JPS6158198A - コンパクトなｒｆ螢光ランプ用の一体のクリスタル制御式線路電圧安定器 - Google Patents

コンパクトなｒｆ螢光ランプ用の一体のクリスタル制御式線路電圧安定器

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JPS6158198A
JPS6158198A JP60171276A JP17127685A JPS6158198A JP S6158198 A JPS6158198 A JP S6158198A JP 60171276 A JP60171276 A JP 60171276A JP 17127685 A JP17127685 A JP 17127685A JP S6158198 A JPS6158198 A JP S6158198A
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ballast
coupled
power
coil
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JP60171276A
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フイリツプ・エイチ・ピータース，ジユニア
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/2806—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without electrodes in the vessel, e.g. surface discharge lamps, electrodeless discharge lamps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発　　明　　の　　背　　景 本発明はコンパクトなＲＦ蛍光ランプ用のクリスタルｆ
ｌ、ＩＪ役Ｕ式線路電圧安定器に関ターるものであり、
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（ＳＥＰランプ）
を始動し動作させるために１００乃至１５０ＫＨｚ　″
ｃ−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雷にＲＦエネルギーを結
合づ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Ｏで低圃格とする
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。
ＳＥＰ安定器により発生される電磁妨害（ＥＭ■）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Ｓ
ＥＰ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Ｊ：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１
００ＫＨｚ乃至１５０Ｋｌ−ｌｚ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ＱＪについてのＦＣＣ（米国連邦通ずε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。１８Ｍ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。
上述の高電圧ＦＥＴ技術の進歩とそれによって１りられ
る利点を考囚すると、これまでに１７ｉＩ介されたもの
よりもつ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ざ
くすると、ランプの寸法をあまり人きくしなくても安定
器回路をＳＥＰ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
定器と社べて安価になり、ＳＥＰランプの大量生産も経
済的に一層魅力的になる。
じ−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）ｊへの変ＦＡ）
は高く、たとえば約７０％以上にすべぎである。更に、
予想される線路電圧範囲で効率が大きく変らないにうに
しなければならない。こうヅ°ることにより、直流濾波
器の容（２）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ジ
ノと再胎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（ｄｔｍｍｉｎｇ　）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
に対応づ゛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ＶＪ（ＳＥＰ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。
したがって、本発明の１つの目的は安定器の出力周波数
が１３Ｍ周波数帯域内にあるＳＥＰ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ＳＥＰ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。
更にもう１つの目的はＳ　Ｅ　Ｐランプ用の調光制面器
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ＳＥＰランプ川の用効率の安定器
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９何インピ
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ＳＥＰランプ用の安定器を提供η
ることである。
発　　明　　の　　要　　約 本発明によれば、ソレノイド状無電極蛍光ランプ（ＳＥ
Ｐランプ）用の安定器回路は、直流電源に接続されてＲ
ＦＦ振信号を発生ずるための発振器回路、およびＲＦ発
振信号を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ＲＦＦ幅用電力
トランジスタを駆動り“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電力電圧
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、ＲＦＦ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’ｌ　ＩＲ的にね１１合するために可変コンアン１月
か設けられている。発振器回路１；ｔ　＝カトランリス
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（ｒｅ
ｆｌｅｃ［ｅｄ　）入力容量を含んでＪ５す、この共振
回路は電力１〜ランジスタにグー１へ駆動用圧を与える
。
新規性があると考えられる本発明の特徴はｆＩ３’Ｆ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発明自体の１１１１成と
動作方法、ならびに本発明の池の目的Ｊ５よび利点が一
層に＜理解されよう。
詳　　し　　い　　説　　明 ＳＥＰ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
び函療（［ＳＭ）用にυｊり当てられた１３．５６ＭＨ
ｚ帯域で動作づるＳＥＦランプ（ソレノイド状ｉ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
てぎた。
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８Ｍ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化べてかなり大きクツ°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雷に転換することができ
る。このコイルの構成では、ＲＦＩａ界全体の内の放射
される部分（漏洩）は１００に１−（Ｚで動作するＳＥ
Ｐランプで通常使用されるフェライトの１−ロイダル・
コアとコイルの構成に比べてずつと大きくなる。
約１３．５６Ｍｆ−ｌｚｒ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雷電圧
周波数はプラス／マイナス６．７８ＫＨ２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。
本発明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、本発明の原理に従えば
池の周波数でも本発明の結果が１９られることは明らか
である。
図面を参照すると、ＳＥＦランプを０」作さセるための
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８１０から給
電される整流ダイオード・ブリッジを溝或する。電力源
の片側はヒユーズＦ１を介してダイオードＣＲＩ　Ｊ３
よびＣＲ３の陽極−１：λ補結合点に接続され、伯の側
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（ｉＥ側〉バイパ
ス・コンデンサＣ８、および電界り」果ｌ−ランリスタ
（Ｆ　Ｅ　Ｔ　）　０１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の円囲結合点に接続さ
れている。コンデンサＣ８はＦＥＴＱｌ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雷電
流ｉ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！よい。したがって、安定器回路に封する
直流心源電圧が、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。
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　　Ｃ３のドレインＤに接続される。濾波
コンデンサＣ７がＦＥＴ　　Ｃ３のドレインＤとアース
電位との間に接続される。［ＥＴ　　Ｃ３はＦＥＴ　　
Ｑｌ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すンタク
ララのシリコニツクス社（Ｓｉｌｉｃｏｎｉｘ　　Ｃｏ
ｒｐ　、　）が開発した金ａケートＦＥＴ（ｍｅｔａｌ
−ｇａｔｅ　　ＦＥＴ）で１７１Ｓ成することができる
。
ＦＥＴ　　Ｃ３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・コンデン普す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１すＣ６と変圧器−「１の一次巻線
との直列組み合わせを介してアース電位にＩｆｌ　Ｉ’
Ａ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Ｃ
６、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成回路を構成し、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
×１が抵抗Ｒ４とインダクタＬ４の結合点と、ＦＥＴＣ
３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Ｒ
１を介してＦＥＴ　　Ｃ３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ｇ）Ｊ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　　Ｃ３のゲートＧに高電圧が加わらないように
作用づ゛る。
ｊ氏抗Ｒ１、Ｒ２およびＲ４、ツェナーダイオードＺ１
、クリスタル共振子×１、ＦＥＴＣ３、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
発娠器を４７４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。
変圧器Ｔ１の第１の二次巻線はＦＥＴ　　Ｃ２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
で示ずように巻線のゲート側にある。
ＦＥＴ　　Ｃ２のゲートＧとアース電位との間に抵抗Ｒ
６が接続されており、これはＦＥＴＣ２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滅哀させる
のに役立つ。
変圧器Ｔ１の第２の二次巻線の片側はＦＥ丁Ｑ１のゲー
トＧに接続されて３す、変圧器Ｔ１の第２の二次巻線の
他の側はＦＥＴ　　Ｑｌ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ずよ
うにＩ＝ＦＴＱ１のソースＳに接続されている。抵抗Ｒ
５がＦＥＴＱｌ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　　Ｑｌがターンオンお
にＵターンオフするときのスプリアス１辰動を減衰させ
るのに役立つ。
ＦＥ−ＴＱｌのソースＳとＦＥＴ　　Ｃ２のド１ツイン
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Δ＋ｃＬインダクタＬ１の第１の側に接続されている
。ＦＥＴＱｌおよびＦＥＴ　　Ｃ２ならびに変圧器Ｔ１
の第１および第２の二次巻線は、ＦＥＴ　　Ｃ３を介し
て変圧器Ｔ１の一次巻線の両端間に向えられるＲＦ電力
を増幅づるための交互にスイッチングされる半ブリツジ
増幅器を溝成し−Ｃいる。これにより、スイッチ点Ａで
インダクタ］−１に方形電圧波形が供給される。
＋＝ＥＴ　ｏｌおよびＦ［ＥＴ　　Ｃ２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。
ずなわら、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　　ＱｌおよびＦＥＴ　　Ｃ２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・
レフティファイヤー社（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　
　Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ　　Ｃｏ、）製造の型名ＩＲＦ７
１０等の電力ＦＥＴ索子で構成することができる。電力
ＦＥＴ　　Ｑｌｌ、Ｃ２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
（ずなゎちランプ・コイル］−３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ぎに流れる逆電
流を通すための径路を形成する。
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。希望に応じて伺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ｔす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（１１１
の選択にあたっては、正弦波状の出力′電圧を発生づる
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ど二１ンデンサＣ２との結合点は
直流阻止Ｊ５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Ｃ３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。
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Ｔ１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
、負荷ずな４つらランプ・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（麦
ぐ負の電ｊ■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。
次に安定器回路の動作について説明する。上記の半ブリ
ツジ増幅器を構成する直列接続のＦＥＴＱｌおよびＦＥ
Ｔ　　Ｃ２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。ＦＥＴＱｌとＦＥＴ　　Ｃ２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ＣＲ３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。この若干の着はトランジスタ（ずなわちＦＥＴ　　
ＱｌまたはＦＥＴＣ２）のオン抵抗とスイッチ点Ａの電
流とによってきまる。
負荷整合Ｊ３よび高調波濾波回路網が１つ以上の１０部
分と高調波１へラップで１１″＋１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（ツなわらコンデンサＣ
３の入力）に送出する。図では１例として回路部品Ｌ１
、Ｌ２０）Ｃ１およびＣ２で構成される２段の回路網が
示されている。
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９荷から放射されるＥＭ
Ｉ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　　Ｑ
ｌのゲートとＦ　Ｅ　ＴＱ２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へ置忘の出
力電力を伝達スる。
典型的には、ランプ（図示しない）の放電を開始するた
め５００Ｖのピーク・ビーク雷丹二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ら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
覆ること（調光すること）ができる。
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雷電圧変圧器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回路 Ｃ６の結合点（点ＢンのＲＦ雷電流、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。８５丁　ＱｌとＦＥＴ　　Ｑ２の入力容０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　Ｑｌ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。このグー１−電圧
がＦＥＴのゲート閥１直レベルを超えると薗らに各ＦＥ
Ｔが交互にり、９通状態になる１、共ＪＡＧ宙流はＦＥ
Ｔ　　Ｑ３により供給されるＲＦ雷電流比べて数倍大き
くなり、このためＦＥＴ　Ｑ３の電力消費が約１ワッ１
−という小ざい値でもＦＥＴ　　ＱｌおよびＦＥＴ　Ｑ
２に対して適当な烏いゲート電圧を発生ずることができ
る。
クリスタル制１２１Ｉ光服器には、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の陽極の所に冑られる直流電圧
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に給電り−ることもでさる。し
かし、この代替の実施例を使うと、抵抗Ｒ３とＦＥ］−
０３の消費電力がかなり人さくなる。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、ＦＥＴＱ３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雷
電流直流電源電圧の変化の影響を受りない。したがって
、ＦＥＴ　　ＱｌおよびＦＥＴ　　Ｑ２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。
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×１の周波数で自己発振する。
クリスタル共振子×１両端間のＲＦ雷電圧一部はＦＥＴ
　　Ｑ３の電極間容債を介して共振子×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雷電
圧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、ＦＡ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動き、抵抗Ｒ１が存在
しなければクリスタル共振子×１両端間のＲＦ雷電圧非
常に小ざくしてしまうからである。
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　　ＱｌとＦＥＴ　　Ｑ２の
各々を各ＲＦ　：Ｉ！、リー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
するのに充分な出ツノ電圧がコイルＬ３の両１’５１ｊ
ｉＪに得られる。しかし、Ｆ　Ｅ　−ｒＱｌとＦＥＴ　
　Ｑ２の各々をそれぞれその各ＲＦ半ザイクルの殆んど
の１ｍにわたつて充分にターンオンさせてｄ５　＜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。ゲート容口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１
員失の増加とクリスタル１ノリ御光振２（回路の効率低
下の結果として、効率が低下する。
本発明では、高効率で安定器回路を動作させるために必
要な半ブリツジ増幅器用のイ・」加的なゲート駆動電力
は、ＲＦ電力出力の一部を電力１−ランリスタの入力に
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。
変圧器Ｔ１の第１　Ｊ−３よび第２の二次ケ線の（セ性
は、ランプｉは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Ｆ　Ｅ　Ｔ　　Ｑ　２をターン
オンし、第２の二次巻線に；誘起されてＦＥＴ　　Ｑｌ
のゲートＧに与えられる電圧がＦＥＴＱｌ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。
クリスタル制ｔｉ１１発成器からのＲＦ雷圧がない場合
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雷電圧充分大きくなってＦＥＴＱｌ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−「１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、増幅器出力は照（１前りリ
スタル周波教に近い周波数に保たれる。
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ＩＵ生帰逗によって半
ブリツジ増幅器は電力発振器どして動作する。この電力
発掘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６岸によっＣ定められる。
安定器の出ツノ周波数は電力発振器の自走周波数とクリ
スタル１ｉｌｌ　１２１Ｉ発１辰器の自走周波数との斧
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。
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６川性負荷が生
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　　Ｑ
ｌ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・コイルし３からの゛
上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ぎランプからの光出力が低
下する。
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への電圧に対するＦＥ−ｒＱｌま
たはＦＥＴＱ２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（よす１！型的には２ｋＨ２以内に保持される。負荷
ならびに線路電圧の）化に対する周波（：安定度は変圧
器Ｔ１の一次谷線の中を循環するクリスタル制御発振器
の電流の振幅を大さ°くすることによって改善される。
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′７＆電圧の広い範囲にわたって
ランプ・コイルし３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、ランプ電力が増加リ−るどと
もに放電抵抗が上Ｒ？ｌ’ることによる。また、これま
でｄ２明してきた回路のクリスタル制御２１Ｉ　１１１
ｉ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。これはこの回路の正数
な利点である。というのは電力源１゜からの入力電圧が
低くてもＦＥＴ　　Ｑｌおよび１１Ｅｌ−Ｑ２のゲート
の駆ｖＪ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１
０してしまう。
リスタルを少し高い周波数にカッ１−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Ｊ：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晋を受け１５すいことにより
、使用できる濾波コンデンサＣ４のノｄ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思人入力力
率が定められる。
以上、安定器の出力周波数が１３Ｍ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１３Ｍ帯域
の許容限界内に保つことがでさ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、ＳＥＰランプと一体化
してパッケージとすることができる。
本発明のいくつかの好ましい特徴だけを例示してさたが
、当ざＩ″、名には多くの変形−髪″）変■力を行なう
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（Ｆ）る変形や変更をナベで包含づるものであるこ
とを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
単−の図は本発明に従って作られた安定器の回路図であ
る。 （主な符号の説明） Ｃ１，０２・・・コンデン１す、 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、 Ｌｌ、Ｌ２０）Ｌ４・・・インダクタ、Ｌ３・・・ラン
プ・コイル、 Ｑｌ乃至Ｃ３・・・ＦＥＴ、 Ｔ１・・・変圧器、 ×１・・・クリスタル共振子。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. （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、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、上記スイッチング信号発生手段が上記コイルの電
    流の一部を再生帰還して上記電力トランジスタのスイッ
    チングを助ける帰還手段を含んでおり、上記トランジス
    タが上記共通の出力に上記コイルを駆動するＲＦ電力出
    力信号を発生することを特徴とする蛍光ランプ用の安定
    器回路。
  2. （２）特許請求の範囲第（１）項２記載の安定器回路に
    おいて、上記発振器回路が約１３．５６ＭＨｚで動作す
    る安定器回路。
  3. （３）特許請求の範囲第（２）項記載の安定器回路にお
    いて、上記発振器回路がＲＦクリスタル共振子を含んで
    いる安定器回路。
  4. （４）特許請求の範囲第（１）項記載の安定器回路にお
    いて、上記スイッチング信号発生手段が一次巻線ならび
    に第１および第２の互いに逆位相の二次巻線を有する変
    圧器が含み、上記一次巻線が上記発振信号に結合され、
    上記第１および第２の二次巻線が上記トランジスタの上
    記入力に結合されている安定器回路。
  5. （５）特許請求の範囲第（４）項記載の安定器回路にお
    いて、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安定器回路。
  6. （６）特許請求の範囲第（４）項記載の安定器回路にお
    いて、上記電力トランジスタが電界効果トランジスタで
    あり、上記第１および第２の二次巻線がそれぞれ上記電
    力トランジスタの内の１つの電力トランジスタのゲート
    電極に結合されている安定器回路。
  7. （７）特許請求の範囲第（１）項記載の安定器回路にお
    いて、上記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安定器回路。
  8. （８）特許請求の範囲第（７）項記載の安定器回路にお
    いて、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安定器回路。
  9. （９）特許請求の範囲第（７）項記載の安定器回路にお
    いて、上記濾波回路がＬＣ濾波器を含んでいる安定器回
    路。
  10. （１０）特許請求の範囲第（１）項記載の安定器回路に
    おいて、上記電力出力信号のピーク振幅が上記直流電圧
    にほぼ等しい安定器回路。
  11. （１１）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であって、この回路の周波数に同調
    した共振回路を含んでいる発振器回路、上記共振回路の
    一部を含んでいて、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、各々別個の入力と
    共通の出力をそなえた直列接続の電力トランジスタ、上
    記スイッチング信号を上記トランジスタの上記別個の入
    力に結合して上記共通の出力にＲＦ電力出力信号を発生
    させる手段、および上記ＲＦ出力信号によって駆動され
    る蛍光ランプ励起コイルを有することを特徴とする蛍光
    ランプ用の安定器回路。
  12. （１２）特許請求の範囲第（１１）項記載の安定器回路
    において、上記発振器回路が約１３．５６ＭＨｚで動作
    する安定器回路。
  13. （１３）特許請求の範囲第（１２）項記載の安定器回路
    において、上記発振器回路がＲＦクリスタル共振子を含
    んでいる安定器回路。
  14. （１４）特許請求の範囲第（１）項記載の安定器回路に
    おいて、上記スイッチング信号発生手段が一次巻線なら
    びに第１および第２の互いに逆位相の二次巻線を有する
    変圧器を含んでおり、上記一次巻線が上記発振信号に結
    合され、上記第１および第２の二次巻線が上記トランジ
    スタの上記入力に結合されている安定器回路。
  15. （１５）特許請求の範囲第（１４）項記載の安定器回路
    において、上記電力トランジスタが電界効果トランジス
    タであり、上記二次巻線がそれぞれ上記電力トランジス
    タの内の１つの電力トランジスタのゲート電極に結合さ
    れている安定器回路。
  16. （１６）特許請求の範囲第（１１）項記載の安定器回路
    において、上記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安定器回路。
  17. （１７）特許請求の範囲第（１６）項記載の安定器回路
    において、上記濾波回路がＬＣ濾波器を含んでいる安定
    器回路。
  18. （１８）特許請求の範囲第（１１）項記載の安定器回路
    において、上記コイルに結合さ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上記濾波器と上記コ
    イルに結合されている安定器回路。
  19. （１９）特許請求の範囲第（１１）項記載の安定器回路
    において、上記スイッチング信号発生手段が上記コイル
    の電流の一部を再生帰還して上記電力トランジスタのス
    イッチングを助ける手段を含んでいる安定器回路。
  20. （２０）特許請求の範囲第（１４）項記載の安定器回路
    において、上記変圧器が第３の二次巻線を含んでおり、
    上記第３の二次巻線は上記コイルに結合されて、上記電
    力トランジスタのスイッチングを助けるために上記第１
    および第２の二次巻線の信号と組み合わさる再生帰還信
    号を発生する蛍光灯用安定器回路。
  21. （２１）特許請求の範囲第（１１）項記載の安定器回路
    において、上記電力出力信号のピーク振幅が上記直流電
    圧にほぼ等しい安定器回路。
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