JP2002151286A - 高輝度放電ランプの駆動回路 - Google Patents
高輝度放電ランプの駆動回路Info
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Power Engineering (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 能動的なゼロ電流スイッチングを行い、従来
技術に関連した問題を解決する。 【解決手段】 ＨＩＤランプの駆動回路は、高周波共振
フィルタに接続された第１の一対のスイッチング装置
と、リップル低減フィルタに接続された第２の一対のス
イッチング装置とを含む。ＨＩＤランプは、第１の一対
のスイッチング装置と第２の一対のスイッチング装置と
の間に接続され、これら第１の一対のスイッチング装置
及び第２の一対のスイッチング装置には直流電源が接続
されている。第１の一対のスイッチング装置と第２の一
対のスイッチング装置は、直流電源ととともに共通のグ
ランドに接続されている。ランプの駆動回路は、ランプ
の始動モード中では、ハーフブリッジ構造で動作し、ラ
ンプの定常動作時のランプ運転モード中では、フルブリ
ッジ構造で動作する。ＨＩＤランプの駆動回路は、能動
的なゼロ電流スイッチング体系で動作される。
技術に関連した問題を解決する。 【解決手段】 ＨＩＤランプの駆動回路は、高周波共振
フィルタに接続された第１の一対のスイッチング装置
と、リップル低減フィルタに接続された第２の一対のス
イッチング装置とを含む。ＨＩＤランプは、第１の一対
のスイッチング装置と第２の一対のスイッチング装置と
の間に接続され、これら第１の一対のスイッチング装置
及び第２の一対のスイッチング装置には直流電源が接続
されている。第１の一対のスイッチング装置と第２の一
対のスイッチング装置は、直流電源ととともに共通のグ
ランドに接続されている。ランプの駆動回路は、ランプ
の始動モード中では、ハーフブリッジ構造で動作し、ラ
ンプの定常動作時のランプ運転モード中では、フルブリ
ッジ構造で動作する。ＨＩＤランプの駆動回路は、能動
的なゼロ電流スイッチング体系で動作される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高輝度放電ランプ
の駆動回路、特に高輝度放電（ＨＩＤ）ランプの電子式
安定器のための可変配列回路構造（トポロジー）に関す
るものである。
の駆動回路、特に高輝度放電（ＨＩＤ）ランプの電子式
安定器のための可変配列回路構造（トポロジー）に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】電子式の高輝度放電ランプの安定器に
は、そのランプを駆動するためのはっきりと異なった２
つの方法がある。第１の方法は、高周波の正弦波電流を
用いてランプを駆動するものであり、第２の方法は、低
周波の矩形波電流を用いてランプを駆動するものであ
る。高周数の正弦波電流の方法は音響共鳴を起こす傾向
がある。従って、高周波の方法には音響共鳴の問題が絡
んでくるので、低周波の矩形電流波の動作が、電子式の
高輝度放電ランプの安定器にとって好まれる技術であ
る。
は、そのランプを駆動するためのはっきりと異なった２
つの方法がある。第１の方法は、高周波の正弦波電流を
用いてランプを駆動するものであり、第２の方法は、低
周波の矩形波電流を用いてランプを駆動するものであ
る。高周数の正弦波電流の方法は音響共鳴を起こす傾向
がある。従って、高周波の方法には音響共鳴の問題が絡
んでくるので、低周波の矩形電流波の動作が、電子式の
高輝度放電ランプの安定器にとって好まれる技術であ
る。
【０００３】図７と図８の比較例に示すように、ランプ
に対して、非常に小さな高周波リップルを持つ低周波
（１ｋＨｚ未満）の矩形波電流を発生させるために一般
的に２つの基本的なアプローチがとられる。図７は、ス
イッチング要素、インダクタ、ダイオード及びキャパシ
タを含み、不連続なインダクタ電流モードで始動パルス
を持つバックパワー（降圧式）レギュレータを示す。こ
の場合、インダクタ（Ｌ１）における電流（ｉ）は、非
常に大きな三角形状の高周波リップルを持つ。
に対して、非常に小さな高周波リップルを持つ低周波
（１ｋＨｚ未満）の矩形波電流を発生させるために一般
的に２つの基本的なアプローチがとられる。図７は、ス
イッチング要素、インダクタ、ダイオード及びキャパシ
タを含み、不連続なインダクタ電流モードで始動パルス
を持つバックパワー（降圧式）レギュレータを示す。こ
の場合、インダクタ（Ｌ１）における電流（ｉ）は、非
常に大きな三角形状の高周波リップルを持つ。
【０００４】１９９５年６月２７日付けのMelis 等の米
国特許第５，４２８，２６８号は、実質的に図７の例に
対応した一実施例を説明している。Melis 等の図面(Fi
g. 5A) に示されているように、インダクタ電流の平均
的部分はランプへ流れる一方、インダクタ電流のＡＣ部
分は、ランプの両側に跨るキャパシタ（Ｃ２０）によっ
てフィルタされる。Melis 等の特許は、この特許におけ
るＣ２０のキャパシタンス及びＬ２０のインダクタンス
の実際の値について何ら具体的に述べていない。しか
し、ＡＣの高周波電流を十分にフィルタして許容可能な
レベル以下にするために、またスイッチング効率のため
に不連続モード動作を維持するために、Ｃ２０のキャパ
シタンスは非常に大きくなければならず、Ｌ２０のイン
ダクタンスは極めて小さくなければならない。その回路
の特性インピーダンスは、Ｃ２０のキャパシタンスの大
きな値及びＬ２０のインダクタンスの小さな値のために
低い。共振電圧は、共振電流が乗じられた特性インピー
ダンスによって近似されることは知られている。従っ
て、共振方法を使って高い始動電圧を発生させると、必
然的に共振要素と駆動源スイッチにおいて高い循環共振
電流の影響を受ける。例えば、Ｃが０．４７μＦに等し
く、Ｌが８９０μＨに等しく、そしてＶｐがピーク値で
３ｋＶに等しいとき、共振電流はピーク値で６９Ａとな
る。明らかに、Melis 等の特許に開示されているような
パルス方法は、回路配置にとって、またここに開示され
ている動作モードにとってランプを始動する論理的方法
にすぎない。
国特許第５，４２８，２６８号は、実質的に図７の例に
対応した一実施例を説明している。Melis 等の図面(Fi
g. 5A) に示されているように、インダクタ電流の平均
的部分はランプへ流れる一方、インダクタ電流のＡＣ部
分は、ランプの両側に跨るキャパシタ（Ｃ２０）によっ
てフィルタされる。Melis 等の特許は、この特許におけ
るＣ２０のキャパシタンス及びＬ２０のインダクタンス
の実際の値について何ら具体的に述べていない。しか
し、ＡＣの高周波電流を十分にフィルタして許容可能な
レベル以下にするために、またスイッチング効率のため
に不連続モード動作を維持するために、Ｃ２０のキャパ
シタンスは非常に大きくなければならず、Ｌ２０のイン
ダクタンスは極めて小さくなければならない。その回路
の特性インピーダンスは、Ｃ２０のキャパシタンスの大
きな値及びＬ２０のインダクタンスの小さな値のために
低い。共振電圧は、共振電流が乗じられた特性インピー
ダンスによって近似されることは知られている。従っ
て、共振方法を使って高い始動電圧を発生させると、必
然的に共振要素と駆動源スイッチにおいて高い循環共振
電流の影響を受ける。例えば、Ｃが０．４７μＦに等し
く、Ｌが８９０μＨに等しく、そしてＶｐがピーク値で
３ｋＶに等しいとき、共振電流はピーク値で６９Ａとな
る。明らかに、Melis 等の特許に開示されているような
パルス方法は、回路配置にとって、またここに開示され
ている動作モードにとってランプを始動する論理的方法
にすぎない。
【０００５】パルスモードでの始動の不利な点は、共通
の出願人による米国特許第５，９３２，９７６号に明瞭
に説明されている。図８に、米国特許第５，９３２，９
７６号のものに類似した高周波共振始動モードを持ち、
連続インダクタ電流モードを持つバックパワーレギュレ
ータの比較例を示す。図８には、スイッチＱ１，Ｑ２
と、ダイオードＤ１〜Ｄ４と、インダクタＬ１と、キャ
パシタＣ１，Ｃａ，Ｃｂとが示されている。この場合、
インダクタＬ１における電流は、低周波矩形電流に乗っ
た非常に小さな三角形状の高周波リップルを持つ。イン
ダクタ電流の平均的部分とインダクタ電流のＡＣ部分の
両方がランプＬＭＰを貫流する。小さなキャパシタンス
を持つ並列キャパシタＣ１は、始動電圧を発生させる目
的のみに存在しており、また高周波リップルをフィルタ
する負担は、ほとんど全部インダクタＬ１に掛かってい
る。この構成の不利な点は、高周波の減衰が、コーナ周
波数（コーナ周波数は、ランプＬＭＰのインピーダンス
とＬ１のインダクタンスとによって形成される）よりも
高い周波数に対してただ−２０ｄＢ／ディケード（対数
ディケード）にすぎない点を考慮すると明らかになる。
どんな音響共鳴の問題も回避するように十分にリップル
を小さくするために、インダクタＬ１の物理的寸法と、
インダクタンス自身とをかなり大きくしなければならな
い。大きなインダクタンスの副作用は、グローからアー
クへの移行時間が長くなることである。この構成のもう
一つ別の不利な点は、スイッチ要素Ｑ１，Ｑ２が、スイ
ッチのターンオンのインーターバル中、ハードスイッチ
ングモードであるということである。必要なスイッチ
は、２０〜５０ｎＳオーダの逆回復時間で外付けの超高
速なフリーホイールダイオードが必要となるので高価で
ある。更に、スイッチング損失も比較的高い。
の出願人による米国特許第５，９３２，９７６号に明瞭
に説明されている。図８に、米国特許第５，９３２，９
７６号のものに類似した高周波共振始動モードを持ち、
連続インダクタ電流モードを持つバックパワーレギュレ
ータの比較例を示す。図８には、スイッチＱ１，Ｑ２
と、ダイオードＤ１〜Ｄ４と、インダクタＬ１と、キャ
パシタＣ１，Ｃａ，Ｃｂとが示されている。この場合、
インダクタＬ１における電流は、低周波矩形電流に乗っ
た非常に小さな三角形状の高周波リップルを持つ。イン
ダクタ電流の平均的部分とインダクタ電流のＡＣ部分の
両方がランプＬＭＰを貫流する。小さなキャパシタンス
を持つ並列キャパシタＣ１は、始動電圧を発生させる目
的のみに存在しており、また高周波リップルをフィルタ
する負担は、ほとんど全部インダクタＬ１に掛かってい
る。この構成の不利な点は、高周波の減衰が、コーナ周
波数（コーナ周波数は、ランプＬＭＰのインピーダンス
とＬ１のインダクタンスとによって形成される）よりも
高い周波数に対してただ−２０ｄＢ／ディケード（対数
ディケード）にすぎない点を考慮すると明らかになる。
どんな音響共鳴の問題も回避するように十分にリップル
を小さくするために、インダクタＬ１の物理的寸法と、
インダクタンス自身とをかなり大きくしなければならな
い。大きなインダクタンスの副作用は、グローからアー
クへの移行時間が長くなることである。この構成のもう
一つ別の不利な点は、スイッチ要素Ｑ１，Ｑ２が、スイ
ッチのターンオンのインーターバル中、ハードスイッチ
ングモードであるということである。必要なスイッチ
は、２０〜５０ｎＳオーダの逆回復時間で外付けの超高
速なフリーホイールダイオードが必要となるので高価で
ある。更に、スイッチング損失も比較的高い。
【０００６】１９９０年２月２７日付けのAllison 等の
米国特許第４，９０４，９０７号は、上述した連続モー
ド動作の改良について開示し、そこでは、（Allison 等
の図面(Fig. 5)に示されているように）ＬＣ並列共振回
路網（Ｔ３０１の部分とＣ３０４，Ｃ３０５の組合わせ
部）がバックインダクタ（Ｔ３０１の部分）に挿入され
ている。挿入されたＬＣ並列共振回路網は、バック動作
周波数に共振周波数を持ち、バックパワーレギュレータ
の基本周波数が大幅に減衰される。Allison 等の回路の
欠点は、減衰係数がバックコンバータの周波数変動に非
常に敏感であると言う点である。
米国特許第４，９０４，９０７号は、上述した連続モー
ド動作の改良について開示し、そこでは、（Allison 等
の図面(Fig. 5)に示されているように）ＬＣ並列共振回
路網（Ｔ３０１の部分とＣ３０４，Ｃ３０５の組合わせ
部）がバックインダクタ（Ｔ３０１の部分）に挿入され
ている。挿入されたＬＣ並列共振回路網は、バック動作
周波数に共振周波数を持ち、バックパワーレギュレータ
の基本周波数が大幅に減衰される。Allison 等の回路の
欠点は、減衰係数がバックコンバータの周波数変動に非
常に敏感であると言う点である。
【０００７】例えば、ＬＣ並列回路網のインピーダンス
は、次のように計算される。
は、次のように計算される。
【０００８】Zp(w)=|wLp/{1-(w/wp)2 }| ここで、wpは並列ＬＣ共振周波数である。その共振周波
数から１％と３％ずれた個所のインピーダンスは、各々
Zp=(1.01wp)=50.2と、Zp=(1.03wp)=16.9となる。動作周
波数における２％の地点の変動は、減衰インピーダンス
を３の係数だけ変動させるものであり、それは、次に高
周波リップルをほぼ同じ率だけ減衰させることになる。
数から１％と３％ずれた個所のインピーダンスは、各々
Zp=(1.01wp)=50.2と、Zp=(1.03wp)=16.9となる。動作周
波数における２％の地点の変動は、減衰インピーダンス
を３の係数だけ変動させるものであり、それは、次に高
周波リップルをほぼ同じ率だけ減衰させることになる。
【０００９】上述の２つの特許の開示内容（米国特許第
５，４２８，２６８号と米国特許第４，９０４，９０７
号）では、電力を調整し且つ矩形電流をランプに供給す
るのに２段の変換が必要とされている。第１段は、ラン
プ電力を調整し、ウォーミング・アップのフェーズ中に
はランプにおける電流を制限する。また、高周波リップ
ルも第１段においてフィルタによって減衰される。第２
段は、バックパワーレギュレータから直流出力を取り出
し、その直流出力をランプ用の低周波矩形電流（ＡＣ）
に変換するフルブリッジインバータである。パルス始動
回路（イグナイタ）は、ランプを始動するために必ず必
要とされている。
５，４２８，２６８号と米国特許第４，９０４，９０７
号）では、電力を調整し且つ矩形電流をランプに供給す
るのに２段の変換が必要とされている。第１段は、ラン
プ電力を調整し、ウォーミング・アップのフェーズ中に
はランプにおける電流を制限する。また、高周波リップ
ルも第１段においてフィルタによって減衰される。第２
段は、バックパワーレギュレータから直流出力を取り出
し、その直流出力をランプ用の低周波矩形電流（ＡＣ）
に変換するフルブリッジインバータである。パルス始動
回路（イグナイタ）は、ランプを始動するために必ず必
要とされている。
【００１０】１９９０年３月２７日付けのNagase等の米
国特許第４，９１２，３７４号は、この特許の主要な対
象ではなく、またこの特許に具体的に記載されてはいな
いが、高周波共振始動技術について開示している。この
構造、例えばNagase等の図面(Fig. 1, Fig. 3)におい
て、電力制御段とインバータ段とがハーフブリッジ／フ
ルブリッジの構造に組み合わされている。電力制御段は
出力インバータと結合され、そして音響共鳴を防ぐため
に、ランプの両側に跨る出力インダクタＬ１及びキャパ
シタＣ１が、十分なフィルタをかけてランプ電流の高周
波成分を最小に保たなければならない。このため、Ｃ１
のキャパシタンスが１／１０μＦオーダーで大きくなっ
ている。この配置回路は、高周波で駆動されランプが不
点であるとき、インダクタ及びキャパシタによって形成
された共振回路が高電圧を発生してランプを始動する。
その回路には、大きなキャパシタンス値及び比較的小さ
なインダクタンス値によって非常に大きな循環電流が流
れる。ランプが高周波動作であるとき、高周波電流がラ
ンプに発生する。低周波モード中、スイッチングパター
ンは、ランプ電力を制御し且つランプ電流を制限するも
のに変更される。基本的には、Nagase等の特許の開示内
容は、共振始動を示唆している点を除いて、不連続モー
ドの動作では、図７の比較例と同じような不利な点を有
している。
国特許第４，９１２，３７４号は、この特許の主要な対
象ではなく、またこの特許に具体的に記載されてはいな
いが、高周波共振始動技術について開示している。この
構造、例えばNagase等の図面(Fig. 1, Fig. 3)におい
て、電力制御段とインバータ段とがハーフブリッジ／フ
ルブリッジの構造に組み合わされている。電力制御段は
出力インバータと結合され、そして音響共鳴を防ぐため
に、ランプの両側に跨る出力インダクタＬ１及びキャパ
シタＣ１が、十分なフィルタをかけてランプ電流の高周
波成分を最小に保たなければならない。このため、Ｃ１
のキャパシタンスが１／１０μＦオーダーで大きくなっ
ている。この配置回路は、高周波で駆動されランプが不
点であるとき、インダクタ及びキャパシタによって形成
された共振回路が高電圧を発生してランプを始動する。
その回路には、大きなキャパシタンス値及び比較的小さ
なインダクタンス値によって非常に大きな循環電流が流
れる。ランプが高周波動作であるとき、高周波電流がラ
ンプに発生する。低周波モード中、スイッチングパター
ンは、ランプ電力を制御し且つランプ電流を制限するも
のに変更される。基本的には、Nagase等の特許の開示内
容は、共振始動を示唆している点を除いて、不連続モー
ドの動作では、図７の比較例と同じような不利な点を有
している。
【００１１】２０００年２月１日付けのSun 等の米国特
許第６，０２０，６９１号は、高輝度放電ランプの電子
式安定器のための駆動回路を開示している。図９に、共
振始動のための大きな循環電流の要求、連続モードで運
転された場合の低効率、動作周波数に対するリップル感
度、及びパルス始動の必要性に関連した諸問題の幾つか
を扱うSun 等の回路の配線図を示す。
許第６，０２０，６９１号は、高輝度放電ランプの電子
式安定器のための駆動回路を開示している。図９に、共
振始動のための大きな循環電流の要求、連続モードで運
転された場合の低効率、動作周波数に対するリップル感
度、及びパルス始動の必要性に関連した諸問題の幾つか
を扱うSun 等の回路の配線図を示す。
【００１２】第１段のＬＣフィルタの設計は、第２段の
ＬＣフィルタに複雑につながっている。第１段のＬＣフ
ィルタの共振周波数を第２段のＬＣフィルタの共振周波
数よりも遥かに低くなるように強制的に選択せざるを得
ない。このことは、より多数の回路構成部品が必要にな
って、コストを高め、寸法及び重量を大きくすることを
示唆している。他方、回路効率をより高めるためのゼロ
電流スイッチング（ＺＣＳ）が受動的に達成されてい
る。即ち、ＺＣＳは、Ｑ１とＱ２の能動的なスイッチン
グによるというよりもむしろインダクタＬ１と動作周波
数の選択をすることで可能である。これは、これら２つ
の重要な回路パラメータの選択に制約を加えることにな
る。もう一つ別の重要な問題は、回路グランドの位置で
ある。ランプ回路を精確に検知するために、グランドは
２つのバスキャパシタの中心点に選ばれている。その結
果、入力の力率修正の回路グランドと出力段のグランド
とが異なった電位になる。それで、レベルシフト回路と
光絶縁体とが必要となり、かくして装置を更に高価なも
のとし、信頼性を低下させることになる。更に、平均的
なランプ電流が検知されているときには、極端な負荷状
態におけるスイッチング装置の即時保護と、動作の移行
モードとが不可となる。事態を更に悪化させているの
は、ハーフブリッジ構成の状態の回路でもってランプを
安定状態で駆動しているとき、必要とされる直流バス電
圧が極めて高くなることである。このことは、スイッチ
ング損失を更に大きくし、効率を低下させることにな
る。たとえ、ゼロ電流スイッチングが採用されたとして
も、出力キャパシタンス装置（パワーＭＯＳＦＥＴ）が
スイッチング損失を発生し、これら損失が更に高いバス
電圧において増大する。
ＬＣフィルタに複雑につながっている。第１段のＬＣフ
ィルタの共振周波数を第２段のＬＣフィルタの共振周波
数よりも遥かに低くなるように強制的に選択せざるを得
ない。このことは、より多数の回路構成部品が必要にな
って、コストを高め、寸法及び重量を大きくすることを
示唆している。他方、回路効率をより高めるためのゼロ
電流スイッチング（ＺＣＳ）が受動的に達成されてい
る。即ち、ＺＣＳは、Ｑ１とＱ２の能動的なスイッチン
グによるというよりもむしろインダクタＬ１と動作周波
数の選択をすることで可能である。これは、これら２つ
の重要な回路パラメータの選択に制約を加えることにな
る。もう一つ別の重要な問題は、回路グランドの位置で
ある。ランプ回路を精確に検知するために、グランドは
２つのバスキャパシタの中心点に選ばれている。その結
果、入力の力率修正の回路グランドと出力段のグランド
とが異なった電位になる。それで、レベルシフト回路と
光絶縁体とが必要となり、かくして装置を更に高価なも
のとし、信頼性を低下させることになる。更に、平均的
なランプ電流が検知されているときには、極端な負荷状
態におけるスイッチング装置の即時保護と、動作の移行
モードとが不可となる。事態を更に悪化させているの
は、ハーフブリッジ構成の状態の回路でもってランプを
安定状態で駆動しているとき、必要とされる直流バス電
圧が極めて高くなることである。このことは、スイッチ
ング損失を更に大きくし、効率を低下させることにな
る。たとえ、ゼロ電流スイッチングが採用されたとして
も、出力キャパシタンス装置（パワーＭＯＳＦＥＴ）が
スイッチング損失を発生し、これら損失が更に高いバス
電圧において増大する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、能動的なゼロ電流スイッチ
ングを行い、従来技術に関連した問題を解決する高輝度
放電ランプの駆動回路を提供することを目的とする。
鑑みてなされたものであり、能動的なゼロ電流スイッチ
ングを行い、従来技術に関連した問題を解決する高輝度
放電ランプの駆動回路を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的に依れば、
高輝度放電（ＨＩＤ）ランプの駆動回路は、ランプ始動
モード及びランプ運転モードの状態に移行可能となって
いる。ＨＩＤランプの駆動回路は、ブリッジ状に高輝度
放電ランプに接続され、リップル低減フィルタ及び共振
フィルタの内の一つとして交互に駆動される一対のイン
ダクタ／キャパシタのフィルタと、これら一対のインダ
クタ／キャパシタのフィルタと接続された、例えば高周
波スイッチング装置などの複数のスイッチング装置と、
一対のインダクタ／キャパシタのフィルタの内の一のイ
ンダクタ／キャパシタのフィルタを交互に介し、且つ複
数の高周波スイッチング装置を介して高輝度放電ランプ
に電圧を供給する電源とを備える。
高輝度放電（ＨＩＤ）ランプの駆動回路は、ランプ始動
モード及びランプ運転モードの状態に移行可能となって
いる。ＨＩＤランプの駆動回路は、ブリッジ状に高輝度
放電ランプに接続され、リップル低減フィルタ及び共振
フィルタの内の一つとして交互に駆動される一対のイン
ダクタ／キャパシタのフィルタと、これら一対のインダ
クタ／キャパシタのフィルタと接続された、例えば高周
波スイッチング装置などの複数のスイッチング装置と、
一対のインダクタ／キャパシタのフィルタの内の一のイ
ンダクタ／キャパシタのフィルタを交互に介し、且つ複
数の高周波スイッチング装置を介して高輝度放電ランプ
に電圧を供給する電源とを備える。
【００１５】本発明の長所に依れば、スイッチング装置
はＭＯＳＦＥＴでもよい。各ＭＯＳＦＥＴは、高速ダイ
オードを内部に有するものでもよい。
はＭＯＳＦＥＴでもよい。各ＭＯＳＦＥＴは、高速ダイ
オードを内部に有するものでもよい。
【００１６】本発明のもう一つ別の長所に依れば、駆動
回路は、ランプ始動モード中にはハーフブリッジ構造で
動作し、そしてランプ運転モード中にはフルブリッジ構
造で動作する。
回路は、ランプ始動モード中にはハーフブリッジ構造で
動作し、そしてランプ運転モード中にはフルブリッジ構
造で動作する。
【００１７】本発明の特徴は、複数のスイッチング装置
の内の２つのスイッチング装置並びに一対のインダクタ
／キャパシタのフィルタの内の一のインダクタ／キャパ
シタのフィルタが、高周波共振モードスイッチとして動
作して高輝度放電ランプを点灯することである。高周波
共振モードスイッチは、高輝度放電ランプの絶縁破壊
後、所定期間の時間の間だけ機能して、グロー状態時か
らアーク状態にスムーズに移行させる。
の内の２つのスイッチング装置並びに一対のインダクタ
／キャパシタのフィルタの内の一のインダクタ／キャパ
シタのフィルタが、高周波共振モードスイッチとして動
作して高輝度放電ランプを点灯することである。高周波
共振モードスイッチは、高輝度放電ランプの絶縁破壊
後、所定期間の時間の間だけ機能して、グロー状態時か
らアーク状態にスムーズに移行させる。
【００１８】本発明のもう一つ別の特徴は、一対のイン
ダクタ／キャパシタのフィルタの内の一のインダクタ／
キャパシタのフィルタが、ランプ始動モード中、高周波
共振フィルタを含む一方、一対のインダクタ／キャパシ
タのフィルタの内の残りのインダクタ／キャパシタのフ
ィルタが、ランプ運転モード中、高周波リップル低減フ
ィルタを含むことである。高周波共振フィルタは１また
はそれ以上（例えば２つ等）のキャパシタを含んでもよ
い。
ダクタ／キャパシタのフィルタの内の一のインダクタ／
キャパシタのフィルタが、ランプ始動モード中、高周波
共振フィルタを含む一方、一対のインダクタ／キャパシ
タのフィルタの内の残りのインダクタ／キャパシタのフ
ィルタが、ランプ運転モード中、高周波リップル低減フ
ィルタを含むことである。高周波共振フィルタは１また
はそれ以上（例えば２つ等）のキャパシタを含んでもよ
い。
【００１９】本発明の更に別の長所は、複数のスイッチ
ング装置が能動的なゼロ電流スイッチング体系で制御さ
れることである。
ング装置が能動的なゼロ電流スイッチング体系で制御さ
れることである。
【００２０】本発明のもう一つ別の目的に依れば、高輝
度放電ランプの駆動回路は、高周波共振フィルタに接続
された第１の一対のスイッチング装置と、リップル低減
フィルタに接続された第２の一対のスイッチング装置
と、第１の一対のスイッチング装置と第２の一対のスイ
ッチング装置との間に接続された高輝度放電ランプと、
第１の一対のスイッチング装置及び第２の一対のスイッ
チング装置に接続され、これら第１の一対のスイッチン
グ装置及び第２の一対のスイッチング装置とともに共通
グランドに接続された直流電源とを備える。第１の一対
のスイッチング装置は、ランプ始動モード中、ハーフブ
リッジ構造で動作する一方、第２の一対のスイッチング
装置は、安定状態のランプ運転モード中、フルブリッジ
構造で動作する。
度放電ランプの駆動回路は、高周波共振フィルタに接続
された第１の一対のスイッチング装置と、リップル低減
フィルタに接続された第２の一対のスイッチング装置
と、第１の一対のスイッチング装置と第２の一対のスイ
ッチング装置との間に接続された高輝度放電ランプと、
第１の一対のスイッチング装置及び第２の一対のスイッ
チング装置に接続され、これら第１の一対のスイッチン
グ装置及び第２の一対のスイッチング装置とともに共通
グランドに接続された直流電源とを備える。第１の一対
のスイッチング装置は、ランプ始動モード中、ハーフブ
リッジ構造で動作する一方、第２の一対のスイッチング
装置は、安定状態のランプ運転モード中、フルブリッジ
構造で動作する。
【００２１】本発明の長所に依れば、第１及び第２の一
対のスイッチング装置は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等の高
周波スイッチを含む。
対のスイッチング装置は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等の高
周波スイッチを含む。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、その各種
実施形態を例示した図面を参照しながら説明する。同様
の参照符号は幾つかの図面に亘って同様の部品を示す。
実施形態を例示した図面を参照しながら説明する。同様
の参照符号は幾つかの図面に亘って同様の部品を示す。
【００２３】図１に本発明の一実施形態を示す。図１に
示すように、駆動回路は、回路制御部（図示せず）を通
して駆動される電源（同図では直流電源）Ｖbus を有し
ている。また、図１の回路の電源Ｖbus には、４つの高
周波スイッチング装置Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４が接続さ
れている。この実施形態では、高周波スイッチング装置
Ｑ１〜Ｑ４は、例えばＭＯＳＦＥＴ等の高周波半導体装
置から構成される。なお、本発明の技術的範囲及び／又
は精神から逸脱しない限り、例えばバイポーラトランジ
スタ等の交播半導体装置でもよい。図１の例には、スイ
ッチング装置Ｑ１〜Ｑ４は高周波ＭＯＳＦＥＴ装置とし
て示されている。各高周波ＭＯＳＦＥＴ装置は、好適に
高速なダイオード（ボディダイオードともいう）を内部
に含んでいる。なお、これに限らず、ダイオードはＭＯ
ＳＦＥＴ装置に外付けされる構成でもよい。
示すように、駆動回路は、回路制御部（図示せず）を通
して駆動される電源（同図では直流電源）Ｖbus を有し
ている。また、図１の回路の電源Ｖbus には、４つの高
周波スイッチング装置Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４が接続さ
れている。この実施形態では、高周波スイッチング装置
Ｑ１〜Ｑ４は、例えばＭＯＳＦＥＴ等の高周波半導体装
置から構成される。なお、本発明の技術的範囲及び／又
は精神から逸脱しない限り、例えばバイポーラトランジ
スタ等の交播半導体装置でもよい。図１の例には、スイ
ッチング装置Ｑ１〜Ｑ４は高周波ＭＯＳＦＥＴ装置とし
て示されている。各高周波ＭＯＳＦＥＴ装置は、好適に
高速なダイオード（ボディダイオードともいう）を内部
に含んでいる。なお、これに限らず、ダイオードはＭＯ
ＳＦＥＴ装置に外付けされる構成でもよい。
【００２４】直列に接続されたインダクタＬ１，Ｌ２を
含む配線がスイッチング装置Ｑ１とＱ２の間に接続され
ている。インダクタＬ１とＬ２の間には、キャパシタＣ
１を含む配線が接続されている。キャパシタＣ１の一方
側はインダクタＬ１とＬ２の間に接続されている一方、
キャパシタＣ１の他方側は抵抗器Ｒｓを介してグランド
に接続されている。第２のキャパシタＣ２は、インダク
タＬ２の後でランプと並列に接続されている。スイッチ
ング装置Ｑ３，Ｑ４はランプの他方側に接続されてい
る。スイッチング装置Ｑ２，Ｑ４は、一方側が抵抗器Ｒ
ｓを介してグランドに接続されるように配置されてい
る。
含む配線がスイッチング装置Ｑ１とＱ２の間に接続され
ている。インダクタＬ１とＬ２の間には、キャパシタＣ
１を含む配線が接続されている。キャパシタＣ１の一方
側はインダクタＬ１とＬ２の間に接続されている一方、
キャパシタＣ１の他方側は抵抗器Ｒｓを介してグランド
に接続されている。第２のキャパシタＣ２は、インダク
タＬ２の後でランプと並列に接続されている。スイッチ
ング装置Ｑ３，Ｑ４はランプの他方側に接続されてい
る。スイッチング装置Ｑ２，Ｑ４は、一方側が抵抗器Ｒ
ｓを介してグランドに接続されるように配置されてい
る。
【００２５】インダクタＬ２及びキャパシタＣ２は、ラ
ンプを始動してそれを点灯するように機能する共振フィ
ルタを形成する。ランプの始動モードの動作中には、ス
イッチング装置Ｑ１，Ｑ２がオフに切り換えられる（図
３の「無負荷（ランプ始動）参照」）。従って、インダ
クタＬ１、スイッチング装置Ｑ１及びスイッチング装置
Ｑ２は、始動モード中には何ら役割を果たさない。結果
的に、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２が独立して機
能する。即ち、始動モードの動作中には、（インダクタ
Ｌ２及びキャパシタＣ２によって形成された）共振フィ
ルタが、“デカップル（バイパス）”され、インダクタ
Ｌ１及びキャパシタＣ１から効果的にその回路が外され
る（アイソレートされる）。
ンプを始動してそれを点灯するように機能する共振フィ
ルタを形成する。ランプの始動モードの動作中には、ス
イッチング装置Ｑ１，Ｑ２がオフに切り換えられる（図
３の「無負荷（ランプ始動）参照」）。従って、インダ
クタＬ１、スイッチング装置Ｑ１及びスイッチング装置
Ｑ２は、始動モード中には何ら役割を果たさない。結果
的に、インダクタＬ２及びキャパシタＣ２が独立して機
能する。即ち、始動モードの動作中には、（インダクタ
Ｌ２及びキャパシタＣ２によって形成された）共振フィ
ルタが、“デカップル（バイパス）”され、インダクタ
Ｌ１及びキャパシタＣ１から効果的にその回路が外され
る（アイソレートされる）。
【００２６】図２に本発明の別の実施形態を示す。この
実施形態では、追加のキャパシタＣ１ｂが、ランプ回路
により優れた検知能力をもたらすために設けられる。始
動モード中、キャパシタＣ１ａ，Ｃ１ｂはハーフブリッ
ジ回路のキャパシタとして機能する。その回路は、スイ
ッチング装置Ｑ３，Ｑ４と組み合わさってハーフブリッ
ジ回路構造を形作る。スイッチング装置Ｑ３，Ｑ４は、
インダクタＬ２及びキャパシタＣ２によって形成された
共振フィルタの共振周波数近くでスイッチされる。スイ
ッチング周波数は、共振フィルタの標準共振周波数近辺
で変更される。
実施形態では、追加のキャパシタＣ１ｂが、ランプ回路
により優れた検知能力をもたらすために設けられる。始
動モード中、キャパシタＣ１ａ，Ｃ１ｂはハーフブリッ
ジ回路のキャパシタとして機能する。その回路は、スイ
ッチング装置Ｑ３，Ｑ４と組み合わさってハーフブリッ
ジ回路構造を形作る。スイッチング装置Ｑ３，Ｑ４は、
インダクタＬ２及びキャパシタＣ２によって形成された
共振フィルタの共振周波数近くでスイッチされる。スイ
ッチング周波数は、共振フィルタの標準共振周波数近辺
で変更される。
【００２７】図３に、ランプの始動モード中に周波数変
調を含む、本発明のためになされた一型式のスイッチン
グ体系（方式）を示す。周波数変調は、回路構成要素の
許容公差を処理し、またスイッチング周波数が共振周波
数に接近しすぎて保持されないことを確実にする。結果
的に、ＨＩＤランプを始動する（ほぼ３ｋＶに近い）高
いピーク電圧は、それらの電圧ピークが余りにも高くな
る危険性を伴わずに発生される。
調を含む、本発明のためになされた一型式のスイッチン
グ体系（方式）を示す。周波数変調は、回路構成要素の
許容公差を処理し、またスイッチング周波数が共振周波
数に接近しすぎて保持されないことを確実にする。結果
的に、ＨＩＤランプを始動する（ほぼ３ｋＶに近い）高
いピーク電圧は、それらの電圧ピークが余りにも高くな
る危険性を伴わずに発生される。
【００２８】図４に、ＨＩＤランプが始動モードで駆動
されるときにこの発明によって生成される共振始動ラン
プ電圧の波形を示す。共振フィルタの共振周波数に近い
一定の周波数でランプを始動することができる点に注目
される。
されるときにこの発明によって生成される共振始動ラン
プ電圧の波形を示す。共振フィルタの共振周波数に近い
一定の周波数でランプを始動することができる点に注目
される。
【００２９】ランプの絶縁破壊に続いて、制御回路は、
例えば関連した制御論理又はタイマ（図示せず）によっ
て設定される所定期間の時間の間、図３に示すように、
その共振周波数体系を続行する。そのような（例えば米
国特許第５，９３２，９７６号に示されているような）
コントローラは、当業者によって知られているので、こ
こでは説明を省く。これで、ランプのグロー状態（ラン
プが始動モードの動作で始動されるときに生じる）から
ランプのアーク状態（ランプが通常モードの動作で駆動
されるときに生じる）にスムースに移行できるようにな
る。更に、もしランプが絶縁破壊してから消弧すると、
共振イグナイタは、ランプに３ｋＶのパルスを発生する
ように再度動作する。
例えば関連した制御論理又はタイマ（図示せず）によっ
て設定される所定期間の時間の間、図３に示すように、
その共振周波数体系を続行する。そのような（例えば米
国特許第５，９３２，９７６号に示されているような）
コントローラは、当業者によって知られているので、こ
こでは説明を省く。これで、ランプのグロー状態（ラン
プが始動モードの動作で始動されるときに生じる）から
ランプのアーク状態（ランプが通常モードの動作で駆動
されるときに生じる）にスムースに移行できるようにな
る。更に、もしランプが絶縁破壊してから消弧すると、
共振イグナイタは、ランプに３ｋＶのパルスを発生する
ように再度動作する。
【００３０】ランプが点灯した後や、グローからアーク
へ成功裏に移行した後には、そのスイッチング体系は通
常モードの動作に変更される。その動作の通常モード
（例えばランプの運転モード）では、スイッチング装置
Ｑ１，Ｑ２は、所定の高周波（限定はされないが、例え
ば約７５ｋＨｚ等）で交互にオンとオフに切り換えられ
る一方、スイッチング装置Ｑ３，Ｑ４は、図３に示すよ
うに、好ましくは、ランプ電圧及び電流の波形の所望の
動作周波数（例えば約２００Ｈｚ）にほぼ等しい所定の
低周波（限定はされないが、例えば約２００Ｈｚ等）で
オンとオフに切り換えられる。
へ成功裏に移行した後には、そのスイッチング体系は通
常モードの動作に変更される。その動作の通常モード
（例えばランプの運転モード）では、スイッチング装置
Ｑ１，Ｑ２は、所定の高周波（限定はされないが、例え
ば約７５ｋＨｚ等）で交互にオンとオフに切り換えられ
る一方、スイッチング装置Ｑ３，Ｑ４は、図３に示すよ
うに、好ましくは、ランプ電圧及び電流の波形の所望の
動作周波数（例えば約２００Ｈｚ）にほぼ等しい所定の
低周波（限定はされないが、例えば約２００Ｈｚ等）で
オンとオフに切り換えられる。
【００３１】この時点で、回路は標準的なフルブリッジ
回路のように機能する。低周波（例えば約２００Ｈｚ）
の周期の１／２では、スイッチング装置Ｑ１は、限定さ
れないが例えば約７５ｋＨｚに近い高周波でオンとオフ
に交互に切り換えられる一方、スイッチング装置Ｑ４
は、オンに切り換えられる。その半分の周期中、スイッ
チング装置Ｑ２，Ｑ３は、オフに切り換えられる。その
他の半分の周期中は、スイッチング装置Ｑ１，Ｑ４はオ
フに切り換えられ、そしてスイッチング装置Ｑ２，Ｑ３
はオンに切り換えられる。この実施形態では、スイッチ
ング装置Ｑ２は高周波スイッチから構成され、スイッチ
ング装置Ｑ３は低周波スイッチから構成される。なお、
本発明の技術的範囲及び／又は精神から逸脱しない限り
変更が行われるものと理解される。
回路のように機能する。低周波（例えば約２００Ｈｚ）
の周期の１／２では、スイッチング装置Ｑ１は、限定さ
れないが例えば約７５ｋＨｚに近い高周波でオンとオフ
に交互に切り換えられる一方、スイッチング装置Ｑ４
は、オンに切り換えられる。その半分の周期中、スイッ
チング装置Ｑ２，Ｑ３は、オフに切り換えられる。その
他の半分の周期中は、スイッチング装置Ｑ１，Ｑ４はオ
フに切り換えられ、そしてスイッチング装置Ｑ２，Ｑ３
はオンに切り換えられる。この実施形態では、スイッチ
ング装置Ｑ２は高周波スイッチから構成され、スイッチ
ング装置Ｑ３は低周波スイッチから構成される。なお、
本発明の技術的範囲及び／又は精神から逸脱しない限り
変更が行われるものと理解される。
【００３２】図５に通常（定常状態）モードの動作中の
ランプ電流及び電圧の波形を示す。
ランプ電流及び電圧の波形を示す。
【００３３】高周波スイッチング装置Ｑ１，Ｑ２のパル
ス幅は、ランプ電圧を検知することによって閉ループ制
御で決定される。例えば、この電圧は、ランプ端子間に
て直接微分的に検知される。代わりに、電圧変化はま
た、図１と図２に示すように、キャパシタＣ１又はＣ１
ｂ間にて検知され得る。ランプ電圧がキャパシタＣ１ｂ
間にて検知されると、このキャパシタの両端間の電圧
は、スイッチング装置Ｑ１，Ｑ４がオンに切り換えられ
ている始動モードの波形の１／２周期中のみでＶlampに
等しくなる。かくして、ただその１／２周期のみからの
情報が、制御回路によって使用される。電圧ループが非
常に低い帯域幅ループとになっているので、これは妥当
である。閉ループにおいてパルス幅を決定することによ
って、スイッチング装置Ｑ１又はスイッチング装置Ｑ２
のいずれかのターンオフの瞬間が決められる。
ス幅は、ランプ電圧を検知することによって閉ループ制
御で決定される。例えば、この電圧は、ランプ端子間に
て直接微分的に検知される。代わりに、電圧変化はま
た、図１と図２に示すように、キャパシタＣ１又はＣ１
ｂ間にて検知され得る。ランプ電圧がキャパシタＣ１ｂ
間にて検知されると、このキャパシタの両端間の電圧
は、スイッチング装置Ｑ１，Ｑ４がオンに切り換えられ
ている始動モードの波形の１／２周期中のみでＶlampに
等しくなる。かくして、ただその１／２周期のみからの
情報が、制御回路によって使用される。電圧ループが非
常に低い帯域幅ループとになっているので、これは妥当
である。閉ループにおいてパルス幅を決定することによ
って、スイッチング装置Ｑ１又はスイッチング装置Ｑ２
のいずれかのターンオフの瞬間が決められる。
【００３４】スイッチング装置Ｑ１，Ｑ２がオンに切り
換えられる時点（例えば、瞬間）は、能動的なゼロ電流
スイッチング体系（ＺＣＳ）を使用して決定されるが、
その体系（ＺＣＳ）は、当業者に知られているので、こ
こでは詳細な説明を省く。能動的なＺＣＳは、出力段に
関して約９５％に近い非常に高い効率を持つ。スイッチ
ング装置Ｑ１，Ｑ２の接続点（例えばスイッチング装置
Ｑ１，Ｑ２に接続されたインダクタＬ１の端子）の電位
は、監視（検知）され、またその電位は、ＺＣＳが生じ
る瞬間を決定し、スイッチング装置Ｑ１又はスイッチン
グ装置Ｑ２のいずれかをオンに切り換えるために使用さ
れる。
換えられる時点（例えば、瞬間）は、能動的なゼロ電流
スイッチング体系（ＺＣＳ）を使用して決定されるが、
その体系（ＺＣＳ）は、当業者に知られているので、こ
こでは詳細な説明を省く。能動的なＺＣＳは、出力段に
関して約９５％に近い非常に高い効率を持つ。スイッチ
ング装置Ｑ１，Ｑ２の接続点（例えばスイッチング装置
Ｑ１，Ｑ２に接続されたインダクタＬ１の端子）の電位
は、監視（検知）され、またその電位は、ＺＣＳが生じ
る瞬間を決定し、スイッチング装置Ｑ１又はスイッチン
グ装置Ｑ２のいずれかをオンに切り換えるために使用さ
れる。
【００３５】インダクタＬ１の能動的なＺＣＳの長所
（臨海不連続電流動作）を説明する。スイッチング装置
Ｑ１がオンであるとき、電流はフィードバックループに
よって決められる所定の設定レベルまで増大して行く。
次いでスイッチング装置Ｑ１はオフに切り換えられる。
インダクタＬ１における電流は、急激に変化できないの
で、インダクタＬ１における電流がゼロになるまで、そ
の電流はスイッチング装置Ｑ２のボディダイオードを通
して流れ続ける。この時点で、スイッチング装置Ｑ１が
再度オンに切り換えられる。かくして、スイッチング装
置Ｑ１における電流は、ゼロから増大し始める。スイッ
チング装置Ｑ１のためのこの作動モードは、能動的なＺ
ＣＳ体系と称され、図６に図示されている。能動的なＺ
ＣＳは、無駄時間の無い、クリーンでリニアな電圧検知
信号を保証する。この動作は、ランプ電圧検知信号に基
づいた閉ループ制御にとって重要である。スイッチング
装置Ｑ２にもそれが能動的なＺＣＳにあるとき、同じ事
が当てはまる。理想的には、ＺＣＳは、オンへの切換イ
ンターバル中には損失がゼロで、それで回路の効率を高
めることになる。
（臨海不連続電流動作）を説明する。スイッチング装置
Ｑ１がオンであるとき、電流はフィードバックループに
よって決められる所定の設定レベルまで増大して行く。
次いでスイッチング装置Ｑ１はオフに切り換えられる。
インダクタＬ１における電流は、急激に変化できないの
で、インダクタＬ１における電流がゼロになるまで、そ
の電流はスイッチング装置Ｑ２のボディダイオードを通
して流れ続ける。この時点で、スイッチング装置Ｑ１が
再度オンに切り換えられる。かくして、スイッチング装
置Ｑ１における電流は、ゼロから増大し始める。スイッ
チング装置Ｑ１のためのこの作動モードは、能動的なＺ
ＣＳ体系と称され、図６に図示されている。能動的なＺ
ＣＳは、無駄時間の無い、クリーンでリニアな電圧検知
信号を保証する。この動作は、ランプ電圧検知信号に基
づいた閉ループ制御にとって重要である。スイッチング
装置Ｑ２にもそれが能動的なＺＣＳにあるとき、同じ事
が当てはまる。理想的には、ＺＣＳは、オンへの切換イ
ンターバル中には損失がゼロで、それで回路の効率を高
めることになる。
【００３６】上記説明は、本発明の特定の実施形態を説
明してきたが、本発明の修正は、当業者には容易に明ら
かになり、また意図的に、本発明の技術的範囲は、添付
された特許請求の範囲によってのみ確定されるものであ
る。
明してきたが、本発明の修正は、当業者には容易に明ら
かになり、また意図的に、本発明の技術的範囲は、添付
された特許請求の範囲によってのみ確定されるものであ
る。
【００３７】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、能動的
なゼロ電流スイッチングを行い、上述の従来技術に関連
した問題を解決することができた。
なゼロ電流スイッチングを行い、上述の従来技術に関連
した問題を解決することができた。
【図１】本発明に係る回路の基本的な配線図である。
【図２】本発明に係る代替回路の基本的な配線図であ
る。
る。
【図３】本発明に係るゲート駆動スイッチング体系（方
式）の基本的なタイミングチャートである。
式）の基本的なタイミングチャートである。
【図４】Ｑ３とＱ４が共振周波数近くでスイッチされる
ときに、Ｌ２−Ｃ２の共振フィルタによって発生される
高周波始動電圧の包絡線を示す図である。
ときに、Ｌ２−Ｃ２の共振フィルタによって発生される
高周波始動電圧の包絡線を示す図である。
【図５】定常状態作動における矩形波ランプ電流及びラ
ンプ電圧を示す図である。
ンプ電圧を示す図である。
【図６】インダクタＬ１におけるＺＣＳ／臨界−不連続
電流波形を示す図である。
電流波形を示す図である。
【図７】連続電流モードの高輝度放電ランプの安定器の
ブロック線図である。
ブロック線図である。
【図８】連続電流モードの高輝度放電ランプの安定器の
ブロック線図である。
ブロック線図である。
【図９】高輝度放電ランプの電子式安定器用の公知の駆
動回路の基本的な配線図である。
動回路の基本的な配線図である。
ＬＡＭＰ 高輝度放電ランプ Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４ 高周波スイッチング装置 Ｌ１，Ｌ２ インダクタ Ｃ１，Ｃ２ キャパシタ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA11 AC02 AC11 BA05 BB10 BC07 CA05 CA10 CA14 CA16 CB04 DD04 DE02 FA01 FA05 FA06 GA01 GA03 GB12 GB18 GC04 HA05 HA09
Claims (15)
- 【請求項１】 ランプ始動モード及びランプ運転モード
の状態に移行可能な高輝度放電ランプの駆動回路であっ
て、 ブリッジ状に高輝度放電ランプに接続され、リップル低
減フィルタ及び共振フィルタの内の一つとして交互に駆
動される一対のインダクタ／キャパシタのフィルタと、 これら一対のインダクタ／キャパシタのフィルタと接続
された複数のスイッチング装置と、 前記一対のインダクタ／キャパシタのフィルタの内の一
のインダクタ／キャパシタのフィルタを交互に介し、且
つ前記複数のスイッチング装置を介して前記高輝度放電
ランプに電圧を供給する電源とを備えることを特徴とす
る高輝度放電ランプの駆動回路。 - 【請求項２】 前記複数のスイッチング装置は複数の高
周波スイッチング装置を含むことを特徴とする請求項１
記載の高輝度放電ランプの駆動回路。 - 【請求項３】 前記ランプ始動モード中、ハーフブリッ
ジ構造で動作することを特徴とする請求項１記載の高輝
度放電ランプの駆動回路。 - 【請求項４】 前記ランプ運転モード中、フルブリッジ
構造で動作することを特徴とする請求項１記載の高輝度
放電ランプの駆動回路。 - 【請求項５】 前記複数のスイッチング装置の内の２つ
のスイッチング装置並びに前記一対のインダクタ／キャ
パシタのフィルタの内の一のインダクタ／キャパシタの
フィルタは、高周波共振モードスイッチとして動作して
前記高輝度放電ランプを点灯することを特徴とする請求
項１記載の高輝度放電ランプの駆動回路。 - 【請求項６】 前記高周波共振モードスイッチは、前記
高輝度放電ランプの絶縁破壊後、所定期間の時間の間だ
け機能して、グロー状態時からアーク状態にスムーズに
移行させることを特徴とする請求項５記載の高輝度放電
ランプの駆動回路。 - 【請求項７】 前記一対のインダクタ／キャパシタのフ
ィルタの内の一のインダクタ／キャパシタのフィルタ
は、前記ランプ始動モード中、高周波共振フィルタを含
み、前記一対のインダクタ／キャパシタのフィルタの内
の残りのインダクタ／キャパシタのフィルタは、前記ラ
ンプ運転モード中、高周波リップル低減フィルタを含む
ことを特徴とする請求項１記載の高輝度放電ランプの駆
動回路。 - 【請求項８】 前記高周波共振フィルタは２つのキャパ
シタを含むことを特徴とする請求項７記載の高輝度放電
ランプの駆動回路。 - 【請求項９】 前記複数のスイッチング装置は複数の高
周波ＭＯＳＦＥＴを含むことを特徴とする請求項１記載
の高輝度放電ランプの駆動回路。 - 【請求項１０】 前記各高周波ＭＯＳＦＥＴは高速ダイ
オードを内部に有することを特徴とする請求項９記載の
高輝度放電ランプの駆動回路。 - 【請求項１１】 前記複数のスイッチング装置は能動的
なゼロ電流スイッチング体系で制御されることを特徴と
する請求項１記載の高輝度放電ランプの駆動回路。 - 【請求項１２】 高周波共振フィルタに接続された第１
の一対のスイッチング装置と、 リップル低減フィルタに接続された第２の一対のスイッ
チング装置と、 前記第１の一対のスイッチング装置と前記第２の一対の
スイッチング装置との間に接続された高輝度放電ランプ
と、 前記第１の一対のスイッチング装置及び第２の一対のス
イッチング装置に接続され、これら第１の一対のスイッ
チング装置及び第２の一対のスイッチング装置とともに
共通グランドに接続された直流電源とを備えることを特
徴とする高輝度放電ランプの駆動回路。 - 【請求項１３】 前記第１の一対のスイッチング装置は
一対の高周波スイッチを含み、前記第２の一対のスイッ
チング装置は一対の高周波スイッチを含むことを特徴と
する請求項１２記載の高輝度放電ランプの駆動回路。 - 【請求項１４】 前記第１の一対のスイッチング装置
は、ランプ始動モード中、ハーフブリッジ構造で動作
し、前記第２の一対のスイッチング装置は、安定状態の
ランプ運転モード中、フルブリッジ構造で動作すること
を特徴とする請求項１２記載の高輝度放電ランプの駆動
回路。 - 【請求項１５】 能動的なゼロ電流スイッチング体系で
動作することを特徴とする請求項１２記載の高輝度放電
ランプの駆動回路。
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