DE3873276T2

DE3873276T2 - Neonroehrenleuchtvorrichtung.

Info

Publication number: DE3873276T2
Application number: DE8888105100T
Authority: DE
Inventors: Shintetsu Amano; Yoshinori Mizuhata
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1992-12-03
Anticipated expiration: 2008-03-30
Also published as: EP0317698A1; EP0317698B1; DE3873276D1; CA1296380C; US4891561A; JPH0185894U

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Neonröhrenleuchtvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine herkömmliche Neonröhrenleuchtvorrichtung dieser Art weist eine Schaltungsanordnung auf, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist oder in der WO-A1 83/00271 offenbart ist. Der von einer kommerziellen Stromquelle 11 stammende Wechselstrom wird mittels eines Doppelweggleichrichters 12 gleichgerichtet und der gleichgerichtete Ausgang mittels einer Glättungsschaltung 13 geglättet. Deren Ausgang wiederum wird an eine Reihenschaltung aus Transistoren 14 und 15 und eine Reihenschaltung aus Kondensatoren 16 und 17 angelegt. Eine Primärwicklung 19 eines Transformators 18 ist zwischen den Verbindungspunkt der Transistoren 14 und 15 und den Verbindungspunkt der Kondensatoren 16 und 17 geschaltet. Eine Neonröhre 22 ist an eine Sekundärwicklung 21 des Transformators 18 angeschlossen, und die beiden Enden einer Tertierwicklung 23 des Transformators 18 sind mit der Basis des Transistors 14 bzw. 15 verbunden, so daß eine Rückkopplungsschaltung gebildet wird. Die Transistoren 14 und 15, die Kondensatoren 16 und 17 und die Wicklungen 19 und 23 stellen einen selbsterregten Oszillator dar. Die Schwingungsfrequenz dieses Oszillators beträgt beispielsweise 9,5 kHz. Der Magnetkreis des Transformators 18 bildet einen geschlossenen magnetischen Kreis.
Bei der herkömmlichen Neonröhrenleuchtvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, vermindert der Kurzschluß einer Last, das heißt der Neonröhre 22, die Impedanz des Transformators 18 auf Null, so daß ein Überstrom durch die Transistoren 14 und 15 fließt und diese zerstört. Um dies zu verhindern, ist irgendeine Art von Schutzschaltung erforderlich. Die Gesamtlast ändert sich mit der Länge der Neonröhre 22 und der Anzahl derartiger Röhren, die angeschlossen sind, und der Stromquellenstrom ändert sich ebenfalls, so daß die Helligkeit der Neonröhre 22 variiert. Bei einer solchen Laständerung kann sich die Schwingungsfrequenz des Oszillators ändern, da es sich um einen selbsterregten Oszillator handelt. Selbst wenn durch Verwendung eines Streutransformators als Transformator 18 eine Konstantstromcharakteristik geschaffen wird, dann ändert sich diese Konstantstromcharakteristik selbst.
Die in Fig. 1 gezeigte Neonröhrenleuchtvorrichtung leidet auch daran, daß der Neonlampe Stabilität in der Endladung fehlt. Insbesondere eine Abnahme des Röhrendurchmessers der Lampe und eine Zunahme ihrer Stromdichte führen sowohl zur Erzeugung einer unregelmäßigen Entladung sowie zu etwas, was man als Streifenmuster bezeichnet. Wenn der Röhrenstrom 15 mA ist, erzeugt eine Neonröhre mit 15 mm Durchmesser kein Streifenmuster. Eine Neonröhre mit 6 mm Durchmesser dagegen erzeugt ein Streifenmuster. Wenn der Röhrenstrom 30 mA beträgt, erzeugen beide Röhren ein Streifenmuster.
Die WO-A1-83/00271 offenbart speziell ein Vorschaltgerät mit einer selbsterregten Oszillatorschaltung, das einen Transformator mit einem geschlossenen magnetischen Kreis, das heißt einem Ringkern enthält. Daher ändert sich die Schwingungsfrequenz abhängig von der Anzahl von angeschlossenen Leuchtstofflampen, was zu einer Änderung der Helligkeit der Lampen führt. Nach üblicher Praxis wird eine unterschiedliche Anzahl von Neonröhren jeweils an mehrere identische Leuchtvorrichtungen angeschlossen, die in einer Neonanzeigenanlage eingesetzt sind. Die obigen bekannten Leuchtvorrichtungen können bei Anwendung auf Neonanzeigenanlagen unterschiedliche Helligkeit der Neonröhren bewirken.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Neonröhrenleuchtvorrichtung zu schaffen, die die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird mit einer Neonröhrenleuchtvorrichtung gelöst, wie im Anspruch 1 beansprucht.
Bevorzugte Ausführungsformen dieser Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Gemäß der Erfindung wird kein selbsterregter Oszillator eingesetzt, und die Ein-Aus-Frequenz des Schaltelements unterliegt nicht dem Einfluß von Änderungen der Last, was bedeutet, daß der Streutransformator bei einer festen Frequenz betrieben wird, um so eine ausgezeichnete Konstantstromcharakteristik sicherzustellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Schaltdiagramm, das eine herkömmliche Neonröhrenleuchtvorrichtung zeigt;
Fig. 2 ist ein Schaltdiagramm, das eine Ausführungsform der Neonröhrenleuchtvorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt; und
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Streutransformator 38 zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Neonröhrenleuchtvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Der Ausgang einer kommerziellen Stromquelle 11 wird an den Doppelweggleichrichter 12 angelegt, dessen Ausgang an einen Kondensator 31 geliefert wird. Der Doppelweggleichrichter 12 und der Kondensator 31 bilden eine Gleichstromquelle 32. Eine Resonanzschaltung 34 ist über einen MOSFET 33, der als ein Schaltelement dient, an die Gleichstromquele 32 angeschlossen. Das Ausgangssignal von einem Signalgenerator 35 wird an das Gate des FET 33 angelegt, um dessen Ein-Aus-Steuerung zu bewirken. Der Signalgenerator 35 erzeugt ein Rechteckwellensignal einer Frequenz von beispielsweise 14 kHz und einem Tastverhältnis von 50%. Die Resonanzschaltung 34 schwingt mit der Frequenz des Ausgangssignals des Signalgenerators 35. Ein Widerstand 41 und ein Kondensator 42 bilden eine Schutzschaltung 40 für den FET 33.
Die Bezugszahl 38 bezeichnet einen Streutransformator (Lecktransformator), der die Wicklung der Resonanzschaltung 34 als seine Primärwicklung verwendet und eine Sekundärwicklung 37 aufweist, die an die Neonröhre 22 angeschlossen ist. Der Magnetkreis des Streutransformators 38 ist ein offener Kreis. Wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt, ist die Primärwicklung 36 auf einen Ferritstab 39 gewickelt und die Sekundärwicklung 37 zu beiden Seiten der Primärwicklung 36 auf dem Stab angeordnet.
Die Gleichspannung der Gleichstromquelle 32 wird durch den Ein-Aus-Schaltvorgang des FET 33 ein- und ausgeschaltet, wodurch eine Hochspannung hoher Frequenz in der Sekundärwicklung 37 des Streutransformators 38 induziert wird und die Neonlampe 22 zum Leuchten bringt.
Bei der oben beschriebenen Neonröhrenleuchtvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine Konstantstromcharakteristik durch Verwendung des Streutransformators 38 erhalten werden. Selbst wenn daher die Neonröhre 22 einen Kurzschluß bildet, steigt die Last nicht an, so daß kein Überstromfluß in dem FET 33 hervorgerufen wird. Da ferner ein konstanter Stromfluß unabhängig von einer Änderung der Gesamtlast mit der Länge der Neonröhre 22 oder der Anzahl in Reihe geschalteter Röhren erzeugt wird, leuchtet die Neonröhre 22 mit unveränderter Helligkeit. Da darüberhinaus der Ein-Aus-Schaltvorgang des FET 33 von dem Ausgangssignal des Signalgenerators 35 gesteuert wird und der Signalgenerator 35 ein Signal einer stabilen Frequenz unabhängig von Lastschwankungen abgibt, wird eine noch stabilere Konstantstromcharakteristik erhalten. Mit anderen Worten, die Konstantstromcharakteristik des Streutransformators 38 ändert sich mit der Frequenz als Parameter, da aber die Ein-Ausschaltfrequenz des FET 33 konstant gehalten wird, läßt sich eine ausgezeichnete Konstantstromcharakteristik erreichen.
Dazu ermöglicht die Neonröhrenleuchtvorrichtung der vorliegenden Erfindung der Neonröhre die Erzeugung einer stabilen und gleichförmigen Entladung ohne Erzeugung des sogenannten Streifenmusters. Der Ausgang der Gleichstromquelle 32 ist der doppelweg-gleichgerichteter Ausgang einer Sinuswellenspannung.
Bei einem mit der Neonröhrenleuchtvorrichtung der vorliegenden Erfindung durchgeführten Experiment, bei dem die Spitzenspannung der Gleichstromquelle etwa 140 V betrug, ihr Spannungsabfall etwa 20 V betrug, das Ausgangssignal des Signalgenerators 35 eine Rechteckwelle mit einer Frequenz von 14 kHz und einem Tastverhältnis von 50% war, der Röhrenstrom 15 mA betrug, die Kapazität des Kondensators 43 der Resonanzschaltung 34 0,033 µF war, die Windungszahl der Primär- und der Sekundärwicklungen 36 und 37 165 bzw. 9800 betrug und der Röhrendurchmesser der Neonröhre 22 6 mm war, wurde ein stabiles Leuchten der Neonröhre ohne Bildung von Entladungsschwankungen oder irgendeines Streifenmusters erreicht.

Claims

1. Neonröhrenleuchtvorrichtung, umfassend:

eine Resonanzschaltung (34), die über ein Schaltelement (33) an eine Gleichstromquelle (32) angeschlossen ist,

einen Signalgenerator (35), der ein Signal zum Bewirken einer Ein-Aus-Steuerung des Schaltelements (33) erzeugt, und

einen Streutransformator (38), der eine Wicklung (36) der Resonanzschaltung (34) als seine Primärwicklung benutzt, und dessen Sekundärwicklung (37) an eine Neonröhre angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzschaltung (34) eine Parallelresonanzschaltung ist und der Signalgenerator (35) das Signal mit einer konstanten Frequenz erzeugt, die im wesentlichen gleich einer Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung (34) ist.

2. Neonröhrenleuchtvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Gleichstromquelle (30) eine kommerzielle Stromquelle (11), einen Gleichrichter (12) zur Doppelweggleichrichtung der Ausgangsleistung der kommerziellen Stromquelle (11) und einen Kondensator (31) umfaßt, der an den Ausgang des Gleichrichters angeschlossen ist.

3. Neonröhrenleuchtvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Schaltelement ein FET (33) ist.

4. Neonröhrenleuchtvorrichtung nach Anspruch 3, bei der eine Schutzschaltung (40) parallel zu dem FET (33) geschaltet ist.

5. Neonröhrenleuchtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Signalgenerator (35) ein Rechteckwellengenerator ist.