JP2000501553A - 回路構成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、始動中及びランプの動作中に固執は電流を流す第１巻線（PRIM）と第１巻線に磁気的に結合された第２巻線（SEC）とを備えた変圧手段を有する放電ランプ（１）を始動及び始動する回路機構に関する。第２巻線は、第２巻線を流れる電流を制限するインピーダンスＭ（Ｃ１，Ｃ３）に電気的に結合されている。第２巻線を流れる電流は、整流手段を介して直流電圧を発生する。一部の電流は、回路構成に供給される。本発明によると、回路構成には同様に、放電ランプの始動後、インピーダンスＭのインピーダンス値を上昇させる手段Ｘ（Ｒ，Ｓ１）が設けられる。この手段Ｘにより、直流電圧の振幅が放電ランプの始動前後の両方で所望のレベルになり、定常ランプ動作中、大きな電力消費を発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】 回路構成 技術分野 本発明は、電圧源の電極に結合する入力端子と、電圧源から供給された電圧を 基に放電ランプを流れる電流が発生する入力端子に結合された手段Ｉとを有し、 手段Ｉに、回路構成の動作状態を制御する制御回路と、始動の間及びランプ始動 中に高周波電流を提供する一次巻線と、一次巻線に磁気的に結合されかつ、二次 巻線により生じる電流を制限するインピーダンスＭに電気的に結合され、そして 整流手段を介して制御回路の入力に結合された二次巻線とを有する誘導手段が設 けられた放電ランプを始動及び始動する回路構成に関する。 背景技術 上述のような回路構成は既知である。手段Ｉは、例えば、電源から直流電圧（ ＤＣ電圧）を発生するアップコンバータのような事前調整器を有するであろう。 このような事前調整器には、高周波動作スイッチング素子が設けられ、さらに手 段Ｉの動作中に発生する高周波交流電圧が印加される導通素子が設けられている 。手段Ｉが、直流電圧から高周波ランプ電流を生成する直流／交流（DC-AC）コ ンバータを備えることも可能である。この直列／交流コンバータは、高周波で動 作する一つ若しくは複数のスイッチング素子と、動作中に発生する高周波電圧が 印加される導通素子とをたびたび使用する。既知の回路構成の制御回路は、この 方法で回路機構の動作状態を導通及び非道通、そして制御状態にする事前調整器 及び／または直流／交流コンバータのスイッチング素子を提供する制御信号を生 成する手段を有する。制御回路には、回路機構が動作中、比較的低い増幅率の直 流電圧が印加される。この直流電圧は、事前調整器に存在する導通素子もしくは 直流／交流コンバータに存在する導通素子の援助により発生されるであろう。こ の導通素子はこの場合、前段で説明した導通手段を形成しかつ、二次巻線を有す る。高周波電圧は、回路機構の動作中、一次巻線に発生する。磁気結合は、第２ 巻線 に同様に発生するであろう高周波電圧を生じる。直流電圧は、第２巻線及び整流 手段に生じる高周波電圧により発生し、そして制御回路の入力に印加される。導 通手段が直流／交流コンバータの一部を形成する場合、しかしながら、一次巻線 の電圧の増幅率は、定常ランプ動作中よりもランプの電極の事前加熱中が比較的 低くなるであろう。この結果、放電ランプの予熱中に制御回路の入力に発生する 電圧の振幅は、定常ランプ動作の間よりも同様に小さい。同様に予熱中に十分な 電力を制御回路の入力に供給すべきならば、手段Ｍのインピーダンス値を比較的 低く選択することが必要である。しかしながらこの結果、比較的高い電圧が二次 巻線に発生し、二次巻線を流れる電流が定常ランプ動作中に比較的大きくなる。 これは、制御回路の入力の電圧が高くなりすぎることを意味する。後者の影響は 、ツェナーダイオードのような電圧制限器を使用することで相殺されるであろう 。このような電圧制限器の使用は、制御回路の入力の電圧が高くなりすぎる事態 をもはや招かないが、電圧制限器は継続的に電流を流し、これに応じて継続的に 電力を消費してしまう。これは、回路構成が比較的非効率的に機能することを意 味する。 発明の開示 本発明は、放電ランプの点火前及び点火中、そして定常動作中に制御回路の入 力に制御回路に適する直流電圧が発生し、一方で比較的小さな電力が、定常ラン プ動作中に消費される回路構成を提供することを目的とする。 本発明によると、上述のような回路構成は、この目的のため、回路構成には、 ランプの始動後、インピーダンスＭのインピーダンス値を上げる手段Ｘが設けら れることを特徴とする。手段Ｘが放電ランプを始動後にインピーダンスＭのイン ピーダンス値を上げることにより、二次巻線を流れる電流が制限され、そして制 御回路の入力の電圧が高い値になりすぎる事態を回避される。この状況は、始動 中及び定常ランプ動作中の両方で、制御回路に供給される制御電流で直流電圧の 振幅が制御回路に適するレベルに維持されることにより実現される。 インピーダンスＭが第１及び第２インピーダンス素子を有し、そして手段Ｘが スイッチング素子Ｓ１を有することが有効であるということが見いだされた。イ ンピーダンス素子は、例えば、始動前及び始動中にスイッチング素子Ｓ１により 並列接続される抵抗であり、また、定常ランプ動作中、２つの抵抗の一つはスイ ッチング素子Ｓ１に遮断され、電流を流さない。同様に、定常ランプ動作中、２ つの抵抗が直列接続され、そしてこれら抵抗の一つが始動中スイッチング素子に より遮断されることが予想できる。これはしかしながら、２つのインピーダンス 素子がコンデンサの場合、インピーダンス素子の電力消費がより低くなるであろ うからより有利である。これらコンデンサは、例えば、コンデンサの一つがスイ ッチング素子Ｓ１により遮断されるために定常ランプ動作中は電流を流さないが 、始動用に並列接続される。同様に、始動前及び始動中に定常動作中は２つの直 列コンデンサの使用が可能である。 制御回路の入力における直流電圧の振幅は、二次巻線が電圧制限手段に結合さ れるならば比較的狭い制限に維持されるであろう。これら電圧制限手段は、例え ば、ツェナーダイオードを有する。 更に、制御回路の入力をコンデンサに結合することが有利であるということが 見いだされた。これらコンデンサは、バッファコンデンサとして機能する。制御 回路の入力における直流電圧の安定化は、これにより実現される。 本発明による回路構成の望ましい実施例において、電圧制限手段がタイマ回路 を有する。このタイマ回路は、所定の時間間隔が経過後にインピーダンス値を上 昇させる。この方法において、例えば、インピーダンスＭがランプ電極の予熱後 に上昇されるという状況を実現するであろう。 良好な結果が、変圧手段の一次巻線が点火中及びランプ動作中に放電ランプと 直セル接続される本発明による回路構成で得られた。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明の回路構成の実施例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明の回路構成の実施例は、以下に図面を参照してより詳細に説明される。 第１図は、電圧源の電極に結合する入力端子４，５を示している。他の全ての 部品は、電源から発生した供給電圧を基に、回路構成に結合された放電ランプ１ を流れる電流を発生する入力端子に結合された手段Ｉを形成する。ＳＣは、回路 構成の動作状態を制御する制御回路である。一次巻線 PRIM と二次巻線 SEC は 共に変圧手段を形成する。一次巻線 PRIM 及び二次巻線 SEC は磁気結合されて いる。一次巻線 PRIM は、放電ランプ１と直列接続され、そして始動中及び定常 ランプ動作中に高周波電流を流す。コンデンサＣ１は、第１インピーダンス素子 を形成し、コンデンサＣ３は、第２インピーダンス素子を形成する。コンデンサ Ｃ１，Ｃ３は共に、インピーダンスＭを形成する。ダイオードＤは第２巻線 SEC に結合された整流手段を形成する。制御回路ＳＣの入力Ｉ１には動作中、比較 的小さな振幅の直流電圧が制御回路ＳＣの電源電圧として供給される。ツェナー ダイオードＺは、第２巻線 SEC に結合された電圧制限手段を形成する。インピ ーダンスＭのインピーダンス値を上昇させる手段Ｘは、抵抗Ｒ及びスイッチング 素子Ｒ１で形成される。コンデンサＣ２は、制御回路の入力が結合されたコンデ ンサ手段を形成する。 入力端子４，５は、フィルタ６を介してダイオードブリッジ７の入力にそれぞ れ結合されている。直流電圧が、回路構成の動作中コンデンサ１５に印加される 。参照番号１６，１７は、コンデンサ１５に印加される直流電圧を基に高周波電 流を発生する直流／交流コンバータの入力端子を示している。直流／交流コンバ ータは、コンデンサ１８，２３，１９、スイッチング素子２１，２５、ダイオー ド２５，２６、そして制御回路ＳＣから形成されている。コンデンサ１５の一端 は、入力端子１６に結合されている。コンデンサ１５の他端は、入力端子１７に 結合されている。入力端子１６は、コンデンサ１８，２３、そして抵抗２２の直 列構成を介して入力端子１７に結合されている。コンデンサ１８，２３は、スイ ッチング素子２４，２１の直列構成、そしてダイオード２６，２５の直列構成に より分岐されている。コンデンサ１８，２３の交点は、コンデンサ１９及び第１ 巻線PRIM の直列回路を介して、スイッチング素子２４，２１、ダイオード２５ ，２６、の交点に結合せれている。放電ランプ１（電極２，３を備える）は、コ ンデンサ１９を分岐させる。スイッチング素子２４，２１の制御電極は、制御回 路SC の出力に結合されている。この結合は、第１図中、破線で示されている。 抵 抗２２の両端は、それぞれ制御回路 SC の入力に結合されている。出力端子９は 、コンデンサＣ３，Ｃ１、第２巻線 SEC、そしてダイオードＤの直列構成を介し て制御回路ＳＣの入力Ｉ１に結合されている。入力Ｉ１は同様に、コンデンサＣ ２を介して出力端子９に結合されている。第２巻線 SEC とダイオードＤとの交 点は、ツェナーダイオードＺを介して出力端子９に結合されている。制御回路 S C の出力は、抵抗Ｒを介してスイッチング素子Ｓ１の電極に結合されている。ス イツチング素子Ｓ１の第１主電極は、コンデンサＣ１，Ｃ３の交点に結合されて いる。 スイッチング素子Ｓ１の第２主電極は、出力端子９に結合されている。 第１図に示した回路構成の動作は、次の様なものである。 入力端子４，５がおよそ５０ Hz の周波数の正弦（sinusoidal）交流電圧を提 供する電源に結合されると、この電圧はダイオードブリッジ７により整流される 。この結果、直流電圧がコンデンサ１５に印加される。制御回路ＳＣは、スイッ チング素子２４，２１を交互に導通させ、そして高周波で非道通にする。この結 果、高周波電流が、放電ランプ１がまだ始動していない場合、一次巻線 PRIM， ランプ電極３、コンデンサ１９、そしてランプ電極２により形成される直列回路 を流れる。これは、高周波電圧が一次巻線 PRIM に印加される事態になる。一次 巻線PRIM に印加される高周波電圧は、一次巻線 PRIM と二次巻線 SEC の間の磁 気結合を介して二次巻線 SEC に印加される高周波電圧を誘発する。放電ランプ が始動するまでは、第１巻線 PRIM 及び第２巻線 SEC に発生する高周波電圧の 振幅が比較的小さい。同様に、抵抗Ｒを介してスイッチング素子Ｓ１に結合され た制御回路SC の出力が、回路構成のスイッチオンの直後、即ちランプ電極の予 熱の間は高い。この結果、スイッチング素子Ｓ１は、コンデンサＣ３をショート する。インピーダンスＭは、点火前及び点火中コンデンサにより形成され、そし てこの結果、インピーダンス値が比較的低い。インピーダンスＭのインピーダン ス値が比較的引くことにより、電流はスイッチ素子Ｓ１、第２巻線 SEC、そして ダイオードＤにより形成される直列回路を介して流れ、コンデンサＣ２を充電す る。この電流の振幅は、制御回路 SC の入力Ｉ１における電圧を所望のレベル（ この実施例ではおよそ１５Ｖ）に維持するために十分高い。制御回路ＳＣの一部 を形成するタイマ回路は、所定の時間間隔の後に低くなる制御回路ＳＣの出力を 形成し、この 結果、スイッチング素子Ｓ１が非導通状態となる。所定の時間間隔は、ランプの 始動後ただちに制御回路ＳＣの出力が低くなるように選択される。一次巻線PRIM に印加する高周波電圧の振幅は、ランプ始動後に大きくなる。この結果、二次 巻線 SEC に印加される高周波電圧の振幅も同様に大きくなる。スイッチング素 子Ｓ１が非導通の時、しかしながらインピーダンスＭはコンデンサＣ１，Ｃ３の 直流回路により形成され、そしてインピーダンスＭの値が比較的高くなる。コン デンサＣ３，Ｃ１、第２巻線 SEC、そしてダイオードＤにより形成された直列回 路を流れる電流の振幅は、二次巻線 SEC に印加する高周波電圧の結果、スイッ チング素子Ｓ１が非導通になった後に制限される。制御回路ＳＣの入力Ｉ１の電 圧は、制御回路に適当なおよそ１５Ｖのレベルに制限され、この結果、同様にツ ェナーダイオードＺが比較的大電力を消費しなくなる。入力Ｉ１の電圧が放電が 放電ランプ１で発生する前及びした後の両方で制御回路ＳＣ用に適当なレベルに 維持される。 定常ランプ動作中、制御回路ＳＣは抵抗２２を流れる電流の平均値用の無いよ うである信号を発生する。この信号は基準値と比較される。比較の結果に基づい て、制御回路ＳＣはスイッチング素子２４，２１を導通及び非導通に設定して信 号の周波数及び／若しくは繰返し周期を調整する。抵抗２２を流れる電流の平均 値は、この方法で実質的に一定の値に維持される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電源の電極に結合する入力端子と、前記電源により供給された電力から前記 放電ランプを流れる電流を発生する入力端子に結合された手段Ｉと、回路構成の 動作状態を制御する制御回路と、始動中及びランプ動作中に高周波電流を導く第 １巻線と当該第１巻線に磁気的に結合された第２巻線とを有し、当該第２巻線に より導かれる電流を制限するインピーダンスＭと整流手段を介して制御回路の入 力に電気的に結合された変圧手段とを有する放電ランプの始動及び動作させる回 路構成において、 前記ランプの始動後、前記インピーダンスＭのインピーダンス値を上昇させる 手段Ｘを備えたことを特徴とする回路構成。 ２．請求項１に記載の回路構成において、 前記インピーダンスＭが第１及び第２インピーダンス素子を有し、前記手段Ｘ がスイッチング素子Ｓ１を有することを特徴とする回路構成。 ３．請求項２に記載の回路構成において、 前記第１及び第２インピーダンス素子がコンデンサを有することを特徴とする 回路構成。 ４．請求項１乃至３の何れか一項に記載の回路構成において、 前記第２巻線が電圧正弦手段に電気的に結合されることを特徴とする回路構成 。 ５．請求項１乃至４の何れか一項に記載の回路構成において、 前記制御回路の入力が容量性手段に結合されていることを特徴とする回路構成 。 ６．請求項１乃至５の何れか一項に記載の回路構成において、 前記手段Ｘがタイマ回路を有することを特徴とする回路構成。 ７．請求項１乃至６の何れか一項に記載の回路構成において、 前記変圧手段の前記第１巻線が、始動中及びランプ動作中に前記放電ランプ と直列結合されることを特徴とする回路構成。