JPH0855691A

JPH0855691A - 広域操作のための蛍光ランプの電力供給および制御回路

Info

Publication number: JPH0855691A
Application number: JP7057666A
Authority: JP
Inventors: James M Williams; エム．ウィリアムズジェームズ
Original assignee: RINIAA TECHNOL CORP; Linear Technology LLC
Current assignee: RINIAA TECHNOL CORP; Linear Technology LLC
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1996-02-27
Also published as: DE69533681D1; EP0673184A2; EP0673184A3; EP0673184B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】低電圧ＤＣ電源から蛍光ランプを駆動する装
置および方法。【構成】ＤＣ−ＡＣインバータ２０が、低電圧ＤＣ
を、蛍光ランプ１５を駆動するための高電圧ＡＣに変換
する。ランプによって通電される電流の大きさを示すフ
ィードバック信号を生成するための回路３０を含むフィ
ートバックループ内にランプが含まれる。またはランプ
を駆動回路から絶縁して間接的にフィードバック信号を
引き出すことによって対称的に駆動される。フィードバ
ック信号はスイッチングレギュレータ２５に印加され
て、ランプ内に調整された電流、従って調整されたラン
プ強度を生成する。ランプ電流の大きさは調整され蛍光
ランプの光の強度が、実質的に完全なオフ状態から完全
なオン状態までを含む、選択された光の強度範囲にわた
って、円滑におよび連続的に変動するように調整され得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蛍光ランプの電力供給
装置に関する。詳しくは、本発明は、ランプが古くなっ
てもまたは電力供給電圧が変動してもほぼ一定の光の強
度で輝くようにランプを調整し得、また、実質的に完全
なオフ状態から完全なオン状態までを含む選択された強
度範囲にわたって連続的におよび円滑にランプの光の強
度を調整し得る、蛍光ランプの電力供給および制御回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光ランプは、効率的で照明面積の広い
可視光源を必要とするシステムで次第に多く用いられて
きている。例えば、ラップトップ型およびノートブック
型コンピュータなどの携帯用コンピュータは、蛍光ラン
プを液晶表示装置のバックライトまたはサイドライトと
して用いることにより、表示装置のコントラストまたは
輝度を向上させている。蛍光ランプは、車のダッシュボ
ードの照明としても用いられており、また、営業用ビル
におけるバッテリ駆動のバックアップ用非常出口照明シ
ステムに用いることも考慮されている。

【０００３】蛍光ランプは、白熱ランプより効率的で、
しかも発光の照射面積が広いため、上記のおよび他の低
電圧の適用に用いられ得る。特に、携帯用コンピュータ
などの、バッテリの寿命を長くすることが必要な適用で
は、効率性の良い蛍光ランプを用いることにより、バッ
テリの寿命が長くなるか、またはバッテリの重量が軽く
なる、またはこれら両方の効果が得られる。

【０００４】上述のような低電圧の適用では、蛍光ラン
プを作動させるためには電力供給および制御回路を用い
なければならない。これは、電力は典型的には３〜２０
ボルトＤＣ電源によって得られるが、蛍光ランプは、通
常は、効率良く作動するには１００ボルトＡＣ以上が必
要であるためである。従って、利用可能な低電圧のＤＣ
を必要な高電圧のＡＣに変換するために、電力供給およ
び制御回路が必要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の蛍光ランプの電
力供給および制御回路には次のような欠点がある。例え
ば、回路によっては、実質的に完全なオフ状態から完全
なオン状態まで円滑におよび連続的に蛍光ランプの強度
を変動させることができない。このような回路は低強度
の「デッドスポット」を有し、このスポットにより、蛍
光ランプの強度が零に向かって降下するときは、蛍光ラ
ンプを急激におよび予定より早くオフ状態にするか、ま
たは強度が零から上昇するときは、急激に「ポップオ
ン」させる。従来の回路の中には、単にランプの強度の
変動可能範囲を制限することによってこの問題を回避し
ているものがある。このような回路では、完全なオフ状
態から完全なオン状態までの範囲にわたって強度を調整
することはできない。

【０００６】従来のいくつかの蛍光ランプの電力供給お
よび制御回路が有する他の欠点は、ランプが古くなるに
従って、または電源電圧の変動に伴い、ランプの強度が
変化し得ることである。

【０００７】従来のいくつかの蛍光ランプの電力供給お
よび制御回路が有するさらに他の欠点は、非効率的であ
るということである。この非効率性により、使用するバ
ッテリの大きさおよび重量を大きくすることが必要とな
るか、またはバッテリの寿命が短くなる。いずれも携帯
用コンピュータへの適用においては望ましくない。

【０００８】従来のいくつかの蛍光ランプの電力供給お
よび制御回路が有するさらに他の欠点は、これらが高周
波の放出源であり得ることである。このような放出は、
周辺装置との望ましくない電磁妨害を引き起こし得、全
体的な回路効率が低下し得る。

【０００９】従来のいくつかの蛍光ランプの電力供給お
よび制御回路が有するさらに他の欠点は、比較的低い強
度レベルでは、蛍光ランプと接続した励磁電圧および電
流が低い場合、電磁界が蛍光管の長さ方向に不均一に分
布する結果となり得ることである。この結果、光出力が
管の長さ方向に劣化し、典型的には、管の低電圧端部で
は出力が不完全であるかまたは可視の出力が得られな
い。不均一な光分布を処理する従来の回路は、典型的に
は、ランプから絶縁される電圧モードレギュレータ回路
を含む。しかし、電圧モード調整により減光の範囲が制
限され、これにより、ランプの作動範囲が狭くなる。

【００１０】上記の問題点を解決するために、蛍光ラン
プが古くなっても、または電力供給電圧が変動しても実
質的に一定の強度で輝くように、ランプの強度を調整し
得る、蛍光ランプの電力供給および制御回路を提供する
ことが望ましい。

【００１１】また、ランプの強度が、選択された強度範
囲にわたって連続的におよび円滑にユーザによって調整
され得る蛍光ランプ用の電力供給および制御回路を提供
することが望ましい。

【００１２】さらに、ランプの強度が、実質的に完全な
オフ状態から完全なオン状態まで連続的におよび円滑に
ユーザによって調整され得る、蛍光ランプの電力供給お
よび制御回路を提供することが望ましい。

【００１３】さらに、効率的であることにより電力供給
必要量を低減し、またバッテリの寿命を延ばす、蛍光ラ
ンプの電力供給および制御回路を提供し得ることが望ま
しい。および、スプリアスの高周波放出を最小限にす
る、蛍光ランプの電力供給および制御回路を提供し得る
ことが望ましい。

【００１４】さらに、蛍光ランプが、広範囲の作動パラ
メータに対して、蛍光管の長さ方向にわたって均一に分
布する光出力を生成するのを可能にする、蛍光ランプの
電力供給および制御回路を提供することが望ましい。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による回路は、Ｄ
Ｃ電源から蛍光ランプを作動させる回路であって、前記
ＤＣ電源に接続される入力と、出力と、前記出力を制御
するためにフィードバック信号を受け取る制御端子とを
有するレギュレータと、前記レギュレータの出力に接続
され、前記蛍光ランプを発光させるのに十分なＡＣ電圧
および電流を出力端子で生成するＤＣ−ＡＣインバータ
と、前記蛍光ランプに供給される電流を間接的にモニタ
し、また、前記電流を示し、前記ランプが発する光を調
整するために前記レギュレータに接続されるフィードバ
ック信号を発生する、モニタ回路とを備えており、その
ことにより上記目的が達成される。

【００１６】好ましくは、前記ランプとインバータと
が、前記ランプが前記インバータから絶縁されるように
接続される。

【００１７】好ましくは、前記蛍光ランプによって通電
される電流を対応的に調整するフィードバック信号レギ
ュレータ回路をさらに備え、これにより、前記蛍光ラン
プが発する光の強度が所定の強度範囲にわたって円滑に
および連続的に変動され得る。

【００１８】好ましくは、前記蛍光ランプによって通電
される電流を対応的に調整するフィードバック信号レギ
ュレータ回路をさらに備え、これにより、前記蛍光ラン
プが発する光の強度が、実質的に完全なオフ状態から完
全なオン状態まで円滑におよび連続的に変動され得る。

【００１９】好ましくは、前記ＤＣ−ＡＣインバータに
よって生成されるＡＣ電圧出力が実質的に正弦波であ
る。

【００２０】好ましくは、前記蛍光ランプがバラストコ
ンデンサに接続される。

【００２１】好ましくは、前記間接モニタ回路が、前記
蛍光ランプによって通電される電流に比例するフィード
バック信号を生成する。

【００２２】好ましくは、前記間接モニタ回路が、前記
レギュレータの前記制御端子と直列に接続されるインピ
ーダンスを含み、前記フィードバック信号が前記インピ
ーダンスの少なくとも一部の間に生じる電圧を有する。

【００２３】好ましくは、前記インバータと前記モニタ
回路との間に直列に接続される整流回路をさらに備え、
前記整流回路は、前記インバータによって通電される電
流を整流し、これにより、前記モニタ回路が整流された
電流をモニタする。

【００２４】好ましくは、前記モニタ回路が、前記レギ
ュレータの前記制御端子と直列に接続される第１インピ
ーダンスを含み、前記フィードバック信号が前記第１イ
ンピーダンスの少なくとも一部の間に生じる電圧を含
み、また、前記フィードバック信号レギュレータ回路が
前記第１インピーダンスの少なくとも一部と直列に接続
される可変インピーダンスを含み、前記可変インピーダ
ンスが、前記蛍光ランプの強度を実質的に完全なオフ状
態から完全なオン状態までを含む範囲にわたって変動さ
せるのに十分な調整範囲を有する。

【００２５】好ましくは、前記ＤＣ−ＡＣインバータの
前記出力端子が、複数の蛍光ランプを通る電流を発生す
るように接続される。

【００２６】好ましくは、前記複数の蛍光ランプが直列
に接続される。

【００２７】好ましくは、前記複数の蛍光ランプが並列
に接続され、前記モニタ回路が前記蛍光ランプによって
通電される組み合わされた電流をモニタする。

【００２８】好ましくは、前記レギュレータがスイッチ
ングレギュレータである。

【００２９】好ましくは、前記レギュレータが電流モー
ドスイッチングレギュレータである。

【００３０】本発明の回路によれば、ＤＣ電源から蛍光
ランプを作動させる回路であって、前記ＤＣ電源に接続
される入力と、出力と、前記出力を制御するためにフィ
ードバック信号を受け取る制御端子とを有するレギュレ
ータと、前記レギュレータの出力に接続され、ＡＣ電圧
を出力端子で生成するＤＣ−ＡＣインバータと、前記蛍
光ランプを前記インバータに接続する、接続手段と、前
記ランプに供給される電流を間接的にモニタし、また、
前記電流を示し、前記ランプが発する光を調整するため
に前記レギュレータに接続されるフィードバック信号を
生成する、モニタ手段とを備えており、そのことにより
上記目的が達成される。

【００３１】好ましくは、前記接続手段が前記ランプを
前記インバータから絶縁する。

【００３２】好ましくは、前記蛍光ランプによって通電
される電流を対応的に調整するフィードバック信号調整
手段をさらに備え、これにより、前記蛍光ランプが発す
る光の強度が所定の強度範囲にわたって円滑におよび連
続的に変動され得る。

【００３３】好ましくは、前記蛍光ランプによって通電
される電流を対応的に調整するフィードバック信号調整
手段をさらに備え、これにより、前記蛍光ランプが発す
る光の強度が実質的に完全なオフ状態から完全なオン状
態まで円滑におよび連続的に変動され得る。

【００３４】好ましくは、前記ＤＣ−ＡＣインバータに
よって生成されるＡＣ電圧出力が実質的に正弦波であ
る。

【００３５】好ましくは、前記蛍光ランプがバラストコ
ンデンサに接続される。

【００３６】好ましくは、前記モニタ手段が、前記蛍光
ランプによって通電される電流に比例するフィードバッ
ク信号を生成する。

【００３７】好ましくは、前記モニタ手段が、前記レギ
ュレータの前記制御端子と直列に接続されるインピーダ
ンスを含み、前記フィードバック信号が前記インピーダ
ンスの少なくとも一部の間で生じる電圧を有する。

【００３８】好ましくは、前記インバータと前記モニタ
手段との間に直列に接続される整流回路手段をさらに備
え、前記手段は、前記インバータによって通電される電
流を整流し、前記モニタ手段が整流された電流をモニタ
する。

【００３９】好ましくは、前記モニタ手段が、前記レギ
ュレータの前記制御端子と直列に接続される第１インピ
ーダンスを含み、前記フィードバック信号が前記第１イ
ンピーダンスの少なくとも一部の間に生じる電圧を含
み、また、前記フィードバック信号調整手段が前記第１
インピーダンスの少なくとも一部と直列に接続される可
変インピーダンスを含み、前記可変インピーダンスが、
前記蛍光ランプの強度を実質的に完全なオフ状態から完
全なオン状態までを含む範囲にわたって変動させるのに
十分な調整範囲を有する。

【００４０】好ましくは、前記ＤＣ−ＡＣインバータの
前記出力が、複数の蛍光ランプを通る電流を発生するよ
うに接続される。

【００４１】好ましくは、前記複数の蛍光ランプが直列
に接続される。

【００４２】好ましくは、前記複数の蛍光ランプが並列
に接続され、前記モニタ手段が前記蛍光ランプによって
通電される組み合わされた電流をモニタする。

【００４３】好ましくは、前記レギュレータがスイッチ
ングレギュレータである。

【００４４】好ましくは、前記レギュレータが電流モー
ドスイッチングレギュレータである。

【００４５】本発明による回路は、ＤＣ電源から蛍光ラ
ンプを作動させる回路であって、調整されたＤＣ出力を
生成し、前記出力を制御するためにフィードバック信号
を受け取る入力を有するレギュレータと、前記調整され
た出力に接続され、ＡＣ電圧を生成するＤＣ−ＡＣイン
バータと、前記ＡＣ出力に接続される第１巻線と前記蛍
光ランプに接続される第２巻線とを有する変圧器と、前
記蛍光ランプに供給される電流を間接的にモニタし、前
記ランプが発する光を調整するフィードバック信号を発
生するモニタ回路とを備えており、そのことにより上記
目的が達成される。

【００４６】好ましくは、前記第２巻線が、前記ランプ
がインバータから絶縁されるように前記ランプに接続さ
れる。

【００４７】好ましくは、前記フィードバック信号を変
動させて前記蛍光ランプによって通電される電流をこれ
に反応して変動させるレギュレータ回路をさらに備え、
これにより、前記蛍光ランプの強度が、所定の強度範囲
にわたって円滑におよび連続的に制御され得る。

【００４８】好ましくは、前記フィードバック信号を変
動させて前記蛍光ランプによって通電される電流をこれ
に反応して変動させるレギュレータ回路をさらに備え、
これにより、前記蛍光ランプの強度が、実質的に完全な
オフ状態から完全なオン状態まで円滑におよび連続的に
制御され得る。

【００４９】好ましくは、前記モニタ回路が、前記第１
巻線によって通電される電流を整流する整流器と、前記
整流器と直列に接続される抵抗器と、前記抵抗器と直列
に接続され、前記整流された第１巻線の電流をフィルタ
処理するコンデンサとをさらに備え、前記フィードバッ
ク信号が前記コンデンサの間に生じる電圧を含む。

【００５０】好ましくは、前記モニタ回路に接続され、
前記フィードバック信号の大きさを変動させて、これに
反応して前記蛍光ランプによって通電される電流を変動
させる可変抵抗器をさらに備え、これにより、前記蛍光
ランプの強度が円滑におよび連続的に調整され得る。

【００５１】好ましくは、前記変圧器の前記第２巻線が
複数の蛍光ランプに接続される。

【００５２】好ましくは、前記複数の蛍光ランプが直列
に接続される。

【００５３】好ましくは、前記複数の蛍光ランプが並列
に接続され、前記モニタ回路が前記蛍光ランプによって
通電される組み合わされた電流をモニタする。

【００５４】本発明による回路は、ＤＣ電源から蛍光ラ
ンプを作動させる回路であって、前記ＤＣ電源に接続さ
れる入力と、出力と、前記出力で生成される電流を制御
するために信号を受け取る制御端子とを有する電流モー
ドスイッチングレギュレータと、前記スイッチングレギ
ュレータの出力に接続され、ＡＣ電圧を生成する発振器
と、一次巻線と、前記蛍光ランプに接続される二次巻線
とを有するステップアップ変圧器であって、前記一次巻
線は前記発振器に接続されて前記発振器によって生成さ
れる前記ＡＣ電圧を、前記二次巻線の間で、前記蛍光ラ
ンプを作動させるのに十分に高いＡＣ電圧に変換する、
ステップアップ変圧器と、前記変圧器の一次巻線に入力
される前記電流の少なくとも一部を通電させて、前記電
流に比例するフィードバック信号を発生するインピーダ
ンスを含む電流感知回路であって、前記フィードバック
信号を、前記蛍光ランプに通電される電流と前記蛍光ラ
ンプが発する光の強度とを調整する、前記スイッチング
レギュレータに通電されるように接続される電流感知回
路とを備えており、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００５５】好ましくは、前記二次巻線が前記一次巻線
から絶縁される。

【００５６】本発明による回路は、ＤＣ電源から蛍光ラ
ンプを作動させる回路であって、前記ＤＣ電源に接続さ
れる入力と、出力と、前記出力で生成される電流を制御
するために信号を受け取る制御端子とを有する電流モー
ドスイッチングレギュレータと、前記スイッチングレギ
ュレータの出力に接続され、ＡＣ電圧を生成する発振器
と、一次巻線と、前記蛍光ランプに接続される二次巻線
とを有するステップアップ変圧器であって、前記一次巻
線は前記発振器に接続され前記発振器によって生成され
る前記ＡＣ電圧を、前記二次巻線の間で、前記蛍光ラン
プを作動させるのに十分に高いＡＣ電圧に変換する、ス
テップアップ変圧器と、前記変圧器の一次巻線によって
出力される前記電流の少なくとも一部を通電させて、前
記電流に比例するフィードバック信号を発生するインピ
ーダンスを含む電流感知回路であって、前記フィードバ
ック信号を、前記蛍光ランプに通電される電流と前記蛍
光ランプが発する光の強度とを調整する、前記スイッチ
ングレギュレータに通電されるように接続される電流感
知回路とを備えており、そのことにより上記目的が達成
される。

【００５７】好ましくは、前記二次巻線が前記一次巻線
から絶縁される。

【００５８】本発明による回路は、ＤＣ電源から作動可
能な回路であって、少なくとも１本の蛍光ランプと、前
記ＤＣ電源に接続される入力と、出力と、前記出力を制
御するためにフィードバック信号を受け取る制御端子と
を有するレギュレータと、前記レギュレータの出力に接
続され、前記蛍光ランプが発光するのに十分な高電圧Ａ
Ｃを出力端子で生成するＤＣ−ＡＣインバータであっ
て、前記出力端子は前記蛍光ランプを通る電流を発生す
るように磁気的に接続される、ＤＣ−ＡＣインバータ
と、前記インバータを通る電流をモニタすることによっ
て前記蛍光ランプによって通電される電流を間接的に感
知し、前記ランプ電流の大きさを示すフィードバック信
号を生成し、また前記ランプが通電する電流と前記ラン
プが発する光の強度とを調整するために前記フィードバ
ック信号を前記レギュレータに接続させる、感知回路と
を備えており、そのことにより上記目的が達成される。

【００５９】好ましくは、前記蛍光ランプが前記インバ
ータから絶縁される。

【００６０】本発明による方法は、ＤＣ電源から蛍光ラ
ンプを作動させる方法であって、前記蛍光ランプが光を
発するために前記蛍光ランプを通る電流を十分に発生さ
せるために、ＤＣ電力をＡＣ電圧に変換する工程と、前
記変換する工程の間、入力電流または出力電流の一方を
モニタすることによって、前記蛍光ランプによって通電
される電流を間接的に感知する工程と、前記入力電流ま
たは前記出力電流の一方の大きさを示すフィードバック
信号を生成する工程と、前記ランプに通電される前記電
流と前記ランプが発光する光の強度とが調整されるよう
に、前記フィードバック信号に応じて、ＤＣ電力を高電
圧ＡＣに変換することを制御する工程とを包含してお
り、そのことにより上記目的が達成される。

【００６１】好ましくは、前記間接的に感知する工程
が、前記入力電流と前記出力電流とがランプから絶縁さ
れるように、前記入力電流と前記出力電流とを感知す
る。

【００６２】好ましくは、前記蛍光ランプによって通電
される電流を対応的に調整するために前記フィードバッ
ク信号を調整する工程をさらに包含し、これにより、前
記蛍光ランプが発する光の強度が所定の強度範囲にわた
って円滑におよび連続的に変動され得る。

【００６３】好ましくは、前記蛍光ランプによって通電
される電流を対応的に調整するために前記フィードバッ
ク信号を調整手段する工程をさらに包含し、これによ
り、前記蛍光ランプが発する光の強度が実質的に完全な
オフ状態から完全なオン状態まで円滑におよび連続的に
変動され得る。

【００６４】好ましくは、前記制御する工程が、前記Ｄ
Ｃ電力を実質的に正弦波の高電圧ＡＣに変換する。

【００６５】好ましくは、前記フィードバック信号が前
記蛍光ランプによって通電される電流に比例する。

【００６６】

【作用】本発明によれば、低電圧のＤＣ電源から蛍光ラ
ンプを駆動するための電力供給および制御回路ならびに
その方法が提供される。ＤＣ電源によって通電されるレ
ギュレータ回路はＤＣ−ＡＣインバータに接続され、Ｄ
Ｃ−ＡＣインバータの出力がランプの第１端子に接続さ
れる。インバータは、レギュレータ回路の制御の下で、
入力ＤＣ電源によって供給された低電圧のＤＣを、蛍光
ランプを作動させるのに十分な高電圧の正弦波ＡＣに変
換する。

【００６７】ある実施態様では、ランプの第２端子は、
ランプによって通電される電流の大きさを感知してこれ
を示す信号を生成する回路に接続する。この電流感知信
号はレギュレータに戻され、インバータによってランプ
に供給される電流を調整する。この結果、ランプが通電
する電流、従って、ランプが発する光の強度は、フィー
ドバック信号の関数として調整される。

【００６８】他の実施態様では、および本発明の他の面
においては、ランプが駆動回路に直接に接続せず完全に
絶縁されるように、ランプの両端子は変圧器のＡＣ出力
の両端子間に接続され得る。蛍光ランプの出力は、ラン
プの駆動電力をモニタする回路によって間接的に調整さ
れる。この結果、ランプ駆動の非対称性は低減され、ラ
ンプの長さ方向のエネルギーおよび光の出力の分布がよ
り均一になる。

【００６９】上記両実施態様において、ユーザによって
ランプの駆動電流を変動させ得る手段が提供される。こ
れにより、ランプの強度が選択された強度範囲にわたっ
て円滑におよび連続的に（デッドスポットまたはポップ
オンを引き起こすことなく）調整され得る。この強度変
動の範囲は、所望であれば、実質的に完全なオフ状態か
ら完全なオン状態までを含み得る。

【００７０】実質的に正弦波のＡＣを生成するためにス
イッチングレギュレータとインバータとを組み合わせる
ことにより、スプリアスの高周波放出を最小限にする極
めて効率的な回路が得られる。さらに、ランプを駆動回
路に直接電気接続されずに絶縁され、フィードバック信
号を間接的にモニタすることにより、電界がより均一に
分布され、蛍光ランプから発光する光の均一性が向上す
る。

【００７１】

【実施例】図１は、本発明の蛍光ランプの電力供給およ
び制御回路のブロック図である。図１に示すように、入
力ＤＣ電源３５が回路に電力を供給する。電源３５はい
かなるＤＣ電力源でもよい。例えば、ラップトップ型ま
たはノートブック型コンピュータなどの携帯用コンピュ
ータの場合には、電源３５は、３〜５ボルトを供給する
ニッッケル−カドミウムまたは水素化合物−ニッケルバ
ッテリであり得る。もしくは、本発明の回路が車のダッ
シュボードに用いられる場合は、電源３５は１２〜１４
ボルトの自動車用バッテリおよび電力供給装置であり得
る。同様に、蛍光ランプ１５はいかなるタイプの蛍光ラ
ンプでもよい。例えば、携帯用コンピュータの表示装置
を照明する場合には、蛍光ランプ１５は冷陰極または熱
陰極の蛍光ランプであり得る。

【００７２】入力ＤＣ電源３５は、レギュレータ回路２
５（端子２７）および高電圧インバータ２０（端子２
１）に低電圧のＤＣを供給する。レギュレータ回路２５
は線形またはスイッチングレギュレータであり得るが、
効率を最大限にするためには、スイッチングレギュレー
タが好適である。レギュレータ回路２５の出力は端子２
８から得られる。端子２６は、レギュレータ２５の出力
を制御し得るフィードバック信号を受け取るようにされ
たフィードバック端子である。レギュレータ２５がスイ
ッチングレギュレータであれば、フィードバック端子に
よりレギュレータのスイッチングトランジスタのデュー
ティサイクルが制御され、これにより出力が調整され
る。

【００７３】高電圧インバータ２０は、端子２１で入力
ＤＣ電源３５から低電圧ＤＣ入力を受け取り、出力端子
２３で、蛍光ランプ１５を駆動するのに十分な大きさの
ＡＣ電圧を生成する。典型的には、インバータ回路２０
によって生成されるＡＣ電圧は１００ボルト以上であ
る。端子２２は制御端子であり、レギュレータ回路２５
の端子２８から制御信号を受け取る。制御信号は後述す
る方法で高電圧インバータ２０の出力を調整する。イン
バータ２０の出力はランプの端子１６で（典型的には、
図示しないが従来のバラスト（安定）コンデンサを介し
て）ランプ１５に接続される。作動効率を最大限にし、
また無線周波数の干渉の輻射を最小限にするために、イ
ンバータ回路２０は好ましくはＤＣ電力を正弦波のＡＣ
電力に変換する。

【００７４】図１にはまた、端子３２でランプ１５の端
子１７に接続した電流フィードバック回路３０が示され
ている。フィードバック回路３０は端子３１で、蛍光ラ
ンプ１５によって通電される電流Ｉ_LAMPの大きさを示す
フィードバック信号ＦＢを生成する機能を有する。回路
３０としては、多くの異なる型の電流フィードバック回
路が使用され得る。しかし、好ましくは、回路３０は端
子３２と接地との間に接続される電流感知インピーダン
スを有し、端子３１の信号ＦＢはＩ_LAMPの大きさに比例
するこのインピーダンスの間に生じる電圧である。ま
た、電流フィードバック回路３０の端子３３と接地との
間には可変抵抗器３４が接続されている。後述のよう
に、可変抵抗器３４はフィードバック信号ＦＢの大き
さ、従って回路のループゲインを調整するために用いら
れ得る。この結果、蛍光ランプ１５の光の強度を、この
制御装置３４を用いて、所望であれば、実質的に完全な
オフ状態から完全なオン状態までを含む選択された強度
範囲にわたって円滑におよび連続的に（デッドスポット
またはポップオンなしに）調整することが可能である。

【００７５】図１の回路は以下のように作動する。高電
圧インバータ２０は、レギュレータ回路２５との組み合
わせにおいて、高電圧ＡＣ電力を蛍光ランプ１５に供給
する。蛍光ランプ１５を流れる電流Ｉ_LAMPは電流フィー
ドバック回路３０によって感知される。回路３０はＩ
_LAMPの大きさに比例するフィードバック信号ＦＢを生成
する。信号ＦＢをレギュレータ回路２５のフィードバッ
ク端子に戻すことにより、レギュレータ回路２５の出力
はＩ_LAMPの大きさの関数として変調される。次にレギュ
レータ回路２５の出力がインバータ２０の出力を制御お
よび変調する。この結果、蛍光ランプ１５によって通電
される電流（Ｉ_LAMP）の大きさ、つまりランプによって
発光される光の強さが、実質的に一定値に調整される。

【００７６】レギュレータ２５を有する電流フィードバ
ックループ内にランプ１５を加えることにより、ランプ
の電流および光強度は調整され、従って、入力電力、ラ
ンプ特性、または環境要因が変化しても実質的に一定に
維持される。回路１０は、ランプのインピーダンスまた
は電力供給電圧とは係わりなく、ランプの電流Ｉ_LAMPを
実質的に一定に保持する機能を有する。従って、ランプ
が古くなるに従ってランプのインピーダンスが上昇また
は下降するとき、回路１０はこのような変化に合わせて
適切な調整を行い、これにより、ランプが古くなっても
調整された一定の電流およびランプの光の強度が維持さ
れる。回路１０は、電力供給電圧が変動するときも同様
に調整を行う。従って、いくつかの適用においては、本
発明のこれらの特徴により蛍光ランプの有用寿命を長く
することができる。

【００７７】ランプ１５の作動電流（従って、ランプの
光の強度）は、フィードバックゲインを可変抵抗器３４
を介して調整することによって調整可能に制御され得
る。抵抗器３４を変動させることによって、レギュレー
タ２５に印加されるフィードバック信号ＦＢの大きさが
変動する。これに反応して、ランプの電流Ｉ_LAMPが変動
する。蛍光ランプは高インピーダンスを有し、本質的に
電流駆動の装置であるため、Ｉ_LAMPの大きさが変動する
とランプ１５の光の強度が変動する。直接制御されるの
はランプの電流であるため、可変抵抗器３４は、デッド
スポットまたはポップオンを引き起こすことなく、所望
であれば完全なオフ状態から完全なオン状態までを含む
選択された強度範囲の調整を通じて、ランプの光の強度
を円滑におよび連続的に調整する。

【００７８】当然ながら、当業者には周知のように、可
変抵抗器３４は例示的に示されているものであってこれ
に限定されない。ランプの電流の可変制御を行うために
は、他の回路方法および構成を用い得る。例えば、フィ
ードバック地点（レギュレータ回路２５の端子２６）で
信号（図示せず）を追加してループゲインを調整するこ
とによって、同様のランプの光の強度制御作用が得られ
得る。

【００７９】図２は、図１の蛍光ランプの電力供給およ
び制御回路の第１の実施例の概略図である。

【００８０】図２に示すように、入力ＤＣ電源３５は蛍
光ランプの電力供給および制御回路１００のための電力
を供給する。入力ＤＣ電源３５は、従来の電源のいかな
るものでもよいが、プッシュプル高電圧インバータ回路
１２０と電流モードスイッチングレギュレータ回路１２
５とに低電圧のＤＣ（約３〜２０ボルト）を供給する。
スイッチングレギュレータ１２５は多くの市販のスイッ
チングレギュレータのいかなるものでもよい。しかし、
図２の実施例では、レギュレータ１２５は、好ましく
は、ＬＴ−１０７２集積回路スイッチングレギュレータ
（Milpital, CaliforniaLinearにあるTechnology Corpo
rationにより市販）である。ＬＴ−１０７２スイッチン
グレギュレータを用いる場合、レギュレータ回路１２５
は、電源３５に接続されたピンＶ_IN（端子１２７）と、
接地された端子Ｅ１、Ｅ２、およびＧＮＤと、コンデン
サ１６２を介して接地された周波数補償端子Ｖ_Cと、切
り換えられる出力ピンＶ_SW（端子１２８）およびフィー
ドバックピンＶ_FB（端子１２６）とを含む。

【００８１】インバータ回路１２０は、入力ＤＣ電源３
５からのＤＣ電力を高電圧正弦波ＡＣに変換する電流駆
動の高電圧プッシュプルインバータである。インバータ
１２０は自励発振回路である。トランジスタ１２２およ
び１２３は位相を異にして通電し、変圧器１２１が飽和
する毎に切り換わる。完全な１サイクルの間に、変圧器
１２１のコアの磁束密度は一方向の飽和値とこれと反対
方向の飽和値との間を変動する。磁束密度が負の最小値
から正の最大値まで変動するサイクル時間の間は、トラ
ンジスタ１２２および１２３の一方がオン状態にある。
サイクル時間の残りの間（すなわち、磁束密度が正の最
大値から負の最小値まで変動するとき）は、他方のトラ
ンジスタがオン状態にある。

【００８２】トランジスタ１２２および１２３の切り換
えは、変圧器１２１の磁束密度が飽和を開始するとき始
まる。この時点で、変圧器１２１のインダクタンスは零
に向かって急速に減少し、この結果、急激に上昇する高
いコレクタ電流がオン状態のトランジスタ内を流れる。
この電流スパイクは変圧器１２１の変圧器バイアス巻線
１２１ｂによって拾われる。トランジスタ１２２および
１２３のベース端子が変圧器１２１のバイアス巻線１２
１ｂに接続しているため、この電流スパイクはこれを生
成したトランジスタのベースに戻される。この結果、ト
ランジスタは飽和をやめカットオフの状態になりオフに
なる。従って、変圧器１２１内の電流は急激に降下し、
次に変圧器の巻線の電圧の極性が逆になり、この結果、
オフ状態であった他方のトランジスタがオン状態とな
る。以後、この第２のトランジスタのための切り換え動
作が繰り返される。

【００８３】トランジスタ１２２および１２３は約５０
％のデューティサイクルでオン状態およびオフ状態に切
り換わる。コンデンサ１２４はトランジスタ１２２およ
び１２３のコレクタ間に接続されており、トランジスタ
１２２および１２３のコレクタで方形波状の電圧発振と
なり得るものを実質的に正弦波とする。従って、コンデ
ンサ１２４は回路からの無線周波数輻射を減らすように
作動する。発振周波数は、最初は、変圧器１２１と、ト
ランジスタ１２２および１２３のコレクタ間に接続され
たコンデンサ１２４と、蛍光ランプ１５と、変圧器１２
１の二次巻線１２１ｄに接続されるバラストコンデンサ
１６０との特性の組み合わせによって設定される。コン
デンサ１５６は高周波数インピーダンスを減少させ、こ
れにより、変圧器の中央タップ１２１ａはすべての周波
数で零インピーダンスとなる。

【００８４】変圧器１２１は、トランジスタ１２２およ
び１２３のコレクタで正弦波電圧を上げて、二次巻線１
２１ｄで、蛍光ランプ１５（図ではバラストコンデンサ
１６０を介して二次巻線１２１ｄに接続している）を駆
動するのに十分に高い電圧のＡＣ波形を生成する。バラ
ストコンデンサ１６０は、ランプ１５と直列に、制御さ
れたインピーダンスを挿入し、これにより、ランプ特性
に対する回路の感度を最小限にし、またＤＣ成分に対す
る蛍光ランプ１５の照射量を最小限にする。

【００８５】従って、インバータ１２０は、電流モード
スイッチングレギュレータ回路１２５と共に、高電圧で
制御されたＡＣ電流を蛍光ランプ１５の端子１６に供給
する。レギュレータ１２５の端子１２８とトランジスタ
１２２および１２３のエミッタとの間にインダクタ１４
３が接続されており、スイッチングレギュレータ１２５
のためのエネルギー蓄積要素として働く。インダクタ１
４３はまた、トランジスタ１２２および１２３のコレク
タ電流を設定する。従って、変圧器１２１の一次巻線１
２１ｃを通るエネルギーは二次巻線１２１ｄを介してラ
ンプ１５に供給される。入力ＤＣ電源３５と切り換えら
れた出力ピンＶ_SWとの間に接続されているショットキー
ダイオード１４２は、スイッチングレギュレータ回路１
２５がオフサイクルの間、インダクタ１４３を通る電流
を維持する。抵抗器１５７はトランジスタ１２２および
１２３の各々のベースをＤＣバイアスする。

【００８６】変圧器１２１によってランプ１５に供給さ
れる電流（Ｉ_LAMP）は、ランプ１５、ダイオード１４
４、およびフィードバック回路１３０を含むフィードバ
ックループによって実質的に一定の値に調整される。ダ
イオード１４４はダイオード１４３と共に、ランプの電
流Ｉ_LAMPを半波整流する。ダイオード１４３はＩ_LAMPの
各サイクルの負の部分を接地に引き込み、またダイオー
ド１４４はこの電流の正の部分（ランプ電流Ｉ_LAMPの半
分を表す）をフィードバック回路１３０に通す。フィー
ドバック回路１３０は、ダイオード１４４の陰極と接地
間に直列で接続する抵抗器１５１およびコンデンサ１５
２を有する。この回路はコンデンサ１５２の間に、Ｉ
_LAMPの大きさに比例する電圧を生成する。この電圧（Ｆ
Ｂ）はスイッチングレギュレータ１２５のフィードバッ
クピン（端子１２６）に供給される。上記の接続によ
り、ランプ電流を調整するフィードバック制御ループが
閉じられる。抵抗器１４６および１４７は抵抗器１５１
およびコンデンサ１５２と並列に接続され、フィードバ
ックピンに供給される電圧（ＦＢ）のＤＣ調整を可能に
する。

【００８７】図２の回路１００の始動の時点では、スイ
ッチングレギュレータ回路１２５のフィードバックピン
１２６の電圧（ＦＢ）は、一般には、レギュレータ回路
１２５の内部基準電圧（すなわち、上記のＬＴ−１０７
２では１．２３ボルト）より小さい。従って、レギュレ
ータ回路１２５の切り換えられた出力ピンＶ_SW（端子１
２８）で完全なデューディサイクル変調が生じる。この
結果、インダクタ１４３は、変圧器１２１の中央タップ
１２１ａからトランジスタ１２２および１２３を通って
インダクタ１４３へ流れる電流を通す。この電流はレギ
ュレータの作用によって切り換えにより接地に流れる。
この切り換えによりランプ１５の平均電流Ｉ_LAMPが制御
され、この電流量はフィードバック端子Ｖ_FB（端子１２
６）でのフィードバック信号ＦＢの大きさによって設定
される。

【００８８】フィードバックループにより、スイッチン
グレギュレータ１２５はインバータ１２０の出力をラン
プ１５内の電流を一定に維持するのに必要な値に変調す
る。しかし、定電流の大きさは可変抵抗器１４７によっ
て変動し得る。ランプ１５の光の強度はランプを流れる
電流の大きさに直接関係するため、可変抵抗器１４７に
よってランプ１５の光の強度は、ランプの光の強度が低
いとき「デッドスポット」または「ポップオン」を引き
起こすことなく、完全なオフ状態から完全なオン状態ま
でを含む選択された強度範囲にわたって円滑におよび連
続して調整され得る。

【００８９】図２の回路は市販の構成要素を用いて装備
され得る。例えば、この回路は、以下の表１に示した構
成要素および値を用いて構成および作動し得る。

【００９０】

【表１】

【００９１】表１の構成要素により、インバータ１２０
は約６０ｋＨｚの周波数で発振する。約４．５〜２０ボ
ルトの入力ＤＣ電源電圧により、回路は約７８％の効率
で作動し、ピーク間で約１４００ボルトが変圧器の二次
巻線の間に生じる。約３〜５ボルトの入力ＤＣ電源電圧
で作動するときは、効率は約８２％まで向上する。

【００９２】当業者には自明のように、図２の回路は、
本発明の精神および範囲から離れることなく様々に改変
し得る。例えば、ランプ１５の光の強度は、可変抵抗器
１４７によってではなく、図３に示すように、フィード
バックループに信号Ｓを可変するように導くことによっ
て変動させ得る。信号Ｓは、レギュレータ１２５に印加
されるフィードバック信号ＦＢの大きさを変動させるこ
とによって、フィードバックループのループゲインを変
動させるように働く。図２の可変抵抗器１４７における
ように、図３の信号Ｓの導入によって、ランプ１５の強
度を「デッドスポット」または「ポップオン」を引き起
こすことなく変動させることが可能になる。

【００９３】例えば、図３の信号Ｓは、従来の光電池、
または周囲光の強度をモニタする他の光学検出回路（図
示せず）の出力から得られ得る。このような回路によ
り、蛍光ランプの電力供給および制御回路は、環境内の
周囲光の強度に応じて、蛍光ランプの光の強度を補償お
よび調整することが可能となる。従って、環境内の周囲
光の強度が低いと、蛍光ランプの光の強度は高い値に調
整され得る。同様に、周囲光の強度が高いと、蛍光ラン
プの光の強度は低い値に調整され得る。当然ながら、当
業者には周知のように、信号Ｓは、蛍光ランプの光の強
度を所望の方法で変動させるものであれば実質的にいか
なる他の回路から供給されてもよい。

【００９４】図４(a)〜図４(c)に、本発明の範囲に属す
るさらなる改変例を示す。図４(a)〜図４(c)は、各々、
複数の蛍光ランプを駆動するための回路構成の例を示
す。図４(a)の回路では、２本の蛍光ランプ１５Ａおよ
び１５Ｂがバラストコンデンサ１６０と端子１７との間
で直列に駆動される。フィードバック回路１３０は図３
に示す方法と同様の方法で接続され、ランプ電流Ｉ_LAMP
をサンプリングして電流調整を行う。

【００９５】図４(b)の回路では、各々がそれ自体の直
列接続したバラストコンデンサ１６０Ａおよび１６０Ｂ
を有する２本の蛍光ランプ１５Ａおよび１５Ｂが並列に
駆動される。ランプ１５Ａおよび１５Ｂの端子１７Ａお
よび１７Ｂは互いに接続される。フィードバック回路１
３０はランプ１５Ａおよび１５Ｂの各々の端子１７Ａお
よび１７Ｂに共通に接続され、これにより、組み合わさ
れたランプ電流Ｉ_LAMP _A＋Ｉ_LAMPBをサンプリングして電
流調整を行う。さらに、図４(b)ではバラストコンデン
サ１６０Ａおよび１６０Ｂは二次巻線１２１ｄに共通に
接続されているが、これらはまた、変圧器１２１の二次
側の各々別個の巻線に接続され得る。従って、変圧器１
２１は複数の二次巻線を含み得、各ランプは各々のバラ
ストコンデンサを介して異なる巻線に接続され得る。

【００９６】図４(c)の回路では、各々がそれ自体の直
列接続したバラストコンデンサ１６０Ａおよび１６０Ｂ
を有する２本の蛍光ランプ１５Ａおよび１５Ｂが、同様
の駆動条件（すなわち、疑似並列）で駆動される。しか
し、フィードバック回路１３０はランプ１５Ａのみに
（端子１７Ａを介して）接続され、これにより、ランプ
１５Ａを通るランプ電流Ｉ_LAMPAのみがサンプリングさ
れてフィードバックを行う。ランプ１５Ｂはフィードバ
ックループ内に含まれないが、ランプ１５Ｂの作動特性
がランプ１５Ａの作動特性に類似している場合には、そ
の強度もまた実質的に一定の値に調整される。さらに、
図４(c)ではバラストコンデンサ１６０Ａおよび１６０
Ｂは二次巻線１２１ｄに共通に接続されているが、これ
らもまた変圧器１２１の二次側の各々別個の巻線に接続
され得る。従って、変圧器１２１は複数の二次巻線を含
み得、各ランプは、各々のバラストコンデンサを介して
異なる巻線に接続され得る。

【００９７】図５(a)〜図５(d)は、各々、本発明のさら
なる面による他の実施態様の構成の例を示し、ここで
は、蛍光ランプの出力は間接的にモニタされ、またラン
プは出力変圧器の端子の間にあってもよい。図５(a)〜
図５(d)は、蛍光ランプを広い強度範囲にわたって調整
する回路の簡略図である。ランプの光の強度はランプの
長さ方向にさらに一貫して分布する。図５(a)〜図５(d)
に示す回路は、冷陰極蛍光ランプを作動させるのに特に
効果的であるが、図５(a)〜図５(d)の回路はまた熱陰極
蛍光ランプを駆動させるのにも用いられてもよい（すな
わち、熱陰極フィラメントが冷陰極電極であるかのよう
に駆動される）。

【００９８】図５(a)に示すように、ＤＣ−ＡＣコンバ
ータ２４８は変圧器１２１の一次コイルを駆動する。コ
ンバータ２４８は図１に示す様々な構成要素を簡略に表
したものであって、少なくとも高電圧インバータ２０と
レギュレータ２５とを含む。変圧器１２１の二次コイル
の両端子は冷陰極蛍光ランプ１５の間に接続される。図
では従来のバラストコンデンサ１６０もまたランプ１５
と直列に接続される。

【００９９】ランプ１５の調整は、フィードバック信号
をコンバータ２４８に供給することによって行われる。
インピーダンス２１０（抵抗器として示すがインピーダ
ンスの他の適切な形態で用いられてもよい）の間に生じ
るこのフィードバック信号は入力電流に比例する。フィ
ードバック信号はランプ１５を調整するためにコンバー
タ２４８に接続され、光量はランプ１５によって放たれ
る。このフィードバック信号は、ランプの駆動電力を間
接的にモニタするものであって、フィードバック信号が
ランプ出力回路から直接抽出される図１〜図４に示す配
置とは異なる。さらに、インピーダンス２１０は、好ま
しくは、ユーザの入力を受け取り、この入力に応じてコ
ンバータ２４８がランプ１５の光の強度を変動させる、
可変インピーダンスである。

【０１００】ランプ１５が変圧器１２１の二次巻線の出
力の間にあることにより、ランプがその駆動回路から絶
縁され、またランプに与えられる駆動を間接的に測定す
ることは有利である。何故なら、ランプ１５に非対称の
駆動を引き起こす接続が必要とされない。この結果、ラ
ンプ内で電界がさらに均一に分布し、これにより、低い
作動電流でランプの全長にわたって均一に発光するラン
プの能力が向上する。さらに、変圧器１２１からのより
低い振幅の波形を用いてランプを作動させ得るという利
点もある。

【０１０１】図５(b)は入力電力を、従ってランプ１５
の駆動電流を間接的にモニタする他の方法を示す。図５
(b)では、変圧器１２１は、一次側にさらに別の巻線２
５６が設けられていること以外は、図５(a)の変圧器１
２１と同じである。巻線２５６は変圧器１２１内に誘導
される磁束を感知し、これに答えて磁束に比例する信号
を発生する。ランプへの駆動がランプに伝わるエネルギ
ーを示しているため、この信号はランプへの駆動を間接
的にモニタする。変圧器１２１の巻線の間に追加の巻線
２５６を同時に（３本巻線として）巻くことにより、第
１の磁束をより正確に測定し得る。または、別個に巻い
てもよい。いずれにせよ、図５(b)に示すように、巻線
２５６によって生成される信号がフィードバック信号と
してコンバータ２４８に接続され、前述のように、ラン
プ１５を通る電流を調整する。当然ながら、当業者には
自明のように、巻線２５６に加えてまたはこれに代えて
他の磁気要素を用いることにより、コンバータ２４８か
らランプ１５に供給されるエネルギーを磁気によりモニ
タしてもよい。

【０１０２】図５(c)は、ランプ１５への駆動を間接的
にモニタするさらに他の方法を示す。図５(c)では、コ
ンバータ２４８のリターン（接地）端末を通って流れる
電流が、コンバータ２４８と接地間を直列で接続される
インピーダンス２１５（抵抗器として示すが、インピー
ダンスの他の適切な形態を用い得る）を介してモニタさ
れる。インピーダンス２１５の間に生じる電圧がフィー
ドバック信号として用いられ、前述のようにランプを駆
動するために図示するようにコンバータ２４８のフィー
ドバック端末に接続される。図５(a)と比較して図５(c)
の方法の１つの欠点は、作動条件が変わるとき良好な調
整を行うためには、コンバータ２４８内でまたはその周
囲で別の信号処理が必要であることである。これは、コ
ンバータ２４８のリターンラインが典型的には、高次の
非線形の信号成分を含むためである。

【０１０３】図５(d)は、ランプ１５に与えられる駆動
を間接的にモニタするさらに他の方法を示す。同図で
は、フィードバック信号ＦＢは、変圧器１２１の一次Ａ
Ｃ電圧信号の一部をサンプリングすることによって発生
される。フィードバックループはコンデンサ２２０を含
み、このコンデンサの一方の端子は変圧器１２１の一次
巻線の端子に接続される。コンデンサ２２０の他方の端
子はダイオード２２５の陽極におよびインピーダンス２
３０の第１端子に接続される。インピーダンス２３０の
他方の端子は接地され、ダイオード２２５の陰極はコン
バータ２４８のフィードバック入力端子に接続される。

【０１０４】当業者には周知のように、ランプ１５への
駆動を間接的にモニタするために他の回路構成を用いる
ことができる。図５(a)〜図５(d)の回路はこのような回
路の代表的なものを示すだけであって、これらに限定さ
れない。また、ランプへの駆動を間接的に測定するため
にランプを駆動回路からはなれている必要はなく、間接
的な測定は、変圧器の巻線を直接接続される場合でも実
現され得る。例えば、図５(a)〜図５(d)に示す間接的な
測定方法のすべてが、図２、図３、および図４(a)〜図
４(c)に示すランプ構成（変圧器の二次巻線が接地（コ
モングランド）に接続されている）のいずれにも適用さ
れ得る。

【０１０５】図６は、図５(a)の回路の原理を用いた回
路の１つの例を示す。詳しくは、図６は図２および図３
の回路を示すが、図５(a)に関連して示した原理に従っ
て改変され、これにより、ランプ１５は対称的に駆動さ
れ、ランプ管の長さ方向に発せられる光の均一性を高め
る。

【０１０６】図２および図３に関連して述べたように、
図６の回路はインバータ１２０と電流モードスイッチン
グレギュレータ１２５とを含む。インバータ１２０はレ
ギュレータ１２５と共に、制御されたＡＣ電流を高電圧
で蛍光ランプ１５の端子１６に供給する。しかし、図６
では、ランプ１５の二次巻線１２１ｄへの接続は、ラン
プ１５が巻線間にあるように変更されている。この配置
により、ランプ１５への駆動が対称的となり、この結
果、前述のように、ランプの管の長さ方向の光出力がよ
り均一に分布する。

【０１０７】図６ではまた、回路が管内の電流の流れを
感知して調整するように変更されている。図６では、こ
の感知は、ランプの駆動が望ましくない非対称とならな
いように間接的に（すなわち、ランプを含むループに直
接電気接続せずに）行われる。図６のもう１つの変更部
分は、トランジスタ１２２（インバータ１２０内）のた
めのＤＣバイアスは、トランジスタ１２２のベースに接
続する抵抗器２７４によって設定されることである。

【０１０８】ランプ１５への電流を調整する回路は感知
回路２７０を包含する。回路２７０は、以下のように、
インバータ回路１２０の入力電流Ｉ_INPUTに比例する、
レギュレータ１２５（Ｖ_FB）へのフィードバック信号を
提供する。入力ＤＣ電源３５は、抵抗器２７８を介して
差動増幅器２７３の反転入力へ、およびシャント抵抗器
２８０を介して非反転入力へ電力を印加する。増幅器２
７３はシャント抵抗器２８０間で感知される電流（イン
バータ１２０への入力電流）に比例した電圧信号を発生
する。この電圧信号はフィードバック回路２８５のＦＥ
Ｔスイッチ２７２のベースに接続される。この出力信号
によりＦＥＴスイッチ２７２が飽和する。これにより、
スイッチ２７２の間に低抵抗な導通路が形成され、スイ
ッチ２７２のドレイン電圧は増幅され、シングルエンド
（single-ended）のシャント電圧を示す。フィードバッ
ク回路２８５の抵抗器２７８、２７９、および２８０
は、ＦＥＴスイッチ２７２が十分に確実に飽和するよう
に選択される。

【０１０９】フィードバック回路２８５はスイッチ２７
２と直列に接続した、抵抗器２７８および２８６を含
む。コンデンサ２８７および抵抗器２８８は抵抗器２８
６と接地との間に接続される。抵抗器２８６はスイッチ
ングレギュレータ１２５のフィードバック端子に接続さ
れる。コンデンサ２８７は抵抗器２８６の端子に接続さ
れる。フィードバック回路２８５は、コンデンサ２８７
の間にシャント電圧の形態でＩ_INPUTの大きさに比例す
る電圧を生成する。この電圧はスイッチングレギュレー
タ１２５のフィードバックピン（端子１２６）にフィー
ドバック信号ＦＢとして供給され、ランプの電流を調整
するフィードバック制御ループを閉じる。抵抗器２８８
により、フィードバックピンに供給される電圧（ＦＢ）
がＤＣ調整される。

【０１１０】図６の電流感知回路２７０は市販の利用可
能な構成要素を用いて装備され得る。構成要素の例を下
記の表２に示す。

【０１１１】

【表２】

【０１１２】図７は、図５(d)の回路の原理を用いた回
路の他の例を示す。図７は図２および図３の回路を図５
(d)に関連して示した原理に従って改変され、これによ
り、ランプ１５が対称的に駆動され、ランプ管の長さ方
向に発せられる光の均一性が向上する。

【０１１３】図２および図３に関連して述べたように、
図７の回路はインバータ１２０とレギュレータ１２５と
を含む。インバータ１２０はレギュレータ１２５と共
に、制御されたＡＣ電流を高電圧で蛍光ランプ１５の端
末１６に供給する。しかし、図７では、ランプ１５の二
次巻線１２１ｄへの接続は、ランプ１５が巻線の間に接
続するように変更されている。図６に関連して述べたよ
うに、この配置により、ランプ１５への駆動が対称とな
り、またランプの光がより均一に分布する。

【０１１４】図７ではまた、回路が管内の電流の流れを
感知して調整するように変更されている。図７では、こ
の感知は電流感知回路２６０によって間接的に行われ
る。回路２６０は変圧器１２１の一次巻線を横断するＡ
Ｃ電圧をモニタして、インバータ回路１２０への入力電
流（Ｉ_INPUT）に比例するフィードバック信号電圧を供
給する。電流感知回路２６０はコンデンサ２６１を含
み、このコンデンサは、変圧器１２１の一次巻線からの
ＡＣ信号を抵抗２６２とダイオード２６３の陽極とに導
く。ダイオード２６３は変圧器１２１のＡＣ出力信号を
半波整流する。抵抗器２６４および可変抵抗器２６５
は、インバータ１２０の入力電流に比例する、コンデン
サ２６６の間の電圧を生成する。この電圧はレギュレー
タ１２５のフィードバックピンに信号ＦＢとして与えら
れる。可変抵抗器２６５により信号電圧（ＦＢ）のＤＣ
調整が可能となるため、ユーザはランプ１５の強度を変
更することができる。

【０１１５】図７の電流感知回路２６０はまた、市販の
利用可能な構成要素を用いて装備され得る。例えば、回
路は以下の構成要素および値を用いて構成および操作さ
れ得る。

【０１１６】

【表３】

【０１１７】本発明の本実施態様の範囲内でのさらに他
の変形例を図８および図９に示す。図８および図９は対
称的に駆動される複数の蛍光ランプを示す。図８の回路
では、２本の蛍光ランプ１５Ａおよび１５Ｂは、バラス
トコンデンサ１６０と端子１７との間に直列に駆動され
る。フィードバック回路２６０は、図７に示した回路と
同様の方法で接続され、変圧器の一次巻線を通して流れ
る電流をサンプリングし、ランプ１５Ａおよび１５Ｂの
間接電流調整を与える。図７の回路におけるように、イ
ンバータに入力される電流に比例するフィードバック信
号が生成される。

【０１１８】図９の回路では、２本の蛍光ランプ１５Ａ
および１５Ｂは、各々、それ自体の直列に接続されたバ
ラストコンデンサ１６０Ａおよび１６０Ｂを有し、並列
に駆動される。ランプ１５Ａおよび１５Ｂの端子１７Ａ
および１７Ｂは各々互いに接続される。フィードバック
回路２６０は変圧器の一次巻線に接続してランプ１５Ａ
および１５Ｂの間接的な電流調整を（図７に示しまたこ
れに関連して述べた方法で）行う。さらに、図７では、
バラストコンデンサ１６０Ａおよび１６０Ｂは二次巻線
１２１ｄに共通に接続されているが、これらはまた、変
圧器１２１の二次側の各々別個の巻線に接続され得る。
従って、間接的にモニタを行う構成においても、変圧器
１２１は複数の二次巻線を含み得、各ランプは各々のバ
ラストコンデンサを介して異なる巻線に接続し得る。

【０１１９】当業者には自明のように、本発明の電力供
給および制御回路は上記に示した回路構成以外の回路構
成を用いて装備され得る。このような改変のすべては請
求の範囲によってのみ限定され得る本発明の範囲に属す
るものである。

【０１２０】

【発明の効果】本発明によれば、ランプに通電される電
流の大きさを制御するためのフィードバック信号がモニ
タ手段により生成され、そのフィードバック信号に基づ
きインバータがランプを駆動する。このため、ランプの
電流および光強度は調整され、入力電力、ランプ特性、
または環境要因が変化しても実質的にランプの光強度は
一定に維持される。例えば、ランプが古くなり、ランプ
のインピーダンスが上昇または下降しても、本発明の回
路はランプの光の強度を一定に保つことができる。

【０１２１】本発明によれば、直接制御されるのはラン
プの電流であるため、ランプに通電される電流を調整す
る可変抵抗器は、デッドスポットまたはポップオンを引
き起こさない。これによって、ランプが完全にオフにな
る状態から完全にオンになる状態までの光の強度のすべ
ての範囲の間で、ランプの光の強度を円滑におよび連続
的に調整できる。

【０１２２】本発明によれば、ランプ１５が二次巻線間
にあるように配置されている。この配置により、ランプ
１５の駆動が対称的となり、この結果、ランプの管の長
さ方向の光出力が均一になる。

【０１２３】本発明によれば、インバータ回路がコンデ
ンサを有するので、インバータ回路の無線周波数輻射が
低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蛍光ランプの電力供給および制御回路
のブロック図。

【図２】図１の蛍光ランプの電力供給および制御回路の
第１実施例の概略図。

【図３】図１の蛍光ランプの電力供給および制御回路の
第２実施例の概略図。

【図４】(a)〜(c)は、各々、本発明の原理により複数の
蛍光ランプを駆動するための構成の例を示す概略図。

【図５】(a)〜(d)は、各々、本発明の他の面による他の
実施例の構成の例を示す概略図であって、蛍光ランプの
出力は間接的にモニタされ、ランプは出力変圧器の両端
子の間にある。

【図６】図５(a)〜図５(d)の回路の原理を用いた第１の
回路の例を示す概略図。

【図７】図５(a)〜図５(d)の回路の原理を用いた第２の
回路の例を示す概略図。

【図８】図８は、図５(a)〜図５(d)の回路の原理により
複数の蛍光ランプを駆動するための構成の例を示す概略
図。

【図９】図９は、図５(a)〜図５(d)の回路の原理により
複数の蛍光ランプを駆動するための構成の例を示す概略
図。

【符号の説明】

１５ランプ２０、１２０インバータ２５、１２５レギュレータ回路３０、１３０、２８５、２６０電流フィードバック回
路３４、１４７可変抵抗器３５入力ＤＣ電源１２１変圧器２４８ＤＣ−ＡＣコンバータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＤＣ電源から蛍光ランプを作動させる回
路であって、該ＤＣ電源に接続される入力と、出力と、該出力を制御
するためにフィードバック信号を受け取る制御端子とを
有するレギュレータと、該レギュレータの出力に接続され、該蛍光ランプを発光
させるのに十分なＡＣ電圧および電流を出力端子で生成
するＤＣ−ＡＣインバータと、該蛍光ランプに供給される電流を間接的にモニタし、ま
た、該電流を示し、該ランプが発する光を調整するため
に該レギュレータに接続されるフィードバック信号を発
生する、モニタ回路と、を備えた回路。
【請求項２】前記ランプとインバータとが、該ランプ
が該インバータから絶縁されるように接続される、請求
項１に記載の回路。
【請求項３】前記蛍光ランプによって通電される電流
を対応的に調整するフィードバック信号レギュレータ回
路をさらに備え、これにより、該蛍光ランプが発する光
の強度が所定の強度範囲にわたって円滑におよび連続的
に変動され得る、請求項１に記載の回路。
【請求項４】前記蛍光ランプによって通電される電流
を対応的に調整するフィードバック信号レギュレータ回
路をさらに備え、これにより、該蛍光ランプが発する光
の強度が、実質的に完全なオフ状態から完全なオン状態
まで円滑におよび連続的に変動され得る、請求項１に記
載の回路。
【請求項５】前記ＤＣ−ＡＣインバータによって生成
されるＡＣ電圧出力が実質的に正弦波である、請求項１
に記載の回路。
【請求項６】前記蛍光ランプがバラストコンデンサに
接続される、請求項１に記載の回路。
【請求項７】前記間接モニタ回路が、前記蛍光ランプ
によって通電される電流に比例するフィードバック信号
を生成する、請求項１に記載の回路。
【請求項８】前記間接モニタ回路が、前記レギュレー
タの前記制御端子と直列に接続されるインピーダンスを
含み、前記フィードバック信号が該インピーダンスの少
なくとも一部の間に生じる電圧を有する、請求項７に記
載の回路。
【請求項９】前記インバータと前記モニタ回路との間
に直列に接続される整流回路をさらに備え、該整流回路
は、前記インバータによって通電される電流を整流し、
これにより、該モニタ回路が整流された電流をモニタす
る、請求項８に記載の回路。
【請求項１０】前記モニタ回路が、前記レギュレータ
の前記制御端子と直列に接続される第１インピーダンス
を含み、前記フィードバック信号が該第１インピーダン
スの少なくとも一部の間に生じる電圧を含み、また、前
記フィードバック信号レギュレータ回路が該第１インピ
ーダンスの少なくとも一部と直列に接続される可変イン
ピーダンスを含み、該可変インピーダンスが、前記蛍光
ランプの強度を実質的に完全なオフ状態から完全なオン
状態までを含む範囲にわたって変動させるのに十分な調
整範囲を有する、請求項３に記載の回路。
【請求項１１】前記ＤＣ−ＡＣインバータの前記出力
端子が、複数の蛍光ランプを通る電流を発生するように
接続される、請求項２に記載の回路。
【請求項１２】前記複数の蛍光ランプが直列に接続さ
れる、請求項１１に記載の回路。
【請求項１３】前記複数の蛍光ランプが並列に接続さ
れ、前記モニタ回路が該蛍光ランプによって通電される
組み合わされた電流をモニタする、請求項１１に記載の
回路。
【請求項１４】前記レギュレータがスイッチングレギ
ュレータである、請求項１に記載の回路。
【請求項１５】前記レギュレータが電流モードスイッ
チングレギュレータである、請求項１に記載の回路。
【請求項１６】ＤＣ電源から蛍光ランプを作動させる
回路であって、該ＤＣ電源に接続される入力と、出力と、該出力を制御
するためにフィードバック信号を受け取る制御端子とを
有するレギュレータと、該レギュレータの出力に接続され、ＡＣ電圧を出力端子
で生成するＤＣ−ＡＣインバータと、該蛍光ランプを該インバータに接続する、接続手段と、該ランプに供給される電流を間接的にモニタし、また、
該電流を示し、該ランプが発する光を調整するために該
レギュレータに接続されるフィードバック信号を生成す
る、モニタ手段と、を備えた回路。
【請求項１７】前記接続手段が前記ランプを前記イン
バータから絶縁する、請求項１６に記載の回路。
【請求項１８】前記蛍光ランプによって通電される電
流を対応的に調整するフィードバック信号調整手段をさ
らに備え、これにより、該蛍光ランプが発する光の強度
が所定の強度範囲にわたって円滑におよび連続的に変動
され得る、請求項１６に記載の回路。
【請求項１９】前記蛍光ランプによって通電される電
流を対応的に調整するフィードバック信号調整手段をさ
らに備え、これにより、該蛍光ランプが発する光の強度
が実質的に完全なオフ状態から完全なオン状態まで円滑
におよび連続的に変動され得る、請求項１６に記載の回
路。
【請求項２０】前記ＤＣ−ＡＣインバータによって生
成されるＡＣ電圧出力が実質的に正弦波である、請求項
１６に記載の回路。
【請求項２１】前記蛍光ランプがバラストコンデンサ
に接続される、請求項１６に記載の回路。
【請求項２２】前記モニタ手段が、前記蛍光ランプに
よって通電される電流に比例するフィードバック信号を
生成する、請求項１６に記載の回路。
【請求項２３】前記モニタ手段が、前記レギュレータ
の前記制御端子と直列に接続されるインピーダンスを含
み、前記フィードバック信号が該インピーダンスの少な
くとも一部の間で生じる電圧を有する、請求項２２に記
載の回路。
【請求項２４】前記インバータと前記モニタ手段との
間に直列に接続される整流回路手段をさらに備え、該手
段は、前記インバータによって通電される電流を整流
し、該モニタ手段が整流された電流をモニタする、請求
項２３に記載の回路。
【請求項２５】前記モニタ手段が、前記レギュレータ
の前記制御端子と直列に接続される第１インピーダンス
を含み、前記フィードバック信号が該第１インピーダン
スの少なくとも一部の間に生じる電圧を含み、また、前
記フィードバック信号調整手段が該第１インピーダンス
の少なくとも一部と直列に接続される可変インピーダン
スを含み、該可変インピーダンスが、前記蛍光ランプの
強度を実質的に完全なオフ状態から完全なオン状態まで
を含む範囲にわたって変動させるのに十分な調整範囲を
有する、請求項１８に記載の回路。
【請求項２６】前記ＤＣ−ＡＣインバータの前記出力
が、複数の蛍光ランプを通る電流を発生するように接続
される、請求項１６に記載の回路。
【請求項２７】前記複数の蛍光ランプが直列に接続さ
れる、請求項２６に記載の回路。
【請求項２８】前記複数の蛍光ランプが並列に接続さ
れ、前記モニタ手段が該蛍光ランプによって通電される
組み合わされた電流をモニタする、請求項２６に記載の
回路。
【請求項２９】前記レギュレータがスイッチングレギ
ュレータである、請求項１６に記載の回路。
【請求項３０】前記レギュレータが電流モードスイッ
チングレギュレータである、請求項１６に記載の回路。
【請求項３１】ＤＣ電源から蛍光ランプを作動させる
回路であって、調整されたＤＣ出力を生成し、該出力を制御するために
フィードバック信号を受け取る入力を有するレギュレー
タと、該調整された出力に接続され、ＡＣ電圧を生成するＤＣ
−ＡＣインバータと、該ＡＣ出力に接続される第１巻線と該蛍光ランプに接続
される第２巻線とを有する変圧器と、該蛍光ランプに供給される電流を間接的にモニタし、該
ランプが発する光を調整するフィードバック信号を発生
するモニタ回路と、を備えた回路。
【請求項３２】前記第２巻線が、前記ランプがインバ
ータから絶縁されるように該ランプに接続される、請求
項３１に記載の回路。
【請求項３３】前記フィードバック信号を変動させて
前記蛍光ランプによって通電される電流をこれに反応し
て変動させるレギュレータ回路をさらに備え、これによ
り、該蛍光ランプの強度が、所定の強度範囲にわたって
円滑におよび連続的に制御され得る、請求項３１に記載
の回路。
【請求項３４】前記フィードバック信号を変動させて
前記蛍光ランプによって通電される電流をこれに反応し
て変動させるレギュレータ回路をさらに備え、これによ
り、該蛍光ランプの強度が、実質的に完全なオフ状態か
ら完全なオン状態まで円滑におよび連続的に制御され得
る、請求項３１に記載の回路。
【請求項３５】前記モニタ回路が、前記第１巻線によって通電される電流を整流する整流器
と、該整流器と直列に接続される抵抗器と、該抵抗器と直列に接続され、該整流された第１巻線の電
流をフィルタ処理するコンデンサとをさらに備え、前記フィードバック信号が該コンデンサの間に生じる電
圧を含む、請求項３１に記載の回路。
【請求項３６】前記モニタ回路に接続され、前記フィ
ードバック信号の大きさを変動させて、これに反応して
前記蛍光ランプによって通電される電流を変動させる可
変抵抗器をさらに備え、これにより、該蛍光ランプの強度が円滑におよび連続的
に調整され得る、請求項３５に記載の回路。
【請求項３７】前記変圧器の前記第２巻線が複数の蛍
光ランプに接続される、請求項３１に記載の回路。
【請求項３８】前記複数の蛍光ランプが直列に接続さ
れる、請求項３７に記載の回路。
【請求項３９】前記複数の蛍光ランプが並列に接続さ
れ、前記モニタ回路が該蛍光ランプによって通電される
組み合わされた電流をモニタする、請求項３７に記載の
回路。
【請求項４０】ＤＣ電源から蛍光ランプを作動させる
回路であって、該ＤＣ電源に接続される入力と、出力と、該出力で生成
される電流を制御するために信号を受け取る制御端子と
を有する電流モードスイッチングレギュレータと、該スイッチングレギュレータの出力に接続され、ＡＣ電
圧を生成する発振器と、一次巻線と、該蛍光ランプに接続される二次巻線とを有
するステップアップ変圧器であって、該一次巻線は該発
振器に接続されて該発振器によって生成される該ＡＣ電
圧を、該二次巻線の間で、該蛍光ランプを作動させるの
に十分に高いＡＣ電圧に変換する、ステップアップ変圧
器と、該変圧器の一次巻線に入力される該電流の少なくとも一
部を通電させて、該電流に比例するフィードバック信号
を発生するインピーダンスを含む電流感知回路であっ
て、該フィードバック信号を、該蛍光ランプに通電され
る電流と該蛍光ランプが発する光の強度とを調整する、
該スイッチングレギュレータに通電されるように接続さ
れる電流感知回路と、を備えた回路。
【請求項４１】前記二次巻線が前記一次巻線から絶縁
される、請求項４０に記載の回路。
【請求項４２】ＤＣ電源から蛍光ランプを作動させる
回路であって、該ＤＣ電源に接続される入力と、出力と、該出力で生成
される電流を制御するために信号を受け取る制御端子と
を有する電流モードスイッチングレギュレータと、該スイッチングレギュレータの出力に接続され、ＡＣ電
圧を生成する発振器と、一次巻線と、該蛍光ランプに接続される二次巻線とを有
するステップアップ変圧器であって、該一次巻線は該発
振器に接続され該発振器によって生成される該ＡＣ電圧
を、該二次巻線の間で、該蛍光ランプを作動させるのに
十分に高いＡＣ電圧に変換する、ステップアップ変圧器
と、該変圧器の一次巻線によって出力される該電流の少なく
とも一部を通電させて、該電流に比例するフィードバッ
ク信号を発生するインピーダンスを含む電流感知回路で
あって、該フィードバック信号を、該蛍光ランプに通電
される電流と該蛍光ランプが発する光の強度とを調整す
る、該スイッチングレギュレータに通電されるように接
続される電流感知回路とを備えた回路。
【請求項４３】前記二次巻線が前記一次巻線から絶縁
される、請求項４２に記載の回路。
【請求項４４】ＤＣ電源から作動可能な回路であっ
て、少なくとも１本の蛍光ランプと、該ＤＣ電源に接続される入力と、出力と、該出力を制御
するためにフィードバック信号を受け取る制御端子とを
有するレギュレータと、該レギュレータの出力に接続され、該蛍光ランプが発光
するのに十分な高電圧ＡＣを出力端子で生成するＤＣ−
ＡＣインバータであって、該出力端子は該蛍光ランプを
通る電流を発生するように磁気的に接続される、ＤＣ−
ＡＣインバータと、該インバータを通る電流をモニタすることによって該蛍
光ランプによって通電される電流を間接的に感知し、該
ランプ電流の大きさを示すフィードバック信号を生成
し、また該ランプが通電する電流と該ランプが発する光
の強度とを調整するために該フィードバック信号を該レ
ギュレータに接続させる、感知回路と、を備えた回路。
【請求項４５】前記蛍光ランプが前記インバータから
絶縁される、請求項４４に記載の回路。
【請求項４６】ＤＣ電源から蛍光ランプを作動させる
方法であって、該蛍光ランプが光を発するために該蛍光ランプを通る電
流を十分に発生させるために、ＤＣ電力をＡＣ電圧に変
換する工程と、該変換する工程の間、入力電流または出力電流の一方を
モニタすることによって、該蛍光ランプによって通電さ
れる電流を間接的に感知する工程と、該入力電流または該出力電流の一方の大きさを示すフィ
ードバック信号を生成する工程と、該ランプに通電される該電流と該ランプが発光する光の
強度とが調整されるように、該フィードバック信号に応
じて、ＤＣ電力を高電圧ＡＣに変換することを制御する
工程と、を包含する方法。
【請求項４７】前記間接的に感知する工程が、前記入
力電流と前記出力電流とがランプから絶縁されるよう
に、該入力電流と該出力電流とを感知する、請求項４６
に記載の方法。
【請求項４８】前記蛍光ランプによって通電される電
流を対応的に調整するために前記フィードバック信号を
調整する工程をさらに包含し、これにより、該蛍光ラン
プが発する光の強度が所定の強度範囲にわたって円滑に
および連続的に変動され得る、請求項４６に記載の方
法。
【請求項４９】前記蛍光ランプによって通電される電
流を対応的に調整するために前記フィードバック信号を
調整手段する工程をさらに包含し、これにより、該蛍光
ランプが発する光の強度が実質的に完全なオフ状態から
完全なオン状態まで円滑におよび連続的に変動され得
る、請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】前記制御する工程が、前記ＤＣ電力を
実質的に正弦波の高電圧ＡＣに変換する、請求項４６に
記載の方法。
【請求項５１】前記フィードバック信号が前記蛍光ラ
ンプによって通電される電流に比例する、請求項４６に
記載の方法。