放电灯点亮装置的制作方法

专利名称：放电灯点亮装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及放电灯点亮装置，特别涉及从由于在施加了高电压的 放电灯的连接不良部位发生的电弧放电而引起的过热保护放电灯的 放电灯点亮装置。
背景技术：
近年来，作为电视、个人计算机的监视器，从薄型化以及节能的
观点出发代替以往的布朗管(Brauntube)，而普遍使用液晶显示面 板(LCD)。液晶显示面板自身由于不发光，所以通过背光源等照明 装置，显示液晶显示面板的画面。在液晶显示面板的背光源中，通常 使用冷阴极荧光放电管(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp )。 冷阴极荧光放电管由于其电气特性而在开始点亮时需要施加一千几 百伏、在点亮后需要施加几百伏的交流高电压。特别在最近存在如下 倾向伴随液晶显示面板的大型化，促进了冷阴极荧光放电管(CCFL) 的小径长尺化，施加电压进一步上升，功耗也增大。
在向小径长尺的冷阴极荧光放电管施加高频的交流高电压的放 电灯点亮装置中，有可能在由于连接器类的松弛、布线图案的断线或 焊锡裂缝等而产生的微小的空间中发生电弧放电。例如，连接了冷阴 极荧光放电管的变压器的次级绕组为了进一步增加巻绕数而普遍使 用细线，由于机械性的拉伸力、由在对端子部进行焊接时产生的焊锡 而引起的侵蚀，次级绕组有可能断线，而产生电弧放电。另外，在由 于变压器的端子的变形等而无法对基板正常地焊接变压器的端子的 情况下，在变压器的端子与基板上的布线图案之间产生电气接触不 良，而有可能在接触不良部位发生电孤放电。另外，由于基板上的布 线图案的损伤、或基板由于热膨胀而伸缩导致对布线图案造成机械性
4的负荷，布线图案被切断，而有可能在该切断部位发生电弧放电。进 而，在冷阴极荧光放电管的一个或两个端子未适当地插入连接器中而 产生电气接触不良的情况下，有可能在接触不良部位发生电弧放电。
例如，作为以往的放电灯点亮装置的一个例子，图10所示的照 明系统(100)具备对向输入端子(Tin)施加的输入电压(Vin)进 行升压并施加给冷阴极荧光管(CCFL) (110)的一端的电源电路
(120);将在冷阴极荧光管(110)中流过的电流变换为电压并提供 给保护电路(140)的电流检测电路(130);以及具有电流控制电路
(210)、未点亮检测电路(220)以及强制停止电路(230)的保护 电路(140)。电流控制电路(210)根据从电流检测电路(130)提 供的检测电压，对从电源电路(120)向冷阴极荧光管(110)施加的 施加电压进行控制，以使在冷阴极荧光管(110)中流过的有效电流 值恒定。未点亮检测电路(220)根据从电流检测电路(130)提供的 检测电压，对由于在冷阴极荧光管(110)中流过的电流的消失而引 起的未点亮进行检测，并向强制定制电路(230 )提供该检测信号。 强制停止电路(230)在从未点亮检测电路(220)提供的检测信号为 未点亮检测状态时，使电源电路(120)的动作临时强制停止。在图 IO的照明系统(100)中，在由于冷阴极荧光管(110)的点亮不良、 冷阴极荧光管(110)从连接器脱离等而在冷阴极荧光管(110)中流 过的电流消失时，从保护电路(140)内的未点亮检测电路(220)向 强制停止电路(230)提供表示未点亮检测状态的检测信号，通过强 制停止电路(230)使电源电路(120)的动作临时强制停止，所以可 以避免在冷阴极荧光管(110)的连接不良部位发生电弧放电。
另外，作为以往的放电灯点亮装置的其他例子，图ll所示的照 明系统(200)由冷阴极荧光管(110)以及驱动冷阴极荧光管(110) 的冷阴极荧光管驱动装置(111)构成，冷阴极荧光管驱动装置(111) 具备电源电路(141)、电流检测电路(142)、峰值保持电路(143) 以及保护电路(144)。保护电路(144)具备电流控制电路部(161)、 未点亮检测电路部(162)、过电流检测电路部(163)、停止信号生成电路部(164)。
在图11的照明系统(200)的动作中，例如，如图12 ( A)所示， 在时刻h tn由于冷阴极荧光管(110)与未图示的连接器的接触不良 而反复发生n次电弧放电，每当发生电弧放电时若脉冲状的浪涌电压 重叠于电流检测电路(142)的检测电压上，由于所发生的n次的浪 涌电压，峰值保持电路(143)内的未图示的电压保持用电容器被逐 渐充电，而如图12(B)所示，电压保持用电容器的充电电压緩慢上 升。当图12 (B)所示的峰值保持电路(143)内的电压保持用电容 器的充电电压在时刻U达到过电流检测电路部(163)内的未图示的 基准电源的电压Vren时，如图12(C)所示，过电流检测电路部(163) 的输出成为高电压电平。在过电流检测电路部(163)的输出成为高 电压电平时，从停止信号生成电路部(164)向电源电路(141)提供 高电压电平的停止信号，如图12 (D)所示，电源电路(141)的动 作停止，而停止从电源电路(141)向冷阴极荧光管(110)供给交流 高电压。由此，向冷阴极荧光管(110)的电流被停止，而如图12(A) 所示，电流检测电路(142)的检测电压也成为零电位。此时，图12 (B)所示的峰值保持电路(143)内的电压保持用电容器的充电电压 直到向复位端子(TV)提供图12 (E)所示的高电压电平的复位信号 为止，保持时刻l下的电压值Vref2,所以即使冷阴极荧光管(110) 与连接器临时接触，也维持从电源电路(141)向冷阴极荧光管(110) 的电压供给停止状态。之后，在时刻tn向峰值保持电路(143)的复 位端子(TV)提供了图12 (E)所示的高电压电平的复位信号时，图 12 (B)所示的峰值保持电路(143)内的电压保持用电容器的电压降 低至大致零电位，图12 (C)所示的过电流检测电路部(163)的输 出从高电压电平成为低电压电平。由此，从电源电路(141)向冷阴 极荧光管(110)再次供给交流高电压，从而如图12 (A)所示，从 电流检测电路(142)再次输出正弦波状的检测电压。
在图11所示的照明系统(200)中，每当由于冷阴极荧光管(110) 的接触不良而发生多次电弧放电时，向峰值保持电路(143)内的电压保持用电容器施加多次重叠于电流检测电路(142)的检测电压上 的浪涌电压，而电压保持用电容器的充电电压达到规定的电压时，从 保护电路(144)内的过电流检测电路部(163)经由停止信号生成电 路部(164)向电源电路(141)提供高电压电平的停止信号，而停止 从电源电路(141)向冷阴极荧光管(110)供给交流高电压，所以可
荧光管(110)。例如在下述专利文献l中记载了具有与图10以及图 ll所示的照明系统(100、 200)大致相同的结构的放电灯点亮装置。
专利文献1:日本特开2005 - 340023号7>才艮
但是，上述电弧电流也由于该原因，而如下所述引起各种现象。 例如，在反复发生与消失的电弧放电的情况下，发生"吧唧吧唧"的异 音，冷阴极荧光管(110)反复点亮与熄灭。在该情况下，还可以通 过图10所示的电流检测电路(130)比较容易地检测电弧放电。另夕卜， 在断线部分的距离长的情况下，断线部分处的电压降低大，向冷阴极 荧光管(110)施加的施加电压显著降低，所以冷阴极荧光管(110) 中流过的电流显著减少。在该情况下，也可以通过图10所示的电流 检测电路(130)比较容易地检测电弧放电。相反，在断线部分的距 离短的情况下，断线部分处的电压降低小，向冷阴极荧光管(IIO) 施加的施加电压的降低少，所以难以通过图10所示的电流检测电路 (130)检测电弧放电。另外，由于冷阴极荧光管(110)中流过比较 大的电流，所以电弧放电的发生部位处的发热增大，树脂制的连接器 的外壳、印刷布线基板等由于过热而碳化，从而其部分成为导电部， 有时连续发生电弧放电而导致冒烟起火事故。进而，还考虑上述各例 子的现象复合而发生的情况。
在图IO所示的照明系统(100)中，通过电流检测电路(130) 对在冷阴极荧光管(110)中流过的电流进行检测，在由于布线图案 的断线、冷阴极焚光管(110)的连接不良等而电流检测电路(130) 检测到冷阴极荧光管(110)的电流消失时，通过保护电路(140)停 止电源电路(120)的动作，所以即使在施加高电压时发生了基于冷
7阴极荧光管(110)的端子与连接器的接触不良的电弧放电的情况下， 如果冷阴极荧光管(110)的端子与连接器再次接触而成为导通状态， 则从电源电路(120)向冷阴极荧光管(110)施加高电压，而再次在 接触不良部位发生电弧放电。因此，无法可靠地检测由于冷阴极荧光 管(110)的连接不良而发生的电弧放电，而有时在照明系统(100) 的动作的稳定性以及可靠性中产生问题。
另外，在图11所示的照明系统(200)中，通过由于冷阴极荧光 管(110)的接触不良而发生的电孤放电，在冷阴极荧光管(110)中 连续多次流过浪涌电流，通过多次的浪涌电流被充电的峰值保持电路
(143)内的电压保持用电容器的电压达到了规定的基准电压时，停 止从电源电路(141)向冷阴极荧光管(110)供给高电压，所以在发 生浪涌电流的频度稀少、或者几乎不发生浪涌电流而在冷阴极荧光管
(110)中流过的电流微小地变动的情况下，几乎无法检测由于冷阴 极荧光管(110)的连接不良而发生的电弧放电。

发明内容
本发明的目的在于提供一种放电灯点亮装置，可以可靠地检测由 于放电灯的连接不良而产生的电弧放电，而从由于电弧放电引起的连 接不良部位的过热可靠地保护放电灯。
本发明的放电灯点亮装置，其特征在于，具备将来自直流电源 (2)的直流电压变换为交流电压的逆变器电路(3);具有相对逆变 器电路(3)的输出端子分别并联连接的多个初级绕组(4ai~4an)以 及多个次级绕组(4bi 4bn)的多个变压器(^ 4n);以及与多个 次级绕组(4!h 4bn)分别连接的放电灯(h ln)，并具备分别 设置在各变压器(~ 4n )的次级绕组(41^ ~ 4bn )与各放电灯(h ~
ln)之间而对在各放电灯(h ln)中流过的管电流(Ii In)进行检 测，并输出与所检测的管电流(L ~ In )对应的电平的检测信号(VU ~
VIn)的管电流检测电路(5「5j ;对来自管电流检测电路(5r5n) 的检测信号(V ~VIn)的最大值(VIMX)进行检测的最大值检测电路(6);对来自管电流检测电路(5i 5n)的检测信号(V ~VIn) 的最小值(VIMN)进行检测的最小值检测电路(7);计算出最大值 检测电路(6)的最大值(VIMX)与上述最小值检测电路(7)的最小 值(VIMN)的和值、差值、乘积值或商值中的某一个或多个运算值， 并在该运算值超过了规定值时，输出停止信号(VCP)的比较电路(8 ); 以及在比较电路(8 )输出了停止信号(VCP )时，停止逆变器电路(3 ) 的动作的控制电路(9)。
在由于一个或多个放电灯(h lj的连接不良而产生电弧放电 而在连接不良的放电灯(li)中流过的管电流(Ij减少时，其他放 电灯(12 ~ ln )中流过的各管电流(I2 ~ In )增加，所以多个放电灯("~ ln)中流过的各管电流(L In)的最大值(IMAX)与最小值(IMIN) 之差增大。另外，即使在与发生电弧放电的电路连接的放电灯(lj 的管电流(L )的减少量小时，其他放电灯(12 ~ ln )的各管电流(I2 ~ In)相反地增加，所以各管电流(^~1 )的最大值(IMAX)与最小值 (I旭N)之差扩大。因此，分别利用最大值检测电路(6)以及最小值 检测电路(7)高精度地对与由管电流检测电路(5i 5n)检测出的多 个放电灯(h ln)的各管电流(L In)对应的检测信号(Vn~ VIn) 的最大值(VIMX)与最小值(VIMN)进行检测，计算出最大值(VIMX) 与最小值(V1MN)的和值、差值、乘积值和商值中的某一个或多个运 算值，例如在差值(VDF)的电压电平超过了规定的基准电压(VR1) 时，从比较电路(8)输出停止信号(VCP)而通过控制电路(9)停 止逆变器电路(3)的动作。这样，通过利用比较电路(8)的运算值 可靠地对由于放电灯的连接不良而发生的电弧放电进行检测，停止从 逆变器电路向放电灯供给电力，可以从由于电弧放电而引起的连接不 良部位的过热可靠地保护放电灯。
根据本发明，由于高精度地对多个放电灯的各管电流的最大值以 及最小值进行检测，计算出最大值与最小值的和值、差值、乘积值和 商值中的某一个或多个运算值，所以通过可靠地对放电灯的连接不良 部位处的电弧放电进行检测，停止从逆变器电路向放电灯供给电力，可以从由于电弧放电而引起的连接不良部位的过热可靠地保护放电 灯。


图1是示出本发明的放电灯点亮装置的一个实施方式的电气电路图。
图2是示出本发明的放电灯点亮装置的其他实施方式的电气电路图。
图3是详细示出管电流检测电路的电气电路图。 图4是详细示出最大值检测电路的电气电路图。 图5是详细示出最小值检测电路的电气电路图。 图6是详细示出差动放大电路的电气电路图。 图7是详细示出保持电路的电气电路图。 图8是详细示出控制电路的电气电路图。
图9是示出图1的电路动作时的各部的电流以及电压的波形图。 图10是示出以往的放电灯点亮装置的一个例子的电路框图。 图11是示出以往的放电灯点亮装置的其他例子的电路框图。 图12是示出图11的电路动作时的各部的电压的波形图。
标号说明
(1, ln)第1~第n冷阴极荧光放电管(放电灯)
(2) 直流电源
(3) 逆变器电路 (4广4 )第l 第n变压器 (4ai~4an) 初级绕纟且 (41n 4bn) 次级绕组
(5广5n) 第1~第n管电流检测电路
(6) 最大值检测电路
(7) 最小值检测电路(8) 比较电路
(9) 控制电路
(10) 差动放大电路
(11) 比较器
(12) 基准电源
(13) 保持电路
(14P 15i 14n、 15n) 第l 第n输出连接器 (16 ) 断线检测用AND (与)门(断线检测电路)
具体实施例方式
以下，参照图1~图9，对将本发明的放电灯点亮装置应用于冷 阴极荧光放电管(CCFL)的点亮装置中的实施方式进行说明。
本实施方式的放电灯点亮装置如图1所示具备将来自直流电源 (2)的直流电压变换为交流电压的逆变器电路(3);具有相对逆变 器电路(3)的输出端子分别并联连接的第1~第n初级绕组(4ai~ 4an)以及第1~第n次级绕组(4b广4bJ的第1~第n变压器(4广 4J ;以及与第1~第n次级绕组(41h 4bn)分别经由第1 ~第n输 出连接器(14i、 15广14n、 15n)连接的作为放电灯的第1~第n冷阴 极荧光放电管(h lj 。另外，图1所示的放电灯点亮装置具备 分别设置在第1~第n变压器(A 4n)的次级绕组(41h 4bn)与第 1~第n冷阴极荧光放电管(h lj之间，并且对在各冷阴极荧光放
电管(h ln)中流过的管电流(L In)进行检测，并输出它们的检
测电压(Vu Vm)的第1~第n管电流检测电路(5i 5n);输出与 第1~第n管电流检测电路(5i 5j检测出的各管电流(L In)的 最大值(lMAx)对应的最大检测电压(VIMX)的最大值检测电路(6); 输出与第1~第n管电流检测电路(5i 5n)检测出的各管电流 In)的最小值(IMIN)对应的最小检测电压(VIMN)的最小值检测电 路(7);计算出来自最大值检测电路(6)的最大检测电压(VIMX) 与来自最小值检测电路(7)的最小检测电压(VIMN)的差电压值，
ii并在该差电压值超过规定值时输出停止信号(VCP)的比较电路(8); 根据第1 ~第n管电流检测电路(~ 5n)的各检测电压(Vu ~ VIn ) 对逆变器电路(3)的交流输出电压进行控制，并且在从比较电路(8) 输出了停止信号(Vcp)时输出使逆变器电路(3)的动作停止的驱动 信号(VDR)的控制电路。虽然未图示，但逆变器电路(3)例如具备 对直流电源(2 )桥接的多个MOS - FET、 IGBT (绝缘栅型双极性晶 体管)或GTO (门极关断晶闸管)等开关元件，利用来自控制电路
(9) 的驱动信号(VDR)对多个开关元件的导通/截止进行控制，将 来自直流电源(2 )的直流电压变换为具有几十千赫兹的频率的几百~ 一千几百伏的交流电压。
比较电路(8)具备输出来自最大值检测电路(6)的最大检测 电压(VIMX)与来自最小值检测电路(7)的最小检测电压(VIMN) 的差电压信号(VDF)的差动放大电路(10);以及在差动放大电路
(10) 的差电压信号(VDF)的电压电平超过了基准电源(12)的基 准电压(VR1)时输出高电压(H)电平的停止信号(VCP)的比较器
(11) 。在比较电路(8 )与控制电路(9 )之间，设置有保持电路(13 )， 该保持电路(13)直到向复位端子(136)提供复位信号(VRT )为 止保持从比较电路(8)提供的停止信号(VCP)的电压电平并将停止 保持信号(VST)提供给控制电路(9)。由此，控制电路(9)在保 持电路(13)输出停止保持信号(VST)的期间停止逆变器电路(3) 的动作。
第1管电流检测电路(5J如图3所示具备串联连接在另一个 第1输出连接器(15J与第1变压器(4J的次级绕组(4lh)的接 地端之间的管电流检测用电阻(51)以及整流二极管(52);与管电 流检测用电阻(51)以及整流二极管(52 )的串联连接电路反并联连 接的逆导二极管(53);与逆导二极管(53)并联连接的电阻(54); 以及与电阻(54)并联连接的平滑电容器(55)。在图3所示的第1 管电流检测电路(5j的动作中，在从第1变压器(4J的次级绕组 (4bJ向第1冷阴极荧光放电管(lj流入了正的半周期的管电流(lj时，第l管电流检测电路(5j内的整流二极管(52)被正向偏置， 而在管电流检测用电阻(51)的两端发生与管电流(Ij成比例的检 测电压(Vn)。另外，在从第1变压器(4J的次级绕组(4bJ向 第1冷阴极荧光放电管(1J流入了负的半周期的管电流(Ij时， 第l管电流检测电路(5J内的整流二极管(52)被反向偏置，而在 管电流检测用电阻(51)中不流过管电流(Ij ，所以不发生检测电 压(V )，而管电流(Ij通过被正向偏置的逆导二极管(53)而流 过。在管电流检测用电阻(51)的两端发生的检测电压(V )通过电 阻(54)以及平滑电容器(55)被平滑化，而被变换为电压电平与管 电流(Ij的正的最大值的变化对应地变化的检测电压(Vu)。虽然 未图示，但第2~第n管电流检测电路(52~5n)也具有与图3所示 的第l管电流检测电路(5j相同的电路结构，并进行与上述大致同 样的动作。
最大值检测电路(6)如图4所示具备各自的阳极与第1~第n 管电流检测电路(~ 5n )分别连接并且各自的阴极相互连接的第1 ~ 第n正向偏置用二极管(6h 6U);连接在第1~第n正向偏置用 二极管(6h 61n)的阴极与接地端子之间的最大电流检测用电阻 (62);以及将在最大电流检测用电阻(62)的两端发生的电压作为 最大检测电压(VIMX)输出的緩冲放大器(63)。在图4所示的最大 值检测电路(6)的动作中，向阳极提供了从第1~第n管电流检测电 路(~ 5n )提供的各检测电压(Vu-VIn )中的、最高的检测电压(VI2) 的正向偏置用二极管(612)导通，在最大电流检测用电阻(62)的两 端发生与该检测电压(VI2)成比例的电压并提供给緩冲放大器(63) 的非反转输入端子(+ ),从緩冲放大器(63)的输出端子输出最大 检测电压(VIMX)。
最小值检测电路(7)如图5所示具备各自的阴极与第1~第n 管电流检测电路(5! ~ 5n )分别连接并且各自的阳极相互连接的第1 ~ 第n反向偏置用二极管(7h 71n);连接在第1~第n反向偏置用 二极管(7L 71n)的阳极与驱动用电源(+ Vcc)之间的最小电流检
13测用电阻(72);以及将在最小电流检测用电阻(72)的两端发生的 电压作为最小检测电压(VIMN)输出的緩冲放大器(73)。在图5所 示的最小值检测电路(7)的动作中，向阴极提供了从第1~第n管电 流检测电路(~ 5n )提供的各检测电压(V -VIn )中、最低的检测 电压(Vn)的反向偏置用二极管(71J导通，在最小电流检测用电 阻(72)的两端发生与该检测电压(V )成比例的电压并提供给緩冲 放大器(73)的非反转输入端子(+ )，从緩冲放大器(73)的输出 端子输出最小检测电压(VIMN)。
差动放大电路(10)如图6所示具备与最大值检测电路(6) 连接的分压电阻(101、 102);非反转输入端子(+ )与分压电阻(101、 102 )的分压点连接的运算放大器(103 );连接在最小值检测电路(7 ) 与运算放大器(103)的反转输入端子(—)之间的串联电阻(104); 以及连接在运算放大器(103)的输出端子与反转输入端子(-)之 间的反馈电阻(105)。在图6所示的差动放大电路(10)的动作中， 在向分压电阻(101、 102)提供了来自最大值检测电路(6)的最大 检测电压(VIMX)，并且向串联电阻(104)提供了来自最小值检测 电路(7)的最小检测电压(VIMN)时，从运算放大器(103)的输出 端子输出向运算放大器(103)的非反转输入端子(+ )输入的分压 电阻(101、 102)的分压点的电压、与向反转输入端子(-)输入的 串联电阻(104)以及反馈电阻(105)的连接点的电压的差电压信号 (VDF)。
保持电路(13)如图7所示具备阳极与比较电路(8)的比较 器(11)的输出端子连接的逆阻止二极管(131); —端与逆阻止二 极管(131)的阴极连接的电阻(132);连接在电阻(132)的另一 端与接地端子之间的保持用电容器(133);与保持用电容器(133) 并联连接并且在向与栅极连接的复位端子(136)提供了复位信号 (VRT)时成为导通状态的》文电用MOS-FET(134);以及将保持 用电容器(133)的电压电平反转的反转器(135)。在图7所示的保 持电路(13)的动作中，在从比较电路(8)的比较器(11)向逆阻止二极管(131)的阳极提供了高电压(H)电平的停止信号(VCP) 时，逆阻止二极管(131)被正向偏置而导通，通过电阻(132)保持 用电容器(133)被充电，而将保持用电容器(133)的电压保持为高 电压(H)电平。保持为高电压(H)电平的保持用电容器(133)的 充电电压通过反转器(135)被变换为低电压(L)电平的停止保持信 号(VST)。在向复位端子(136)提供了高电压(H)电平的复位信 号(vRT)时，放电用MOS-FET (134)成为导通状态，保持用电 容器(133 )被急速放电而通过反转器(135 )输出的停止保持信号(VST ) 从低电压(L)电平成为高电压(H)电平。
控制电路(9)如图8所示具备各自的一端与第1~第n管电 流检测电路(5i 5j分别连接并且各自的另一端相互连接的第1~ 第n电阻(91广91n);非反转输入端子(+ )被接地并且反转输入 端子(-)与第1~第n电阻(91, 91n)的另一端连接的运算放大 器(92);连接在运算放大器(92)的输出端子与反转输入端子(- ) 之间的反馈电阻(93);在运算放大器(92)的输出电压(VA)未超 过基准电源(96)的基准电压(VR2)时，输出高电压(H)电平的控 制信号(VCT)，在运算放大器(92)的输出电压(VA)超过了基准 电源(96)的基准电压(VR2)时，输出低电压(L)电平的控制信号
(VCT)的输出控制用比较器(95);输出输出控制用比较器(95) 的控制信号(VCT)与保持电路(13)的停止保持信号(VST)的逻辑 积信号而作为逆变器电路(3)的驱动信号(VDR)的AND (与)门
(97)。运算放大器(92)以及反馈电阻(93)构成放大电路(94)。 在图8所示的控制电路(9)的动作中，在分别向第1~第n电阻(9^~ 91J的一端提供了第1~第n管电流检测电路(5! 5n)的检测电压
(Vu~VIn)时，在各电阻(9h 91n)的另一端发生各管电流检测电 路(5i 5n)的检测电压(Vu~VIn)的总和的平均电压(VIA)。该 平均电压(VIA)被提供给构成放大电路(94)的运算放大器(92) 的反转输入端子(-)而被电压放大，在运算放大器(92)的输出电 压(VA)超过了基准电源(96)的基准电压(VR2)时，将从输出控制用比较器(95)输出的控制信号(VCT)从高电压(H)电平切换为 低电压(L)电平，从AND门(97)向逆变器电路(3)提供低电压
(L)电平的驱动信号(VDR)而对逆变器电路(3)的交流输出电压 进行控制。另夕卜，在从输出控制用比较器(95)输出的控制信号(VCT) 为高电压(H)电平的状态下，从比较电路(8)的比较器(11)输出 了高电压(H)电平的停止信号(Vcp)时，由于从保持电路(13)向 AND门(97)提供低电压(L)电平的停止保持信号(VST)，所以 从AND门(97)向逆变器电路(3)提供低电压(L)电平的驱动信 号(VDR)，而逆变器电路(3)的动作停止。
接下来，对图1所示的实施方式的放电灯点亮装置的动作进行说 明。在图9所示的时刻tn例如在由于第1冷阴极荧光放电管(lj 的一个或两个端子与第1输出连接器(14p 15J的接触不良而产生 的空间内发生电弧放电，如图9 (A)所示，第1冷阴极荧光放电管
(1J中流过的管电流(Ij减少时，如图9 (B)所示，第2~第n
冷阴极荧光放电管(l2~ln)中流过的各管电流(l2 In)增加。由此，
图9 (C)所示的第1管电流检测电路(5J的检测电压(Vu)緩慢 地降低而收敛于大致一定的值，并且图9(D)所示的第2~第n管电 流检测电路(52 ~ 5n )的检测电压(V12 ~ VIn )緩慢地上升而收敛于 大致一定的值。其中，在图9 (B)以及(D)中，示出了第2冷阴极 荧光放电管(12)中流过最大的管电流(I2)的情况。
在由于第l冷阴极荧光放电管(1J中流过的管电流(IJ的减 少而第l管电流检测电路(5J的检测电压(Vu)变得最小时，仅最 小值检测电路(7)内的第l反向偏置用二极管(71j导通，在最小 电流检测用电阻(72)的两端发生与第l管电流检测电路(5J的检 测电压(V )成比例的电压，从最小值检测电路(7)内的緩冲放大 器(73)输出最小检测电压(VIMN)。另一方面，在由于第2~第n 冷阴极荧光放电管(l2~ln)中流过的各管电流(I2~In)的增加而第 2冷阴极荧光放电管(12)中流过的管电流(12)变得最大，第2管电 流检测电路(52)的检测电压(VI2)变得最大时，仅最大值检测电路(6)内的第2正向偏置用二极管(612)导通，在最大电流检测用电 阻(62)的两端发生与第2管电流检测电路(52)的检测电压(VI2) 成比例的电压，从最大值检测电路(6)内的緩冲放大器(63)输出 最大检测电压(VIMX)。
从最大值检测电路(6)输出的最大检测电压(VIMX)以及从最 小值检测电路(7)输出的最小检测电压(VIMN)分别被提供给比较 电路(8)内的差动放大电路(10)中，从差动放大电路(10)输出 图9 (E)所示的最大检测电压(VIMX)与最小检测电压(VIMN)的 差电压信号(VDF)。图9 (E)所示的差动放大电路(10)的差电压 信号(VDF)通过比较器(11)与基准电源(12)的基准电压(VR1) 进行比较，在时刻t2差电压信号(VDF)的电压电平超过了基准电源
(12)的基准电压(VR1)时，从比较器(11)输出高电压(H)电平 的停止信号(VCP)。在从比较电路(8)内的比较器(11)向保持电 路(13)内的逆阻止二极管(131)提供了高电压(H)电平的停止信 号(VCP)时，逆阻止二极管(131)被正向偏置而成为导通状态，保 持用电容器(133)通过电阻(132)被充电至高电压(H)电平，向 复位端子(136)提供高电压(H)电平的复位信号(VRF)而直到放 电用MOS-FET (134)成为导通状态为止4呆持高电压(H)电平。 保持用电容器(133 )的高电压(H)电平的充电电压通过反转器(135 ) 被反转，而向控制电路(9)内的AND门(97)提供图9(F)所示 的低电压(L)电平的停止保持信号(VST)。由此，不论从控制电路
(9)内的输出控制用比较器(95)输出的控制信号(VCT)的电压电 平如何，都从AND门(97)向逆变器电路(3)提供低电压(L)电 平的驱动信号(VDR)，而可以使逆变器电路(3)的动作停止。
之后，如果消除第l冷阴极荧光放电管(lj的一个或两个端子 与第1输出连接器(11、 15J的接触不良，向保持电路(13)的复 位端子(136)提供高电压(H)电平的复位信号(VRT)，则保持电 路(13)内的放电用MOS-FET (134)成为导通状态，保持用电容 器(133)被急速放电，所以经由反转器(135)向控制电路(9)内的AND门(97)提供高电压(H)电平的停止保持信号(VST)。由 此，根据从控制电路(9)内的输出控制用比较器(95)经由AND门 (97)输出的控制信号(VCT)的电压电平，对逆变器电路(3)的交 流输出电压进行控制，可以稳定地点亮第1~第n冷阴极荧光放电管。
在图1所示的实施方式的放电灯点亮装置中，例如在由于第1
冷阴极荧光放电管(1J的一个或两个端子与第l输出连接器(14p 15J的接触不良而产生电弧放电而在第l冷阴极荧光放电管(lj中 流过的管电流(IJ减少时，在第2~第n冷阴极荧光放电管(l2~ln) 中流过的各管电流(12 In)增加，所以各冷阴极荧光放电管(1,~
ln)中流过的各管电流(I广In)的最大值(I丽)与最小值(I画)
之差增大。另外，即使在与发生电弧放电的电路连接的第l冷阴极荧
光放电管(1J的管电流(Ij的减少量小时，第2~第n冷阴极荧光
放电管(12~1 )的各管电流(I2 ~In)相反地增加，所以各管电流
(L In)的最大值(IMAX)与最小值(IMIN)之差扩大。因此，分别
利用最大值检测电路(6)以及最小值检测电路(7)高精度地对与由 第1~第n管电流检测电路(5「5n)检测出的第1~第ii冷阴极荧光
放电管(h ln)的各管电流(I! ~In)的最大值(IMAX)对应的最 大检测电压(VMAX )以及与最小值(IMIN )对应的最小检测电压(VIMN )
进行检测，在从比较电路(8)内的差动放大电路(10)输出的最大 检测电压(VIMX)与最小检测电压(VIMN)的差电压信号(VDF)的 电压电平超过了基准电源(12)的基准电压(VR1)时，从比较器(ll) 输出停止信号(VCP)而通过控制电路(9)停止逆变器电路(3)的 动作。这样，通过可靠地检测由于一个或多个冷阴极荧光放电管(lj 的连接不良而发生的电弧放电，停止从逆变器电路(3)向各冷阴极 荧光放电管(l广ln)供给电力，可以从由于电孤放电引起的接触不 良部位的过热可靠地保护冷阴极荧光放电管(lj 。另外，在与发生 电弧放电的电路连接的冷阴极荧光放电管(^ )中，即使其管电流(L ) 的值临时变动，但由于通过保持电路(13)保持从比较电路(8)输
18出的停止信号(VCP)的电压电平，所以不会通过控制电路(9)使逆 变器电路(3)再次起动，而维持从逆变器电路(3)经由各变压器(4i 4n)向各冷阴极荧光放电管(h ln)的电力供给停止状态。因此， 不会继续发生电弧放电，而可以避免由于连接不良部位的过热而引起 的冒烟起火事故。
图1所示的放电灯点亮装置可以变更。例如，在图2所示的其他 实施方式的放电灯点亮装置中，将对第1~第n冷阴极荧光放电管 (h ln)的全部或一部分的管电流(L IJ的消失进行检测并发生 检测信号(Vdt)的作为断线检测电路的断线检测用AND门(16)设 置于图l所示的第1~第n管电流检测电路(5i 5n)与控制电路(9) 之间。第1~第n管电流检测电路(5i 5j的各输出端子与断线检 测用AND门(16 )的各输入端子分别连接，断线检测用AND门(16 ) 的输出端子如图8的双点划线所示，与控制电路(9)内的AND门(97) 的输入端子连接。其他结构与图1所示的放电灯点亮装置大致相同。
在图2所示的实施方式的放电灯点亮装置中，例如在第1~第n 变压器(4i 4n)的各次级绕组(4b广4bJ与第1~第n冷阴极荧光 放电管(h ln)的全部或一部分的端子的连接被切断时，由于第1~ 第n冷阴极荧光放电管(h ln)的全部或一部分的管电流(L IJ 消失，所以第1~第n管电流检测电路(5i 5n)的全部或一部分的 检测电压(V ~VIn)大致成为零，断线检测用AND门(16)发生低 电压(L)电平的检测信号(VDT)。此时，由于从控制电路(9)内 的AND门(97)向逆变器电路(3)提供低电压(L)电平的驱动信 号(VDR)，所以逆变器电路(3)的动作停止。因此，可以避免在向 第1~第n冷阴极荧光放电管(L ln)施加高电压时在断线部位发 生电-瓜放电。
本发明的上述各实施方式可以进一步进行各种变更。例如在上述 各实施方式中，分别通过最大值检测电路(6)以及最小值检测电路 (7)高精度地对第1~第n冷阴极荧光放电管(h lj的各管电流 (I广IJ的最大值(IMAX)以及最小值(IMIN)进行检测，并通过差动放大电路(10 )计算出最大管电流值(IMAX)与最小管电流值(IMIN )
的差电流值，但也可以计算出最大管电流值(IMAX)与最小管电流值 (IMIN)的和值、乘积值或商值中的某一个或多个运算值。在该情况
下，可以代替差动放大电路(10)，而使用加法电路、乘法电路、除
法电路或它们的复合运算电路等各种运算电路。另外，在上述各实施
方式中，通过第1~第n管电流检测电路(5i 5n)仅对第1~第n冷 阴极荧光放电管(h ln)中流过的各管电流(L IJ的正的半周期 进行了检测，但也可以在整个周期通过第1~第n管电流检测电路
(5i 5n)对各管电流(L In)进行检测。进而，在上述各实施方式
中，作为放电灯使用了冷阴极荧光放电管(CCFL)，但还可以使用 除此以外的各种放电灯(水银灯、氖放电管、HID灯等)。 产业上的可利用性
本发明可以有效地应用于通过高输出电压的单一的逆变器电路 使多个放电灯同时点亮的放电灯点亮装置。
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权利要求
1.一种放电灯点亮装置，其特征在于，具备逆变器电路，将来自直流电源的直流电压变换为交流电压；多个变压器，具有相对该逆变器电路的输出端子分别并联连接的多个初级绕组以及多个次级绕组；以及放电灯，与上述多个次级绕组分别连接，其中，所述放电灯点亮装置具备管电流检测电路，分别设置在上述各变压器的次级绕组与上述各放电灯之间而对在上述各放电灯中流过的管电流进行检测，并输出与检测出的上述管电流对应的电平的检测信号；最大值检测电路，对来自该管电流检测电路的检测信号的最大值进行检测；最小值检测电路，对来自上述管电流检测电路的检测信号的最小值进行检测；比较电路，计算出上述最大值检测电路的最大值与上述最小值检测电路的最小值的和值、差值、乘积值和商值中的某一个或多个运算值，并在该运算值超过了规定值时，输出停止信号；以及控制电路，在该比较电路输出了停止信号时，停止上述逆变器电路的动作。
2. 根据权利要求1所述的放电灯点亮装置，其特征在于，上述 比较电路具备差动放大电路，输出上述最大值检测电路的最大值与上述最小值 检测电路的最小值的差信号；以及比较器，在该差动放大电路的输出信号的电压电平超过了规定的 基准电压时，输出停止信号。
3. 根据权利要求1或2所述的放电灯点亮装置，其特征在于， 具备保持电路，该保持电路设置在上述比较电路与上述控制电路之间并直到向复位端子提供复位信号为止，保持从上述比较电路提供的上 述停止信号的电压电平，上述控制电路在上述保持电路保持上述比较电路的停止信号的 电压电平的期间，停止上述逆变器电路的动作。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的放电灯点亮装置，其 特征在于，具备对多个上述放电灯的全部或一部分的管电流的消失进 行检测并发生检测信号的断线检测电路，上述控制电路在上述断线检测电路发生了上述检测信号时，停止 上述逆变器电路的动作。
全文摘要
本发明提供一种放电灯点亮装置。具备对从与直流电源(2)连接的逆变器电路(3)经由多个变压器(4₁～4_n)向各放电灯(1₁～1_n)流过的管电流(I₁～I_n)的检测电压(V_I1～V_In)进行输出的管电流检测电路(5₁～5_n)；对管电流检测电路(5₁～5_n)的检测电压(V_I1～V_In)的最大值(V_IMX)进行检测的最大值检测电路(6)；对管电流检测电路(5₁～5_n)的检测电压(V_I1～V_In)的最小值(V_IMN)进行检测的最小值检测电路(7)；计算出最大值检测电路(6)的最大值(V_IMX)与最小值检测电路(7)的最小值(V_IMN)的和值、差值、乘积值和商值中的某一个或多个运算值，在该运算值超过了规定值时输出停止信号(V_CP)的比较电路(8)；以及在比较电路(8)输出了停止信号(V_CP)时，停止逆变器电路(3)的控制电路(9)。利用比较电路(8)的运算值可靠地对由放电灯的连接不良而产生的电弧放电进行检测，而从由于电弧放电引起的连接不良部位的过热可靠地保护放电灯。
文档编号H05B41/24GK101578923SQ20088000140
公开日2009年11月11日 申请日期2008年8月8日 优先权日2007年9月14日
发明者平田和重, 足利亨 申请人:三垦电气株式会社