JP2003100475A - 白熱電球用の安定器及び白熱電球用の安定器の作動方法 - Google Patents
白熱電球用の安定器及び白熱電球用の安定器の作動方法Info
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- JP2003100475A JP2003100475A JP2002269635A JP2002269635A JP2003100475A JP 2003100475 A JP2003100475 A JP 2003100475A JP 2002269635 A JP2002269635 A JP 2002269635A JP 2002269635 A JP2002269635 A JP 2002269635A JP 2003100475 A JP2003100475 A JP 2003100475A
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B39/00—Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
- H05B39/04—Controlling
- H05B39/041—Controlling the light-intensity of the source
- H05B39/044—Controlling the light-intensity of the source continuously
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- 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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- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 少なくとも１つの白熱電球用の安定器を、複
数の白熱電球を作動させる際ならびに種々の電子トラン
スにより共通のバスを介して共通に調光される種々の白
熱電球を点灯する際の明るさの相違を十分に回避するよ
うに改良する。 【解決手段】 第１の接続点ＶＰ１を形成して互いに接
続されている少なくとも２つのスイッチング要素Ｔ１、
Ｔ２と、断続比ｄおよびスイッチング周波数ｆsにより
特徴付けられている駆動信号によって少なくとも２つの
スイッチング要素Ｔ１、Ｔ２を駆動するための少なくと
も１つの出力端、及び調光信号Ｕdの入力端を有する駆
動回路１０と、一次側Ｌ１で第１の接続点ＶＰ１に接続
され二次側Ｌ２に少なくとも１つの白熱電球ＬＡ１；Ｌ
Ａ２を接続される電力トランスＵＴとを備え、駆動回路
１０が、調光信号Ｕdに関係して断続比ｄおよびスイッ
チング周波数ｆsを変更するように構成されている。
数の白熱電球を作動させる際ならびに種々の電子トラン
スにより共通のバスを介して共通に調光される種々の白
熱電球を点灯する際の明るさの相違を十分に回避するよ
うに改良する。 【解決手段】 第１の接続点ＶＰ１を形成して互いに接
続されている少なくとも２つのスイッチング要素Ｔ１、
Ｔ２と、断続比ｄおよびスイッチング周波数ｆsにより
特徴付けられている駆動信号によって少なくとも２つの
スイッチング要素Ｔ１、Ｔ２を駆動するための少なくと
も１つの出力端、及び調光信号Ｕdの入力端を有する駆
動回路１０と、一次側Ｌ１で第１の接続点ＶＰ１に接続
され二次側Ｌ２に少なくとも１つの白熱電球ＬＡ１；Ｌ
Ａ２を接続される電力トランスＵＴとを備え、駆動回路
１０が、調光信号Ｕdに関係して断続比ｄおよびスイッ
チング周波数ｆsを変更するように構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、第１の接続点を形
成して互いに接続されている少なくとも２つのスイッチ
ング要素と、断続比（デューティレシオ又はデューティ
サイクルとも呼ばれている）およびスイッチング周波数
により特徴付けられている駆動信号によって少なくとも
２つのスイッチング要素を駆動するための少なくとも１
つの出力端、及び調光信号の入力端を有する駆動回路
と、一次側で第１の接続点に接続され二次側に少なくと
も１つの白熱電球を接続される電力トランスと、を備え
た少なくとも１つの白熱電球用の安定器に関する。さら
に本発明は、第１の接続点を形成して互いに接続されて
いる少なくとも２つのスイッチング要素と、断続比およ
びスイッチング周波数により特徴付けられている駆動信
号によって少なくとも２つのスイッチング要素を駆動す
るための少なくとも１つの出力端、及び調光信号の入力
端を有する駆動回路と、一次側で第１の接続点に接続さ
れ二次側に少なくとも１つの白熱電球を接続される電力
トランスと、を含んでいる安定器を備え、先ず駆動回路
の入力端に調光信号を与えるステップと、続いて調光信
号に関係して駆動回路により駆動信号を発生するステッ
プとを含んでいる少なくとも１つの白熱電球用の安定器
の作動方法に関する。
成して互いに接続されている少なくとも２つのスイッチ
ング要素と、断続比（デューティレシオ又はデューティ
サイクルとも呼ばれている）およびスイッチング周波数
により特徴付けられている駆動信号によって少なくとも
２つのスイッチング要素を駆動するための少なくとも１
つの出力端、及び調光信号の入力端を有する駆動回路
と、一次側で第１の接続点に接続され二次側に少なくと
も１つの白熱電球を接続される電力トランスと、を備え
た少なくとも１つの白熱電球用の安定器に関する。さら
に本発明は、第１の接続点を形成して互いに接続されて
いる少なくとも２つのスイッチング要素と、断続比およ
びスイッチング周波数により特徴付けられている駆動信
号によって少なくとも２つのスイッチング要素を駆動す
るための少なくとも１つの出力端、及び調光信号の入力
端を有する駆動回路と、一次側で第１の接続点に接続さ
れ二次側に少なくとも１つの白熱電球を接続される電力
トランスと、を含んでいる安定器を備え、先ず駆動回路
の入力端に調光信号を与えるステップと、続いて調光信
号に関係して駆動回路により駆動信号を発生するステッ
プとを含んでいる少なくとも１つの白熱電球用の安定器
の作動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明は、いわゆる電子トランスを介し
て駆動される白熱電球の調光に関する。このような電子
トランスをディジタルまたはアナログのインタフェース
を介して制御するためには、その出力端子における電圧
を広い電圧範囲に亘って設定し得ることが必要である。
調光に対していわゆるＤＡＬＩ標準で規定されている光
束特性が守られ、それによって調光された状態でも電子
トランスの１つのグループのすべての電球が同じ明るさ
で現れるように、電圧を特に非常に正確に設定し得るこ
とが必要である。すなわち、種々の白熱電球を点灯する
種々の電子トランスが調光信号に応じて可能なかぎり正
確に同一の出力電圧を提供しなければならない。このこ
とは、まさに調光された状態で明るさの相違が特に良く
眼に見えるので必要である。調光のために必要な出力電
圧設定のためには、電力スイッチがハーフブリッジ内で
交互に開閉するパルス幅法（非対称なデューティサイク
ル）が特に有利である。この際に一方のスイッチのスイ
ッチオン時間は他方のスイッチのスイッチオン時間を犠
牲にして長くされる。この方法ではスイッチング周波数
は一定にとどまり、スイッチのスイッチオン比のみが変
化する。
て駆動される白熱電球の調光に関する。このような電子
トランスをディジタルまたはアナログのインタフェース
を介して制御するためには、その出力端子における電圧
を広い電圧範囲に亘って設定し得ることが必要である。
調光に対していわゆるＤＡＬＩ標準で規定されている光
束特性が守られ、それによって調光された状態でも電子
トランスの１つのグループのすべての電球が同じ明るさ
で現れるように、電圧を特に非常に正確に設定し得るこ
とが必要である。すなわち、種々の白熱電球を点灯する
種々の電子トランスが調光信号に応じて可能なかぎり正
確に同一の出力電圧を提供しなければならない。このこ
とは、まさに調光された状態で明るさの相違が特に良く
眼に見えるので必要である。調光のために必要な出力電
圧設定のためには、電力スイッチがハーフブリッジ内で
交互に開閉するパルス幅法（非対称なデューティサイク
ル）が特に有利である。この際に一方のスイッチのスイ
ッチオン時間は他方のスイッチのスイッチオン時間を犠
牲にして長くされる。この方法ではスイッチング周波数
は一定にとどまり、スイッチのスイッチオン比のみが変
化する。
【０００３】図１は確かに本発明による安定器の実施例
を示すが、従来の技術を説明するためにも使用され得
る。図１において、両電力スイッチは符号Ｔ１，Ｔ２を
付され、駆動回路１０により駆動される。駆動回路１０
は調光器１２の出力端に接続され、調光器１２は調光信
号Ｕdを駆動回路１０に与える。両スイッチング要素Ｔ
１，Ｔ２の供給電圧は、コンデンサＣzの両端に与えら
れているいわゆる中間回路電圧Ｕzである。両スイッチ
ング要素Ｔ１，Ｔ２の接続点ＶＰ１はトランスＵＴの一
次側Ｌ１の一端に接続されている。トランスＵＴの一次
側Ｌ１の他端は２つの結合コンデンサＣk1、Ｃk2に接続
されている。これらの結合コンデンサＣk1、Ｃk2は他方
の電極でコンデンサＣzに接続されている。トランスＵ
Ｔの二次側Ｌ２に少なくとも１つの白熱電球、この場合
には２つの白熱電球ＬＡ１、ＬＡ２が接続されている。
を示すが、従来の技術を説明するためにも使用され得
る。図１において、両電力スイッチは符号Ｔ１，Ｔ２を
付され、駆動回路１０により駆動される。駆動回路１０
は調光器１２の出力端に接続され、調光器１２は調光信
号Ｕdを駆動回路１０に与える。両スイッチング要素Ｔ
１，Ｔ２の供給電圧は、コンデンサＣzの両端に与えら
れているいわゆる中間回路電圧Ｕzである。両スイッチ
ング要素Ｔ１，Ｔ２の接続点ＶＰ１はトランスＵＴの一
次側Ｌ１の一端に接続されている。トランスＵＴの一次
側Ｌ１の他端は２つの結合コンデンサＣk1、Ｃk2に接続
されている。これらの結合コンデンサＣk1、Ｃk2は他方
の電極でコンデンサＣzに接続されている。トランスＵ
Ｔの二次側Ｌ２に少なくとも１つの白熱電球、この場合
には２つの白熱電球ＬＡ１、ＬＡ２が接続されている。
【０００４】図２はトランスＵＴの一次側Ｌ１における
電圧Ｕ１の経過を示し、上側のスイッチＴ２のスイッチ
オン時間ｔ２と下側のスイッチＴ１のスイッチオン時間
ｔ１との間の断続比はｔ１＜ｔ２であるように変更され
ている。
電圧Ｕ１の経過を示し、上側のスイッチＴ２のスイッチ
オン時間ｔ２と下側のスイッチＴ１のスイッチオン時間
ｔ１との間の断続比はｔ１＜ｔ２であるように変更され
ている。
【０００５】二次側の出力電圧の実効値Ｕ2effは
Ｕ2eff＝（Ｕz／Ｎ）×｛ｄ×（１−ｄ）｝1/2
として計算される。ここでｄは断続比すなわちｄ＝ｔ１
／Ｔであり、Ｔ＝ｔ１＋ｔ２は電力トランスＵＴにおけ
る一次側の電圧Ｕ１の周期であり、その逆数値はスイッ
チング周波数ｆsに相当する。Ｕzは前述のように中間回
路電圧に、Ｎは電力トランスＵＴの巻数比に相当する。
ｄに対しては範囲０〜０．５が許容される。
／Ｔであり、Ｔ＝ｔ１＋ｔ２は電力トランスＵＴにおけ
る一次側の電圧Ｕ１の周期であり、その逆数値はスイッ
チング周波数ｆsに相当する。Ｕzは前述のように中間回
路電圧に、Ｎは電力トランスＵＴの巻数比に相当する。
ｄに対しては範囲０〜０．５が許容される。
【０００６】通常は調光の際に最大光束の約１％の最小
値まで減光される。その際にｄ＝０．０３〜０．０５の
範囲内の非常に小さい断続比が到達される。スイッチオ
ン時間ｔ１は非常に短い。それによって出力電圧Ｕ２の
スペクトルは劇的により高い周波数の方向にシフトす
る。出力端子における電圧はそれにわずかしか関係しな
い。なぜならば、トランスの漏れインダクタンスにおけ
る追加的な電圧降下は、従来の技術で知られている相応
の回路手段により補償されるからである。
値まで減光される。その際にｄ＝０．０３〜０．０５の
範囲内の非常に小さい断続比が到達される。スイッチオ
ン時間ｔ１は非常に短い。それによって出力電圧Ｕ２の
スペクトルは劇的により高い周波数の方向にシフトす
る。出力端子における電圧はそれにわずかしか関係しな
い。なぜならば、トランスの漏れインダクタンスにおけ
る追加的な電圧降下は、従来の技術で知られている相応
の回路手段により補償されるからである。
【０００７】しかし、特別な欠点が複数の白熱電球を点
灯するために安定器を使用する際に生ずる。すなわちス
ペクトルのシフトにより白熱電球への導線上に少なから
ぬ誘導性電圧降下が生ずる。この電圧降下は小さい断続
比の際に３０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの通常のスイッチング
周波数の際に数ボルトに達する。いま複数の白熱電球が
並列接続で１つの安定器により点灯されると、それらは
電球導線の構成に応じて、すなわち特にほぼ電球導線の
長さにより決定される電球導線のインダクタンスに応じ
て、明らかに眼に見える明るさの相違をもって灯る。個
々の白熱電球が固有のトランスで点灯される最初にあげ
た点灯方式に関しては、このことは同じく、これらが共
通のディジタルバスを介して共通に調光されるときに当
てはまる。
灯するために安定器を使用する際に生ずる。すなわちス
ペクトルのシフトにより白熱電球への導線上に少なから
ぬ誘導性電圧降下が生ずる。この電圧降下は小さい断続
比の際に３０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの通常のスイッチング
周波数の際に数ボルトに達する。いま複数の白熱電球が
並列接続で１つの安定器により点灯されると、それらは
電球導線の構成に応じて、すなわち特にほぼ電球導線の
長さにより決定される電球導線のインダクタンスに応じ
て、明らかに眼に見える明るさの相違をもって灯る。個
々の白熱電球が固有のトランスで点灯される最初にあげ
た点灯方式に関しては、このことは同じく、これらが共
通のディジタルバスを介して共通に調光されるときに当
てはまる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、冒頭にあげた種類の安定器ならびに冒頭にあげた種
類の安定器の作動方法を、このような安定器において複
数の白熱電球を点灯する際ならびに種々の電子トランス
により共通のバスを介して共通に調光される種々の白熱
電球を点灯する際の明るさの相違を十分回避するように
改良することである。
は、冒頭にあげた種類の安定器ならびに冒頭にあげた種
類の安定器の作動方法を、このような安定器において複
数の白熱電球を点灯する際ならびに種々の電子トランス
により共通のバスを介して共通に調光される種々の白熱
電球を点灯する際の明るさの相違を十分回避するように
改良することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】安定器に関する課題は、
本発明によれば、駆動回路が調光信号に関係して駆動信
号の断続比およびスイッチング周波数を変更するように
構成されていることにより解決される。
本発明によれば、駆動回路が調光信号に関係して駆動信
号の断続比およびスイッチング周波数を変更するように
構成されていることにより解決される。
【００１０】安定器の作動方法に関する課題は、本発明
によれば、第２のステップで出力信号が調光信号に関係
してスイッチング周波数および断続比の変更により発生
されることにより解決される。
によれば、第２のステップで出力信号が調光信号に関係
してスイッチング周波数および断続比の変更により発生
されることにより解決される。
【００１１】この措置はスイッチング周波数の顕著な減
少を可能にし、それによって調光の際の出力電圧のスペ
クトルのシフトが明らかに減ぜられまたは完全に避けら
れる。さらに、冒頭にあげた種類の回路における損失は
スイッチング周波数に比例している。これによって、ス
イッチング周波数の低下により本発明では損失が減少す
る。電磁的コンパチビリティを顧慮した別の利点は、白
熱電球への導線に生ずる高い周波数成分が少ないことに
より生ずる。加えて、パルスを実現するためにコスト的
に望ましいタイマが選ばれる。なぜならば、狭いパルス
の発生はその実現がより困難であり、本発明ではより広
いパルスが選ばれ得るからである。タイマへの要求条件
の緩和により、本発明による安定器はコスト的に非常に
望ましく実現される。
少を可能にし、それによって調光の際の出力電圧のスペ
クトルのシフトが明らかに減ぜられまたは完全に避けら
れる。さらに、冒頭にあげた種類の回路における損失は
スイッチング周波数に比例している。これによって、ス
イッチング周波数の低下により本発明では損失が減少す
る。電磁的コンパチビリティを顧慮した別の利点は、白
熱電球への導線に生ずる高い周波数成分が少ないことに
より生ずる。加えて、パルスを実現するためにコスト的
に望ましいタイマが選ばれる。なぜならば、狭いパルス
の発生はその実現がより困難であり、本発明ではより広
いパルスが選ばれ得るからである。タイマへの要求条件
の緩和により、本発明による安定器はコスト的に非常に
望ましく実現される。
【００１２】好ましい実施態様では、駆動回路は、断続
比を変更する際に、２つのスイッチング要素に対する供
給電圧及び／又は少なくとも１つの白熱電球を通る電流
及び／又は電力トランスの二次側電圧を考慮に入れるよ
うに構成される。これにより、スイッチング要素を駆動
する信号が電力トランスの効率を顧慮して一層よく最適
化される。
比を変更する際に、２つのスイッチング要素に対する供
給電圧及び／又は少なくとも１つの白熱電球を通る電流
及び／又は電力トランスの二次側電圧を考慮に入れるよ
うに構成される。これにより、スイッチング要素を駆動
する信号が電力トランスの効率を顧慮して一層よく最適
化される。
【００１３】好ましくは、駆動回路は、スイッチング周
波数を断続比に関係して変更するように構成される。断
続比およびスイッチング周波数は互いに合わされ、１つ
または複数の重要な変数が断続比の決定の際に考慮に入
れられるので、これは、それに適合するスイッチング周
波数を決めるための特に簡単な可能性である。これによ
って、特にスイッチング周波数はもはや別に計算される
必要がなく、例えばルックアップテーブルを使用して断
続比に適合する値を読出される。
波数を断続比に関係して変更するように構成される。断
続比およびスイッチング周波数は互いに合わされ、１つ
または複数の重要な変数が断続比の決定の際に考慮に入
れられるので、これは、それに適合するスイッチング周
波数を決めるための特に簡単な可能性である。これによ
って、特にスイッチング周波数はもはや別に計算される
必要がなく、例えばルックアップテーブルを使用して断
続比に適合する値を読出される。
【００１４】本発明によれば、駆動回路は、電力トラン
スから伝達すべき低いほうの電力と相関関係にある調光
信号の際には、スイッチング周波数を、電力トランスか
ら伝達すべき高いほうの電力と相関関係にある調光信号
の際のスイッチング周波数に比較して減ずるように構成
されている。
スから伝達すべき低いほうの電力と相関関係にある調光
信号の際には、スイッチング周波数を、電力トランスか
ら伝達すべき高いほうの電力と相関関係にある調光信号
の際のスイッチング周波数に比較して減ずるように構成
されている。
【００１５】好ましくは、駆動回路は、電力トランスか
ら最大に伝達すべき電力と相関関係にある調光信号の際
には、スイッチング周波数が最大である駆動信号を発生
し、電力トランスから最小に伝達すべき電力と相関関係
にある調光信号の際には、スイッチング周波数が最小で
ある駆動信号を発生するように構成される。
ら最大に伝達すべき電力と相関関係にある調光信号の際
には、スイッチング周波数が最大である駆動信号を発生
し、電力トランスから最小に伝達すべき電力と相関関係
にある調光信号の際には、スイッチング周波数が最小で
ある駆動信号を発生するように構成される。
【００１６】好ましくは、駆動信号の最小スイッチング
周波数は、電力トランス内にまだ飽和が生じないように
決められる。駆動回路は、制御を簡単化するために、駆
動信号のスイッチング周波数を調光信号に関係して連続
的、段階的及び／又は部分的に直線化された曲線に相応
して変更するように構成されてよい。
周波数は、電力トランス内にまだ飽和が生じないように
決められる。駆動回路は、制御を簡単化するために、駆
動信号のスイッチング周波数を調光信号に関係して連続
的、段階的及び／又は部分的に直線化された曲線に相応
して変更するように構成されてよい。
【００１７】駆動回路は、駆動信号のスイッチング周波
数を、電力トランスにおける電圧時間面積がほぼ一定に
とどまるように構成されてもよい。いま電圧時間面積
が、電力トランスが最大に伝達すべき電力の際に最適な
効率で作動させられるように選ばれるならば、１つまた
は複数の白熱電球の作動が安定器内の非常にわずかな損
失により可能になる。
数を、電力トランスにおける電圧時間面積がほぼ一定に
とどまるように構成されてもよい。いま電圧時間面積
が、電力トランスが最大に伝達すべき電力の際に最適な
効率で作動させられるように選ばれるならば、１つまた
は複数の白熱電球の作動が安定器内の非常にわずかな損
失により可能になる。
【００１８】しかし、電圧時間面積が、電力トランスが
飽和限界において作動させられるように選ばれてもよ
い。これにより出力スペクトル内の周波数が最小とな
り、従ってＥＭＶを顧慮して選ぶべきタイマおよび電力
損失が最小となる。
飽和限界において作動させられるように選ばれてもよ
い。これにより出力スペクトル内の周波数が最小とな
り、従ってＥＭＶを顧慮して選ぶべきタイマおよび電力
損失が最小となる。
【００１９】安定器は２つのスイッチング要素をハーフ
ブリッジ内に、または４つのスイッチング要素をフルブ
リッジ内に含んでいてよい。
ブリッジ内に、または４つのスイッチング要素をフルブ
リッジ内に含んでいてよい。
【００２０】他の有利な実施態様は従属請求項にあげら
れている。
れている。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下において実施例を添付図面を
参照して一層詳細に説明する。
参照して一層詳細に説明する。
【００２２】本発明の実施例ではスイッチング周波数ｆ
sは、最大の出力電力の際に、従って最大の断続比ｄmax
＝０．５の際に、スイッチング周波数が最大であるよう
に、すなわちｆs＝ｆsmaxに設定される。こうして最大
の出力電力の際に電力トランスＵＴが最適な効率で動作
する。出力電圧、従って出力電力が断続比ｄを小さくす
ることにより減ぜられると、本発明によりスイッチング
周波数ｆsも同じく減ぜられる。しかしスイッチング周
波数ｆsは、電力トランスＵＴの飽和がまだ生じない範
囲でしか下げられない。
sは、最大の出力電力の際に、従って最大の断続比ｄmax
＝０．５の際に、スイッチング周波数が最大であるよう
に、すなわちｆs＝ｆsmaxに設定される。こうして最大
の出力電力の際に電力トランスＵＴが最適な効率で動作
する。出力電圧、従って出力電力が断続比ｄを小さくす
ることにより減ぜられると、本発明によりスイッチング
周波数ｆsも同じく減ぜられる。しかしスイッチング周
波数ｆsは、電力トランスＵＴの飽和がまだ生じない範
囲でしか下げられない。
【００２３】最小許容可能なスイッチング周波数ｆ
sは、まさにまだ電力トランスＵＴの飽和が生じない断
続比ｄの関数としての最大スイッチング周波数ｆsmaax
に正規化されると、 ｆs／ｆsmax＝４×ｄ（１−ｄ） となる。
sは、まさにまだ電力トランスＵＴの飽和が生じない断
続比ｄの関数としての最大スイッチング周波数ｆsmaax
に正規化されると、 ｆs／ｆsmax＝４×ｄ（１−ｄ） となる。
【００２４】この関係は図３に示されている。既に述べ
たように、ｆsmaxは最大の断続比ｄ max＝０．５におい
て到達される最大スイッチング周波数であり、このスイ
ッチング周波数の際には最大の中間回路電圧Ｕzmaxにお
いてまさにまだ飽和が生じない。
たように、ｆsmaxは最大の断続比ｄ max＝０．５におい
て到達される最大スイッチング周波数であり、このスイ
ッチング周波数の際には最大の中間回路電圧Ｕzmaxにお
いてまさにまだ飽和が生じない。
【００２５】結合コンデンサＣk1、Ｃk2における電圧の
和は中間回路電圧Ｕzを与える、従ってＣk1＋Ｃk2＝Ｕz
となる。
和は中間回路電圧Ｕzを与える、従ってＣk1＋Ｃk2＝Ｕz
となる。
【００２６】図２を参照すると、電力トランスＵＴの一
次巻線における（整定した状態での）電圧時間面積Ａ
１，Ａ２は等しい大きさである。なぜならば、結合コン
デンサＣk1、Ｃk2を通って交流電流のみが流れるからで
ある。こうして Ａ１＝Ｕ１×ｔ１＝Ａ２＝Ｕ２×ｔ２ が成り立つ。
次巻線における（整定した状態での）電圧時間面積Ａ
１，Ａ２は等しい大きさである。なぜならば、結合コン
デンサＣk1、Ｃk2を通って交流電流のみが流れるからで
ある。こうして Ａ１＝Ｕ１×ｔ１＝Ａ２＝Ｕ２×ｔ２ が成り立つ。
【００２７】既に冒頭に述べたように、さらに
ｄ＝ｔ１／Ｔ； Ｔ＝ｔ１＋ｔ２； ｆs＝１／Ｔ
が成り立つ。
【００２８】周波数ｆsを適合させる可能性は、電力ト
ランスＵＴにおける電圧時間面積が一定に値Ａsollにと
どまるように、スイッチング周波数を連続的に低下させ
ることにある。Ａsollは、トランスＵＴが最大の出力電
力の際に最適な効率により作動させられるように選ばれ
得る。しかしＡsollは、電力トランスＵＴが飽和への限
界において作動させられるようにも選ばれ得る。両方の
場合に上記の式による経過ｆs／ｆsmaxが生じ、正規化
周波数ｆsmaxは、電力トランスＵＴが最適な効率におい
てまたは飽和への限界において作動させられるか否かを
決定する。
ランスＵＴにおける電圧時間面積が一定に値Ａsollにと
どまるように、スイッチング周波数を連続的に低下させ
ることにある。Ａsollは、トランスＵＴが最大の出力電
力の際に最適な効率により作動させられるように選ばれ
得る。しかしＡsollは、電力トランスＵＴが飽和への限
界において作動させられるようにも選ばれ得る。両方の
場合に上記の式による経過ｆs／ｆsmaxが生じ、正規化
周波数ｆsmaxは、電力トランスＵＴが最適な効率におい
てまたは飽和への限界において作動させられるか否かを
決定する。
【００２９】周波数ｆsを断続比ｄに適合させる他の可
能性は、スイッチング周波数ｆsを段階的に低下させる
ことにある。出力電力の減少の際に断続比ｄの特定の値
が下回られると、スイッチング周波数ｆＳ は付属の値
に下げられる。スイッチング周波数ｆsの適合は、上記
の式による経過が直線片により、例えば折線により近似
されるというようにも行われ得る。
能性は、スイッチング周波数ｆsを段階的に低下させる
ことにある。出力電力の減少の際に断続比ｄの特定の値
が下回られると、スイッチング周波数ｆＳ は付属の値
に下げられる。スイッチング周波数ｆsの適合は、上記
の式による経過が直線片により、例えば折線により近似
されるというようにも行われ得る。
【００３０】本発明はハーフブリッジ変換器を有する安
定器を実現する際にフルブリッジ変換器を有する安定器
の場合と同じく応用され得る。
定器を実現する際にフルブリッジ変換器を有する安定器
の場合と同じく応用され得る。
【００３１】本発明による措置によるスイッチング周波
数の顕著な減少が例により示される。
数の顕著な減少が例により示される。
【００３２】ｄ＝０．０３の断続比の際、スイッチング
周波数ｆsは、電力トランスＵＴが飽和領域に移行する
ことなしに、上記の式から最大スイッチング周波数ｆ
smaxの４×０．０３×（１−０．０３）×１００％＝１
１．６％へ低下する。他方ここで電力トランスは断続比
ｄ＝０．５において、すなわち（固定の中間回路電圧Ｕ
zを基準にして）最大の出力電力の際に最適な効率で作
動させられる。
周波数ｆsは、電力トランスＵＴが飽和領域に移行する
ことなしに、上記の式から最大スイッチング周波数ｆ
smaxの４×０．０３×（１−０．０３）×１００％＝１
１．６％へ低下する。他方ここで電力トランスは断続比
ｄ＝０．５において、すなわち（固定の中間回路電圧Ｕ
zを基準にして）最大の出力電力の際に最適な効率で作
動させられる。
【００３３】本発明はマイクロコントローラにより追加
的な回路費用なしで、または適当なアナログまたはディ
ジタルの回路により実施される。代替的な実施例では、
他の規範（例えばトランス内の最小損失または最適な熱
的状況）により、選ぶべきスイッチング周波数ｆsの正
規化が行われる。その際に、最適なトランス利用がその
熱的な限界の近くで生ずることを考慮に入れなければな
らない。
的な回路費用なしで、または適当なアナログまたはディ
ジタルの回路により実施される。代替的な実施例では、
他の規範（例えばトランス内の最小損失または最適な熱
的状況）により、選ぶべきスイッチング周波数ｆsの正
規化が行われる。その際に、最適なトランス利用がその
熱的な限界の近くで生ずることを考慮に入れなければな
らない。
【００３４】音響効果を顧慮して、比ｆs／ｆsmaxを最
小０．４に制限することは有意義である。
小０．４に制限することは有意義である。
【図１】本発明による安定器の概要回路図。
【図２】電力トランスの一次側における電圧の経過を示
す波形図。
す波形図。
【図３】設定すべきスイッチング周波数ｆsと最大スイ
ッチング周波数ｆsmaxとの比、すなわち断続比ｄ＝０．
５におけるスイッチング周波数を断続比ｄを横軸にとっ
て示す経過図。
ッチング周波数ｆsmaxとの比、すなわち断続比ｄ＝０．
５におけるスイッチング周波数を断続比ｄを横軸にとっ
て示す経過図。
１０ 駆動回路
１２ 調光器
Ｔ１、Ｔ２ スイッチング要素
ＬＡ１，ＬＡ２ 白熱電球
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(71)出願人 391045794
ＰＡＴＥＮＴ−ＴＲＥＵＨＡＮＤ−ＧＥＳ
ＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＦＵＲ ＥＬＥＫＴ
ＲＩＳＣＨＥ ＧＬＵＨＬＡＭＰＥＮ Ｍ
ＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦ
ＴＵＮＧ
(72)発明者 ヨアヒム ミュールシュリーゲル
ドイツ連邦共和国 82194 グレーベンツ
ェル ハンス‐ザックス‐シュトラーセ
35
Ｆターム(参考） 3K073 AA12 AA16 AA22 AA59 AA62
AA67 CG10 CG11 CG25 CG44
CJ14 CM06
Claims (13)
- 【請求項１】 第１の接続点（ＶＰ１）を形成して互い
に接続されている少なくとも２つのスイッチング要素
（Ｔ１、Ｔ２）と、 断続比（ｄ）およびスイッチング周波数（ｆs）により
特徴付けられている駆動信号によって少なくとも２つの
スイッチング要素（Ｔ１、Ｔ２）を駆動するための少な
くとも１つの出力端、及び調光信号（Ｕd）の入力端を
有する駆動回路（１０）と、 一次側（Ｌ１）で第１の接続点（ＶＰ１）に接続され二
次側（Ｌ２）に少なくとも１つの白熱電球（ＬＡ１；Ｌ
Ａ２）を接続される電力トランス（ＵＴ）と、を備えた
少なくとも１つの白熱電球用の安定器において、 駆動回路（１０）が、調光信号（Ｕd）に関係して駆動
信号の断続比（ｄ）およびスイッチング周波数（ｆs）
を変更するように構成されていることを特徴とする白熱
電球用の安定器。 - 【請求項２】 駆動回路（１０）が、断続比（ｄ）を変
更する際に、２つのスイッチング要素（Ｔ１、Ｔ２）に
対する供給電圧（Ｕz）及び／又は少なくとも１つの白
熱電球（ＬＡ１）を通る電流及び／又は電力トランス
（ＵＴ）の二次側電圧（Ｕ２）を考慮に入れるように構
成されていることを特徴とする請求項１記載の安定器。 - 【請求項３】 駆動回路（１０）が、スイッチング周波
数（ｆs）を断続比（ｄ）に関係して変更するように構
成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の安
定器。 - 【請求項４】 駆動回路（１０）が、電力トランス（Ｕ
Ｔ）から伝達すべき低いほうの電力と相関関係にある調
光信号（Ｕd）の際には、スイッチング周波数（ｆs）
を、電力トランス（ＵＴ）から伝達すべき高いほうの電
力と相関関係にある調光信号（Ｕd）の際のスイッチン
グ周波数（ｆs）に比較して減ずるように構成されてい
ることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の安定
器。 - 【請求項５】 駆動回路（１０）が、電力トランス（Ｕ
Ｔ）から最大に伝達すべき電力と相関関係にある調光信
号（Ｕd）の際には、スイッチング周波数（ｆs）が最大
である駆動信号を発生し、電力トランス（ＵＴ）から最
小に伝達すべき電力と相関関係にある調光信号（Ｕd）
の際には、スイッチング周波数（ｆs）が最小である駆
動信号を発生するように構成されていることを特徴とす
る請求項１乃至４の１つに記載の安定器。 - 【請求項６】 駆動信号の最小スイッチング周波数（ｆ
s）が、電力トランス（ＵＴ）内にまだ飽和が生じない
ように決められていることを特徴とする請求項１乃至５
の１つに記載の安定器。 - 【請求項７】 駆動回路（１０）が、駆動信号のスイッ
チング周波数（ｆs）を調光信号（Ｕd）に関係して連続
的、段階的及び／又は部分的に直線化された曲線に相応
して変更するように構成されていることを特徴とする請
求項１乃至６の１つに記載の安定器。 - 【請求項８】 駆動回路（１０）が、駆動信号のスイッ
チング周波数（ｆs）を、電力トランス（ＵＴ）におけ
る電圧時間面積（Ａ１；Ａ２；Ａsoll）がほぼ一定にと
どまるように構成されていることを特徴とする請求項１
乃至７の１つに記載の安定器。 - 【請求項９】 電圧時間面積（Ａ１；Ａ２；Ａsoll）
が、電力トランス（ＵＴ）が最大に伝達すべき電力の際
に最適な効率で作動させられるように選ばれていること
を特徴とする請求項８記載の安定器。 - 【請求項１０】 電圧時間面積（Ａ１；Ａ２；Ａsoll）
が、電力トランス（ＵＴ）が飽和限界において作動させ
られるように選ばれていることを特徴とする請求項８記
載の安定器。 - 【請求項１１】 安定器が２つのスイッチング要素（Ｔ
１、Ｔ２）をハーフブリッジ内に含んでいることを特徴
とする請求項１乃至１０の１つに記載の安定器。 - 【請求項１２】 安定器が４つのスイッチング要素をフ
ルブリッジ内に含んでいることを特徴とする請求項１乃
至１０の１つに記載の安定器。 - 【請求項１３】 第１の接続点（ＶＰ１）を形成して互
いに接続されている少なくとも２つのスイッチング要素
（Ｔ１、Ｔ２）と、断続比（ｄ）およびスイッチング周
波数（ｆs）により特徴付けられている駆動信号によっ
て少なくとも２つのスイッチング要素（Ｔ１、Ｔ２）を
駆動するための少なくとも１つの出力端、及び調光信号
（Ｕd）の入力端を有する駆動回路（１０）と、一次側
（Ｌ１）で第１の接続点（ＶＰ１）に接続され二次側
（Ｌ２）に少なくとも１つの白熱電球（ＬＡ１；ＬＡ
２）を接続される電力トランス（ＵＴ）と、を含んでい
る安定器を備え、 ａ）駆動回路（１０）の入力端に調光信号（Ｕd）を与
えるステップと、 ｂ）調光信号（Ｕd）に関係して駆動回路（１０）によ
り駆動信号を発生するステップとを含んでいる少なくと
も１つの白熱電球用の安定器の作動方法において、 ステップｂ）で駆動信号が、調光信号（Ｕd）に関係し
てスイッチング周波数（ｆs）および断続比（ｄ）の変
更により発生されることを特徴とする白熱電球用の安定
器の作動方法。
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