JP2003133097A - ランプの点灯装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御入力端子に印加され変圧器から伝送され
る電圧を評価する評価装置を改善する。 【解決手段】 評価装置１６がサンプル−ホールド回路
２２を有し、変圧器１５によって伝送される電圧のスパ
イクを消すために、サンプル−ホールド回路２２のシー
ケンス信号の周波数と時間的に周期的に変化する電圧の
周波数とを整合させサンプル−ホールド回路２２のシー
ケンス信号と時間的に周期的に変化する電圧との間に時
間的に一定な位相差（時間差）を作る手段１９，２１，
２４が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前文に
記載された少なくとも１つのランプの点灯方法、および
請求項７の前文に記載された少なくとも１つのランプの
点灯方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ランプ（特に蛍光ランプまたはハロゲン
電球）の調光点灯すなわち輝度制御を可能にするランプ
の点灯装置いわゆる調光可能な電子安定器が市販されて
いる。この調光可能な点灯装置は輝度制御のための目標
値として使われる電圧を与えられる制御入力端子を有し
ている。通常この制御入力端子は１〜１０Ｖのインタフ
ェースとして形成されている。最も簡単な場合、点灯装
置で点灯されるランプの輝度を所望の値に調整するため
に、この制御入力端子に調光ポテンショメータが接続さ
れる。この調光ポテンショメータと時間的に周期的に変
化する電圧で励起される変圧器とによって、制御入力端
子には、所望の輝度調整のための目標値を表す１〜１０
Ｖの値の電圧が発生される。この電圧は変圧器によって
点灯装置内の評価装置へ伝送される。さらに、変圧器は
制御入力端子と点灯装置内の評価装置との間が直流的に
結合しない（すなわち直流分離させる）ようにする。評
価装置はピーク値整流器によって、調光ポテンショメー
タでの調整に相当しランプのランプ電流またはランプ入
力電力を制御するためのもしくは点灯装置の出力電力を
制御するための信号を発生する。

【０００３】変圧器の特性、特にその漏れインダクタン
スは評価装置に伝送される電圧へ大きな影響を与える。
変圧器の高い漏れインダクタンスは伝送される電圧に擾
乱的な電圧パルスを生ぜしめ、これが評価装置によって
制御量として解釈されてしまう。従って、従来では、漏
れインダクタンスの少ない特殊に形成された環状鉄心形
変圧器が使用され、さらに点灯装置内の評価装置にはス
パイクを低減させるための低域通過フィルタが前置接続
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、制御
入力端子に印加され変圧器によって伝送される電圧を評
価する評価装置を改善した少なくとも１つのランプの点
灯装置を提供することにある。さらに、本発明の課題
は、少なくとも１つのランプの点灯パラメータを制御す
るための目標値として使われる電圧を付与される制御入
力端子を有するランプの点灯装置で少なくとも１つのラ
ンプを点灯するランプの点灯方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】装置に関する課題は本発
明によれば請求項１の特徴部に記載された構成要件によ
って解決される。方法に関する課題は本発明によれば請
求項７の特徴部に記載された構成要件によって解決され
る。本発明の特に優れた実施態様はそれらの従属請求項
に記載されている。

【０００６】本発明による少なくとも１つのランプの点
灯装置は、少なくとも１つのランプの点灯パラメータを
制御するための目標値として使われる電圧を与えられる
制御入力端子と、この制御入力端子に与えられ少なくと
も１つのランプの点灯パラメータを制御するための目標
値として使われる電圧を評価装置に伝送するために設け
られた変圧器と、時間的に周期的に変化する電圧で変圧
器を励起する発振器とを有する。本発明によれば、評価
装置がサンプル−ホールド回路を有する。さらに、本発
明においては、変圧器によって伝送される電圧のスパイ
クを消すために、サンプル−ホールド回路のシーケンス
信号の周波数と時間的に周期的に変化する電圧の周波数
とを整合させサンプル−ホールド回路のシーケンス信号
と時間的に周期的に変化する電圧との間に時間的に一定
な位相差（時間差）を作る手段が設けられている。

【０００７】これによって、本発明によれば、点灯装置
内の伝送器よりも比較的高い漏れインダクタンスを有す
るコスト的に手頃な変圧器を使用できる。さらに、低域
通過フィルタと、変圧器によって伝送された電圧を評価
するためのピーク値整流器とを省略できる。

【０００８】点灯装置を制御するために使われるマイク
ロコントローラ又は集積回路に対するディジタル制御信
号を発生するために、サンプル−ホールド回路がアナロ
グ−ディジタル変換器の構成要素として形成されている
と有利である。伝送器として使われる変圧器が、制御入
力端子に接続された少なくとも１つの第１巻線と、評価
装置に接続され少なくとも１つの第１巻線に磁気結合さ
れた少なくとも１つの第２巻線とを有していると有利で
ある。これによって、制御入力端子と評価装置との間を
直流的に結合しない（すなわち直流分離させる）ことが
保証される。

【０００９】サンプル−ホールド回路のシーケンス信号
の周波数と時間的に周期的に変化する電圧の周波数とを
整合させサンプル−ホールド回路のシーケンス信号と時
間的に周期的に変化する電圧との間に時間的に一定な位
相差（時間差）を作る手段が、シーケンス信号を発生す
る発振器と、時間的に周期的に変化する電圧の周波数を
半減させる分周器と、シーケンス信号の周波数を時間的
に周期的に変化する電圧の周波数に整合させシーケンス
信号と時間的に周期的に変化する電圧との間に一定な時
間差を作る装置とを含んでいると有利である。

【００１０】シーケンス信号の周波数を時間的に周期的
に変化する電圧の周波数に整合させシーケンス信号と時
間的に周期的に変化する電圧との間に一定な時間差を作
る装置として、アンド回路が使用されると有利である。
このようにして、変圧器によって伝送される電圧のスパ
イクをコスト的に手頃にかつ簡単な手段にて消すことが
できる。

【００１１】本発明による点灯方法は、本発明によれ
ば、変圧器の電圧が評価のためにサンプル−ホールド回
路に供給され、変圧器の電圧のスパイクがサンプル−ホ
ールド回路によって消されることを特徴とする。

【００１２】変圧器の電圧を評価するために、時間的に
周期的に変化する電圧の周波数とサンプル−ホールド回
路のシーケンス信号の周波数とが整合させられ、サンプ
ル−ホールド回路のシーケンス信号が時間的に周期的に
変化する電圧に比べて一定の期間間隔だけ遅らされてい
ると有利である。これによって、本発明によれば、サン
プル−ホールド回路のシーケンス信号が変圧器に印加さ
れる電圧のノイズなく伝送される電圧部分に同期させら
れる。

【００１３】請求項９には特に簡単かつコスト的に手頃
な点灯方法が提案されている。それに従って、変圧器の
電圧を評価するために次のステップが実施される。シー
ケンス信号と時間的に周期的に変化する電圧とを発振器
によって発生するステップ。時間的に周期的に変化する
電圧の周波数を分周器によって半減させるステップ。シ
ーケンス信号の周波数を時間的に周期的に変化する電圧
の周波数に整合させシーケンス信号と時間的に周期的に
変化する電圧との間に一定の時間差を生じさせるステッ
プ。変圧器に時間的に周期的に変化する電圧を与えるス
テップ。変圧器の電圧を入力電圧としてサンプル−ホー
ルド回路に供給するステップ。

【００１４】サンプル−ホールド回路の出力電圧が少な
くとも１つのランプの点灯パラメータを制御するために
使用されるか又はその前にアナログ−ディジタル変換器
によってディジタル信号に変換されると有利である。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明を優れた実施例に基
づいて詳細に説明する。

【００１６】図１に示された本発明の実施例は蛍光ラン
プ用の調光可能な点灯装置である。この点灯装置は２つ
の系統電圧端子１，２と、ハーフブリッジインバータ４
に直流電圧を供給する直流電圧供給装置３とを有してい
る。直流電圧供給装置３は通常雑音防止フィルタおよび
系統交流電圧の整流器を含んでいる。さらに、直流電圧
供給装置３は、系統からのできるだけ正弦波状の交流電
流の取出しを保証するために、高調波フィルタを含むこ
とができる。ハーフブリッジインバータ４は、２つの交
互にスイッチングするトランジスタ５，６と、２つの結
合コンデンサ７，８と、直列共振回路として形成されチ
ョークコイル９、コンデンサ１０および蛍光ランプ１１
を含むハーフブリッジ枝路とを有している。蛍光ランプ
１１の放電路はコンデンサ１０に並列接続されている。
ハーフブリッジインバータは必ずしも２つの結合コンデ
ンサ７，８を備えた対称形ハーフブリッジインバータ４
として形成される必要がなく、その代わりに１つの結合
コンデンサのみを有し、それによって非対称形ハーフブ
リッジインバータとして形成されていてもよい。ハーフ
ブリッジインバータ４のトランジスタ５，６は好ましく
は電界効果トランジスタから成るのがよく、マイクロコ
ントローラ１２によって制御される。マイクロコントロ
ーラ１２はパルス幅変調された信号を発生する。この信
号はトランジスタ５，６のスイッチングサイクルを決定
し、それによって蛍光ランプ１１の電力制御つまり輝度
制御を可能にする。トランジスタ５，６のためのパルス
幅変調された信号はマイクロコントローラ１２によって
制御入力端子１３，１４に印加される直流電圧に依存し
て発生される。制御入力端子１３，１４には１Ｖ〜１０
Ｖの値の直流電圧が与えられる。制御入力端子１３，１
４に与えられた直流電圧の値によって、蛍光ランプ１１
の所望の電力つまり輝度のための目標値が決定される。
この直流電圧の値を発生し制御入力端子１３，１４に付
与するために、最も簡単な場合、制御入力端子１３，１
４に接続された調光ポテンショメータ（図示されていな
い）が使われる。

【００１７】制御入力端子１３，１４に与えられた直流
電圧が変圧器１５によって評価装置１６に伝送される。
このために、変圧器１５の一次巻線１５ａが整流器ダイ
オード１７を介して制御入力端子１３，１４に接続され
ている。一方、変圧器１５の二次巻線１５ｂは評価装置
１６の電圧入力端子に接続されている。変圧器１５の一
次巻線１５ａと二次巻線１５ｂとの間には磁気結合が構
成されている。制御入力端子１３，１４と一次巻線１５
ａとに並列に入力コンデンサ１８が接続されている。変
圧器１５が制御入力端子１３，１４に与えられた直流電
圧を評価装置１６に伝送するために、変圧器１５はほぼ
矩形波の電圧で励起される。このほぼ矩形波の電圧は発
振器１９および分周器２１によって発生され、分圧器抵
抗２０を介して二次巻線１５ｂに印加される。従って、
評価装置１６は二次巻線１５ｂに接続されたその電圧入
力端子でほぼ矩形波の電圧を検出する。その振幅は制御
入力端子１３，１４に与えられた直流電圧によって決定
される。評価装置１６は、マイクロコントローラ１２に
接続されたその電圧出力端子から、蛍光ランプ１１の電
力つまり輝度を制御するためのマイクロコントローラ１
２に、相応の信号を供給する。

【００１８】評価装置１６は、アナログ−ディジタル変
換器２３の構成要素として形成されたサンプル−ホール
ド回路２２と、アンド回路２４とを有している。サンプ
ル−ホールド回路２２およびアンド回路２４によって、
変圧器１５の漏れインダクタンスによって惹き起され
る、二次巻線１５ｂの矩形波電圧の立上がり辺における
スパイクが消される。以下においてこのことを図２を参
照して説明する。

【００１９】図２の波形Ａは変圧器１５を励起するため
に使用される矩形波電圧の時間的経過を示す。この矩形
波電圧は発振器１９と周波数を半減させる分周器２１と
によって発生され、抵抗２０を介して二次巻線１５ｂに
印加される。既に述べたように、二次巻線１５ｂは、制
御入力端子１３，１４に与えられた直流電圧を変圧器１
５によって伝送可能にするために、時間的に周期的に変
化する励起電圧を必要とする。

【００２０】図２の波形Ｂは二次巻線１５ｂに印加され
評価装置１６の電圧入力端子によって検出された電圧Ｕ
の時間的経過を示す。二次巻線１５ｂに印加されたこの
電圧Ｕは励起電圧（波形Ａ）の周期性を有している。し
かし、電圧Ｕの振幅すなわち矩形波パルスの高さは制御
入力端子１３，１４に与えられた直流電圧の値によって
決定される。当然、二次巻線１５ｂにおける矩形波電圧
（波形Ｂ）の立上がり辺および立下り辺は変圧器１５の
漏れインダクタンスに基づいて擾乱的な電圧パルスを重
畳されている。この擾乱的な電圧パルスはサンプル−ホ
ールド回路２２によって消される。このために、サンプ
ル−ホールド回路２２のシーケンス信号（サンプル−ホ
ールド信号とも呼ばれている）のパルス期間およびパル
ス開始は二次巻線１５ｂの電圧に整合させられている。

【００２１】図２の波形Ｃはサンプル−ホールド回路２
２のシーケンス信号の時間的経過を示す。シーケンス信
号（波形Ｃ）のパルス期間は正確に二次巻線１５ｂの電
圧（波形Ｂ）の矩形波パルスの半分の長さであり、シー
ケンス信号は二次巻線１５ｂの電圧（波形Ｂ）の矩形波
パルスの後半の半部に同期している。これによって、矩
形波電圧の立上がり辺および立下り辺における擾乱的な
スパイクが消される。シーケンス信号を二次巻線１５ｂ
の電圧に同調させることは、ＪＫフリップフロップとし
て形成された分周器２１と、アンド回路２４と、発振器
１９とによって行なわれる。発振器１９は変圧器１５を
励起する電圧（波形Ａ）およびシーケンス信号（波形
Ｃ）を発生する。発振器１９から発生された矩形波電圧
は一方ではアンド回路２４の第１電圧入力端子に供給さ
れ、他方では分周器２１の電圧入力端子に導入される。
分周器２１は導入された矩形波電圧の周波数を半減させ
る。分周器２１の電圧出力端子から出力され周波数を半
減させた矩形波電圧は、一方ではアンド回路２４の第２
電圧入力端子に供給され、他方では分圧器抵抗２０を介
して二次巻線１５ｂに印加され変圧器１５を励起する。
アンド回路２４の出力電圧はサンプル−ホールド回路２
２にシーケンス信号（波形Ｃ）として供給され、つまり
サンプル−ホールド回路２２のシーケンス−ホールド信
号（サンプル−ホールド信号とも呼ばれている）を制御
するために使用される。従って、サンプル−ホールド回
路２２のシーケンス信号（波形Ｃ）は励起電圧（波形
Ａ）の矩形波パルスの後半の半部に同期し、よって二次
巻線１５ｂに印加される電圧（波形Ｂ）の電圧パルスの
後半の半部にも同期している。

【００２２】図２の波形Ｄはサンプル−ホールド回路２
２の出力電圧Ｕの時間的経過を示す。この出力電圧Ｕ
は、アナログ−ディジタル変換器２３によって、トラン
ジスタ５，６をパルス幅変調制御するためのマイクロコ
ントローラ１２用のディジタル信号に変換される。理想
的な場合、サンプル−ホールド回路２２の出力電圧Ｕは
制御入力端子１３，１４に与えられた直流電圧のみに依
存した値を有する直流電圧である。サンプル−ホールド
回路２２での損失のために、サンプル−ホールド回路２
２の出力電圧Ｕ（波形Ｄ）はうねりのある波形をしてい
る。

【００２３】発振器１９は優れた実施例ではハーフブリ
ッジインバータ４と同一である。変圧器１５を励起する
矩形波電圧（波形Ａ）およびサンプル−ホールド回路２
２のシーケンス信号（波形Ｃ）は、ハーフブリッジイン
バータのトランジスタ５，６間の接続点または結合コン
デンサ７，８間の接続点への容量性結合によって発生さ
れる。

【００２４】サンプル−ホールド回路２２と、アナログ
−ディジタル変換器２３と、アンド回路２４とがマイク
ロコントローラ１２の構成要素として形成されていると
有利である。

【００２５】本発明は上記において詳細に説明した実施
例に限定されない。例えば、制御入力端子１３，１４は
必ずしも直流電圧を与えられるアナログ制御入力端子と
して形成されている必要がない。その代わりに、制御入
力端子は、少なくとも１つのランプの輝度制御のための
目標値を付与するためのディジタル信号を与えられるデ
ィジタル入力端子として形成されていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による点灯装置の優れた実施例を概略的
に示すブロック回路図

【図２】励起電圧、変圧器の電圧、サンプル−ホールド
回路のシーケンス信号（サンプル−ホールド信号）およ
び出力電圧の時間的経過を示す波形図

【符号の説明】

１，２ 系統電圧端子 ３ 直流電圧供給装置 ４ ハーフブリッジインバータ ５，６ トランジスタ ７，８ 結合コンデンサ ９ チョークコイル １０ コンデンサ １１ 蛍光ランプ １２ マイクロコントローラ １３，１４ 制御入力端子 １５ 変圧器 １５ａ 変圧器の一次巻線 １５ｂ 変圧器の二次巻線 １６ 評価装置 １７ 整流器ダイオード １８ 入力コンデンサ １９ 発振器 ２０ 分圧器抵抗 ２１ 分周器 ２２ サンプル−ホールド回路 ２３ アナログ−ディジタル変換器 ２４ アンド回路

───────────────────────────────────────────────────── 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 アンドレアス フーバー ドイツ連邦共和国 83301 トラウンロイ ト ボーデルシュヴィングシュトラーセ 52 Ｆターム(参考） 3K098 CC40 CC57 DD22 DD35 DD43 EE17 EE25 EE31 EE32 FF15 FF20 GG10

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つのランプ（１１）の点灯
   パラメータを制御するための目標値として使われる電圧
   を与えられる制御入力端子（１３，１４）と、制御入力
   端子（１３，１４）に与えられ少なくとも１つのランプ
   （１１）の点灯パラメータを制御するための目標値とし
   て使われる電圧を評価装置（１６）に伝送するために設
   けられた変圧器（１５）と、時間的に周期的に変化する
   電圧で変圧器（１５）を励起する発振器（１９）とを有
   する、少なくとも１つのランプの点灯装置において、評
   価装置（１６）がサンプル−ホールド回路（２２）を有
   し、変圧器（１５）によって伝送される電圧のスパイク
   を消すために、サンプル−ホールド回路（２２）のシー
   ケンス信号の周波数と時間的に周期的に変化する電圧の
   周波数とを整合させサンプル−ホールド回路（２２）の
   シーケンス信号と時間的に周期的に変化する電圧との間
   に時間的に一定な位相差を作る手段（１９，２１，２
   ４）が設けられていることを特徴とするランプの点灯装
   置。
2. 【請求項２】 サンプル−ホールド回路（２２）のシー
   ケンス信号の周波数と時間的に周期的に変化する電圧の
   周波数とを整合させサンプル−ホールド回路（２２）の
   シーケンス信号と時間的に周期的に変化する電圧との間
   に時間的に一定な位相差を作る手段（１９，２１，２
   ４）が、シーケンス信号を発生する発振器（１９）と、
   時間的に周期的に変化する電圧の周波数を半減させる分
   周器（２１）と、シーケンス信号の周波数を時間的に周
   期的に変化する電圧の周波数に整合させシーケンス信号
   と時間的に周期的に変化する電圧との間に一定な時間差
   を作る装置（２４）とを含んでいることを特徴とする請
   求項１記載の点灯装置。
3. 【請求項３】 変圧器（１５）が、制御入力端子（１
   ３，１４）に接続された少なくとも１つの第１巻線（１
   ５ａ）と、評価装置（１６）に接続され少なくとも１つ
   の第１巻線（１５ａ）に磁気結合された少なくとも１つ
   の第２巻線（１５ｂ）とを有することを特徴とする請求
   項１記載の点灯装置。
4. 【請求項４】 評価装置（１６）がアナログ−ディジタ
   ル変換器（２３）を有し、サンプル−ホールド回路（２
   ２）がアナログ−ディジタル変換器（２３）の構成要素
   として形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   点灯装置。
5. 【請求項５】 制御入力端子（１３，１４）が、直流電
   圧を与えられるアナログ制御入力端子として形成されて
   いることを特徴とする請求項１記載の点灯装置。
6. 【請求項６】 制御入力端子（１３，１４）が、ディジ
   タル信号を与えられるディジタル制御入力端子として形
   成されていることを特徴とする請求項１記載の点灯装
   置。
7. 【請求項７】 少なくとも１つのランプ（１１）の点灯
   パラメータを制御するための目標値として使われる電圧
   を付与される制御入力端子（１３，１４）を有するラン
   プの点灯装置で少なくとも１つのランプを点灯するため
   に、制御入力端子（１３，１４）に与えられた電圧が変
   圧器（１５）に供給され、この変圧器（１５）には時間
   的に周期的に変化する電圧が与えられ、変圧器（１５）
   の電圧が少なくとも１つのランプ（１１）の点灯パラメ
   ータを制御するための制御信号を発生するために評価さ
   れるランプの点灯方法において、変圧器（１５）の電圧
   が評価のためにサンプル−ホールド回路（２２）に供給
   され、変圧器（１５）の電圧のスパイクがサンプル−ホ
   ールド回路（２２）によって消されることを特徴とする
   ランプの点灯方法。
8. 【請求項８】 変圧器（１５）の電圧を評価するため
   に、時間的に周期的に変化する電圧の周波数とサンプル
   −ホールド回路（２２）のシーケンス信号の周波数とが
   整合させられ、サンプル−ホールド回路（２２）のシー
   ケンス信号が時間的に周期的に変化する電圧に比べて一
   定の期間間隔だけ遅らされていることを特徴とする請求
   項７記載の点灯方法。
9. 【請求項９】 変圧器（１５）の電圧を評価するため
   に、 シーケンス信号と時間的に周期的に変化する電圧とを発
   振器（１９）によって発生するステップと、 時間的に周期的に変化する電圧の周波数を分周器（２
   １）によって半減させるステップと、 シーケンス信号の周波数を時間的に周期的に変化する電
   圧の周波数に整合させシーケンス信号と時間的に周期的
   に変化する電圧との間に一定の時間差を生じさせるステ
   ップと、 変圧器（１５）に時間的に周期的に変化する電圧を与え
   るステップと、 変圧器（１５）の電圧をサンプル−ホールド回路（２
   ２）に入力電圧として供給するステップとが実施される
   ことを特徴とする請求項７又は８記載の点灯方法。
10. 【請求項１０】 サンプル−ホールド回路（２２）の出
    力電圧がアナログ−ディジタル変換器（２３）に供給さ
    れることを特徴とする請求項９記載の点灯方法。
11. 【請求項１１】 サンプル−ホールド回路（２２）の出
    力電圧が少なくとも１つのランプ（１１）の点灯パラメ
    ータを制御するために使用されることを特徴とする請求
    項９記載の点灯方法。
12. 【請求項１２】 制御入力端子（１３，１４）に与えら
    れる電圧が直流電圧であることを特徴とする請求項７記
    載の点灯方法。
13. 【請求項１３】 少なくとも１つのランプの点灯パラメ
    ータを制御するための目標値を付与するための制御入力
    端子がディジタル電圧信号を与えられることを特徴とす
    る請求項７記載の点灯方法。