(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線トランス及びスイッチングトランジスタを有するインバータ回路と、点灯対象となる放電灯を流れる管電流を整流して平滑コンデンサを充電し、該平滑コンデンサの充電電圧に基づいて管電流値に対応した電圧を出力する管電流値検出回路と、該管電流値検出回路から出力される電圧と第１基準電圧との差の電圧を誤差電圧として出力する誤差増幅器と、前記インバータ回路と直流電源との間に直列接続され制御信号に基づいてオンオフが切り替わり前記インバータ回路への電力供給を行うドライブ用スイッチングトランジスタと、デッドタイム電圧値を有するデッドタイム調整電圧を生成する手段と、三角波電圧を生成する手段と、前記三角波電圧が前記デッドタイム調整電圧及び誤差電圧よりも高いときに前記ドライブ用スイッチングトランジスタをオンさせる前記制御信号を出力するパルス幅変調手段とを備え、デッドタイム電圧値を調整して前記ドライブ用スイッチングトランジスタのオンオフ期間の比率を変化させ前記放電灯の点灯状態と消灯状態とを交互に切り替えるバースト調光方式によって輝度調整を行う放電灯点灯方法において、
前記放電灯を消灯状態にする期間に、調整されたデッドタイム電圧値に応じて前記放電灯が点灯するに至らない電流を前記巻線トランスに通電し、
前記放電灯の輝度を最大に設定したときの前記平滑コンデンサの電圧値以上を有する電圧を前記平滑コンデンサに対して印加する
ことを特徴とする放電灯点灯方法。
【請求項２】
巻線トランス及びスイッチングトランジスタを有するインバータ回路と、点灯対象となる放電灯を流れる管電流を整流して平滑コンデンサを充電し、該平滑コンデンサの充電電圧に基づいて管電流値に対応した電圧を出力する管電流値検出回路と、該管電流値検出回路から出力される電圧と第１基準電圧との差の電圧を誤差電圧として出力する誤差増幅器と、前記インバータ回路と直流電源との間に直列接続され制御信号に基づいてオンオフが切り替わり前記インバータ回路への電力供給を行うドライブ用スイッチングトランジスタと、第１のデッドタイム電圧値を有するデッドタイム調整電圧を生成する手段と、三角波電圧を生成する手段と、前記三角波電圧が前記デッドタイム調整電圧及び誤差電圧よりも高いときに前記ドライブ用スイッチングトランジスタをオンさせる前記制御信号を出力するパルス幅変調手段とを備えた放電灯点灯装置において、
パルス幅に対応して前記放電灯の輝度調整を行うための調光パルス信号を発生する調光パルス発生手段と、
前記調光パルスが一方のレベルのときに前記デッドタイム調整電圧を第１のデッドタイム電圧値に設定し、前記調光パルスが他方のレベルのときに前記デッドタイム調整電圧に対して前記第１のデッドタイム電圧値よりも高く且つ前記三角波電圧の最大値よりも低い第２のデッドタイム電圧値を有する電圧を混合する手段と、
前記調光パルスのパルス幅を変化させて前記放電灯の輝度を最大に設定したときの前記平滑コンデンサの電圧値以上を有する電圧を、前記調光パルスが前記他方のレベルのときに前記平滑コンデンサに対して印加する電圧印加手段を設けた
ことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記第２のデッドタイム電圧値は、前記放電灯が消灯し且つ前記巻線トランスへの通電が維持される電圧値に設定されている
ことを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記インバータ回路に入力される電圧の最大値を検出し、該最大値電圧から前記第２のデッドタイム電圧値を決定する手段を設けた
ことを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電灯の点灯方法及びその装置に関し、特に巻線トランスの唸り音を低減した放電灯の点灯方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電灯（例えば冷陰極蛍光管、蛍光管）を点灯する放電灯点灯装置（バックライトインバータ装置とも称する）では、蛍光管の輝度の調光は蛍光管を流れる電流、即ち管電流を変化させて行っている。
【０００３】
図１は従来例の放電灯点灯装置を示すブロック図である。図において、１１は電池等の直流電源、１２はＤＣ−ＤＣコンバータ回路、１３は自励方式インバータ回路（以下、インバータ回路と称する）、１４は電流検出回路、１５は冷陰極蛍光管である。
【０００４】
上記構成において、冷陰極蛍光管（以下、蛍光管と称する）１５を流れる蛍光管電流が電流検出回路１４によって検出され、この検出結果がＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２に帰還される。
【０００５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２は、直流電源１１から供給される電圧レベルを電流検出回路１４からの帰還信号に基づいて別の電圧レベルに変換し、インバータ回路１３に出力する。
【０００６】
インバータ回路１３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２から入力した直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換して蛍光管１５に印加する。
【０００７】
前述のように電流検出回路１４によって検出された管電流がＤＣ−ＤＣコンバータ回路１２に帰還されてインバータ回路１３の供給電圧を変化させることにより、管電流が定電流制御されている。
【０００８】
蛍光管１５を流れる管電流は、連続した電流であり、予め設定された所定のレベルになるよう制御される。また、輝度ＭＡＸ１００％〜５０％程度の範囲で調光することができ、この調光方式は一般的に電流調光方式と呼ばれている。
【０００９】
また、調光範囲を広くするために低輝度側の範囲を広げるには、管電流を減らして動作させる必要がある。しかしながら、管電流を減らしていくと蛍光管１５の性質上、放電が不安定になるので、上記のような連続した定電流制御方式では、低輝度側の下限は、輝度ＭＡＸの５０％程度が限度である。
【００１０】
図２は従来例の電流調光方式を用いた放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、３１は電池等の直流電源、３２はＤＣ−ＤＣコンバータ回路、３３は自励方式のインバータ回路、３４は冷陰極蛍光管（以下、単に蛍光管と称する）、３５は検出・帰還回路である。
【００１１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２は、誤差増幅器321、デッドタイム調整電圧生成回路322、比較器323、三角波発生回路324、ＰＮＰ型のトランジスタ325、ダイオード326から構成されている。
【００１２】
誤差増幅器321は、検出・帰還回路３５から出力される帰還電圧を入力して、この帰還電圧がリファレンス電圧Ｖrefとほぼ同じになるようにこれらの差の電圧に対応した誤差電圧ＥＲを出力する。
【００１３】
デッドタイム調整電圧生成回路322は、レファレンス電圧を抵抗器分圧してデッドタイム調整電圧ＤＴを生成して出力する。
【００１４】
比較器323は、三角波発生回路324から出力される三角波電圧ＴＲと上記誤差電圧ＥＲ及びデッドタイム調整電圧ＤＴとを比較して、三角波電圧ＴＲが誤差電圧ＥＲ及びデッドタイム調整電圧ＤＴよりも大きいときにハイレベルの信号を出力し、誤差電圧ＥＲ或いはデッドタイム調整電圧ＤＴが三角波電圧ＴＲよりも大きいときはローレベルの電圧を出力する。この出力電圧はトランジスタ325のベースに入力され、トランジスタ325はスイッチング動作を行う。
【００１５】
これにより、トランジスタ325がオン状態のときには、インバータ回路３３に電力が供給される。オフ状態のときには、インバータ回路３３のチョークコイル332の逆起電力によりダイオード326が導通し、インバータ回路３３への入力電力が平均化される。
【００１６】
インバータ回路３３は、巻線トランス331 、チョークコイル332、ＮＰＮ型のトランジスタ333,334、抵抗器335、コンデンサ336,337から構成され、周知のロイヤー回路を有するものである。
【００１７】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の出力電圧はチョークコイル332、ヒューズ（無くても良い）を介してトランス331の一次巻線の中間タップに印加されると共にチョークコイル332と抵抗器335を介して三次巻線の一端及びトランジスタ333のベースに印加されている。トランス331の三次巻線の他端はトランジスタ334のベースに接続され、トランジスタ333,334のそれぞれのコレクタはトランス331の一次巻線の両端に接続され、エミッタは接地されている。また、一次巻線の両端間にはコンデンサ336が接続されている。トランス331の二次巻線の一端はコンデンサ337を介して蛍光管３４の一端に接続され、二次巻線の他端は接地されている。
【００１８】
検出・帰還回路３５は、抵抗器Ｒ１〜Ｒ３、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１、及び可変抵抗器ＶＲ１から構成され、蛍光管３４の他端は抵抗器Ｒ１を介して接地されると共に、ダイオードＤ１のアノードに接続されている。
【００１９】
また、ダイオードＤ１のカソードは抵抗器Ｒ２の一端に接続されると共にコンデンサＣ１を介して接地され、抵抗器Ｒ２の他端は直列接続された抵抗器Ｒ３と可変抵抗器ＶＲ１を介して接地されている。
【００２０】
これにより、蛍光管３４を流れる管電流は抵抗器Ｒ１によって電圧に変換され、この検出電圧はダイオードＤ１によって整流された後、抵抗器Ｒ２，Ｒ３及び可変抵抗器ＶＲ１によって分圧されて、帰還電圧として出力される。この帰還電圧のレベルは可変抵抗器ＶＲ１によって変化させることができる。
【００２１】
即ち、ダイオードＤ１で整流されたインバータ周波数の交流信号（検出電圧）は、コンデンサＣ１で平滑されて直流電圧となる。コンデンサＣ１の電圧は、抵抗器Ｒ２，Ｒ３及び可変抵抗器ＶＲ１で分圧され、帰還電圧としてＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の帰還入力に加わる。
【００２２】
蛍光管３４を流れる管電流の調整は、可変抵抗器ＶＲ１を変化させてＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の帰還入力へ加わる帰還電圧のレベルを調整することにより行われる。これにより、可変抵抗器ＶＲ１の値が小さいときに管電流は増えて輝度が高くなり、大きいときに管電流が減少して輝度が暗くなるような動作を行う。
【００２３】
一方、最近では、ノート型パーソナルコンピュータ等でバッテリー駆動の稼働時間を長くするために、消費電力の大きな蛍光管を低輝度で動作させる手法が使われている。この場合、輝度の調光範囲として、輝度ＭＡＸ１００％〜１０％程度が要求されている。
【００２４】
調光範囲を拡大する方法としては、連続電流による定電流制御では限度があるため、例えば、特開平５−１９８３８４号公報に開示されるように、管電流を断続させると共にその比率を変化させるバースト調光方式が用いられる。この調光方式は、デューティー調光或いは周波数調光とも呼ばれている。
【００２５】
図３は、従来のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置の一例を示す図である。図３に示す放電灯点灯装置は、図２に示した従来の放電灯点灯装置を、次のように変更したものである。即ち、図２の回路におけるＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２とインバータ回路３３の間に、バースト調光用スイッチング回路３６を挿入し、検出・帰還回路３５を削除したものである。
【００２６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２’の制御回路329は、図２におけるＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の誤差増幅器321、デッドタイム調整電圧生成回路322、比較器323、三角波発生回路324と同等の動作をするＩＣ（集積回路）である。
【００２７】
また、平滑コイル327、コンデンサ328は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２’の出力を安定させて、後段のバースト調光用スイッチング回路３６の動作に、悪い影響を与えないようにしている素子である。
【００２８】
バースト調光用スイッチング回路３６は、スイッチングトランジスタ364と、コンパレータ361、バースト調光用調整電圧生成回路362、三角波発生回路363とからなる。
【００２９】
バースト調光方式を用いた放電灯点灯装置は、図３に示すように直流電源３１の出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２’で所定レベルの電圧に変換してバースト調光用スイッチング回路３６を介して自励方式インバータ回路３３に入力すると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２’からインバータ回路３３への通電をバースト調光用スイッチング回路３６によって発生されたバースト信号に基づいて断続することにより、冷陰極蛍光管３４の輝度を変化させる。この際、インバータ回路３３への通電の断続比率を調整することにより、調光を行うことができる。
【００３０】
即ち、バースト調光用スイッチング回路３６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２’から出力される直流電圧を、バースト信号に基づいて、バースト調光方式のオン状態、オフ状態に対応して、オンオフする。
【００３１】
スイッチングトランジスタ364がオンのときは、自励方式インバータ回路３３が発振して、冷陰極蛍光管３４は、電圧印加により点灯する。スイッチングトランジスタ364がオフのときは、自励方式インバータ回路３３に電圧が入力されず、従って、冷陰極蛍光管３４に電圧が印加されず、冷陰極蛍光管３４は点灯しない。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置では、構成部品が多く、小型化やコストダウンが難しい。また、点灯期間中は、インバータ回路３３への入力電圧を安定化させているだけで、管電流を直接制御していないため、部品やランプの特性バラツキ、周囲温度によって明るさが変化する。
【００３３】
さらに、トランス331やチョークコイル332から唸り音が発生し、使用者に不快感を与えていた。これは、消灯状態から点灯状態に変わるときの巻線トランス331やチョークコイル332の磁歪等によって発生する。その原因は、管電流の急激な増加と点灯直前に瞬間的に流れる励磁電流にある。
【００３４】
例えば、バースト調光を行ったときの自励方式インバータ回路３３への入力電圧変化を見ると、図４に示す様な電圧波形になる。音鳴りの電気的特性への現れとして、点灯状態に入った直後の大小のオーバーシュートに見ることができる。小さいオーバーシュートが励磁電流によるものである。
【００３５】
また、世の中にはＩＣメーカーからバースト調光用の専用ＩＣが発売されていて小型化は達成できる。しかし、上記問題を解決するため平滑コンデンサを無くし、管電流の信号をピーク値で検知し、制御しているため高価なものになっているので、低コストにはならない。さらに、音鳴りの対策は成されていない。専用ＩＣで動作させたときの電圧波形も図４の様になる。
【００３６】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、安価な構成部品で安定した特性が得られ、且つチョークコイルや巻線トランスからの唸り音の発生を低減したバースト調光方式の放電灯点灯方法及びその装置を提供することである。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために請求項１では、巻線トランス及びスイッチングトランジスタを有するインバータ回路と、点灯対象となる放電灯を流れる管電流を整流して平滑コンデンサを充電し、該平滑コンデンサの充電電圧に基づいて管電流値に対応した電圧を出力する管電流値検出回路と、該管電流値検出回路から出力される電圧と第１基準電圧との差の電圧を誤差電圧として出力する誤差増幅器と、前記インバータ回路と直流電源との間に直列接続され制御信号に基づいてオンオフが切り替わり前記インバータ回路への電力供給を行うドライブ用スイッチングトランジスタと、デッドタイム電圧値を有するデッドタイム調整電圧を生成する手段と、三角波電圧を生成する手段と、前記三角波電圧が前記デッドタイム調整電圧及び誤差電圧よりも高いときに前記ドライブ用スイッチングトランジスタをオンさせる前記制御信号を出力するパルス幅変調手段とを備え、デッドタイム電圧値を調整して前記ドライブ用スイッチングトランジスタのオンオフ期間の比率を変化させ前記放電灯の点灯状態と消灯状態とを交互に切り替えるバースト調光方式によって輝度調整を行う放電灯点灯方法において、  前記放電灯を消灯状態にする期間に、調整されたデッドタイム電圧値に応じて前記放電灯が点灯するに至らない電流を前記巻線トランスに通電し、前記放電灯の輝度を最大に設定したときの前記平滑コンデンサの電圧値以上を有する電圧を前記平滑コンデンサに対して印加する放電灯点灯方法を提案する。
【００３８】
該放電灯点灯方法によれば、前記放電灯を消灯状態にする期間において、前記デッドタイム調整電圧の電圧値を切り替え、前記ドライブ用スイッチングトランジスタのオン期間の比率を低下させることで前記インバータ回路へ供給する電力を低下させることにより、前記放電灯が点灯するに至らない電流が前記巻線トランスに通電されているので、前記放電灯が消灯状態から点灯状態に変わったときに、巻線トランスの通電電流値に急峻な変化が生じず、図４中の波形の小さなオーバーシュートに関連した音鳴り原因が低減されると共に、前記放電灯の輝度を最大に設定したときの前記平滑コンデンサの電圧値以上を有する電圧が、前記放電灯を消灯状態にする期間に、前記平滑コンデンサに対して印加され、前記平滑コンデンサの電圧低下と電圧低下を補うための前記インバータ回路への過剰な電力の供給を防ぐことにより、図４中の波形の大きなオーバーシュートに関連した音鳴り原因が低減される。これらの作用効果は、従来の電流調光方式の主要な構成部品で得られるので、安価な構成によるバースト調光機能達成という作用効果が同時に得られる。
【００３９】
これにより、基本的には、調光パルスの点灯期間中は従来の電流調光方式と同じ動作をする。従って、主な部品構成は電流調光方式と同じである。
【００４０】
また、消灯期間に管電流を整流して充電する平滑コンデンサに電圧を印加して充電しているので、放電灯が消灯状態から点灯状態に変わったときに巻線トランスの通電電流値に急峻な変化が生じない。この充電を行わないと次のような不具合を生じてしまう。
【００４１】
即ち、消灯期間中に前記平滑コンデンサの充電電圧Ｖｃ１が抵抗器Ｒ２，Ｒ３を通じての放電によって低下し、点灯期間に移行した直後にインバータ回路に過大な電圧が印加されるオーバーシュートを引き起こす。その結果、オーバーシュートした分に対応して管電流も増加し、所望の明るさより明るくなる。これは、消灯期間が長いほど、また入力の直流電源電圧が高いほど顕著に現れるため、調光を暗く設定しても暗くならないし、同じ明るさ設定でも入力電圧によって明るさが違うといった症状となり実用できない。
【００４２】
また、請求項２では、巻線トランス及びスイッチングトランジスタを有するインバータ回路と、点灯対象となる放電灯を流れる管電流を整流して平滑コンデンサを充電し、該平滑コンデンサの充電電圧に基づいて管電流値に対応した電圧を出力する管電流値検出回路と、該管電流値検出回路から出力される電圧と第１基準電圧との差の電圧を誤差電圧として出力する誤差増幅器と、前記インバータ回路と直流電源との間に直列接続され制御信号に基づいてオンオフが切り替わり前記インバータ回路への電力供給を行うドライブ用スイッチングトランジスタと、デッドタイム調整電圧を生成する手段と、三角波電圧を生成する手段と、前記三角波電圧が前記デッドタイム調整電圧及び誤差電圧よりも高いときに前記ドライブ用スイッチングトランジスタをオンさせる前記制御信号を出力するパルス幅変調手段とを備えた放電灯点灯装置において、パルス幅に対応して前記放電灯の輝度調整を行うための調光パルス信号を発生する調光パルス発生手段と、前記調光パルスが一方のレベルのときに前記デッドタイム調整電圧を第１のデッドタイム電圧値に設定し、前記調光パルスが他方のレベルのときに前記デッドタイム調整電圧に対して前記第１のデッドタイム電圧値よりも高く且つ前記三角波電圧の最大値よりも低い第２のデッドタイム電圧値を有する電圧を混合する手段と、前記調光パルスのパルス幅を変化させて前記放電灯の輝度を最大に設定したときの前記平滑コンデンサの電圧値以上を有する電圧を、前記調光パルスが前記他方のレベルのときに前記平滑コンデンサに対して印加する電圧印加手段を設けた放電灯点灯装置を提案する。
【００４３】
該放電灯点灯装置によれば、調光パルス発生手段により、パルス幅に対応して前記放電灯の輝度調整を行うための調光パルス信号が発生され、該調光パルスが一方のレベルのとき、例えばローレベルのときに、デッドタイム調整電圧が第１のデッドタイム電圧値に設定され、前記調光パルスが他方のレベルのとき、即ちハイレベルのときに前記デッドタイム調整電圧が前記第１のデッドタイム電圧値よりも高い第２のデッドタイム電圧値に設定される。
【００４４】
これにより、前記調光パルスが前記一方のレベルのときは、前記三角波電圧が前記第１のデッドタイム電圧値を有するデッドタイム調整電圧及び前記誤差電圧よりも大きいときに前記ドライブ用スイッチングトランジスタがオン状態にされて前記インバータ回路に通電され、前記放電灯が点灯状態になる。
【００４５】
また、前記調光パルスが前記他方のレベルのときは、前記三角波電圧が前記第２のデッドタイム電圧値を有するデッドタイム調整電圧及び前記誤差電圧よりも大きいときに前記ドライブ用スイッチングトランジスタがオン状態にされて前記インバータ回路に通電される。ここで、前記第２のデッドタイム電圧値が、前記第１のデッドタイム電圧値よりも高く且つ前記三角波電圧の最大値よりも低い値に設定されているので、前記調光パルスが前記他方のレベルのときは、前記ドライブ用スイッチングトランジスタのオン期間の比率が低下して、前記インバータ回路への供給電力が低下され、前記放電灯は消灯状態になりバースト調光が行われるが、前記巻線トランスは通電状態が維持される。
【００４６】
これにより、前記放電灯を消灯状態にする期間においても、前記放電灯が点灯するに至らない電流が前記巻線トランスに通電されているので、前記放電灯が消灯状態から点灯状態に変わったときに、巻線トランスの通電電流値に急峻な変化が生じない。
【００４７】
さらに、前記電圧印加手段によって、前記放電灯の輝度を最大に設定したときの前記平滑コンデンサの電圧値以上を有する電圧が、前記放電灯を消灯状態にする期間に、前記平滑コンデンサに対して印加される。これにより、前記放電灯の消灯状態から点灯状態に変わったときに、前記平滑コンデンサの電圧以上に大きな変化を生ずることがない。
【００４８】
従って、前記管電流値検出回路から出力される電圧に大きな変化が生じないので、前記ドライブ用スイッチングトランジスタのオンオフ期間の比率が急激に変化することがない。
【００４９】
また、請求項３では、請求項２記載の放電灯点灯装置において、前記第２のデッドタイム電圧値は、前記放電灯が消灯し且つ前記巻線トランスへの通電が維持される電圧値に設定されている放電灯点灯装置を提案する。
【００５０】
該放電灯点灯装置によれば、前記第２のデッドタイム電圧値は、前記放電灯が消灯し且つ前記巻線トランスへの通電が維持される電圧値に設定されているので、必要以上の電力消費が回避される。
【００５１】
また、請求項４では、請求項２記載の放電灯点灯装置において、前記インバータ回路に入力される電圧の最大値を検出し、該最大値電圧から前記第２のデッドタイム電圧値を決定する手段を設けた放電灯点灯装置を提案する。
【００５２】
該放電灯点灯装置によれば、前記インバータ回路に入力される電圧の最大値が検出されて、該最大値電圧から前記第２のデッドタイム電圧値が決定されるので、前記直流電源の電圧が変更されたとき、変更された電圧に対応して前記第２のデッドタイム電圧値が設定される。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００５４】
図５は本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した図２に示す従来例と同一構成部分は同一符号を持って表しその説明を省略する。また、第１の実施形態と従来例との相違点は、調光パルス発生回路４１、ＮＰＮ型のスイッチングトランジスタ４２，４３及び抵抗器４４を設けたことである。また、第１の実施形態では、可変抵抗器ＶＲ１を除いた検出・帰還回路３５’を備えた。
【００５５】
調光パルス発生回路４１は、例えば周波数が５００Ｈｚの調光パルスＰ１を発生させ、可変抵抗器ＶＲの抵抗値を変化させることにより調光パルスＰ１のパルス幅を変化させることができる。即ち、調光パルスＰ１のハイレベル期間とローレベル期間の比率を変化させることができる。
【００５６】
トランジスタ４２のベースには調光パルスＰ１が入力され、トランジスタ４２は調光パルスＰ１がハイレベルのときにオン状態に設定される。トランジスタ４２のコレクタには所定の電圧Ｖ１が印加され、エミッタは平滑コンデンサＣ１とダイオードＤ１のカソードの接続点に接続されている。ここで、電圧Ｖ１の値は、例えば比較器323の出力のパルスのオン期間を最大にして蛍光管３４の輝度を最大に設定したときの平滑コンデンサＣ１の電圧値以上に設定されている。
【００５７】
また、トランジスタ４３のベースには調光パルスＰ１が入力され、トランジスタ４３は調光パルスＰ１がハイレベルのときにオン状態に設定される。トランジスタ４３のコレクタには所定の電圧Ｖ２が印加され、エミッタは抵抗器４４を介して比較器323の一方の反転入力端子、即ちデッドタイム調整電圧生成回路322によって生成された第１のデッドタイム電圧ＤＴ１が印加されている反転入力端子に接続されている。これにより、この反転入力端子には、トランジスタ４３がオン状態のときにトランジスタ４３と抵抗器４４を介して第２のデッドタイム電圧ＤＴ２が印加される。
【００５８】
ここで、第１のデッドタイム電圧ＤＴ１は、三角波電圧ＴＲの最小値よりもやや高い値に設定され、第２のデッドタイム電圧ＤＴ２は三角波電圧ＴＲの最高値よりもやや低い電圧値に設定されている。
【００５９】
上記構成の放電灯点灯装置では、調光パルス発生回路４１から出力されるパルス信号のハイレベル期間とローレベル期間の比率を代えることにより調光が行われる。
【００６０】
即ち、図６の信号波形図に示すように、調光パルスＰ１がローレベルのときは、トランジスタ４２，４３はオフ状態となり、比較器323の一方の反転入力端子には第１のデッドタイム電圧ＤＴ１が印加される。これにより、第１のデッドタイム電圧ＤＴ１よりも誤差信号ＥＲの電圧が高くなり、誤差信号ＥＲの電圧と三角波電圧ＴＲの比較結果に基づく制御信号ＣＳが比較器323からドライブ用スイッチングトランジスタ325のベースに出力され、トランジスタ325がオン状態になる比率が増加される。従って、インバータ回路３３への供給電流が増大されて蛍光管３４が点灯する。
【００６１】
一方、調光パルスＰ１がハイレベルのときは、トランジスタ４２，４３はオン状態となり、比較器323の一方の反転入力端子には第２のデッドタイム電圧ＤＴ２が印加される。これにより、三角波電圧ＴＲが第２のデッドタイム電圧ＤＴ２よりも大きいときにドライブ用スイッチングトランジスタ325がオン状態にされてインバータ回路３３に通電される。ここで、第２のデッドタイム電圧ＤＴ２の電圧値が、第１のデッドタイム電圧ＤＴ１よりも高く且つ三角波電圧ＴＲの最大値よりもやや低い値に設定されているので、調光パルス信号Ｐ１がハイレベルのときは、ドライブ用スイッチングトランジスタ325のオン期間の比率が低下して、インバータ回路３３への供給電力が低下され、蛍光管３４は消灯状態になるが、巻線トランス331及びチョークコイル332は通電状態が維持される。
【００６２】
これにより、蛍光管３４を消灯状態にする期間において、蛍光管３４が点灯するに至らない電流がインバータ回路３３の巻線トランス331に通電されているため、蛍光管３４が消灯状態から点灯状態に変わったときに、巻線トランス331の通電電流値に急峻な変化が生じないので、通電電流値の急峻な変化によって巻線トランス331及びチョークコイル332などに生じる磁歪、共振、共鳴が低減され、これらから発生する唸り音が減少する。従って、使用者に唸り音による不快感を与えることがない。
【００６３】
また、トランジスタ４２がオン状態になることによって、蛍光管３４の輝度を最大に設定したときの平滑コンデンサＣ１の電圧値以上を有する電圧が、平滑コンデンサＣ１に対して印加される。
【００６４】
これにより、次のような効果を得ている。
【００６５】
即ち、このような消灯期間における平滑コンデンサＣ１への充電を行わないと、消灯期間中に平滑コンデンサＣ１の電圧Ｖｃ１が抵抗器Ｒ２’，Ｒ３’を通じての放電によって低下し、点灯期間に移行した直後にインバータ回路３３に過大な電圧が印加され、オーバーシュートを引き起こす。その結果、オーバーシュートした分、管電流も増加し、所望の明るさより明るくなる。これは、消灯期間が長いほど、また入力の直流電源電圧が高いほど顕著に現れるため、調光を暗く設定しても暗くならない、同じ明るさ設定でも入力電圧によって明るさが違うといった症状となり実用できない。
【００６６】
従って、上記構成では、巻線トランス331及びチョークコイル332への通電電流が急激に増減を生じることがないので、巻線トランス331及びチョークコイル332などに生じる磁歪、共振、共鳴がさらに低減され、これらから発生する唸り音がさらに減少する。
【００６７】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００６８】
図７は、本発明の第２の実施形態における放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１の実施形態と同一構成部分は同一符号を持って表しその説明を省略する。また、第２の実施形態と第１の実施形態との相違点は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２に代えてＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２”を備えたことである。
【００６９】
このＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２”では、３入力の比較器323に代えて２入力の比較器323Aを用い、反転入力端子にダイオード329A,329BによるダイオードＯＲ結合によって第１のデッドタイム電圧ＤＴ１と第２のデッドタイム電圧ＤＴ２を印加するようにした。このように、ダイオードＯＲ結合を用いることにより、汎用のＩＣなどを使用可能となる。
【００７０】
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００７１】
図８は、本発明の第３の実施形態における放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１の実施形態と同一構成部分は同一符号を持って表しその説明を省略する。また、第３の実施形態と第１の実施形態との相違点は、ツェナーダイオード５１と抵抗器５２を設けてＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の出力電圧から第３のデッドタイム電圧ＤＴ３を生成し、第１及び第２のデッドタイム電圧ＤＴ１，ＤＴ２と混合して比較器323の一方の反転入力端子に印加するようにしたことである。
【００７２】
ツェナーダイオード５１のカソードはＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の出力端子、即ちチョークコイル327とコンデンサ328との接続点に接続され、アノードは抵抗器５２を介して比較器323の一方の反転入力端子に接続されている。
【００７３】
上記構成によれば、直流電源３１の電源電圧が変更されたときは、変更後の電源電圧に対応して第３のデッドタイム電圧ＤＴ３の電圧値が変化するので、第１のデッドタイム電圧ＤＴ１に代えて第３のデッドタイム電圧ＤＴ３によって、インバータ回路３３への過大電流の通電が阻止される。
【００７４】
次に、本発明の第４の実施形態を説明する。
【００７５】
図９は、本発明の第４の実施形態における放電灯点灯装置を示す構成図である。図において、前述した第１の実施形態と同一構成部分は同一符号を持って表しその説明を省略する。また、第４の実施形態と第１の実施形態との相違点は、トランジスタ４３及び抵抗器４４に代えて、ピークホールド回路６１、比較器６２、電子スイッチ６３及び抵抗器６４を設けたことである。
【００７６】
ピークホールド回路６１は、調光パルス信号Ｐ１がローレベルのときに、その入力側がＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の出力端子、即ちチョークコイル327とコンデンサ328との接続点に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３２の出力電圧のピーク値を検出してこの電圧Ｖpkを保持して比較器６２の反転入力端子に出力する。
【００７７】
比較器６２は、非反転入力端子に電圧Ｖ３を入力し、この電圧Ｖ３と反転入力端子に印加されている電圧Ｖpkとの差分の電圧を電子スイッチ６３及び抵抗器６４を介して第２のデッドタイム電圧ＤＴ２として出力する。ここで、電圧Ｖ３は微調整可能なように、変化できるようになっている。
【００７８】
電子スイッチ６３は、調光パルス信号Ｐ１がローレベルのときにオン状態に設定される。
【００７９】
上記構成によれば、ピークホールド回路６１によって、インバータ回路３３に入力される電圧の最大値が検出されて、この最大値電圧から第２のデッドタイム電圧ＤＴ２の電圧値が決定されるので、直流電源３１の電圧が変更されたときに、変更された電圧に対応して第２のデッドタイム電圧ＤＴ２の電圧値を容易に設定することができる。
【００８０】
従って、直流電源３１の電圧が変更されたとき、変更された電圧に対応して第２のデッドタイム電圧ＤＴ２が設定されるので、電源電圧が変更されても大幅な変更を行うことなく、同じ機能を備えた状態で使用することができる。
【００８１】
尚、前述した各実施形態は本発明の一具体例であり、本発明がこれらに限定されることはない。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１記載の放電灯点灯方法によれば、基本的な動作は、調光パルスの点灯期間中は従来の電流調光方式と同じ動作をする。従って、主な部品構成は電流調光方式と同じであり、部品点数の削減、コストの削減を図ることができる。また、消灯期間においても管電流によって充電される平滑コンデンサに電圧を印加して充電しているので、前記巻線トランスへの通電電流が急激に増減を生じることがない。これにより、前記巻線トランス及びチョークコイルなどに生じる磁歪、共振、共鳴が低減され、これらから発生する唸り音の発生が減少する。従って、使用者に唸り音による不快感を与えることがない。
【００８３】
また、請求項２記載の放電灯点灯装置によれば、放電灯を消灯状態にする期間においても、前記放電灯が点灯するに至らない電流がインバータ回路の巻線トランスに通電されているので、前記放電灯が消灯状態から点灯状態に変わったときに、巻線トランスの通電電流値に急峻な変化が生じないので、通電電流値の急峻な変化によって前記巻線トランス及びチョークコイルなどに生じる磁歪、共振、共鳴が低減され、これらから発生する唸り音が減少する。さらに、前記放電灯の消灯状態から点灯状態に変わったときに、管電流値検出回路から出力される電圧に大きな変化が生じないため、ドライブ用スイッチングトランジスタのオンオフ期間の比率が急激に変化することがないので、前記巻線トランスへの通電電流が急激に増減を生じることがない。これにより、前記巻線トランス及びチョークコイルなどに生じる磁歪、共振、共鳴がさらに低減され、これらから発生する唸り音がさらに減少する。従って、使用者に唸り音による不快感を与えることがない。
【００８４】
また、請求項３記載の放電灯点灯装置によれば、上記の効果に加えて、前記第２のデッドタイム電圧値は、前記放電灯が消灯し且つ前記巻線トランスへの通電が維持される電圧値に設定されているので、必要以上の電力消費が回避される。
【００８５】
また、請求項４記載の放電灯点灯装置によれば、上記の効果に加えて、直流電源の電圧が変更されたとき、変更された電圧に対応して前記第２のデッドタイム電圧値が設定されるので、電源電圧が変更されても大幅な変更を行うことなく、同じ機能を備えた状態で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来例の放電灯点灯装置を示すブロック図
【図２】  従来例の電流調光方式を用いた放電灯点灯装置を示す構成図
【図３】  従来例のバースト調光方式を用いた放電灯点灯装置を示す構成図
【図４】  従来例における問題点を説明する図
【図５】  本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装置を示す構成図
【図６】  本発明の第１の実施形態における放電灯点灯装置の動作を説明する信号波形図
【図７】  本発明の第２の実施形態における放電灯点灯装置を示す構成図
【図８】  本発明の第３の実施形態における放電灯点灯装置を示す構成図
【図９】  本発明の第４の実施形態における放電灯点灯装置を示す構成図
【符号の説明】
１１，２１，３１…直流電源、１２，２２，３２，３２’，３２”…ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、１３，２３，３３…自励方式インバータ回路、１４…電流検出回路、１５，２５…冷陰極蛍光管（放電灯）、２４…バースト信号発振回路、３４…冷陰極蛍光管（放電灯）、３５，３５’…検出・帰還回路、321…誤差増幅器、322…デッドタイム調整電圧生成回路、323…比較器、324…三角波発生回路、325…ドライブ用スイッチングトランジスタ、326…ダイオード、327…チョークコイル、328…コンデンサ、331…巻線トランス 、332…チョークコイル、333,334…スイッチングトランジスタ、335…抵抗器、336,337…コンデンサ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ２’，Ｒ３，Ｒ３’…抵抗器、Ｄ１…ダイオード、Ｃ１…平滑コンデンサ、４１…調光パルス発生回路、４２，４３…スイッチングトランジスタ、４４…抵抗器、ＶＲ…可変抵抗器、５１…ツェナーダイオード、５２…抵抗器、６１…ピークホールド回路、６２…比較器、６３…電子スイッチ、６４…抵抗器。
【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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