JP3282150B2 - ネオン管点灯用高周波電源装置 - Google Patents
ネオン管点灯用高周波電源装置Info
- Publication number
- JP3282150B2 JP3282150B2 JP29724692A JP29724692A JP3282150B2 JP 3282150 B2 JP3282150 B2 JP 3282150B2 JP 29724692 A JP29724692 A JP 29724692A JP 29724692 A JP29724692 A JP 29724692A JP 3282150 B2 JP3282150 B2 JP 3282150B2
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- Japan
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- voltage
- frequency power
- coil
- transformer
- neon tube
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- Y02B20/183—
-
- Y02B20/202—
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は高周波電力をトランス
に供給して昇圧し、そのトランスの2次側に接続された
ネオン管又はアルゴン管を点灯するためのネオン管点灯
用高周波電源装置に関する。
に供給して昇圧し、そのトランスの2次側に接続された
ネオン管又はアルゴン管を点灯するためのネオン管点灯
用高周波電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ネオン管やアルゴン管を点灯するため、
従来商用電源電力を高圧に上げてこれをネオン管に印加
することが行われていたが、その昇圧トランスが大型と
なる点から高い周波数、例えば20kHzや30kHz
などの高周波電力を用いることによって、ネオン管やア
ルゴン管(以下ネオン管で代表する)を点灯し、その昇
圧用トランスを小型にすることが提案されている。
従来商用電源電力を高圧に上げてこれをネオン管に印加
することが行われていたが、その昇圧トランスが大型と
なる点から高い周波数、例えば20kHzや30kHz
などの高周波電力を用いることによって、ネオン管やア
ルゴン管(以下ネオン管で代表する)を点灯し、その昇
圧用トランスを小型にすることが提案されている。
【0003】このように高周波電力でネオン管を点灯す
る電源装置においてはあらかじめ決められた本数以上の
ネオン管を接続しても点灯するため、利用者がその決め
られた本数以上のネオン管を接続してトランスを過酷に
使用し、電圧、電流が大きくなって暴走状態となる場合
がある。又ネオン管を複数本直列に接続した状態で接続
すると、その内の一本が破壊されたりして抜けると、ト
ランスの2次側が開放状態となる。全体が点灯している
状態においてはトランスの負荷は抵抗負荷となっている
が2次側が開放になると高い周波数の電力が印加されて
いるため、大地との間の浮遊容量が負荷となって進み電
流が流れ、電圧が高くなり、例えば2次コイルの出力側
において通常の電圧の2倍位にも上がったりする事があ
り、特に共振状態になるとさらに高い電圧が発生する。
このような状態になるとトランスの絶縁が破壊された
り、高周波電力にするためのインバータが損傷すること
がある。
る電源装置においてはあらかじめ決められた本数以上の
ネオン管を接続しても点灯するため、利用者がその決め
られた本数以上のネオン管を接続してトランスを過酷に
使用し、電圧、電流が大きくなって暴走状態となる場合
がある。又ネオン管を複数本直列に接続した状態で接続
すると、その内の一本が破壊されたりして抜けると、ト
ランスの2次側が開放状態となる。全体が点灯している
状態においてはトランスの負荷は抵抗負荷となっている
が2次側が開放になると高い周波数の電力が印加されて
いるため、大地との間の浮遊容量が負荷となって進み電
流が流れ、電圧が高くなり、例えば2次コイルの出力側
において通常の電圧の2倍位にも上がったりする事があ
り、特に共振状態になるとさらに高い電圧が発生する。
このような状態になるとトランスの絶縁が破壊された
り、高周波電力にするためのインバータが損傷すること
がある。
【0004】すなわち図3Aに示すように高周波発生器
1からの高周波電力がトランス15の1次コイル16の
両端の端子2,3間に印加され、トランス15の2次コ
イル17の両端の端子18,19間に複数のネオン管4
が直列に接続される。この等価回路は図3Bに示すよう
に端子2,18間に直列にインダクタンスLT とその内
部抵抗rとが直列に接続され、端子3,19間は直結さ
れ、インダクタンスLT は1次コイル16及び2次コイ
ル17間の漏洩インダクタンスMと、2次コイル17の
自己インダクタンスLS との和である。端子18,19
間に、漏洩インダクタンスLx とトランス15の巻線浮
遊容量CT と漏洩抵抗Rx との並列回路が接続され、ネ
オン管4は放電中は抵抗とみなさせるため端子18,1
9間に抵抗RL が負荷RL として接続され、かつ各ネオ
ン管4間に容量CLLが負荷RL と並列に接続され、また
ネオン管4と大地との間の容量CLGが端子18,19と
大地との間に存在する。高周波発生器1と大地との間の
容量CT ′が端子2,3と大地との間に存在する。高周
波発生器1の高周波出力電圧をVACとし、1次コイル1
6、2次コイル17の各巻数をnp ,ns とすると、端
子2,3間に電圧VS =VACns /np が印加される。
VACは高周波発生器1の出力電圧である。
1からの高周波電力がトランス15の1次コイル16の
両端の端子2,3間に印加され、トランス15の2次コ
イル17の両端の端子18,19間に複数のネオン管4
が直列に接続される。この等価回路は図3Bに示すよう
に端子2,18間に直列にインダクタンスLT とその内
部抵抗rとが直列に接続され、端子3,19間は直結さ
れ、インダクタンスLT は1次コイル16及び2次コイ
ル17間の漏洩インダクタンスMと、2次コイル17の
自己インダクタンスLS との和である。端子18,19
間に、漏洩インダクタンスLx とトランス15の巻線浮
遊容量CT と漏洩抵抗Rx との並列回路が接続され、ネ
オン管4は放電中は抵抗とみなさせるため端子18,1
9間に抵抗RL が負荷RL として接続され、かつ各ネオ
ン管4間に容量CLLが負荷RL と並列に接続され、また
ネオン管4と大地との間の容量CLGが端子18,19と
大地との間に存在する。高周波発生器1と大地との間の
容量CT ′が端子2,3と大地との間に存在する。高周
波発生器1の高周波出力電圧をVACとし、1次コイル1
6、2次コイル17の各巻数をnp ,ns とすると、端
子2,3間に電圧VS =VACns /np が印加される。
VACは高周波発生器1の出力電圧である。
【0005】この等価回路は各容量成分を総合して、図
3Cに示すように書ける。つまり抵抗rとインダクタン
スLT との直列接続の一端が端子2に接続され、他端と
端子3との間に容量C´と抵抗RL とが並列に接続され
る。Lx とRx は一般に大きく、これに流れる電流が小
さく無視できる。ネオン管4が正常に点灯している間
は、負荷に発生する電圧V0 を基準に考えると、図3D
に示すように抵抗RL が著しく小さいから、インダクタ
ンスLT に流れる電流IはV0 とほぼ同位相であり、イ
ンダクタンスLT に発生する電圧VLTはIに対し、ほぼ
90°進み、抵抗rで発生する電圧Vr はIとほぼ同位
相であり、V0 とVL とVr との和が電圧VS となる。
よってVS >V0 となる。
3Cに示すように書ける。つまり抵抗rとインダクタン
スLT との直列接続の一端が端子2に接続され、他端と
端子3との間に容量C´と抵抗RL とが並列に接続され
る。Lx とRx は一般に大きく、これに流れる電流が小
さく無視できる。ネオン管4が正常に点灯している間
は、負荷に発生する電圧V0 を基準に考えると、図3D
に示すように抵抗RL が著しく小さいから、インダクタ
ンスLT に流れる電流IはV0 とほぼ同位相であり、イ
ンダクタンスLT に発生する電圧VLTはIに対し、ほぼ
90°進み、抵抗rで発生する電圧Vr はIとほぼ同位
相であり、V0 とVL とVr との和が電圧VS となる。
よってVS >V0 となる。
【0006】しかし、ネオン管4の一部が破損し、いわ
ゆる管割れが生じるなど、端子18,19に配線された
まま、その途中が断になると、図3Eに示すように負荷
はネオン管4及びその配線間の容量CLLとその各対地容
量CLGとを総合した容量C′になり、このC′はネオン
管4の本数が多いと、比較的大きくなり、かつ高周波電
圧Vs が印加されるため、容量C′のインピーダンスは
比較的小さなものとなる。よって負荷電圧V0 に対し、
ほぼ90°進んだ電流Iが流れ、このIに対し、ほぼ9
0°進んだ電圧VLTがインダクタンスLT に発生し、ま
たIと同位相の電圧Vr が抵抗rに発生し、Vr とVLT
とV0 との和が印加電圧VS となり、印加電圧Vs より
も負荷電圧V0 が異常に上昇し、過電圧状態になる。
ゆる管割れが生じるなど、端子18,19に配線された
まま、その途中が断になると、図3Eに示すように負荷
はネオン管4及びその配線間の容量CLLとその各対地容
量CLGとを総合した容量C′になり、このC′はネオン
管4の本数が多いと、比較的大きくなり、かつ高周波電
圧Vs が印加されるため、容量C′のインピーダンスは
比較的小さなものとなる。よって負荷電圧V0 に対し、
ほぼ90°進んだ電流Iが流れ、このIに対し、ほぼ9
0°進んだ電圧VLTがインダクタンスLT に発生し、ま
たIと同位相の電圧Vr が抵抗rに発生し、Vr とVLT
とV0 との和が印加電圧VS となり、印加電圧Vs より
も負荷電圧V0 が異常に上昇し、過電圧状態になる。
【0007】このため従来においては1次コイルに過電
流が流れるのを検出する回路を設け、又は2次コイルの
一部を取り出して放電空隙を作り、過電圧が発生すると
この空隙が放電し、この放電を検出して保護回路を動作
させて1次側の電流を断としていた。
流が流れるのを検出する回路を設け、又は2次コイルの
一部を取り出して放電空隙を作り、過電圧が発生すると
この空隙が放電し、この放電を検出して保護回路を動作
させて1次側の電流を断としていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のネオ
ン管点灯用高周波電源装置においては過電流又は過電圧
状態となったことを検出して1次側の電流を遮断してい
るため、その時にはその過大電流や電圧で2次コイルに
絶縁破壊が発生したり、あるいは、そのトランスに高周
波電力に印加するためのインバータが破壊されたりして
充分な保護ができなかった。
ン管点灯用高周波電源装置においては過電流又は過電圧
状態となったことを検出して1次側の電流を遮断してい
るため、その時にはその過大電流や電圧で2次コイルに
絶縁破壊が発生したり、あるいは、そのトランスに高周
波電力に印加するためのインバータが破壊されたりして
充分な保護ができなかった。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明によれば
高周波電力が供給されるトランスの2次コイルと密結合
した3次コイルが設けられ、その3次コイルの両端に可
飽和リアクトルが接続される。このようにして負荷回路
の異常電圧上昇が防止される。
高周波電力が供給されるトランスの2次コイルと密結合
した3次コイルが設けられ、その3次コイルの両端に可
飽和リアクトルが接続される。このようにして負荷回路
の異常電圧上昇が防止される。
【0010】
【実施例】図1に本発明を説明するための回路図を示
す。高周波発生器1からの高周波電力がトランス15の
1次コイル16の両端、端子2,3間に印加される。こ
の例では端子11,12間に例えば商用電源電力のよう
な低周波交流電力が印加され、その低周波交流電力は整
流回路13により整流されて直流電力とされ、その直流
電力はインバータ14により、例えば20kHzあるい
は30kHzなどの高周波電力に変換される。その高周
波電力がトランス15の1次コイル16の両端に印加さ
れる。この2次コイル17の両端の端子18,19間に
ネオン管が1本ないし複数本直列に接続されて、そのネ
オン管が放電点灯するようにされる。
す。高周波発生器1からの高周波電力がトランス15の
1次コイル16の両端、端子2,3間に印加される。こ
の例では端子11,12間に例えば商用電源電力のよう
な低周波交流電力が印加され、その低周波交流電力は整
流回路13により整流されて直流電力とされ、その直流
電力はインバータ14により、例えば20kHzあるい
は30kHzなどの高周波電力に変換される。その高周
波電力がトランス15の1次コイル16の両端に印加さ
れる。この2次コイル17の両端の端子18,19間に
ネオン管が1本ないし複数本直列に接続されて、そのネ
オン管が放電点灯するようにされる。
【0011】この回路図においてはこの2次コイル17
の出力回路、つまり2次コイルの両端間に、可飽和リア
クトル21が接続される。この可飽和リアクトル21の
飽和電圧はこの電源装置の2次コイル側の定格電圧より
少し高め、例えば定格電圧の2割程度高い定電圧を出力
するようになされている。図1Bに示すように、トラン
ス15は方形磁心(鉄心)20の対向辺にそれぞれ1次
コイル16、2次コイル17が巻かれてなり、可飽和リ
アクトル21は方形磁心21aの1辺にコイル21bが
巻かれてなり、コイル21bの両端は2次コイル17の
両端に接続される。
の出力回路、つまり2次コイルの両端間に、可飽和リア
クトル21が接続される。この可飽和リアクトル21の
飽和電圧はこの電源装置の2次コイル側の定格電圧より
少し高め、例えば定格電圧の2割程度高い定電圧を出力
するようになされている。図1Bに示すように、トラン
ス15は方形磁心(鉄心)20の対向辺にそれぞれ1次
コイル16、2次コイル17が巻かれてなり、可飽和リ
アクトル21は方形磁心21aの1辺にコイル21bが
巻かれてなり、コイル21bの両端は2次コイル17の
両端に接続される。
【0012】このように構成されているため、端子1
8,19間に決められた本数以上のネオン管が接続さ
れ、2次コイル17の両端間電圧が定格電圧以上より高
くなろうとしても、可飽和リアクトル21がその定格電
圧をわずか越えた状態で磁気的に飽和し、つまり可飽和
リアクトル21の定電圧特性により、その定電圧値以上
に2次コイル17の両端間の電圧は高くならず、電流が
増加し電圧が押さえられたままとなり、決められた本数
以上のネオン管を接続しても、この各ネオン管に充分な
電圧が印加されず、これらネオン管は点灯しない、従っ
て暴走状態となる恐れはない。
8,19間に決められた本数以上のネオン管が接続さ
れ、2次コイル17の両端間電圧が定格電圧以上より高
くなろうとしても、可飽和リアクトル21がその定格電
圧をわずか越えた状態で磁気的に飽和し、つまり可飽和
リアクトル21の定電圧特性により、その定電圧値以上
に2次コイル17の両端間の電圧は高くならず、電流が
増加し電圧が押さえられたままとなり、決められた本数
以上のネオン管を接続しても、この各ネオン管に充分な
電圧が印加されず、これらネオン管は点灯しない、従っ
て暴走状態となる恐れはない。
【0013】又点灯している状態のネオン管が破壊され
たり、回路が切断されて端子18,19間が開放状態と
なると、浮遊容量を通る進み電流が流れ、前述したよう
に出力側電圧が高くなろうとするが、可飽和リアクトル
21の定電圧特性によって異常過大電圧になることが防
止される。つまり可飽和リアクトル21は巻数が大きく
インダクタンス成分の電流が流れるため、端子18,1
9間が開放となり進み電流が流れるとこれが可飽和リア
クトル21を流れる遅れ電流によって互いに打消され過
大電圧の発生が抑制される。
たり、回路が切断されて端子18,19間が開放状態と
なると、浮遊容量を通る進み電流が流れ、前述したよう
に出力側電圧が高くなろうとするが、可飽和リアクトル
21の定電圧特性によって異常過大電圧になることが防
止される。つまり可飽和リアクトル21は巻数が大きく
インダクタンス成分の電流が流れるため、端子18,1
9間が開放となり進み電流が流れるとこれが可飽和リア
クトル21を流れる遅れ電流によって互いに打消され過
大電圧の発生が抑制される。
【0014】図2に本願発明の実施例を示し、図1と対
応する部分には同一符号をつけてある。この実施例にお
いてはトランス15の2次コイル17と密結合された3
次コイル22が設けられる。3次コイル22の両端間に
可飽和リアクトル23が接続される。つまり2次コイル
17が巻かれた磁心20の同一辺に2次コイル17と接
近して3次コイル22が巻かれる。可飽和リアクトル2
3の磁心23aに巻かれたコイル23bの両端が3次コ
イル22の両端に接続される。
応する部分には同一符号をつけてある。この実施例にお
いてはトランス15の2次コイル17と密結合された3
次コイル22が設けられる。3次コイル22の両端間に
可飽和リアクトル23が接続される。つまり2次コイル
17が巻かれた磁心20の同一辺に2次コイル17と接
近して3次コイル22が巻かれる。可飽和リアクトル2
3の磁心23aに巻かれたコイル23bの両端が3次コ
イル22の両端に接続される。
【0015】この場合3次コイル22の両端間に発生す
る電圧を、2次コイル17の両端間に発生する電圧より
も小とし、可飽和リアクトル23として低リアクトルの
ものが用いられ、それだけ小型のリアクトルとすること
ができる。この場合も2次コイル17の両端間の電圧が
例えば定格の2割増し程度以上に大きくなろうとする
と、3次コイル22の両端間の可飽和リアクトル23が
飽和状態、つまり定電圧状態となり、2次コイル17の
電圧はその電圧以上に大きくならない。
る電圧を、2次コイル17の両端間に発生する電圧より
も小とし、可飽和リアクトル23として低リアクトルの
ものが用いられ、それだけ小型のリアクトルとすること
ができる。この場合も2次コイル17の両端間の電圧が
例えば定格の2割増し程度以上に大きくなろうとする
と、3次コイル22の両端間の可飽和リアクトル23が
飽和状態、つまり定電圧状態となり、2次コイル17の
電圧はその電圧以上に大きくならない。
【0016】1次コイル16及び2次コイル17の漏洩
インダクタンスMと2次コイル17の自己インダクタン
スLS との和LT が比較的大きく、かつ高周波電力が印
加されるため、LT のインピーダンスが比較的大きく、
ネオン管が点灯した時の、端子18,19間の電圧降下
に対し、ネオン管の電流を限流させる作用をインダクタ
ンスLT にもたせることができるが、LT の大きさが不
十分の場合は、低周波ネオントランスと同様に、図1
B、図2Bに点線で示すように磁心20に漏洩磁心2
0′を設けて漏洩インダクタンスMを大としてもよい。
インダクタンスMと2次コイル17の自己インダクタン
スLS との和LT が比較的大きく、かつ高周波電力が印
加されるため、LT のインピーダンスが比較的大きく、
ネオン管が点灯した時の、端子18,19間の電圧降下
に対し、ネオン管の電流を限流させる作用をインダクタ
ンスLT にもたせることができるが、LT の大きさが不
十分の場合は、低周波ネオントランスと同様に、図1
B、図2Bに点線で示すように磁心20に漏洩磁心2
0′を設けて漏洩インダクタンスMを大としてもよい。
【0017】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば出力
トランス15の2次側に予め決められた本数以上のネオ
ン管を接続して暴走状態となろうとしたり、あるいは2
次コイル間に接続されているネオン管が破壊されて浮遊
容量を通じて進み電流が流れようとして、2次側が過大
電圧になろうとすると、2次コイル側のリアクトル成分
によって過電圧が抑制されて、過電圧により2次コイル
17の絶縁破壊が発生するような事が防止され、又過電
圧、かつ過電流が2次側に生じることによってインバー
タ24が過負荷となってインバータが破損するのも防止
される。
トランス15の2次側に予め決められた本数以上のネオ
ン管を接続して暴走状態となろうとしたり、あるいは2
次コイル間に接続されているネオン管が破壊されて浮遊
容量を通じて進み電流が流れようとして、2次側が過大
電圧になろうとすると、2次コイル側のリアクトル成分
によって過電圧が抑制されて、過電圧により2次コイル
17の絶縁破壊が発生するような事が防止され、又過電
圧、かつ過電流が2次側に生じることによってインバー
タ24が過負荷となってインバータが破損するのも防止
される。
【0018】このようなこの発明ではトランス15に過
電圧、過電流が発生したのを検出するのではなく、過電
圧、過電流にならないように構成されているため、トラ
ンスの絶縁および素子に対する電流定格の余裕度を低く
することができ、小型にすることができ又安価に作るこ
とができる。
電圧、過電流が発生したのを検出するのではなく、過電
圧、過電流にならないように構成されているため、トラ
ンスの絶縁および素子に対する電流定格の余裕度を低く
することができ、小型にすることができ又安価に作るこ
とができる。
【図1】本発明の関連技術を説明するための回路図。
【図2】請求項1の発明の実施例を示す回路図。
【図3】Aはネオン管点灯用高周波電源装置を示す電気
回路図、B,Cはそれぞれその等価回路図、D,Eはそ
れぞれ正常時、管割れ時の各電圧ベクトル図である。
回路図、B,Cはそれぞれその等価回路図、D,Eはそ
れぞれ正常時、管割れ時の各電圧ベクトル図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−33752(JP,A) 特開 昭58−38494(JP,A) 特開 昭53−101619(JP,A) 特開 昭59−81898(JP,A) 特開 昭58−116709(JP,A) 特開 昭54−63357(JP,A) 特開 平1−280792(JP,A) 実開 平1−85894(JP,U) 実開 昭60−169826(JP,U) 実開 昭60−32800(JP,U) 実開 平3−10499(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/24 - 41/298
Claims (1)
- 【請求項1】 複数個のネオン管やアルゴン管を直列に
接続して点灯させる高周波電力を発生させる電源装置に
おいて、 高周波電力が供給されるトランスの2次コイルと密結合
した3次コイルと、その3次コイルの両端に接続された
B−H特性曲線における飽和磁束密度が負温度係数を有
する可飽和リアクトルとを有することを特徴とするネオ
ン管点灯用高周波電源装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29724692A JP3282150B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | ネオン管点灯用高周波電源装置 |
US08/143,740 US5497310A (en) | 1992-11-06 | 1993-11-01 | High-frequency power unit for neon tubes |
EP93117693A EP0598271B1 (en) | 1992-11-06 | 1993-11-02 | High-frequency power unit for neon tubes |
DE69325773T DE69325773T2 (de) | 1992-11-06 | 1993-11-02 | Hochfrequente Leistungsversorgung für Neon-Röhre |
ES93117693T ES2134235T3 (es) | 1992-11-06 | 1993-11-02 | Unidad de potencia de alta frecuencia para tubos de neon. |
CA002102466A CA2102466C (en) | 1992-11-06 | 1993-11-04 | High-frequency power unit for neon tubes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29724692A JP3282150B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | ネオン管点灯用高周波電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06151076A JPH06151076A (ja) | 1994-05-31 |
JP3282150B2 true JP3282150B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=17844057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29724692A Expired - Fee Related JP3282150B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | ネオン管点灯用高周波電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3282150B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-06 JP JP29724692A patent/JP3282150B2/ja not_active Expired - Fee Related
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