(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧が印加される第１トランスの一次入力巻線に第１コンデンサが並列に接続され、一次入力巻線の一端及び第１トランスの一次出力巻線の一端に第１トランジスタが接続され、一次入力巻線の他端及び一次出力巻線の他端に第２トランジスタが接続され、一次出力巻線の出力により第１及び第２トランジスタを交互にオンオフさせて交流電圧を生成し、第１トランスの二次巻線での交流電圧により第１冷陰極管を点灯させるインバータ回路を備え、
前記第１トランスの一次入力巻線に第２コンデンサ及び第２トランスの一次入力巻線を並列に接続し、前記第２トランスの二次巻線を第２冷陰極管に並列に接続し、
前記第１トランスの一次入力巻線と前記第２トランスの一次入力巻線との間に、外部からの制御信号によって前記第１トランスの一次入力巻線と前記第２トランスの一次入力巻線との接続及び非接続を制御する接続制御回路を設けたことを特徴とする冷陰極管点灯インバータ。
【請求項２】
前記第１冷陰極管及び前記第２冷陰極管は、一方向に沿って併設されるとともに近接して配置されることを特徴とする請求項１記載の冷陰極管点灯インバータ。
【請求項３】
前記第１コンデンサの容量値と前記第２コンデンサの容量値は、略同一値であり、且つ前記第１トランスのインダクタンス値と前記第２トランスのインダクタンス値とは、略同一値であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の冷陰極管点灯インバータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドランプやバックランプ等の冷陰極管を点灯させるための冷陰極管点灯インバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両には照明用に複数のヘッドランプや複数のバックランプが搭載されているが、これらのランプ等の冷陰極管を点灯させるためには冷陰極管点灯インバータが用いられる。
【０００３】
図４に従来の冷陰極管点灯インバータの一例の回路構成図を示す。図４において、冷陰極管点灯インバータは、安定化電源１０１からの直流電圧を交流電圧に変換して第１ランプ１０８を点灯させるインバータ回路１０１ａと、安定化電源１０１からの直流電圧を交流電圧に変換して第２ランプ１２８を点灯させるインバータ回路１０１ｂとを有している。
【０００４】
インバータ回路１０１ａは、次のように構成される。安定化電源１０１が、チョークコイル１０２を介してトランス１０３の一次巻線１０４の接続点Ｐに接続され、トランス１０３の二次巻線１０６には、共振用のコンデンサ１０７を介して電極１０９ａ，１０９ｂを有する第１ランプ１０８が接続されている。
【０００５】
一次巻線１０４の両端には共振用のコンデンサ１１０が接続され、一次巻線１０４の他端にはトランジスタ１１１のコレクタが接続される。トランジスタ１１１のエミッタは、接地され、トランジスタ１１１のベースは、一次巻線１０５の一端に接続される。
【０００６】
チョークコイル１０２の他端と一次巻線１０５の他端との間には抵抗１１２が接続され、一次巻線１０５の他端にはトランジスタ１１３のベースが接続され、トランジスタ１１３のエミッタは、接地され、トランジスタ１１３のコレクタは、一次巻線１０４の一端に接続される。
【０００７】
また、安定化電源１０１は、トランジスタ１１４を介してインバータ回路１０１ｂに接続される。インバータ回路１０１ｂもインバータ回路１０１ａの構成と同一構成となっており、その詳細な構成については省略する。
【０００８】
このように冷陰極管点灯インバータによれば、インバータ回路１０１ａにおいて、トランス１０３とコンデンサ１１０，１０７とによって共振回路を形成するとともに、トランス１０３の一次巻線１０５によって２つのトランジスタ１１１，１１３に正帰還をかけ、トランジスタ１１１，１１３を交互にオンオフさせることにより高周波信号を発振させる。
【０００９】
このため、第１ランプ１０８を点灯させることができる。この場合、インバータ回路１０１ａ，１０１ｂを設けているため、第１ランプ１０８、第２ランプ１２８のそれぞれを点灯させることができる。
【００１０】
また、端子１１８からオンオフ信号としてＨレベルが抵抗１１７を介してトランジスタ１１４に入力されると、トランジスタ１１４がオフするため、安定化電源１０１がインバータ回路１０１ｂに供給されなくなる。このため、第２ランプ１２８は点灯しなくなる。すなわち、オンオフ信号により第２ランプ１２８の点灯または消灯を制御することができる。
【００１１】
また、２つのインバータ回路１０１ａ，１０１ｂを共通化したインバータ回路を用いてランプを点灯する冷陰極管点灯インバータもある。例えば、図６に示すように、インバータ回路１０１ａにコンデンサ１２７を追加して構成されたインバータ回路１０１ｃにより第１ランプ１０８，第２ランプ１２８を点灯することもできる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す従来の冷陰極管点灯インバータにあっては、コンデンサ１１０、トランス１０３、コンデンサ１０７、第１ランプ１０８等の定数によって発振する自励式インバータであるため、図５に示すように、第１ランプ１０８、第２ランプ１２８のそれぞれは、互いに異なる周波数及び位相を持つ第１ランプ信号及び第２ランプ信号で点灯する。
【００１３】
このため、第１ランプ１０８と第２ランプ１２８とを近接させて配置した場合には、２つのランプ端子間のリークやビート等の干渉が発生しやすくなるという問題があった。
【００１４】
また、図６に示す従来の冷陰極管点灯インバータにあっては、第１ランプ１０８及び第２ランプ１２８の電圧が交流の高電圧であるため、一方のランプのみをオン／オフ制御することが困難であった。
【００１５】
本発明は、複数の冷陰極管を近接して配置した場合でも、複数の冷陰極管相互間で干渉することなく冷陰極管を点灯させることができ、しかもいずれか１つの冷陰極管のみを点灯させることができる冷陰極管点灯インバータを提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために以下の構成とした。請求項１の発明は、直流電圧が印加される第１トランスの一次入力巻線に第１コンデンサが並列に接続され、一次入力巻線の一端及び第１トランスの一次出力巻線の一端に第１トランジスタが接続され、一次入力巻線の他端及び一次出力巻線の他端に第２トランジスタが接続され、一次出力巻線の出力により第１及び第２トランジスタを交互にオンオフさせて交流電圧を生成し、第１トランスの二次巻線での交流電圧により第１冷陰極管を点灯させるインバータ回路を備え、前記第１トランスの一次入力巻線に第２コンデンサ及び第２トランスの一次入力巻線を並列に接続し、前記第２トランスの二次巻線を第２冷陰極管に並列に接続し、前記第１トランスの一次入力巻線と前記第２トランスの一次入力巻線との間に、外部からの制御信号によって前記第１トランスの一次入力巻線と前記第２トランスの一次入力巻線との接続及び非接続を制御する接続制御回路を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１の発明によれば、インバータ回路が第１トランスの一次入力巻線と第１コンデンサとにより共振回路を形成し、一次出力巻線の出力により第１及び第２トランジスタを交互にオンオフさせて交流電圧を生成し、第１トランスの二次巻線での交流電圧により第１冷陰極管を点灯させる。
【００１８】
また、第１トランスの一次入力巻線に第２コンデンサ及び第２トランスの一次入力巻線が並列に接続されているため、第１ランプに印加される交流電圧の周波数及び位相と同一周波数及び同一位相を持つ交流電圧を生成でき、この交流電圧により第２冷陰極管を点灯させることができる。また、第１トランスの一次入力巻線と第２トランスの一次入力巻線との間に設けられた接続制御回路は、外部からの制御信号によって第１トランスの一次入力巻線と第２トランスの一次入力巻線との接続及び非接続を制御する。すなわち、第２トランスが第１トランスに接続されたり、第２トランスが第１トランスから切り離されたりするため、第２冷陰極管の点灯または消灯を制御することができる。
【００１９】
請求項２の発明は、前記第１冷陰極管及び前記第２冷陰極管は、一方向に沿って併設されるとともに近接して配置されることを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明によれば、第１冷陰極管及び第２冷陰極管を、一方向に沿って併設するとともに近接して配置しても、第２ランプに印加される交流電圧の周波数及び位相は、第１ランプに印加される交流電圧の周波数及び位相と同一であるため、リークやビート等の干渉がなくなる。
【００２３】
請求項３の発明は、前記第１コンデンサの容量値と前記第２コンデンサの容量値は、略同一値であり、且つ前記第１トランスのインダクタンス値と前記第２トランスのインダクタンス値とは、略同一値であることを特徴とする。
【００２４】
請求項３の発明によれば、第１冷陰極管の点灯周波数は、第１コンデンサの容量値と第１トランスのインダクタンス値との積によって決定され、第２冷陰極管の点灯周波数は、第１コンデンサの容量値の２倍と第１トランスのインダクタンス値の１／２倍との積によって決定される。すなわち、第１冷陰極管だけが点灯した場合と、第１及び第２冷陰極管の両方が点灯した場合の点灯周波数がほとんど同一となるため、放射ノイズの抑制などに有利である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の冷陰極管点灯インバータの実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１に本発明の実施の形態に係る冷陰極管点灯インバータの回路構成図を示す。
【００２６】
実施の形態の冷陰極管点灯インバータは、インバータ回路１ａを有し、トランジスタ１７及びダイオード１５とトランジスタ２１及びダイオード１９を介して、インバータ回路１ａの第１トランス３の一次巻線４に並列に、第２トランス２３の一次巻線２４及び第２コンデンサ１８を接続し、第２トランス２３の二次巻線２６をコンデンサ２７を介して第２ランプ２８に接続したことを特徴とする。
【００２７】
なお、ここでは、第１コンデンサ１０の容量値Ｃｉ１と第２コンデンサ１８の容量値Ｃｉ２とは同一値であり、コンデンサ７の容量値Ｃｏ１とコンデンサ２７の容量値Ｃｏ２とは同一値であり、第１トランス３の巻線によるインダクタンス値と第２トランス２３のインダクタンス値とは同一値であるものとする。
【００２８】
以下、実施の形態の冷陰極管点灯インバータの詳細な構成を説明する。インバータ回路１ａは、自励式インバータであり、安定化電源１からの直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧を第１ランプ８に印加して第１ランプ８を点灯させるもので、チョークコイル２、第１トランス３、コンデンサ７、第１コンデンサ１０、第１トランジスタ１１，第２トランジスタ１３、及び抵抗１２を有して構成される。
【００２９】
インバータ回路１ａは、第１トランス３と第１コンデンサ１０，コンデンサ７とによって共振回路を形成するとともに、第１トランス３の一次巻線５（一次出力巻線に対応）によって第１トランジスタ１１，第２トランジスタ１３に正帰還をかけ、第１トランジスタ１１，第２トランジスタ１３を交互にオンオフさせることにより高周波信号を発振させて、第１ランプ８を点灯させる。
【００３０】
インバータ回路１ａは、次のように構成される。安定化電源１が、チョークコイル２を介して第１トランス３の一次巻線４の接続点Ｐに接続され、第１トランス３は、鉄心３ａに一次巻線４（一次入力巻線に対応），一次巻線５、及び二次巻線６が巻回されてなる。第１トランス３の二次巻線６には、共振用のコンデンサ７を介して第１ランプ８が接続され、第１ランプ８は、両端に電極９ａ，９ｂを有し、電極９ｂが接地される。
【００３１】
一次巻線４の両端には共振用の第１コンデンサ１０が接続され、一次巻線４の他端には第１トランジスタ１１のコレクタが接続される。第１トランジスタ１１のエミッタは、接地され、第１トランジスタ１１のベースは、一次巻線５の一端に接続される。
【００３２】
チョークコイル２の他端と一次巻線５の他端との間には抵抗１２が接続され、一次巻線５の他端には第２トランジスタ１３のベースが接続され、第２トランジスタ１３のエミッタは、接地され、第２トランジスタ１３のコレクタは、一次巻線４の一端に接続される。
【００３３】
また、インバータ回路１ａの一次巻線４の一端には、ダイオード１５のカソード、抵抗１６の一端、及びトランジスタ１７のエミッタが接続され、ダイオード１５のアノードには第２コンデンサ１８の一端、及びトランジスタ１７のコレクタが接続されている。抵抗１６の他端は、トランジスタ１７のベースに接続される。
【００３４】
一次巻線４の他端には、ダイオード１９のカソード、抵抗２０の一端、及びトランジスタ２１のエミッタが接続され、ダイオード１９のアノードにはコンデンサ１８の他端、及びトランジスタ２１のコレクタが接続されている。抵抗２０の他端はトランジスタ２１のベースに接続される。
【００３５】
ダイオード１５、トランジスタ１７、ダイオード１９、及びトランジスタ２１は、第１トランス３の一次巻線４と第２トランス２３の一次巻線２４との接続及び非接続を制御する接続制御回路を構成している。
【００３６】
第２コンデンサ１８の両端には、第２トランス２３の一次巻線２４が接続され、第２トランス２３は、鉄心２３ａに一次巻線２４，一次巻線２５、及び二次巻線２６が巻回されてなる。
【００３７】
二次巻線２６の両端には、コンデンサ２７を介して冷陰極管からなる第２ランプ２８が接続されている。第２ランプ２８は、両端に電極２９ａ，２９ｂを有し、電極２９ｂが接地される。
【００３８】
また、トランジスタ１７のベースには、抵抗３１を介してダイオード３２のアノードが接続され、ダイオード３２のカソードは、トランジスタ３５のコレクタに接続される。トランジスタ２１のベースには、抵抗３３を介してダイオード３４のアノードが接続され、ダイオード３４のカソードは、トランジスタ３５のコレクタに接続される。
【００３９】
トランジスタ３５のベース・エミッタ間には抵抗３６が接続され、トランジスタ３５のベースは、抵抗３７を介してオンオフ端子３８に接続される。オンオフ端子３８には、第２ランプ２８をオンまたはオフさせるためのオンオフ信号が入力されるようになっている。トランジスタ３５のエミッタは、接地されている。
【００４０】
次に、図１を参照して実施の形態の冷陰極管点灯インバータの動作を詳細に説明する。最初に、第１ランプ８を点灯させ、第２ランプ２８を消灯させる動作を説明する。
【００４１】
まず、オンオフ端子３８からＬレベル（オフ状態）のオンオフ信号がトランジスタ３５に入力されると、トランジスタ３５は、オフするため、トランジスタ１７及びトランジスタ２１もオフする。
【００４２】
また、ダイオード１５及びダイオード１９もオフであるため、第２トランス２３及びコンデンサ２７は、インバータ回路１ａの一次巻線４から切り離される。このため、第２ランプ２８は、安定化電源１及びインバータ回路１ａの影響を受けないため、点灯しない。
【００４３】
一方、第１ランプ８は、点灯する。すなわち、インバータ回路１ａは、第１トランス３の一次巻線５によって第１トランジスタ１１，第２トランジスタ１３に正帰還をかけ、第１トランジスタ１１，第２トランジスタ１３を交互にオンオフさせることにより、第１トランス３と第１コンデンサ１０，コンデンサ７とによる共振回路により高周波信号を発振させて、この高周波数信号により第１ランプ８を点灯させる。
【００４４】
この場合、第１ランプ８は、インバータ回路１ａにより所定の点灯周波数で点灯する。第１ランプ８の点灯周波数は、ほぼ以下の（１）式で表れる周波数となる。
【００４５】
ｆ1＝１／２π（ＬＣ）1/2・・・（１）
ここで、Ｌは第１トランス３の一次側と二次側のインダクタンスであり、Ｃは第１コンデンサ１０とコンデンサ７との合成キャパシタンスである。
【００４６】
次に、第１ランプ８及び第２ランプ２８を点灯させる動作を説明する。まず、オンオフ信号がＨレベル（オン状態）となると、トランジスタ３５がオンするため、トランジスタ１７及びトランジスタ２１もオンする。
【００４７】
このため、第２トランス２３及びコンデンサ２７は、インバータ回路１ａの一次巻線４に接続されるため、第２ランプ２８は、安定化電源１及びインバータ回路１ａの影響を受けて、点灯する。
【００４８】
この場合、第２トランス２３は、第１トランス３と並列に接続されるため、第２トランス２３側も第１トランス３側と同期した点灯周波数によって発振する。このときの点灯周波数は、ほぼ以下の（２）式で表れる周波数となる。
【００４９】
ｆ2＝１／２π（Ｌ2Ｃ2）1/2・・・（２）
ここで、Ｌ2は、第１トランス３と第２トランス２３とが並列に接続されるため、（１）式におけるＬの１／２となる。Ｃ2は、第１コンデンサ１０と第２コンデンサ１８、コンデンサ７とコンデンサ２７が並列に接続されるため、（１）式におけるＣの２倍となる。
【００５０】
このため、ＬＣ＝Ｌ2Ｃ2となる。従って、ｆ1＝ｆ2となる。第１ランプ８のみを点灯させるときの周波数と、第１ランプ８及び第２ランプ２８を点灯させるときの周波数とが同じになる。
【００５１】
このように、第１ランプ８及び第２ランプ２８が並行配置された近接状態であっても、両方のランプに印加される電圧の周波数及び位相は、ほぼ同一となり、しかも電圧値もほぼ同一値となる。図２の上面図及び図３の正面図に示すように、導光板４１上に第１ランプ８と第２ランプ２８とを並行して近接配置しても、ランプ端子間においてリークやビート等の干渉が発生しなくなる。
【００５２】
また、オフ信号によって、第２ランプ２８を消灯させることで、第１ランプ８のみを点灯させることもできる。さらに、安定化電源１及びインバータ回路１ａを共通化することができる。
【００５３】
なお、本発明は、前述した実施の形態の冷陰極管点灯インバータに限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能であるのは勿論である。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、インバータ回路が第１トランスの一次入力巻線と第１コンデンサとにより共振回路を形成し、一次出力巻線の出力により第１及び第２トランジスタを交互にオンオフさせて交流電圧を生成し、第１トランスの二次巻線での交流電圧により第１冷陰極管を点灯させる。
【００５５】
また、第１トランスの一次入力巻線に第２コンデンサ及び第２トランスの一次入力巻線が並列に接続されているため、第１ランプに印加される交流電圧の周波数及び位相と同一周波数及び同一位相を持つ交流電圧を生成でき、この交流電圧により第２冷陰極管を点灯させることができる。また、第１トランスの一次入力巻線と第２トランスの一次入力巻線との間に設けられた接続制御回路は、外部からの制御信号によって第１トランスの一次入力巻線と第２トランスの一次入力巻線との接続及び非接続を制御する。すなわち、第２トランスが第１トランスに接続されたり、第２トランスが第１トランスから切り離されたりするため、第２冷陰極管の点灯または消灯を制御することができる。
【００５６】
請求項２の発明によれば、第１冷陰極管及び第２冷陰極管を、一方向に沿って併設するとともに近接して配置しても、第２ランプに印加される交流電圧の周波数及び位相は、第１ランプに印加される交流電圧の周波数及び位相とほぼ同一であるため、リークやビート等の干渉がなくなる。
【００５８】
請求項３の発明によれば、第１冷陰極管の点灯周波数は、第１コンデンサの容量値と第１トランスのインダクタンス値との積によって決定され、第２冷陰極管の点灯周波数は、第１コンデンサの容量値の２倍と第１トランスのインダクタンス値の１／２倍との積によって決定される。すなわち、第１冷陰極管だけが点灯した場合と、第１及び第２冷陰極管の両方が点灯した場合の点灯周波数がほとんど同一となるため、放射ノイズの抑制などに有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷陰極管点灯インバータを示す回路構成図である。
【図２】実施の形態に係る冷陰極管点灯インバータに設けられた第１ランプ及び第２ランプの上面配置図である。
【図３】実施の形態に係る冷陰極管点灯インバータに設けられた第１ランプ及び第２ランプの正面配置図である。
【図４】従来の冷陰極管点灯インバータの一例を示す回路構成図である。
【図５】図４に示す例陰極管点灯インバータによる第１ランプ信号及び第２ランプ信号を示す図である。
【図６】従来の冷陰極管点灯インバータの他の一例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
１  安定化電源
１ａ  インバータ回路
２  チョークコイル
３  第１トランス
２３  第２トランス
４，５  一次巻線
６  二次巻線
７  コンデンサ
１０  第１コンデンサ
１８  第２コンデンサ
８  第１ランプ
９ａ，９ｂ  電極
１１  第１トランジスタ
１３  第２トランジスタ
１７，２１，３５  トランジスタ
１２  抵抗
１５，１９  ダイオード
２８  第２ランプ
【図１】
0003745540.tif 000002
【図２】
0003745540.tif 000003
【図３】
0003745540.tif 000004
【図４】
0003745540.tif 000005
【図５】
0003745540.tif 000006
【図６】
0003745540.tif 000007