放電灯点灯装置
【課題】短時間で放電灯を任意の輝度で点灯できる放電灯点灯装置を得る。
【解決手段】本発明による放電灯点灯装置は、冷陰極管(3)に流れる管電流(IL)を検出する管電流検出回路(5)と、管電流検出回路(5)が管電流(IL)を検出しない期間(TC)は調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に付与する調光信号(VB)を無効にして交流変換回路(2)から連続的に交流出力(VL)を発生させ、管電流検出回路(5)が管電流(IL)を検出したときに調光制御回路(7)を駆動する調光切替回路(9)とを備えている。冷陰極管(3)に管電流(IL)が殆ど流れない起動時は、調光切替回路(9)により調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に付与する調光信号(VB)が無効となるため、交流変換回路(2)の交流出力(VL)が連続的に冷陰極管(3)に供給される。これにより、起動時に必要十分な励磁エネルギが速やかに冷陰極管(3)に供給され、短時間で冷陰極管(3)を任意の輝度で点灯することができる。
【解決手段】本発明による放電灯点灯装置は、冷陰極管(3)に流れる管電流(IL)を検出する管電流検出回路(5)と、管電流検出回路(5)が管電流(IL)を検出しない期間(TC)は調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に付与する調光信号(VB)を無効にして交流変換回路(2)から連続的に交流出力(VL)を発生させ、管電流検出回路(5)が管電流(IL)を検出したときに調光制御回路(7)を駆動する調光切替回路(9)とを備えている。冷陰極管(3)に管電流(IL)が殆ど流れない起動時は、調光切替回路(9)により調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に付与する調光信号(VB)が無効となるため、交流変換回路(2)の交流出力(VL)が連続的に冷陰極管(3)に供給される。これにより、起動時に必要十分な励磁エネルギが速やかに冷陰極管(3)に供給され、短時間で冷陰極管(3)を任意の輝度で点灯することができる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃold Ｃathode Ｆluorescent Ｌamp）等の放電灯点灯装置、特に放電灯の輝度を調整する調光制御回路を有し且つ短時間で放電灯を任意の輝度で点灯することができる放電灯点灯装置に属する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶テレビやノート型パソコン等に搭載される液晶表示装置のバックライト等に使用される冷陰極管等の放電灯点灯装置は公知である。例えば、図５に示す従来の放電灯点灯装置は、十数ボルトの直流電圧ＶINを発生する直流電源(1)と、直流電源(1)の直流電圧ＶINを数百ボルト〜千数百ボルトの交流電圧ＶLに変換する交流変換回路(2)と、交流変換回路(2)の出力端子に接続された放電管としての冷陰極管(3)と、冷陰極管(3)の調光信号ＶBを出力する調光信号発生回路(4)と、冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLを検出する管電流検出回路(5)と、管電流検出回路(5)の検出電流値が予め設定された電流値となるように交流変換回路(2)の交流電圧ＶLを制御する電流制御信号ＶAを出力する管電流制御回路(6)と、調光信号発生回路(4)の調光信号ＶBにより管電流制御回路(6)の電流制御信号ＶAを連続的又は断続的に出力するゲート手段を有する調光制御回路(7)と、調光制御回路(7)の出力信号ＶDから交流変換回路(2)を駆動する駆動信号ＶGを形成する駆動回路(8)とを備えている。
【０００３】
図６に示すように、交流変換回路(2)は、直流電源(1)に接続される矩形波電圧発生回路(21)と、矩形波電圧発生回路(21)に接続され且つ１次巻線(22a)と直列に形成される漏洩インダクタンス(22c)を含むリーケージトランス(22)と、リーケージトランス(22)の２次巻線(22b)に接続された共振コンデンサ(23)とを有する。リーケージトランス(22)及び共振コンデンサ(23)は直列共振回路(24)を構成する。ここで、リーケージトランス(22)の１次巻線(22a)及び２次巻線(22b)の巻数をそれぞれＮ1、Ｎ2[turn]とすると、リーケージトランス(22)の巻数比Ｎ2/Ｎ1は１００程度となるように設定される。詳細な図示は省略するが、矩形波電圧発生回路(21)は、例えば複数のスイッチング素子をブリッジ接続して構成され且つ各スイッチング素子のスイッチング動作により直流電源(1)からの直流電圧ＶINを矩形波交流電圧に変換するスイッチング回路と、１次側巻線にスイッチング回路が接続され且つ２次側巻線から電圧調整された矩形波交流電圧ＶSを発生する出力トランスとを有する。駆動回路(8)から入力される駆動信号ＶGにより、前記のスイッチング回路を構成する各スイッチング素子を数十[kHz]程度の周波数でオン・オフ動作させることにより、直流電源(1)から入力される直流電圧ＶINを矩形波交流電圧ＶSに変換する。矩形波電圧発生回路(21)から出力される矩形波交流電圧ＶSは、リーケージトランス(22)及び共振コンデンサ(23)で構成される直列共振回路(24)により高圧（数百ボルト〜千数百ボルト）で且つ数十[kHz]程度の周波数の正弦波交流電圧ＶLに変換され、冷陰極管(3)に供給される。調光信号発生回路(4)は、交流変換回路(2)のスイッチング周波数（数十[kHz]程度）よりも十分に低い一定周波数（数十[Hz]〜数[kHz]）の矩形パルス信号を発生し、冷陰極管(3)の所望の輝度に応じて矩形パルス信号のオン・デューティを変化させることにより、冷陰極管(3)の調光信号ＶBを出力する。したがって、冷陰極管(3)の輝度が最大のときはオン・デューティ１００[％]の矩形パルス信号、即ち図７(Ａ)に示すように正電圧レベル一定の調光信号ＶBを出力する。
【０００４】
管電流検出回路(5)は、冷陰極管(3)と直列に接続された管電流検出用抵抗(51)と、アノード端子が冷陰極管(3)と管電流検出用抵抗(51)との接続点に接続された整流ダイオード(52)と、整流ダイオード(52)のカソード端子と接地端子との間に接続された平滑コンデンサ(53)とを有する。即ち、管電流検出回路(5)は、管電流検出用抵抗(51)により冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLをそれに対応する電圧に変換し、管電流検出用抵抗(51)の両端子間の電圧を整流ダイオード(52)及び平滑コンデンサ(53)により整流及び平滑化してその直流電圧を検出電圧ＶFとして出力する。管電流制御回路(6)は、冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLの設定値を規定する基準電圧ＶR1を発生する基準電源(61)と、管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFと基準電源(61)の基準電圧ＶR1との誤差電圧を増幅した出力電圧ＶE1を出力する誤差増幅器(62)と、一定周波数（数十[kHz]程度）の三角波電圧ＶTを発生する三角波発振回路(63)と、誤差増幅器(62)の出力電圧ＶE1と三角波発振回路(63)の三角波電圧ＶTとを比較することによりオン・デューティが変化する矩形パルス列の電流制御信号ＶAを発生するＰＷＭ（パルス幅変調）コンパレータ(64)とを有する。調光制御回路(7)のゲート手段は、例えば調光信号発生回路(4)の調光信号ＶBと管電流制御回路(6)の電流制御信号ＶAとの論理積信号ＶDを出力するＡＮＤゲート(71)で構成することができる。即ち、調光制御回路(7)は、図７(Ａ)に示すように調光信号発生回路(4)から正電圧レベル一定の調光信号ＶBが入力されたときは、管電流制御回路(6)からの電流制御信号ＶAを連続的に出力するため、冷陰極管(3)の輝度の調整、即ち調光動作を行わない。一方、図８(Ａ)に示すように管電流制御回路(6)から出力される電流制御信号ＶAの周波数（数十[kHz]程度）よりも十分に低い周波数（数十[Hz]〜数[kHz]）で且つ冷陰極管(3)の所望の輝度に対応するデューティ比を有する矩形パルス列の調光信号ＶBが調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に入力されたときは、管電流制御回路(6)からの電流制御信号ＶAを調光信号ＶBの周期で断続的に出力し、冷陰極管(3)の調光動作を行う。駆動回路(8)は、調光制御回路(7)のＡＮＤゲート(71)から入力される論理積信号ＶDから交流変換回路(2)内の矩形波電圧発生回路(21)を連続的又は断続的に駆動する駆動信号ＶGを形成し、矩形波電圧発生回路(21)へ出力する。
【０００５】
図５に示す構成において、図７(Ａ)に示すように装置起動時ｔ1から調光信号発生回路(4)の調光信号ＶBが正電圧レベル一定のときは、調光制御回路(7)は調光動作を行わず、管電流制御回路(6)から連続的に出力される電流制御信号ＶAにより、駆動回路(8)から交流変換回路(2)を連続的に駆動する駆動信号ＶGが出力される。これにより、図７(Ｂ)に示すように交流変換回路(2)から冷陰極管(3)に連続的に交流電圧ＶLが印加され、図７(Ｃ)に示すように時刻ｔ2にて冷陰極管(3)に管電流ＩLが流れ始めると、冷陰極管(3)が点灯を開始する。時刻ｔ2以降は、管電流制御回路(6)により冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLが略一定に保持されるので、冷陰極管(3)の輝度が常に最大値一定となる。
【０００６】
また、図８(Ａ)に示すように、管電流制御回路(6)の電流制御信号ＶAの周波数よりも十分に低い周波数で且つ冷陰極管(3)の所望の輝度に対応するデューティ比を有する矩形パルス列の調光信号ＶBが調光信号発生回路(4)から出力される場合は、調光制御回路(7)から管電流制御回路(6)の電流制御信号ＶAを断続的にした出力信号ＶDが出力される。これにより、調光信号ＶBの周期で交流変換回路(2)を断続的に駆動する駆動信号ＶGが駆動回路(8)から出力され、図８(Ｂ)に示すように交流変換回路(2)から冷陰極管(3)に断続的に交流電圧ＶLが印加される。図８(Ｃ)に示すように、時刻ｔ2にて冷陰極管(3)に管電流ＩLが流れ始めると冷陰極管(3)が点灯を開始し、時刻ｔ2以降は冷陰極管(3)に管電流ＩLが断続的に流れ続ける。これにより、冷陰極管(3)が調光信号ＶBの周期で点滅を繰り返すので、調光信号ＶBのオン・デューティを適宜調整すれば所望の輝度が得られる。これと共に、管電流制御回路(6)により冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLが略一定に保持されるので、冷陰極管(3)の輝度が常に一定となる。以上で述べた放電灯点灯装置の構成と類似の構成を有する放電灯点灯装置は、例えば下記の特許文献１に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−３５７５９９号公報（第６頁、図６）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す従来の放電灯点灯装置では、図８(Ａ)に示すように調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に予め調光信号ＶBが入力されているとき、図８(Ｃ)に示すように冷陰極管(3)の管電流ＩLが検出されない期間ＴBにおいても図８(Ｂ)に示すように交流変換回路(2)の交流電圧ＶLが断続的に冷陰極管(3)に印加される。このため、管電流ＩLが検出されない暗黒始動期間ＴB中に冷陰極管(3)を点灯するのに必要十分な励磁エネルギを交流変換回路(2)から冷陰極管(3)に供給できず、装置起動時ｔ1から冷陰極管(3)の点灯開始時ｔ2までの時間ＴBが交流変換回路(2)の交流電圧ＶLを連続的に冷陰極管(3)に印加する場合（図７(Ｂ)）の同時間ＴAに比較して長くなる欠点があった。したがって、冷陰極管(3)を長期間点灯させずに冷暗所に放置した場合の始動不良等の不具合が発生していた。
【０００９】
そこで、本発明は短時間で放電灯を任意の輝度で点灯することができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による放電灯点灯装置は、直流電源(1)と、少なくとも１つのスイッチング素子を含むスイッチング回路を有し且つスイッチング回路のスイッチング動作により直流電源(1)から供給される直流電力を交流電力に変換する交流変換回路(2)と、交流変換回路(2)の出力端子に接続された放電管(3)と、調光信号発生回路(4)から出力される調光信号(VB)により交流変換回路(2)の交流出力(VL)を断続的に発生させて放電管(3)の輝度を調整する調光制御回路(7)とを備え、放電管(3)に流れる管電流(IL)を検出する管電流検出回路(5)と、管電流検出回路(5)に接続された調光切替回路(9)とを備えている。調光切替回路(9)は、管電流検出回路(5)の検出電流値が基準値より低いときは第１の電圧(L)レベルの出力信号(VE2)を発生し、管電流検出回路(5)の検出電流値が基準値以上となったときに第２の電圧(H)レベルの出力信号(VE2)を発生する比較手段(92)と、電源投入時に起動信号(VP)を発生する起動信号発生手段(93)と、起動信号発生手段(93)が起動信号(VP)を発生したときに第１の状態となり、比較手段(92)の出力信号(VE2)が第１の電圧(L)レベルの期間(TC)は第１の状態を保持し、比較手段(92)の出力信号(VE2)が第２の電圧(H)レベルとなったときに第２の状態となる状態保持手段(94)と、状態保持手段(94)が第１の状態のときは調光制御回路(7)に付与する調光信号(VB)を無効にして交流変換回路(2)の交流出力(VL)を連続的に発生させ、状態保持手段(94)が第２の状態となったときに調光制御回路(7)に調光信号(VB)を付与する切替手段(95)とを有する。放電管(3)に管電流(IL)が殆ど流れない起動時は、調光切替回路(9)により調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に付与する調光信号(VB)が無効となるため、交流変換回路(2)の交流出力(VL)が連続的に放電管(3)に供給される。これにより、起動時に必要十分な励磁エネルギが速やかに放電管(3)に供給され、短時間で放電管(3)を任意の輝度で点灯することができる。
【００１１】
本発明の実施の形態では、管電流検出回路(5)の検出電流値が予め設定された電流値となるように交流変換回路(2)の交流出力(VL)を制御する電流制御信号(VA)を出力する管電流制御回路(6)を備えている。このため、放電管(3)の点灯開始後、管電流制御回路(6)により放電管(3)に流れる管電流(IL)が略一定に保持されるので、放電管(3)の輝度が常に一定となる。調光信号発生回路(4)は、交流変換回路(2)のスイッチング周波数よりも十分に低い周波数で且つ放電管(3)の所望の輝度に対応するデューティ比を有する調光信号(VB)を出力する。調光制御回路(7)は、前記調光切替回路(9)の出力信号(VC)により前記管電流制御回路(6)の電流制御信号(VA)を連続的又は断続的に出力するゲート手段(71)を有する。管電流制御回路(6)は、管電流検出回路(5)の検出信号(VF)の電圧レベルに応じてオン・デューティが変化する電流制御信号(VA)を出力する。また、管電流検出回路(5)の検出信号(VF)の電圧レベルに応じて周波数が変化する電流制御信号(VA)を出力する管電流制御回路(6)を使用してもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による放電灯点灯装置の一実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。但し、これらの図面では図５〜図８に示す箇所と実質的に同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態の放電灯点灯装置は、図１に示すように、管電流検出回路(5)が冷陰極管(3)の管電流ＩLを検出しない期間ＴC（図３）は調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に付与する調光信号ＶBを無効にして交流変換回路(2)から連続的に交流電圧ＶLを発生させ、管電流検出回路(5)が冷陰極管(3)の管電流ＩLを検出したときに調光制御回路(7)を駆動する調光切替回路(9)を管電流検出回路(5)に接続した点で図５に示す従来の放電灯点灯装置と異なる。
【００１３】
図２に示すように、調光切替回路(9)は、冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLの検出最小値を規定する基準電圧ＶR2を発生する基準電源(91)と、管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFが基準電源(91)の基準電圧ＶR2より低いときに低い電圧(Ｌ)レベルの出力信号ＶE2を発生し、管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFが基準電源(91)の基準電圧ＶR2以上となったときに高い電圧(Ｈ)レベルの出力信号ＶE2を発生する比較手段としてのコンパレータ(92)と、図示しない電源スイッチをオンしたときに単発パルスの起動信号ＶPを発生する起動信号発生手段としてのワンショットパルス発生器(93)と、ワンショットパルス発生器(93)からリセット端子(R)に起動信号ＶPが入力されたときにリセット状態となり、コンパレータ(92)の出力信号ＶE2が低い電圧(Ｌ)レベルの期間はリセット状態を保持し、コンパレータ(92)からセット端子(S)に高い電圧(Ｈ)レベルの出力信号ＶE2が入力されたときにセット状態となる状態保持手段としてのＲ-Ｓフリップフロップ(94)と、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)の反転出力信号ＶQと調光信号発生回路(4)の調光信号ＶBとの論理和信号ＶCを出力する切替手段としてのＯＲゲート(95)とを備えている。調光切替回路(9)の基準電源(91)の基準電圧ＶR2は、管電流制御回路(6)の基準電源(61)の基準電圧ＶR1よりも低い値に設定される。また、調光制御回路(7)のＡＮＤゲート(71)は、調光切替回路(9)から出力される論理和信号ＶCと管電流制御回路(6)から出力される電流制御信号ＶAとの論理積信号ＶDを出力する。その他の構成は、図６に示す従来の放電灯点灯装置と略同様である。
【００１４】
上記の構成において、時刻ｔ1（図３）にて図示しない電源スイッチをオンして電源を投入すると、調光切替回路(9)内のワンショットパルス発生器(93)から単発パルスの起動信号ＶPが出力され、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)のリセット端子(R)に入力されてＲ-Ｓフリップフロップ(94)がリセット状態となる。これと共に、図３(Ａ)に示すように、管電流制御回路(6)の電流制御信号ＶAの周波数（数十〜数百[kHz]）よりも十分に低い周波数（数十[Hz]程度）で且つ冷陰極管(3)の所望の輝度に対応するデューティ比を有する矩形パルス列の調光信号ＶBが調光信号発生回路(4)から出力され、調光切替回路(9)内のＯＲゲート(95)に入力される。図３(Ｄ)に示すように、電源投入時ｔ1から点灯開始時ｔ2までの暗黒始動期間ＴC中は冷陰極管(3)に管電流ＩLが殆ど流れず、管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFが調光切替回路(9)内の基準電源(91)の基準電圧ＶR2よりも低いため、コンパレータ(92)から低い電圧(Ｌ)レベルの出力信号ＶE2が出力される。このため、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)はリセット状態を保持するから、反転出力端子から高い電圧(Ｈ)レベルの反転出力信号ＶQが出力され、ＯＲゲート(95)に入力される。これにより、図３(Ｂ)に示すように、ＯＲゲート(95)から調光制御回路(7)のＡＮＤゲート(71)に正電圧レベル一定の論理和信号ＶCが付与されるので、調光信号発生回路(4)からの調光信号ＶBは無効となり、調光制御回路(7)は冷陰極管(3)の調光動作を行わない。したがって、管電流制御回路(6)から調光制御回路(7)のＡＮＤゲート(71)に連続的に入力される電流制御信号ＶAが論理積信号ＶDとして調光制御回路(7)から出力され、駆動回路(8)から交流変換回路(2)内の矩形波電圧発生回路(21)に駆動信号ＶGが連続的に付与される。これにより、交流変換回路(2)内の矩形波電圧発生回路(21)が連続的に駆動され、直列共振回路(24)を介して図３(Ｃ)に示すように冷陰極管(3)に高圧の正弦波交流電圧ＶLが連続的に供給される。
【００１５】
時刻ｔ2において、図３(Ｄ)に示すように管電流ＩLが流れ始めて冷陰極管(3)が点灯を開始し、管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFが調光切替回路(9)内の基準電源(91)の基準電圧ＶR2以上になると、コンパレータ(92)から高い電圧(Ｈ)レベルの出力信号ＶE2が出力され、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)のセット端子(S)に入力されてＲ-Ｓフリップフロップ(94)がセット状態となる。このとき、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)の反転出力端子から低い電圧(Ｌ)レベルの反転出力信号ＶQが出力されるので、図３(Ｂ)に示すように時刻ｔ2以降はＯＲゲート(95)から図３(Ａ)に示す調光信号発生回路(4)の調光信号ＶBが論理和信号ＶCとして出力され、調光制御回路(7)のＡＮＤゲート(71)に付与される。このため、調光信号発生回路(4)の調光信号ＶBの周期で断続する管電流制御回路(6)の電流制御信号ＶAが調光制御回路(7)のＡＮＤゲート(71)から論理積信号ＶDとして出力され、駆動回路(8)から交流変換回路(2)内の矩形波電圧発生回路(21)に駆動信号ＶGが断続的に付与される。これにより、交流変換回路(2)内の矩形波電圧発生回路(21)が調光信号ＶBの周期で断続的に駆動され、直列共振回路(24)を介して図３(Ｃ)に示すように冷陰極管(3)に高圧の正弦波交流電圧ＶLが調光信号ＶBの周期で断続的に供給される。したがって、冷陰極管(3)の点灯開始時ｔ2以降は、図３(Ｄ)に示すように冷陰極管(3)に管電流ＩLが断続的に流れ続け、冷陰極管(3)が調光信号ＶBの周期で点滅を繰り返す冷陰極管(3)の調光動作が行われる。これと共に、管電流制御回路(6)により冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLが略一定に保持されるので、冷陰極管(3)の輝度が常に一定となる。
【００１６】
本実施の形態では、冷陰極管(3)に管電流ＩLが殆ど流れない暗黒始動期間ＴC中は、調光切替回路(9)により調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に付与する調光信号ＶBが無効となるので、調光制御回路(7)による冷陰極管(3)の調光動作が行われない。これにより、交流変換回路(2)の交流電圧ＶLが連続的に冷陰極管(3)に供給されるので、点灯するために必要十分な励磁エネルギを速やかに冷陰極管(3)に供給できる。また、冷陰極管(3)の点灯開始以降は、調光信号発生回路(4)からの調光信号ＶBが調光制御回路(7)に付与され、調光制御回路(7)による冷陰極管(3)の調光動作が行われるので、冷陰極管(3)を任意の輝度で点灯することができる。したがって、短時間で冷陰極管(3)を任意の輝度で点灯することができる。実際に、調光信号発生回路(4)から出力される調光信号ＶBのオン・デューティを５０[％]に設定した場合、装置起動時ｔ1から冷陰極管(3)の点灯開始時ｔ2までの時間ＴCを図５及び図６に示す従来の放電灯点灯装置の場合の同時間ＴBの約半分に短縮することができた。
【００１７】
本発明の実施態様は前記の実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、上記の実施の形態では矩形波電圧発生回路(21)及びリーケージトランス(22)と共振コンデンサ(23)とから成る直列共振回路(24)で交流変換回路(2)を構成したが、リーケージトランス(22)の代わりに単巻線のコイルを使用し、矩形波電圧発生回路(21)内の出力トランスの巻数比を１００程度に設定して交流変換回路(2)を構成してもよい。また、矩形波電圧発生回路(21)の代わりにチョッパ回路を設け、チョッパ回路の出力側に自励式のトランジスタインバータ回路を接続して交流変換回路(2)を構成してもよい。また、上記の実施の形態では管電流検出用抵抗(51)と整流ダイオード(52)と平滑コンデンサ(53)とで管電流検出回路(5)を構成したが、オペアンプ等を含む管電流検出回路（電流−電圧変換回路）を使用してもよい。また、上記の実施の形態では管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFのレベルに応じてオン・デューティが変化する矩形パルス列の電流制御信号ＶAを出力するパルス幅変調（ＰＷＭ）方式の管電流制御回路(6)を使用したが、管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFのレベルに応じて周波数が変化する矩形パルス列の電流制御信号ＶAを出力するパルス周波数変調（ＰＦＭ）方式の管電流制御回路(6)を使用してもよい。図４は、誤差増幅器(62)から出力される誤差電圧ＶE1のレベルに応じて矩形パルス列のオフ期間が変化するオン幅固定の電流制御信号ＶAを発生する電圧−周波数変換回路（図中ではＶ／Ｆコンバータと表示）(65)を有するパルス周波数変調方式の管電流制御回路(6)を使用した変更実施の形態を示す。また、上記の実施の形態では調光切替回路(9)内の切替手段をＯＲゲート(95)で構成したが、トランジスタ等のスイッチング素子及び抵抗等を用いて切替手段を構成し、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)がリセット状態のときにスイッチング素子をオフ状態にして調光信号発生回路(4)からの調光信号ＶBを遮断すると共に正電圧レベル一定の信号を調光制御回路(7)に付与し、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)がセット状態となったときにスイッチング素子をオン状態にして調光信号発生回路(4)からの調光信号ＶBを調光制御回路(7)に付与してもよい。また、調光切替回路(9)内のワンショットパルス発生器(93)の代わりに抵抗及びコンデンサから成る微分回路と反転器とを使用し、電源投入時に微分回路から反転器を介して出力される微分パルス信号をＲ-Ｓフリップフロップ(94)のリセット端子(R)に付与する構成としてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、放電灯の点灯開始前は、調光切替回路により調光信号発生回路から調光制御回路に付与する調光信号が無効となり、交流変換回路の交流出力が連続的に放電灯に供給されるので、点灯するために必要十分な励磁エネルギを速やかに放電灯に供給でき、短時間で放電灯を任意の輝度で点灯することができる。特に、放電灯の設定輝度が小さく、オン・デューティの狭い調光信号を調光制御回路に付与する場合や、放電灯を長期間点灯させずに冷暗所に放置した場合は、本発明の効果が顕著に現れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による放電灯点灯装置の一実施の形態を示す回路ブロック図
【図２】 図１の各回路ブロックの内部構成を示す電気回路図
【図３】 図１の回路の各部の電圧及び電流を示す波形図
【図４】 図２の変更実施の形態を示す電気回路図
【図５】 従来の放電灯点灯装置を示す回路ブロック図
【図６】 図５の各回路ブロックの内部構成を示す電気回路図
【図７】 調光動作を行わない場合の図５の回路の各部の電圧及び電流を示す波形図
【図８】 調光動作を行う場合の図５の回路の各部の電圧及び電流を示す波形図
【符号の説明】
(1)・・直流電源、 (2)・・交流変換回路、 (21)・・矩形波電圧発生回路、 (22)・・リーケージトランス、 (22a)・・１次巻線、 (22b)・・２次巻線、 (22c)・・漏洩インダクタンス、 (23)・・共振コンデンサ、 (24)・・直列共振回路、 (3)・・冷陰極管（放電管）、 (4)・・調光信号発生回路、 (5)・・管電流検出回路、 (51)・・管電流検出用抵抗、 (52)・・整流ダイオード、 (53)・・平滑コンデンサ、 (6)・・管電流制御回路、 (61)・・基準電源、 (62)・・誤差増幅器、 (63)・・三角波発振回路、 (64)・・ＰＷＭコンパレータ、 (65)・・電圧−周波数変換回路、 (7)・・調光制御回路、 (71)・・ＡＮＤゲート（ゲート手段）、 (8)・・駆動回路、 (9)・・調光切替回路、 (91)・・基準電源、 (92)・・コンパレータ（比較手段）、 (93)・・ワンショットパルス発生器（起動信号発生手段）、 (94)・・Ｒ-Ｓフリップフロップ（状態保持手段）、 (95)・・ＯＲゲート（切替手段）、
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃold Ｃathode Ｆluorescent Ｌamp）等の放電灯点灯装置、特に放電灯の輝度を調整する調光制御回路を有し且つ短時間で放電灯を任意の輝度で点灯することができる放電灯点灯装置に属する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶テレビやノート型パソコン等に搭載される液晶表示装置のバックライト等に使用される冷陰極管等の放電灯点灯装置は公知である。例えば、図５に示す従来の放電灯点灯装置は、十数ボルトの直流電圧ＶINを発生する直流電源(1)と、直流電源(1)の直流電圧ＶINを数百ボルト〜千数百ボルトの交流電圧ＶLに変換する交流変換回路(2)と、交流変換回路(2)の出力端子に接続された放電管としての冷陰極管(3)と、冷陰極管(3)の調光信号ＶBを出力する調光信号発生回路(4)と、冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLを検出する管電流検出回路(5)と、管電流検出回路(5)の検出電流値が予め設定された電流値となるように交流変換回路(2)の交流電圧ＶLを制御する電流制御信号ＶAを出力する管電流制御回路(6)と、調光信号発生回路(4)の調光信号ＶBにより管電流制御回路(6)の電流制御信号ＶAを連続的又は断続的に出力するゲート手段を有する調光制御回路(7)と、調光制御回路(7)の出力信号ＶDから交流変換回路(2)を駆動する駆動信号ＶGを形成する駆動回路(8)とを備えている。
【０００３】
図６に示すように、交流変換回路(2)は、直流電源(1)に接続される矩形波電圧発生回路(21)と、矩形波電圧発生回路(21)に接続され且つ１次巻線(22a)と直列に形成される漏洩インダクタンス(22c)を含むリーケージトランス(22)と、リーケージトランス(22)の２次巻線(22b)に接続された共振コンデンサ(23)とを有する。リーケージトランス(22)及び共振コンデンサ(23)は直列共振回路(24)を構成する。ここで、リーケージトランス(22)の１次巻線(22a)及び２次巻線(22b)の巻数をそれぞれＮ1、Ｎ2[turn]とすると、リーケージトランス(22)の巻数比Ｎ2/Ｎ1は１００程度となるように設定される。詳細な図示は省略するが、矩形波電圧発生回路(21)は、例えば複数のスイッチング素子をブリッジ接続して構成され且つ各スイッチング素子のスイッチング動作により直流電源(1)からの直流電圧ＶINを矩形波交流電圧に変換するスイッチング回路と、１次側巻線にスイッチング回路が接続され且つ２次側巻線から電圧調整された矩形波交流電圧ＶSを発生する出力トランスとを有する。駆動回路(8)から入力される駆動信号ＶGにより、前記のスイッチング回路を構成する各スイッチング素子を数十[kHz]程度の周波数でオン・オフ動作させることにより、直流電源(1)から入力される直流電圧ＶINを矩形波交流電圧ＶSに変換する。矩形波電圧発生回路(21)から出力される矩形波交流電圧ＶSは、リーケージトランス(22)及び共振コンデンサ(23)で構成される直列共振回路(24)により高圧（数百ボルト〜千数百ボルト）で且つ数十[kHz]程度の周波数の正弦波交流電圧ＶLに変換され、冷陰極管(3)に供給される。調光信号発生回路(4)は、交流変換回路(2)のスイッチング周波数（数十[kHz]程度）よりも十分に低い一定周波数（数十[Hz]〜数[kHz]）の矩形パルス信号を発生し、冷陰極管(3)の所望の輝度に応じて矩形パルス信号のオン・デューティを変化させることにより、冷陰極管(3)の調光信号ＶBを出力する。したがって、冷陰極管(3)の輝度が最大のときはオン・デューティ１００[％]の矩形パルス信号、即ち図７(Ａ)に示すように正電圧レベル一定の調光信号ＶBを出力する。
【０００４】
管電流検出回路(5)は、冷陰極管(3)と直列に接続された管電流検出用抵抗(51)と、アノード端子が冷陰極管(3)と管電流検出用抵抗(51)との接続点に接続された整流ダイオード(52)と、整流ダイオード(52)のカソード端子と接地端子との間に接続された平滑コンデンサ(53)とを有する。即ち、管電流検出回路(5)は、管電流検出用抵抗(51)により冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLをそれに対応する電圧に変換し、管電流検出用抵抗(51)の両端子間の電圧を整流ダイオード(52)及び平滑コンデンサ(53)により整流及び平滑化してその直流電圧を検出電圧ＶFとして出力する。管電流制御回路(6)は、冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLの設定値を規定する基準電圧ＶR1を発生する基準電源(61)と、管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFと基準電源(61)の基準電圧ＶR1との誤差電圧を増幅した出力電圧ＶE1を出力する誤差増幅器(62)と、一定周波数（数十[kHz]程度）の三角波電圧ＶTを発生する三角波発振回路(63)と、誤差増幅器(62)の出力電圧ＶE1と三角波発振回路(63)の三角波電圧ＶTとを比較することによりオン・デューティが変化する矩形パルス列の電流制御信号ＶAを発生するＰＷＭ（パルス幅変調）コンパレータ(64)とを有する。調光制御回路(7)のゲート手段は、例えば調光信号発生回路(4)の調光信号ＶBと管電流制御回路(6)の電流制御信号ＶAとの論理積信号ＶDを出力するＡＮＤゲート(71)で構成することができる。即ち、調光制御回路(7)は、図７(Ａ)に示すように調光信号発生回路(4)から正電圧レベル一定の調光信号ＶBが入力されたときは、管電流制御回路(6)からの電流制御信号ＶAを連続的に出力するため、冷陰極管(3)の輝度の調整、即ち調光動作を行わない。一方、図８(Ａ)に示すように管電流制御回路(6)から出力される電流制御信号ＶAの周波数（数十[kHz]程度）よりも十分に低い周波数（数十[Hz]〜数[kHz]）で且つ冷陰極管(3)の所望の輝度に対応するデューティ比を有する矩形パルス列の調光信号ＶBが調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に入力されたときは、管電流制御回路(6)からの電流制御信号ＶAを調光信号ＶBの周期で断続的に出力し、冷陰極管(3)の調光動作を行う。駆動回路(8)は、調光制御回路(7)のＡＮＤゲート(71)から入力される論理積信号ＶDから交流変換回路(2)内の矩形波電圧発生回路(21)を連続的又は断続的に駆動する駆動信号ＶGを形成し、矩形波電圧発生回路(21)へ出力する。
【０００５】
図５に示す構成において、図７(Ａ)に示すように装置起動時ｔ1から調光信号発生回路(4)の調光信号ＶBが正電圧レベル一定のときは、調光制御回路(7)は調光動作を行わず、管電流制御回路(6)から連続的に出力される電流制御信号ＶAにより、駆動回路(8)から交流変換回路(2)を連続的に駆動する駆動信号ＶGが出力される。これにより、図７(Ｂ)に示すように交流変換回路(2)から冷陰極管(3)に連続的に交流電圧ＶLが印加され、図７(Ｃ)に示すように時刻ｔ2にて冷陰極管(3)に管電流ＩLが流れ始めると、冷陰極管(3)が点灯を開始する。時刻ｔ2以降は、管電流制御回路(6)により冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLが略一定に保持されるので、冷陰極管(3)の輝度が常に最大値一定となる。
【０００６】
また、図８(Ａ)に示すように、管電流制御回路(6)の電流制御信号ＶAの周波数よりも十分に低い周波数で且つ冷陰極管(3)の所望の輝度に対応するデューティ比を有する矩形パルス列の調光信号ＶBが調光信号発生回路(4)から出力される場合は、調光制御回路(7)から管電流制御回路(6)の電流制御信号ＶAを断続的にした出力信号ＶDが出力される。これにより、調光信号ＶBの周期で交流変換回路(2)を断続的に駆動する駆動信号ＶGが駆動回路(8)から出力され、図８(Ｂ)に示すように交流変換回路(2)から冷陰極管(3)に断続的に交流電圧ＶLが印加される。図８(Ｃ)に示すように、時刻ｔ2にて冷陰極管(3)に管電流ＩLが流れ始めると冷陰極管(3)が点灯を開始し、時刻ｔ2以降は冷陰極管(3)に管電流ＩLが断続的に流れ続ける。これにより、冷陰極管(3)が調光信号ＶBの周期で点滅を繰り返すので、調光信号ＶBのオン・デューティを適宜調整すれば所望の輝度が得られる。これと共に、管電流制御回路(6)により冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLが略一定に保持されるので、冷陰極管(3)の輝度が常に一定となる。以上で述べた放電灯点灯装置の構成と類似の構成を有する放電灯点灯装置は、例えば下記の特許文献１に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−３５７５９９号公報（第６頁、図６）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す従来の放電灯点灯装置では、図８(Ａ)に示すように調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に予め調光信号ＶBが入力されているとき、図８(Ｃ)に示すように冷陰極管(3)の管電流ＩLが検出されない期間ＴBにおいても図８(Ｂ)に示すように交流変換回路(2)の交流電圧ＶLが断続的に冷陰極管(3)に印加される。このため、管電流ＩLが検出されない暗黒始動期間ＴB中に冷陰極管(3)を点灯するのに必要十分な励磁エネルギを交流変換回路(2)から冷陰極管(3)に供給できず、装置起動時ｔ1から冷陰極管(3)の点灯開始時ｔ2までの時間ＴBが交流変換回路(2)の交流電圧ＶLを連続的に冷陰極管(3)に印加する場合（図７(Ｂ)）の同時間ＴAに比較して長くなる欠点があった。したがって、冷陰極管(3)を長期間点灯させずに冷暗所に放置した場合の始動不良等の不具合が発生していた。
【０００９】
そこで、本発明は短時間で放電灯を任意の輝度で点灯することができる放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による放電灯点灯装置は、直流電源(1)と、少なくとも１つのスイッチング素子を含むスイッチング回路を有し且つスイッチング回路のスイッチング動作により直流電源(1)から供給される直流電力を交流電力に変換する交流変換回路(2)と、交流変換回路(2)の出力端子に接続された放電管(3)と、調光信号発生回路(4)から出力される調光信号(VB)により交流変換回路(2)の交流出力(VL)を断続的に発生させて放電管(3)の輝度を調整する調光制御回路(7)とを備え、放電管(3)に流れる管電流(IL)を検出する管電流検出回路(5)と、管電流検出回路(5)に接続された調光切替回路(9)とを備えている。調光切替回路(9)は、管電流検出回路(5)の検出電流値が基準値より低いときは第１の電圧(L)レベルの出力信号(VE2)を発生し、管電流検出回路(5)の検出電流値が基準値以上となったときに第２の電圧(H)レベルの出力信号(VE2)を発生する比較手段(92)と、電源投入時に起動信号(VP)を発生する起動信号発生手段(93)と、起動信号発生手段(93)が起動信号(VP)を発生したときに第１の状態となり、比較手段(92)の出力信号(VE2)が第１の電圧(L)レベルの期間(TC)は第１の状態を保持し、比較手段(92)の出力信号(VE2)が第２の電圧(H)レベルとなったときに第２の状態となる状態保持手段(94)と、状態保持手段(94)が第１の状態のときは調光制御回路(7)に付与する調光信号(VB)を無効にして交流変換回路(2)の交流出力(VL)を連続的に発生させ、状態保持手段(94)が第２の状態となったときに調光制御回路(7)に調光信号(VB)を付与する切替手段(95)とを有する。放電管(3)に管電流(IL)が殆ど流れない起動時は、調光切替回路(9)により調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に付与する調光信号(VB)が無効となるため、交流変換回路(2)の交流出力(VL)が連続的に放電管(3)に供給される。これにより、起動時に必要十分な励磁エネルギが速やかに放電管(3)に供給され、短時間で放電管(3)を任意の輝度で点灯することができる。
【００１１】
本発明の実施の形態では、管電流検出回路(5)の検出電流値が予め設定された電流値となるように交流変換回路(2)の交流出力(VL)を制御する電流制御信号(VA)を出力する管電流制御回路(6)を備えている。このため、放電管(3)の点灯開始後、管電流制御回路(6)により放電管(3)に流れる管電流(IL)が略一定に保持されるので、放電管(3)の輝度が常に一定となる。調光信号発生回路(4)は、交流変換回路(2)のスイッチング周波数よりも十分に低い周波数で且つ放電管(3)の所望の輝度に対応するデューティ比を有する調光信号(VB)を出力する。調光制御回路(7)は、前記調光切替回路(9)の出力信号(VC)により前記管電流制御回路(6)の電流制御信号(VA)を連続的又は断続的に出力するゲート手段(71)を有する。管電流制御回路(6)は、管電流検出回路(5)の検出信号(VF)の電圧レベルに応じてオン・デューティが変化する電流制御信号(VA)を出力する。また、管電流検出回路(5)の検出信号(VF)の電圧レベルに応じて周波数が変化する電流制御信号(VA)を出力する管電流制御回路(6)を使用してもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による放電灯点灯装置の一実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。但し、これらの図面では図５〜図８に示す箇所と実質的に同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態の放電灯点灯装置は、図１に示すように、管電流検出回路(5)が冷陰極管(3)の管電流ＩLを検出しない期間ＴC（図３）は調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に付与する調光信号ＶBを無効にして交流変換回路(2)から連続的に交流電圧ＶLを発生させ、管電流検出回路(5)が冷陰極管(3)の管電流ＩLを検出したときに調光制御回路(7)を駆動する調光切替回路(9)を管電流検出回路(5)に接続した点で図５に示す従来の放電灯点灯装置と異なる。
【００１３】
図２に示すように、調光切替回路(9)は、冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLの検出最小値を規定する基準電圧ＶR2を発生する基準電源(91)と、管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFが基準電源(91)の基準電圧ＶR2より低いときに低い電圧(Ｌ)レベルの出力信号ＶE2を発生し、管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFが基準電源(91)の基準電圧ＶR2以上となったときに高い電圧(Ｈ)レベルの出力信号ＶE2を発生する比較手段としてのコンパレータ(92)と、図示しない電源スイッチをオンしたときに単発パルスの起動信号ＶPを発生する起動信号発生手段としてのワンショットパルス発生器(93)と、ワンショットパルス発生器(93)からリセット端子(R)に起動信号ＶPが入力されたときにリセット状態となり、コンパレータ(92)の出力信号ＶE2が低い電圧(Ｌ)レベルの期間はリセット状態を保持し、コンパレータ(92)からセット端子(S)に高い電圧(Ｈ)レベルの出力信号ＶE2が入力されたときにセット状態となる状態保持手段としてのＲ-Ｓフリップフロップ(94)と、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)の反転出力信号ＶQと調光信号発生回路(4)の調光信号ＶBとの論理和信号ＶCを出力する切替手段としてのＯＲゲート(95)とを備えている。調光切替回路(9)の基準電源(91)の基準電圧ＶR2は、管電流制御回路(6)の基準電源(61)の基準電圧ＶR1よりも低い値に設定される。また、調光制御回路(7)のＡＮＤゲート(71)は、調光切替回路(9)から出力される論理和信号ＶCと管電流制御回路(6)から出力される電流制御信号ＶAとの論理積信号ＶDを出力する。その他の構成は、図６に示す従来の放電灯点灯装置と略同様である。
【００１４】
上記の構成において、時刻ｔ1（図３）にて図示しない電源スイッチをオンして電源を投入すると、調光切替回路(9)内のワンショットパルス発生器(93)から単発パルスの起動信号ＶPが出力され、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)のリセット端子(R)に入力されてＲ-Ｓフリップフロップ(94)がリセット状態となる。これと共に、図３(Ａ)に示すように、管電流制御回路(6)の電流制御信号ＶAの周波数（数十〜数百[kHz]）よりも十分に低い周波数（数十[Hz]程度）で且つ冷陰極管(3)の所望の輝度に対応するデューティ比を有する矩形パルス列の調光信号ＶBが調光信号発生回路(4)から出力され、調光切替回路(9)内のＯＲゲート(95)に入力される。図３(Ｄ)に示すように、電源投入時ｔ1から点灯開始時ｔ2までの暗黒始動期間ＴC中は冷陰極管(3)に管電流ＩLが殆ど流れず、管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFが調光切替回路(9)内の基準電源(91)の基準電圧ＶR2よりも低いため、コンパレータ(92)から低い電圧(Ｌ)レベルの出力信号ＶE2が出力される。このため、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)はリセット状態を保持するから、反転出力端子から高い電圧(Ｈ)レベルの反転出力信号ＶQが出力され、ＯＲゲート(95)に入力される。これにより、図３(Ｂ)に示すように、ＯＲゲート(95)から調光制御回路(7)のＡＮＤゲート(71)に正電圧レベル一定の論理和信号ＶCが付与されるので、調光信号発生回路(4)からの調光信号ＶBは無効となり、調光制御回路(7)は冷陰極管(3)の調光動作を行わない。したがって、管電流制御回路(6)から調光制御回路(7)のＡＮＤゲート(71)に連続的に入力される電流制御信号ＶAが論理積信号ＶDとして調光制御回路(7)から出力され、駆動回路(8)から交流変換回路(2)内の矩形波電圧発生回路(21)に駆動信号ＶGが連続的に付与される。これにより、交流変換回路(2)内の矩形波電圧発生回路(21)が連続的に駆動され、直列共振回路(24)を介して図３(Ｃ)に示すように冷陰極管(3)に高圧の正弦波交流電圧ＶLが連続的に供給される。
【００１５】
時刻ｔ2において、図３(Ｄ)に示すように管電流ＩLが流れ始めて冷陰極管(3)が点灯を開始し、管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFが調光切替回路(9)内の基準電源(91)の基準電圧ＶR2以上になると、コンパレータ(92)から高い電圧(Ｈ)レベルの出力信号ＶE2が出力され、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)のセット端子(S)に入力されてＲ-Ｓフリップフロップ(94)がセット状態となる。このとき、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)の反転出力端子から低い電圧(Ｌ)レベルの反転出力信号ＶQが出力されるので、図３(Ｂ)に示すように時刻ｔ2以降はＯＲゲート(95)から図３(Ａ)に示す調光信号発生回路(4)の調光信号ＶBが論理和信号ＶCとして出力され、調光制御回路(7)のＡＮＤゲート(71)に付与される。このため、調光信号発生回路(4)の調光信号ＶBの周期で断続する管電流制御回路(6)の電流制御信号ＶAが調光制御回路(7)のＡＮＤゲート(71)から論理積信号ＶDとして出力され、駆動回路(8)から交流変換回路(2)内の矩形波電圧発生回路(21)に駆動信号ＶGが断続的に付与される。これにより、交流変換回路(2)内の矩形波電圧発生回路(21)が調光信号ＶBの周期で断続的に駆動され、直列共振回路(24)を介して図３(Ｃ)に示すように冷陰極管(3)に高圧の正弦波交流電圧ＶLが調光信号ＶBの周期で断続的に供給される。したがって、冷陰極管(3)の点灯開始時ｔ2以降は、図３(Ｄ)に示すように冷陰極管(3)に管電流ＩLが断続的に流れ続け、冷陰極管(3)が調光信号ＶBの周期で点滅を繰り返す冷陰極管(3)の調光動作が行われる。これと共に、管電流制御回路(6)により冷陰極管(3)に流れる管電流ＩLが略一定に保持されるので、冷陰極管(3)の輝度が常に一定となる。
【００１６】
本実施の形態では、冷陰極管(3)に管電流ＩLが殆ど流れない暗黒始動期間ＴC中は、調光切替回路(9)により調光信号発生回路(4)から調光制御回路(7)に付与する調光信号ＶBが無効となるので、調光制御回路(7)による冷陰極管(3)の調光動作が行われない。これにより、交流変換回路(2)の交流電圧ＶLが連続的に冷陰極管(3)に供給されるので、点灯するために必要十分な励磁エネルギを速やかに冷陰極管(3)に供給できる。また、冷陰極管(3)の点灯開始以降は、調光信号発生回路(4)からの調光信号ＶBが調光制御回路(7)に付与され、調光制御回路(7)による冷陰極管(3)の調光動作が行われるので、冷陰極管(3)を任意の輝度で点灯することができる。したがって、短時間で冷陰極管(3)を任意の輝度で点灯することができる。実際に、調光信号発生回路(4)から出力される調光信号ＶBのオン・デューティを５０[％]に設定した場合、装置起動時ｔ1から冷陰極管(3)の点灯開始時ｔ2までの時間ＴCを図５及び図６に示す従来の放電灯点灯装置の場合の同時間ＴBの約半分に短縮することができた。
【００１７】
本発明の実施態様は前記の実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、上記の実施の形態では矩形波電圧発生回路(21)及びリーケージトランス(22)と共振コンデンサ(23)とから成る直列共振回路(24)で交流変換回路(2)を構成したが、リーケージトランス(22)の代わりに単巻線のコイルを使用し、矩形波電圧発生回路(21)内の出力トランスの巻数比を１００程度に設定して交流変換回路(2)を構成してもよい。また、矩形波電圧発生回路(21)の代わりにチョッパ回路を設け、チョッパ回路の出力側に自励式のトランジスタインバータ回路を接続して交流変換回路(2)を構成してもよい。また、上記の実施の形態では管電流検出用抵抗(51)と整流ダイオード(52)と平滑コンデンサ(53)とで管電流検出回路(5)を構成したが、オペアンプ等を含む管電流検出回路（電流−電圧変換回路）を使用してもよい。また、上記の実施の形態では管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFのレベルに応じてオン・デューティが変化する矩形パルス列の電流制御信号ＶAを出力するパルス幅変調（ＰＷＭ）方式の管電流制御回路(6)を使用したが、管電流検出回路(5)の検出電圧ＶFのレベルに応じて周波数が変化する矩形パルス列の電流制御信号ＶAを出力するパルス周波数変調（ＰＦＭ）方式の管電流制御回路(6)を使用してもよい。図４は、誤差増幅器(62)から出力される誤差電圧ＶE1のレベルに応じて矩形パルス列のオフ期間が変化するオン幅固定の電流制御信号ＶAを発生する電圧−周波数変換回路（図中ではＶ／Ｆコンバータと表示）(65)を有するパルス周波数変調方式の管電流制御回路(6)を使用した変更実施の形態を示す。また、上記の実施の形態では調光切替回路(9)内の切替手段をＯＲゲート(95)で構成したが、トランジスタ等のスイッチング素子及び抵抗等を用いて切替手段を構成し、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)がリセット状態のときにスイッチング素子をオフ状態にして調光信号発生回路(4)からの調光信号ＶBを遮断すると共に正電圧レベル一定の信号を調光制御回路(7)に付与し、Ｒ-Ｓフリップフロップ(94)がセット状態となったときにスイッチング素子をオン状態にして調光信号発生回路(4)からの調光信号ＶBを調光制御回路(7)に付与してもよい。また、調光切替回路(9)内のワンショットパルス発生器(93)の代わりに抵抗及びコンデンサから成る微分回路と反転器とを使用し、電源投入時に微分回路から反転器を介して出力される微分パルス信号をＲ-Ｓフリップフロップ(94)のリセット端子(R)に付与する構成としてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、放電灯の点灯開始前は、調光切替回路により調光信号発生回路から調光制御回路に付与する調光信号が無効となり、交流変換回路の交流出力が連続的に放電灯に供給されるので、点灯するために必要十分な励磁エネルギを速やかに放電灯に供給でき、短時間で放電灯を任意の輝度で点灯することができる。特に、放電灯の設定輝度が小さく、オン・デューティの狭い調光信号を調光制御回路に付与する場合や、放電灯を長期間点灯させずに冷暗所に放置した場合は、本発明の効果が顕著に現れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による放電灯点灯装置の一実施の形態を示す回路ブロック図
【図２】 図１の各回路ブロックの内部構成を示す電気回路図
【図３】 図１の回路の各部の電圧及び電流を示す波形図
【図４】 図２の変更実施の形態を示す電気回路図
【図５】 従来の放電灯点灯装置を示す回路ブロック図
【図６】 図５の各回路ブロックの内部構成を示す電気回路図
【図７】 調光動作を行わない場合の図５の回路の各部の電圧及び電流を示す波形図
【図８】 調光動作を行う場合の図５の回路の各部の電圧及び電流を示す波形図
【符号の説明】
(1)・・直流電源、 (2)・・交流変換回路、 (21)・・矩形波電圧発生回路、 (22)・・リーケージトランス、 (22a)・・１次巻線、 (22b)・・２次巻線、 (22c)・・漏洩インダクタンス、 (23)・・共振コンデンサ、 (24)・・直列共振回路、 (3)・・冷陰極管（放電管）、 (4)・・調光信号発生回路、 (5)・・管電流検出回路、 (51)・・管電流検出用抵抗、 (52)・・整流ダイオード、 (53)・・平滑コンデンサ、 (6)・・管電流制御回路、 (61)・・基準電源、 (62)・・誤差増幅器、 (63)・・三角波発振回路、 (64)・・ＰＷＭコンパレータ、 (65)・・電圧−周波数変換回路、 (7)・・調光制御回路、 (71)・・ＡＮＤゲート（ゲート手段）、 (8)・・駆動回路、 (9)・・調光切替回路、 (91)・・基準電源、 (92)・・コンパレータ（比較手段）、 (93)・・ワンショットパルス発生器（起動信号発生手段）、 (94)・・Ｒ-Ｓフリップフロップ（状態保持手段）、 (95)・・ＯＲゲート（切替手段）、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、少なくとも１つのスイッチング素子を含むスイッチング回路を有し且つ該スイッチング回路のスイッチング動作により前記直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する交流変換回路と、該交流変換回路の出力端子に接続された放電管と、調光信号発生回路から出力される調光信号により前記交流変換回路の交流出力を断続的に発生させて前記放電管の輝度を調整する調光制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、
前記放電管に流れる管電流を検出する管電流検出回路と、該管電流検出回路に接続された調光切替回路とを備え、
前記調光切替回路は、前記管電流検出回路の検出電流値が基準値より低いときは第１の電圧レベルの出力信号を発生し、前記管電流検出回路の検出電流値が基準値以上となったときに第２の電圧レベルの出力信号を発生する比較手段と、
電源投入時に起動信号を発生する起動信号発生手段と、
該起動信号発生手段が起動信号を発生したときに第１の状態となり、前記比較手段の出力信号が前記第１の電圧レベルの期間は前記第１の状態を保持し、前記比較手段の出力信号が前記第２の電圧レベルとなったときに第２の状態となる状態保持手段と、
該状態保持手段が前記第１の状態のときは前記調光制御回路に付与する前記調光信号を無効にして前記交流変換回路の交流出力を連続的に発生させ、前記状態保持手段が前記第２の状態となったときに前記調光制御回路に前記調光信号を付与する切替手段とを有することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記管電流検出回路の検出電流値が予め設定された電流値となるように前記交流変換回路の交流出力を制御する電流制御信号を出力する管電流制御回路を備えた請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記調光信号発生回路は、前記交流変換回路のスイッチング周波数よりも十分に低い周波数で且つ前記放電管の所望の輝度に対応するデューティ比を有する前記調光信号を出力する請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記調光制御回路は、前記調光切替回路の出力信号により前記管電流制御回路の電流制御信号を連続的又は断続的に出力するゲート手段を有する請求項２又は３に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記管電流制御回路は、前記管電流検出回路の検出信号の電圧レベルに応じてオン・デューティが変化する前記電流制御信号を出力する請求項２〜４の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記管電流制御回路は、前記管電流検出回路の検出信号の電圧レベルに応じて周波数が変化する前記電流制御信号を出力する請求項２〜４の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１】
直流電源と、少なくとも１つのスイッチング素子を含むスイッチング回路を有し且つ該スイッチング回路のスイッチング動作により前記直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する交流変換回路と、該交流変換回路の出力端子に接続された放電管と、調光信号発生回路から出力される調光信号により前記交流変換回路の交流出力を断続的に発生させて前記放電管の輝度を調整する調光制御回路とを備えた放電灯点灯装置において、
前記放電管に流れる管電流を検出する管電流検出回路と、該管電流検出回路に接続された調光切替回路とを備え、
前記調光切替回路は、前記管電流検出回路の検出電流値が基準値より低いときは第１の電圧レベルの出力信号を発生し、前記管電流検出回路の検出電流値が基準値以上となったときに第２の電圧レベルの出力信号を発生する比較手段と、
電源投入時に起動信号を発生する起動信号発生手段と、
該起動信号発生手段が起動信号を発生したときに第１の状態となり、前記比較手段の出力信号が前記第１の電圧レベルの期間は前記第１の状態を保持し、前記比較手段の出力信号が前記第２の電圧レベルとなったときに第２の状態となる状態保持手段と、
該状態保持手段が前記第１の状態のときは前記調光制御回路に付与する前記調光信号を無効にして前記交流変換回路の交流出力を連続的に発生させ、前記状態保持手段が前記第２の状態となったときに前記調光制御回路に前記調光信号を付与する切替手段とを有することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
前記管電流検出回路の検出電流値が予め設定された電流値となるように前記交流変換回路の交流出力を制御する電流制御信号を出力する管電流制御回路を備えた請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
前記調光信号発生回路は、前記交流変換回路のスイッチング周波数よりも十分に低い周波数で且つ前記放電管の所望の輝度に対応するデューティ比を有する前記調光信号を出力する請求項１又は２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
前記調光制御回路は、前記調光切替回路の出力信号により前記管電流制御回路の電流制御信号を連続的又は断続的に出力するゲート手段を有する請求項２又は３に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
前記管電流制御回路は、前記管電流検出回路の検出信号の電圧レベルに応じてオン・デューティが変化する前記電流制御信号を出力する請求項２〜４の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
前記管電流制御回路は、前記管電流検出回路の検出信号の電圧レベルに応じて周波数が変化する前記電流制御信号を出力する請求項２〜４の何れか１項に記載の放電灯点灯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１８５５９２（Ｐ２００６−１８５５９２Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−７５７６３（Ｐ２００３−７５７６３）
【出願日】平成１５年３月１９日（２００３．３．１９）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年３月１９日（２００３．３．１９）
【出願人】（０００１０６２７６）サンケン電気株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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