JP2003529912A - 高力率電子バラスト - Google Patents
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
高輝度放電ランプ用電子バラストは、ブーストコンバータの機能とバックコンバータの機能とを結合し、ライン電圧整流を負荷整流と結合する。このような構成によって、１個のコントローラのみが必要になり、前記コントローラ用の制御信号を、バスキャパシタと直列の抵抗から取る。このようにして、ランプパワーを、ランプ電流を測定することによる代わりに、バックコンバータ部分への入力バック電流を調整することによって、間接的に制御し、ブーストが不連続モードにおいて働く場合、高力率を達成する。
Description
【０００１】
本発明は、高輝度放電ランプを駆動する電子バラストに関し、特に、このよう
な電子バラストにおける出力パワーを制御することに関する。
な電子バラストにおける出力パワーを制御することに関する。
【０００２】
高輝度放電（ＨＩＤ）ランプを低周波数方形波電流波形で駆動するのが一般的
である。電子バラストを使用し、前記ランプに関する必要な駆動波形を発生し、
ユーティリティラインに関する力率補正を与える。電子バラストの最新技術は、
図１に示す３ステージトポロジである。このトポロジは、力率補正用ブーストコ
ンバータと、ランプパワー／電流を調整するバックコンバータと、調整された直
流電圧を交流方形波形に変換するコミュテータとから成る。このトポロジにおい
て、２つのコントローラが必要である。一方のコントローラを、前記ブーストコ
ンバータにおいて使用し、バス電圧Ｖｂｕｓを調整し、力率補正用の入力電圧正
弦波形が続くライン電圧波形を形成する。他方のコントローラを、前記バックコ
ンバータにおいて使用し、ランプ電流及びパワーを調整する。このトポロジは、
パワーエレクトロニクスの分野における当業者には既知である。その制御変数を
感知することは、前記ライン電圧を整流し、感知されたパラメータを、回路動作
のすべての段階を通じて同じ電位に参照することができるため、簡単かつ素直で
ある。例えば、グランドとスイッチＱ２との間に直列に置かれた簡単な電流感知
抵抗Ｒ１を使用し、前記直流ランプ電流を監視することができる。しかしながら
、このトポロジに関する主な欠点は、その多ステージ縦続性質による、総パーツ
数が多いことと、低い効率である。図１に示すように、既知の３ステージコンバ
ータバラストは、２個のコントローラスイッチ、すなわち、前記ブーストコント
ローラ用のもの及び前記バックコンバータ用のものと、前記高輝度放電ランプの
整流を制御する４個のスイッチＱ１−Ｑ４との、合計６個のスイッチを含む
である。電子バラストを使用し、前記ランプに関する必要な駆動波形を発生し、
ユーティリティラインに関する力率補正を与える。電子バラストの最新技術は、
図１に示す３ステージトポロジである。このトポロジは、力率補正用ブーストコ
ンバータと、ランプパワー／電流を調整するバックコンバータと、調整された直
流電圧を交流方形波形に変換するコミュテータとから成る。このトポロジにおい
て、２つのコントローラが必要である。一方のコントローラを、前記ブーストコ
ンバータにおいて使用し、バス電圧Ｖｂｕｓを調整し、力率補正用の入力電圧正
弦波形が続くライン電圧波形を形成する。他方のコントローラを、前記バックコ
ンバータにおいて使用し、ランプ電流及びパワーを調整する。このトポロジは、
パワーエレクトロニクスの分野における当業者には既知である。その制御変数を
感知することは、前記ライン電圧を整流し、感知されたパラメータを、回路動作
のすべての段階を通じて同じ電位に参照することができるため、簡単かつ素直で
ある。例えば、グランドとスイッチＱ２との間に直列に置かれた簡単な電流感知
抵抗Ｒ１を使用し、前記直流ランプ電流を監視することができる。しかしながら
、このトポロジに関する主な欠点は、その多ステージ縦続性質による、総パーツ
数が多いことと、低い効率である。図１に示すように、既知の３ステージコンバ
ータバラストは、２個のコントローラスイッチ、すなわち、前記ブーストコント
ローラ用のもの及び前記バックコンバータ用のものと、前記高輝度放電ランプの
整流を制御する４個のスイッチＱ１−Ｑ４との、合計６個のスイッチを含む
【０００３】
本発明の目的は、前記総パーツ数を大幅に減少した結合バックブースト機能形
式電子バラストを提供することである。
式電子バラストを提供することである。
【０００４】
本発明の他の目的は、スイッチ数を減少した結合バックブースト機能形式電子
バラストを提供することである。
バラストを提供することである。
【０００５】
本発明の依然として他の目的は、高効率を示す結合バックブースト機能形式電
子バラストを提供することである。
子バラストを提供することである。
【０００６】
これら及び他の目的は、
結合されたブーストコンバータ及びバックコンバータと、簡単な電流感知技術
とを有する高輝度放電ランプを駆動する電子バラストにおいて、該電子バラスト
が、 交流電圧源に接続する第１端子及び第２端子と、 第１インダクタンス、第２インダクタンス、及び、前記交流電圧源の接続用前
記第１端子に接続された高輝度放電ランプに接続する接続点の直列配置と、 前記高輝度放電ランプの接続用の前記接続点と並列に配置された第１キャパシ
タと、 ボディダイオードを伴う第１高周波スイッチ、前記第２インダクタンスと並列
に配置された第１低周波スイッチ、及び、前記高輝度放電ランプの接続用の前記
接続点の第１直列配置と、 ボディダイオードを伴う第２高周波スイッチ、前記第２インダクタンスと並列
に配置された第２低周波スイッチ、前記高輝度放電ランプの接続用の前記接続点
、及び、前記第２高周波スイッチ及び接地された前記第２低周波スイッチ間の接
続点の第２直列配置と、 ２個のダイオードの直列配置であって、前記２個のダイオードの一方のカソー
ドを前記第１高周波スイッチ及び第１低周波スイッチの接続点に接続し、前記２
個のダイオードの他方のアノードを前記第２高周波スイッチ及び第２低周波スイ
ッチの接続点に接続し、前記２個のダイオード間の接続点を前記交流電圧源の接
続用の第２端子に接続した、直列配置と、 前記２個のダイオードの直列配置と並列に配置されたキャパシタ及び電流感知
抵抗の直列配置とを具え、前記感知抵抗を流れる電流を使用し、該電子バラスト
によって発生された出力パワーを間接的に制御する該電子バラストの入力バック
電流を検知することを特徴とする電子バラストにおいて達成される。
とを有する高輝度放電ランプを駆動する電子バラストにおいて、該電子バラスト
が、 交流電圧源に接続する第１端子及び第２端子と、 第１インダクタンス、第２インダクタンス、及び、前記交流電圧源の接続用前
記第１端子に接続された高輝度放電ランプに接続する接続点の直列配置と、 前記高輝度放電ランプの接続用の前記接続点と並列に配置された第１キャパシ
タと、 ボディダイオードを伴う第１高周波スイッチ、前記第２インダクタンスと並列
に配置された第１低周波スイッチ、及び、前記高輝度放電ランプの接続用の前記
接続点の第１直列配置と、 ボディダイオードを伴う第２高周波スイッチ、前記第２インダクタンスと並列
に配置された第２低周波スイッチ、前記高輝度放電ランプの接続用の前記接続点
、及び、前記第２高周波スイッチ及び接地された前記第２低周波スイッチ間の接
続点の第２直列配置と、 ２個のダイオードの直列配置であって、前記２個のダイオードの一方のカソー
ドを前記第１高周波スイッチ及び第１低周波スイッチの接続点に接続し、前記２
個のダイオードの他方のアノードを前記第２高周波スイッチ及び第２低周波スイ
ッチの接続点に接続し、前記２個のダイオード間の接続点を前記交流電圧源の接
続用の第２端子に接続した、直列配置と、 前記２個のダイオードの直列配置と並列に配置されたキャパシタ及び電流感知
抵抗の直列配置とを具え、前記感知抵抗を流れる電流を使用し、該電子バラスト
によって発生された出力パワーを間接的に制御する該電子バラストの入力バック
電流を検知することを特徴とする電子バラストにおいて達成される。
【０００７】
本発明の電子バラストは、ブーストコンバータの機能とバックコンバータの機
能とを結合し、ライン電圧整流を負荷整流と結合する。この回路配置は、２００
ワット未満のパワー必要条件のＨＩＤランプを駆動するのに好適である。前記ブ
ーストコンバータが不連続導通モード（ＤＣＭ）において動作する場合、前記交
流電流波形は、何のフィードバック制御もなく、前記交流電圧波形に自然に続く
。このＤＣＭブースト特性に基づいて、前記回路を、前記ブーストコンバータ及
びバックコンバータが同じ能動スイッチを共有する形態に再配置することができ
る。このような配置は、前記慣例的なアプローチにまさるパーツ総数の減少を提
供するだけでなく、制御における単純化も可能にする。１個のコントローラのみ
が、本発明の電子バラストにおいて必要である。前記コントローラは、前記ラン
プパワーを、前記高周波スイッチのデューティ比を調節することによって調整す
る。しかしながら、前記慣例的な制御哲学を、前記ランプ電流を感知及び制御し
てランプパワーを直接調整するこの回路において使用すると、前記ランプ電流を
感知することは、複雑化し、高価になるかもしれない。
能とを結合し、ライン電圧整流を負荷整流と結合する。この回路配置は、２００
ワット未満のパワー必要条件のＨＩＤランプを駆動するのに好適である。前記ブ
ーストコンバータが不連続導通モード（ＤＣＭ）において動作する場合、前記交
流電流波形は、何のフィードバック制御もなく、前記交流電圧波形に自然に続く
。このＤＣＭブースト特性に基づいて、前記回路を、前記ブーストコンバータ及
びバックコンバータが同じ能動スイッチを共有する形態に再配置することができ
る。このような配置は、前記慣例的なアプローチにまさるパーツ総数の減少を提
供するだけでなく、制御における単純化も可能にする。１個のコントローラのみ
が、本発明の電子バラストにおいて必要である。前記コントローラは、前記ラン
プパワーを、前記高周波スイッチのデューティ比を調節することによって調整す
る。しかしながら、前記慣例的な制御哲学を、前記ランプ電流を感知及び制御し
てランプパワーを直接調整するこの回路において使用すると、前記ランプ電流を
感知することは、複雑化し、高価になるかもしれない。
【０００８】
本発明の背後にある概念は、前記ランプパワーを、慣例的なランプ電流の代わ
りに、前記バックコンバータへの前記入力パワーを調節することによって、間接
的に制御することである。前記バック入力電流を、前記バスキャパシタと直列に
戦略的に配置された電流感知抵抗によって、容易に感知することができる。この
方法は、２つの理由、すなわち、 （１）前記バスキャパシタの両端間の電圧極性が、回路動作全体を通じて固定さ
れている。 （２）前記バスキャパシタを流れるユニークな電流パターンが存在する。 のため、うまくいく。
りに、前記バックコンバータへの前記入力パワーを調節することによって、間接
的に制御することである。前記バック入力電流を、前記バスキャパシタと直列に
戦略的に配置された電流感知抵抗によって、容易に感知することができる。この
方法は、２つの理由、すなわち、 （１）前記バスキャパシタの両端間の電圧極性が、回路動作全体を通じて固定さ
れている。 （２）前記バスキャパシタを流れるユニークな電流パターンが存在する。 のため、うまくいく。
【０００９】
一般的に、前記慣例的なバックブーストコンバータ電源の３ステージトポロジ
におけるように、前記バスキャパシタに出入りする前記ブースト電流及びバック
電流を分離することは、容易ではない。しかしながら、前記バック機能及びブー
スト機能を結合した場合、前記ブースト電流は、前記能動スイッチのオフ時間中
（正の半ライン周期中は前記第２高周波スイッチ、負の半ライン周期中は前記第
１高周波スイッチ）、前記キャパシタに流れ込み、前記バック電流は、前記能動
スイッチのオン時間中、前記キャパシタから流れ出る。したがって、前記バック
コンバータに対する入力電流を、簡単な回路網によって容易にフィルタ処理する
ことができる。この制御方法によって、本発明の電子バラストは、パーツ総数の
減少と、そのパワー段における効率の改善とを提供するだけでなく、１つのコン
トローラの減少により、前記３ステージアプローチに匹敵する簡単な抵抗性電流
感知方法をも有する。
におけるように、前記バスキャパシタに出入りする前記ブースト電流及びバック
電流を分離することは、容易ではない。しかしながら、前記バック機能及びブー
スト機能を結合した場合、前記ブースト電流は、前記能動スイッチのオフ時間中
（正の半ライン周期中は前記第２高周波スイッチ、負の半ライン周期中は前記第
１高周波スイッチ）、前記キャパシタに流れ込み、前記バック電流は、前記能動
スイッチのオン時間中、前記キャパシタから流れ出る。したがって、前記バック
コンバータに対する入力電流を、簡単な回路網によって容易にフィルタ処理する
ことができる。この制御方法によって、本発明の電子バラストは、パーツ総数の
減少と、そのパワー段における効率の改善とを提供するだけでなく、１つのコン
トローラの減少により、前記３ステージアプローチに匹敵する簡単な抵抗性電流
感知方法をも有する。
【００１０】
以後に現れるような意見における上記及び追加の目的及び利点によって、本発
明を、添付した図面の参照と共に説明する。
明を、添付した図面の参照と共に説明する。
【００１１】
図１は、既知の３ステージコンバータ電子バラストの図式的なブロック図を示
す。交流電源電圧１０を、電磁妨害（ＥＭＩ）フィルタ１２に印加し、次に、ダ
イオード整流器ブリッジＤ１−Ｄ４の両端間に印加する。前記ダイオード整流器
ブリッジのからの出力を、インダクタＬ１及び第１コントローラスイッチ１４の
直列配置を含むブーストコンバータ１４に用いる。ブーストコンバータ１４から
の出力を、第１コントローラスイッチ１４の両端間から取り、接地されたキャパ
シタＣ１によってシャントする。キャパシタＣ１の両端間の電圧を、第２コント
ローラスイッチＳ２及びダイオードＤ５の直列配置と、第２コントローラスイッ
チＳ２及びダイオードＤ５間の接続点に接続されたインダクタＬ２とから成るバ
ックコンバータ１６に印加する。インダクタＬ２と、ダイオードＤ５の接地され
た端とは、バックコンバータからの出力を形成し、この出力をキャパシタＣ２に
よってシャントする。バックコンバータ１６からのインダクタＬ２出力を、コミ
ュテータ１８の第１端子に直接適用し、バックコンバータ１６からの接地された
出力を、抵抗Ｒ１を経て、コミュテータ１８の第２端子に適用する。
す。交流電源電圧１０を、電磁妨害（ＥＭＩ）フィルタ１２に印加し、次に、ダ
イオード整流器ブリッジＤ１−Ｄ４の両端間に印加する。前記ダイオード整流器
ブリッジのからの出力を、インダクタＬ１及び第１コントローラスイッチ１４の
直列配置を含むブーストコンバータ１４に用いる。ブーストコンバータ１４から
の出力を、第１コントローラスイッチ１４の両端間から取り、接地されたキャパ
シタＣ１によってシャントする。キャパシタＣ１の両端間の電圧を、第２コント
ローラスイッチＳ２及びダイオードＤ５の直列配置と、第２コントローラスイッ
チＳ２及びダイオードＤ５間の接続点に接続されたインダクタＬ２とから成るバ
ックコンバータ１６に印加する。インダクタＬ２と、ダイオードＤ５の接地され
た端とは、バックコンバータからの出力を形成し、この出力をキャパシタＣ２に
よってシャントする。バックコンバータ１６からのインダクタＬ２出力を、コミ
ュテータ１８の第１端子に直接適用し、バックコンバータ１６からの接地された
出力を、抵抗Ｒ１を経て、コミュテータ１８の第２端子に適用する。
【００１２】
コミュテータ１８は、前記第１及び第２端子に接続された、２個の直列に配置
されたコミュテータスイッチＱ１／Ｑ２及びＱ３／Ｑ４の並列配置を含み、高輝
度放電ランプ２０を、前記直列に配置されたコミュテータスイッチ間に接続する
。
されたコミュテータスイッチＱ１／Ｑ２及びＱ３／Ｑ４の並列配置を含み、高輝
度放電ランプ２０を、前記直列に配置されたコミュテータスイッチ間に接続する
。
【００１３】
この３ステージコンバータ電子バラストにおいて、前記コンバータの出力電流
を、抵抗Ｒ１の両端間で測定し、前記コンバータの出力電圧を、キャパシタＣ２
の両端間で測定する。これらの感知された出力電流及び電圧を使用し、第１及び
第２制御可能スイッチＳ１及びＳ２を制御する。
を、抵抗Ｒ１の両端間で測定し、前記コンバータの出力電圧を、キャパシタＣ２
の両端間で測定する。これらの感知された出力電流及び電圧を使用し、第１及び
第２制御可能スイッチＳ１及びＳ２を制御する。
【００１４】
本発明のバック−ブースト機能型電子バラストを、図２において図式的に示す
。特に、先行技術の３ステージコンバータ電子バラストにおけるように、入力交
流（ライン）電圧源１０は、その出力を、電磁妨害（ＥＭＩ）フィルタ１２に、
第１端子１及び第２端子２を経て印加する。ＥＭＩフィルタ１２の一方の端子を
、第１インダクタＬ３、第２インダクタＬ４及びＨＩＤランプ２０の直列配置に
用いる。ランプ２０を、接続点３、４間に接続する。ＨＩＤランプ２０を、キャ
パシタＣ３によってシャントする。そのボディダイオードＢＤ１と共に第１高周
波スイッチＨＦ１と、第１低周波スイッチＬＦ１との第１直列配置を、第２イン
ダクタＬ４及びＨＩＤランプ２０と並列に配置する。そのボディダイオードＢＤ
２と共に第２高周波スイッチＨＦ２と、第２低周波スイッチＬＦ２との第２直列
配置も、第２インダクタＬ４及びＨＩＤランプ２０と並列に配置し、第２高周波
スイッチＨＦ２及び第２低周波スイッチＬＦ２間の接続点を接地する。２個のダ
イオードＤ６及びＤ７の直列配置は、第１高周波スイッチＨＦ１及び第１低周波
スイッチＬＦ１の接続点を、第２高周波スイッチＨＦ２及び第２低周波スイッチ
ＬＦ２の接続点に接続する。最終的に、キャパシタＣ４及び電流感知抵抗Ｒｓの
直列配置を、２個のダイオードＤ６及びＤ７の直列配置と並列に配置する。
。特に、先行技術の３ステージコンバータ電子バラストにおけるように、入力交
流（ライン）電圧源１０は、その出力を、電磁妨害（ＥＭＩ）フィルタ１２に、
第１端子１及び第２端子２を経て印加する。ＥＭＩフィルタ１２の一方の端子を
、第１インダクタＬ３、第２インダクタＬ４及びＨＩＤランプ２０の直列配置に
用いる。ランプ２０を、接続点３、４間に接続する。ＨＩＤランプ２０を、キャ
パシタＣ３によってシャントする。そのボディダイオードＢＤ１と共に第１高周
波スイッチＨＦ１と、第１低周波スイッチＬＦ１との第１直列配置を、第２イン
ダクタＬ４及びＨＩＤランプ２０と並列に配置する。そのボディダイオードＢＤ
２と共に第２高周波スイッチＨＦ２と、第２低周波スイッチＬＦ２との第２直列
配置も、第２インダクタＬ４及びＨＩＤランプ２０と並列に配置し、第２高周波
スイッチＨＦ２及び第２低周波スイッチＬＦ２間の接続点を接地する。２個のダ
イオードＤ６及びＤ７の直列配置は、第１高周波スイッチＨＦ１及び第１低周波
スイッチＬＦ１の接続点を、第２高周波スイッチＨＦ２及び第２低周波スイッチ
ＬＦ２の接続点に接続する。最終的に、キャパシタＣ４及び電流感知抵抗Ｒｓの
直列配置を、２個のダイオードＤ６及びＤ７の直列配置と並列に配置する。
【００１５】
第１及び第２低周波スイッチＬＦ１及びＬＦ２を、入力交流電圧源１０と同期
させる。前記交流電流が正の場合、第１低周波スイッチＬＦ１を閉にし、第２低
周波スイッチＬＦ２を開にする。第２高周波スイッチＨＦ２は、ブースト機能及
びバック機能双方における活性トランジスタとして動作する。第１高周波スイッ
チＨＦ１のボディダイオードＢＤ１は、ブーストダイオード及びバックダイオー
ドとして働く。第２高周波スイッチＨＦ２が閉の場合、前記コンバータのブース
ト機能は、エネルギーを前記ライン電圧源からブーストインダクタＬ３に伝送す
る。ブーストインダクタＬ３の電流経路を、ライン電圧源１０と、Ｌ３と、第２
高周波スイッチＨＦ２と、ダイオードＤ７との間に制限する。前記コンバータの
バック機能は、エネルギーを、ＨＩＤランプ２０及びバックインダクタＬ４に、
バスキャパシタＣ４から、第２高周波スイッチＨＦ２及び第１低周波スイッチＬ
Ｆ１を経て供給する。前記第２高周波スイッチが開の場合、前記ブースト機能は
、インダクタＬ３に格納されたエネルギーを、バスキャパシタＣ４に、第１高周
波スイッチＨＦ１のボディダイオードＢＤ１を経て供給する。前記バック機能は
、第２高周波スイッチＨＦ２のオフサイクル中にインダクタＬ４に格納されたエ
ネルギーを、第１低周波スイッチＬＦ１及び第１高周波スイッチＨＦ１のボディ
ダイオードＢＤ１を経て供給する。
させる。前記交流電流が正の場合、第１低周波スイッチＬＦ１を閉にし、第２低
周波スイッチＬＦ２を開にする。第２高周波スイッチＨＦ２は、ブースト機能及
びバック機能双方における活性トランジスタとして動作する。第１高周波スイッ
チＨＦ１のボディダイオードＢＤ１は、ブーストダイオード及びバックダイオー
ドとして働く。第２高周波スイッチＨＦ２が閉の場合、前記コンバータのブース
ト機能は、エネルギーを前記ライン電圧源からブーストインダクタＬ３に伝送す
る。ブーストインダクタＬ３の電流経路を、ライン電圧源１０と、Ｌ３と、第２
高周波スイッチＨＦ２と、ダイオードＤ７との間に制限する。前記コンバータの
バック機能は、エネルギーを、ＨＩＤランプ２０及びバックインダクタＬ４に、
バスキャパシタＣ４から、第２高周波スイッチＨＦ２及び第１低周波スイッチＬ
Ｆ１を経て供給する。前記第２高周波スイッチが開の場合、前記ブースト機能は
、インダクタＬ３に格納されたエネルギーを、バスキャパシタＣ４に、第１高周
波スイッチＨＦ１のボディダイオードＢＤ１を経て供給する。前記バック機能は
、第２高周波スイッチＨＦ２のオフサイクル中にインダクタＬ４に格納されたエ
ネルギーを、第１低周波スイッチＬＦ１及び第１高周波スイッチＨＦ１のボディ
ダイオードＢＤ１を経て供給する。
【００１６】
前記入力電圧が負の場合、第１及び第２高周波スイッチＨＦ１及びＨＦ２の役
割を逆にする。第２低周波スイッチＬＦ２を閉にし、第１低周波スイッチＬＦ１
を開にする。前記正の場合と同様に、第１高周波スイッチＨＦ１が閉の場合、バ
スキャパシタＣ４は、エネルギーを、負荷及びバックインダクタＬ４に、前記コ
ンバータのバック機能によって供給する。第２高周波スイッチＨＦ２が開の場合
、ブーストインダクタＬ３は、エネルギーを、バスキャパシタＣ４に、前記コン
バータのブースト機能によって供給する。
割を逆にする。第２低周波スイッチＬＦ２を閉にし、第１低周波スイッチＬＦ１
を開にする。前記正の場合と同様に、第１高周波スイッチＨＦ１が閉の場合、バ
スキャパシタＣ４は、エネルギーを、負荷及びバックインダクタＬ４に、前記コ
ンバータのバック機能によって供給する。第２高周波スイッチＨＦ２が開の場合
、ブーストインダクタＬ３は、エネルギーを、バスキャパシタＣ４に、前記コン
バータのブースト機能によって供給する。
【００１７】
したがって、前記正及び負入力電圧双方の場合において、図２に示すように、
バスキャパシタＣ４の正電流が、前記ブースト機能によって常に提供され、バス
キャパシタＣ４の負電流が、前記バック機能によって常に供給される。
バスキャパシタＣ４の正電流が、前記ブースト機能によって常に提供され、バス
キャパシタＣ４の負電流が、前記バック機能によって常に供給される。
【００１８】
バスキャパシタＣ４の電流波形を、図３Ａ及び３Ｂにおいて示す。特に、図３
Ａは、全体的な電流波形を時間に関して示し、図３Ｂは、図３ＡのＢＢＣ部分を
詳細に示す。これは、前記バック電流及びブースト電流の分離を示す。バスキャ
パシタＣ４を流れる前記バック電流及びブースト電流のこの明らかな分離は、簡
単な抵抗性電流感知技術を使用し、ランプパワー制御に関する入力バック電流情
報を抽出することを可能にする。
Ａは、全体的な電流波形を時間に関して示し、図３Ｂは、図３ＡのＢＢＣ部分を
詳細に示す。これは、前記バック電流及びブースト電流の分離を示す。バスキャ
パシタＣ４を流れる前記バック電流及びブースト電流のこの明らかな分離は、簡
単な抵抗性電流感知技術を使用し、ランプパワー制御に関する入力バック電流情
報を抽出することを可能にする。
【００１９】
図２は、本発明のバック−ブースト機能型電子バラストを制御する回路網の一
例も示す。特に、抵抗Ｒｓの両端間の電圧を、極性反転を有し、半波整流器２４
に接続された差動増幅器２２に印加する。ここで、図３Ｂに示すようなバック電
流のみを示す半波整流器２４からの出力を、乗算器２６の一方の入力部に印加す
る。乗算器２６の他方の入力部は、利得スケーラ２９からの出力信号を受け、こ
の利得スケーラ２９の入力部を、第１高周波スイッチＨＦ１及び第１低周波スイ
ッチＬＦ１間の接続点に接続する。前記バックコンバータ入力パワーを表す乗算
器２６からの出力を、誤差増幅器３０の一方の入力部に供給し、この誤差増幅器
３０は、この出力信号を基準電圧と比較する。誤差増幅器３０からの出力を、パ
ルス幅変調器３２に供給し、変調された信号を、ＨＦ１／ＨＦ２選択論理回路３
４の制御入力部に供給する。交流電圧源１０からの入力ライン電圧を、極性検出
器３６に供給し、この出力は、第１及び第２低周波スイッチＬＦ１及びＬＦ２の
駆動信号を形成する。これらの出力を、ＨＦ１／ＨＦ２選択論理回路３４にも供
給する。この論理回路３４からの出力を、第１及び第２高周波スイッチＨＦ１及
びＨＦ２用の駆動信号として用いる。
例も示す。特に、抵抗Ｒｓの両端間の電圧を、極性反転を有し、半波整流器２４
に接続された差動増幅器２２に印加する。ここで、図３Ｂに示すようなバック電
流のみを示す半波整流器２４からの出力を、乗算器２６の一方の入力部に印加す
る。乗算器２６の他方の入力部は、利得スケーラ２９からの出力信号を受け、こ
の利得スケーラ２９の入力部を、第１高周波スイッチＨＦ１及び第１低周波スイ
ッチＬＦ１間の接続点に接続する。前記バックコンバータ入力パワーを表す乗算
器２６からの出力を、誤差増幅器３０の一方の入力部に供給し、この誤差増幅器
３０は、この出力信号を基準電圧と比較する。誤差増幅器３０からの出力を、パ
ルス幅変調器３２に供給し、変調された信号を、ＨＦ１／ＨＦ２選択論理回路３
４の制御入力部に供給する。交流電圧源１０からの入力ライン電圧を、極性検出
器３６に供給し、この出力は、第１及び第２低周波スイッチＬＦ１及びＬＦ２の
駆動信号を形成する。これらの出力を、ＨＦ１／ＨＦ２選択論理回路３４にも供
給する。この論理回路３４からの出力を、第１及び第２高周波スイッチＨＦ１及
びＨＦ２用の駆動信号として用いる。
【００２０】
図４は、前記交流入力電圧との関係における、第１及び第２低周波スイッチＬ
Ｆ１及びＬＦ２と、第１及び第２高周波スイッチＨＦ１及びＨＦ２とのスイッチ
ングに関するタイミング図を示す。
Ｆ１及びＬＦ２と、第１及び第２高周波スイッチＨＦ１及びＨＦ２とのスイッチ
ングに関するタイミング図を示す。
【００２１】
ここに開示した構成の多数の代替及び変形が、当業者の頭に浮かぶであろう。
しかしながら、上述した実施形態は、単に説明の目的に関するものであり、本発
明の制限として考えるべきではないことを理解すべきである。本発明の精神から
逸脱しないすべてのこれらのような変形は、請求項の範囲内に含まれるとする。
しかしながら、上述した実施形態は、単に説明の目的に関するものであり、本発
明の制限として考えるべきではないことを理解すべきである。本発明の精神から
逸脱しないすべてのこれらのような変形は、請求項の範囲内に含まれるとする。
【図１】 既知の３ステージコンバータ電子バラストの図式的なブロック図であ
る。
る。
【図２】 一例のコントローラを接続された本発明のバック−ブースト機能型電
子バラストの図式的なブロック図である。
子バラストの図式的なブロック図である。
【図３】 Ａ及びＢは、バスキャパシタ電流の波形図である。
【図４】 交流入力電圧との関係における、低周波スイッチ及び高周波スイッチ
のスイッチングを示すタイミング図である。
のスイッチングを示すタイミング図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 エリック ビー シェン
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 AC11 BC01 CA11 CA16
DC07 DD04 DE02 FA02 FA05
GB18 HA10
5H007 AA02 BB03 CB02 CB05 CC07
CC12 DB03 DC02 DC05 EA03
Claims (5)
- 【請求項１】 結合されたブーストコンバータ及びバックコンバータと、簡単な
電流感知技術とを有する高輝度放電ランプを駆動する電子バラストにおいて、該
電子バラストが、 交流電圧源に接続する第１端子及び第２端子と、 第１インダクタンス、第２インダクタンス、及び、前記交流電圧源の接続用前
記第１端子に接続された高輝度放電ランプに接続する接続点の直列配置と、 前記高輝度放電ランプの接続用の前記接続点と並列に配置された第１キャパシ
タと、 ボディダイオードを伴う第１高周波スイッチ、前記第２インダクタンスと並列
に配置された第１低周波スイッチ、及び、前記高輝度放電ランプの接続用の前記
接続点の第１直列配置と、 ボディダイオードを伴う第２高周波スイッチ、前記第２インダクタンスと並列
に配置された第２低周波スイッチ、前記高輝度放電ランプの接続用の前記接続点
、及び、前記第２高周波スイッチ及び接地された前記第２低周波スイッチ間の接
続点の第２直列配置と、 ２個のダイオードの直列配置であって、前記２個のダイオードの一方のカソー
ドを前記第１高周波スイッチ及び第１低周波スイッチの接続点に接続し、前記２
個のダイオードの他方のアノードを前記第２高周波スイッチ及び第２低周波スイ
ッチの接続点に接続し、前記２個のダイオード間の接続点を前記交流電圧源の接
続用の第２端子に接続した、直列配置と、 前記２個のダイオードの直列配置と並列に配置されたキャパシタ及び電流感知
抵抗の直列配置とを具え、前記感知抵抗を流れる電流を使用し、該電子バラスト
によって発生された出力パワーを間接的に制御する該電子バラストの入力バック
電流を検知することを特徴とする電子バラスト。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電子バラストにおいて、該電子バラスとの出力
パワーを、前記第１及び第２高周波スイッチのデューティ比を変化することによ
って制御することを特徴とする電子バラスト。 - 【請求項３】 請求項１に記載の電子バラストにおいて、該電子バラストが、前
記第１及び第２高周波スイッチと前記第１及び第２低周波スイッチとを制御する
コントローラを含むことを特徴とする電子バラスト。 - 【請求項４】 請求項３に記載の電子バラストにおいて、前記コントローラが、 前記交流電圧源を接続する端子の両端間に結合された極性検知器を具え、前記
極性検知器の第１及び第２出力部が、各々、前記第１及第２低周波スイッチの制
御信号を形成することを特徴とする電子バラスト。 - 【請求項５】 請求項４に記載の電子バラストにおいて、前記コントローラが、
さらに、 前記感知抵抗の両端間の電圧を逆測定するように結合された差動増幅器と、 前記差動増幅器の出力部に結合された半波整流器と、 前記半波整流器の出力部に結合された第１入力部を有する乗算器と、 前記第１高周波スイッチ及び第１低周波スイッチ間の接続点に結合され、出力
部を前記乗算器の第２入力部に結合された利得スケーラと、 前記乗算器の出力部に結合された入力部を有し、前記乗算器からの出力を基準
信号と比較する誤差増幅器と、 前記誤差増幅器の出力部に結合された入力部を有するパルス幅変調回路と、 前記第１及び第２高周波スイッチに関する高周波スイッチング信号を発生し、
前記極性検知器の第１及び第２出力部に接続された入力部、及び、前記パルス幅
変調回路の出力部に結合された制御入力部を有する選択論理回路とを具え、前記
高周波スイッチング信号を、前記極性検知器の第１及び第２出力部における信号
を同期させることを特徴とする電子バラスト。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/539,507 US6278245B1 (en) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | Buck-boost function type electronic ballast with bus capacitor current sensing |
| US09/539,507 | 2000-03-30 | ||
| PCT/EP2001/003367 WO2001076324A1 (en) | 2000-03-30 | 2001-03-22 | High power factor electronic ballast |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003529912A true JP2003529912A (ja) | 2003-10-07 |
Family
ID=24151512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
| US (1) | US6278245B1 (ja) |
| EP (1) | EP1273210A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003529912A (ja) |
| CN (1) | CN1381158A (ja) |
| WO (1) | WO2001076324A1 (ja) |
Cited By (1)
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- 2000-03-30 US US09/539,507 patent/US6278245B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-03-22 CN CN01801461A patent/CN1381158A/zh active Pending
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- 2001-03-22 WO PCT/EP2001/003367 patent/WO2001076324A1/en not_active Application Discontinuation
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