＣD1及びＣD2からなる従来の構成を含んでいる。電圧供給型のハーフブリッジインバータ回路は、制御集積回路３０６により制御され、基準電圧ｖrefにより動作される。
【００１９】
共振インダクタＬrは、スイッチペアＱ１とＱ２との間に結合され、抵抗Ｒ1及びキャパシタＣ1からなる従来の構成を含む位相感知回路に更に結合される。位相感知回路は、電圧供給型のハーフブリッジインバータ回路を制御するために制御集積回路３０６により従来利用される、制御集積回路３０６の位相入力φに更に結合される。
【００２０】
変圧器Ｔは、図示されるように、一次巻線ＮP1及びＮP2のペア、及び二次巻線ＮS1及びＮS2のペアからなる従来の構成を含んでいる。灯１００は、ＣC1及びＣC2として示される円筒状のセラミックチューブを含んでおり、抵抗ＲLPは、灯１００のアークの電気特性を表すために示されている。灯１００は、二次巻線ＮS1と、電圧供給型のハーフブリッジインバータ回路を制御するために制御集積回路３０６により従来利用される制御集積回路３０６の全体の電流入力ｉtotとの間に結合される。感知抵抗ＲSiは、図示されるように制御集積回路３０６全体の電流入力ｉtotに結合される。灯１００は、ＬＣＤパネルを背後から照らすために利用される。バックライトのフィールドにおける灯のアプリケーションでは、キャパシタＣSHとして示される等価な遮蔽寄生容量、及び変圧器Ｔの等価な出力内部巻き線キャパシタンスにより共振キャパシタンスが形成される。他のアプリケーションでは、共振キャパシタンスは、従来の方法により形成することができる。
【００２１】
灯の電圧検出回路は、二次巻線ＮS2に結合される抵抗Ｒ3、及び電圧供給型のハーフブリッジインバータ回路を制御するために制御集積回路３０６により従来利用される制御集積回路３６０の電圧灯入力ＶLAMPからなる従来の構成を含んでいる。灯電圧検出回路は、制御集積回路３６０の電圧灯入力ＶLAMPに結合されるキャパシタＣ2と抵抗Ｒ4からなる並列結合を更に含んでいる。
【００２２】
動作では、灯１００のバラスト素子は、共振インダクタＬrと共に動作するＣC1及びＣC2として示される円筒状のセラミックチューブにより制御される。当業者であれば、灯１００のバラストで利用される場合がある更なる電気的なコンポーネントを理解されるであろう。
【００２３】
図４を参照して、この開示に係る容量的に結合される蛍光灯のパッケージの代替的な実施の形態のブロック図が示されている。参照符号４００により一般に示される容量的に結合される蛍光灯のパッケージは、先に記載された灯のパッケージ２００に類似している。これに応じて、灯のパッケージ４００は、放電ベッセル１０２及び円筒上のセラミックチューブ１０４を有する容量的に結合される蛍光灯１００を含んでいる。
【００２４】
灯のパッケージ４００は、灯１００、及び電圧源又は電力源（図示せず）からの供給電圧を受信するためのサプライノードを駆動するための電子ドライバ又はインバータ回路４１０を更に含んでいる。灯のパッケージ４００の供給電圧は、約４５０Ｖである。好ましくは、インバータ回路４１０は、容量的に２０ｋＨｚ及び１００ｋＨｚの駆動信号を容量的に結合される蛍光灯１００に供給する。
【００２５】
ＬＣＤを背面から照明することにおいて、灯のパッケージ２００は、ラップトップコンピュータのようなＬＣＤを有するシステム内に設置され、サプライノード２２０は、供給電圧を供給するための電圧源又は電力源に接続される。次いで、インバータ回路２１０は、供給電圧によりエネルギーが供給される。これに応じて、インバータ回路２１０は、駆動信号を容量的に結合される蛍光灯１００に送信し、灯１００にＬＣＤを背面から照らすための輝度を達成させる。
【００２６】
本発明の開示は、容量的に結合される蛍光灯のパッケージ２００，４００を製造するための方法をも提供する。本方法は、容量的に結合される蛍光灯１００を提供するステップ、灯１００を駆動するためにインバータ回路２１０，４１０のようなインバータ回路を提供するステップ、及び供給電圧をインバータ回路に印加するため、サプライノード２２０，４１０のようなサプライノードを提供するステップを含んでいる。
【００２７】
また、灯１００、インバータ回路を完全に囲み、サプライノードを部分的に囲むためのハウジングを設けることも考えられる。  
好ましくは、インバータ回路は、電流供給型のプッシュプル、電圧供給型のプッシュプル、アクティブクランプ型のフライバック、及び電圧供給型のハーフブリッジインバータ回路からなるグループから選択される。
【００２８】
本実施の形態で開示される実施の形態に対して様々な変更がなされ、先の記載は限定するものとして解釈されるものではなく、好適な実施の形態の単なる例示として解釈されるべきであることが理解される。当業者であれば、特許請求の範囲の範囲及び精神において他の変更を考えるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の容量的に結合される蛍光灯を例示する図である。
【図２】本発明に係る容量的に結合された蛍光灯のパッケージのブロック図である。
【図３】容量的に結合される蛍光灯を駆動する電圧供給型のハーフブリッジインバータ回路図である。
【図４】本発明に係る代替的に容量的に結合される蛍光灯のパッケージのブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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