JPH059194U - 無電極蛍光ランプ用の安定器回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】無電極蛍光ランプ用の安定回路を提供する。 【構成】該回路は、整流濾波手段ＣＲ１〜ＣＲ４，Ｃ４
から直流電圧を受けてＲＦ発振信号を発生する発振器、
ＲＦ発振信号を受けて互いに逆位相のスイッチング信号
を同時に発生する、変圧器Ｔ１を含むスイッチング信号
発生手段、スイッチング信号を受けて、共通の出力に方
形波を発生する一対の直列接続の電力トランジスタＱ
１，Ｑ２、該トランジスタの共通の出力に結合されたラ
ンプ励起コイルＬ３、および該コイルＬ３の電流の一部
を上記変圧器Ｔ１を介して上記電力トランジスタＱ１，
Ｑ２の入力に再生帰還する帰還手段Ｔ１−４を有する。
これにより無電極蛍光ランプを安定に効率よく点灯動作
させることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の背景】

本考案はコンパクトなＲＦ蛍光ランプ用のクリスタル制御式線路電圧安定器に 関するものであり、更に詳しくは無電極蛍光ランプを動作させるための一体の高 効率の安定器回路に関するものである。 近年、ソレノイド状無電極蛍光ランプ（ＳＥＦランプ）を始動し動作させるた めに１００乃至１５０ＫＨz で動作するランプ安定器が開発された。このような ランプではランプ放電にＲＦエネルギ―を結合するためにフェライト・コアを用 いたコイルまたは空心のコイルが使用されている。高電圧のＦＥＴ（電界効果ト ランジスタ）技術の最近の進歩により、高効率で線路電圧レベルの正弦波電力を 発生することが可能となり、その周波数はメガヘルツ範囲にまで伸びる。高周波 動作により安定器回路は一層小型で軽量で低価格とすることができ、これは一体 の安定器−ランプ・パッケージ製品に対して特に魅力的である。

【０００２】 ＳＥＦ安定器により発生される電磁妨害（ＥＭＩ）には基本波とその高周波が 含まれている。この電磁妨害はＳＥＦランプが動作している間連続的に発生し、 従来の蛍光ランプ安定器のようにランプの始動時にだけ一時的に発生するもので はない。産業、科学および医療（以下、ＩＳＭと呼ぶ）用に割り当てられた周波 数帯域には１００ＫＨz 乃至１５０ＫＨz の領域は含まれていないので、この領 域で動作する安定器−ランプ・パッケージは、電磁放射についてのＦＣＣ（米国 連邦通信委員会）の規格を満足するように充分にシールドしなければならない。 ＩＳＭ用に割り当てられた周波数で動作させれば、このような商品に現在確保さ れていない周波数でランプを動作させることの承認をＦＣＣから得る必要はなく なる。しかし、蛍光ランプからほんの数インチ離れたところで使うことがあり得 るラジオやテレビ受像機等の他の電子装置に対するＲＦ妨害を最小限にする必要 性はなお残っている。

【０００３】 上述の高電圧ＦＥＴ技術の進歩とそれによって得られる利点を考慮すると、こ れまでに開発されたものよりもっと高い周波数で動作する一体のＳＥＦランプ安 定器が望ましい。安定器回路の物理的寸法を充分に小さくすると、ランプの寸法 をあまり大きくしなくても安定器回路をＳＥＦランプと容易に一体化してパッケ ージとすることができる。更に、この安定器回路は低周波数安定器と比べて安価 になり、ＳＥＦランプの大量生産も経済的に一層魅力的になる。

【０００４】 ヒートシンクと温度管理の問題を最小限にするため、安定器の効率（交流線路 電力からＲＦ電力への変換）は高く、たとえば約７０％以上にすべきである。更 に、予想される線路電圧範囲で効率が大きく変らないようにしなければならない 。こうすることにより、直流濾波器の容量を小さくすることができるので、安定 器の入力力率が改善される。安定器からランプに充分な電力を与えて、予想され る周囲温度の全範囲でランプの始動と再始動が確実に行なわれるようにしなけれ ばならない。更に、ランプの調光（dimming ）を行ない、かつ同じ型式のランプ 相互間のインピーダンスの変化に対応するために安定器回路の出力インピーダン スの調節を容易に行なえることが望ましい。また、負荷（ＳＥＦランプ）のイン ピーダンスの変化、電源電圧の変化または安定器の温度の変化に拘わらず安定器 の出力周波数は比較的一定に保たなければならない。

【０００５】

【考案の目的】

したがって、本考案の１つの目的は安定器の出力周波数がＩＳＭ周波数帯域内 にあるＳＥＦランプ用安定器を提供することである。 もう１つの目的はＳＥＦランプと一体化してパッケージとすることができる安 定器を提供することである。

【０００６】 更にもう１つの目的はＳＥＦランプ用の調光制御器をそなえた安定器を提供す ることである。 更にもう１つの目的はＳＥＦランプ用の高効率の安定器を提供することである 。 更にもう１つの目的は安定器の出力周波数が負荷インピーダンス、電源電圧お よび安定器の温度の関数としてあまり変化しないようなＳＥＦランプ用の安定器 を提供することである。

【０００７】

【考案の要約】

本考案によれば、ソレノイド状無電極蛍光ランプ（ＳＥＦランプ）用の安定器 回路は、直流電源に接続されてＲＦ発振信号を発生するための発振器回路、およ びＲＦ発振信号に応答して互いに逆の位相の別々のスイッチング信号を発生して 、各々の入力がこれらのスイッチング信号の１つに結合された一対の直列接続の ＲＦ増幅用電力トランジスタを駆動する手段を有する。この一対の増幅用電力ト ランジスタは共通の出力を持つように接続され、交互にゲート駆動されて共通出 力点にＲＦ出力電圧を発生し、電力を蛍光ランプ・コイルに供給する。電力トラ ンジスタの入力に互いに逆極性で結合された二次巻線を有する変圧器によって、 ＲＦ発振信号は互いに逆位相のスイッチング信号に変換される。ランプ・コイル の電流の一部を変圧器に再生結合するために帰還コイルが設けられ、また安定器 回路からの電力をランプ・コイルに選択的に結合するために可変コンデンサが設 けられている。発振器回路は電力トランジスタの入力に結合され、発振器周波数 に同調した共振回路を含む。この共振回路は電力トランジスタの反映（reflecte d ）入力容量を含んでおり、この共振回路は電力トランジスタにゲート駆動電圧 を与える。

【０００８】 新規性があると考えられる本考案の特徴は請求の範囲に明確に記載されている 。しかし、図面を参照した以下の詳細な説明により本考案自体の構成と動作方法 、ならびに本考案の他の目的および利点が一層よく理解されよう。

【０００９】

【詳しい説明】

ＳＥＦランプと安定器の構成に対してより高い動作周波数を使うことの利点を 考慮して、本願は産業、科学および医療（ＩＳＭ）用に割り当てられた１３．５ ６ＭＨz 帯域で動作するＳＥＦランプ（ソレノイド状無電極蛍光ランプ）安定器 を開発することに関する。この周波数とその第１高調波は従来ＲＦ加熱等の産業 用に使用されてきた。更に、第２および第３高調波も同様にこの用途に割り当て られている。これらの周波数は産業用に確保されたものであるので、安定器から のＥＭＩとそれに伴なう放射のレベルは、ＩＳＭ周波数帯域の中に含まれていな い周波数で許されるレベルに比べてかなり大きくすることができる。これはラン プに１３．５６ＭＨz を適用するのに特に有利な点である。この場合、動作周波 数で共振するように作られた小さなソレノイド状空心コイルだけを使って、電力 を効率よくランプ放電に転換することができる。このコイルの構成では、ＲＦ磁 界全体の内の放射される部分（漏洩）は１００ＫＨz で動作するＳＥＦランプで 通常使用されるフェライトのトロイダル・コアとコイルの構成に比べてずっと大 きくなる。

【００１０】 約１３．５６ＭＨz で動作させるとき、ＦＣＣの規則によれば、ランプへ給電 するために用いるＲＦ電圧の周波数はプラス／マイナス６．７８ＫＨz の偏差内 に保たなければならない。これは安定器の発振周波数をクリスタル制御すること によって容易に達成できることが判明した。 本考案の安定器の詳細および動作は１３．５６ＭＨz の帯域の場合について説 明するが、本考案の原理に従えば他の周波数でも本考案の結果が得られることは 明らかである。

【００１１】 図面を参照すると、ＳＥＦランプを動作させるための安定器の回路が示されて いる。図において、ダイオードＣＲ１乃至ＣＲ４は交流線路のような電力源１０ から給電される整流ダイオード・ブリッジを構成する。電力源の片側はヒューズ Ｆ１を介してダイオードＣＲ１およびＣＲ３の陽極−陰極結合点に接続され、他 の側はダイオードＣＲ２およびＣＲ４の陽極−陰極結合点に接続されている。ダ イオードＣＲ１およびＣＲ２の陰極結合点は、濾波コンデンサＣ４の片側（正側 ）バイパス・コンデンサＣ８、および電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１のド レインＤに接続されている。濾波コンデンサの他の側（負側）とバイパス・コン デンサＣ８はそれぞれ、安定器回路の局部アース点に対応するダイオードＣＲ３ およびＣＲ４の陽極結合点に接続されている。コンデンサＣ８はＦＥＴ Ｑ１の ドレインＤからアースへとＲＦ電流をバイパスし、このためＲＦ電流は濾波コン デンサＣ４を通って流れたり電力源１０へ流れることはない。したがって、安定 器回路に対する直流電源電圧が、ダイオードＣＲ１乃至ＣＲ４で構成されたブリ ッジ整流器によって濾波コンデンサＣ４の両端間に形成される。

【００１２】 ダイオード・ブリッジの正の側は電圧降下用抵抗Ｒ３を介してＦＥＴ Ｑ３の ドレインＤに接続される。濾波コンデンサＣ７がＦＥＴ Ｑ３のドレインＤとア ース電位との間に接続される。ＦＥＴ Ｑ３はＦＥＴ Ｑ１と同様の素子でしか もそれより電力定格が低い素子であってよく、たとえば米国カリフォルニア州サ ンタクララのシリコニックス社（Ｓiliconix Ｃorp ．）が開発した金属ゲート ＦＥＴ（metal-gate ＦＥＴ）で構成することができる。

【００１３】 ＦＥＴ Ｑ３のソースＳは抵抗Ｒ４とインダクタＬ４の直列組み合わせを介し てアース電位に接続される。バイパス・コンデンサＣ５が抵抗Ｒ４の両端間にそ れと並列に接続される。抵抗Ｒ４とインダクタＬ４との結合点は、結合コンデン サＣ６と変圧器Ｔ１の一次巻線との直列組み合わせを介してアース電位に接続さ れる。コンデンサＣ６は、変圧器Ｔ１の一次巻線に直流電流が流れてこれを飽和 させることを防止する。変圧器Ｔ１はフェライト・コアを有するトライファイラ ー巻き（すなわち同じコアに３つの巻線を巻いたもの）の変圧器で構成される。 黒丸で表わした変圧器Ｔ１の一次巻線の位相基準はコンデンサＣ６と変圧器Ｔ１ の一次巻線との結合点にある。インダクタＬ４、コンデンサＣ６、および変圧器 Ｔ１の一次コイルの両端から見た入力インピーダンスが共振回路を構成し、その 共振周波数は安定器回路のＲＦ出力周波数に近い。クリスタル共振子Ｘ１が抵抗 Ｒ４とインダクタＬ４の結合点と、ＦＥＴ Ｑ３のゲートＧとの間に接続されて いる。電圧降下用抵抗Ｒ３と濾波コンデンサＣ７の結合点は抵抗Ｒ２およびＲ１ を介してＦＥＴ Ｑ３のゲートＧに接続される。ツェナーダイオードＺ１の陰極 が抵抗Ｒ１とＲ２の結合点に接続され、その陽極が抵抗Ｒ４とインダクタＬ４の 結合点に接続されている。ツェナーダイオードＺ１はＦＥＴ Ｑ３のゲートＧに 高電圧が加わらないように作用する。抵抗Ｒ１、Ｒ２およびＲ４、ツェナーダイ オードＺ１、クリスタル共振子Ｘ１、ＦＥＴ Ｑ３、コンデンサＣ５およびＣ６ 、ならびにインダクタＬ４はクリスタル制御発振器を構成し、変圧器Ｔ１の一次 巻線の両端間にＲＦ正弦波電圧を発生する。

【００１４】 変圧器Ｔ１の第１の二次巻線はＦＥＴ Ｑ２のゲートＧとアース電位との間に 接続され、その位相基準は黒丸で示すように巻線のゲート側にある。ＦＥＴ Ｑ ２のゲートＧとアース電位との間に抵抗Ｒ６が接続されており、これはＦＥＴ Ｑ２がターンオンおよびターンオフするときのスプリアス振動を減衰させるのに 役立つ。

【００１５】 変圧器Ｔ１の第２の二次巻線の片側はＦＥＴ Ｑ１のゲートＧに接続されてお り、変圧器Ｔ１の第２の二次巻線の他の側はＦＥＴ Ｑ１のソースＳに接続され ている。変圧器Ｔ１の第２の二次巻線の位相基準は黒丸で示すようにＦＥＴ Ｑ １のソースＳに接続されている。抵抗Ｒ５がＦＥＴ Ｑ１のゲートＧとソースＳ との間に接続されており、この抵抗Ｒ５はＦＥＴ Ｑ１がターンオンおよびター ンオフするときのスプリアス振動を減衰させるのに役立つ。

【００１６】 ＦＥＴ Ｑ１のソースＳとＦＥＴ Ｑ２のドレインＤは相互に接続されており 、この結合点であるスイッチ点ＡはインダクタＬ１の第１の側に接続されている 。ＦＥＴ Ｑ１およびＦＥＴ Ｑ２ならびに変圧器Ｔ１の第１および第２の二次 巻線は、ＦＥＴ Ｑ３を介して変圧器Ｔ１の一次巻線の両端間に与えられるＲＦ 電力を増幅するための交互にスイッチングされる半ブリッジ増幅器を構成してい る。これにより、スイッチ点ＡでインダクタＬ１に方形電圧波形が供給される。

【００１７】 ＦＥＴ Ｑ１およびＦＥＴ Ｑ２に対するヒートシンクは結合点（Ａ）とアー スとの間に低い容量を維持する絶縁材料で構成しなければならない。すなわち、 使用される絶縁材料は直流と増幅器の動作周波数でアースに対して高いインピー ダンスを示さなければならず、しかも高い熱伝導度を有していなければならない 。ベリリウム酸化物等の材料を使うことができる。ＦＥＴ Ｑ１およびＦＥＴ Ｑ２はそれぞれ、米国カリフォルニア州エルセグンドのインターナショナル・レ クティファイヤー社（Ｉnternational Ｒectifier Ｃo.）製造の型名ＩＲＦ７ １０等の電力ＦＥＴ素子で構成することができる。電力ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２はそ れぞれ（図示しない）個有のダイオードを含んでおり、このダイオードは負荷電 流（すなわちランプ・コイルＬ３に流れる電流）がスイッチ点Ａの電圧と位相が 合っていないときに流れる逆電流を通すための径路を形成する。

【００１８】 インダクタＬ１の他の側はコンデンサＣ１を介してアース電位に接続されてい る。インダクタＬ１とコンデンサＣ１は負荷整合および高調波濾波回路網の１つ の段を形成する。希望に応じて付加的な段を追加することができる。たとえば、 第２段をインダクタＬ２で構成し、その一端をインダクタＬ１とコンデンサＣ１ の結合点に接続し、その他方の端をコンデンサＣ２を介してアース電位に接続す ることができる。回路網の各素子の値の選択にあたっては、正弦波状の出力電圧 を発生するために必要な濾波を行ない、安定器回路からランプ負荷への電力伝達 を最適化するように選択しなければならない。インダクタＬ２とコンデンサＣ２ との結合点は直流阻止および同調用コンデンサＣ３の片側に接続される。コンデ ンサＣ３は可変にすることが好ましい。安定回路の出力を構成するコンデンサＣ ３の他の側はランプ・コイルＬ３の片側に接続することができる。

【００１９】 ランプ・コイルＬ３の他方の側は、黒丸で表されるような位相を持つ変圧器Ｔ １の第４の巻線を介して安定器回路の直流電源の負の電圧線に接続されている。 たとえば、変圧器Ｔ１がトロイダル・コアを含んでいる場合には、負荷すなわち ランプ・コイルＬ３を通る電流は、まず変圧器Ｔ１のトロイダル・コアの中心孔 を通した後で負の電圧線に接続されたワイヤを介して、負の電圧線に戻すことが できる。

【００２０】 次に安定器回路の動作について説明する。上記の半ブリッジ増幅器を構成する 直列接続のＦＥＴ Ｑ１およびＦＥＴ Ｑ２は、それぞれ変圧器Ｔ１の第２およ び第１の二次巻線からの互に逆位相の正弦波ゲート電圧によって駆動される。Ｆ ＥＴ Ｑ１とＦＥＴ Ｑ２の共通結合点すなわちスイッチ点Ａは直流電源の正の 電圧線（ダイオードＣＲ１およびＣＲ２の陰極）から負の電圧線（ダイオードＣ Ｒ３およびＣＲ４の陽極）への交互に切換えられるので、スイッチ点Ａと一方の 電圧線との間の電圧はバイアスされた方形波となる。この方形波電圧のピーク振 幅は直流電源電圧に等しいか、またはそれより若干低い。この若干の差はトラン ジスタ（すなわちＦＥＴ Ｑ１またはＦＥＴ Ｑ２）のオン抵抗とスイッチ点Ａ の電流とによってきまる。

【００２１】 負荷整合および高調波濾波回路網が１つ以上のＬＣ部分と高調波トラップで構 成されており、スイッチ点Ａに得られた方形波電圧入力を高調波成分の少ない正 弦波に変換して回路網出力（すなわちコンデンサＣ３の入力）に送出する。図で は１例として回路部品Ｌ１、Ｌ２、Ｃ１およびＣ２で構成される２段の回路網が 示されている。

【００２２】 安定器回路からほぼ正弦波状の出力電圧波形が得られることは、高調波周波数 でランプ負荷から放射されるＥＭＩが減る点で好ましい。ランプ・コイルＬ３に 与えられる安定器回路の出力電圧の基本周波数は、ＦＥＴ Ｑ１のゲートとＦＥ Ｔ Ｑ２のゲートに与えられる電圧の周波数によって定まる。 コンデンサＣ３はスイッチ点Ａの電圧の直流成分がランプ・コイルＬ３に達す るのを阻止し、また増幅器の動作周波数でランプ・コイルＬ３と共振に近い状態 にあることにより安定器回路からランプ・コイルＬ３へ最高の出力電力を伝達す る。典型的には、ランプ（図示しない）の放電を開始するため、１５００Ｖのピ ーク・ピーク電圧に近い正弦波状高電圧がコイルＬ３の両端間に発生される。こ の電圧はランプが始動されると直ちにずっと低いレベルに低下する。コンデンサ Ｃ３の値を共振に近い値から減らして安定器回路からランプ・コイルＬ３に与え られる電力を小さくすることにより、ランプから放出される光の強さを低くする こと（調光すること）ができる。

【００２３】 トランジスタＱ３とクリスタル共振子Ｘ１を含むクリスタル制御発振器によっ て、半ブリッジ・スイッチを駆動するための正弦波状ＲＦ電圧が変圧器Ｔ１の一 次巻線の両端間に発生される。クリスタル制御発振器はインダクタＬ４とコンデ ンサＣ６の結合点（点Ｂ）のＲＦ電流を、インダクタＬ４、結合コンデンサＣ６ 、および変圧器Ｔ１の一次巻線の両端から見た入力インピーダンスで構成された 共振回路に与える。ＦＥＴ Ｑ１とＦＥＴ Ｑ２の入力容量はそれらの和として 、コンデンサＣ６と直列接続される変圧器Ｔ１の一次巻線に反映される。変圧器 Ｔ１を通って流れる共振電流は、ＦＥＴ Ｑ１およびＦＥＴ Ｑ２を駆動するの に必要なレベルのゲート電圧が発生されるように充分大きくしなければならない 。このゲート電圧がＦＥＴのゲート閾値レベルを超えると直ちに各ＦＥＴが交互 に導通状態になる。共振電流はＦＥＴ Ｑ３により供給されるＲＦ電流に比べて 数倍大きくなり、このためＦＥＴ Ｑ３の電力消費が約１ワットという小さい値 でもＦＥＴ Ｑ１およびＦＥＴ Ｑ２に対して適当な高いゲート電圧を発生する ことができる。

【００２４】 クリスタル制御発振器には、ダイオードＣＲ１乃至ＣＲ４で構成された全波ブ リッジの内の半波整流器接続からダイオードＣＲ３の陽極の所に得られる直流電 圧が電圧降下用抵抗Ｒ３を介して供給される。代りに、濾波コンデンサＣ４の両 端間の直流電圧に抵抗Ｒ３を直接接続してＦＥＴ Ｑ３に給電することもできる 。しかし、この代替の実施例を使うと、抵抗Ｒ３とＦＥＴ Ｑ３の消費電力がか なり大きくなる。というのは、抵抗Ｒ３とＦＥＴ Ｑ３の両端間の平均電圧降下 が大きくなるからである。いずれの場合も、ＦＥＴ Ｑ３を通る休止（非振動） 電流はツェナーダイオードＺ１ならびに抵抗Ｒ４およびＲ２の作用により電源電 圧の影響を受けない。このため、ＦＥＴ Ｑ３により供給されるＲＦ電流も直流 電源電圧の変化の影響を受けない。したがって、ＦＥＴ Ｑ１およびＦＥＴ Ｑ ２のゲート駆動電圧も同様に直流電源電圧の変化を受けなくなる。

【００２５】 ＦＥＴ Ｑ３のドレインＤと（抵抗Ｒ４とインダクタＬ４の結合点である）点 Ｂとの間の回路はクリスタル共振子Ｘ１の周波数で自己発振する。クリスタル共 振子Ｘ１両端間のＲＦ電圧の一部はＦＥＴ Ｑ３の電極間容量を介して共振子Ｘ １に結合される。抵抗Ｒ１はクリスタル共振子Ｘ１の両端間にＲＦ電圧が得られ るように直列インピーダンスを与える。というのは、隣接したツェナーダイオー ドＺ１がＲＦ周波数でバイパス・コンデンサのように働き、抵抗Ｒ１が存在しな ければクリスタル共振子Ｘ１両端間のＲＦ電圧を非常に小さくしてしまうからで ある。

【００２６】 点Ｂの共振回路を含むクリスタル制御発振回路は変圧器Ｔ１の第１および第１ の二次巻線の両端間に充分な振幅の電圧を発生して、ＦＥＴ Ｑ１とＦＥＴ Ｑ ２の各々を各ＲＦ半サイクルの少なくとも一部の間、交互にターンオンする。こ れにより、ランプを始動するのに充分な出力電圧がコイルＬ３の両端間に得られ る。しかし、ＦＥＴ Ｑ１とＦＥＴ Ｑ２の各々をそれぞれその各ＲＦ半サイク ルの殆んどの間にわたって充分にターンオンさせておくためにはそれぞれ一層高 い正弦波状のゲート電圧が必要となる。このようにすると、安定器は良好な効率 で、しかもトランジスタのスイッチング用の定格電力レベルに近い電力レベルで 動作する。ゲート容量を一層高い電圧まで駆動するために付加的な電力が必要で ある。この付加的な電力を発振器のみによって供給すると、安定器全体の効率が 著しく低下する。電圧降下用抵抗Ｒ３の電力損失の増加とクリスタル制御発振器 回路の効率低下の結果として、効率が低下する。

【００２７】 本考案では、高効率で安定器回路を動作させるために必要な半ブリッジ増幅器 用の付加的なゲート駆動電力は、ＲＦ電力出力の一部を電力トランジスタの入力 に帰還することによって与えられる。これはランプ・コイルＬ３からの電流を変 圧器Ｔ１の第４の巻線すなわち帰還巻線を介して戻すことによって行なうことが 好ましい。

【００２８】 変圧器Ｔ１の第１および第２の二次巻線の極性は、ランプ電流が負の電圧線に 向って流れている期間中、第１の二次巻線に誘起されてＦＥＴ Ｑ２のゲートＧ に与えられる電圧がＦＥＴ Ｑ２をターンオンし、第２の二次巻線に誘起されて ＦＥＴ Ｑ１のゲートＧに与えられる電圧がＦＥＴ Ｑ１をターンオフするよう な極性になっている。したがって、ランプ・コイルＬ３からの帰還接続は再生的 である。

【００２９】 クリスタル制御発振器からのＲＦ電圧がない場合には、増幅器は振動を開始し ない。しかし、クリスタル制御発振器のターンオンによって変圧器Ｔ１の一次巻 線のＲＦ電圧が充分大きくなってＦＥＴ Ｑ１およびＦＥＴ Ｑ２をターンオン すると、増幅器は出力電力と帰還ゲート駆動電力の両方を発生し始める。点Ｂか らゲート駆動用の変圧器Ｔ１に与えられるクリスタル制御発振器からの電流成分 によって、増幅器出力は無負荷クリスタル周波数に近い周波数に保たれる。

【００３０】 入力駆動電圧が充分大きいときは、ランプ・コイルＬ３から変圧器Ｔ１へのラ ンプ電流の再生帰還によって半ブリッジ増幅器は電力発振器として動作する。こ の電力発振器の自走周波数は主として出力回路網の無効成分と増幅器トランジス タの電極間容量によって定められる。安定器の出力周波数は電力発振器の自走周 波数とクリスタル制御発振器の自走周波数との差の関数である。動作周波数は、 変圧器Ｔ１の巻線の両端間に発生するクリスタル制御発振器の電圧に対するラン プ・コイルＬ３からの電流帰還電圧の相対的な振幅および位相の関数である。所 定の出力回路網に対して増幅器の自走周波数はクリスタル制御発振器の自走周波 数より低く、電源電圧が上昇するとランプ・コイルＬ３に与えられる電力が増加 するので電圧共振は上向きになることがわかった。

【００３１】 安定器回路出力が放電型ランプ（図示しない）に接続されたとき、単に手をガ ラスのエンベロープに触れるだけでランプ・コイルＬ３の両端間に小さな容量性 負荷が生じ、スイッチ点Ａの電圧に対するランプ・コイルＬ３を通る電流の位相 角が増加する。これによりＦＥＴ Ｑ１のゲート信号の位相が進むので、安定器 回路からランプに与えられる電力が増加する。実際上、電力増加が付加的な負荷 を丁度補償し、ランプからの光のレベルの変化は殆んど知覚できないことがわか った。安定器の増幅器が充分に駆動されるが、ランプ・コイルＬ３からの電流帰 還が使用されない場合には、このような付加的な負荷がランプに加えられたとき ランプからの光出力が低下する。

【００３２】 ランプ負荷の変化は動作周波数に小さな変化を生じさせ、その結果スイッチ点 Ａの電圧に対するＦＥＴ Ｑ１またはＦＥＴ Ｑ２のゲートに加わる電圧の位相 の対応する変化が補償される。ランプ電流の再生帰還の結果として生じる周波数 ロック・ループ作用によって、周波数の変化は典型的には２ kＨz 以内に保持さ れる。負荷ならびに線路電圧の変化に対する周波数安定度は変圧器Ｔ１の一次巻 線の中を循環するクリスタル制御発振器の電流の振幅を大きくすることによって 改善される。

【００３３】 更に、安定器を放電ランプ負荷とともに動作させたとき、電力源１０からの電 源電圧の広い範囲にわたってランプ・コイルＬ３を通る正弦波電流の振幅は一定 に留まる傾向があることがわかった。この効果の原因の一部は、ランプ電力が増 加するとともに放電抵抗が上昇することによる。また、これまで説明してきた回 路のクリスタル制御発振器部分の定電流動作のため、電源電圧が変ってもゲート 駆動レベルは殆んど変らない。これはこの回路の重要な利点である。というのは 電力源１０からの入力電圧が低くてもＦＥＴ Ｑ１およびＦＥＴ Ｑ２のゲート の駆動電圧が不足することはないからである。このようなことが起ると、トラン ジスタは急速に過熱して破損してしまう。

【００３４】 安定器増幅器の動作周波数範囲の中心を１３．５６ＭＨz とするため安定器回 路に使用されるクリスタルを少し高い周波数にカットできることは明らかである 。 ランプと安定器の回路部品の値によっては、低い直流電源電圧では交流リップ ル電圧が電源電圧を減じるような位相にある期間中、交流リップルにより安定器 回路の出力周波数が許容限界外へ動くことがある。低い電源電圧でこのように周 波数が影響を受けやすいことにより、使用できる濾波コンデンサＣ４の最小の大 きさが制限され、これにより安定器回路の達成可能な最大入力力率が定められる 。

【００３５】 以上、安定器の出力周波数がＩＳＭ帯域の中にあり、かつランプ負荷インピー ダンス、安定器電源電圧、および安定器回路の温度が変化しても出力周波数をＩ ＳＭ帯域の許容限界内に保つことができる高効率のランプ安定器回路について図 示し、説明した。更に、この安定器回路は調光制御器（Ｃ３）をそなえ、ＳＥＦ ランプと一体化してパッケージとすることができる。

【００３６】 本考案のいくつかの好ましい特徴だけを例示してきたが、当業者には多くの変 形や変更を行なうことができる。特許請求の範囲はこのような当業者の行ない得 る変形や変更をすべて包含するものであることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に従って作られた安定器の回路図であ
る。

【符号の説明】

Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ Ｃ３ 直流阻止および同調用コンデンサ Ｃ４ 濾波コンデンサ Ｃ６ 結合コンデンサ ＣＲ１乃至ＣＲ４ ダイオード Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４ インダクタ Ｌ３ ランプ・コイル Ｑ１乃至Ｑ３ ＦＥＴ Ｔ１ 変圧器 Ｘ１ クリスタル共振子

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電力源に結合されて直流電圧を発生
   する整流濾波手段、上記直流電圧に結合されてＲＦ発振
   信号を発生する発振器回路、変圧器を含んでいて、上記
   発振信号に応答して上記発振信号の周波数で互いに逆位
   相のスイッチング信号を同時に発生するスイッチング信
   号発生手段、および入力が上記スイッチング手段に結合
   され、共通の出力が蛍光ランプ励起コイルに結合された
   直列接続の電力トランジスタを有し、更に、上記コイル
   と上記変圧器とに接続され、上記コイルの電流の一部を
   上記変圧器を介して上記電力トランジスタの入力に再生
   帰還する帰還手段を有していることを特徴とする無電極
   蛍光ランプ用の安定器回路。
2. 【請求項２】 上記変圧器が上記発振信号を受ける一次
   巻線ならびに上記トランジスタの上記入力に結合されて
   いる第１および第２の互いに逆位相の二次巻線を有し、
   上記帰還手段が上記変圧器の第３の二次巻線を含み、上
   記第３の二次巻線が上記コイルに結合されて、上記電力
   トランジスタをスイッチングするために変圧器の作用に
   より上記第１および第２の二次巻線の信号と組み合わせ
   るための再生帰還信号を発生する請求項１記載の安定器
   回路。
3. 【請求項３】 上記トランジスタの電力出力信号が方形
   波であり、上記共通の出力と上記コイルとの間には上記
   方形波を正弦波に変換する濾波回路が結合されている請
   求項１記載の安定器回路。
4. 【請求項４】 上記濾波回路と上記コイルとの間に、上
   記コイルに加えられる上記電力出力信号の部分を変化さ
   せる可変コンデンサが結合されている請求項３記載の安
   定器回路。