JPH09167690A - 高周波インバータ応用のネオン管の点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的・課題】従来汎用の電子ネオントランスは、２０
ＫＨｚ以下の高周波の応用が一般的で６Ｋ〜１０ＫＶの
超高圧であるが、電流が２０ｍＡ以下と微弱なために、
安価なＴＶのＦＢトランスの転用程度の簡易装置でも、
表見上では一応は作動するが、デューティが５〜３０％
と低い超高圧パルスでは、高調波の分布定数的なコロナ
等の異状リーク放電による、無線障害・絶縁破壊・管破
損等の欠点を埋蔵していた。これを改良する技術思想の
創作である。 【構成・作用・効果】前記を改良するため。 デュー
ティが５０％以上の±１５０Ｖ以下の低圧矩形波を利
用。 単相３線の高周波電力整合トランスを使用し、
中性点対地平衡をとる。 配線ケーブルと整合して高
圧トランスの１次低圧側を引回し、２次側高圧の引回し
を短縮。 低圧矩形波からＬ／Ｃ共振時のＱ＝ωＬ／
ｒを選択して所望の昇電圧を取得。基本波の修正正弦波
でネオン管を点灯する最も障害の僅少な装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、汎用の；冷陰極放電
灯で、一般にネオン管と歴史的に俗称されている、展示
照明用放電灯で、赤色ガス入り放電管（ネオン管）又は
青色ガス入り蛍光放電管（水銀＋アルゴン管）を利用し
た広告・展示・装飾用ガス入りグロー放電管（以下代表
的にネオン管と略称する）等々の照明分野に係り、該ネ
オン管の高周波点灯装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この分野における高周波インバータ応用
のネオン管の点灯装置としては、１石又は２石のトラン
ジスタ・ＦＥＴ等の半導体素子を利用した自励式インバ
ータを応用する、電子ネオントランスの点灯装置が一般
的であった。これ等はすべて従来の慣用技術手段であり
公知であるので詳記しないが、一例として「図４・図
５」を表示したので概要を説明する。両図中の記号は、
共通部品は共用で図中の１は、直流電源で電池又は商用
電源から所望の電圧・電流を供給する整流直流電源であ
る。図中の１３はトランジスタ、１２ａ〜１２ｎはネオ
ン管を表示する。

【０００３】「図４」の図中１４はブロッキング発振型
の高周波リケージトランスで図中の１３のトランジスタ
単石で弛張発振を行はせるもので、１４のトランスの２
次側に高圧パルスを発生させて１２ａ〜１２ｎのネオン
管に印加点灯せしむる装置で最も部品が少なく小型・軽
量・安価であるため室内装飾・看板表示・等の比較的小
型のネオン管利用の照明展示装置に応用されている。

【０００４】「図５」は可飽和トランスを利用したジェ
ンセン回路で、図中１５は可飽和ドライブトランス、１
６はプッシユプル高周波リケージトランスで、トランジ
スタ１３ａ・１３ｂは互いに逆相で自励により、交互に
スイッチングを反復して所望の高周波出力を、リケージ
トランスの２次側のネオン管１２ａ〜１２ｎに印加し点
灯せしむる技術手段で、最も一般的な回路であり、小型
・軽量のメリットを活用して、従来の商用のネオントラ
ンスの大型・重量の弱点を改善する装置として広く利用
されている。

【０００５】前記のような高周波インバータ応用のネオ
ン管の点灯装置はすべて公知の慣用技術をもとに、自由
に設計・仕様の選択が可能である。この様な極めて簡単
な回路構成により１５〜３０ＫＨｚ程度の高周波インバ
ータ応用のネオン管の点灯装置が、安価に供給可能とな
った背景には、汎用家庭電気製品であるテレビジョンの
水平周波数が１５、７５ＫＨｚであり、これに消費され
る原材料のフェライトコァ・コイル・トランス・半導体
等が大量生産されおり安価・軽便に入手可能であるた
め、最も経済的であることにも起因する。

【０００６】一般に従来の商用ネオントランスと比較し
て小型・軽量であること、低温特性が良好なことフリッ
カがないこと、青ガス入り蛍光管では光電変換効率が、
従来の商用より、１０ＫＨｚで１２〜３％、２０ＫＨｚ
で１７〜８％向上するために同一照度に設定すると、こ
の分が省エネルギーになる等々の優れた利点があり、こ
の利点を活用した商品が市販され、それ相当の効果を奏
上している

【０００７】然しながら、一般市販のインバータ応用の
装置には商用の６Ｋ〜１５ＫＶの高圧リケージネオント
ランスを、只単に高電圧の波高値のみを出力しただけの
点灯装置に置換した装置も多く従来の慣用技術であるフ
ライバックトランスのようにデューティが５〜１０％程
度のパルス出力でも、数ＫＶ程度の波高値さえ確保すれ
ば、負荷がハイインピーダンスで微少電流の正規グロー
冷陰極放電管であり、簡単に始動点灯が可能であるた
め、通常の作動点灯では外見上からは良否の判別が至難
なために、本来であれば１５〜６ＫＨｚの基本波である
べきインバータが、実効周波数としては１５０〜３００
ＫＨｚの基本波で、立上りが数ＭＨｚのインパルスの１
５〜６ＫＨｚの反復と等価な装置が、只単に小型・安価
・軽量のメリットのみを理由に、該分野で一般市販さ
れ、流通する実情があった。

【０００８】このような装置では、高圧回線やサポート
周辺に過度微分高電圧（ｄｖ／ｄｔ）に因るハィインピ
ーダンス回路特有の、分布浮遊容量の静電誘導的な異常
放電現象であるタウンゼント・コロナ・沿面ストリーマ
・ブラッシュ等の異常放電を派生しネオン管部に縞状波
・鱗状波点灯を呈し、又はスキンエフェクト（表皮効
果）に依る回折や跳躍に依る、局部点灯等の点灯不揃の
他に、ネオン管のピンホールやクラック等の管の破損等
々の従来技術では起り得ない新たなトラブルの発生源と
なる致命的な欠陥が潜在内蔵されていたのである

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】元来より、最も一般的
なネオン管の点灯装置である商用周波数の汎用の、ネオ
ントランスでさえも、１０ＫＶを超える超高圧では、超
高圧のハィインピーダンス回路特有の、前記の様な分布
定数的な高周波の異常放電現象がネオン管・高圧ケーブ
ル・サポート（碍子）周辺で発生することがあり、特に
点滅を頻繁に反復する装置で顕示していたのである。

【００１０】この様な異常放電現象が見過ごされた背景
としては、超高圧であっても漏れ率が高く２０〜３０ｍ
Ａ以下の微少定電流で、感電に依る人体への危険が少な
いことと、設置の場所が屋外の高所で人が近づかず人目
に触れ難いことにあった。一方では、商用の１５ＫＶの
超高圧低周波の正弦波の立上りの（ｄｖ／ｄｔ）よりも
１５ＫＨｚでデューティ３０％で５ＫＶのインバータの
（ｄｖ／ｄｔ）の方が急峻であることが、分布定数的な
高周波の異常放電現象を多発させた主原因になっていた
のである

【００１１】ネオン管は汎用の蛍光灯のように直管・Ｕ
管・環状管（サークライン）の３種に規格され量産され
ている製品と異なり、家内工業製品で多種・多様に、文
字・図形も自由に製作が可能である特色と利点が逆に、
高周波インバータ応用の際には障害になり、トラブルの
解析を至難としているのである。一般に、基本周波数が
高く波形の立上がりの（ｄｖ／ｄｔ）の傾斜がシャープ
なインバータほど異常な過度放電現象を呈示する傾向が
あるのは当然で、この（ｄｖ／ｄｔ）が装置の特性の良
否を判定する主要なファクタで、同一基本波であれば正
弦波が最良なことは勿論である。

【００１２】従来のネオン管点灯装置に潜在する特有の
弱点は、１５ＫＶもの超高圧を頻繁にに断続させる技術
手段に対して、商用の正弦波の弱電流で危険が少ないこ
とから、基本的には分布定数的な高周波の過度現象の技
術思想を要する技術分野に準属すべき装置を、通常の集
中定数的な慣用技術手法で、超高圧の２次側をネオン管
を介して１０〜５０ｍもの距離を、高圧ケーブルでの直
列引き回しをしており、この超高圧の回線引き回し部分
が、電波雑音障害・過度現象に因る異常放電等々の総て
のトラブルの源泉になっていたのである。

【００１３】この発明は、従来公知の慣用技術の基本的
な弱点の改善を計るために、高周波インバータを利用し
て従来技術の配線手法とも併せて、基本的な技術手段共
々包括的に改良するものである。更に又、この発明者が
先に提案した、特許公開Ｎｏ；昭和６４−５０３９６号
の高周波インバータ応用の低温用の蛍光灯の点灯装置の
技術思想をハィインピーダンスの正規グロー領域の冷陰
極放電管である，ネオン管の点灯装置に置換して補足改
良し進展せしむるものでもある。

【００１４】上記の様に，従来のネオン管点灯装置に特
有の超高圧の直列配線引き回しの技術手法をそのままに
して、フリッカレスの利点を活用して自励式高周波イン
バータを多数集積する装置を，電波雑音障害に最も厳し
いＴＶスタジオに設置した時に又新たなる欠陥が判明
し、相互干渉によあビート障害・フリッカ・自己点滅・
輝度不揃い・変動電波雑音障害が派生して、対応に苦慮
した際に発想したものでインバータを包括する相互干渉
の抑制・電波障害の減少・スタジオ内での安全性の確保
等の改良が主体的な目的である。

【００１５】更に、副次的には、主要な青ガス（水銀＋
アルゴン）蛍光管の１灯当りの光電変換効率の向上、更
なる小型軽量化・装置及び配線手段の簡素化を同時に達
成し、点灯波形を基本波正弦波に修正して無理なく点灯
させ、ネオン管の管寿命の延長を計ることを目的とする
新たな技術手段を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段］この発明で
は、従来のネオン管を複数灯点灯する装置の前記した欠
点を除去する技術手段として。 【００１７】（１）、歪みの無い高周波の基本波の正弦
波若しくは正弦波状波（以下修正正弦波と略称する）に
修正して高調波を抑制、高調波に因る電波雑音障害を僅
少とするため少なくとも５０％以上のデューティを確保
する他励とする。（２π／３≒６７％以上が望ましい）

【００１８】（２）、±１５０Ｖ以下の低電圧出力をロ
ーインピーダンス電送することで、不要幅射を抑制して
電波雑音障害を減少させる。

【００１９】（３）、インバータとネオン管を隔離し、
この間を汎用の配線ケーブルで接続する手段を応用する
ことで、ネオントランスの高圧側配線の引き回しを、１
／５〜１／１０に短縮する。

【００２０】（４）、インバータ出力と配線ケーブルと
をインピーダンス整合するため、平衡型整合トランスを
使用し、出力を単相３線（２φ３Ｗ）として不平衡に因
る定在波を僅少として、電波雑音障害を減らす。

【００２１】（５）、ネオン管側にＬ／Ｃ共振素子を設
けて、共振を利用して所望の高電圧の基本正弦波に修正
昇圧して、この修正正弦波でネオン管を無理なく点灯し
て、管寿命の延長を計る。

【００２２】（６）、２次巻線の単相３線（２φ３Ｗ）
の中性点を接地して対地電圧を１／２に低減して、１ユ
ニット電圧±３〜５ＫＶ程度に抑制して複数個並列に分
割設置することで安全性を確保し異常放電トラブルを未
然に防止する。

【００２３】（７）、インバータの高周波の周波数の設
定には、ネオン管に印加される修正正弦波電圧波形の
（ｄｖ／ｄｔ）を緩やかにするため、３０ＫＨｚ以内の
周波数帯を選定する。

【００２４】上記の理由から選定した３０ＫＨｚ以下の
高周波帯を利用する他励の矩形波インバータを使用し
て、この出力を汎用の配線ケーブルとインピーダンス整
合してネオン管の周辺まで延長する。この延長ケーブル
の先端にはＬ／Ｃの直列・平列の共振素子を介して修正
正弦波に変換、昇圧するリケージトランスを接続して、
高周波の修正正弦波でネオン管を点灯させて、高調波歪
の僅少な無雑音インバータを提供するための技術手段と
する技術思想の創作である。

【００２５】

【発明の構成】この発明の目的を達成するための装置の
構成を、実施例の一例として、別紙添付の図面を引用し
て説明する。図１はこの発明の実施例の１例回路図。図
２は、他の実施例の１例回路図である。冒頭には、図１
の原理構成の概要のみを説明し、後記する実施例の項目
で再度図１・図２を引用して、この発明の細部仕様を提
示して、詳細に補足説明する。

【００２６】図１の回路配線構成で図中１は直流電源。
２は、他励の矩形波インバータのプッシュプル出力トラ
ンスである。この部分の構成では、要は５０％以上のデ
ューティを保持し、３ＯＫＨｚ以下で±１５０Ｖ以下の
他励の低圧矩形波を送出する技術手段であれば良く、他
の組合せ回路でも同一同等の作用を呈することは勿論で
ある。

【００２７】図１の図中３ａ・３ｂのＦＥＴのドライブ
制御信号電圧制御回路で図中の８は高周波の基本発振器
で、ここではＣＭＯＳの４５８４のアステーブルマルチ
バイブレータで所望のベースクロックを発振している。
一例として２５ＫＨｚでの応用例を引用すると、ここで
は２５０ＫＨｚの矩形波信号電圧を発振する。

【００２８】次に図中の９は、分周器で、ＣＭＯＳの４
０１７の１０進のリングカウンタで正確に１／１０に分
周する。１０ａ・１０ｂは４入力オァゲート回路で、Ｃ
ＭＯＳの４０７２を使用して４／５ ｘ２にパルスを合
成して、８０％デューティで「図４」の図Ｃ・図Ｄの様
な制御電圧信号をＣＭＯＳの４０５０で増幅して、３ａ
・３ｂ、ここでは、パワーＭＯＳ−ＦＥＴで東芝製の２
ＳＫ−４４７のゲートを図４の図Ｃ・図Ｄの電圧信号で
交互にドライブ、スイッチングして１の直流電源から、
２のプッシュプルトランスを介して、矩形波電圧出力を
２次側の４の電力電送フィーダに接続する。

【００２９】これは離れた箇所に配設したネオン管回路
まで、低損失で不要輻射を僅少とし、効率良く電送する
ための饋電線（フィーダ）で、高周波用フィーダが低損
失であり望ましいことは勿論であるが、高価で入手にも
難があり実用的ではないので、汎用のＶＶＦ・ＶＲＦ・
ＶＫＦ・ＶＣＴ等の電線又はケーブルは、インピーダン
スが５０〜１５０Ω程度であるために、逆にこのインピ
ーダンスにトランスの方を整合（マッチング）させて、
目的を達成させている。

【００３０】５ａ・５ｎは直列共振コイルＬ１。６ａ、
６ｎは共振コンデンサＣ、７ａ．７ｎは、高周波リケー
ジトランスで、この１次巻線Ｌ２ａ・Ｌ２ｎは並列共振
コイルＬ２である。Ｌ１／Ｃは直列電流共振、Ｌ２／Ｃ
は並列電圧共振である。７ａ・７ｎの高周波高圧リケー
ジトランスは、Ｌ２を１次巻線とする昇圧トランスで３
Ｋ〜１０ＫＶにセンタータップを設けこれを接地して対
地電圧を、１，５〜５Ｋに低減する。１２ａ〜１２ｎは
ネオン管である。

【００３１】この発明の構成には、主要であり不可欠で
あるが、該分野に於ける従来の技術では一般的でない技
術手段は。

【００３２】Ｉ、デューティを少なくとも５０％以上に
確保するために、他励の発振回路を使用する。（この引
例では８０％）

【００３３】ＩＩ、矩形波出力電圧を±１５０Ｖ以下に
降圧して、汎用の配線ケーブルのインピーダンスが５０
〜１５０Ω程度であるため、これを基準にして、インピ
ーダンス整合するために高周波トランスを使用する。

【００３４】ＩＩＩ、高圧の２次側の配線引き回しを短
縮するため、ネオン管周辺までインバータの出力を低電
圧で延長する汎用の配線ケーブルを高周波の電送フィー
ダとして転用すること。（以下単に電送フィーダと略記
する）

【００３５】ＩＶ、ネオン管を高周波の基本波と同調共
振するためＬ／Ｃの直・並列共振素子Ｌ１・Ｌ２／Ｃを
挿入設置して正弦波若しくは、正弦波状波に修正、この
修正正弦波を高周波リケージトランスで昇圧して、ネオ
ン管に印加して正弦波点灯すること。等々である。

【００３６】

【作 用】この発明は、複数のインバータを使用した複
数灯のネオン管を集積した際に生ずる相互干渉や電波雑
音障害の発生も、従来の商用の超高圧の２次側の引き回
し部分に派生する異常放電現象も共通して、頻繁な点滅
を反復する条件での使用が一般的な装置であるにも拘ら
ず、点滅時点のスィッチングトランジェント（過度現
象）がトラブルの起因となっていたので、これを改良す
るために。

【００３７】、この発明では他励の利点をいかして図
２の９の１０進のリングカウンタのリセット端子を外部
信号でＨ⇔Ｌに変転させ、常時０スタート制御を実施す
ることで、過度現象（スイッチングトランジェント）を
抑制することが可能となる。

【００３８】、±１５０Ｖ以下の矩形波出力を、５０
〜１５０Ωのローインピダンスの汎用の配線ケーブルを
高周波のフィーダとして利用し、ネオン管の周辺まで整
合延長して、２次高圧側のネオン管周辺の配線引き回し
を従来の１／５〜１／１０の２〜５ｍ程度に短縮して電
波雑音障害と異常放電を未然に防止することが可能とな
る

【００３９】、高周波リケージトランスの１次側で、
直・平列共振を利用して２次側に、基本波の正弦波に修
正昇圧した高電圧を取得して，ネオン管に印加し無理な
く始動点灯させることができる。

【００４０】、高周波の正弦波の立上りの（ｄｖ／ｄ
ｔ）を緩やかにするために、３０ＫＨｚ以下の周波数を
選定、２次高電圧の中性点接地で対地電圧を±１，５Ｋ
〜５ＫＶと１／２程度に設定して異常放電現象を未然に
防止することを可能とする。

【００４１】、１点滅ユニット当たり１インバータを
使用して、フィーダ出力に負荷する高周波リケージトラ
ンスの設定数は原理的には任意であるがフィーダが平衡
であっても、電送フィーダの不要幅射を抑制するため
に、１０個以内のトランスの並列接続で、１トランス当
り４〜６ｍ。全長では３０ｍ（８Ｗｘ３０＝２４０Ｗ）
≒１５ＫＶｘ３Ｐｃｓ（商用に換算）以内のネオン管の
使用設定とすることで電波雑音障害の減少を計ることが
可能である。

【００４２】、この発明は、少なくとも５０％以上の
デューティを確保する３０ＫＨｚ以下の周波数で、±１
５０Ｖ以下の低電圧矩形波出力を送出する他励インバー
タの技術手段と、汎用の配線ケーブルをインピーダンス
整合して、高周波の電力電送フィーダに転用する技術手
段と、高周波リケージトランスの１次側でＬ／Ｃ共振を
利用して基本波の正弦波に修正昇圧する技術手段とに依
り構成するネオン管の点灯装置であるために、ネオン管
に印加する高電圧は、高周波の基本波の修正正弦波であ
り、波形の立上りが図４の図Ｅの破線の様に緩やかな正
弦波である。

【００４３】従来のインバータと比較して、同一の公称
周波数と同等の尖頭電圧の波高値であったとしても、従
来の自励インバータのデューティが５〜３０％程度、波
形の立上りが１μＳで周波数が１５ＫＨｚであると仮定
すると、従来のものでは、実効基本周波数は５０〜３０
０ＫＨｚで、立上り１ＭＨｚのパルスを１５ＫＨｚで反
復したインパルス装置と等価で、極めて急峻な波形とな
る。

【００４４】この発明のインバータはデューティが５０
％以上で（２π／３≒６７％以上が望ましい）歪のない
基本波の修正正弦波とする技術手段を選定しており、電
力効率をも勘案して自由に設計仕様が選択できるので、
インピーダンス整合した電送フィーダの矩形波出力を、
高周波のリケージトランスに内蔵するＬ／Ｃ素子に共振
昇圧させて、２５ＫＨｚの基本波の修正正弦波をネオン
管に印加。無理の無い始動点灯を可能とする技術手段で
ある。

【００４５】

【実施例】この発明の実施例の１例を図１を引用して、
詳細に説明する。ここでは、２５ＫＨｚの基本波の修正
正弦波を、６ＫＶに昇圧する３００Ｗ型のインバータの
設計仕様を表記する。

【００４６】図中の８は、はベースクロックで、ＣＭＯ
Ｓの４５８４をアステーブルマルチバイブレータを使用
して、２５０ＫＨｚを発振させて、９の４０１７の１０
進カウンタで１／１０に分周し、２５ＫＨｚを得る。次
に１０ａ・１０ｂの４０７２のデュアル４入力オァゲー
トと、１１ａ、１１ｂの４０５０のバッファで１／１０
のシーケンスパルスを合成して８０％デューティのパル
ス巾の制御電圧信号（図４の図Ｃ・図Ｄ）を作成してい
る。

【００４７】然し乍ら、回路構成はこれに限らず要は、
デュティが５０％以上で、効率の向上と真正の正弦波と
するためには、６７〜９０％程度のデューティとして、
歪みのない正弦波に修正して、電力効率の良好なパルス
信号巾が得られる組合せであれば、回路構成は任意に選
択できることは勿論である。

【００４８】この制御電圧信号は、そのままでは次の東
芝製ＭＯＳ型パワーＦＥＴの２ＳＫ−４４７の５ａ・５
ｂの入力容量が２５００ｐＦ程度と大きいので、４０５
０で増幅しているが、ＦＥＴのゲートと直列に抵抗器を
挿入して突入電流を抑制するので抵抗器の数値に依って
は直結でも良い。

【００４９】この抵抗器と入力容量の時定数を選択し
て、矩形波電力出力の波形の立上りと立下りを調整す
る。ここではＦＥＴのスイッチング損失は増加するが、
抵抗器を１〜３，３ＫΩとし３〜１０μＳ程度に設定し
て、波形の立上りの（ｄｖ／ｄｔ）を緩やかにして、電
波雑音障害を減少させる選択が良好である。

【００５０】この様に設定したゲート電圧信号を、ＦＥ
Ｔの３ａ・３ｂに交互に印加して２のプッシュプルトラ
ンスの１次側の巻線を介して、１の商用１００Ｖを全波
整流し、６８０μＦ２００Ｖの電解コンデンサで濾波し
た直流電源から、立上りが緩やかな矩形波電力が２次側
に送出される。このトランスには、ＴＤＫ社製ＥＩ−５
０のＨ７Ｃ１のフェラィトコァの標準巻枠に１次２次共
に０，５φのポリウレタン銅線を、６本を１束線として
並列に、８Ｔバィファィラに２重層巻装（２８Ｔｘ４）
して１次は１次。２次は２次同志の一方の巻き初めと他
方の巻き終わりを直列接続（２８Ｔｘ２＝５６Ｔ）して
センタータップとし、１次は１の直流電源の＋側に、２
次は出力の単相３線の中性点の接地線側に接続する，１
次巻線の残る巻き初めと巻き終わりは、各々３ａ・３ｂ
のＦＥＴの任意のドレインに接続、２次巻線はそれぞれ
Ａ相・Ｂ相の矩形波電力の電送フィーダに接続する。

【００５１】ＥＩコァのギャップは、０，２５ｍ／ｍで
ある。２次電圧は±１４１Ｖｘ２の低電圧出力で、電送
電力は３００Ｗ，巻線インダクタンスは２，４ｍＨ，結
合度（Ｍ≒１）で、Ａ・Ｂ各相の出力インピーダンスは
約９４Ωである。４の電送フィーダは、ＶＶＦ・ＶＣＴ
・ＶＦＦ・ＶＲＦ・ＶＫＦ又はＶＳＦのツィストペァ等
々の汎用の配線ケーブルのインピーダンスは、５０〜１
５０Ωと整合して、２５ＫＨｚの矩形波電力をネオン管
の周辺までローインピーダンスで電力電送する。

【００５２】次の５ａ・５ｎはコイルＬ１で、６ａ・６
ｎのコンデンサＣとで直列共振。７ａ・７ｎの高周波リ
ケージトランスの１次巻線コイルのＬ２と６ａ・６ｎの
Ｃとで並列共振する。５ａ・５ｎのコイルは、ＴＤＫの
ＥＩ−３０−Ｈ７Ｃ１のコァの標準巻枠に、０，３２φ
のポリウレタン銅線を２本並列にバイファィラに、１１
２Ｔ巻装して、Ｅコァのみを巻装コイルに挿入して、開
放磁路の０，９ｍＨｘ２で、５ａ・５ｎのＬ１＝１，８
ｍＨを取得。６ａ・６ｎの０，０２２μＦのポリプロピ
レン又はマイカ等でｔａｎδの少ないＣとで２５ＫＨｚ
に直列同調共振する。

【００５３】７ａ・７ｎのトランスはＵ−Ｕ６０（１４
φ）のフラィバック用のコァの片方のＵだけを使用、１
次側の巻線として、 Ｕの底辺部に０，４φポリウレタ
ン銅線を１２０Ｔ、マイラーテープで絶縁処理した上に
直接２層巻装し、開放磁路で１，８ｍＨのＬ２を得て、
６ａ・６ｎのＣと並列同調共振する。

【００５４】２次巻線は０，１φのＤＳＣ（２重絹巻
線）を１０φｘ６０のＱ材のバーアンテナコァに２ｍ／
ｍ厚のベークボビンの巻枠上に、１５ｍ／ｍ巾のハネカ
ム巻で、３０００Ｔ（１５００Ｔにセンタータップ）を
巻装して、バーコァを挿入してＵコァの上面に接合装着
する。センタータップは、１０００ｐＦ−６ＫＶの高圧
セラミックコンデンサを介して、匡体金属の接地端子に
接続する。

【００５５】巻き初めと巻き終わりは、絶縁処理の後に
高圧ケーブルで引き出して、２次側を全長で５ｍ以内の
直列配線でネオン管（１２ａ〜１２ｎ）に印加して、点
灯せしむる構成である。

【００５６】７ａ・７ｎの高周波リケージトランスの設
計・仕様上の選択での重要点は、Ｌ１／ＣとＬ２／Ｃの
共振時のＱ＝ωＬ／ｒを３〜１０程度に、Ｌ１とＬ２の
線材の抵抗ｒと、コァの透磁率μと磁束密度Ｂの相対値
を調整して、巻数対電圧の比率（Ｔ／Ｖ（ボルト当たり
巻数）を所望の２〜３Ｖ程度に設定する。２Ｖとすれ
ば、６ａ・６ｎのＣ両端の並列共振電圧を、±２４０Ｖ
（ｒｍｓ）とするか、又は６８０Ｖ（Ｐ−Ｐ）とすれば
良く、この程度の数値が適切な選択である。

【００５７】この様に構成した装置では、２５ＫＨｚの
基本波でＯスタートの他励のインバータからはデューテ
ィ８０％のパルス巾で、３〜１０μＳの緩やかな立上り
の±１４０Ｖｘ２の低圧矩形波電力を、高周波トランス
の２次側から約９４Ωのローインピーダンスで送出する

【００５８】この出力は、５０〜１５０Ωの電送フィー
ダとインピーダンス整合して、ネオン管の周辺まで延長
し、Ｌ１／Ｃの直列共振とＬ２／Ｃの並列共振を利用し
て、歪みの無い正弦波に修正。Ｌ２／Ｃを１次巻線とす
るリケージトランスで昇圧した、対地電圧±３０００Ｖ
ｘ２＝６ＫＶの修正正弦波の高電圧を得る。この修正正
弦波高圧をネオン管に印加して、無理の無い点灯をせし
むる技術手段を提供するものである。

【００５９】

【発明の効果】以上に記述した様な技術手段の創作に拠
り、この発明特有の効果として。

【００６０】１、他励信号のＩＣウンタのリセット端子
を外部信号で制御することで、常時０スタートが可能と
なるので、スィッチングトランジェントに因る過度異常
放電現象を未然に防止する効果がある。

【００６１】２、実施例では、パルス巾を８０％に設定
しているが、歪みの無い正弦波に修正すると共に電力効
率の向上を計る効果がある。

【００６２】３、立上りの緩やかな低圧の矩形波を平衡
型ローインピーダンスで電送することで、不要輻射を減
少させて、電波雑音障害を僅少とする効果がある。

【００６３】４、汎用の配線ケーブルをローインピーダ
ンス整合フイーダとして利用して、これを引き回すこと
で、ネオン管側の高圧側の直列引き回しを１／５〜１／
１０に短縮すると共に、高周波リケージトランスにセン
タータップを設けて対地電圧を半減させる効果がある。

【００６４】５、１トランス毎の高電圧値を、対地電圧
を±３ＫＶ（ｒｍｓ）以内に選定し所望する複数個を並
列に使用すること等々の相乗作用で、従来のネオン管の
超高圧回路の直列引き手法では危険であった一般室内・
ＴＶスタジオ・舞台ステージ内でも安全な点灯装置を提
供することが可能となり市場を拡大する効果がある。

【００６５】６、高周波リケージトランスの巻線のＬと
並列にＣを挿入、Ｌ／Ｃ共振を利用して矩形波の出力を
正弦波に修正昇圧して高調波スペクトルを低減させて、
電波雑音障害を僅少とする効果がある。

【００６６】７、３０ＫＨｚ以下・±３ＫＶ（ｒｍｓ）
以内の緩やかな立上がりの修正正弦波の高電圧でネオン
管の全長を２〜６ｍ程度の直列引き回しとすることで、
従来のインバータの過度徴分高圧圧（ｄｖ／ｄｔ）に因
るハイインピーダンス回路特有の分布浮遊容量の静電誘
導的な異常放電現象である、タウンゼント・コロナ・沿
面ストリーマ・ブラッシュ等の異常放電や、スキンエフ
ェクトに因る鱗状・縞状等の波状点灯、回折や跳躍に依
る部分・極部点灯等の点灯不揃いの他にネオン管のピン
ホールやクラック等の管の破損等々のトラブルを総て、
未然に防止する効果がある。

【００６７】８、基本波の高周波正弦波の高圧で、ネオ
ン管を無理なく点灯させるので、管の寿命を延長せしむ
る効果がある。

【００６８】

【他の実施例の一例】図２に他の実施例を提示して、こ
れを引用して概要を説明する。図中の１ａ・１ｂは商用
１００Ｖを両波倍電圧整流した直流スタック電源で±を
直列接続したもので、電解コンデンサは２２０〜４７０
μＦ程度の容量で比較的小電力（１００Ｗ程度）の装置
に応用するものである。

【００６９】３ａ・３ｂはＦＥＴで東芝製２ＳＫ−５３
１で制御信号電圧は図１と類似であるが、ゲートの直流
電位が異なるために、ゲート信号制御に図中１７のフォ
トカプラを利用しているが、この発明では制御手段は任
意であり、要は矩形波出力が条件に適合すれば良く、こ
れ以降の電送フィーダ・直・並列Ｌ／Ｃ共振素子・高周
波リケージトランス等々の相互・相乗の作用に依り効果
を奏上する故である。

【００７０】小電力であるため、インピーダンス整合ト
ランスを使用せず、不平衡の応用であるが負荷が開放に
近い電送フィーダのインピーダンスは（Ｚ≒ｌ／ωＣ）
であるから、直流電源を直接出力するトランスレスで
は、充分にローインピーダンスであり、最善ではないが
小電力の使用では特に電波雑音障害を懸念する程のこと
はなく実用上の支障はない。出力の矩形波出力電圧は±
１４１Ｖである。上記以外の作用・効果は、「図１」と
畧同等である。

【００７１】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の１例の回路結線構成図であ
る。

【図２】この発明の他の実施例の１例の回路結線構成図
である。

【図３】この発明の制御信号の各部電圧波形及びネオン
トランスの１次側電圧波形の２現象リサージュ電圧波形
図である。

【図４】従来の簡易型のブロッキング方式のネオントラ
ンスの１例の回路結線構成図である。

【図５】従来汎用のジエンセン方式の電子ネオントラン
スの１例の回路結線構成図である。

【符号の説明】

１は、直流電源。 ２は、高周波のプッシュプル電力トランス。 ３ａ・３ｂは、パワーＭＯＳ−ＦＥＴ。 ４は、電力電送フィーダ。 ５ａ・５ｎは、直列共振コイルＬ１。 ６ａ・６ｎは、共振コンデンサＣ。 ７ａ・７ｎは、高周波リケージ高圧トランス。 ８は、高周波ベースクロック発信器。 ９は、１０進のリングカウンタ。 １０ａ・１０ｂは、４入力オァゲート。 １１ａ〜１１ｂは、バッファ。 １２ａ・１２ｎは、ネオン管。 １３・１３ａ・１３ｂは、トランジスタ。 １４は、ブロッキング発振トランス。 １５は、可飽和ドライブトランス。 １６は、高周波リケージネオントランス。 １７は、ホトカプラである。 「図３」の電圧波形図中。 図Ａは、高周波ベースクロック発信器出力電圧。 図Ｂは、１０進カウンタの実効出力電圧。 図Ｃ・図Ｄは、バッファの出力電圧。 図Ｅは、ＦＥＴの出力電圧波形と、高周波ネオントラン
スの１次側入力電圧波形（１点波線）を２現象で表示す
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高周波インバータ応用のネオン管の点灯装
   置において、少なくとも５０％以上のデューティを保持
   し、３０ＫＨｚ以下の高周波数で、±１５０Ｖ以下の他
   励の低圧矩形波出力電力を送出する技術手段と、この出
   力に汎用のＶＶＦ・ＶＣＴ等の電源配線ケーブルとイン
   ピーダンス整合して接続、高周波の電力電送フィーダと
   して利用延長する技術手段とを備え、この電送フィーダ
   の出力側に、少なくとも２個以上のＬ／Ｃ共振昇圧リケ
   ージトランスを使用、直並列共振コイルＬ１・Ｌ２を包
   括した実効値Ｑ（Ｑ＝ωＬ／ｒ）を３〜１０の範囲内に
   設定、直並列のＬ／Ｃ共振を利用して、矩形波の基本波
   を正弦波若しくは正弦波状波に修正。この修正正弦波を
   所望する電圧に昇圧して、ネオン管に印加し、始動点灯
   せしむることを特徴とする高周波インバータ応用のネオ
   ン管の点灯装置。