(57)【要約】【課題】総てのランプへの均一電流分配を、いかなる磁性部品も使用せずに、半導体部品のみを使用して達成する。【解決手段】本発明に係る回路は、複数のガス放電ランプ、特に冷陰極放電管を共通電圧源で動作させることを可能にする。【選択図】図３
2008130572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通交流電圧源（Ｕ〜）で複数のガス放電ランプ（Ｌａ）を動作させるために、個々のランプ枝路に電流を規定分配する電子回路であって、
ａ：前記各ランプ（Ｌａ）に流れる交流電流が、ダイオード（Ｄｐ，Ｄｎ）によって正及び負の半サイクルに分離され、
ｂ：前記正の半サイクルが、ｎｐｎトランジスタ（Ｑｐ）のコレクタ−エミッタ部とエミッタ抵抗器（Ｒｅ）とを介して前記交流電圧源に帰還され、
ｃ：前記負の半サイクルが、ｐｎｐトランジスタ（Ｑｎ）のコレクタ−エミッタ部とエミッタ抵抗器（Ｒｅ）とを介して前記交流電圧源に帰還され、
ｄ：総てのｎｐｎトランジスタ（Ｑｐ）のベース端子が、互いに電気的に直接接続されるか、又は、個々のベース抵抗器（Ｒｂ）を介して互いに接続されており、
ｅ：総てのｐｎｐトランジスタ（Ｑｎ）のベース端子が、互いに電気的に直接接続されるか、又は、個々のベース抵抗器（Ｒｂ）を介して互いに接続されており、
ｆ：前記ガス放電ランプ（Ｌａ）のランプ電流から導出された前記トランジスタ（Ｑｐ；Ｑｎ）のための共通ベース電流が、ツェナー・ダイオード（Ｚｐ；Ｚｎ）又はツェナー電圧と等価の電位の電位障壁に打ち勝って流れる、
ことを特徴とする電子回路。
【請求項２】
前記各トランジスタ（Ｑｐ；Ｑｎ）は、ベース端子とコレクタ端子間に、電位差を発生するとともに、その両端の電位差が特定の電圧電位より低いとき高インピーダンスを、前記特定の電圧電位より高いとき低インピーダンスを有する素子（Ｚｐ；Ｚｎ）又は回路素子を有していることを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
【請求項３】
ベースで相互接続された前記トランジスタ（Ｑｐ）の第１のグループに対して、電位差を発生する単一の共通素子（Ｚｐ）又は回路素子が用いられ、同様に、ベースで相互接続された前記トランジスタ（Ｑｎ）の第２のグループに対して、電位差を発生する単一の共通素子（Ｚｎ）又は回路素子が用いられることを特徴とする請求項１に記載の電子回路。
【請求項４】
前記各トランジスタ（Ｑｐ；Ｑｎ）のベース端子が、抵抗器（Ｒｂ）を介して、又は、コンデンサ（Ｃｂ）が並列接続されている抵抗器（Ｒｂ）を介して、回路の他の部分に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子回路。
【請求項５】
ガス放電ランプ（Ｌａ）に関連する各ランプ電流枝路内の電荷を平衡させるために、コンデンサ（Ｃｓ）が、前記ガス放電ランプに直列接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子回路。
【請求項６】
ベースで相互接続された前記トランジスタ（Ｑｐ；Ｑｎ）に対するベース電流は、付加トランジスタ（ＴＢｐ；ＴＢｎ）を介して補助電圧源（Ｖ＋；Ｖ−）によって供給され、前記付加トランジスタは、電位差を発生する素子（Ｚｐ；Ｚｎ）にベース端子が接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子回路。
【請求項７】
増倍電流ミラー（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）の形態をなす付加回路を使用して、前記ランプ電流枝路のエミッタ電流の小さい割合が、前記各トランジスタ（Ｑｐ；Ｑｎ）のベース端子に帰還されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電子回路。
【請求項８】
共通交流電圧源（Ｕ〜）で複数のガス放電ランプ（Ｌａ）を動作させるために、個々のランプ枝路に電流を規定分配する電子回路であって、
ａ：前記各ガス放電ランプのために、入力交流電圧の一方の半サイクルが、第１のダイオード（Ｄｏ）を介して前記ランプ（Ｌａ）及び第１のトランジスタ（Ｔｕ）に印加され、他方の半サイクルが、第２のダイオード（Ｄｕ）を介して前記ランプ（Ｌａ）及び第２のトランジスタ（Ｔｏ）に印加され、
ｂ：総ての第１のトランジスタ（Ｔｕ１，．．．，Ｔｕｎ）のベース端子が、互いに電気的に直接接続されるか、又は、個々のベース抵抗器を介して互いに接続されており、
ｃ：総ての第２のトランジスタ（Ｔｏ１，．．．，Ｔｏｎ）のベース端子が、互いに電気的に直接接続されるか、又は、個々のベース抵抗器を介して互いに接続されており、
ｄ：前記ガス放電ランプ（Ｌａ）のランプ電流から導出された前記トランジスタ（Ｔｏ１，．．．，Ｔｏｎ；Ｔｕ１，．．．，Ｔｕｎ）の共通ベース電流が、ツェナー・ダイオード（Ｚｏ；Ｚｕ）又はツェナー電圧と等価の電位の電位障壁に打ち勝って流れる、
ことを特徴とする電子回路。
【請求項９】
前記各トランジスタ（Ｔｏ１，．．．，Ｔｏｎ；Ｔｕ１，．．．，Ｔｕｎ）は、ベース端子とコレクタ端子間に、電位差を発生するとともに、その両端の電位差が特定の電圧電位より低いとき高インピーダンスを、前記特定の電圧電位より高いとき低インピーダンスを有する素子（Ｚｏ；Ｚｕ）又は回路素子を有していることを特徴とする請求項８に記載の電子回路。
【請求項１０】
ベースで相互接続された前記トランジスタ（Ｔｏ１，．．．，Ｔｏｎ）の第１のグループに対して、電位差を発生する単一の共通素子（Ｚｏ）又は回路素子が用いられ、同様に、ベースで相互接続された前記トランジスタ（Ｔｕ１，．．．，Ｔｕｎ）の第２のグループに対して、電位差を発生する単一の共通素子（Ｚｕ）又は回路素子が用いられることを特徴とする請求項８に記載の電子回路。
【請求項１１】
前記各トランジスタ（Ｔｏ１，．．．，Ｔｏｎ；Ｔｕ１，．．．，Ｔｕｎ）のベース端子が、抵抗器（Ｒｂ）を介して、又は、コンデンサ（Ｃｂ）が並列接続されている抵抗器（Ｒｂ）を介して、回路の他の部分に接続されていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の電子回路。
【請求項１２】
ガス放電ランプ（Ｌａ）に関連する各ランプ電流枝路内の電荷を平衡させるために、コンデンサ（Ｃｓ）が、前記ガス放電ランプに直列接続されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の電子回路。
【請求項１３】
ベースで相互接続された前記トランジスタ（Ｔｏ１，．．．，Ｔｏｎ；Ｔｕ１，．．．，Ｔｕｎ）に対するベース電流は、付加トランジスタ（ＴＢｐ）を介して補助電圧源（Ｖ＋）によって供給され、前記付加トランジスタは、電位差を発生する素子（Ｚｏ；Ｚｕ）にベース端子が接続されていることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の電子回路。
【請求項１４】
増倍電流ミラー（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４）の形態をなす付加回路を使用して、前記ランプ電流枝路のエミッタ電流の小さい割合が、前記各トランジスタ（Ｔｏ１，．．．，Ｔｏｎ；Ｔｕ１，．．．，Ｔｕｎ）のベース端子に帰還されることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共通電圧源で複数のガス放電ランプを動作させるための電子回路、特に半導体回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ）の急速な発展に伴って、これら表示装置のための背面照明として使用される、適当な広範囲照射の光源に対する、対応する要求も出てきている。これらの背面照明のための特定の必要条件には、特に、全面に亘って均一な光を放射すること、及び、高輝度表示能力が含まれる。現在は、特にガス放電蛍光ランプがこれらの光源として使用されている。一方、これらのランプは、白色光（５０〜１００ルーメン／ワット）のハイライト発生を達成し、他方、ガス放電蛍光ランプにおける広範な経験が照明技術分野において利用可能である。実質的な発展が、発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光に関してもまた最近進行しつつあるが、この分野の技術はかなり費用がかかり、また従ってより小さい表示装置に制限されている。より重要なのは、ガス放電蛍光ランプの直線形状が、ＬＥＤのような点光源との比較において光の広範な均一性の達成を容易にしていることである。現在の先行技術に基づくフラット・スクリーンの表示ユニット（ＬＣＤ）においては、液晶表示ユニットの背面に光の拡散プレートがあり、また、その後方に複数の冷陰極放電管が規則的な形態で配置され、かつ、水平方向に配列されている。小規模の光均一化は、拡散プレートによって実行される。大規模の光均一化に関しては、各蛍光管が同量の光を放射することが必要である。ランプ特性において既に現在達成可能である部分的な相違は全く無視できるので、個々のランプ電流を同じ値に単に維持することによって、充分な光の均一性を達成することができる。より長い有効ランプ寿命のためには、ランプを交流で動作させる必要がある。最大発光量のためには、１０ｋＨｚを超える動作周波数が必要とされる。磁性素子を小さく維持するためには、３０ｋＨｚを超える動作周波数が一般的に好ましい。動作周波数の上限、特に長いガス放電ランプにおける動作周波数の上限は、ランプからハウジングに流れる寄生容量性電流によって与えられるので、高電圧側に配置されたガス放電ランプの端部をより明るく発光させることが可能になる。ガス放電ランプは、代表的な値として、１０００ボルトの電圧が供給され、また、数ミリアンペアの電流消費を有する。
【０００３】
従って、総てのガス放電ランプを同じ個々の交流電流で動作させる際の一般的な技術的問題が発生する。明白な技術的解決策は、個々のランプそれぞれに、それ自体のための高電圧変圧器及びそれ自体のための調整ループを備え、各ランプ用に調整されたそれ自体のための電源を設けることである。この解決策は首尾よく機能するが、構成部品の大きなコストのために高い費用が掛かる。近年の開発は、特に、一つの中央の高電圧源から総てのランプに電力を供給することを目指している。ガス放電ランプの電流／電圧特性の特定形態、特に、動作点における負性動作抵抗のために、数個のランプを単純に並列に接続することができない。しかし、平衡変圧器Ｔｒの補助を伴う共通電圧源Ｕ〜において数個のガス放電ランプＬａを動作させることが可能である。カスケード接続された平衡変圧器を使用する旧来の解決策は、ウシジマ・バランサで実現される。同じ基本的アイデアに基づいた他の改良は、ニュートン・バランサ、チェン・バランサ及び最終的にジン・バランサとして最近導入されている（図１参照）（例えば、国際公開公報第ＷＯ２００５／０３８８２８号（特許文献１））。これらの受動電流平衡方法は、重要な前進を示しているが、比較的多数の磁性部品を使用し、これによりランプ制御回路の総費用のうちの相当な割合が用いられるといった欠点をなおも含んでいる。
【０００４】
米国特許第７，０４２，１７１号（特許文献２）は、半導体部品のみを使用し、いかなる磁性部品も含んでいないガス放電ランプＬａ内の電流の均一分配を達成する電子回路を開示している（図２）。この特許は、トランジスタを基本とする電流ミラー技術の旧来のアイデアを直接ランプ電流平衡に適用している。米国特許第７，０４２，１７１号において提供される回路の重要な機能的制限は、ここで示された旧来回路が正の半サイクルのみを通しているという事実から帰結しており、また更なる制限は、全ベース電流も伝達するリード・チャネル（米国特許第７，０４２，１７１号の全図におけるチャネル１）が、関連する動作点において最大抵抗値を有するランプに配置されたときにだけ、コレクタ電流の平衡効果が得られることである。しかし、動作点において最大抵抗値を有するランプは前もって分かっておらず、また、さらに動作中に、ランプはこの役割を交換する場合もある。
【特許文献１】国際公開公報第ＷＯ２００５／０３８８２８号
【特許文献２】米国特許第７，０４２，１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、複数のガス放電ランプを共通電圧源で動作させ、個々のランプ枝路（電流平衡）への電流分配が磁性部品を全く使用せずに、また、半導体部品のみを使用して完全に達成されることを可能にする回路を提供することである。
【０００６】
この目的は、請求項１又は請求項８に等しく要点を述べた特徴を有する電子回路によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態及び更なる有利な特徴は、従属請求項に列挙されている。
【０００８】
本発明の好ましい第１の実施の形態は、個々のランプ枝路への規定された電流分配のための共通交流電圧源で複数のガス放電ランプを動作させる回路であって、各ガス放電ランプ（ランプ枝路）のためにｎｐｎトランジスタ及びｐｎｐトランジスタが主要な構成要素として使用される回路に関する。各ランプを通る入力交流電圧は、ダイオードを使用して電圧の正の半サイクルと負の半サイクルとに分離される。正の半サイクルは、ｎｐｎトランジスタのコレクタ−エミッタ部及びエミッタ抵抗器を介して交流電圧源に帰還される。負の半サイクルは、ｐｎｐトランジスタのコレクタ−エミッタ部及びエミッタ抵抗器を介して交流電圧源に帰還される。総てのｎｐｎトランジスタのベース端子は、互いに直接電気的に接続されるか、又は、それぞれのベース抵抗器を介して接続されている。総てのｐｎｐトランジスタのベース端子は、互いに直接電気的に接続されるか、又は、それぞれのベース抵抗器を介して接続されている。相互接続されたトランジスタのベース電流は、（ランプ枝路の）ガス放電ランプ、より正確には最低の実インピーダンスを有するガス放電ランプのランプ電流から導出され、ツェナー・ダイオード又はツェナー電圧と等価の電位の電位障壁に打ち勝って流れる。
【０００９】
本発明の好ましい第２の実施の形態は、個々のランプ枝路への規定された電流分配のための共通交流電圧源で複数のガス放電ランプを動作させる回路であって、各ガス放電ランプ（ランプ枝路）のために二つのｎｐｎトランジスタ又は二つのｐｎｐトランジスタが主要な構成部品として使用される回路に関する。各ガス放電ランプ（各ランプ枝路）のために、入力交流電圧の一方の半サイクルが第１のダイオードを介してランプ及び第１のトランジスタに印加され、他方の半サイクルが第２のダイオードを介してランプ及び第２のトランジスタに印加される。総ての第１のトランジスタのベース端子は、互いに電気的に直接接続されるか、又は、それぞれのベース抵抗器を介して接続される。同様にして、総ての第２のトランジスタのベース端子は、互いに電気的に直接接続されるか、又は、それぞれのベース抵抗器を介して接続される。相互接続されたトランジスタのベース電流は、（一つのランプ枝路の）一つのガス放電ランプ、より正確には最低の実インピーダンスを有するガス放電ランプのランプ電流から導出され、ツェナー・ダイオード又はツェナー電圧と等価の電位の電位障壁に打ち勝って流れる。
【００１０】
本発明の実施の一形態において、それぞれのトランジスタは、ベース端子とコレクタ端子との間に、電位差を発生するとともに、その両端の電位差が特定の電圧電位より低いとき高インピーダンスを、この特定の電圧電位より高いとき低インピーダンスを有する素子又は回路部品を有しているものとするとよい。あるいは、ベースで相互接続された第１のグループのトランジスタに対して、電位差を発生する単一の共通素子又は回路部品を設けてもよい。同様に、ベースで相互接続された第２のグループのトランジスタに対して、電位差を発生する単一の共通素子又は回路部品を使用することができる。
【００１１】
各トランジスタのベース端子は、回路の他の部分に、直接接続されることができ、又は、抵抗器を介して接続されることができる。しかし、ベース端子は、抵抗器及び抵抗器に並列接続されたコンデンサを介して回路の他の部分に接続されることもできる。
【００１２】
ガス放電ランプに関連する各ランプ電流枝路中の電荷を平衡させるために、好ましくは、コンデンサが、関連するガス放電ランプに直列接続されることができる。
【００１３】
ベースで相互接続されたトランジスタに対するベース電流は、電位差を発生する素子にベース端子が接続されている付加トランジスタを介して補助電圧源から供給されることもできる。
【００１４】
他方、ベースで相互接続されたトランジスタに対するベース電流は、増倍電流ミラーの形態を取る付加回路を使用して供給され得る。付加回路によって、ランプ電流枝路のエミッタ電流の小さい割合が、第１のトランジスタが飽和領域に入るまで、ベース端子に帰還される。付加回路は、この状態で安定化された回路を維持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図３は、各ガス放電ランプＬａ（ランプ枝路）に対して、ｎｐｎトランジスタＱｐ及びｐｎｐトランジスタＱｎが主要な構成要素として使用された本発明の好ましい第１の実施の形態を示す。概して、各ランプ枝路又はチャネルは、それぞれ以下の部分回路、即ち、ランプＬａ両端に印加される交流（ＡＣ）電圧源Ｕ〜を正及び負の電流半サイクルに分離する二つのダイオードＤｐ及びＤｎを有している。交流電圧源Ｕ〜は、高電圧変圧器のような高圧電圧源によって供給される。正の半サイクルはｎｐｎトランジスタＱｐを通過し、負の半サイクルはｐｎｐトランジスタＱｎを通過する。正及び負の半サイクルの両方が、二つのトランジスタＱｐ，Ｑｎに共通のエミッタ抵抗器Ｒｅを介して電圧源に帰還される。ある適用例においては、各トランジスタＱｐ及びＱｎに対して別々のエミッタ抵抗器を設けることが有利な場合もある。総てのｎｐｎトランジスタＱｐのベースは互いに接続されている（ｐ電流ミラー）。同様に、総てのｐｎｐトランジスタＱｎのベースは互いに接続されている（ｎ電流ミラー）。ｎｐｎトランジスタＱｐのベース端子は、ツェナー・ダイオードＺｐを用いて同じトランジスタＱｐのコレクタ端子に接続されている。各ｐｎｐトランジスタＱｎのベース端子は、ツェナー・ダイオードＺｎを用いて同じトランジスタＱｎのコレクタ端子に接続されている。総てのツェナー・ダイオードＺｐ及びＺｎは、代表値として１００−３００ボルトの範囲の同じ公称ツェナー電圧を有する。これらのツェナー・ダイオードＺｐ，Ｚｎは、たとえ最大インピーダンスを有するチャネルが分からなくても又は動作中に変化したとしても、回路の電流分離作用がなおも存在するために、回路の機能にとって極めて重要である。米国特許第７，０４２，１７１号（公報中の図４）で提案されているような旧来の電流ミラー回路は、最大インピーダンスを有するチャネルがリード・チャネル（この特許公報に含まれる図面中のチャネル１）として使用されたときにのみ電流分配を実現する。この無視できない機能的制限は、本発明に係るツェナー・ダイオードの使用によって克服される。
【００１６】
図３に示した技術的機能は、次のように説明することができる。即ち、トランジスタＱｐ及びＱｎのコレクタとエミッタとの間の電圧降下がツェナー・ダイオードＺｐ及びＺｎのツェナー電圧より低い限り、ベース電流が流れないので総てのトランジスタはブロックされる。ここで共通のランプ供給電圧源Ｕ〜の電圧半サイクルの電圧が上昇すると、ツェナー電圧は最小インピーダンスのランプＬａを有するチャネルに先ず到達し、関連するツェナー・ダイオードＺｐ又はＺｎがそれぞれ導通することになる。総てのｎｐｎ又はｐｎｐトランジスタＱｐ及びＱｎのベースが互いに接続されているので、総ての相互接続されたトランジスタＱｐ及びＱｎが、最初に導通するツェナー・ダイオードを介してトリガされて、トランジスタのベース電流が流れ始める。従って、このように、最初に導通状態になったツェナー・ダイオードは、それぞれ一つのツェナー・ダイオードが正の半サイクルで及び一つのツェナー・ダイオードが負の半サイクルで、ベースを相互接続されたトランジスタのベースの総てをトリガする。この段階で、高抵抗値を有する他方のランプ・チャネルにおけるコレクタ電圧は、ツェナー電圧よりわずかに低くなる。同一のベース電圧（ベースが直接接続されているため）及び同一のエミッタ抵抗値のために、それぞれベースで相互接続された総てのトランジスタＱｐ又はＱｎ内のエミッタ電流値が同一になる。いずれのトランジスタも飽和状態に入らない限り、即ち、いずれのトランジスタも完全にスイッチオンされていない限り、これと同様のことがコレクタ電流にも当てはまり、また、従ってランプ電流も同様である。この場合において、ランプ電流は、回路によって（平衡された）同じ値に維持される。チャネルの一つにおけるコレクタとエミッタとの間の電圧の差がゼロに近づくと直ちに、回路は、その電流の均一分配の機能を失う。この状態は、ツェナー電圧のレベルが低ければ低いほど、またランプ特性の許容差が大きければ大きいほど、より発生しやすくなる。ツェナー電圧を充分に高いレベルに選択することによって、非常に安定した信頼できる電流分配を達成することができる。しかし、ツェナー電圧レベルの上昇に伴い、回路中のエネルギ損失も増大する。これは、回路の設計の際に、ツェナー電圧レベルが、ランプの動作パラメータ及び許容差に基づいて選択される必要があることを意味している。
【００１７】
図３に従う実施の形態において、総てのトランジスタのための半サイクルのベース電流は、一つのランプ・チャネルによって供給され、従って、このチャネルのランプを流れる電流は減少する。従来のトランジスタのベース電流は、典型的にはコレクタ電流の１００分の１程度に小さいが、使用されるチャネルが過剰に多くなければ、平衡電流分配に対していかなる問題も与えない。図３に従う回路において、二つのツェナー・ダイオードは、各ランプ・チャネルに必要とされる。
【００１８】
図４に従う本発明の更なる好ましい実施の形態において、必要とされるツェナー・ダイオードＺｐ及びＺｎの数は、総計で二個に減少させることができ、その一つは供給電圧源Ｕ〜の正の半サイクルに、もう一つは負の半サイクルのためのものである。しかし、このように省略されたツェナー・ダイオードの代わりには、数個の通常のダイオードが必要とされる。図３の基本回路の機能性は図４に示した変形例においては変わらないが、この変形例は、回路に構成的利点を提供しており、また、通常のダイオードはツェナー・ダイオードよりも安価であるので、コスト的利点も提供する。
【００１９】
各チャネルに対して、四つのダイオードＤｐ，Ｄｐｚ及びＤｎ，Ｄｎｚが必要とされる。供給電圧源Ｕ〜の正の半サイクルの電流は、ガス放電ランプＬａ、ダイオードＤｐ、トランジスタＱｐ及び抵抗器Ｒｅを介して電圧源に帰還する。負の半サイクルについては、電流は、ランプＬａ、ダイオードＤｎ、トランジスタＱｎ及び抵抗器Ｒｅを介して電圧源に帰還する。正の半サイクルのためのツェナー・ダイオードＺｐは、各チャネルのダイオードＤｐｚを介してトリガされ、負の半サイクルのためのツェナー・ダイオードＺｎは、ダイオードＤｎｚを介してトリガされる。総てのチャネルのダイオードＤｐｚは、論理ＯＲ回路を形成し、ダイオードＤｎｚも同様である。論理ダイオード・ネットワーク両端に印加される電圧は、ツェナー・ダイオードＺｐ又はＺｎそれぞれの電圧レベル（ツェナー電圧レベル）にそれぞれのダイオードＤｐｚ又はＤｎｚにおける電圧降下のそれぞれを加算した電圧に打ち勝たなければならない。最大電圧、即ち、最小インピーダンスを有するランプ、従って、ランプにおける最小電圧降下を有するランプ、を有するチャネルは、それぞれツェナー・ダイオードＺｐ及びＺｎを通じてそれぞれ切り換わり、また、それぞれトランジスタＱｐ又はＱｎに対してベース電流を提供する。
【００２０】
図４に示した回路の実施の形態において、ランプ電流が最早同一でなくなったとしても、例えば、トランジスタＱｐ又はＱｎのいずれかのコレクタ−エミッタ電圧降下がそれぞれゼロ（飽和領域）に近づくので、エミッタ抵抗器Ｒｅ両端における電圧降下は常に同一である。
【００２１】
図５に従って、トランジスタＱｐ及びＱｎに付加的なベース抵抗器Ｒｂを導入することによって、電流分配の外乱も、エミッタ抵抗器における電圧降下によって観測可能になる。回路機能が「通常」である限り、即ち、どのトランジスタも飽和領域で動作していない限り、ベース電流も対応して小さく、非常に小さい電圧降下のみがベース抵抗器Ｒｂにおいて発生する。しかし、トランジスタが飽和状態に入り、より多くの電流がベースに流れると直ちに、より大きい電圧がベース抵抗器Ｒｂにおいて降下する。飽和領域で動作するこのトランジスタのベース電位は、従って他のトランジスタのベース電位と最早同一ではなくなる。ベース電位が変化したときに、エミッタ抵抗器Ｒｅを通って流れる電流が変化し、また従って、電圧降下も変化する。この電圧降下は測定することができる。測定結果は、回路のその後の監視に有利である。ベース抵抗器Ｒｂは、供給される電流の分配を損なわないので、ベース抵抗器Ｒｂは、エミッタ抵抗器Ｒｅよりも十分に大きいものではない。回路の動的特性は、各ベース抵抗器Ｒｂに並列なコンデンサＣｂによって改善することができる。
【００２２】
電流を分配するための回路の更なる実施の形態が図６に示されており、ランプＬａの各々に直列接続された平衡コンデンサＣｓが含まれている。コンデンサＣｓは、ランプを通って伝送された正及び負の電荷量が正確に同一になることを保証し、従って、ランプの有効寿命の最大化を可能にする。コンデンサＣｓが交流成分のみを通過させるので、これにより、コンデンサＣｓを一方向に通過する電荷量とコンデンサＣｓを他方向に通過する電荷量とが正確に同一になることが保証される。
【００２３】
図３乃至図６に示した回路の変形例の総ては、トランジスタＱｐ及びＱｎのベース電流がランプ電流から導出されているので、電圧源Ｕ〜以外のいかなる付加的外部電圧源も必要としないという利点を有する。必要とされるベース電流がランプ電流と比較して小さい限り、電流分配の深刻な障害が現れることはない。しかし、ランプＬａの数が多くなり、及び／又は、トランジスタの電流増幅度が低くなれば、この特性は制限を意味することになる。
【００２４】
この制限は、トランジスタＴＢｐ及びＴＢｎを有する図７に示した補助回路素子によって克服することができる。トランジスタＴＢｐ及びＴＢｎは、電流増幅器として機能する。ランプ枝路のトランジスタＱｐ及びＱｎのためのベース電流は、ここで二つの補助電圧源（Ｖ＋，Ｖ−）から導出されている。それぞれトランジスタＴＢｐ又はＴＢｎの電流増幅によって減じられた残留電流のみが、ここでそれぞれツェナー・ダイオードＺｐ又はＺｎを通過して流れ、従ってこれにより、事実上トランジスタＱｐ及びＱｎのベース電流がランプ電流の電流分配に影響することを阻止する。
【００２５】
別の好ましい実施の形態において、干渉抵抗を増大させるために、抵抗器がトランジスタＴＢｐのベース端子とエミッタ端子との間に接続され、この抵抗器にコンデンサが並列接続されている。同じ補助回路素子がトランジスタＴＢｎに対しても使用することができる。
【００２６】
電流分配回路の図３乃至図７についてこれまでに説明した総ての実施の形態は、ツェナー・ダイオードＺｐ及びＺｎの電圧レベルの選択に妥協を必要とする。より高い電圧レベルは回路の許容差範囲を拡大するが、エネルギ損失も増大する。ランプＬａがヒートアップするにつれて電流の信頼できる分配のために必要とされるツェナー電圧レベルが降下することを経験が示している。従って、ツェナー電圧レベルは、ランプの加熱段階の後、低下させることができ、これによってランプを高いレベルの効率で動作させることができる。同様の考えを、変化する環境温度にも適用することができる。効率を最大にするために、従って回路素子はツェナー・ダイオードのように機能する必要があるが、そのツェナー電圧は、ランプの実動作条件に動的に適合させなければならない。このような種類の動作は、図８に示され、以下に説明される下記の回路素子によって達成される。図８は、図４に従う基本回路に基づいている。
【００２７】
図８に示したトランジスタＱ１及びＱ２並びに同様のＱ３及びＱ４は、増倍電流ミラー回路を形成しており、平衡回路のエミッタ電流の少量をそれぞれトランジスタＱｐ又はＱｎの共通ベース端子に帰還させる。帰還電流の割合は、抵抗器Ｒ１及びＲ２の値によって決定することができる。帰還電流が、相互接続されたトランジスタＱｐ又はＱｎの全ベース電流よりもそれぞれ小さければ、ツェナー・ダイオードＺｐ又はＺｎは、ここでそれぞれトランジスタＱｐ又はＱｎのためのベース電流の一部を伝達する必要があるだけなので、新たな回路素子は、ツェナー・ダイオードＺｐ又はＺｎのそれぞれの負荷を軽減する。しかし、帰還電流が、相互接続されたトランジスタＱｐ又はＱｎのそれぞれが必要とする共通のベース電流を超えるような特性（ループ増幅度＞１）を有する電流ミラー回路の設計が定められれば、各ｎｐｎトランジスタＱｐの一つのトランジスタと各ｐｎｐトランジスタＱｎの一つのトランジスタが飽和領域で動作するまで、正帰還のために動作点ドリフトが定着し、また、それぞれのループ増幅度が再度１に等しくなるまで、電流増幅度が大きく降下するように導通する。これにより、各動作状態下において、各トランジスタＱｐ又はＱｎにおける電圧降下がそれぞれほとんど消失することが保証される。他のトランジスタにおける電圧降下は、同じ電流が各チャネルに流れるのにちょうど充分な大きさである。これにより、回路が効率を最大レベルに自動的に自己調整する結果になる。
【００２８】
電流ミラー回路の機能性を、ここで、入力交流電流の正の半サイクルのために機能するランプ枝路の回路素子に基づいて説明する。入力交流電流の負の半サイクルのために機能する回路素子の機能性は、正の半サイクルのそれと同じである。トランジスタＱ１が電流ミラーを形成し、エミッタ電流が抵抗器Ｒ１の値によって決定される電流ミラーを形成する。抵抗器Ｒ１がランプ枝路の抵抗器Ｒｅと同じ値であれば、抵抗器Ｒ１を流れる電流も抵抗器Ｒｅを流れる電流と同じ値になる。もし異なる値の抵抗器Ｒ１が使用されれば、エミッタ電流が、ランプ枝路の電流の、例えばわずか３分の１乃至１０分の１であるような増倍電流ミラーが得られる。トランジスタＱ２は、また抵抗器Ｒ２に依存してトランジスタＱ１のコレクタ電流を再度実質上反映させる別の電流ミラーを形成する。結局は、トランジスタＱ２からの電流はトランジスタＱ１のベースにおけるノードに供給され、トランジスタＱ２からの電流は、それぞれのランプ枝路のランプ電流に比例（ランプ電流に０．１又は０．０１等の係数を乗算）している。本発明によれば、電流ミラーは、ツェナー・ダイオードＺｐを介して供給されるトランジスタＱｐのための共通のベース電流よりもトランジスタＱ１のベース電流がいくぶん大きくなるように設計され、これによってツェナー・ダイオードＺｐを流れる電流がゼロになる。この時点で、回路はドリフトを開始して不安定になり、電流ミラーは、ツェナー・ダイオードＺｐを流れる電流を停止させるために実際に必要とされるよりも大きい電流を帰還するように不安定となる。その結果、トランジスタＱｐの相互接続ベースにおけるベース電位が上昇し、トランジスタＱｐが導通し始める。回路はその状態が続き、トランジスタＱｐが徐々に導通し、この状態は、トランジスタＱｐの一つが飽和状態に入るまで継続する。飽和状態に入るトランジスタが電流ミラーによって導出された電流をより強力に引き出すと、このプロセスはより安定になる。この時点で、トランジスタＱｐの一つが完全に導通（飽和状態に入る）するとともに非常に低いインピーダンスを有するようになる。グループ内の他のトランジスタＱｐは導通の度合いがより小さく、また、コレクタ−エミッタ間の抵抗値が大きい。この状態は、回路の効率のレベルを改善するために必須である。飽和状態に入ったトランジスタＱｐに対して、コレクタとエミッタとの間の電圧降下は最小であり、他のトランジスタに対してはいくぶん大きくなる。トランジスタＱｐ内の電力損失は、これによって最小化される。
【００２９】
従って、（増倍）電流ミラーは、トランジスタＱｐのみがちょうど飽和状態に近づくように電圧レベルを正確に調整されたツェナー・ダイオードと同じ効果を有する。電流ミラー回路の効果が顕著になってくると、その時点より後にツェナー・ダイオードには電流が流れなくなるので、直ちにツェナー・ダイオードＺｐは最早不要となる。しかし、プロセスを開始するためには、ツェナー・ダイオードＺｐを介して供給される初期電流が必要となる。しかし、プロセスが開始されると直ちに、ツェナー・ダイオードＺｐは不必要になる。同じ説明及び機能性が、ツェナー・ダイオードＺｎ、並びに、トランジスタＱ３及びＱ４によって形成される関連する電流ミラーに適用される。
【００３０】
本発明に従う回路の上述した可能な適用において、ランプ電流の正の半サイクルがｎｐｎトランジスタＱｐを介して伝送され、負の半サイクルがｐｎｐトランジスタＱｎを介して伝送される。しかし、ｎｐｎトランジスタのみ又はｐｎｐトランジスタのみを使用したような回路に変形することも可能である。
【００３１】
図９において、ｎｐｎトランジスタＴｏ１，．．．，Ｔｏｎのみを使用して電流を平衡させるための回路を提示する。総てのダイオードの極性を反転させるとｎｐｎトランジスタに関しても同様の回路が可能である。ｎｐｎトランジスタＴｏ１，．．．，Ｔｏｎのみを有する回路の変形例は、ｎｐｎトランジスタがｐｎｐトランジスタよりも一般的に安価なので有利である。
【００３２】
図９において、入力交流電圧源Ｕ〜の正の半サイクル（第１ランプ枝路についての例によって説明する）は、ダイオードＤｏ１を介してトランジスタＴｏ１を通って帰還し、ランプＬａを介してトランジスタＴｕ１及び抵抗器Ｒｅを通り、電圧源に帰還する。同時に、正の半サイクルは、ダイオードＤｖ１を介してツェナー・ダイオードＺｕに到達する。入力交流電圧源Ｕ〜の負の半サイクルは、ダイオードＤｕ１を介してトランジスタＴｕ１を通って帰還し、ランプＬａを介してトランジスタＴｏ１及び抵抗器Ｒｅを通り、電圧源に帰還する。同時に、負の半サイクルは、ダイオードＤｐ１を介してツェナー・ダイオードＺｏに到達する。図９に従う回路のその他の機能性は、図４の回路に対応している。
【００３３】
図１０は、ツェナー・ダイオード電流のための付加的増幅器回路を有する図９の回路を示す。増幅器回路は、ツェナー・ダイオードＺｏ及びＺｕにそれぞれ関連する二つのトランジスタＴＢｐにより構成され、それぞれ補助電圧源Ｖ＋により動作させられる。ランプ枝路のトランジスタＴｕ１及びＴｏ１のためのベース電流は、ここでは補助電圧源Ｖ＋から引き出される。増幅器回路の機能性は、図７に関連して説明されている。
【００３４】
図１１は、図８の補助回路素子を図９の回路に適用したものを示している。
【００３５】
図１０及び図１１において使用された、電流分配及び効率レベルを改善する付加回路も、同時に（互いに一緒に）他の有利な実施の形態において使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】平衡変圧器を使用して電流を平衡させるための回路を概略的に示す図である（従来の技術）。
【図２】半導体回路を使用して電流を平衡させるための回路を概略的に示す図である（従来の技術）。
【図３】半導体回路を使用して電流を平衡させるための回路の本発明による実施の形態を概略的に示す図である。
【図４】半導体回路を使用して電流を平衡させるための回路の図３に関して変形した実施の形態であって、正及び負の各電流枝路のために単一のツェナー・ダイオードが使用される実施の形態を概略的に示す図である。
【図５】半導体回路を使用して電流を平衡させるための回路の図４に関して変形した実施の形態であって、トランジスタのベース抵抗器が使用され、また、ベース抵抗器に並列接続されるコンデンサも使用され得る実施の形態を概略的に示す図である。
【図６】半導体回路を使用して電流を平衡させるための回路の図４に関して変形した実施の形態であって、ランプ電流の電荷を平衡させるためのコンデンサが使用される実施の形態を概略的に示す図である。
【図７】半導体回路を使用して電流を平衡させるための回路の図４に関して変形した実施の形態であって、ベース電流を供給する補助電圧源が使用される実施の形態を概略的に示す図である。
【図８】半導体回路を使用して電流を平衡させるための回路の更なる実施の形態であって、ベース電流を供給する付加的電流ミラー回路が使用される実施の形態を概略的に示す図である。
【図９】半導体回路を使用して電流を平衡させるための回路の更なる実施の形態であって、同一タイプ（ｎｐｎ）のトランジスタのみが使用される実施の形態を概略的に示す図である。
【図１０】半導体回路を使用して電流を平衡させるための回路の図９に関して変形した実施の形態であって、ベース電流を供給する補助電圧源が使用される実施の形態を概略的に示す図である。
【図１１】半導体回路を使用して電流を平衡させるための回路の図９に関して変形した実施の形態であって、ベース電流を供給する付加的電流ミラー回路が使用される実施の形態を概略的に示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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