JPH07211467A - 並列多灯点灯用高周波電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 定格出力が１０００Ｖ以下でネオン管を多数
並列点灯させることができる。 【構成】 高周波インバータ回路３２で商用交流電力を
高周波電力に変換して出力トランス１８へ供給し、その
出力トランス１８の２次側に限流用コンデンサ５１乃至
５３を介してそれぞれネオン管５４乃至５７が並列接続
される。スイッチングレギュレータＩＣ２２によってＦ
ＥＴ１６、１７が交互にオンオフ制御されて高周波電力
がトランス１８に供給され、ネオン管が点灯される。出
力トランス１８が無負荷となって、インバータ回路３２
の電流が減少すると、電流検出用抵抗器３５の両端降下
電圧が小さくなり、トランジスタ３９がオフとなる。こ
れによりＩＣ２２の端子番号１５の電圧が端子番号１６
の電圧よりも高くなって、その内部のコンパレータの出
力によりＩＣ２２の発振が停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は高周波インバータ回路
の出力側に、それぞれコンデンサやインダクダンス素子
などの限流素子を介して、ネオン管やアルゴン管などの
放電管を並列に接続し、これらを点灯するようにした並
列多灯点灯用高周波電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】商用交流電力をネオン変圧器を用いて昇
圧して、ネオン管やアルゴン管などの放電管に印加して
点灯させる場合においては、負荷時、つまり点灯状態の
出力電圧の実効値に比べて、無負荷時の出力電圧は２倍
乃至３倍程度であり、無負荷時の出力電圧波形はほぼ正
弦波状であるため、波高率は１．４乃至１．５程度であ
る。

【０００３】これに対して高周波電力で放電管を点灯す
る場合は、負荷状態では放電管の負荷インピーダンスが
小さいため、浮遊容量の影響で正弦波出力電圧に近い波
形になるが、負荷側の接続線が外れたり、放電管のガス
が抜けが生じたりして無負荷状態になると、負荷インピ
ーダンズが非常に大きくなるため、高周波電圧を昇圧す
る出力変圧器のインダクタンス分と放電管側の浮遊容量
とによる共振現象が生じ、出力電圧が持ち上がり波形歪
みが生じ、非常に大きなピーク電圧が現れて危険であ
る。この現象は出力電圧が高いほど、また発振周波数が
高いほど顕著である。このため、低い出力電圧で多数本
の放電管を点灯するには、出力側を並列接続した並列点
灯が可能な電源装置が使われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】放電灯用安定器を用い
て設置工事をする場合、安定器の最大出力電圧が１００
０Ｖを越えるか否かによって工事方法が大きく異なり、
１０００Ｖを越えると工事が面倒になり、工事期間が長
くなり、工事価格が高くなり、しかも高度な工事資格者
でなければすることができなかった。従って、利用者は
１０００Ｖ以下の定格の安定器で点灯能力の高いものを
要求するが、法律的に最大出力電圧が定格として定めら
れているため、簡便な工事とするには最大出力電圧を１
０００Ｖ以下に抑えなければならなかった。この場合、
放電管の点灯時の出力電圧は３００乃至５００Ｖ、つま
り、無負荷電圧の半分以下となるため、放電開始電圧の
低いアルゴン管しか点灯できず、放電開始電圧が１００
０Ｖに近いネオン管を点灯させることはできなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、高周
波インバータ回路の電流が電流検出手段により検出さ
れ、この検出電流が所定値以下になると、高周波インバ
ータ回路の発振を停止させる手段が設けられる。

【０００６】

【作用】この発明の構成によれば、出力側に接続された
回路が切断され、或いは放電管のガス抜けが生じて、出
力側が無負荷状態となると、高周波インバータ回路に電
流が流れなくなり、出力電圧が著しく高くなろうとする
と、高周波インバータ回路の電流が所定値以下となった
ことが検出されて、高周波インバータ回路の発振が停止
され、従って、出力側に高い無負荷電圧が発生する恐れ
はない。

【０００７】

【実施例】図１にこの発明の実施例を示す。入力端子１
１、１２間に全波整流回路１３が接続され、これにより
例えば、商用交流電流が整流される。その整流回路１３
の出力側にコンデンサ１４、１５の直列回路が接続され
ると共にスイッチング素子としてのＦＥＴ１６、１７の
直列回路が接続される。コンデンサ１４、１５の接続点
と、ＦＥＴ１６、１７の接続点との間に出力トランス１
８の１次コイルが接続される。また全波整流回路１３の
出力側の両端間に、コンデンサ１９及び抵抗器２１の並
列回路が接続され、更にコンデンサ１９の正に充電され
る側はスイッチング用レギュレータのＩＣ２２の電源端
子（端子番号１２）に接続され、負側がアース端子（番
号７）に接続される。このＩＣ２２の電源端子とアース
端子との間にコンデンサ２３とツナーダイオード２４と
が並列に接続されている。ＩＣ２２のスイッチング出力
端子（端子番号１０）はコンデンサ２５を通じてパルス
トランス２６の１次側に接続される。パルストランス２
６の２次コイル２７、２８の各両端はそれぞれＦＥＴ１
６、１７のゲートソースに接続されている。

【０００８】入力端子１１、１２間に交流電力が印加さ
れて、コンデンサ１９の電圧が所定電圧になると、スイ
ッチングレギュレータＩＣ２２の電源端子とアース端子
間がツナーダイオード２４で決まる電圧となって、ＩＣ
２２が発振し、パルストランス２６より、その発振出力
矩形波信号の立ち上がりパルスでＦＥＴ１６がオンとさ
れ、立ち上がりパルスでＦＥＴ１７がオンとされ、ＦＥ
Ｔ１６、１７が交互にオンとされることによってコンデ
ンサ１４、１５が交互に出力トランス１８を通じて放電
し、出力トランス１８から高周波電力が出力される。こ
の出力トランス１８には第３巻線２９が設けられ、第３
巻線２９の出力がダイオ−ド３１を通じて、ＩＣ２２の
電源端子、及びアース端子間に印加され、高周波インバ
ータ回路３２の発振が開始されると、その出力の一部が
第３巻線２９を通じ、更にダイオード３１を通じて、Ｉ
Ｃ２２に動作電力として供給される。

【０００９】この実施例では高周波インバータ回路３２
の電流を検出するため、そのコンデンサ１５及びＦＥＴ
１７の接続点と、全波整流回路１３の負の出力側との間
に、電流検出用抵抗器３５が直列に挿入され、その電流
検出用抵抗器３５のコンデンサ１５側の一端にダイオー
ド３６のアノード側が接続され、ダイオード３６のカソ
ードと電流検出用抵抗器３５の他端との間にコンデンサ
３７及び抵抗器３８の並列回路が接続される。この並列
回路と並列にトランジスタ３９のベースエミッタが接続
される。トランジスタ３９のコレクタは、ＩＣ２２の端
子番号１５に接続される。ＩＣ２２の端子番号１３に
は、ＩＣ２２内において発生された基準電圧が印加され
ている。この端子番号１３と接地との間に抵抗器４１、
４２の直列回路と、抵抗器４３、４４の直列回路とが接
続され、抵抗器４１、４２の接続点はトランジスタ３９
のコレクタに接続され、抵抗器４２と並列にコンデンサ
４５が接続される。抵抗器４３、４４の接続点はＩＣ２
２の端子番号１６に接続される。なおこのＩＣ２２は端
子番号３、４と、それぞれアースとの間に接続されるコ
ンデンサおよび抵抗器、また端子番号５と端子番号１３
との間に接続される抵抗器とによって、発振周波数が設
定される。また端子番号１５、１６の両入力は内部にお
いてコンパレータで比較され、端子番号１６の入力に対
して端子番号１５の入力が大きくなると発振が停止する
ように構成されている。

【００１０】この構成において、出力トランス１８の２
次コイルの一端に限流素子としてのコンデンサ５１乃至
５４の各一端が接続され、トランス１８の２次コイルの
他端と各コンデンサ５１乃至５４の他端との間に、それ
ぞれ放電管、例えばネオン管５５、５６、５７が接続さ
れ、この例においてはコンデンサ５４の他端とトランス
１８の２次コイルの他端との間には放電管が接続される
ことなく短絡接続されている。このように出力トランス
１８の２次側には限流用素子としてのコンデンサをそれ
ぞれ介して、放電管を並列接続するようになっている。
つまり、このコンデンサ５１乃至５４のインピーダンス
により、この例のようにコンデンサ５４の個所における
出力側が短絡状態となっても、コンデンサ５４における
インピーダンスの存在によって他の放電管５５乃至５７
が点灯を継続する電圧が維持される。

【００１１】この構成において、出力トランス１８の出
力電圧によりネオン管５５乃至５７が点灯している状態
においては、高周波インバータ回路３２を流れる電流は
比較的大きく、つまり電流検出用抵抗器３５の両端に発
生する降下電圧が比較的大きく、従ってダイオード３６
を介してコンデンサ３７に蓄えた電圧が比較的高く、ト
ランジスタ３９がオンの状態にある。このためＩＣ２２
の端子番号１５はほぼ接地電位となっており、端子番号
１６の電圧に比べて低く、従ってＩＣ２２は発振状態を
保持する。

【００１２】しかし、何らかの理由により出力トランス
１８の出力側が無負荷状態に近づくと、高周波インバー
タ回路３２を流れる電流が減少し、電流検出用抵抗器３
５の両端間の電圧が小さくなってトランジスタ３９がオ
フとなり、このＩＣ２２の端子番号１５の電圧が、端子
番号１６の電圧よりも大きくなってＩＣ２２の発振が停
止する。よって出力トランス１８から高い電圧が発生す
る恐れはない。ネオン管の放電開始電圧が１０００Ｖよ
り低いがこれに近いものでも、その放電を１０００Ｖ以
下の電圧で開始させることができ、しかも無負荷状態と
なって、先に述べたように出力トランス１８のインダク
タンスと限流用コンデンサやネオン管の浮遊容量等によ
って共振現象が起ころうとしても、その高い電圧になる
前に無負荷状態のため高周波インバータ回路３２の電流
が減少し、発振が停止され、無負荷時出力電圧が１００
０Ｖを越えるようなことはない。すなわち、この構成に
よれば無負荷時に２０００Ｖに相当する容量を持った安
定器であっても、出力電圧は１０００Ｖを越えることが
ないため、１０００Ｖ以下の定格の安定器として使用す
ることができる。

【００１３】図２にこの発明の他の実施例を示す。この
例においては、出力トランス１８の２次コイルと直列に
電流変成器６１が挿入され、電流変成器６１の２次側に
抵抗器６２、コンデンサ６３の並列回路の両端が接続さ
れ、その一端はアース端子に接続され、他端はダイオー
ド３６を通じてトランジスタ３９のベースに接続され
る。またこの場合はトランジスタ３９のコレクタがＩＣ
２２の１４番端子に接続された場合で、１４番端子はＩ
Ｃ２２の内部で１．３Ｖの基準電圧とコンパレータで比
較され、１４番端子の電圧が１．３Ｖよりも大になると
発振が停止される。

【００１４】この構成においては、通常に動作している
場合は高周波インバータ回路３２の電流が大きく、電流
変成器６１の出力も大であって、トランジスタ３９がオ
ン状態に保持され、従って、ＩＣ２２の端子番号１４の
内部の印加電圧が著しく小さく、ＩＣ２２の発振が維持
される。出力トランス１８の出力側が無負荷となり電流
が流れなくなると、トランジスタ３９がオフとなってＩ
Ｃ２２の端子番号１４の電圧が１．３Ｖより高くなり、
ＩＣ２２の発振が停止し出力トランス１８の出力側に高
電圧が発生する恐れはない。

【００１５】上述においては、この発明を他励式の高周
波インバータ回路を用いる場合に適応したが、自励式の
高周波インバータ回路を用いた電源装置にもこの発明を
適応することができる。その一例を図３に図１と対応す
る部分に同一符号を付けて示す。全波整流回路１３の出
力側は平滑回路６５へ供給され、平滑回路６５の出力側
の一端は出力トランス６６の一次巻線６７の中点に持続
され、平滑回路６５の出力側の他端はスイッチング素子
としてのＦＥＴ６８、６９を通じて一次巻線６７の両端
に接続される。平滑回路６５の出力側の両端間にダイオ
ード７１−抵抗器７２−コンデンサ７４の直列回路が接
続され、コンデンサ７４の両端に抵抗器を介してツエナ
ーダイオード７４が接続され、ツエナーダイオード７４
の両端間に抵抗分圧回路７５、７６が並列に接続され、
抵抗分圧回路７５、７６の各分圧点がＦＥＴ６８、６９
のゲートに接続されてバイアス電圧が与えられる。これ
らゲートは出力トランス６６の帰還巻線７７の両端に接
続される。出力トランスの二次巻線７８にそれぞれ限流
用コンデンサ５１〜５３を通じて放電灯５５〜５６が接
続される。

【００１６】この自励式高周波インバータ回路７９の入
力側と平滑回路６５の負の出力側との間に直列に電流検
出用抵抗器３５が投入され、図１の場合と同様に抵抗器
３５における降下電圧が充電されるコンデンサ３７の両
端にトランジスタ３９のベースエミッタが接続され、ト
ランジスタ３９のコレクタは抵抗器８１−８２を通じて
ツエナーダイオード７４のカソード側に接続され、抵抗
器８２の両端にトランジスタ８３のベース、コレクタが
接続され、トランジスタ８３のエミッタは抵抗器８４−
８５を通じてツエナーダイオード７４のアノードに接続
され、抵抗器８５と並列にコンデンサ８６が接続され、
ツエナーダイオード７４の両端間にサイリスタ８７が接
続され、サイリスタ８７のゲートが抵抗器８４、８５の
接続点に接続される。

【００１７】高周波インバータ回路７９に比較的大きな
高周波電流が流れていると、前述と同様にトランジスタ
３９がオンとなり、トランジスタ８３はオフとなり、サ
イリスタ８７もオフとなっている。しかし、出力トラン
ス６６の負荷が無負荷に近くなり、インバータ回路７９
の高周波電流が著しく減少すると、トランジスタ３９が
オフとなり、トランジスタ８３がオンとなり、サイリス
タ８７のゲートに電圧が与えられて、サイリスタ８７も
オンとなり、ツエナーダイオード７４の両端が短絡さ
れ、ＦＥＴ６８、６９に適正バイアスが与えられず、Ｆ
ＥＴ６８、６９はオフのままとなり、出力トランス６６
の出力側に異常高電圧が発生するおそれはない。この自
励式高周波インバータ回路７９においても、その出力側
に変流器６１を挿入して、その出力を図３中のコンデン
サ３７に充電して、同様に異常高電圧の発生を防止する
ようにしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、定
常に動作している状態、つまり有負荷状態においては、
その出力トランスの出力電圧が１０００Ｖ以下である
が、これに近い値に設定しても無負荷状態になった場合
は出力電流がなくなってこれを検出して、高周波インバ
ータ回路の発振を停止するため、出力側に無負荷異常電
圧が発生することがなく、よってネオン管のような放電
開始電圧の高いものにおいても１０００Ｖ以下の工事と
して設置することができ、安価に構成することができ、
工事期間も短く、工事もしやすく、高度な工事資格者を
必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を他励式高周波インバータ回路を用い
る場合に適用した実施例を示す接続図。

【図２】その他の実施例を示す接続図。

【図３】この発明を自励式高周波インバータ回路を用い
る場合に適用した実施例を示す接続図。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波インバータ回路の出力側にそれぞ
   れ限流素子を介して複数の放電灯が並列に接続される並
   列多灯点灯用高周波電源装置において、 上記高周波インバータ回路の電流を検出する手段と、 上記検出した電流が所定値以下になると、上記高周波イ
   ンバータ回路の発振を停止させる手段と、 を具備することを特徴とする並列多灯点灯用高周波電源
   装置。
2. 【請求項２】 上記電流を検出する手段は、上記高周波
   インバータ回路の入力側の一端と、その入力直流電源の
   一端との間に直列に挿入された電流検出用抵抗器と、そ
   の抵抗器の両端間の電圧が単方向性素子を介し、充電さ
   れるコンデンサとよりなることを特徴とする請求項１記
   載の並列多灯点灯用高周波電源装置。
3. 【請求項３】 上記電流を検出する手段は上記高周波イ
   ンバータ回路の出力側に設けられている出力トランスの
   ２次回路と結合した変流器と、その変流器の出力を整流
   する整流器と、その整流出力が充電されるコンデンサと
   よりなることを特徴とする請求項１記載の並列多灯点灯
   用高周波電源装置。
4. 【請求項４】 上記高周波インバータ回路は他励式であ
   り、上記発振を停止させる手段は、上記コンデンサの電
   圧が所定値以下になると、上記高周波インバータ回路を
   励振する発振回路の発振を停止する手段であることを特
   徴とする請求項２又は３記載の並列多灯点灯用高周波電
   源装置。
5. 【請求項５】 上記高周波インバータ回路は自励式であ
   り、上記発振を停止させる手段は、上記コンデンサの電
   圧が所定値以下になると、上記高周波インバータ回路の
   バイアス回路を短絡する手段であることを特徴とする請
   求項２又は３記載の並列多灯点灯用高周波電源装置。