JP2003500808A - 少なくとも１つのガス放電ランプのための前置接続回路およびそのような前置接続回路の作動方法 - Google Patents

少なくとも１つのガス放電ランプのための前置接続回路およびそのような前置接続回路の作動方法

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JP2003500808A JP2000619246A JP2000619246A JP2003500808A JP 2003500808 A JP2003500808 A JP 2003500808A JP 2000619246 A JP2000619246 A JP 2000619246A JP 2000619246 A JP2000619246 A JP 2000619246A JP 2003500808 A JP2003500808 A JP 2003500808A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、直流電圧源（Ｃ０）によって供給されるインバータを含む少なくとも１つのガス放電ランプ（２６）のための前置接続回路であって、前記インバータは、前記直流電圧源（Ｃ０）に対して並列に配置され、且つ制御可能な第１スイッチと第２スイッチ（Ｔ１，Ｔ２）を含むブリッジ回路を有し、該ブリッジの中間点は負荷回路（１４）と制御回路（１６）に接続されており、該負荷回路は少なくとも１つの前記ガス放電ランプ（２６）を有し、各ガス放電ランプ（２６）は第１電極と第２電極（２８，３０）を有し、前記制御回路（１６）を用いて第１スイッチと第２スイッチ（Ｔ、Ｔ２）の衝撃係数に作用し、該衝撃係数は５０％ではない前置接続回路において、第１電極と第２電極（２８、３０）が平均して実質的に等しい熱的負荷が掛けられるように衝撃係数が前記制御装置（１６）によって制御されることを特徴とする前置接続回路に関する。本発明はさらに、少なくとも１つのガス放電ランプのための前置接続回路の調和作動方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、請求項１の上位概念に従った少なくとも１つのガス放電ランプのた
めの前置接続回路と、請求項７の上位概念に従った少なくとも１つのガス放電ラ
ンプのための前置接続回路の作動方法に関する。
【０００２】 従来技術 そのような前置接続回路もしくはそのような方法がＷＯ９４／０６２６１から
公知である。そこに示されている図２ａと２ｂが調光されていない動作状態、す
なわちガス放電ランプへ最大電力が供給されている状態での両スイッチの制御信
号を表している一方、図３ａと３ｂは調光されている動作状態、つまり低減され
た電力が供給されている状態での両スイッチの制御信号を表している。以下で何
度もふれる衝撃係数は、１つのオン／オフ周期に関して制御信号が高い電圧値を
とる期間と、高電圧値と低電圧値の期間の合計との商として定義する。一方のス
イッチの衝撃係数が変更されていることが目にとまる。というのは、図によると
５０％の値からその図２ａに従って５０％よりも小さい値に低減されているので
ある。しかし実地では、スイッチが引用文献の図３ａと３ｂに従って制御される
と温度が低い場合に特にガス放電ランプの照明が不規則になり得ることが示され
た。例えばガス放電ランプを屋外照明として使用する場合にこれは望ましくない
。
【０００３】 本発明の説明 従って本発明の課題は、冒頭に述べたような前置接続回路を、前記の欠点を回
避するように構成することである。
【０００４】 この課題は、請求項１記載の特徴により解決される。
【０００５】 本発明のさらなる課題は、冒頭に述べたような前置接続回路の作動方法を、ガ
ス放電ランプの照明が不規則になることを回避するように構成することである。
【０００６】 この課題は、請求項７記載の特徴を有する方法によって解決される。
【０００７】 ＷＯ９４／０６２６１の図３ａと３ｂに従って制御回路から供給される制御信
号による調光駆動では両ランプ電極の温度が異なってしまうという認識が本発明
の基礎になっている。実験が示したように、ガス放電ランプの両電極への熱的負
荷が実質的に同じであるともはや照明が不規則になることはない。
【０００８】 本発明による解決方法はガス放電ランプの調光駆動の際に利点をもたらすのみ
ならず、むしろ本発明による手段で衝撃係数を変更することによって、前記前置
接続回路をランプパラメータ、例えばランプ出力が全く異なる種々のガス放電ラ
ンプの駆動のために使用可能にするために用いることもできる。言い換えるとす
なわち、前置接続回路が、最高電力を必要とするガス放電ランプの作動のために
５０％の衝撃係数で動作するように規格されるということである。そうすると同
一の前置接続回路によって作動されるべきその他全てのランプは、これらのラン
プの照明が不規則になる恐れなく５０％より小さい衝撃係数で作動される。
【０００９】 本発明による解決方法の実施形態において第１スイッチと第２スイッチはプッ
シュプルで駆動される。すなわち、一方のスイッチが高レベルの入力信号をとる
一方、もう一方のスイッチは低レベルのそれをとる。もしくはその逆である。本
発明の基本概念の別の実施形態において、制御回路によって両スイッチの衝撃係
数が周期的に変更されるように構成することができる。これは有利には、制御回
路によって衝撃係数が、第１スイッチのオン時間の合計が第２スイッチのオン時
間の合計と平均して同じであるように制御されるという形で実現される。
【００１０】 特に有利な手段によって、第１スイッチと第２スイッチがＮ個の異なった衝撃
係数で作動され、ここでＮ≧２であり、これらの異なった衝撃係数間の変更は次
のような周期で行われるように構成することができる。すなわち最短の場合は次
の変更の前に各衝撃係数が正確に１度だけ実行されるように定められており、最
長の場合は第１電極と第２電極の熱的慣性によって定められている周期で衝撃係
数の変更が行われるように構成することができる。後者の周期に限界があるのは
、両電極への異なった熱的負荷がすでに目に付くようになってしまうまで１つの
衝撃係数を維持してはならないからである。ガス放電ランプに備え付けられてい
る電極の物理的特性次第で異なった周期が生じる。
【００１１】 具体的な実施例においてはＮ＝２であり、第１衝撃係数はＤであり、そして第
２衝撃係数はＥ＝１００−Ｄである。
【００１２】 本発明の前記使用領域、つまり出力が異なるガス放電ランプに対する前置接続
回路のために各ランプに適切な衝撃係数を制御回路に記憶することが可能である
一方、さらに、操作者が例えばガス放電ランプを調光するためにそれを介して衝
撃係数を変更できるという制御回路の入力側を付加的に設けることも可能である
。
【００１３】 本発明のさらなる利点は従属項に説明されている。
【００１４】 図の説明 次に実施例を、添付の図に言及しつつより詳しく説明する。
【００１５】 図１ 本発明による前置接続回路の構造を図式的に表した回路図である。
【００１６】 図２ 従来技術の手段に従って作動される前置接続回路の様々な信号の時間的
経過を図式的に表したものである。
【００１７】 図３ 本発明による前置接続回路もしくは本発明による方法によって作動され
る前置接続回路の種々の信号の時間的経過を図式的に表したものである。
【００１８】 図１は、ユニット１２を備えた本発明による前置接続回路１０を示している。
このユニット１２は入力側が電源電圧ＵＮと接続されており、さらに整流器と、
必要に応じて電源側の電力係数を補正する当業者に周知のフィルタとを有する。
ユニット１２によって供給された直流電圧信号は、コンデンサＣ０を介して安定
させられ、スイッチＴ１とスイッチＴ２を有するブリッジ回路に加えられる。ブ
リッジ中間点は負荷回路１４と接続されており、この負荷回路は第１電極２８と
第２電極３０を含むガス放電ランプ２６を有する。
【００１９】 図１の実施例によれば、スイッチＴ１とＴ２はコンデンサＣ１とＣ２と共に半
ブリッジ回路を形成する。制御回路１６はスイッチＴ１とＴ２に対する制御信号
を線路１８もしくは２０を介して供給する。線路２２を介して制御回路１６にラ
ンプデータを供給することができ、このデータとは例えば現在ランプで変換され
ている電力についておよびランプ電流についてのデータである。このランプ電流
は、線路１８と２０を介してスイッチＴ１とＴ２へ供給される制御信号の形成の
際に考慮することができる。制御回路１６はマイクロコントローラをもつことが
でき、このマイクロコントローラには、線路１８，２０を介してスイッチＴ１と
Ｔ２に供給されている制御信号のコンフィグレーションが例えば最大電力で各ガ
ス放電ランプ２６を作動するために記憶されている。ガス放電ランプの調光が予
定されている場合、任意で線路２４を介して制御回路に次のような入力信号を供
給することができる。すなわち、操作者がスイッチＴ１とＴ２の制御信号に作用
できる入力信号を供給することができる。これは例えば、ガス放電ランプ２６を
調光するために回転ボタン等を操作することによって行われる。制御回路１６か
ら線路１８と２０を介して供給される制御信号を、次に図２と図３に関連づけて
より詳しく説明する。
【００２０】 図２のカーブ経過ＡとＢは、第１スイッチＴ１と第２スイッチＴ２の制御信号
の、従来技術の手段に従った時間的経過を表している。スイッチＴ１はカーブ経
過に従って３０％の衝撃係数で作動される。スイッチＴ２はカーブ経過Ｂに従っ
て７０％の衝撃係数で作動される。カーブ経過ＣとＤはスイッチＴ１もしくはＴ
２を通過する制御信号に属する電流１１と１２の時間的経過を表す。カーブ経過
Ｅは負荷電流ＩＬの時間的経過を表す。スイッチＴ１とスイッチＴ２のオン時間
の長さが異なるため、スイッチＴ１またはＴ２のどちらがオン状態にあるかによ
って、ガス放電ランプ２６の電極２８と３０を介して異なった電流が生じる。こ
のことが、ガス放電ランプ２６の電極２８と３０への熱的負荷を不規則にさせる
。
【００２１】 図３は、本発明による手段に従って前置接続回路を変形した場合の同じ回路パ
ラメータの時間的経過を図２に対応させて示している。両スイッチＴ１とＴ２は
プッシュプルで駆動される。すなわち、無視すべき切り換えプロセスの例外はあ
るにしろ一方のスイッチには制御信号として高レベルの信号が加えられるのに対
して、他方のスイッチは低レベルの制御信号が加えられているか、またはその逆
である。
【００２２】 まず最初にカーブ経過Ａを観察してみる：時点ｔ１とｔ２の間でスイッチＴ１
は衝撃係数７０％で作動され、時点ｔ２で制御回路１６が衝撃係数を３０％に切
り換える。この衝撃係数は時点３まで維持され、それを過ぎると再び７０％の衝
撃係数に切り換えられる。図３のカーブ経過Ｂに関して、スイッチＴ２は相応に
逆の衝撃係数で作動される。つまり、時点ｔ２とｔ３の間で７０％の衝撃係数で
あり、そしてｔ３以後は再び７０％の衝撃係数が続く。カーブ経過Ｃ、Ｄ、およ
びＥはまた電流１１，１２と負荷電流ＩＬの時間的経過を表す。
【００２３】 図３に従った実施例において、２つの衝撃係数間、すなわち衝撃係数７０％と
衝撃係数３０％の間で切り換えられる一方、多数の衝撃係数間での切り換えを実
現することも考え得る。
【００２４】 図３は、所定の衝撃係数の期間を修了した直後の衝撃係数の別の衝撃係数への
切り換えもしくは変更を示している。しかし、次の衝撃係数に切り換える前に所
定の衝撃係数を比較的長い期間維持することも可能である。しかしこれは、ガス
放電ランプ２６の両電極２８と３０に実質的に異なる熱的負荷が生じないという
条件のもとでである。別の衝撃係数に遅くとも切り換えなければならない時点は
しばしば各ガス放電ランプで使用されている電極の物理的特性に左右される。所
定の衝撃係数を一度だけ実行した直後にまだ衝撃係数を別の衝撃係数に切り換え
ないことの利点は、低い周波数用に構成されており、それ故に比較的安価の構成
素子を制御回路１６で使用できるということである。例えば、切り換え時間が比
較的長いと処理すべきデータの量が少なくて済むため、比較的安価のマイクロコ
ントローラを使用することができる。
【００２５】 当業者にとっては当然ながら、本発明は全ブリッジ回路を有する前置接続回路
においても使用することができる。その際、制御装置１６がさらなる２つのスイ
ッチに対して２つのさらなる制御信号を供給するように構成することができる。
【００２６】 説明した回路は、他励のインバータに対してだけではなく、自励のインバータ
に対しても利用することができる。
【００２７】 図１でスイッチの例としてバイポーラトランジスタが選択された。当業者にと
っては当然ながら、例えば電界効果トランジスタなどの別の種類のスイッチも考
慮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による前置接続回路の構造を図式的に表した回路図である。
【図２】 従来技術の手段に従って作動される前置接続回路の様々な信号の時間的経過を
図式的に表したものである。
【図３】 本発明による前置接続回路もしくは本発明による方法によって作動される前置
接続回路の種々の信号の時間的経過を図式的に表したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AB09 AC01 AC02 AC04 BB01 CA01 CA03 CA16 GA01 GA03 GB12 GB14 GB18 GC01 GC04 HA09 HA10 5H007 BB04 CA01 CB05 CB09 DB01

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直流電圧源（Ｃ０）によって供給されるインバータを含む少
    なくとも１つのガス放電ランプ（２６）のための前置接続回路であって、 前記インバータは、前記直流電圧源（Ｃ０）に対して並列に配置され且つ制御
    可能な第１スイッチと第２スイッチ（Ｔ１，Ｔ２）を含むブリッジ回路を有し、 該ブリッジの中間点は負荷回路（１４）と制御回路（１６）に接続されており
    、 該負荷回路は少なくとも１つの前記ガス放電ランプ（２６）を有し、 各ガス放電ランプ（２６）は第１電極と第２電極（２８，３０）を有し、 前記制御回路（１６）を用いて第１スイッチと第２スイッチ（Ｔ、Ｔ２）の衝
    撃係数に作用し、 該衝撃係数は５０％ではない前置接続回路において、 前記制御装置（１６）によって、第１電極と第２電極（２８、３０）に平均し
    て実質的に等しい熱的負荷が加わるように衝撃係数が制御される、 ことを特徴とする前置接続回路。
  2. 【請求項２】 第１スイッチと第２スイッチ（Ｔ２）はプッシュプルで駆動
    される、請求項１記載の前置接続回路。
  3. 【請求項３】 制御回路によって前記両スイッチ（Ｔ１，Ｔ２）の衝撃係数
    が周期的に変更される、請求項１または２記載の前置接続回路。
  4. 【請求項４】 前記制御回路（１６）によって、前記第１スイッチのオン時
    間の合計が前記第２スイッチのオン時間の合計と平均して同じであるように衝撃
    係数が制御される、請求項３記載の前置接続回路。
  5. 【請求項５】 前記制御回路（１６）によって前記第１スイッチと第２スイ
    ッチ（Ｔ１、Ｔ２）がＮ個の異なった衝撃係数で作動され、 Ｎは２より大きいまたはそれに等しく、 異なった衝撃係数間の変更は周期によって制御され、 該周期は、最短の場合次の変更の前に各衝撃係数が正確に１度のみ実行される
    ように定められており、最長の場合は第１電極と第２電極（２８，３０）の熱的
    慣性によって定められている、請求項３または４記載の前置接続回路。
  6. 【請求項６】 前記Ｎは２であり、第１衝撃係数はＤ、および第２衝撃係数
    はＥ＝１００％−Ｄである、請求項５記載の前置接続回路。
  7. 【請求項７】 前記制御回路（１６）は、操作者がそれを介して衝撃係数に
    作用することのできる入力側を有する、請求項１〜６のいずれか１項記載の前置
    接続回路。
  8. 【請求項８】 直流電圧源（Ｃ０）によって供給されるインバータを含む少
    なくとも１つのガス放電ランプ（２６）のための前置接続回路の駆動方法であっ
    て、 前記インバータは、前記直流電圧源（Ｃ０）に対して並列に配置され且つ制御
    可能な第１スイッチと第２スイッチ（Ｔ１，Ｔ２）を含むブリッジ回路を有し、 該ブリッジの中間点は負荷回路（１４）と制御回路（１６）に接続されており
    、 該負荷回路は少なくとも１つの前記ガス放電ランプ（２６）を有し、 各ガス放電ランプ（２６）は第１電極と第２電極（２８，３０）を有し、 前記制御回路（１６）を用いて第１スイッチと第２スイッチ（Ｔ、Ｔ２）の衝
    撃係数に作用し、 該衝撃係数は５０％ではない前置接続回路の作動方法において、 前記制御装置（１６）を用いて、第１電極と第２電極（２８、３０）に平均し
    て実質的に等しい熱的負荷が加わるように衝撃係数を制御する、 ことを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 第１スイッチと第２スイッチ（Ｔ２）をプッシュプルで駆動
    する、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 制御回路を用いて前記両スイッチ（Ｔ１，Ｔ２）の衝撃係
    数を周期的に変更する、請求項８または９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記制御回路（１６）を用いて、前記第１スイッチのオン
    時間の合計が前記第２スイッチのオン時間の合計と平均して同じであるように衝
    撃係数を制御する、請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記制御回路（１６）を用いて前記第１スイッチと第２ス
    イッチ（Ｔ１、Ｔ２）をＮ個の異なった衝撃係数で作動し、 Ｎは２より大きいまたはそれに等しく、 異なった衝撃係数間の変更は周期によって制御し、 該周期は、最短の場合次の変更の前に各衝撃係数が正確に１度のみ実行される
    ように定められており、最長の場合は第１電極と第２電極（２８，３０）の熱的
    慣性によって定められている、請求項１０または１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記Ｎは２であり、第１衝撃係数はＤ、および第２衝撃係
    数はＥ＝１００％−Ｄである、請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記制御装置（１６）は入力側を有し、 該入力側を介して操作者が衝撃係数に作用する、請求項８〜１３のいずれか１
    項記載の方法。
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