インバータトランスおよびそれを用いた放電灯点灯装置
【課題】簡易で安価な構造でありながら信頼性が高いインバータトランス、及び、そのインバータトランスを用いて二次側の開放状態時にその異常を高い精度で検出して駆動停止を可能とする放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るインバータトランスＴ１は、ボビン３と、ボビン３の巻芯部の外周に巻回された一次巻線から構成される一次巻線部４と、ボビン３の巻芯部の外周に巻回された二次巻線から構成される二次巻線部５と、ボビン３の巻芯部の外周に巻回された三次巻線から構成される三次巻線部６とを備え、一次巻線部４と二次巻線部５と三次巻線部６は、巻芯部の中心軸方向に沿って、所定の間隔（Ｆ−Ｅ、Ａ−Ｂ）を空けて並べて配設される。また、本発明に係る放電灯点灯装置は、二次側の開放状態時に、インバータトランスＴ１の三次巻線からのフィードバックを受けて、インバータトランスＴ１の出力電圧を制御する開放電圧検出回路を備える。
【解決手段】本発明に係るインバータトランスＴ１は、ボビン３と、ボビン３の巻芯部の外周に巻回された一次巻線から構成される一次巻線部４と、ボビン３の巻芯部の外周に巻回された二次巻線から構成される二次巻線部５と、ボビン３の巻芯部の外周に巻回された三次巻線から構成される三次巻線部６とを備え、一次巻線部４と二次巻線部５と三次巻線部６は、巻芯部の中心軸方向に沿って、所定の間隔（Ｆ−Ｅ、Ａ−Ｂ）を空けて並べて配設される。また、本発明に係る放電灯点灯装置は、二次側の開放状態時に、インバータトランスＴ１の三次巻線からのフィードバックを受けて、インバータトランスＴ１の出力電圧を制御する開放電圧検出回路を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
テレビジョン、パーソナルコンピュータなどの電子機器に用いられる液晶ディスプレイ装置は液晶が非発光のため、バックライト装置のような照明装置を必要とする。このバックライト装置の光源には放電灯が用いられており、そのような放電灯として冷陰極蛍光管が一般に用いられている。近年、液晶ディスプレイ装置の大型化に伴い、液晶テレビジョン装置等の大型の液晶ディスプレイ装置では、高輝度の表示を必要とするため、バックライト装置の光源には複数本の冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）が用いられている。冷陰極蛍光管を点灯するには高電圧が必要であるため、インバータ回路のスイッチング部にて高周波電圧を発生させ、インバータトランスで昇圧して点灯に必要な高電圧を得て冷陰極蛍光管に印加している。
【０００２】
従来、インバータトランスは１出力型が一般的であり、１出力型の構造では、複数本の冷陰極蛍光管を点灯するために冷陰極蛍光管と同数のインバータトランスが必要となるため、大型の液晶ディスプレイ装置において、多数のインバータトランスを搭載する結果、バックライト装置が大型化してしまうという問題がある。このため、複数の二次巻線を備えて１個のインバータトランスで複数の出力が得られる構造としたインバータトランスが提案されている（例えば、図１０参照）。
【０００３】
図１０（ａ）は、従来のインバータトランスの一例であるインバータトランス１００を示す上面図、図１０（ｂ）はインバータトランス１００に用いられるボビン１０５（１０５Ａ，１０５Ｂ）の構成を示す上面図である。
【０００４】
図１０（ａ）に示すインバータトランス１００は、コア１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）と、一次巻線部１０６および二次巻線部１０７を有するボビン１０５（１０５Ａ、１０５Ｂ）とを備えた２出力型のインバータトランスである。コア１０３は、コア１０３Ａとコア１０３Ｂとを突き合せることによって構成され、コア１０３Ａは、５個の脚部１０３ａ〜１０３ｅが連結部１０３ｆにて連結された略Ｅ型の形状を有している。 また、コア１０３Ｂも、５個の脚部１０３ａ’〜１０３ｅ’が連結部１０３ｆ’にて連結された略Ｅ型の形状を有している。コア１０３の２個の脚部１０３ｂ−１０３ｂ'、１０３ｄ−１０３ｄ'には、一次巻線１０６および二次巻線１０７が巻回されたボビン１０５Ａ、１０５Ｂがそれぞれ装着されている。
【０００５】
図１０（ｂ）に示すように、ボビン１０５Ａおよびボビン１０５Ｂは、巻芯１０８と、巻芯１０８の両端にそれぞれ形成された端子台１０９Ａ、１０９Ｂとから構成され、端子台１０９Ａには一次巻線用端子ピン１１０、端子台１０９Ｂには二次巻線用端子ピン１１１が植設されている。巻芯１０８の外周には、１０個のフランジ１１２が一体に形成されており、フランジ１１２ａより外側に端子台１０９Ａ、フランジ１１２ｊより外側に端子台１０９Ｂが配置され、フランジ１１２ｂとフランジ１１２ｃの間のセクションに一次巻線部１０６が配置され、フランジ１１２ｃとフランジ１１２ｊとの間でフランジ１１２ｄ〜１１２ｉによって分割された複数のセクションには、二次巻線部１０７が配置されている。
【０００６】
従来、このような構成のインバータトランス１００を用いて複数の放電灯を駆動する放電灯点灯装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図１１は、特許文献１に記載された放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。
図１１に示す放電灯点灯装置２００は、制御回路２０２、制御回路２０２に接続されたフルブリッジ回路２０３、フルブリッジ回路２０３に接続されたインバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２を備えている。
【０００８】
放電灯点灯装置２００において、制御回路２０２（一つのＩＣにより構成されている）はフルブリッジ回路２０３を作動させ、フルブリッジ回路２０３はインバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の一次側に駆動信号を送信し、インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２は、直列接続されたＣＣＦＬを駆動して、大型液晶ＴＶ用の放電灯点灯装置を構成している。
【０００９】
インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２は、リーケージ型のインバータトランスであり、直列接続された２つの一次巻線に対してそれぞれ対応する二次巻線が設けられている。各二次巻線の端子間には、直列接続された２つのコンデンサＣ２０１、Ｃ２０２が並列に接続され、２つの二次巻線の一端側（高圧側）には２本のＣＣＦＬのぞれぞれの一端が接続され、２本のＣＣＦＬのそれぞれの他端同士は連結され、１つのインバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２で２本のＣＣＦＬを駆動する構成となっている。また、二次巻線の他端側（低圧側）は、それぞれ検出抵抗Ｒ２０１を介してＧＮＤに接続されるとともにＣＣＦＬに寄生するコンデンサＣ２０３、Ｃ２０３が、２本のＣＣＦＬに対して、ＧＮＤとＣＣＦＬとの間にそれぞれ接続されている。
【００１０】
フルブリッジ回路２０３は、直流電源からの電圧Ｖinを入力して、制御回路２０２からの駆動パルス信号により高周波電圧をインバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の一次側に入力し、二次巻線で昇圧させる。そして、この昇圧された電圧を二次巻線に接続された２本のＣＣＦＬに印加し、２本のＣＣＦＬを放電、点灯させている。
【００１１】
図１１に示すように、制御回路２０２は、三角波回路（発振回路）２１０、エラーアンプ回路２１１、ＰＷＭ回路２１２、及びロジック回路２１３を備えている。この制御回路２０２は、三角波回路２１０からの三角波出力をＰＷＭ回路２１２に入力して、ＣＣＦＬに流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換回路により、その電圧がエラーアンプ回路２１１の反転入力部に入力されるようになっている。エラーアンプ回路２１１は、ＣＣＦＬに応じた出力電圧をＰＷＭ回路２１２に出力し、ＰＷＭ回路２１２は、三角波出力とエラーアンプ回路２１１の出力電圧を比較してパルス信号をロジック回路２１３に出力する。ロジック回路２１３は、三角波回路２１０の出力パルス信号とＰＷＭ回路２１２からの出力パルス信号により、フルブリッジ回路２０３へ入力するゲート信号を供給する。
【００１２】
ロジック回路２１３のゲート信号によりフルブリッジ回路２０３は動作し、インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の一次側に交流電流を流して、二次側の二次巻線に昇圧された電圧を誘起させてＣＣＦＬが駆動する。
【００１３】
二次巻線の他端側（低圧側）に流れるランプ電流は、検出抵抗Ｒ２０１により電圧に変換され、ダイオードＤ２０２を介して制御回路２０２にフィードバックされる。インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の二次側のどちらかがランプ抜け、コネクタオープンなどによる開放状態となった場合は、検出抵抗Ｒ２０１に発生する電圧が検出され、この電圧が制御回路２０２にフィードバックされることで、フルブリッジ回路２０３の作動が停止される。
【００１４】
また、インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の二次側に接続されたコンデンサＣ２０１、Ｃ２０２で分圧された信号が、ダイオードＤ２０１を介して制御回路２０２のエラーアンプ回路２１１及び過電圧保護回路(図示略)に供給される。この信号により、過電圧時にＣＣＦＬに印加される出力電圧が所定の電圧になるようにフィードバック制御される。また、制御回路２０２には、ＣＣＦＬの調光を行うためのバースト信号を供給するバースト回路(図示略)が設けられている。この回路からの出力は、バースト信号となり、この信号によって、ＣＣＦＬの電流をフィードバック制御するエラーアンプの反転入力をプルアップさせ、トランスの一次側を非作動にして、ＣＣＦＬを断続的に作動させて調光ができるようになっている。
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−１４００５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ここで、図１０に示したトランス１００を、図１１に示した放電灯点灯装置２００に適用することには、次のような問題があった。すなわち、放電灯点灯装置２００では、ＣＣＦＬをフィードバック制御するため、インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の二次側にコンデンサＣ２０１、Ｃ２０２を設ける必要があるが、これらのコンデンサは高い耐圧を要求される高圧コンデンサを用いる必要があり、これは部品コストが高くなる要因となり、コストダウンが困難である。
【００１７】
また、放電灯点灯装置２００では、インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の二次側の低圧側から検出抵抗Ｒ２０１を用いてランプ電流の有無を検知し、制御回路２０２へフィードバックするようにしているが、このフィードバック方式では、インバータトランスの二次側の一端が高圧側に接続され、他端がＧＮＤ側に接続されるインバータトランスしか対応できない。
【００１８】
また、近年の放電灯点灯装置では、低価格化のため、インバータトランスの一つの二次巻線の両端にそれぞれ１本のＣＣＦＬを接続することで２本のＣＣＦＬを駆動する方式が採用されるようになってきており、この駆動方式では二次側に低圧端子が無いため、二次側での開放状態による異常検出ができないという問題がある。
【００１９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易で安価な構造でありながら信頼性が高いインバータトランス、及び、そのインバータトランスを用いて二次側の開放状態時にその異常を高い精度で検出して駆動停止を可能とする放電灯点灯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】
【００２０】
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【００２１】
（１）前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された一次巻線から構成される一次巻線部と、前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された二次巻線から構成される二次巻線部と、前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された三次巻線から構成される三次巻線部と、を備えるインバータトランスであって、前記一次巻線部と前記二次巻線部と前記三次巻線部は、前記巻芯部の中心軸方向に沿って、所定の間隔を空けて並べて配設されることを特徴とするインバータトランス（請求項１）。
【００２２】
（２）（１）項に記載のインバータトランスにおいて、前記一次巻線部と前記二次巻線部と前記三次巻線部は、前記巻芯部の中心軸方向に沿ってこの順番に配設されるとともに、前記二次巻線部と前記三次巻線部との間の前記所定の間隔を１ｍｍ以上としたことを特徴とするインバータトランス（請求項２）。
【００２３】
（３）（２）項に記載のインバータトランスにおいて、前記一次巻線部と前記二次巻線部との間の前記所定の間隔を１ｍｍ以上としたことを特徴とするインバータトランス（請求項３）。
【００２４】
（４）（１）〜（３）のいずれか１項に記載のインバータトランスにおいて、前記一次巻線用の入力端子と前記三次巻線用の出力端子は、前記巻芯部の中心軸方向に延び、かつ、前記ボビンの両端に位置することを特徴とするインバータトランス（請求項４）。
【００２５】
（５）（１）〜（４）のいずれか１項に記載のインバータトランスにおいて、前記二次巻線用の出力端子は、前記ボビンの一側面から前記一次巻線用の入力端子と前記三次巻線用の出力端子の両方に対して直角方向に延びることを特徴とするインバータトランス（請求項５）。
【００２６】
（６）（１）〜（５）のいずれか１項に記載のインバータトランスと、該インバータトランスを所定の駆動周波数で駆動するブリッジ回路と、該ブリッジ回路の作動を制御する制御回路とを備え、前記インバータトランスに接続された放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、前記インバータトランスの二次側に形成されたリーケージインダクタンスと容量による共振回路と、前記インバータトランスの前記三次巻線の一端と前記制御回路との間に設けられ、二次側が開放状態のときに、前記共振回路の共振特性が変化することにより発生する開放電圧を検出して、前記インバータトランスの出力電圧が所定の電圧になるように前記ブリッジ回路の作動を制御するための開放電圧検出回路と、を備えることを特徴とする放電灯点灯装置（請求項６）。
【００２７】
（７）（６）項に記載の放電灯点灯装置において、前記三次巻線の一端と前記制御回路との間に設けられ、二次側が開放状態のときに、前記共振回路の共振特性が変化することにより発生する開放電圧を検出して、前記ブリッジ回路の作動を停止するための異常検出回路をさらに備えることを特徴とする放電灯点灯装置（請求項７）。
【００２８】
（８）（３）〜（５）のいずれか１項に記載のインバータトランスと、該インバータトランスを所定の駆動周波数で駆動するブリッジ回路と、該ブリッジ回路の作動を制御する制御回路と、を備え、前記インバータトランスの前記二次巻線の両端のそれぞれには、２本の放電灯のそれぞれの一端が接続され、前記２本の放電灯のそれぞれの他端は、互いに接続されるかまたはＧＮＤ側に接続されることを特徴とする放電灯点灯装置（請求項８）。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るインバータトランスは、上記のように構成したため、簡易で安価な構造でありながら信頼性が高く、インバータトランスの一つの二次巻線の両端にそれぞれ１本のＣＣＦＬを接続して２本のＣＣＦＬを駆動する放電灯点灯装置に、好適に用いることが可能となる。また、本発明に係るインバータトランスを用い、開放電圧検出回路を備えた放電灯点灯装置は、二次側の開放状態時にその異常を高い精度で検出して駆動を停止させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。
【００３１】
（インバータトランスの実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態によるインバータトランスＴ１を示す上面図、図２は、インバータトランスＴ１に用いられるボビン３の構成を、さらに詳細に示す上面図である。
【００３２】
図１に示すインバータトランスＴ１は、例えばフェライト材からなる二つのＵ型コア２Ａ、２Ｂと、例えば液晶ポリマー等の合成樹脂により矩形筒状に成形されたボビン３と、ボビン３の外周に巻回された一次巻線、二次巻線、および三次巻線からそれぞれ構成される一次巻線部４、二次巻線部５、および三次巻線部６を備えている。一次巻線部４、二次巻線部５、および三次巻線部６は、ボビン３の巻芯部１０の中心軸方向に沿って、後述する所定の間隔を空けて、この順番に並べて配設されている。
【００３３】
コア２Ａ、２Ｂは、それぞれの一方の脚２ａ、２ｂがボビン３の中央孔に挿入され、ボビン３の外側に配置される他方の脚２ａ’、２ｂ’とともに、コア２Ａ、２Ｂの対向面を突き合わせて接合することにより、一体のＵＵ型コア２を構成するものである。また、ボビン３には、一次巻線用入力端子１４、二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａ,１６ａ’、二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂ，１６ｂ’、三次巻線用出力端子１５がそれぞれ植設されている。
【００３４】
ここで、図２を参照して、本実施形態におけるボビン３の構成を詳しく説明する。
図２に示すボビン３は、巻芯部１０を分割する複数のフランジを有しており、第１のフランジ１１ａと第２のフランジ１１ｂの間には、一次巻線部４が形成される第１の巻芯部１０ａが設けられ、第２のフランジ１１ｂと第３のフランジ１１ｃの間には、一次巻線部４と二次巻線部５との間の絶縁距離を形成する第１の空間溝部１２ａが設けられている。また、第３のフランジ１１ｃと第５のフランジ１１ｅの間には、二次巻線部５が形成される第２の巻芯部１０ｂが設けられ、第５のフランジ１１ｅと第６のフランジ１１ｆとの間には、二次巻線部５と三次巻線部６との間の絶縁距離を形成する第２の空間溝部１２ｂが、第６のフランジ１１ｆと第７のフランジ１１ｇの間には、三次巻線部６が形成される第３の巻芯部１０ｃが設けられている。さらに、第２の巻芯部１０ｂは、複数（図２では８個）の第４のフランジ１１ｄによって分割されており、二次巻線部５は分割巻きにて巻回される。
【００３５】
ボビン３の両端には、第１のフランジ１１ａによって仕切られた第１の端子台１３ａと第７のフランジ１１ｇによって仕切られた第２の端子台１３ｂが設けられている。さらに、ボビン３の、第２のフランジ１１ｂから第３のフランジ１１ｃにまたがる部分の一方の側面には第３の端子台１３ｃが、また、第５のフランジ１１ｅから第６のフランジ１１ｆにまたがる部分の第３の端子台１３ｃと同一の側面には、第４の端子台１３ｄが設けられている。
【００３６】
第１の端子台１３ａには一次巻線用入力端子１４が、第２の端子台１３ｂには三次巻線用出力端子１５が植設されており、第３の端子台１３ｃには、二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａ’と二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂ’が植設され、第４の端子台１３ｄには二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａと二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂが植設されている。一次巻線用入力端子１４と三次巻線用出力端子１５は、それぞれ、巻芯部１０の中心軸方向に延び、かつ、ボビン３の両端に配置されている。そして、二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａと二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂは、ボビン３の一方の側面から一次巻線用入力端子１４および三次巻線用出力端子１５の両方に対して直角方向に延び、二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａ’と二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂ’も、ボビン３の同一の側面から一次巻線用入力端子１４および三次巻線用出力端子１５の両方に対して直角方向に延びている。
【００３７】
一次巻線用入力端子１４と三次巻線用出力端子１５は、それぞれ、巻芯部１０の中心軸方向に延び、かつ、ボビン３の両端に配置され、二次巻線用出力端子１６ａ、１６ａ’，１６ｂ、１６ｂ’は、一次巻線用入力端子１４および三次巻線用出力端子１５の両方に対して直角方向に延びることで、一次、二次、三次のそれぞれの巻線の引き出し部が交差することがなく、かつ、お互いに離れる方向に引き出されるため、十分な絶縁距離を確保することが可能となる。
また、二次巻線用出力端子１６ａ、１６ａ’、１６ｂ、１６ｂ’がボビン３の同一の側面から延びることで、二次巻線がＣＣＦＬに接続される距離を最短することができる。これによって、配線パターンによる余分な浮遊容量を少なくすることができ、浮遊容量によるトランスの共振特性のずれへの影響が軽減され、ＣＣＦＬに流れるランプ電流のバランスを良好にすることができる。
【００３８】
さらに、本実施形態におけるインバータトランスＴ１では、二次巻線部５と三次巻線部６との間および一次巻線部４と二次巻線部５との間の距離が、それぞれ１ｍｍ以上になるように配置されている。
【００３９】
この点について詳述すれば、次の通りである。すなわち、本実施形態において、二次巻線部５と三次巻線部６との間には、第５のフランジ１１ｅ、第２の空間溝部１２ｂ、および第６のフランジ１１ｆにより形成された１ｍｍ以上の間隔（例えば、図１に示す位置Ａと位置Ｂとの間の距離）が存在する。さらに、本実施形態では、二次巻線用出力端子１６ａに引き出される二次巻線の引き出し部（図示略）および二次巻線用出力端子１６ａ、１６ｂと、三次巻線部６との間の最短距離（図１に示す位置Ｃと位置Ｄとの間の距離）も、１ｍｍ以上となるように設定されている。
【００４０】
同様に、二次巻線部５と一次巻線部４との間には、第２のフランジ１１ｂ、第１の空間溝部１２ａ、および第３のフランジ１１ｃにより形成された１ｍｍ以上の間隔（例えば、図１に示す位置Ｅと位置Ｆとの間の距離）が存在する。また、二次巻線用出力端子１６ａ’に引き出される二次巻線の引き出し部（図示略）及び二次巻線用出力端子１６ａ、１６ｂと、一次巻線部４との間の最短距離（図１に示す位置Ｇと位置Ｈとの間の距離）も、１ｍｍ以上となるように設定されている。
【００４１】
このように、本実施形態では、二次巻線部５、二次巻線用出力端子１６ａ、１６ａ’に引き出される二次巻線の引き出し部（図示略）、および二次巻線用出力端子１６ａ、１６ａ’、１６ｂ、１６ｂ’を含めた広義の二次巻線部（以下、二次巻線部（５）と記す）の全体と三次巻線部６との間、および、二次巻線部（５）の全体と一次巻線部４との間に、１ｍｍ以上の間隔が設けられている。
【００４２】
以上のような構成とすることにより、コロナ放電やアーク放電などの異常放電の発生を防ぐことが可能となり、信頼性の高いインバータトランスを提供することができる。
【００４３】
ここで、二次巻線部（５）と三次巻線部６との間および一次巻線部４と二次巻線部（５）との間の間隔を、それぞれ１ｍｍ以上としたことの技術的意義を説明する。
【００４４】
一例として、３２インチサイズの液晶ＴＶに用いられる放電灯点灯装置について考察する。この種の放電灯点灯装置では、二次巻線部の通常動作電圧がおよそ１０００Ｖであり、異常時の電圧がおよそ１５００〜２０００Ｖである。異常時には、例えば、二次巻線部５と三次巻線部６と間（例えば、位置Ａの部分と位置Ｂの部分との間、あるいは、位置Ｃの部分と位置Ｄの部分との間）に１５００Ｖ〜２０００Ｖの電位差が加わるため、二次巻線部５（または二次側全体）と三次巻線部６との間に一定以上の間隔が確保されていない場合、コロナ放電やアーク放電などの異常放電が発生し、インバータの動作不能による駆動停止、最悪の場合には、異常放電による発煙・発火が生じる。
【００４５】
そこで、本発明者等は、Ｄａｋｉｎ等により提唱されている以下の実験式に基づいて、確保すべき間隔を求めた。
Ｖ＝７２０＊（ｔ／ε’）０．４６
（Ｖ：コロナ放電の開始電圧（単位：Ｖ）、ｔ：絶縁層の厚さ（単位：ｍｉｌ）、ε’：絶縁層の比誘電率）
【００４６】
ここで、絶縁層をボビンの汎用的な構成材料である合成樹脂としてその比誘電率ε’を４．０とし、開始電圧を１５００Ｖとして、上式を満たす絶縁層（合成樹脂層）の厚さｔを求めた。得られた厚さは、ｍｍ単位で約０．５ｍｍであり、この厚さ（距離）でコロナ放電が開始されると考えられる。さらに、本発明者等の研究によって、温度、湿度等の変動によりコロナ放電の開始される距離が変動することなどを考慮すれば、マージンを５０％とすることが適当であることがわかったため、本実施形態において、二次巻線部（５）と三次巻線部６との間の間隔を、１ｍｍ以上としたものである。また、同様の考察により、一次巻線部４と二次巻線部（５）との間の間隔も、１ｍｍ以上とした。
【００４７】
尚、この計算は、二次巻線部（５）と三次巻線部６との間および一次巻線部４と二次巻線部（５）との間が、合成樹脂層（例えば、ボビンのフランジ）のみで仕切られている場合に相当するものであるが、本実施形態によるインバータトランスＴ１のように、例えば、二次巻線部５と三次巻線部６との間および一次巻線部４と二次巻線部６との間を、それぞれ二つのフランジと二つのフランジ間に挟まれる空間溝部とからなる構成とした場合には、フランジのみの場合よりも絶縁性が高くなるため、１ｍｍ以上の距離を確保すれば異常放電を防ぐことができる。
【００４８】
また、３２インチサイズより小さい液晶ＴＶに用いられる放電灯点灯装置では、開放電圧が上記の開始電圧（１５００Ｖ）よりも低くなる傾向を有するため、二次巻線部と三次巻線部との間に１ｍｍ以上の距離を確保すれば異常放電の発生が防げることがわかる。また、３２インチサイズより大きい液晶ＴＶに用いられる放電灯点灯装置では、開放電圧が上記の開始電圧（１５００Ｖ）よりの高くなる傾向を有するため、想定される開放電圧に基づいて絶縁層の厚さｔを算出し、二次巻線部と三次巻線部との間および一次巻線部と二次巻線部との間にそれぞれ１ｍｍ以上で、必要とされる距離を設けることで異常放電の発生を防ぐことが可能となる。
【００４９】
以上のように、本実施形態によるインバータトランスＴ１のように、二次巻線部（５）と三次巻線部６との間および一次巻線部４と二次巻線部（５）との間の距離を１ｍｍ以上とすることで、アーク放電やコロナ放電などの異常放電の発生を防ぐことが可能となり、信頼性の高いインバータトランスを提供することが可能となる。これは、一つの二次巻線部の両端にそれぞれ１本のＣＣＦＬを接続して２本のＣＣＦＬを駆動するように用いられるインバータトランスにおいて、有利なものである。
【００５０】
尚、一つの二次巻線部の一端が高圧側に接続され、他端がＧＮＤ側に接続される構成をとるインバータトランスの場合は、二次巻線部の一次巻線部側を低圧側とすることにより、一次巻線部と二次巻線部との間に、必ずしも一定の間隔（例えば、１ｍｍ以上）を確保する必要はない。
【００５１】
（放電灯点灯装置の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による放電灯点灯装置について、添付図面に基づいて説明する。
【００５２】
図３は、インバータトランスＴ１を用いた放電灯点灯装置の概略の回路構成を示す図である。図３に示す放電灯点灯装置２０は、制御回路２２、制御回路２２に接続されたフルブリッジ回路２３、フルブリッジ回路２０３に接続されたインバータトランスＴ１を備えている。
【００５３】
放電灯点灯装置２０は、例えば大型液晶ＴＶ用に好適な放電灯点灯装置またはその一部に相当するものであり、制御回路２２（一つのＩＣにより構成されている）はフルブリッジ回路２３を作動させ、フルブリッジ回路２３はインバータトランスＴ１の一次巻線Ｗ１に駆動信号を送信し、インバータトランスＴ１は、二次巻線Ｗ２に接続されたＣＣＦＬ（Ｌａ１，Ｌａ２）を駆動する。
【００５４】
本実施形態で用いられるインバータトランスＴ１は、上述した第１の実施形態によるインバータトランスＴ１であり、その二次巻線部を構成する二次巻線Ｗ２用の二つの出力端子のそれぞれには、ランプコネクタＣＮ１を介して２本のＣＣＦＬ（Ｌａ１，Ｌａ２）のそれぞれの一端が接続されている。そして、２本のＣＣＦＬ（Ｌａ１，Ｌａ２）のそれぞれの他端同士は連結され、インバータトランスＴ１の一つの二次巻線Ｗ２で２本のＣＣＦＬ（Ｌａ１，Ｌａ２）を駆動する構成となっている。
【００５５】
制御回路２２は、図１１に示した従来の放電灯点灯装置２００の制御回路２０２と同様な構成を有するため、詳細な図示および説明は省略する。
【００５６】
フルブリッジ回路２３は、直流電源からの電圧Ｖinを入力して、制御回路２２からの駆動パルス信号により、インバータトランスＴ１の一次巻線部を構成する一次巻線Ｗ１に高周波電圧を入力し、二次巻線Ｗ２で昇圧させる。そして、この昇圧された電圧を二次巻線Ｗ２に接続された２本のＣＣＦＬ（Ｌａ１，Ｌａ２）に印加し、２本のＣＣＦＬを放電、点灯させている。また、放電灯点灯装置２０には、インバータトランスＴ１の二次側にリーケージインダクタンスと容量による共振回路が構成されている。
【００５７】
ここで、本実施形態による放電灯点灯装置２０において、インバータトランスＴ１を用いて開放電圧を検出する回路の動作について説明する。
【００５８】
インバータトランスＴ１には、上述したように、二次巻線部と１ｍｍ以上の間隔を設けて三次巻線部が配置されている。三次巻線部を構成する三次巻線Ｗ３の一端は、検出抵抗Ｒ１を介してＧＮＤ側に接続され、他端はＧＮＤに接続されている。また、三次巻線Ｗ３の一端には、開放電圧検出回路２４および異常検出回路２５が接続されている。開放電圧検出回路２４は、ダイオードＤ１からなり、異常検出回路２５は、コンパレータＣＰ１と、コンパレータＣＰ１のプラス（＋）側入力端子に接続されたダイオードＤ２と，コンデンサＣ１と，コンパレータＣＰ１のマイナス（−）側入力端子に接続された抵抗Ｒ２、Ｒ３とからなる。開放電圧検出回路２４の出力と異常検出回路２５の出力はどちらも制御回路２２に接続されている。
【００５９】
開放電圧検出回路２４について説明する。三次巻線Ｗ３の一端側に流れる電流は検出抵抗Ｒ１により電圧に変換され、ダイオードＤ１である開放電圧検出回路２４を介して制御回路２２にフィードバックされる。インバータトランスＴ１の二次側の両端のどちらかがランプ抜け、コネクタオープンなどによって開放状態となった場合は、インバータトランスＴ１の二次側に構成されたリーケージインダクタンスと容量による共振回路の共振特性が正常時に対して変化する（この点については、後述する）ことにより発生する開放電圧が検出抵抗Ｒ１によって検出され、この開放電圧がフィードバックされて、インバータトランスＴ１の駆動電圧が一定の電圧になるように、制御回路２２によって、フルブリッジ回路２３の動作が制御される。
【００６０】
次に、異常検出回路２５について説明する。三次巻線Ｗ３の一端側に流れる電流は検出抵抗Ｒ１により検出電圧に変換され、ダイオードＤ２を介してコンパレータＣＰ１のプラス（＋）側入力端子に入力される。コンパレータＣＰ１のマイナス（−）側入力端子には基準電圧Ｖｒｅｆを抵抗Ｒ２，Ｒ３により分圧した電圧が入力される。そして、コンパレータＣＰ１のプラス（＋）側入力端子に入力された検出電圧と、コンパレータＣＰ１のマイナス（−）側入力端子に加わる分圧電圧とが比較され、検出電圧が分圧電圧よりも大きい場合は、コンパレータＣＰ１からの出力信号が制御回路２２にフィードバックされる。
【００６１】
インバータトランスＴ１の二次側の両端のどちらかがランプ抜け、コネクタオープンなどによって開放状態となった場合は、インバータトランスＴ１の二次側に構成されたリーケージインダクタンスと容量による共振回路の共振特性が正常時に対して変化することにより発生する開放電圧が、検出電圧としてコンパレータＣＰ１に入力される。ここで、コンパレータＣＰ１のマイナス（−）側入力端子に入力される分圧電圧は、想定される開放電圧よりも小さく設定されており、コンパレータＣＰ１からの出力信号が制御回路２２にフィードバックされ、制御回路２２は、この出力信号を受けて、フルブリッジ回路２３の作動を停止させる。
【００６２】
これらの２つの検出回路を用いることで、開放電圧検出回路２４により開放状態が検知されてからしばらくの間はインバータトランスＴ１の出力電圧が所定の電圧になるように制御し、さらに開放状態が続く場合には以上検出回路２５による検出結果を受けて作動を停止するといった制御を行うことができる。
【００６３】
次に、共振回路の共振特性の変化について説明する。
図４（ａ）、（ｂ）は、ＣＣＦＬを含めたインバータトランスＴ１の二次側の等価回路を示している。図４（ａ）はＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に正常に接続されている場合に対応しており、図４（ｂ）はＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に接続されていない場合に対応している。
【００６４】
ＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に接続されている場合には、図４（ａ）に示すように、相互インダクタンスＭ、インバータトランスＴ１の二次側のリーケージインダクタンスＬｅ２、およびインバータトランスＴ１の二次側の付加容量ＣｏとＣＣＦＬの寄生容量ＣLCDとの合成容量によって共振回路が構成される。尚、Ｒはランプインピーダンスであり、一次側のリーケージインダクタンスＬｅ１は、共振には実質的に関与しない回路定数である。
【００６５】
ＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に正常に接続されている場合、共振回路の直列共振周波数Ｆｓおよび並列共振周波数Ｆｐは次式のように表される。
Ｆｓ＝１／（２π√（Ｌｅ２×（Ｃｏ＋ＣLCD）））
Ｆｐ＝１／（２π√（（Ｌｅ２＋Ｍ）×（Ｃｏ＋ＣLCD）））
【００６６】
一方、ＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に接続されていない場合には、図４（ｂ）に示すように、相互インダクタンスＭ、インバータトランスＴ１の二次側のリーケージインダクタンスＬｅ２、およびインバータトランスＴ１の二次側の付加容量Ｃｏによって共振回路が構成される。このときの共振回路の直列共振周波数Ｆｓ’および並列共振周波数Ｆｐ’は、次式のように表される。
Ｆｓ’＝１／（２π√（Ｌｅ２×Ｃｏ））
Ｆｐ’＝１／（２π√（（Ｌｅ２＋Ｍ）×Ｃｏ））
【００６７】
このように、ＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に接続されている場合とＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に接続されていない場合とでは共振特性が変化することがわかる。
【００６８】
共振特性の変化について、実際の測定結果を示して具体的に説明すれば、次の通りである。図３に示す構成を備えた放電灯点灯装置２０に対して、インピーダンスアナライザーにより、インバータトランスＴ１の二次側のゲインの周波数特性とフェーズの周波数特性を測定した結果を、図５〜図７に示す。ここで、ゲインとは、インバータトランスＴ１の一次側の電流と電圧との比を意味し、インバータトランスＴ１の負荷の一次側から見たアドミッタンスに相当する。また、フェーズとは、インバータトランスＴ１の一次側の電圧と電流との位相差を意味する。
【００６９】
図５は、二次側のＣＣＦＬのすべてがランプコネクタＣＮ１に正常に接続されている場合、図６は、二次側が全開放状態（ＣＣＦＬのすべてがランプコネクタＣＮ１に接続されていない場合）、図７は、二次側が半開放状態（二つのＣＣＦＬのうちのどちらかがランプコネクタＣＮ１に接続されていない場合）における、それぞれのゲインの周波数特性とフェーズの周波数特性を示している。
【００７０】
図５に示すように、二次側のＣＣＦＬのすべてがランプコネクタＣＮ１に正常に接続されている場合は、駆動周波数４１ｋＨｚにおける測定点Ｍにおいて、ゲインの値は−４０．４０１３ｄＢを示している。これに対して、図６に示すように、二次側が全開放状態では、駆動周波数５６ｋＨｚにおける測定点Ｍにおいて、ゲインの値は−５５．５７６５ｄＢを示す。また、図７に示すように、二次側が半開放状態では、駆動周波数５６ｋＨｚにおける測定点Ｍにおいて、ゲインの値は−４９．２４８６ｄＢを示す。
【００７１】
このように、正常時、全開放状態、半開放状態によって共振特性が変化し、全開放状態および半開放状態によって発生する開放電圧は正常時の電圧と異なるため、この開放電圧を三次巻線Ｗ３と制御回路２２の間に設けられた開放電圧検出回路２４および異常検出回路２５によって検出することにより異常をフィードバックすることができる。
【００７２】
次に、図８を参照して、インバータトランスにおける三次巻線部の配置位置と検出電圧の関係について説明する。
【００７３】
図８は、インバータトランスにおける三次巻線部６が配置される位置の違いを示した図であり、図８（ａ）は、ボビン３において、三次巻線部６が一次巻線部４の外周側に重ねて巻回されている状態（位置Ｐ１と呼ぶ）であり、図８（ｂ）は、ボビン３において、三次巻線部６が一次巻線部４に隣接して設けられた溝に巻回された状態（位置Ｐ２と呼ぶ）であり、図８（ｃ）は、ボビン３において、三次巻線部６が一次巻線部４と反対側の二次巻線部５の一方端側に巻回された状態（位置Ｐ３と呼ぶ）であり、言い換えれば、一次巻線部４と二次巻線部５と三次巻線部６とを、ボビン３の巻芯部の中心軸方向に沿ってこの順番に配設したものである。上述したように、本発明の第１及び第２の実施形態におけるインバータトランスＴ１は、図８（ｃ）に示す位置Ｐ３の配置をとる。
【００７４】
図９は、全開放時の三次巻線部６による検出電圧の周波数に対する特性を、図８（ａ）〜（ｃ）に示した三次巻線部６のそれぞれの配置位置について示したグラフである。
【００７５】
図９に示すように、位置Ｐ１および位置Ｐ２では、三次巻線部６と一次巻線部４との距離が近く、三次巻線部６が開放状態によって増大する管電圧を検出する時に、三次巻線部６と一次巻線部４との結合が強くなるため、一次巻線部４の影響を受けることによって三次巻線部６によって検出される二次側の電圧の検出精度が低くなる。これに対して、位置Ｐ３では、三次巻線部６が一次巻線部４と離れているため、一次巻線部４のとの結合が弱くなるため、一次巻線部４の影響を受けることがなく、三次巻線部６は管電圧に比例した電圧を検出することができるため、三次巻線部６による二次側の電圧の検出精度が高い。
【００７６】
このように、本実施形態による放電灯点灯装置２０によれば、これに用いられるインバータトランスＴ１が、一次巻線部４と二次巻線部５と三次巻線部６とをこの順番に配設するように構成されているとともに、三次巻線Ｗ３と制御回路２２との間に、インバータトランスＴ１の二次側に構成されたリーケージインダクタンスと容量による共振回路の共振特性が、二次側が開放状態の時に正常時に対して変化することにより発生する開放電圧を検出する開放電圧検出回路２４および異常検出回路２５を設けたことによって、二次側の開放電圧を高い精度で検出することが可能な放電灯点灯装置を提供することができる。
【００７７】
以上、本発明を好ましい実施形態によって説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形や応用が可能である。
例えば、上記の実施形態においては、インバータトランスを構成するコアをＵＵ型形状としたが、本発明は、このコア形状に限定されるものではない。
【００７８】
また、本発明に係る放電灯点灯装置の回路構成も、実施形態の回路構成に限定されるものではなく、様々な構成が適用可能である。例えば、ブリッジ回路はハーフブリッジ回路でもプッシュプル回路でもよい。また、開放電圧検出回路、異常検出回路も、同等の機能を有する他の回路構成を用いて実現することも可能である。
【００７９】
また、第２の実施形態による放電灯装置２０の場合ように、放電灯の構成は、一端が二次側の両端に接続される２本の放電灯の他端がお互いに接続されている構成に限定されるものではなく、２本の放電灯の他端のそれぞれがＧＮＤ側に接続されていてもよい。さらに、本発明に係る放電灯点灯装置で駆動される放電灯（ＣＣＦＬ）は、直管タイプに限らす、Ｕ字管、コ字管など、他の形状の放電灯であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態によるインバータトランスＴ１を示す上面図である。
【図２】図１に示すインバータトランスＴ１に用いられるボビンの構成を示す上面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による放電灯点灯装置の概略の回路構成を示す図である。
【図４】（ａ）は、ＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に正常に接続されている場合に対応した、ＣＣＦＬを含めたインバータトランスＴ１の二次側の等価回路であり、（ｂ）は、ＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に接続されていない場合に対応した、ＣＣＦＬを含めたインバータトランスＴ１の二次側の等価回路である。
【図５】二次側のＣＣＦＬのすべてがランプコネクタＣＮ１に正常に接続されている場合の、インバータトランスＴ１の二次側のゲインの周波数特性とフェーズの周波数特性を示すグラフである。
【図６】二次側が全開放状態におけるインバータトランスＴ１の二次側のゲインの周波数特性とフェーズの周波数特性を示すグラフである。
【図７】二次側が半開放状態におけるインバータトランスＴ１の二次側のゲインの周波数特性とフェーズの周波数特性を示すグラフである。
【図８】インバータトランスにおける三次巻線部の配置位置の違いを示した図である。
【図９】全開放時の三次巻線部による検出電圧の周波数に対する特性を、図８に示す三次巻線部のそれぞれの配置位置について示したグラフである。
【図１０】（ａ）は、従来のインバータトランスの一例であるインバータトランスを示す上面図、（ｂ）は、（ａ）に示すインバータトランスに用いられるボビンの構成を示す上面図である。
【図１１】従来の放電灯点灯装置の一例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
２，２Ａ，２Ｂ：コア、２ａ，２ａ’，２ｂ，２ｂ’：脚、３，３ａ：ボビン、４：一次巻線部、５：二次巻線部、６：三次巻線部、１０ａ：第１の巻芯部、１０ｂ：第２の巻芯部、１０ｃ：第３の巻芯部、１１ａ：第１のフランジ、１１ｂ：第２のフランジ、１１ｃ：第３のフランジ、１１ｄ：第４のフランジ、１１ｅ：第５のフランジ、１１ｆ：第６のフランジ、１１ｇ：第７のフランジ、１２ａ：第１の空間溝部、１２ｂ：第２の空間溝部、１３ａ：第１の端子台、１３ｂ：第２の端子台、１３ｃ：第３の端子台、１３ｄ：第４の端子台、１４：一次巻線用入力端子、１５：三次巻線用出力端子、１６ａ，１６ａ’：二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）、１６ｂ，１６ｂ'：二次巻線用出力端子（パターン接続用）、２０：放電灯点灯装置、２２：制御回路、２３：フルブリッジ回路、２４：開放電圧検出回路、２５：異常検出回路、Ｔ１：インバータトランス、Ｗ１：一次巻線、Ｗ２：二次巻線、Ｗ３：三次巻線、ＣＮ１：ランプコネクタ、Ｌａ１，Ｌａ２：ＣＣＦＬ、Ｒ１：検出抵抗、Ｒ２，Ｒ３：抵抗、Ｄ１，Ｄ２：ダイオード、Ｃ１：コンデンサ、ＣＰ１：コンパレータ、Ｖｒｅｆ：基準電圧、Ｃｏ：付加容量、ＣＬＣＤ：寄生容量、Ｌｅ２：二次側のリーケージインダクタンス、Ｍ：相互インダクタンス、Ｒ：ランプインピーダンス
【技術分野】
【０００１】
テレビジョン、パーソナルコンピュータなどの電子機器に用いられる液晶ディスプレイ装置は液晶が非発光のため、バックライト装置のような照明装置を必要とする。このバックライト装置の光源には放電灯が用いられており、そのような放電灯として冷陰極蛍光管が一般に用いられている。近年、液晶ディスプレイ装置の大型化に伴い、液晶テレビジョン装置等の大型の液晶ディスプレイ装置では、高輝度の表示を必要とするため、バックライト装置の光源には複数本の冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）が用いられている。冷陰極蛍光管を点灯するには高電圧が必要であるため、インバータ回路のスイッチング部にて高周波電圧を発生させ、インバータトランスで昇圧して点灯に必要な高電圧を得て冷陰極蛍光管に印加している。
【０００２】
従来、インバータトランスは１出力型が一般的であり、１出力型の構造では、複数本の冷陰極蛍光管を点灯するために冷陰極蛍光管と同数のインバータトランスが必要となるため、大型の液晶ディスプレイ装置において、多数のインバータトランスを搭載する結果、バックライト装置が大型化してしまうという問題がある。このため、複数の二次巻線を備えて１個のインバータトランスで複数の出力が得られる構造としたインバータトランスが提案されている（例えば、図１０参照）。
【０００３】
図１０（ａ）は、従来のインバータトランスの一例であるインバータトランス１００を示す上面図、図１０（ｂ）はインバータトランス１００に用いられるボビン１０５（１０５Ａ，１０５Ｂ）の構成を示す上面図である。
【０００４】
図１０（ａ）に示すインバータトランス１００は、コア１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）と、一次巻線部１０６および二次巻線部１０７を有するボビン１０５（１０５Ａ、１０５Ｂ）とを備えた２出力型のインバータトランスである。コア１０３は、コア１０３Ａとコア１０３Ｂとを突き合せることによって構成され、コア１０３Ａは、５個の脚部１０３ａ〜１０３ｅが連結部１０３ｆにて連結された略Ｅ型の形状を有している。 また、コア１０３Ｂも、５個の脚部１０３ａ’〜１０３ｅ’が連結部１０３ｆ’にて連結された略Ｅ型の形状を有している。コア１０３の２個の脚部１０３ｂ−１０３ｂ'、１０３ｄ−１０３ｄ'には、一次巻線１０６および二次巻線１０７が巻回されたボビン１０５Ａ、１０５Ｂがそれぞれ装着されている。
【０００５】
図１０（ｂ）に示すように、ボビン１０５Ａおよびボビン１０５Ｂは、巻芯１０８と、巻芯１０８の両端にそれぞれ形成された端子台１０９Ａ、１０９Ｂとから構成され、端子台１０９Ａには一次巻線用端子ピン１１０、端子台１０９Ｂには二次巻線用端子ピン１１１が植設されている。巻芯１０８の外周には、１０個のフランジ１１２が一体に形成されており、フランジ１１２ａより外側に端子台１０９Ａ、フランジ１１２ｊより外側に端子台１０９Ｂが配置され、フランジ１１２ｂとフランジ１１２ｃの間のセクションに一次巻線部１０６が配置され、フランジ１１２ｃとフランジ１１２ｊとの間でフランジ１１２ｄ〜１１２ｉによって分割された複数のセクションには、二次巻線部１０７が配置されている。
【０００６】
従来、このような構成のインバータトランス１００を用いて複数の放電灯を駆動する放電灯点灯装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
図１１は、特許文献１に記載された放電灯点灯装置の回路構成を示す図である。
図１１に示す放電灯点灯装置２００は、制御回路２０２、制御回路２０２に接続されたフルブリッジ回路２０３、フルブリッジ回路２０３に接続されたインバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２を備えている。
【０００８】
放電灯点灯装置２００において、制御回路２０２（一つのＩＣにより構成されている）はフルブリッジ回路２０３を作動させ、フルブリッジ回路２０３はインバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の一次側に駆動信号を送信し、インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２は、直列接続されたＣＣＦＬを駆動して、大型液晶ＴＶ用の放電灯点灯装置を構成している。
【０００９】
インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２は、リーケージ型のインバータトランスであり、直列接続された２つの一次巻線に対してそれぞれ対応する二次巻線が設けられている。各二次巻線の端子間には、直列接続された２つのコンデンサＣ２０１、Ｃ２０２が並列に接続され、２つの二次巻線の一端側（高圧側）には２本のＣＣＦＬのぞれぞれの一端が接続され、２本のＣＣＦＬのそれぞれの他端同士は連結され、１つのインバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２で２本のＣＣＦＬを駆動する構成となっている。また、二次巻線の他端側（低圧側）は、それぞれ検出抵抗Ｒ２０１を介してＧＮＤに接続されるとともにＣＣＦＬに寄生するコンデンサＣ２０３、Ｃ２０３が、２本のＣＣＦＬに対して、ＧＮＤとＣＣＦＬとの間にそれぞれ接続されている。
【００１０】
フルブリッジ回路２０３は、直流電源からの電圧Ｖinを入力して、制御回路２０２からの駆動パルス信号により高周波電圧をインバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の一次側に入力し、二次巻線で昇圧させる。そして、この昇圧された電圧を二次巻線に接続された２本のＣＣＦＬに印加し、２本のＣＣＦＬを放電、点灯させている。
【００１１】
図１１に示すように、制御回路２０２は、三角波回路（発振回路）２１０、エラーアンプ回路２１１、ＰＷＭ回路２１２、及びロジック回路２１３を備えている。この制御回路２０２は、三角波回路２１０からの三角波出力をＰＷＭ回路２１２に入力して、ＣＣＦＬに流れる電流を電圧に変換する電流電圧変換回路により、その電圧がエラーアンプ回路２１１の反転入力部に入力されるようになっている。エラーアンプ回路２１１は、ＣＣＦＬに応じた出力電圧をＰＷＭ回路２１２に出力し、ＰＷＭ回路２１２は、三角波出力とエラーアンプ回路２１１の出力電圧を比較してパルス信号をロジック回路２１３に出力する。ロジック回路２１３は、三角波回路２１０の出力パルス信号とＰＷＭ回路２１２からの出力パルス信号により、フルブリッジ回路２０３へ入力するゲート信号を供給する。
【００１２】
ロジック回路２１３のゲート信号によりフルブリッジ回路２０３は動作し、インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の一次側に交流電流を流して、二次側の二次巻線に昇圧された電圧を誘起させてＣＣＦＬが駆動する。
【００１３】
二次巻線の他端側（低圧側）に流れるランプ電流は、検出抵抗Ｒ２０１により電圧に変換され、ダイオードＤ２０２を介して制御回路２０２にフィードバックされる。インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の二次側のどちらかがランプ抜け、コネクタオープンなどによる開放状態となった場合は、検出抵抗Ｒ２０１に発生する電圧が検出され、この電圧が制御回路２０２にフィードバックされることで、フルブリッジ回路２０３の作動が停止される。
【００１４】
また、インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の二次側に接続されたコンデンサＣ２０１、Ｃ２０２で分圧された信号が、ダイオードＤ２０１を介して制御回路２０２のエラーアンプ回路２１１及び過電圧保護回路(図示略)に供給される。この信号により、過電圧時にＣＣＦＬに印加される出力電圧が所定の電圧になるようにフィードバック制御される。また、制御回路２０２には、ＣＣＦＬの調光を行うためのバースト信号を供給するバースト回路(図示略)が設けられている。この回路からの出力は、バースト信号となり、この信号によって、ＣＣＦＬの電流をフィードバック制御するエラーアンプの反転入力をプルアップさせ、トランスの一次側を非作動にして、ＣＣＦＬを断続的に作動させて調光ができるようになっている。
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−１４００５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ここで、図１０に示したトランス１００を、図１１に示した放電灯点灯装置２００に適用することには、次のような問題があった。すなわち、放電灯点灯装置２００では、ＣＣＦＬをフィードバック制御するため、インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の二次側にコンデンサＣ２０１、Ｃ２０２を設ける必要があるが、これらのコンデンサは高い耐圧を要求される高圧コンデンサを用いる必要があり、これは部品コストが高くなる要因となり、コストダウンが困難である。
【００１７】
また、放電灯点灯装置２００では、インバータトランスＴ２０１，Ｔ２０２の二次側の低圧側から検出抵抗Ｒ２０１を用いてランプ電流の有無を検知し、制御回路２０２へフィードバックするようにしているが、このフィードバック方式では、インバータトランスの二次側の一端が高圧側に接続され、他端がＧＮＤ側に接続されるインバータトランスしか対応できない。
【００１８】
また、近年の放電灯点灯装置では、低価格化のため、インバータトランスの一つの二次巻線の両端にそれぞれ１本のＣＣＦＬを接続することで２本のＣＣＦＬを駆動する方式が採用されるようになってきており、この駆動方式では二次側に低圧端子が無いため、二次側での開放状態による異常検出ができないという問題がある。
【００１９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易で安価な構造でありながら信頼性が高いインバータトランス、及び、そのインバータトランスを用いて二次側の開放状態時にその異常を高い精度で検出して駆動停止を可能とする放電灯点灯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】
【００２０】
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【００２１】
（１）前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された一次巻線から構成される一次巻線部と、前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された二次巻線から構成される二次巻線部と、前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された三次巻線から構成される三次巻線部と、を備えるインバータトランスであって、前記一次巻線部と前記二次巻線部と前記三次巻線部は、前記巻芯部の中心軸方向に沿って、所定の間隔を空けて並べて配設されることを特徴とするインバータトランス（請求項１）。
【００２２】
（２）（１）項に記載のインバータトランスにおいて、前記一次巻線部と前記二次巻線部と前記三次巻線部は、前記巻芯部の中心軸方向に沿ってこの順番に配設されるとともに、前記二次巻線部と前記三次巻線部との間の前記所定の間隔を１ｍｍ以上としたことを特徴とするインバータトランス（請求項２）。
【００２３】
（３）（２）項に記載のインバータトランスにおいて、前記一次巻線部と前記二次巻線部との間の前記所定の間隔を１ｍｍ以上としたことを特徴とするインバータトランス（請求項３）。
【００２４】
（４）（１）〜（３）のいずれか１項に記載のインバータトランスにおいて、前記一次巻線用の入力端子と前記三次巻線用の出力端子は、前記巻芯部の中心軸方向に延び、かつ、前記ボビンの両端に位置することを特徴とするインバータトランス（請求項４）。
【００２５】
（５）（１）〜（４）のいずれか１項に記載のインバータトランスにおいて、前記二次巻線用の出力端子は、前記ボビンの一側面から前記一次巻線用の入力端子と前記三次巻線用の出力端子の両方に対して直角方向に延びることを特徴とするインバータトランス（請求項５）。
【００２６】
（６）（１）〜（５）のいずれか１項に記載のインバータトランスと、該インバータトランスを所定の駆動周波数で駆動するブリッジ回路と、該ブリッジ回路の作動を制御する制御回路とを備え、前記インバータトランスに接続された放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、前記インバータトランスの二次側に形成されたリーケージインダクタンスと容量による共振回路と、前記インバータトランスの前記三次巻線の一端と前記制御回路との間に設けられ、二次側が開放状態のときに、前記共振回路の共振特性が変化することにより発生する開放電圧を検出して、前記インバータトランスの出力電圧が所定の電圧になるように前記ブリッジ回路の作動を制御するための開放電圧検出回路と、を備えることを特徴とする放電灯点灯装置（請求項６）。
【００２７】
（７）（６）項に記載の放電灯点灯装置において、前記三次巻線の一端と前記制御回路との間に設けられ、二次側が開放状態のときに、前記共振回路の共振特性が変化することにより発生する開放電圧を検出して、前記ブリッジ回路の作動を停止するための異常検出回路をさらに備えることを特徴とする放電灯点灯装置（請求項７）。
【００２８】
（８）（３）〜（５）のいずれか１項に記載のインバータトランスと、該インバータトランスを所定の駆動周波数で駆動するブリッジ回路と、該ブリッジ回路の作動を制御する制御回路と、を備え、前記インバータトランスの前記二次巻線の両端のそれぞれには、２本の放電灯のそれぞれの一端が接続され、前記２本の放電灯のそれぞれの他端は、互いに接続されるかまたはＧＮＤ側に接続されることを特徴とする放電灯点灯装置（請求項８）。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るインバータトランスは、上記のように構成したため、簡易で安価な構造でありながら信頼性が高く、インバータトランスの一つの二次巻線の両端にそれぞれ１本のＣＣＦＬを接続して２本のＣＣＦＬを駆動する放電灯点灯装置に、好適に用いることが可能となる。また、本発明に係るインバータトランスを用い、開放電圧検出回路を備えた放電灯点灯装置は、二次側の開放状態時にその異常を高い精度で検出して駆動を停止させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面に基づいて説明する。
【００３１】
（インバータトランスの実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態によるインバータトランスＴ１を示す上面図、図２は、インバータトランスＴ１に用いられるボビン３の構成を、さらに詳細に示す上面図である。
【００３２】
図１に示すインバータトランスＴ１は、例えばフェライト材からなる二つのＵ型コア２Ａ、２Ｂと、例えば液晶ポリマー等の合成樹脂により矩形筒状に成形されたボビン３と、ボビン３の外周に巻回された一次巻線、二次巻線、および三次巻線からそれぞれ構成される一次巻線部４、二次巻線部５、および三次巻線部６を備えている。一次巻線部４、二次巻線部５、および三次巻線部６は、ボビン３の巻芯部１０の中心軸方向に沿って、後述する所定の間隔を空けて、この順番に並べて配設されている。
【００３３】
コア２Ａ、２Ｂは、それぞれの一方の脚２ａ、２ｂがボビン３の中央孔に挿入され、ボビン３の外側に配置される他方の脚２ａ’、２ｂ’とともに、コア２Ａ、２Ｂの対向面を突き合わせて接合することにより、一体のＵＵ型コア２を構成するものである。また、ボビン３には、一次巻線用入力端子１４、二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａ,１６ａ’、二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂ，１６ｂ’、三次巻線用出力端子１５がそれぞれ植設されている。
【００３４】
ここで、図２を参照して、本実施形態におけるボビン３の構成を詳しく説明する。
図２に示すボビン３は、巻芯部１０を分割する複数のフランジを有しており、第１のフランジ１１ａと第２のフランジ１１ｂの間には、一次巻線部４が形成される第１の巻芯部１０ａが設けられ、第２のフランジ１１ｂと第３のフランジ１１ｃの間には、一次巻線部４と二次巻線部５との間の絶縁距離を形成する第１の空間溝部１２ａが設けられている。また、第３のフランジ１１ｃと第５のフランジ１１ｅの間には、二次巻線部５が形成される第２の巻芯部１０ｂが設けられ、第５のフランジ１１ｅと第６のフランジ１１ｆとの間には、二次巻線部５と三次巻線部６との間の絶縁距離を形成する第２の空間溝部１２ｂが、第６のフランジ１１ｆと第７のフランジ１１ｇの間には、三次巻線部６が形成される第３の巻芯部１０ｃが設けられている。さらに、第２の巻芯部１０ｂは、複数（図２では８個）の第４のフランジ１１ｄによって分割されており、二次巻線部５は分割巻きにて巻回される。
【００３５】
ボビン３の両端には、第１のフランジ１１ａによって仕切られた第１の端子台１３ａと第７のフランジ１１ｇによって仕切られた第２の端子台１３ｂが設けられている。さらに、ボビン３の、第２のフランジ１１ｂから第３のフランジ１１ｃにまたがる部分の一方の側面には第３の端子台１３ｃが、また、第５のフランジ１１ｅから第６のフランジ１１ｆにまたがる部分の第３の端子台１３ｃと同一の側面には、第４の端子台１３ｄが設けられている。
【００３６】
第１の端子台１３ａには一次巻線用入力端子１４が、第２の端子台１３ｂには三次巻線用出力端子１５が植設されており、第３の端子台１３ｃには、二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａ’と二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂ’が植設され、第４の端子台１３ｄには二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａと二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂが植設されている。一次巻線用入力端子１４と三次巻線用出力端子１５は、それぞれ、巻芯部１０の中心軸方向に延び、かつ、ボビン３の両端に配置されている。そして、二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａと二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂは、ボビン３の一方の側面から一次巻線用入力端子１４および三次巻線用出力端子１５の両方に対して直角方向に延び、二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）１６ａ’と二次巻線用出力端子（パターン接続用）１６ｂ’も、ボビン３の同一の側面から一次巻線用入力端子１４および三次巻線用出力端子１５の両方に対して直角方向に延びている。
【００３７】
一次巻線用入力端子１４と三次巻線用出力端子１５は、それぞれ、巻芯部１０の中心軸方向に延び、かつ、ボビン３の両端に配置され、二次巻線用出力端子１６ａ、１６ａ’，１６ｂ、１６ｂ’は、一次巻線用入力端子１４および三次巻線用出力端子１５の両方に対して直角方向に延びることで、一次、二次、三次のそれぞれの巻線の引き出し部が交差することがなく、かつ、お互いに離れる方向に引き出されるため、十分な絶縁距離を確保することが可能となる。
また、二次巻線用出力端子１６ａ、１６ａ’、１６ｂ、１６ｂ’がボビン３の同一の側面から延びることで、二次巻線がＣＣＦＬに接続される距離を最短することができる。これによって、配線パターンによる余分な浮遊容量を少なくすることができ、浮遊容量によるトランスの共振特性のずれへの影響が軽減され、ＣＣＦＬに流れるランプ電流のバランスを良好にすることができる。
【００３８】
さらに、本実施形態におけるインバータトランスＴ１では、二次巻線部５と三次巻線部６との間および一次巻線部４と二次巻線部５との間の距離が、それぞれ１ｍｍ以上になるように配置されている。
【００３９】
この点について詳述すれば、次の通りである。すなわち、本実施形態において、二次巻線部５と三次巻線部６との間には、第５のフランジ１１ｅ、第２の空間溝部１２ｂ、および第６のフランジ１１ｆにより形成された１ｍｍ以上の間隔（例えば、図１に示す位置Ａと位置Ｂとの間の距離）が存在する。さらに、本実施形態では、二次巻線用出力端子１６ａに引き出される二次巻線の引き出し部（図示略）および二次巻線用出力端子１６ａ、１６ｂと、三次巻線部６との間の最短距離（図１に示す位置Ｃと位置Ｄとの間の距離）も、１ｍｍ以上となるように設定されている。
【００４０】
同様に、二次巻線部５と一次巻線部４との間には、第２のフランジ１１ｂ、第１の空間溝部１２ａ、および第３のフランジ１１ｃにより形成された１ｍｍ以上の間隔（例えば、図１に示す位置Ｅと位置Ｆとの間の距離）が存在する。また、二次巻線用出力端子１６ａ’に引き出される二次巻線の引き出し部（図示略）及び二次巻線用出力端子１６ａ、１６ｂと、一次巻線部４との間の最短距離（図１に示す位置Ｇと位置Ｈとの間の距離）も、１ｍｍ以上となるように設定されている。
【００４１】
このように、本実施形態では、二次巻線部５、二次巻線用出力端子１６ａ、１６ａ’に引き出される二次巻線の引き出し部（図示略）、および二次巻線用出力端子１６ａ、１６ａ’、１６ｂ、１６ｂ’を含めた広義の二次巻線部（以下、二次巻線部（５）と記す）の全体と三次巻線部６との間、および、二次巻線部（５）の全体と一次巻線部４との間に、１ｍｍ以上の間隔が設けられている。
【００４２】
以上のような構成とすることにより、コロナ放電やアーク放電などの異常放電の発生を防ぐことが可能となり、信頼性の高いインバータトランスを提供することができる。
【００４３】
ここで、二次巻線部（５）と三次巻線部６との間および一次巻線部４と二次巻線部（５）との間の間隔を、それぞれ１ｍｍ以上としたことの技術的意義を説明する。
【００４４】
一例として、３２インチサイズの液晶ＴＶに用いられる放電灯点灯装置について考察する。この種の放電灯点灯装置では、二次巻線部の通常動作電圧がおよそ１０００Ｖであり、異常時の電圧がおよそ１５００〜２０００Ｖである。異常時には、例えば、二次巻線部５と三次巻線部６と間（例えば、位置Ａの部分と位置Ｂの部分との間、あるいは、位置Ｃの部分と位置Ｄの部分との間）に１５００Ｖ〜２０００Ｖの電位差が加わるため、二次巻線部５（または二次側全体）と三次巻線部６との間に一定以上の間隔が確保されていない場合、コロナ放電やアーク放電などの異常放電が発生し、インバータの動作不能による駆動停止、最悪の場合には、異常放電による発煙・発火が生じる。
【００４５】
そこで、本発明者等は、Ｄａｋｉｎ等により提唱されている以下の実験式に基づいて、確保すべき間隔を求めた。
Ｖ＝７２０＊（ｔ／ε’）０．４６
（Ｖ：コロナ放電の開始電圧（単位：Ｖ）、ｔ：絶縁層の厚さ（単位：ｍｉｌ）、ε’：絶縁層の比誘電率）
【００４６】
ここで、絶縁層をボビンの汎用的な構成材料である合成樹脂としてその比誘電率ε’を４．０とし、開始電圧を１５００Ｖとして、上式を満たす絶縁層（合成樹脂層）の厚さｔを求めた。得られた厚さは、ｍｍ単位で約０．５ｍｍであり、この厚さ（距離）でコロナ放電が開始されると考えられる。さらに、本発明者等の研究によって、温度、湿度等の変動によりコロナ放電の開始される距離が変動することなどを考慮すれば、マージンを５０％とすることが適当であることがわかったため、本実施形態において、二次巻線部（５）と三次巻線部６との間の間隔を、１ｍｍ以上としたものである。また、同様の考察により、一次巻線部４と二次巻線部（５）との間の間隔も、１ｍｍ以上とした。
【００４７】
尚、この計算は、二次巻線部（５）と三次巻線部６との間および一次巻線部４と二次巻線部（５）との間が、合成樹脂層（例えば、ボビンのフランジ）のみで仕切られている場合に相当するものであるが、本実施形態によるインバータトランスＴ１のように、例えば、二次巻線部５と三次巻線部６との間および一次巻線部４と二次巻線部６との間を、それぞれ二つのフランジと二つのフランジ間に挟まれる空間溝部とからなる構成とした場合には、フランジのみの場合よりも絶縁性が高くなるため、１ｍｍ以上の距離を確保すれば異常放電を防ぐことができる。
【００４８】
また、３２インチサイズより小さい液晶ＴＶに用いられる放電灯点灯装置では、開放電圧が上記の開始電圧（１５００Ｖ）よりも低くなる傾向を有するため、二次巻線部と三次巻線部との間に１ｍｍ以上の距離を確保すれば異常放電の発生が防げることがわかる。また、３２インチサイズより大きい液晶ＴＶに用いられる放電灯点灯装置では、開放電圧が上記の開始電圧（１５００Ｖ）よりの高くなる傾向を有するため、想定される開放電圧に基づいて絶縁層の厚さｔを算出し、二次巻線部と三次巻線部との間および一次巻線部と二次巻線部との間にそれぞれ１ｍｍ以上で、必要とされる距離を設けることで異常放電の発生を防ぐことが可能となる。
【００４９】
以上のように、本実施形態によるインバータトランスＴ１のように、二次巻線部（５）と三次巻線部６との間および一次巻線部４と二次巻線部（５）との間の距離を１ｍｍ以上とすることで、アーク放電やコロナ放電などの異常放電の発生を防ぐことが可能となり、信頼性の高いインバータトランスを提供することが可能となる。これは、一つの二次巻線部の両端にそれぞれ１本のＣＣＦＬを接続して２本のＣＣＦＬを駆動するように用いられるインバータトランスにおいて、有利なものである。
【００５０】
尚、一つの二次巻線部の一端が高圧側に接続され、他端がＧＮＤ側に接続される構成をとるインバータトランスの場合は、二次巻線部の一次巻線部側を低圧側とすることにより、一次巻線部と二次巻線部との間に、必ずしも一定の間隔（例えば、１ｍｍ以上）を確保する必要はない。
【００５１】
（放電灯点灯装置の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による放電灯点灯装置について、添付図面に基づいて説明する。
【００５２】
図３は、インバータトランスＴ１を用いた放電灯点灯装置の概略の回路構成を示す図である。図３に示す放電灯点灯装置２０は、制御回路２２、制御回路２２に接続されたフルブリッジ回路２３、フルブリッジ回路２０３に接続されたインバータトランスＴ１を備えている。
【００５３】
放電灯点灯装置２０は、例えば大型液晶ＴＶ用に好適な放電灯点灯装置またはその一部に相当するものであり、制御回路２２（一つのＩＣにより構成されている）はフルブリッジ回路２３を作動させ、フルブリッジ回路２３はインバータトランスＴ１の一次巻線Ｗ１に駆動信号を送信し、インバータトランスＴ１は、二次巻線Ｗ２に接続されたＣＣＦＬ（Ｌａ１，Ｌａ２）を駆動する。
【００５４】
本実施形態で用いられるインバータトランスＴ１は、上述した第１の実施形態によるインバータトランスＴ１であり、その二次巻線部を構成する二次巻線Ｗ２用の二つの出力端子のそれぞれには、ランプコネクタＣＮ１を介して２本のＣＣＦＬ（Ｌａ１，Ｌａ２）のそれぞれの一端が接続されている。そして、２本のＣＣＦＬ（Ｌａ１，Ｌａ２）のそれぞれの他端同士は連結され、インバータトランスＴ１の一つの二次巻線Ｗ２で２本のＣＣＦＬ（Ｌａ１，Ｌａ２）を駆動する構成となっている。
【００５５】
制御回路２２は、図１１に示した従来の放電灯点灯装置２００の制御回路２０２と同様な構成を有するため、詳細な図示および説明は省略する。
【００５６】
フルブリッジ回路２３は、直流電源からの電圧Ｖinを入力して、制御回路２２からの駆動パルス信号により、インバータトランスＴ１の一次巻線部を構成する一次巻線Ｗ１に高周波電圧を入力し、二次巻線Ｗ２で昇圧させる。そして、この昇圧された電圧を二次巻線Ｗ２に接続された２本のＣＣＦＬ（Ｌａ１，Ｌａ２）に印加し、２本のＣＣＦＬを放電、点灯させている。また、放電灯点灯装置２０には、インバータトランスＴ１の二次側にリーケージインダクタンスと容量による共振回路が構成されている。
【００５７】
ここで、本実施形態による放電灯点灯装置２０において、インバータトランスＴ１を用いて開放電圧を検出する回路の動作について説明する。
【００５８】
インバータトランスＴ１には、上述したように、二次巻線部と１ｍｍ以上の間隔を設けて三次巻線部が配置されている。三次巻線部を構成する三次巻線Ｗ３の一端は、検出抵抗Ｒ１を介してＧＮＤ側に接続され、他端はＧＮＤに接続されている。また、三次巻線Ｗ３の一端には、開放電圧検出回路２４および異常検出回路２５が接続されている。開放電圧検出回路２４は、ダイオードＤ１からなり、異常検出回路２５は、コンパレータＣＰ１と、コンパレータＣＰ１のプラス（＋）側入力端子に接続されたダイオードＤ２と，コンデンサＣ１と，コンパレータＣＰ１のマイナス（−）側入力端子に接続された抵抗Ｒ２、Ｒ３とからなる。開放電圧検出回路２４の出力と異常検出回路２５の出力はどちらも制御回路２２に接続されている。
【００５９】
開放電圧検出回路２４について説明する。三次巻線Ｗ３の一端側に流れる電流は検出抵抗Ｒ１により電圧に変換され、ダイオードＤ１である開放電圧検出回路２４を介して制御回路２２にフィードバックされる。インバータトランスＴ１の二次側の両端のどちらかがランプ抜け、コネクタオープンなどによって開放状態となった場合は、インバータトランスＴ１の二次側に構成されたリーケージインダクタンスと容量による共振回路の共振特性が正常時に対して変化する（この点については、後述する）ことにより発生する開放電圧が検出抵抗Ｒ１によって検出され、この開放電圧がフィードバックされて、インバータトランスＴ１の駆動電圧が一定の電圧になるように、制御回路２２によって、フルブリッジ回路２３の動作が制御される。
【００６０】
次に、異常検出回路２５について説明する。三次巻線Ｗ３の一端側に流れる電流は検出抵抗Ｒ１により検出電圧に変換され、ダイオードＤ２を介してコンパレータＣＰ１のプラス（＋）側入力端子に入力される。コンパレータＣＰ１のマイナス（−）側入力端子には基準電圧Ｖｒｅｆを抵抗Ｒ２，Ｒ３により分圧した電圧が入力される。そして、コンパレータＣＰ１のプラス（＋）側入力端子に入力された検出電圧と、コンパレータＣＰ１のマイナス（−）側入力端子に加わる分圧電圧とが比較され、検出電圧が分圧電圧よりも大きい場合は、コンパレータＣＰ１からの出力信号が制御回路２２にフィードバックされる。
【００６１】
インバータトランスＴ１の二次側の両端のどちらかがランプ抜け、コネクタオープンなどによって開放状態となった場合は、インバータトランスＴ１の二次側に構成されたリーケージインダクタンスと容量による共振回路の共振特性が正常時に対して変化することにより発生する開放電圧が、検出電圧としてコンパレータＣＰ１に入力される。ここで、コンパレータＣＰ１のマイナス（−）側入力端子に入力される分圧電圧は、想定される開放電圧よりも小さく設定されており、コンパレータＣＰ１からの出力信号が制御回路２２にフィードバックされ、制御回路２２は、この出力信号を受けて、フルブリッジ回路２３の作動を停止させる。
【００６２】
これらの２つの検出回路を用いることで、開放電圧検出回路２４により開放状態が検知されてからしばらくの間はインバータトランスＴ１の出力電圧が所定の電圧になるように制御し、さらに開放状態が続く場合には以上検出回路２５による検出結果を受けて作動を停止するといった制御を行うことができる。
【００６３】
次に、共振回路の共振特性の変化について説明する。
図４（ａ）、（ｂ）は、ＣＣＦＬを含めたインバータトランスＴ１の二次側の等価回路を示している。図４（ａ）はＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に正常に接続されている場合に対応しており、図４（ｂ）はＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に接続されていない場合に対応している。
【００６４】
ＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に接続されている場合には、図４（ａ）に示すように、相互インダクタンスＭ、インバータトランスＴ１の二次側のリーケージインダクタンスＬｅ２、およびインバータトランスＴ１の二次側の付加容量ＣｏとＣＣＦＬの寄生容量ＣLCDとの合成容量によって共振回路が構成される。尚、Ｒはランプインピーダンスであり、一次側のリーケージインダクタンスＬｅ１は、共振には実質的に関与しない回路定数である。
【００６５】
ＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に正常に接続されている場合、共振回路の直列共振周波数Ｆｓおよび並列共振周波数Ｆｐは次式のように表される。
Ｆｓ＝１／（２π√（Ｌｅ２×（Ｃｏ＋ＣLCD）））
Ｆｐ＝１／（２π√（（Ｌｅ２＋Ｍ）×（Ｃｏ＋ＣLCD）））
【００６６】
一方、ＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に接続されていない場合には、図４（ｂ）に示すように、相互インダクタンスＭ、インバータトランスＴ１の二次側のリーケージインダクタンスＬｅ２、およびインバータトランスＴ１の二次側の付加容量Ｃｏによって共振回路が構成される。このときの共振回路の直列共振周波数Ｆｓ’および並列共振周波数Ｆｐ’は、次式のように表される。
Ｆｓ’＝１／（２π√（Ｌｅ２×Ｃｏ））
Ｆｐ’＝１／（２π√（（Ｌｅ２＋Ｍ）×Ｃｏ））
【００６７】
このように、ＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に接続されている場合とＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に接続されていない場合とでは共振特性が変化することがわかる。
【００６８】
共振特性の変化について、実際の測定結果を示して具体的に説明すれば、次の通りである。図３に示す構成を備えた放電灯点灯装置２０に対して、インピーダンスアナライザーにより、インバータトランスＴ１の二次側のゲインの周波数特性とフェーズの周波数特性を測定した結果を、図５〜図７に示す。ここで、ゲインとは、インバータトランスＴ１の一次側の電流と電圧との比を意味し、インバータトランスＴ１の負荷の一次側から見たアドミッタンスに相当する。また、フェーズとは、インバータトランスＴ１の一次側の電圧と電流との位相差を意味する。
【００６９】
図５は、二次側のＣＣＦＬのすべてがランプコネクタＣＮ１に正常に接続されている場合、図６は、二次側が全開放状態（ＣＣＦＬのすべてがランプコネクタＣＮ１に接続されていない場合）、図７は、二次側が半開放状態（二つのＣＣＦＬのうちのどちらかがランプコネクタＣＮ１に接続されていない場合）における、それぞれのゲインの周波数特性とフェーズの周波数特性を示している。
【００７０】
図５に示すように、二次側のＣＣＦＬのすべてがランプコネクタＣＮ１に正常に接続されている場合は、駆動周波数４１ｋＨｚにおける測定点Ｍにおいて、ゲインの値は−４０．４０１３ｄＢを示している。これに対して、図６に示すように、二次側が全開放状態では、駆動周波数５６ｋＨｚにおける測定点Ｍにおいて、ゲインの値は−５５．５７６５ｄＢを示す。また、図７に示すように、二次側が半開放状態では、駆動周波数５６ｋＨｚにおける測定点Ｍにおいて、ゲインの値は−４９．２４８６ｄＢを示す。
【００７１】
このように、正常時、全開放状態、半開放状態によって共振特性が変化し、全開放状態および半開放状態によって発生する開放電圧は正常時の電圧と異なるため、この開放電圧を三次巻線Ｗ３と制御回路２２の間に設けられた開放電圧検出回路２４および異常検出回路２５によって検出することにより異常をフィードバックすることができる。
【００７２】
次に、図８を参照して、インバータトランスにおける三次巻線部の配置位置と検出電圧の関係について説明する。
【００７３】
図８は、インバータトランスにおける三次巻線部６が配置される位置の違いを示した図であり、図８（ａ）は、ボビン３において、三次巻線部６が一次巻線部４の外周側に重ねて巻回されている状態（位置Ｐ１と呼ぶ）であり、図８（ｂ）は、ボビン３において、三次巻線部６が一次巻線部４に隣接して設けられた溝に巻回された状態（位置Ｐ２と呼ぶ）であり、図８（ｃ）は、ボビン３において、三次巻線部６が一次巻線部４と反対側の二次巻線部５の一方端側に巻回された状態（位置Ｐ３と呼ぶ）であり、言い換えれば、一次巻線部４と二次巻線部５と三次巻線部６とを、ボビン３の巻芯部の中心軸方向に沿ってこの順番に配設したものである。上述したように、本発明の第１及び第２の実施形態におけるインバータトランスＴ１は、図８（ｃ）に示す位置Ｐ３の配置をとる。
【００７４】
図９は、全開放時の三次巻線部６による検出電圧の周波数に対する特性を、図８（ａ）〜（ｃ）に示した三次巻線部６のそれぞれの配置位置について示したグラフである。
【００７５】
図９に示すように、位置Ｐ１および位置Ｐ２では、三次巻線部６と一次巻線部４との距離が近く、三次巻線部６が開放状態によって増大する管電圧を検出する時に、三次巻線部６と一次巻線部４との結合が強くなるため、一次巻線部４の影響を受けることによって三次巻線部６によって検出される二次側の電圧の検出精度が低くなる。これに対して、位置Ｐ３では、三次巻線部６が一次巻線部４と離れているため、一次巻線部４のとの結合が弱くなるため、一次巻線部４の影響を受けることがなく、三次巻線部６は管電圧に比例した電圧を検出することができるため、三次巻線部６による二次側の電圧の検出精度が高い。
【００７６】
このように、本実施形態による放電灯点灯装置２０によれば、これに用いられるインバータトランスＴ１が、一次巻線部４と二次巻線部５と三次巻線部６とをこの順番に配設するように構成されているとともに、三次巻線Ｗ３と制御回路２２との間に、インバータトランスＴ１の二次側に構成されたリーケージインダクタンスと容量による共振回路の共振特性が、二次側が開放状態の時に正常時に対して変化することにより発生する開放電圧を検出する開放電圧検出回路２４および異常検出回路２５を設けたことによって、二次側の開放電圧を高い精度で検出することが可能な放電灯点灯装置を提供することができる。
【００７７】
以上、本発明を好ましい実施形態によって説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変形や応用が可能である。
例えば、上記の実施形態においては、インバータトランスを構成するコアをＵＵ型形状としたが、本発明は、このコア形状に限定されるものではない。
【００７８】
また、本発明に係る放電灯点灯装置の回路構成も、実施形態の回路構成に限定されるものではなく、様々な構成が適用可能である。例えば、ブリッジ回路はハーフブリッジ回路でもプッシュプル回路でもよい。また、開放電圧検出回路、異常検出回路も、同等の機能を有する他の回路構成を用いて実現することも可能である。
【００７９】
また、第２の実施形態による放電灯装置２０の場合ように、放電灯の構成は、一端が二次側の両端に接続される２本の放電灯の他端がお互いに接続されている構成に限定されるものではなく、２本の放電灯の他端のそれぞれがＧＮＤ側に接続されていてもよい。さらに、本発明に係る放電灯点灯装置で駆動される放電灯（ＣＣＦＬ）は、直管タイプに限らす、Ｕ字管、コ字管など、他の形状の放電灯であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施形態によるインバータトランスＴ１を示す上面図である。
【図２】図１に示すインバータトランスＴ１に用いられるボビンの構成を示す上面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による放電灯点灯装置の概略の回路構成を示す図である。
【図４】（ａ）は、ＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に正常に接続されている場合に対応した、ＣＣＦＬを含めたインバータトランスＴ１の二次側の等価回路であり、（ｂ）は、ＣＣＦＬがランプコネクタＣＮ１に接続されていない場合に対応した、ＣＣＦＬを含めたインバータトランスＴ１の二次側の等価回路である。
【図５】二次側のＣＣＦＬのすべてがランプコネクタＣＮ１に正常に接続されている場合の、インバータトランスＴ１の二次側のゲインの周波数特性とフェーズの周波数特性を示すグラフである。
【図６】二次側が全開放状態におけるインバータトランスＴ１の二次側のゲインの周波数特性とフェーズの周波数特性を示すグラフである。
【図７】二次側が半開放状態におけるインバータトランスＴ１の二次側のゲインの周波数特性とフェーズの周波数特性を示すグラフである。
【図８】インバータトランスにおける三次巻線部の配置位置の違いを示した図である。
【図９】全開放時の三次巻線部による検出電圧の周波数に対する特性を、図８に示す三次巻線部のそれぞれの配置位置について示したグラフである。
【図１０】（ａ）は、従来のインバータトランスの一例であるインバータトランスを示す上面図、（ｂ）は、（ａ）に示すインバータトランスに用いられるボビンの構成を示す上面図である。
【図１１】従来の放電灯点灯装置の一例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
【００８１】
２，２Ａ，２Ｂ：コア、２ａ，２ａ’，２ｂ，２ｂ’：脚、３，３ａ：ボビン、４：一次巻線部、５：二次巻線部、６：三次巻線部、１０ａ：第１の巻芯部、１０ｂ：第２の巻芯部、１０ｃ：第３の巻芯部、１１ａ：第１のフランジ、１１ｂ：第２のフランジ、１１ｃ：第３のフランジ、１１ｄ：第４のフランジ、１１ｅ：第５のフランジ、１１ｆ：第６のフランジ、１１ｇ：第７のフランジ、１２ａ：第１の空間溝部、１２ｂ：第２の空間溝部、１３ａ：第１の端子台、１３ｂ：第２の端子台、１３ｃ：第３の端子台、１３ｄ：第４の端子台、１４：一次巻線用入力端子、１５：三次巻線用出力端子、１６ａ，１６ａ’：二次巻線用出力端子（巻線の引き出し部からげ用）、１６ｂ，１６ｂ'：二次巻線用出力端子（パターン接続用）、２０：放電灯点灯装置、２２：制御回路、２３：フルブリッジ回路、２４：開放電圧検出回路、２５：異常検出回路、Ｔ１：インバータトランス、Ｗ１：一次巻線、Ｗ２：二次巻線、Ｗ３：三次巻線、ＣＮ１：ランプコネクタ、Ｌａ１，Ｌａ２：ＣＣＦＬ、Ｒ１：検出抵抗、Ｒ２，Ｒ３：抵抗、Ｄ１，Ｄ２：ダイオード、Ｃ１：コンデンサ、ＣＰ１：コンパレータ、Ｖｒｅｆ：基準電圧、Ｃｏ：付加容量、ＣＬＣＤ：寄生容量、Ｌｅ２：二次側のリーケージインダクタンス、Ｍ：相互インダクタンス、Ｒ：ランプインピーダンス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボビンと、
前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された一次巻線から構成される一次巻線部と、
前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された二次巻線から構成される二次巻線部と、
前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された三次巻線から構成される三次巻線部と、
を備えるインバータトランスであって、
前記一次巻線部と前記二次巻線部と前記三次巻線部は、前記巻芯部の中心軸方向に沿って、所定の間隔を空けて並べて配設されることを特徴とするインバータトランス。
【請求項２】
前記一次巻線部と前記二次巻線部と前記三次巻線部は、前記巻芯部の中心軸方向に沿ってこの順番に配設されるとともに、前記二次巻線部と前記三次巻線部との間の前記所定の間隔を１ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項１に記載のインバータトランス。
【請求項３】
前記一次巻線部と前記二次巻線部との間の前記所定の間隔を１ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項２に記載のインバータトランス。
【請求項４】
前記一次巻線用の入力端子と前記三次巻線用の出力端子は、前記巻芯部の中心軸方向に延び、かつ、前記ボビンの両端に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインバータトランス。
【請求項５】
前記二次巻線用の出力端子は、前記ボビンの一側面から前記一次巻線用の入力端子と前記三次巻線用の出力端子の両方に対して直角方向に延びることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインバータトランス。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のインバータトランスと、該インバータトランスを所定の駆動周波数で駆動するブリッジ回路と、該ブリッジ回路の作動を制御する制御回路とを備え、前記インバータトランスに接続された放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、
前記インバータトランスの二次側に形成されたリーケージインダクタンスと容量による共振回路と、前記インバータトランスの前記三次巻線の一端と前記制御回路との間に設けられ、二次側が開放状態のときに、前記共振回路の共振特性が変化することにより発生する開放電圧を検出して、前記インバータトランスの出力電圧が所定の電圧になるように前記ブリッジ回路の作動を制御するための開放電圧検出回路と、を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記三次巻線の一端と前記制御回路との間に設けられ、二次側が開放状態のときに、前記共振回路の共振特性が変化することにより発生する開放電圧を検出して、前記ブリッジ回路の作動を停止するための異常検出回路をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項３から５のいずれか１項に記載のインバータトランスと、該インバータトランスを所定の駆動周波数で駆動するブリッジ回路と、該ブリッジ回路の作動を制御する制御回路と、を備え、
前記インバータトランスの前記二次巻線の両端のそれぞれには、２本の放電灯のそれぞれの一端が接続され、前記２本の放電灯のそれぞれの他端は、互いに接続されるかまたはＧＮＤ側に接続されることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項１】
ボビンと、
前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された一次巻線から構成される一次巻線部と、
前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された二次巻線から構成される二次巻線部と、
前記ボビンの巻芯部の外周に巻回された三次巻線から構成される三次巻線部と、
を備えるインバータトランスであって、
前記一次巻線部と前記二次巻線部と前記三次巻線部は、前記巻芯部の中心軸方向に沿って、所定の間隔を空けて並べて配設されることを特徴とするインバータトランス。
【請求項２】
前記一次巻線部と前記二次巻線部と前記三次巻線部は、前記巻芯部の中心軸方向に沿ってこの順番に配設されるとともに、前記二次巻線部と前記三次巻線部との間の前記所定の間隔を１ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項１に記載のインバータトランス。
【請求項３】
前記一次巻線部と前記二次巻線部との間の前記所定の間隔を１ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項２に記載のインバータトランス。
【請求項４】
前記一次巻線用の入力端子と前記三次巻線用の出力端子は、前記巻芯部の中心軸方向に延び、かつ、前記ボビンの両端に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインバータトランス。
【請求項５】
前記二次巻線用の出力端子は、前記ボビンの一側面から前記一次巻線用の入力端子と前記三次巻線用の出力端子の両方に対して直角方向に延びることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインバータトランス。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のインバータトランスと、該インバータトランスを所定の駆動周波数で駆動するブリッジ回路と、該ブリッジ回路の作動を制御する制御回路とを備え、前記インバータトランスに接続された放電灯を点灯する放電灯点灯装置であって、
前記インバータトランスの二次側に形成されたリーケージインダクタンスと容量による共振回路と、前記インバータトランスの前記三次巻線の一端と前記制御回路との間に設けられ、二次側が開放状態のときに、前記共振回路の共振特性が変化することにより発生する開放電圧を検出して、前記インバータトランスの出力電圧が所定の電圧になるように前記ブリッジ回路の作動を制御するための開放電圧検出回路と、を備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項７】
前記三次巻線の一端と前記制御回路との間に設けられ、二次側が開放状態のときに、前記共振回路の共振特性が変化することにより発生する開放電圧を検出して、前記ブリッジ回路の作動を停止するための異常検出回路をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項３から５のいずれか１項に記載のインバータトランスと、該インバータトランスを所定の駆動周波数で駆動するブリッジ回路と、該ブリッジ回路の作動を制御する制御回路と、を備え、
前記インバータトランスの前記二次巻線の両端のそれぞれには、２本の放電灯のそれぞれの一端が接続され、前記２本の放電灯のそれぞれの他端は、互いに接続されるかまたはＧＮＤ側に接続されることを特徴とする放電灯点灯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−９２７６３（Ｐ２０１０−９２７６３Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６２８３１（Ｐ２００８−２６２８３１）
【出願日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【出願人】（０００１１４２１５）ミネベア株式会社 (846)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【出願人】（０００１１４２１５）ミネベア株式会社 (846)
【Ｆターム（参考）】
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