JP3129630B2 - ネオン放電ランプ点灯回路装置 - Google Patents

ネオン放電ランプ点灯回路装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はネオン放電ランプ点灯回
路装置に係り、さらに詳しくは表示用に適するネオン放
電ランプ点灯回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば自動車産業,情報機器産業など
においては、表示装置が多用されており、この表示装置
類に用いる光源も多様化している。そして、これら光源
の1種として、発光色に特徴のある低圧ネオン放電ラン
プが挙げられる。すなわち、放電媒体としてネオンガス
を封入した低圧ネオン放電ランプは、発光波長のピーク
が640nmにあって、比較的目立つ橙色の発光色であ
るため、たとえばネオンサインや自動車のブレーキ灯な
どに使用されている。
【0003】ところで、ガラス管の両端部に放電電極を
気密に封装する一方、放電媒体としてのネオンガスを封
入した基本構成を採っている低圧ネオン放電ランプは、
いわゆる高周波インバータの出力側に接続され、高周波
電圧を印加することによって点灯する。つまり、点灯回
路装置としては、図5に概略構成を示すように、電源1
a,1bと、前記電源1a,1bに接続された定電流化
インダクタンス2aおよびトランス部2bなどを有する
高周波インバータ2と、前記高周波インバータ2の出力
側に接続された低圧ネオン放電ランプ3とを備えた構成
と成っており、放電管内のネオンガスの放電による発光
を利用して光源装置としている。
【0004】なお、図5において、2c,2cはオ
ンーオフの機構によって直流電流を交流電流に変換する
トランジスタを、2d,2dは前記トランジスタ2
cのバイアス用抵抗を、2eは共振用コンデンサ,2
はバラスト用コンデンサをそれぞれ示し、高周波イ
ンバータ2を構成している。さらに、2b,2
′,2b″はトランス2bの一部を成す1次巻線
およびベース巻線であり、2bは同じくトランス2b
の一部を成す2次巻線である。ここで、1次巻線2
″はトランジスタ2c,2cによってオン−オ
フし、直流電流を交流電流に変換して得られた電圧を昇
圧するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ネ
オン放電ランプ点灯装置では、次のような問題がある。
すなわち、前記構成の点灯装置において、高周波インバ
ータ2を作動させ、低圧ネオン放電ランプ3管内に、放
電電極を介して所定の高周波電圧を印加すると、図6
(a),(b)にそれぞれ模式的に例示するように、低
圧ネオン放電ランプ3の管長方向に明暗の縞模様(もし
くは輝度ムラ)が発生し、その縞模様が移動したり静止
したりして発光ムラが生じる。つまり、低圧ネオン放電
ランプ3が全管長に亘って不均一な発光となったり、酷
いときは点滅的な発光となるので、たとえばネオンサイ
ンや自動車のブレーキ灯などとしての利用において、所
要の表示機能を十分に呈さない場合が往々認められる。
図6(a),(b)において、aは明部,bは暗部を示
し、明部aが移動する。
【0006】前記点灯時における明暗の縞模様発生を回
避する対策として、電源1a,1bに接続された共振用
コンデンサ2e,バラスト用2eなどを含む出力イ
ンピーダンスおよび低圧ネオン放電ランプ3のインピー
ダンスをある範囲に設定するとともに、点灯周波数を制
御点灯する方式が提案されている(たとえば特開平6−
196282号公報)。しかし、この一石式ドライブ点
灯方式は、低圧ネオン放電ランプ3が、たとえば15〜
20W程度の大容量タイプの場合、高周波インバータ回
路2中のトランジスタ素子2c,2cおよびトラン
ス2bをそれぞれ対応させて大形化する必要がある。つ
まり、ネオン放電ランプ3の種別(規格)もしくは容量
によって、高周波インバータ2の構成・構造が大形化す
ることになり、表示装置の光源としての組み込みなどの
適合性が損なわれたりして、実用分野が制限されること
になる。
【0007】本発明者らは、この種の低圧ネオン放電ラ
ンプの点灯方式で、従来知られている正負非対称な電圧
波形と、縞模様発生との関連性について検討を重ねた結
果、正負の非対称率を適正な範囲に設定した場合、容易
に縞模様の発生を回避・防止し得ることを見出した。そ
して、このような正負非対称率の適正範囲設定は、1次
巻線のセンタタップに、定電流化インダクタンスと直列
した補助巻線を巻装することによって、容易に実現でき
ることも確認した。
【0008】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
ので、点灯装置もしくは点灯回路の大形化など招来する
ことなく、かつ発光ムラなど生じる(縞模様の発生)こ
とのないネオン放電ランブ点灯回路装置の提供を目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のネオン放電ラン
プ点灯回路装置は、電源と、前記電源に接続された定電
流化インダクタンス、および1次巻線側にベース巻線が
併設され、かつ2次巻線側を出力とするトランスを含む
高周波インバータと、前記トランスの一次巻線に磁気結
合するように巻装された補助巻線と、前記高周波インバ
ータの出力側に接続された低圧ネオン放電ランプとを備
えたネオン放電ランプ点灯回路装置であって、前記補助
巻線の一端は前記高周波インバータの1次巻線のセンタ
タップに、他端は前記定電流化インダクタンスと直列
接続したことを特徴とする。
【0010】
【作用】この発明では、高周波インバータ回路の一部を
構成するトランスの1次巻線のセンタタップに補助巻線
接続したことによって、1次巻線で生じた磁界は、前
記補助巻線によって生じた磁界の影響を受け、高周波イ
ンバータ回路から出力される電圧波形が適正な非対称率
の波形となる。したがって、低圧ネオン放電ランプの縞
模様状の発光が回避され、高品質の光源として機能する
ことになる。
【0011】ここで、高周波インバータの出力電圧の非
対称率とは、たとえば図1(a)に図示した点灯回路構
成で、高周波インバータ4の出力側に接続している低圧
ネオン放電ランプ5に印加される交流電圧Vの波形を、
図1(b)に図示するようにV (負電圧波形のピーク
値)と、V (正電圧波形のピーク値)の正電圧波形
電圧波形零軸を基準として非対称で、かつ下式で定
義される。 [(V−V)÷V]×100(%) そして、前記高周波インバータ出力電圧波形の非対称率
は、たとえば1次巻線および2次巻線の組み合わせ、も
しくは高周波インバータ回路中の発振部などの調整でも
行える。より簡単には、1次巻線のセンタタップに、前
記定電流化インダクタンスと直列接続した補助巻線を
することにより達成できる。なお、高周波インバータ
出力電圧波形での、所要の非対称率が、10%未満もし
くは60%を超えても、縞模様の発生を防止・回避し得
ないので、前記範囲内にあるよう選択する。
【0012】
【実施例】以下、図2〜図4を参照して本発明の実施例
を説明する。
【0013】図2は、この実施例のネオン放電ランプ点
灯回路装置の回路図であり、基本的には、従来のネオン
放電ランプ点灯回路装置の場合と同様の回路構成を成し
ている。
【0014】すなわち、電源6a,6bと、前記電源6
a,6bに接続された定電流化インダクタンス7aおよ
びトランス部7bなどを有する高周波インバータ7と、
前記高周波インバータ7の出力側に接続された低圧ネオ
ン放電ランプ8とを備えた構成と成っている。つまり、
高周波インバータ7の出力(電圧波形)を低圧ネオン放
電ランプ8に印加し、低圧ネオン放電ランプ8管内のネ
オンガス放電による発光を利用する光源装置である。
【0015】図2において、7c,7cはオン−オ
フの機構によって直流電流を交流電流に変換するトラン
ジスタを、7d,7dは前記トランジスタ7c
7cのバイアス用抵抗を、7eは共振用コンデンサ
を、7eはバランス用コンデンサをそれぞれ示し、高
周波インバータ7を構成している。さらに、7b,7
′,7b″はトランス7bの一部を成す1次巻線
およびベース巻線を、7bは同じくトランス7bの一
部を成す2次巻線を、7bは前記定電流化インダクタ
ンス7aに直列接続され、かつ前記1次巻線7b,7
′のセンタタップに巻装された補助巻線である。こ
こで、ベース巻線7b″はトランジスタ7c,7c
のオン−オフで、直流電流を交流電流に変換して得ら
れた電圧を昇圧するものである。そして、本発明に係る
ネオン放電ランプ点灯回路装置は、前記補助巻線7b
を1次巻線7b,7b′のセンタタップに巻装・配
置した構成を採っている点で特徴付けられる。
【0016】次に、このように構成された点灯回路装置
の動作について説明する。
【0017】バイアス用抵抗7d,7dを介して電
源1a,1b側に接続したトランジスタ7c,7c
のオン−オフ機能によって、前記トランジスタ7c
7cで直流電流が交流電流に変換され、その変換され
た交流電圧はトランス2bの1次巻線7b,7b
およびベース巻線7b″と2次巻線7bとの作用に
よって昇圧し、その出力を低圧ネオン放電ランプ8に印
加し点灯する。この点灯動作において、前記トランス2
bの1次巻線7b,7b′およびベース巻線7
′と2次巻線7bのみによる電力の昇圧では、そ
の出力する電圧波形がいわゆる正弦波である。
【0018】しかし、本発明に係る点灯回路装置では、
定電流化インダクタンス7aに直列接続された補助巻線
7bを1次巻線のセンタタップctに接続しており、
この補助巻線7b磁界が1次巻線7b、7b
‘およびベース巻線7b“でそれぞれ生じる正弦波
の電圧波形に影響を与え、たとえば図3に模式的に示す
ごとく、正弦波の電圧波形を非対称波形に変えて出力す
る。そして、この高周波インバータ7から出力される電
圧波形は、その非対称率10〜60%程度の範囲にあ
り、縞模様の発生が全面的に回避された低圧ネオン放電
ランプの点灯が可能であった。
【0019】この点、さらに具体的に説明すると、たと
えば1次巻線およびベース巻線7b,7b′,7b
″のターン数1〜14とし、これらに対してターン数
1〜8の補助巻線7bを巻装・配置した構成の高周波
インバータ7により、直径:6.2mm,長さ:652
mmで封装されているネオンガス圧:3990Pa,I
L:15mArms,周波数:24KHzの低圧ネオン
放電ランプを周囲温度:25℃の条件で点灯を行ったと
ころ、図4に示すような傾向が認められた。図4におい
て、曲線1T,2T,3T…13T,14Tは1次巻線
およびベース巻線7b,7b′,7b″のターン
数1〜14に対応し、実線部分が縞模様の発生が全面的
に回避された状態での点灯可能領域で、点線部分が縞模
様の発生する点灯領域である。
【0020】ここで、高周波インバータ7から出力され
る電圧波形、すなわち低圧ネオン放電ランプに印加する
電圧波形を、非対称率10〜60%程度としたとき、縞
模様の発生が全面的に回避もしくは防止されるのは、次
のように考えられる。すなわち、低圧ネオン放電ランプ
内に発生する縞模様が、前記非対称率10〜60%の電
圧波形を印加したことにより、低圧ネオン放電ランプ内
に発生する縞模様が見掛上の移動を起こし、結果的に縞
模様が解消した形態を採っているといえる。
【0021】本発明は上記実施例に限定されるものでな
く、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採
り得る。たとえば、低圧ネオン放電ランプは直管形であ
っても、あるいは曲管形であっても同様の作用効果が認
められる。
【0022】
【発明の効果】上記説明から分かるように、本発明に係
るネオン放電ランプ点灯回路装置によれば、低圧ネオン
放電ランプの縞模様状発光が全面的に、かつ容易に解消
されて、常時、輝度ムラのない安定した発光が得られ
る。すなわち、低圧ネオン放電ランプの発光に輝度ムラ
など生じないので非常に見易くなり、たとえばネオンサ
インなど表示装置としての応用において、高品質の画像
表示が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b)は本発明の基本動作を説明する
ための模式図。
【図2】本発明のネオン放電ランプ点灯回路装置例の回
路図。
【図3】本発明のネオン放電ランプ点灯回路装置の高周
波インバータ出力電圧波形例の模式図。
【図4】本発明のネオン放電ランプ点灯回路装置の高周
波インバータ巻線のターン数と出力波形の対称率との関
係例を示す特性図。
【図5】従来のランプ点灯回路装置の回路図。
【図6】(a),(b)は従来のネオン放電ランプ点灯
回路装置による点灯時におけるネオン放電ランプの互い
に異なる縞模様発生状態を示す模式図。
【符号の説明】 1a,1b,6a,6b‥‥‥電源 2,7‥‥‥高周波インバータ 2a,7a‥‥‥定電流化インダクタンス 2b,7b‥‥‥トランス 2b,2b′,7b,7b′‥‥‥1次巻線 2b″,7b″‥‥‥ベース巻線 2b,7b‥‥‥2次巻線 2c,2c,7c,7c‥‥‥トランジスタ 2d,2d,7d,7d‥‥‥バイアス用抵抗 2e,7e‥‥‥共振用コンデンサ 2e,7e‥‥‥バラスト用コンデンサ 3,8‥‥‥低圧ネオン放電ランプ 7b‥‥‥補助巻線 Ct‥‥‥センタタップ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−154497(JP,A) 特開 昭62−154498(JP,A) 特開 平4−233199(JP,A) 特開 昭58−102491(JP,A) 特開 昭61−156698(JP,A) 特開 平7−249495(JP,A) 特開 平8−22894(JP,A) 実開 昭62−60000(JP,U) 実開 昭64−4098(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/24 - 41/298

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源と、前記電源に接続された定電流化
    インダクタンス、および1次巻線側にベース巻線が併設
    され、かつ2次巻線側を出力とするトランスを含む高周
    波インバータと、前記トランスの一次巻線に磁気結合す
    るように巻装された補助巻線と、前記高周波インバータ
    の出力側に接続された低圧ネオン放電ランプとを備えた
    ネオン放電ランプ点灯回路装置であって、前記補助巻線の一端は 前記高周波インバータの1次巻線
    のセンタタップに、他端は前記定電流化インダクタンス
    と直列に接続したことを特徴とするネオン放電ランプ点
    灯回路装置。
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