JP2005108847A - Ｈｉｄランプの簡略化トポロジ - Google Patents

Ｈｉｄランプの簡略化トポロジ Download PDF

Info

Publication number
JP2005108847A
JP2005108847A JP2004288897A JP2004288897A JP2005108847A JP 2005108847 A JP2005108847 A JP 2005108847A JP 2004288897 A JP2004288897 A JP 2004288897A JP 2004288897 A JP2004288897 A JP 2004288897A JP 2005108847 A JP2005108847 A JP 2005108847A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transformer
power
output
switch
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004288897A
Other languages
English (en)
Inventor
Cesare Bocchiola
ボッキオラ チェザレ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies Americas Corp
Original Assignee
Infineon Technologies Americas Corp
International Rectifier Corp USA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies Americas Corp, International Rectifier Corp USA filed Critical Infineon Technologies Americas Corp
Publication of JP2005108847A publication Critical patent/JP2005108847A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/2885—Static converters especially adapted therefor; Control thereof
    • H05B41/2887—Static converters especially adapted therefor; Control thereof characterised by a controllable bridge in the final stage
    • H05B41/2888—Static converters especially adapted therefor; Control thereof characterised by a controllable bridge in the final stage the bridge being commutated at low frequency, e.g. 1kHz
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/2885—Static converters especially adapted therefor; Control thereof
    • H05B41/2886—Static converters especially adapted therefor; Control thereof comprising a controllable preconditioner, e.g. a booster
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

【課題】 ＨＩＤランプ安定器において、低周波変調を提供し、インバータ部に定電力を提供する。
【解決手段】 ＨＩＤ安定器１０は、力率の補正を可能にし、同時に定出力電力を供給してインバータを駆動させてＨＩＤランプに定周波変調電力を供給する、簡略化されたトポロジを有するフライバック電力コンバータを含む。電力コンバータ内の変圧器ＴＸ１には直列にスイッチＤ２〜Ｄ５を結合してあり、変圧器ＴＸ１を通る電流を制御して定出力電力を提供する。スイッチＤ２〜Ｄ５のオフ時間は、安定器回路の力率の制御に寄与する。変圧器ＴＸ１は臨界伝導モードで作動させられ、変圧器中のゼロ電流の指示を使用してスイッチの制御を決定する。フライバック電力コンバータの出力は、変圧器ＴＸ１に結合されたスイッチＤ２〜Ｄ５に適用されるスイッチングインターバルに基づいて定電力出力を得るためのフィードバック信号を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＨＩＤランプの安定器に関する。
さらに詳述すると、本発明は、ＨＩＤランプをする安定器(ballast)の簡略化されたトポロジ(simplified topology)に関する。
高輝度放電（ＨＩＤ:High Intensity Discharge）ランプは、１ワット当たりで生成されるルーメンから見た光効率が優れていることと、各種の電力範囲のランプが提供されていることから、商業市場に非常に好ましい。ＨＩＤランプ技術が発展するのに従い、製造者と安定器の設計者は、頑強性があり単純なＨＩＤ点灯システムを提供する際の信頼性と効率に着目するようになっている。例えば、ランプの製造者は、一般に、できる限り信頼性を高めるために、ＨＩＤランプがＡＣモード、低周波数、定電力で駆動されることを提案する。
３５〜１５０Ｗの電力範囲を有するＨＩＤランプは、１００ボルト未満を使用して点火(ignition)され、点火に続いて行われる動作領域(operating region)で電圧が数十ボルト(a few tens of volts)まで下がり、電流が数アンペアまで低下する可能性がある。この動作領域では、定電力出力(constant power output)を維持することが望ましい。
ＨＩＤランプが点火(ignite)される時には、主電源と直列に高電圧（ＨＶ:high voltage）ジェネレータが配置され、最初(primarily)に点火(ignition)が行われる箇所の近くで、コールドストライク点火(cold strike ignition)の場合は数キロボルト、あるいはホットストライク点火(hot strike ignition)の場合は数十キロボルトが得られる。このＨＶジェネレータはかなりよく知られており、現在いくつかの種類を従来の設計で入手することができる。
ランプ製造者(lamp manufacturer)は、ＤＣ信号を使用した場合ランプのカソード端子およびアノード端子の消耗(consumption)あるいは寿命(lifetime)が異なるので、点火の前および後にランプがＡＣ信号で駆動されることを勧める。ランプ部品(lamp component)の劣化(degradation)、あるいは最終的(eventual)なランプの完全な故障(failure)を回避するために、点火時におけるランプアーク(lamp arc)の機械的な不安定性を考慮して約５０Ｈｚ〜約５００Ｈｚの低周波ＡＣ信号が推薦されている。
ランプ製造者が推薦する実際面での制約に加えて、国際的な規制(international regulation)では、ＨＩＤランプに接続されたコンバータによってもたらされる高調波電流(harmonic current)を制限することを要求している。したがって、ＨＩＤランプの動作に関する実際面での考慮事項と国際的な規制の両方を満たすために、ランプの安定器(ballast)またはコンバータ(converter)によってもたらされる高調波電流の制限と併せて、低周波のＡＣ信号が使用されなければならない。
ランプの動作(lamp operation)と電力コンバータ(power converter)の規制(regulation)にとって重要な今ひとつの要素は、公衆の電力システムに接続された安定器またはコンバータによって得られる力率(power factor)である。主電力線(main power line)から見て負荷が可能な限り純粋に抵抗性に見えるように、ランプの安定器あるいはコンバータは、可能な限り１に近い力率など高い力率を示すことが望ましい。力率補正回路(power factor correction circuitry)は、主電力線から、正弦波の電圧源と同相(in phase)の正弦波電流を取り込んで高い力率を得る。力率を補正するための単純で低価格の技術が非常に望まれている。
ＨＩＤランプの寿命(longevity)に寄与する別の重要な要素は、通常の作動状態中(during normal running condition)にランプへの電力供給を調整(regulate)することである。したがって、通常動作中(during normal operation)にランプに定電力(constant power)を提供して均一なランプ出力(even light output)を維持し、ランプの寿命を延ばすことが望ましい。
上記の実際的な理由から、ランプのために低周波数のＡＣ変調(AC modulation)を得る事に加えて、上記の制約が望まれる。
本発明によれば、低周波変調(low frequency modulation)を提供し、インバータ部(inverter section)に定電力を提供し、入力主電源から正弦波電流を取り込むようにした、ＨＩＤランプを駆動する安定器が提供される。電力コンバータ(power converter)は、インバータに供給する入力電力(input power)を変換するために使用される変圧器内の状態(condition)を検出する。電力コンバータのコントローラは、インバータの出力電圧も検知(sense)して、負荷に定電力が送られるようにする。インバータの電圧出力を検知することにより、コントローラがランプの点火(lamp ignition)に対処(react)することも可能である。インバータ出力の電圧を検知するために、ランプで定電力を維持するために必要とされるすべてのフィードバックを提供する。
この簡略化されたＨＩＤ安定器を駆動するために使用される各種の規則(rule)は、インバータの電圧出力の検知に基づいて設定される。この規則の１つには、変圧器に結合されたスイッチが、変圧器に供給される電力を切り替えて定電力出力を得るためのオン時間(on time)、が含まれる。スイッチの切り替えは、入力電源から正弦波の入力電流を取り込むことにより高い力率を得ることに従っても行われる。別の規則は、出力電圧がある範囲にわたって変動している間に、一定のランプ電力を提供することである。これらの各規則は一体となって、マイクロコントローラを利用するなどして容易に実施することができる頑強性のあるＨＩＤ安定器コントロールを提供し、同時に、各種のＨＩＤランプとともに使用される柔軟性のある設計を提供する。
本発明の一実施形態によれば、安定化電力コンバータ(ballast power conberter)は、可変スイッチング周波数(variable switching frequency)により臨界モード(critical mode)で駆動される。この可変スイッチング周波数は、インバータに入力電力を伝達する際に、変圧器内の電流に依存する。電力の伝達(power transfer)を制御するために変圧器に結合されたスイッチは、変圧器の磁化電流(magnetizing current)がゼロになるのに基づいて作動される。
ＨＩＤランプは、発振器あるいはタイマＩＣに結合された高電圧ドライバにより、半ブリッジのインバータ構成(half bridge inverter configuration)で駆動される。ランプ負荷の両端子間に設けられた(split across the lamp load)２つのキャパシタを使用することにより、半ブリッジトポロジ(half bridge topology)の使用が可能になる。その結果として、全ブリッジのスイッチング構成(full bridge switching configuration)が回避(avoid)され、解決策全体(overall solution)のコストが低減される。ランプ接続(lamp connection)のいずれの側(on either side of the lamp connection)の電圧についてもキャパシタにより平衡(balance)させることが理想的であるが、実際には多少の変動が生じやすい。電力コンバータ、およびキャパシタの１つから、フィードバック信号を取り込むことにより高電圧ドライバＩＣが動作し、そのことにより、半ブリッジを駆動して２つのキャパシタ間で電圧を平衡させることができる。
本発明のこの他の特徴および利点は、添付図面を参照する以下の本発明の説明から明らかになろう。
図１は、ＨＩＤのための電子式安定化制御回路(electronic ballast control)１０を示す。回路１０は、ダイオードＤ２〜Ｄ５からなるダイオードブリッジから全波整流信号(full wave rectified signal)を受け取る変圧器ＴＸ１を含む。既知の結果によると、臨界伝導モード(critical conduction mode)でフライバックコンバータ(flyback converter)が使用される場合、そのようなコンバータの出力は、主開閉器(main switch)が一定のオン間隔と可変のオフ間隔で駆動される場合は定電力を提供し、一方で定入力電圧を受け取る。こうした条件で、フライバックコンバータの出力電圧および出力電流は、定電力の法則(constant power law)に従う。
しかし、フライバックコンバータによって受け取られる電圧が一定でなく、回路１０中のダイオードＤ２〜Ｄ５からなるダイオードブリッジによって出力されるような全波整流信号である場合は、異なる制御手法がとられる。電力コンバータによって定電力が出力されるべきであり、同時に低い全高調波ひずみ率（ＴＨＤ:total harmonic distortion）で１に近い力率(unity power factor)を得ようとする場合には、特に、修正された制御手法が示唆される。入力電力が完全に正弦波で、入力電圧と同相である時に、例えば力率１に近い力率などの高い力率が達成される。こうした条件下で、回路の負荷は、入力電源または入力電力線にとって完全に抵抗性に見える。
本発明の一実施形態によれば、回路１０の変圧器ＴＸ１は、臨界伝導モードで切り替えられる。スイッチＭ１はＭＯＳＦＥＴとして図示されているが、ＩＧＢＴおよび他の双極スイッチを含む任意タイプの適当なスイッチが使用されてよいことは明らかであろう。コントローラ１２は、変圧器ＴＸ１の補助巻線(auxiliary winding)Ｌ１に接続されて、変圧器ＴＸ１の減磁の発生、または変圧器中の電流のゼロ交差の発生を判定する。コントローラ１２は、電力コンバータの出力電圧Ｖｏにも接続されて、定電力を得るための電力コンバータの制御に寄与する。
ブリッジ整流器(bridge rectifier)に供給される電圧Ｖ１は、通例は１１０ボルトまたは２３０ボルトの正弦波の入力主電圧であり、したがって、変圧器ＴＸ１は、全波整流信号を受け取る。キャパシタＣ１およびＣ２は、ダイオードＤ１と連携してフィルタリング機能を提供し、電圧Ｖｏが、スイッチＭ２およびＭ３からなるインバータに供給されるＤＣ電圧となる。図では、ＨＩＤランプは、ランプと直列な抵抗Ｒ２およびイグナイタ１４として概略的に示されている。
コントローラ１２は、補助巻線Ｌ１を通じて変圧器ＴＸ１の減磁(demagnetization)を検出する。補助巻線Ｌ１によって提供される信号は、スイッチＭ１のオフ期間が発生する点をコントローラ１２に知らせる役割も果たす。電圧Ｖｏは、電力コンバータによって提供される電力についての情報を供給して、スイッチＭ１がオンになる点を判定する。
図２を参照すると、スイッチＭ１のオン時間は出力電圧の変化とともに変化する。したがって、従来のフライバック電力コンバータの設計と異なり、スイッチＭ１のスイッチオン時間は、出力電圧が変化するのに従って変化して定電力を達成する。図２のグラフに示されるスイッチＭ１のオン時間と出力電圧Ｖｏとの関係は、変圧器ＴＸ１で固定されたＤＣ入力ではなく全波整流電圧入力を受け取るための適切な補償を得る。コントローラ１２は、図２のグラフに示されるように、定電力出力で電力コンバータを作動させるための規則でスイッチＭ１を動作させることができる。
図３を参照すると、主電源線から電力コンバータによって取り込まれる入力電流は、概して(on average)正弦波であって入力電圧と同相であり、それにより高い力率を達成する。入力電流の正弦波の形状は、正弦波の入力電圧と完全には一致しない可能性があるが、結果的にはなお、簡略化された電力コンバータ設計のために低ＴＨＤの非常に優れた力率が得られる。
図２および図３に例示された実施形態においてランプ電力は約７０Ｗに設定され、入力電圧は約２３０ＶＲＭＳである。ただし、この例示的実施形態は、本発明による電力コンバータによって容易に実現されることができる多数の一般的な事例の１つのみを表すことは明白である。
図４には、ランプへの電力出力を出力電圧の関数として表すグラフを示してある。図４のグラフから分かるように、電力は、出力電圧Ｖｏを通じて一定であり、この例示的な回路動作の目的で７０Ｗに維持される。
ここで一旦図１を参照すると、スイッチＭ２およびＭ３を含むインバータは、抵抗Ｒ２で表されるランプに低周波変調(low frequency modulation)を提供する。スイッチＭ２およびＭ３は、半ブリッジスイッチ構成(half bridge switching arrangement)で配置され、ランプの両端の最大ピーク電圧は、Ｖｏ／２に制限される。
抵抗Ｒ２で表されるランプを点火させるのに使用される電圧が、変圧器ＴＸ１の巻数比を変えることによってカスタマイズされ、点火前に必要な電圧を達成することができる。あるいは、スイッチＭ１のオン時間を表す時間間隔Ｔｏｎが変更されて、ランプ点火に適したコンバータの出力における電圧を生成することができ、この電圧は通例約１００ボルトである。ランプの点火後、コントローラ１２は、出力電圧Ｖｏを検知し、図２のグラフに示される規則に従うように適宜スイッチＭ１のオン時間Ｔｏｎを変更する。この単純なフィードバック構成は、この簡略化されたトポロジでＨＩＤランプを完全に動作させるのに必要とされるすべての機能を得る。例えば、点火されたランプがさらに電流を吸収し始めると、スイッチＭ１のオン時間Ｔｏｎが一定である時には出力電圧Ｖｏの低下が見られる。コントローラ１２は、出力電圧Ｖｏの低下を検知し、その低下に従ってスイッチＭ１のオン時間Ｔｏｎを増大してランプへの定電力を維持する。
図２〜図４に示された制御に関連する規則(rule)は、マイクロコントローラメモリまたは他のプログラム可能デバイスに容易に格納して、低価格であるが頑強性のある点灯制御システムを実現するためのＨＩＤ安定器トポロジとともに単純で低価格の解決法を提供することができる。コントローラ１２の別の例示的実施形態は、スイッチＭ１を作動させるために使用されるマイクロコントローラまたはアナログＰＷＭ回路を駆動させるために使用されるＲＯＭあるいは一度限りプログラム可能なメモリである。
図５は、点灯安定化回路(lighting ballast circuit)５０のより完全な回路ブロック図を示す。回路５０は、線入力電圧源から全波整流入力電圧パルス列を提供する、ダイオードＤ１〜Ｄ４からなる全ブリッジ整流器を含む。全ブリッジ整流器の出力は、通例はおよそ８５〜２６５ＶＲＭＳであり、入力主線で供給される電圧に依存する。電力コンバータは、スイッチＭ１、変圧器ＴＸ１、およびダイオードＤ５を含み、このコンバータは、可変のスイッチング周波数を通じて臨界伝導モードで駆動される。ダイオードＤ５を通じた変圧器ＴＸ１の電力出力は、ランプおよびイグナイタ５４に電力を供給するスイッチＭ２およびＭ３からなるインバータに供給される出力電力である。変圧器ＴＸ１は、変圧器ＴＸ１中の電力の磁化電流を検知するためにコントローラ５２に接続される補助巻線Ｌ１を有する。変圧器ＴＸ１中の磁化電流(magnetizing current)がゼロになると、それはスイッチＭ１のスイッチングインターバル(switching interval)が開始することを意味する。スイッチングインターバルは、コントローラ５２によって決定されるスイッチオン期間Ｔｏｎとともに開始する。コントローラ５２は、例えば図２のグラフに示される関係に従ってスイッチＭ１のスイッチオン時間の調整(switch on time modulation)を提供する。スイッチオン時間ＴｏｎについてのスイッチＭ１の調整(modulation)は、電力コンバータの出力電圧フィードバックＶｏとともに得られる。フィードバック信号Ｖｏは、コントローラ５２によって受け取られるのに十分になるように特定の方式で条件付けることができる。例えば、回路５０では、抵抗分圧器Ｒ５およびＲ６が出力電圧Ｖｏに基づいてコントローラ５２に適切な電圧を提供する。キャパシタＣ３の使用により、出力電圧Ｖｏによって提供される信号を濾波する。
時間の経過とともに出力電圧Ｖｏが変化すると、スイッチＭ１のオン時間Ｔｏｎも変化する。例えば、出力電圧Ｖｏが低下し始めると、スイッチＭ１のオンタイム時間Ｔｏｎが増大されて、変圧器ＴＸ１に追加的なエネルギーを供給して出力電圧Ｖｏを増す。出力電圧Ｖｏが増大した結果必要な量を上回った場合は、スイッチＭ１のオン時間Ｔｏｎが短縮されて、変圧器ＴＸ１で伝達されるエネルギーの量をそれに応じて減らす。
回路５０に図示される電力コンバータはキャパシタＣ１およびＣ２を含み、これらのキャパシタは、ランプ５４の端子５６の両端で平衡のとれた電圧値を提供する分周器構成を表す。キャパシタＣ１およびＣ２をこの形で構成することにより、ランプ５４が、スイッチＭ２およびＭ３からなる半ブリッジで駆動されることができ、この安定器回路の解決法を提供するために用いられるスイッチの数を減らすことができる。スイッチＭ２およびＭ３は、半ブリッジ構成で動作してランプ５４を低周波数で駆動してランプ５４の寿命を延ばし、同時に光出力の制限に貢献する。スイッチＭ２およびＭ３からなる切り替え半ブリッジは通常、一般的な構成でランプの製造者によって提案されるように約２００〜５００Ｈｚの範囲の周波数で動作する。ランプ５４を駆動させるのに使用される周波数が低いため、通例はＩＣ回路から構成される共振フィルタがランプ５４を作動するために必要とされない。
タイマＩＣ５８は、スイッチＭ２およびＭ３による低周波変調のための切り替え信号を提供する。切り替え信号は、高電圧ＩＣドライバ５７に送られ、ドライバ５７は、ハイサイドスイッチＭ２とローサイドスイッチＭ３をそれぞれ作動させる。ドライバ５７は通例、スイッチＭ２に供給される駆動電圧を適切な電圧基準にシフトするレベルシフト回路を含み、またスイッチＭ３に切り替え信号を提供する。ドライバ５７は、例えば自動的なデッドタイムの挿入、障害検出、および温度過昇の検出などいくつかの機能を含むことができる。ドライバ５７はレベルシフト回路を含んでいるので、スイッチＭ２を駆動するための追加的な絶縁変圧器(isolation transformer)は不要である。
図６には、本発明を適用した安定化点灯システム(ballast lighting system)の別の実施形態を、回路６０として図示してある。回路６０において、キャパシタＣ１およびＣ２は、一般に現実世界の応用例で発生する電圧の不整合の変動(voltage mismatch variation)を有する実際的なキャパシタを現す。キャパシタＣ１とＣ２の平衡のとれた電圧(balanced voltage)は、タイマＩＣ６８の機能を利用することにより得られる。出力電圧ＶｏがタイマＩＣ６８に提供され、キャパシタＣ１とＣ２の組み合わせで生じる全電圧(total voltage)を測定する。キャパシタＣ２からのフィードバックもタイマＩＣ６８に提供される。タイマＩＣ６８は、ドライバ５７に切り替え信号を提供するように動作し、それによりスイッチＭ２およびＭ３が低周波変調(low frequency modulation)で作動させられてランプ５４を駆動する。半ブリッジ構成におけるスイッチＭ２およびＭ３の低周波オン時間を変更することにより、キャパシタＣ２の電圧が電圧Ｖｏの２分の１になるように、出力電圧Ｖｏを変更することができる。これと同じ電圧がキャパシタＣ１にある。キャパシタＣ１とＣ２の電圧の平衡がとれていることにより安定器の性能が向上し、より良好なシステム全体の効率が得られる。
なお、これまで特定の実施形態との関連で本発明を説明してきたが、当業者には、多くの他の実施形態および他の使用例が明らかであろう。すなわち、本発明は本実施形態の開示によって制限されず、特許請求の範囲に基づくものである。
本発明を適用した簡略化されたトポロジを有するＨＩＤ安定器を示す回路図である。 本発明を適用したスイッチ変圧器におけるスイッチオン時間ｖｓ出力電圧を示す線図である。 本発明を適用した回路の力率を改善するために取り込まれる正弦波入力電流を示す線図である。 本発明を適用した定出力電力ｖｓ出力電圧を示す線図である。 本発明を適用した電子式安定化制御回路を示すブロック図である。 本発明の別の実施形態による電子式安定化制御回路を示すブロック図である。
符号の説明
１２ コントローラ
１４ イグナイタ
５２ コントローラ
５４ ランプ＋イグナイタ
５７ ＩＣドライバ
５８ タイマＩＣ
６８ タイマＩＣ

Claims (19)

  1. 入力から出力に電気エネルギーを伝達するエネルギー伝達デバイスと、
    前記エネルギー伝達デバイスの入力側に結合されており、前記エネルギー伝達デバイスの前記入力側を介して電流が流れるのを許可または阻止するスイッチと、
    前記エネルギー伝達デバイスに結合されており、前記エネルギー伝達デバイスがゼロ電流で動作している時を判定するインジケータと、
    前記スイッチおよび前記インジケータに結合されており、前記インジケータからの出力値に基づいて前記スイッチの切り替えを許可するコントローラと、
    を具備したことを特徴とするＨＩＤランプ安定化電力変換回路。
  2. 前記エネルギー伝達デバイスは変圧器である、ことを特徴とする請求項１に記載の変換回路。
  3. 前記インジケータは前記変圧器の補助巻線である、ことを特徴とする請求項２に記載の変換回路。
  4. 前記コントローラに結合されている前記エネルギー伝達デバイスの出力に関連した電圧信号であって、前記スイッチの制御に寄与する電圧信号をさらに用いる、ことを特徴とする請求項１に記載の変換回路。
  5. 前記コントローラは、前記スイッチを切り替えて前記エネルギー伝達デバイスを臨界伝導モードで作動させる、ことが可能であることを特徴とする請求項１に記載の変換回路。
  6. 前記コントローラは、前記エネルギー伝達デバイスからの出力フィードバック信号に基づいて前記エネルギー伝達デバイスから定電力出力が得られるように、前記スイッチを切り替えて前記エネルギー伝達デバイスを作動さる、ことを特徴とする請求項１に記載の変換回路。
  7. 前記コントローラは、前記スイッチのオン時間を変更することにより、前記エネルギー伝達デバイスからの出力電圧に基づいて前記エネルギー伝達デバイスから定電力出力が得られるように動作する、ことを特徴とする請求項４に記載の変換回路。
  8. 前記コントローラは、可変オフ時間に従って前記スイッチを切り替えることにより、力率の補正制御を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の変換回路。
  9. 入力電気信号を出力電気信号に変換する変圧器と、
    前記変圧器の磁化状態を知らせる、前記変圧器中の補助巻線と、
    前記変圧器の入力側に結合されており、前記変圧器の入力を介して流れる電流を制御するスイッチと、
    前記変圧器の出力に結合されており、出力フィードバック信号を提供する電圧フィードバック手段と、
    前記補助巻線、前記スイッチ、および前記電圧フィードバック手段に結合されており、前記補助巻線から得られる値および前記出力フィードバック信号に基づいて前記スイッチを切り替えることにより、前記変圧器の出力電圧および力率を調整するコントローラと、
    を具備したことを特徴とするフライバック電力コンバータ。
  10. 前記コントローラは、前記入力電気信号として全波整流信号を入力することに基づく規則に従って動作する、ことを特徴とする請求項９に記載の電力コンバータ。
  11. 前記コントローラは、前記スイッチを切り替えることにより前記変圧器から定電力出力を得る、ことを特徴とする請求項９に記載の電力コンバータ。
  12. 前記コントローラは、前記スイッチのオン時間を変更することにより前記変圧器から定電力出力を得る、ことを特徴とする請求項９に記載の電力コンバータ。
  13. 前記コントローラは、可変オフ時間で前記スイッチを切り替えることにより、前記力率の補正を行う、ことを特徴とする請求項９に記載の電力コンバータ。
  14. 低周波変調信号を供給することにより、ＨＩＤランプに電力を供給する電力インバータと、
    前記ＨＩＤランプに供給される電圧の平衡をとるために、前記インバータ中で直列に接続された一対のキャパシタと、
    請求項４に記載の電力コンバータであって、前記電力インバータが前記エネルギー伝達デバイスの出力に結合されている電力コンバータと、
    を具備したことを特徴とするＨＩＤランプ安定器。
  15. 低周波変調信号を供給することにより、ＨＩＤランプに電力を供給するインバータと、
    前記ＨＩＤランプに供給される電圧の平衡をとるために、前記インバータ中で直列に接続された一対のキャパシタと、
    請求項９に記載の電力コンバータであって、前記電力インバータが前記変圧器の出力に結合されている電力コンバータと、
    を具備したことを特徴とするＨＩＤランプ安定器。
  16. フライバック電力コンバータを作動させる方法であって、
    変圧器を介して入力電気信号を出力電気信号に変換するステップと、
    前記変圧器における入力の電流がゼロに達するときを検出するステップと、
    前記変圧器の出力の電圧を測定するステップと、
    前記変圧器の入力に結合されたスイッチを切り替えて前記変圧器の入力電流を制御することにより、前記変圧器の出力電力を調整し、かつ前記変圧器の入力のための力率補正を行うステップと、
    を具備したことを特徴とする方法。
  17. 前記変圧器の入力に結合されたスイッチを切り替えるステップは、全波整流入力信号を受け取ることに関連した規則に従って制御される、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
  18. 前記スイッチのオン時間を変えることにより、前記変圧器から定電力出力を得るステップをさらに備える、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
  19. 前記スイッチのオフ時間を変えることにより、前記変圧器入力における力率補正を行うステップをさらに備える、ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
JP2004288897A 2003-09-30 2004-09-30 Ｈｉｄランプの簡略化トポロジ Pending JP2005108847A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US50763703P 2003-09-30 2003-09-30
US10/951,183 US7078870B2 (en) 2003-09-30 2004-09-27 Simplified topology for HID lamps

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008110162A Division JP2008181900A (ja) 2003-09-30 2008-04-21 Ｈｉｄランプ安定器およびｈｉｄランプ作動方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005108847A true JP2005108847A (ja) 2005-04-21

Family

ID=34381367

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004288897A Pending JP2005108847A (ja) 2003-09-30 2004-09-30 Ｈｉｄランプの簡略化トポロジ
JP2008110162A Withdrawn JP2008181900A (ja) 2003-09-30 2008-04-21 Ｈｉｄランプ安定器およびｈｉｄランプ作動方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008110162A Withdrawn JP2008181900A (ja) 2003-09-30 2008-04-21 Ｈｉｄランプ安定器およびｈｉｄランプ作動方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7078870B2 (ja)
JP (2) JP2005108847A (ja)
CN (1) CN1649465A (ja)
DE (1) DE102004047399A1 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005007346A1 (de) * 2005-02-17 2006-08-31 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben von Gasentladungslampen
CN101427610A (zh) * 2005-03-04 2009-05-06 国际整流器公司 汽车的高强度放电灯镇流器电路
WO2007000684A1 (en) * 2005-06-27 2007-01-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lamp driving device
AU2006286782B2 (en) * 2005-08-31 2009-12-03 Heidelberg Instruments Mikrotechnik Gmbh Device for the optical splitting and modulation of electromagnetic radiation
US9108263B2 (en) * 2007-04-30 2015-08-18 Illinois Tool Works Inc. Welding power source with automatic variable high frequency
US20080303491A1 (en) * 2007-06-07 2008-12-11 Samsung Electronics Co., Ltd Switched-mode power supply quasi-resonant converter, switch control circuit controlling switching operations of switched-mode power supply quasi-resonant converter, and input signal processing circuit connected to control integrated circuit of switch control circuit
CN101553071B (zh) * 2008-04-01 2014-02-05 台达电子工业股份有限公司 放电灯系统及其控制方法
WO2010015999A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-11 Nxp B.V. Converter with controlled output current
US7923973B2 (en) * 2008-09-15 2011-04-12 Power Integrations, Inc. Method and apparatus to reduce line current harmonics from a power supply
US8084952B1 (en) 2008-09-22 2011-12-27 Universal Lighting Technologies, Inc Method and system to detect zero current conditions in an electronic ballast by monitoring voltage across a buck inductor
US8040114B2 (en) * 2008-11-07 2011-10-18 Power Integrations, Inc. Method and apparatus to increase efficiency in a power factor correction circuit
US8004262B2 (en) 2008-11-07 2011-08-23 Power Integrations, Inc. Method and apparatus to control a power factor correction circuit
CN101790275B (zh) * 2010-03-30 2014-09-17 威海东兴电子有限公司 定时选择可变功率无极灯控制模块
JP5572454B2 (ja) * 2010-06-29 2014-08-13 日立アプライアンス株式会社 Ｌｅｄ点灯装置
CN102387648B (zh) * 2010-08-27 2014-10-29 台达电子工业股份有限公司 气体放电灯管的镇流控制电路与镇流电路的控制方法
US8587209B2 (en) * 2010-12-07 2013-11-19 Astec International Limited LED drivers and control methods
CN103887998A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 深圳市力生美半导体器件有限公司 开关电源以及开关电源集成电路
US9161421B2 (en) * 2013-02-15 2015-10-13 GE Lighting Solutions, LLC Supplemental load circuit for low power traffic lamps
CN103731049B (zh) * 2013-12-13 2017-05-31 上海新进半导体制造有限公司 电流过零点检测电路和方法，驱动电路和方法，开关电源
FR3034924A1 (fr) 2015-04-07 2016-10-14 St Microelectronics Tours Sas Convertisseur alternatif-continu a limitation du courant d'appel
FR3034926A1 (fr) 2015-04-07 2016-10-14 St Microelectronics Tours Sas Convertisseur de puissance a limitation du courant d'appel
CN104822216B (zh) * 2015-05-15 2019-05-07 泉州师范学院 小功率hid灯驱动电路
KR102068140B1 (ko) * 2019-03-25 2020-01-20 주식회사 디케이 Led 컨버터

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3531738A (en) * 1968-04-24 1970-09-29 Bendix Corp Continuous duty ignition system
US6038146A (en) * 1997-06-13 2000-03-14 Computer Products, Incorporated High power factors, single stage harmonics correction converter
US6051940A (en) * 1998-04-30 2000-04-18 Magnetek, Inc. Safety control circuit for detecting the removal of lamps from a ballast and reducing the through-lamp leakage currents
US6606259B2 (en) * 2001-08-23 2003-08-12 Lambda Electonics, Inc. Clamped-inductance power converter apparatus with transient current limiting capability and operating methods therefor
JP3690601B2 (ja) * 2002-04-15 2005-08-31 スミダコーポレーション株式会社 インバータトランス及びインバータ回路
US6791279B1 (en) * 2003-03-19 2004-09-14 Lutron Electronics Co., Inc. Single-switch electronic dimming ballast
US7116012B2 (en) * 2003-07-30 2006-10-03 General Motors Corporation Stable power conversion circuits

Also Published As

Publication number Publication date
CN1649465A (zh) 2005-08-03
JP2008181900A (ja) 2008-08-07
US7078870B2 (en) 2006-07-18
US20050067981A1 (en) 2005-03-31
DE102004047399A1 (de) 2005-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008181900A (ja) Ｈｉｄランプ安定器およびｈｉｄランプ作動方法
EP2131631B1 (en) Electric discharge lamp operating device, lighting equipment and lighting system
US8076920B1 (en) Switching power converter and control system
US6281636B1 (en) Neutral-point inverter
US5831395A (en) Three-way fluorescent adapter
US5994847A (en) Electronic ballast with lamp current valley-fill power factor correction
EP1168893B1 (en) Ballast for discharge lamp
WO1994022209A1 (en) Transistor circuit for powering a fluorescent lamp
EP1452073A1 (en) Device for heating electrodes of a discharge lamp
CN103959915A (zh) 用于降压转换器的起动电路
WO2003009651A1 (en) Overvoltage protection for hid lamp ballast
US8324813B1 (en) Electronic ballast with frequency independent filament voltage control
US7279853B2 (en) Fluorescent lamp dimmer control
JP2009140766A (ja) 放電ランプ点灯装置
JP3521687B2 (ja) 放電灯点灯装置
JP2008524787A (ja) 高輝度放電安定器
JP4754575B2 (ja) 蛍光灯の駆動方法およびこの方法を実施するためのバラストスタビライザ回路
KR100283312B1 (ko) 형광등 자동 점멸장치
JPH11262256A (ja) 電源装置及び放電灯点灯装置
JP2009289664A (ja) 放電灯点灯装置および照明器具
JP2003086386A (ja) 放電灯点灯装置
JP4120211B2 (ja) 放電灯点灯装置
JP2010056042A (ja) 放電灯点灯装置
JPH0850994A (ja) 放電灯点灯装置
JP2013239389A (ja) 放電灯点灯装置及び照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061222

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070320

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071221

RD13 Notification of appointment of power of sub attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433

Effective date: 20080324

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20080324

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080421

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20080620

A912 Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20080926