JP2003513602A - 電子安定回路 - Google Patents

電子安定回路

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Abstract

(57)【要約】 主幹線電圧信号供給線から放電灯を駆動するための電子安定回路は、上部及び下部信号線を有する安定ブリッジユニットを含む。ストレージキャパシタは、ブリッジユニットに交差して接続される。また、ブリッジユニットは、入力共通端子で直列接続される少なくとも２つのスイッチを有する入力変換器ブリッジを含む。ここで、上部スイッチは安定ブリッジユニットの上部信号線に接続され、下部スイッチは下部信号線に接続される。また、安定ブリッジユニットは、出力共通端子で直列接続される少なくとも２つのスイッチを有する出力変換器ブリッジを含む。安定ブリッジユニットにおける基準電圧信号ブリッジは、共通入力端子と基準電圧共通端子間に第１差分電圧信号、及び共通出力端子と基準電圧共通端子間に第２差分電圧信号を形成するように、基準電圧共通端子で直列接続される少なくとも２つのスイッチを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は電子安定回路に関し、特に、制御可能な周波数を有する信号で高強度
放電（ＨＩＤ）灯を駆動するために使用される安定な回路配置に関する。
【０００２】 ［発明の背景］ 現在でもなお、商業及び消費者利用の目的で、蛍光灯等の放電灯のニーズが増
えている。放電灯は、電力事業社により提供される主幹線電圧供給源により一般
に駆動される。主幹線電圧供給線からの放電灯を駆動するために、灯と供給線と
の間のインタフェースとして機能する安定回路が使用される。
【０００３】 安定化回路の主機能は、適切な電圧及び電流レベルを有する信号で放電灯を駆
動することである。安定化回路の別の重要な機能は、周知の力率調整を実行する
ことである。灯内部に含まれる気体の特性により、特に、放電灯を操作するため
に必要な電圧及び電流レベルが決定される。安定化回路の操作により、雑音信号
が安定化回路に供給している電力供給線に寄与しないことを確保するために、力
率調整は必要である。典型的に、力率調整回路は、安定化回路により提供される
供給電流が電圧供給線の波形と同相であり続けるように、供給電流を制御する。
【０００４】 ＨＩＤ灯の出現により、安定化回路はまた、１ｋＨｚ以下の低周波の電流信号
により放電灯が駆動されることを確保する必要がある。ＨＩＤ灯を高周波で駆動
することは、音声共鳴によりもたらされるアークの不安定さのために通常難しい
。この共鳴は、灯の破損を引き起こしかねない。
【０００５】 図１は、ＨＩＤ灯を駆動するために使用される典型的な安定化回路の回路図を
示している。安定化回路１０の操作は、非常によく理解されており、本明細書で
は詳細を説明しない。安定化回路は、主幹線電源供給線の端子のそれぞれで結合
される上部信号線及び下部信号線を含む。
【０００６】 安定化回路１０は、主幹線供給線により提供される交流電圧を整流するための
フルブリッジダイオード整流器１２の後段にＥＭＩフィルタ３６が配置されてな
る。次いで、整流信号は、安定供給電流を形作るために動作するブースト変換器
１４のような先決条件ステージに供給され、また、力率調整のために主幹線電流
として向けられる。
【０００７】 先決条件ステージの後段には、直流バス電圧Ｖｂｕｓを蓄積するエネルギース
トレージキャパシタが配置される。直流バス電圧Ｖｂｕｓは、主幹線供給線によ
り提供されるピーク電圧レベルよりも典型的に大きい。ブースト変換器１４は、
ストレージキャパシタ２６に接続されるダイオード２４と直列接続され、安定化
回路の上部信号線に沿ってインダクタンスＩＬを有するインダクタ２０を含む。
【０００８】 トランジスタスイッチ２２は、インダクタ２０と安定化回路の下部信号線の間
に接続されている。スイッチ２２のデューティサイクルは、ブースト変換器が異
なる動作モードで動作することができるように制御することができる。
【０００９】 たとえば、ブースト変換器１４は、周知の連続導通モード動作（ＣＣＭ）の下
で動作することができる。この動作モードの間、キャパシタ２６の平均電圧は、
Ｖ２６＝Ｖｉｎ／（１−Ｄ（ｔ））である。ここで、Ｖｉｎは、ブースト変換器
１４に供給される電圧信号であり、Ｄ（ｔ）は、スイッチ２２の可変デューティ
サイクルである。
【００１０】 コントローラ（図示せず）は、主幹線電圧供給波形に同相である電流ＩＬが正
弦波の形状を有するように、スイッチ２２のデューティサイクルを変える。ブー
スと変換器１４の他の制御動作モードは、不連続導通モード動作（ＤＣＭ）、及
び臨界不連続導通モード動作（ＣＤＣＭ）を含んでおり、これらは各種設計の考
慮に基づいて使用される。連続導通モード動作のためには、インダクタ２０の平
均電圧信号は実質的に零である。
【００１１】 ブースト変換器１４の後段には、キャパシタ２６で形成される直流バス電圧信
号により供給されるバック変換器１６が配置される。トランジスタスイッチ２８
は、フィルタキャパシタ３４に接続されるインダクタ３２にキャパシタ２６を接
続する。ダイオード３０は、スイッチ２８と安定化回路の下部信号線の間に接続
されている。バック変換器は、整流子ステージ１８を通して灯を駆動する直流電
流を作る。
【００１２】 整流子ステージ１８は、４つのトランジスタスイッチを含む。これらスイッチ
は、灯３６に提供される電流信号をスイッチして、交換可能に動作する。整流子
は、典型的には１００Ｈｚの範囲の低周波で灯の極性を変換する。
【００１３】 図１に示される安定化回路の不利な点は、高い構成要素数と低い変換効率を許
すことである。ＨＩＤ灯を駆動するための安定化回路の構成要素の部品数を低減
するためのいくつかの試みがなされてきている。あるアプローチでは、灯の電流
を電力供給電圧周波数に同期するものであり、米国特許第5,917,290号“Paralle
l-Storage Series-Drive Electronics Ballast”に記載されている。かかる安定
化回路の不利な点は、電源電圧供給信号の周波数が、たとえば、５０Ｈｚと低い
場合、灯から目に見える光フリッカが生じる可能性がある。
【００１４】 したがって、低い構成要素数を有し、及び生じうる光フリッカを回避するため
に制御可能な周波数を有する電流信号を駆動する有効かつ簡易な安定化回路が求
められる。
【００１５】 ［発明の概要］ 本発明の１実施の形態によれば、電子安定回路は、入力インダクタを介して主
幹線電圧供給線からの安定供給信号を受けるために構成される安定ブリッジユニ
ットを含む。安定ブリッジユニットは、少なくとも２つの要素、たとえば、共通
端子で直列接続されるトランジスタスイッチ又はダイオードを有する入力変換器
ブリッジを備える。ここで、上部のトランジスタスイッチ又はダイオードは安定
ブリッジユニットの上部信号線に接続され、下部のトランジスタスイッチ又はダ
イオードは安定ブリッジユニットの下部信号線に接続される。入力変換器電流波
形が主幹線電圧供給信号波形に追従するように、各トランジスタスイッチの共通
入力端子の平均電圧信号レベルが所定値に設定されて、入力変換器ブリッジユニ
ットのトランジスタスイッチは動作する。
【００１６】 安定ブリッジユニットは、共通出力端子で直列接続される少なくとも２つのト
ランジスタスイッチを有する出力変換器ブリッジをさらに備える。ここで、上部
トランジスタスイッチは安定ブリッジユニットの上部信号線に接続され、下部ト
ランジスタスイッチは安定ブリッジユニットの下部信号線に接続される。放電灯
を駆動するための交流電流が形成されるように、各トランジスタスイッチの共通
出力端子の平均電圧信号レベルが２つの所定値間をシフトして、出力変換器ブリ
ッジのトランジスタスイッチは動作する。
【００１７】 また、安定ブリッジユニットは、基準電圧信号ブリッジを備える。第１実施の
形態での基準電圧信号ブリッジは、基準電圧共通端子で直列接続される少なくと
も２つのトランジスタスイッチを有する。ここで、上部トランジスタスイッチは
安定ブリッジユニットの上部信号線に接続され、下部トランジスタスイッチは安
定ブリッジユニットの下部信号線に接続される。共通入力端子の電圧信号と基準
電圧信号間の第１差分電圧信号、及び共通出力端子の電圧信号と基準電圧信号間
の第２差分電圧信号を形成するように、各トランジスタスイッチの共通端子の平
均電圧信号レベルが所定の基準電圧信号に設定されて、基準電圧信号ブリッジの
トランジスタスイッチは動作する。
【００１８】 更なる実施の形態では、ブリッジユニットの上部信号線と下部信号線の間に接
続され、ストレージキャパシタを互いに形成しているキャパシタの直列接続によ
り形成されるストレージキャパシタ割り算器により基準電圧信号ブリッジが形成
される。
【００１９】 安定ブリッジユニットの共通出力端子は、出力インダクタを介してフィルタキ
ャパシタに接続され、フィルタキャパシタ間に配置される放電灯に駆動信号が提
供される。
【００２０】 動作の間、安定回路の入力電流信号が正弦波かつ主幹線電圧信号と同相となる
いように規制すると共に、及び灯を駆動する電流が主幹線電圧信号の周波数に対
して独立で任意かつ明確な周波数の低周波方形波となるように規制するために、
３つの信号ブリッジの共通端子での平均電圧信号が制御される。
【００２１】 本発明の原理による安定回路の構成は、目に見える光フリッカを引き起こす範
囲を超えて、所定周波数を有する灯駆動電流を発生する構成要素数が少ない簡易
な設計を提供する。
【００２２】 ［発明の実施の形態］ 図２は、本発明の１実施の形態による安定回路１００を例示している。電圧供
給源１０２は、主幹線交流電力により供給される電圧信号を表している。電圧供
給源１０２は、インダクタンスＬ１を有する入力インダクタ１０４に接続されて
いる。入力インダクタ１０４は、安定ブリッジユニット１３２に接続されている
。
【００２３】 安定ブリッジユニット１３２は、共通端子１３４で直列接続される２つの高周
波スイッチ１０６及び１０８を含む入力変換器ブリッジを含んでいる。入力変換
器ブリッジの共通端子１３４は、インダクタ１０４に接続されている。上部スイ
ッチ１０６は、安定ブリッジユニットの上部信号線１１８に接続されており、下
部スイッチ１０８は安定ブリッジユニットの下部信号線１２０に接続されている
。以下に詳細に説明するように、例示されるような本発明の１実施の形態による
入力変換器ブリッジは、ブーストコンバータと同様に機能する。
【００２４】 また、安定ブリッジユニット１３２は、共通端子１３６で直列接続される２つ
の高周波スイッチ１１０及び１１２を含む基準電圧信号ブリッジを含んでいる。
基準電圧信号ブリッジの共通端子１３６は、安定回路の下部信号線に接続されて
いる。上部スイッチ１１０は安定ブリッジユニットの上部信号線１１８に接続さ
れており、下部スイッチ１１２は安定ブリッジユニットの下部信号線１２０に接
続されている。
【００２５】 さらに、安定ブリッジユニット１３２は、共通端子１３８で直列接続されてい
る２つの高周波スイッチ１１６及び１２８を有する出力変換器ブリッジを含んで
いる。出力変換器ブリッジの共通端子１３８は、出力インダクタ１２２に接続さ
れている。上部スイッチ１１６は安定ブリッジユニットの上部信号線１１８に接
続されており、下部スイッチ１２８は安定ブリッジユニットの下部信号線１２０
に接続されている。以下により詳細に説明するように、例示される本発明の１実
施の形態による出力変換器ブリッジは、バックコンバータと同様に機能する。
【００２６】 最後に、安定ブリッジユニット１３２は、安定ブリッジユニットの上部信号線
と下部信号線の間に接続される高電圧ストレージキャパシタ１１４を含んでいる
。
【００２７】 安定回路１００は、インダクタンスＬ２を有する出力インダクタ１２２を通し
て提供される電流により駆動されるように配置され、並列接続されているフィル
タキャパシタ１２４及び灯１２６をさらに含んでいる。
【００２８】 動作の間、インダクタ１０４が入力インダクタ１０４を通して流れている電流
信号を規制して、高周波スイッチ１０６及び１０８は、たとえば１００ｋＨｚの
高い周波数で動作する。同様に、インダクタ１２２が灯１２６を駆動している電
流信号を規制して、スイッチ１１６及び１２８は、高い周波数で動作する。
【００２９】 また、スイッチ１１０及び１１２は、平均基準電圧を所定値で制御するために
、高い周波数で動作する。安定ブリッジユニットにおけるスイッチを切り替える
ために与えられる正しい制御条件が満たされていれば、安定回路１００の構成に
より、灯を駆動している電流信号の周波数を制御することができる。
【００３０】 なお、スイッチ１０６及び１０８、並びにエネルギーストレージキャパシタ１
１４と結合している入力インダクタ１０４は、ブーストコンバータとして主に機
能する入力変換器を形成している。さらに、出力インダクタ１２２及びフィルタ
キャパシタ１２４と結合しているスイッチ１１６、１２８は、バックコンバータ
として主に機能する出力変換器を形成している。
【００３１】 しかし、図１に示した安定回路とは異なり、安定回路１００は、フルブリッジ
（full bridge）整流ステージ及び整流子ステージなしで動作する。このため、
安定回路１００は、図１に例示した従来の安定回路よりも大幅に少ない構成要素
数を有する。
【００３２】 以下、安定回路１００の動作をより詳細に説明する。本発明の１実施の形態に
よれば、安定回路１００の入力変換器及び出力変換器の両者は、連続導通モード
（ＣＣＭ）動作の下で動作する。インダクタ１０４及び１２２における電流信号
は、動作中は連続のままでありゼロにはならない。
【００３３】 エネルギーストレージキャパシタ１１４の電圧レベルは、実質的に一定であり
、直流バス電圧Ｖｂｕｓを形成している。入力変換器ブリッジ、基準電圧信号ブ
リッジ及び出力変換器ブリッジは、ストレージキャパシタ１１４と並列に接続さ
れている３組の高周波スイッチをまとめて備えており、明確なデューティサイク
ルＤをそれぞれ有するパルス幅変調されたＰＷＭ制御信号により動作する。
【００３４】 したがって、スイッチ１０６のデューティサイクルをＤ１とすると、スイッチ
１０８の＜ｖ１＞と符号付けされた平均電圧信号は、Ｄ１×Ｖｂｕｓである。
【００３５】 同様に、スイッチ１１６のデューティサイクルをＤ２とすると、共通出力端子
１３８での＜ｖ２＞と符号付けされた平均電圧信号は、Ｄ２×Ｖｂｕｓである。
【００３６】 最後に、スイッチ１１０のデューティサイクルをＤ３とすると、共通基準電圧
端子１３６での＜ｖ３＞と符号付けされた平均電圧信号は、Ｄ３×Ｖｂｕｓであ
る。
【００３７】 スイッチ１０６、１１０及び１１６は、デューティサイクルＤ１、Ｄ２及びＤ
３のそれぞれについて「オン」になる。これらスイッチが「オフ」になると、下
部スイッチ１０８、１１２、１２８は「オン」になる。平均電圧信号＜ｖ１＞、
＜ｖ２＞及び＜ｖ３＞を制御することにより、安定回路１００は、入力変換器電
流について十分な力率調整を達成し、電力供給電圧信号の周波数に対して独立な
周波数を有する低周波方形波の駆動電流信号を提供する。
【００３８】 特定の例として、スイッチ１１０のデューティサイクルを５０％に設定するこ
とができる。したがって、平均電圧信号レベル＜ｖ３＞は、バス電圧信号Ｖｂｕ ｓ の半分に達する。このため、電圧信号レベル＜ｖ１＞は、インダクタ１０４の
平均電圧が実質的にゼロになるような制御が必要になる。したがって、差分電圧
信号＜ｖ１＞−＜ｖ２＞は、電圧信号源１０２により提供される主幹線電圧信号
レベルと同じになることを必要とする。
【００３９】 なお、インダクタ１０４の微かな変調電圧信号は、主幹線電圧信号源の周波数
と同じ周波数を有するＬ１において、正弦波電流信号を発生するために必要であ
る。この変調電圧信号は、フィードバック制御構成（図示せず）を介して発生す
ることができる。
【００４０】 同様に、出力インダクタ１２２の平均電圧は、実質的にゼロであるので、差分
電圧信号＜ｖ２＞−＜ｖ３＞が、灯電圧にならなければならない。平均電圧＜ｖ
１＞、＜ｖ２＞及び＜ｖ３＞は、電圧レベルＶｂｕｓ（デューティサイクル１０
０％で）よりも大きい筈がないので、キャパシタ１１４の電圧信号Ｖｂｕｓは、
安定回路１００を適切に動作するための十分な電圧を発生するために十分に大き
くなければならない。
【００４１】 この例をさらに説明すると、ピーク電圧が約１７０ボルトの実効値１２０Ｖｒ
ｍｓを有する米国主幹線電圧は、信号源１０２により発生すると考えられる。灯
１２６は、１００ボルトの信号レベルにより駆動され、Ｖｂｕｓは４００ボルト
に設定される。動作の間、スイッチ１１０は、平均電圧＜ｖ３＞が２００ボルト
であるように、５０％のデューティサイクルで動作する。
【００４２】 差分電圧＜ｖ１＞−＜ｖ３＞は、信号源１０２により発生される電圧信号と同
じである。したがって、信号源１０２の正の半サイクルに関して、源信号レベル
が０ボルトから１７０ボルトに行き、０ボルトに戻るとき、電圧信号＜ｖ１＞は
２００ボルトから３７０ボルトピークに行き、２００ボルトに戻る。負の半サイ
クルに関して、源信号レベルが０ボルトから−１７０ボルトに行き、０ボルトに
戻るとき、電圧信号＜ｖ１＞は２００ボルトから３０ボルトピークに行き、２０
０ボルトに戻る。このように、４００ボルトのＶｂｕｓは、要求される電圧を供
給するに十分である。
【００４３】 灯側に関して、差分電圧＜ｖ２＞−＜ｖ３＞が灯電圧である。灯電圧が１００
ボルトから−１００ボルトまで交流するとき、電圧信号＜ｖ２＞は３００ボルト
と１００の間を交流する。上述したが、駆動信号の周波数は、主幹線供給信号の
周波数に対して全く独立である。
【００４４】 本発明の原理によれば、最小のバス電圧Ｖｂｕｓは、要求される最大電圧スウ
ィングを収容するのに十分大きくなければならない。上述した例では、主幹線電
圧は、全体で３４０ボルトピーク−ピークをスウィングする。灯電圧は、全体で
２００ボルトピーク−ピークをスウィングする。
【００４５】 したがって、Ｖｂｕｓの最小電圧は３４０ボルトとなるので、＜ｖ３＞はこの
半分、すなわち１７０ボルトに設定される。実用的な理由のため、いくらかのマ
ージンが好都合にも必要であり、最初の例のＶｂｕｓが４００ボルトであるのが
好ましい。いずれのイベントにおいても、本発明の１実施の形態では、Ｖｂｕｓ は、主幹線電圧のピークの２倍、又は灯電圧の２倍のうちの大きいほうよりも大
きくなければならない。
【００４６】 図３は、本発明の原理による別の実施の形態の安定回路２００を例示する図で
ある。ブリッジユニット２３２は、ブリッジユニットの上部信号線と下部信号線
の間に直列接続されたキャパシタ１１４ａ及び１１４ｂを備える容量性割り算器
を含んでいる。
【００４７】 図２に例示したブリッジユニット１３２とは異なり、ブリッジユニット２３２
は、トランジスタスイッチ１１０及び１１２を有する基準電圧ブリッジを有しな
い。それに替えて、容量性割り算器対１１４ａ及び１１４ｂは、共通端子１３６
で平均電圧信号＜ｖ３＞をバス電圧Ｖｂｕｓの半分に設定するために、受動的に
機能する。なお、図３に例示する本実施の形態による安定回路の構成は、安定回
路１００（図２）よりもスイッチが２つ少なく、そのスイッチの動作に関連した
より少ない損失がもたらされる。
【００４８】 なお、平均基準電圧信号＜ｖ３＞は、図２に例示した構成における電圧信号Ｖ ｂｕｓ の半分に設定される必要がない。たとえば、要求される全体の電圧信号Ｖ ｂｕｓ が主幹線電圧信号のピークと灯電圧の総和となるように、＜ｖ３＞を設定
することも可能である。安定回路１００にとって、必要とされる最小電圧信号Ｖ ｂｕｓ は、３４０ボルトの代わりに２７０ボルトである。
【００４９】 表１は、本発明の各種実施の形態による安定回路を動作するために必要な最小
Ｖｂｕｓ信号レベルを実現するために必要とされる＜ｖ３＞の値を例示している
。最小Ｖｂｕｓ信号レベルを維持するための制御構成は、図２を参照して記載し
た構成よりもより複雑であるが、より低いバス電圧Ｖｂｕｓがより低い割合のキ
ャパシタを要求する。さらに、スイッチ１１０及び１１２のスイッチング損失も
また低減される。
【００５０】 Ｖlamp＞０Ｖlamp＜０ Ｖmains＞０＜ｖ３＞＝０＜ｖ３＞＝|Ｖmains | Ｖmains＜０＜ｖ３＞＝Ｖｂｕｓ−Ｖlamp＜ｖ３＞＝Ｖｂｕｓ 図４は、本発明の別の実施の形態によるさらに別の安定回路３００を例示して
いる。なお、たとえば低電力コンパクトＨＩＤランプ等のある応用では、力率調
整を実行することは必要ではないかもしれない。結果として、図２及び図３に関
連して記載されたトポロジーは、図４に例示されるようにさらに簡略される。
【００５１】 安定回路３００は、共通端子１３４で直列接続されるダイオードブリッジ２０
６及び２０８を含む安定ブリッジユニット３３２を含んでいる。ダイオード２０
６は安定ブリッジユニット３３２の上部信号線に接続され、ダイオード２０８は
安定ブリッジユニット３３２の下部信号線に接続される。インダクタ１２２及び
フィルタキャパシタ１２４と結合されるキャパシタ１１４ａ及び１１４ｂ、並び
に高周波スイッチ１１６，１２８は、図２及び図３に関連して上述された実施の
形態に従って動作するために配置されている。
【００５２】 動作の間、主幹線電力供給電圧のダイオード２０６及び２０８、並びにキャパ
シタ１１４ａ及び１１４ｂへの接続は、電圧逓倍回路を形成している。主幹線電
力供給電圧が正である場合、キャパシタ１１４ａはダイオード２０６を通して充
電される。同様に、主幹線電力供給電圧が負である場合、キャパシタ１１４ｂは
ダイオード２０８を通して充電される。両キャパシタ１１４ａ及び１１４ｂの全
体のバス電圧は増加し、主幹線電力供給電圧のピーク電圧値の２倍と実質的に一
致する。
【００５３】 したがって、米国の実効値１２０Ｖｒｍｓ線では、バス電圧Ｖｂｕｓは３４０
ボルト前後である。図２及び図３に例示した安定回路に関連して記載したように
、スイッチ１１６及び１２８は、高周波のパルス幅変調された配置により動作し
、低周波の方形波電流を灯に送出する。
【００５４】 図５（ａ）から図５（ｄ）は、図２に例示した電子安定回路の動作に関連して
発生された波形を例示している。特に、図５（ａ）は、４００ボルトに設定され
た電圧信号Ｖｂｕｓ、及び主幹線電力供給線により提供された電圧信号を例示し
ている。図示のように、主幹線電圧信号は、正及び負の１７０ボルトの間でスウ
ィングする。灯１２６を駆動する信号の出力周波数は、１２０Ｈｚに設定される
。
【００５５】 図５（ｂ）は、主幹線電圧信号（図５（ａ））と同相である、入力インダクタ
１０４を通して流れる電流信号３０２を例示している。なお、電流信号３０２は
、クロスオーバ歪みが実質的にないことを表している。クロスオーバ歪みは、多
くの力率調整スキームにおいて生じる。
【００５６】 典型的には、入力変換器において、力率調整構成は、主幹線電圧信号供給源か
ら提供される整流された正弦波電圧信号を流すために、入力インダクタ電流を形
成しようとする。主幹線電圧信号がゼロレベルである場合、入力インダクタ電流
信号のスロープは、電流信号における増加又は減少を示し正又は負のいずれかで
ある。
【００５７】 しかし、従来のブーストコンバータにとって、主幹線電圧信号がゼロレベルで
ある場合、ブーストコンバータを通って流れる電流はない。主幹線電圧信号レベ
ルに従って流れる電流は増加し、主幹線電圧信号と同相である。したがって、電
流波形はゼロスロープ位相を維持し、増加するスロープが主幹線電圧信号の位相
に追いつく。ゼロスロープ位相による波形歪みは、クロスオーバ歪みとして知ら
れている。
【００５８】 本発明の原理による安定回路は、上述のようにクロスオーバ歪みを回避する。
たとえば、図２を参照して、ノード１３６に関連するノード１３４で電圧信号レ
ベルを制御することが可能であるので、図７でより明確に例示されるようなクロ
スオーバ歪みを除去するように、インダクタ１０４の電圧ポテンシャルを維持す
ることが可能である。
【００５９】 図５（ｃ）は、インダクタ１２２を通して流れる灯電流信号を例示しており、
図５（ｄ）は、キャパシタ１２４の灯電圧信号を例示している。
【００６０】 図６（ａ）から図６（ｄ）は、図２で例示したような電子安定回路の動作に関
連して発生された波形を例示している。ここでは、駆動信号の周波数は２００Ｈ
ｚに設定されている。
【００６１】 図８（ａ）から図８（ｄ）は、図３で例示したような電子安定回路の動作に関
連して発生された波形を例示している。ここでは、駆動信号の周波数は１２０Ｈ
ｚに設定されている。
【００６２】 最後に、図９（ａ）から図９（ｂ）は、図４で例示したような電子安定回路の
動作に関連して発生された波形を例示している。特に、図９（ａ）は、結合キャ
パシタ１１４ａ及び１１４ｂで形成される電圧信号Ｖｂｕｓ、主幹線電圧信号レ
ベルを例示しており、図９（ｂ）は、出力インダクタ１２２を通して流れる電流
信号を例示している。
【００６３】 本発明の幾つかの特徴を明細書において例示及び記載してきたが、多くの変更
、代替、変形又は等価のものが当業者に生じるであろう。それゆえ、特許請求の
範囲は、本発明の真の精神に収まるそのような全ての変更及び変形をカバーする
ことを意図していることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術の高強度放電灯を駆動するための安定回路の回路図を例示する。
【図２】 本発明の１実施の形態による安定回路の回路図を例示する。
【図３】 本発明の別の実施の形態による安定回路の回路図を例示する。
【図４】 本発明のさらに別の実施の形態による安定回路の回路図である。
【図５】 図５（ａ）から図５（ｄ）は、図２に例示した安定回路で、出力周波数１２０
Ｈｚの場合に発生された信号を表す波形プロットである。
【図６】 図６（ａ）から図６（ｄ）は、図２に例示した安定回路で、出力周波数２００
Ｈｚの場合に発生された信号を表す波形プロットである。
【図７】 本発明の１実施の形態による、クロスオーバひずみがない実験での入力インダ
クタ電流を表す波形プロットである。
【図８】 図８（ａ）から図８（ｄ）は、図３に例示した安定回路で、出力周波数１２０
Ｈｚの場合に発生された信号を表す波形プロットである。
【図９】 図９（ａ）から図９（ｂ）は、図４に例示した安定回路で、出力周波数１２０
Ｈｚの場合に発生された信号を表す波形プロットである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブラニング，ガート オランダ国，5656 アーアー アインドー フェン，プロフ・ホルストラーン ６ Ｆターム(参考） 3K072 AA11 AC01 AC11 BA01 BA03 BB04 BB09 CA03 CA06 CA11 CA16 GB11 GB17 GC04 HA10 HB03 5H006 AA02 CB01 CC03 CC04 DA04 5H730 AA14 AA18 AS11 BB14 BB57 BB86 CC05 DD12 DD16 DD32 EE23 EE37 FG01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主幹線電圧信号供給源から放電灯を駆動するための電子安定
    回路における、上部及び下部信号線を有する安定ブリッジユニットは、 前記ブリッジユニットの上部信号線と下部信号線の間に接続されるストレージ
    キャパシタと、 入力共通端子で直列接続される少なくとも２つのスイッチを有し、入力変換器
    ブリッジの上部スイッチが前記安定ブリッジユニットの前記上部信号線に接続さ
    れ、前記入力変換器ブリッジの下部スイッチが前記安定ブリッジユニットの前記
    下部信号線に接続される入力変換器ブリッジと、 出力共通端子で直列接続される少なくとも２つのスイッチを有し、出力変換器
    ブリッジの上部スイッチが前記安定ブリッジユニットの前記上部信号線に接続さ
    れ、下部スイッチが前記安定ブリッジユニットの前記下部信号線に接続される出
    力変換器ブリッジと、 基準電圧共通端子で直列接続される少なくとも２つのスイッチを有し、前記共
    通入力端子と前記基準電圧共通端子の間に第１差分電圧信号、及び前記共通出力
    端子と前記基準電圧共通端子の間に第２差分電圧信号を形成するように、基準電
    圧信号ブリッジの上部スイッチが前記安定ブリッジユニットの前記上部信号線に
    接続され、前記基準電圧信号ブリッジの下部スイッチが前記安定ブリッジユニッ
    トの前記下部信号線に接続される基準電圧信号ブリッジと、 を備える電子安定回路。
  2. 【請求項２】 主幹線電圧信号供給源から放電灯を駆動するための電子安定
    回路における、上部及び下部信号線を有する安定ブリッジユニットは、 前記ブリッジユニットの上部信号線と下部信号線の間に接続され、基準電圧共
    通端子を形成するストレージキャパシタ、キャパシタ割り算器を互いに形成して
    いるキャパシタの直列接続により形成されるストレージキャパシタ割り算器と、 入力共通端子で直列接続される少なくとも２つのスイッチを有し、入力変換器
    ブリッジの上部スイッチが前記安定ブリッジユニットの前記上部信号線に接続さ
    れ、前記入力変換器ブリッジの下部スイッチが前記安定ブリッジユニットの前記
    下部信号線に接続される入力変換器ブリッジと、 出力共通端子で直列接続される少なくとも２つのスイッチを有し、出力変換器
    ブリッジの上部スイッチが前記安定ブリッジユニットの前記上部信号線に接続さ
    れ、下部スイッチが前記安定ブリッジユニットの前記下部信号線に接続され、前
    記共通入力端子と前記基準電圧共通端子との間に第１差分電圧信号が形成され、
    前記共通出力端子と前記基準電圧共通端子との間に第２差分電圧信号が形成され
    る出力変換器ブリッジと、 を備える電子安定回路
  3. 【請求項３】 主幹線電圧信号供給源から放電灯を駆動するための電子安定
    回路における、上部及び下部信号線を有する安定ブリッジユニットは、 前記ブリッジユニットの上部信号線と下部信号線の間に接続され、基準電圧共
    通端子を形成するストレージキャパシタ、キャパシタ割り算器を互いに形成して
    いるキャパシタの直列接続により形成されるストレージキャパシタ割り算器と、 入力共通端子を有する前記安定ブリッジユニットの上部信号線と下部信号線の
    間に接続される、入力変換器ブリッジとしてのダイオードブリッジと、 出力共通端子で直列接続される少なくとも２つのスイッチを有し、出力変換器
    ブリッジの上部スイッチが前記安定ブリッジユニットの前記上部信号線に接続さ
    れ、下部スイッチが前記安定ブリッジユニットの前記下部信号線に接続され、前
    記共通入力端子と前記基準電圧共通端子との間に第１差分電圧信号が形成され、
    前記共通出力端子と前記基準電圧共通端子との間に第２差分電圧信号が形成され
    る出力変換器ブリッジと、 を備える電子安定回路。
  4. 【請求項４】 前記安定ブリッジユニットの前記スイッチは高周波スイッチ
    ングトランジスタである、請求項１乃至３のいずれか記載の電子安定回路。
  5. 【請求項５】 前記入力変換器ブリッジの前記共通端子は入力インダクタに
    接続され、前記出力変換器ブリッジの前記基準電圧共通端子は出力インダクタに
    接続され、前記基準電圧信号ブリッジの前記共通端子は、主幹線電力供給線の一
    方の端子に接続される、請求項１又は２記載の電子安定回路。
  6. 【請求項６】 前記ブリッジユニットの前記上部信号線に接続される前記出
    力変換器スイッチは、前記放電灯を駆動する電流信号の周波数により定義される
    割合で、第１及び第２デューティサイクルの間でその動作を切り替える、請求項
    １又は２記載の電子安定回路。
  7. 【請求項７】 前記ブリッジユニットの前記上部信号線に接続される対応す
    る前記スイッチユニットが「オン」に切り替った時に、前記ブリッジユニットの
    前記下部信号線に接続される前記スイッチのそれぞれは「オフ」に切り替わり、
    前記ブリッジユニットの前記上部信号線に接続される対応する前記スイッチユニ
    ットが「オフ」に切り替った時に、前記ブリッジユニットの前記下部信号線に接
    続される前記スイッチのそれぞれは「オン」に切り替わる、請求項１乃至３のい
    ずれか記載の電子安定回路。
  8. 【請求項８】 前記ストレージキャパシタの電圧信号レベルは、主幹線電圧
    供給のピーク−ピークスウィングと灯電圧のピーク−ピークスウィングのうちの
    大きい方に実質的に一致する、請求項１乃至３のいずれか記載の電子安定装置。
  9. 【請求項９】 前記ダイオードブリッジの前記入力共通端子は主幹線電圧供
    給源の一方の端子に接続されており、前記出力変換器ブリッジの前記共通端子は
    出力インダクタに接続され、前記基準電圧信号ブリッジの前記共通端子は前記主
    幹線電圧供給源の他方の端子に接続されている、請求項３記載の電子安定装置。
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