JP2006508520A - 対称キャンセリング型光条防止回路 - Google Patents

Abstract

光条補正回路３００は、第１光条補正電流を第１蛍光灯Ｌ１に及び第２光条補正電流を第２蛍光灯Ｌ２に印加するように構成される。第１光条補正電流により第１蛍光灯管Ｌ１に現れる第１電圧は、第２光条補正電流により第２蛍光灯管Ｌ２に現れる第２電圧に対して、大きさが略同様であるが、反転された極性を有する。蛍光灯の寿命末期状態の検出が、容易にされる。

Description

本発明は、蛍光灯駆動回路に関する。本発明は、特に、光条防止回路を備えた寿命末期検出に関する２灯型蛍光灯を構成する、改善型技術に関する。

蛍光灯の分野において、いくつかのランプは非常に低いレベルまでに薄暗くなった場合、光条（Ｓｔｒｉａｔｉｏｎ）を示すことは既知である。前記光条を除去する１つの手法は、小さい直流成分をランプ駆動電流へ注入することである。小さい直径を有するいくつかのランプは、寿命末期（ＥＯＬ）検出回路を有する安定器を必要とする。故障間際の蛍光灯管は、検出回路に現れるインピーダンスにおける変動を一般的に示す。ランプが故障し始めると、ＥＯＬ回路は、ランプにおける直流電圧の変化を感知する。しかし、低光出力レベルで動作されるランプのインピーダンスは、全輝度動作のランプ・インピーダンスよりも遥かに高い。したがって、小さい直流電流だとしても、ランプ・インピーダンスによって乗算されて、大きな電圧になり得る。ＥＯＬ回路は、低光ランプ動作によるランプ電圧と差し迫ったランプ故障による電圧変化との間を区別することが出来ない。したがって、安定器の誤ったシャットダウンが、ＥＯＬ感知回路によって起動され得る。ＥＯＬ検出は、特に、ランプがより高い電圧を低い薄暗いレベルで有する場合ランプ電圧が増すので、直列接続２灯型構成を用いると、より信頼性が低い。

図１は、寿命末期検出器を有する直列接続２灯型構成に関する光条防止回路に関する回路図を示す。絶縁トランスＴ１は、電力を直列接続２灯型負荷Ｌ１及びＬ２へ結合する。前記負荷の両端に掛かる抵抗器Ｒ１及びダイオードＤ１は、薄暗い動作に関する光条防止回路を与える。Ｒ１に現れる電圧低下により、小さい直流電流（Ｉｄｃ）は、負荷に注入される。キャパシタＣ１は、ランプに現れる電位ＶＬ１及びＶＬ２における変化を感知する。各々のランプＬ１及びＬ２に関して対応する各々のランプＲＬ１及びＲＬ２のスカラ・インピーダンスは、

であり、キャパシタの正味直流電圧は、次の関係、

、から与えられる。

一般的に、ＥＯＬシャットダウン電圧レベルは、

というように、薄暗いランプ動作から生じる予想直流電圧レベルより高く設定されなければならない。

したがって、これら及び他の制限に対処する改善された光条防止回路構成を提供することが、所望である。

本発明は、蛍光灯回路に関する。本発明に従い、電力源は、電力を負荷へ供給するように選択的に構成され、第１蛍光灯は、前記電力源に結合され、第２蛍光灯は、前記第１蛍光灯に直列に結合され、かつ前記電力源に結合される。光条補正回路は、前記電力源に結合され、並びに前記第１及び第２蛍光灯に結合される。前記光条補正回路は、第１光条補正電流を前記第１蛍光灯へ、また第２光条補正電流を前記第２蛍光灯へ印加するように構成される。前記第１光条補正電流により前記第１蛍光灯管に現れる第１電圧は、前記第２光条補正電流により前記第２蛍光灯管に現れる第２電圧と大きさが略同様であるが、反転された極性を有する。

本発明の別の態様に従い、蛍光灯回路における光条を低減する方法が与えられる。第１光条補正電流及び第２光条補正電流が、発生される。前記第１光条補正電流は、第１蛍光灯に印加される。前記第２光条補正電流は、第２蛍光灯に印加される。前記第１蛍光灯及び前記第２蛍光灯は、直列に結合される。前記第１光条補正電流により前記第１蛍光灯管に現れる第１電圧は、前記第２光条補正電流により前記第２蛍光灯に現れる第２電圧と略同様な大きさであるが、反転された極性を有する。

本発明の前述の及び他の特徴及び有利な点は、添付図面を参照にして、以下の例証の実施例の詳細な説明から明らかである。詳細な説明及び図面は、制限するものというよりもむしろ本発明の例証するものに過ぎず、本発明の範囲は、添付の請求項及びこれと同等なものによって定義される。

以下の説明において、「結合される（coupled）」という単語は、明晰に示されるように、連結されるものの間における直接の連結か、又は図示され得る又はされ得ない１つ以上の能動的若しくは受動的な装置を介した連結のどちらかを意味する。

図２は、本発明に従う、光条補正回路及び寿命末期検出器を有する蛍光灯回路を示す。図２は、キャパシタＣ１と、ダイオードＤ１を抵抗器Ｒ１と直列に有する第１ランプ補正回路及びダイオードＤ２を抵抗器Ｒ２と直列に有する第２ランプ補正回路を更に有する光条補正回路と、第１及び第２直列接続蛍光灯Ｌ１及びＬ２とを有する閉ループ回路に結合された絶縁トランスＴ１を示す。前記第１及び第２ランプ補正回路は、ダイオードＤ１及びＤ２と直列に、電流の向きを互いに逆にして、結合される。第１蛍光灯Ｌ１は、第１ランプ補正回路Ｄ１及びＲ１と平行に示される。第２蛍光灯Ｌ２は、第２ランプ補正回路Ｄ２及びＲ２と平行に示される。キャパシタＣ１は、トランスＴ１及びランプ回路と直列に示される。

電力は、トランスＴ１を介して蛍光灯回路へ選択的に結合される。調光可能なスイッチ・モード又はＰＷＭ型安定器が、一般的にトランスT1の１次側（図示せず）に結合される。トランスＴ１は、一般的に絶縁トランスであり、１つ以上のタップを有し得る。ダイオードＤ１及びＤ２は、所要の直流光条補正電流と同程度の電力定格を有するいかなる適切なダイオードでもあり、一般的に標準製造者許容範囲内と同じ定格値を有する。ある実施例（図示せず）において、Ｄ１及びＤ２は、ダイオードとして構成されたトランジスタである。抵抗器Ｒ１及びＲ２は、直流電流を発生する電圧低下を与えるいかなる適切なダイオードでもあり、一般的に標準製造許容範囲内と同じ定格値を有する。抵抗器Ｒ１及びＲ２は、一般的に金属膜型であるが、カーボン及び巻線抵抗器が、置き換え可能である。ある実施例（図示せず）において、Ｒ１及びＲ２は、抵抗負荷として構成されるトランジスタである。蛍光灯Ｌ１及びＬ２は、いかなる適切な蛍光灯でもあり、一般的には狭直径かつ調光可能なものである。キャパシタＣ１は、蛍光灯管の寿命末期状態によるループ直流電圧変化（ＥＯＬ）を感知するのに適したいかなるキャパシタでもある。ある実施例において、ＥＯＬ検出回路は、前記キャパシタＣ１（図示せず）に結合される。

動作において、直流電流Ｉｄｃは、電力をトランスＴ１の１次側に印加することによって各々のランプ補正回路において誘導される。トランスＴ１の２次側に現れる電圧は、抵抗器Ｒ１及びＲ２の両端の電圧低下を引き起こす。対称型直流電流は、ダイオードＤ１及びＤ２の向きにより、蛍光灯Ｌ１及びＬ２に注入される。図２に示されるように、蛍光灯Ｌ１及びＬ２に注入される電流Ｉｄｃは、許容値範囲と略同等な大きさであるが、向きにおいて逆である。注入された電流Ｉｄｃの逆の向きは、蛍光灯Ｌ１及びＬ２に結果的に生じる直流電圧を、極性において逆向きにして、ループ電圧から実質的に除かれる。したがって、蛍光灯回路の通常の動作下に、キャパシタＣ１の正味直流電圧は、０である。ＥＯＬ感知回路に関するシャットダウン閾電圧は、光条補正回路に関係なく、蛍光灯特性に基づき構成され得る。

図３は、本発明に従う、図２の蛍光灯回路の第２実施例を示す。図３は、安定器回路３１０を、キャパシタＣ１と、ダイオードＤ１を抵抗器Ｒ１と直列に有する第１ランプ補正回路及びダイオードＤ２を抵抗器Ｒ２と直列に有する第２ランプ補正回路を有する光条補正回路と、第１及び第２直列結合蛍光灯Ｌ１及びＬ２と、電流感知トランスＴ５、キャパシタＣ９、Ｃ１０、Ｃ１１及びＣ１２並びにトランスＴ９、Ｔ１０及びＴ１１を有するＥＯＬ検出回路とを有する閉ループ回路に結合するトランスＴ４を有する蛍光灯回路３００を示す。第１及び第２ランプ補正回路は、ダイオードＤ１及びＤ２を直列にして、互いに電流の向きを逆にして結合される。第１蛍光灯Ｌ１は、第１ランプ補正回路Ｄ１及びＲ１と平行に示される。第２蛍光灯Ｌ２は、第２ランプ補正回路Ｄ２及びＲ２と平行に示される。キャパシタＣ１は、トランスＴ１及びランプと補正回路と直列に示される。キャパシタＣ１２は、電流感知トランスＴ５と直列に結合されて示される。キャパシタＣ９及びトランスＴ９は、電流感知トランスＴ５及び第１蛍光灯Ｌ１の第１末端と直列に示される。キャパシタＣ１０及びトランスＴ１０は、ランプ補正回路、第１蛍光灯Ｌ１の第２末端及び第２蛍光灯Ｌ２の第１末端と直列に示される。キャパシタＣ１１及びトランスＴ１１は、電流感知トランスＴ５及び第２蛍光灯Ｌ２の第２末端と直列に示される。ある実施例（図示せず）において、電流源、パス・トランジスタ及びバイアス抵抗器のような追加的な成分は、蛍光灯回路３００に含まれる。ＥＯＬ検出回路は、当業者に既知であり、更には説明されない。

動作において、蛍光灯回路３００は、薄暗い動作に関する蛍光灯光条補正及び信頼性の高い寿命末期検出器を与える。図２におけるように、直流電流Ｉｄｃは、電力をトランスＴ４の１次側に印加することによって、各々のランプ補正回路において誘導される。トランスＴ１の２次側に現れる電圧は、抵抗器Ｒ１及びＲ２の両端の電圧低下を引き起こす。対称型直流電流は、蛍光灯Ｌ１及びＬ２に注入される。蛍光灯Ｌ１及びＬ２に注入された電流Ｉｄｃは、許容値範囲内で略同等の大きさであるが、向きが逆である。注入された電流Ｉｄｃの逆向きの点は、結果的に蛍光灯Ｌ１及びＬ２に発生した直流電圧に極性において逆向きにさせ、したがって、実質的にループ電圧から除かれる。したがって、蛍光灯回路３００の通常の動作下で、キャパシタＣ１の正味直流電圧は、０である。ＥＯＬ感知回路に関するシャットダウン閾電圧は、光条補正回路に関係なく、蛍光灯特性に基づき構成され得る。ある実施例において（図示せず）２つ以上の蛍光灯回路３００が、組み合わせられた電力源との並行動作に関して構成され得る。

図４は、図２及び３におけるような、蛍光灯回路の更なる別の実施例を示す。特に図４は、図３において実装されるような蛍光灯回路の実施例を含む詳細図を示す。当業者は、図４に記載の標準的安定器回路の成分を理解する。安定器回路の設計及び動作は、当業者に既知であり、したがって、図４の安定器回路部の成分及び動作は、議論されない。図４において本発明に関連するのは、ダイオードＤ２４を抵抗器Ｒ３８と直列に有する第１ランプ補正回路及びダイオードＤ２３を抵抗器Ｒ３８Ａと直列に有する第２ランプ補正回路を有する光条補正回路と、電流感知トランスＴ５、キャパシタＣ２７、Ｃ２８及びＣ２９並びにトランスＴ１−Ｃ、Ｔ１−８及びＴ１−９を有するＥＯＬ検出回路と、である。第１及び第２ランプ回路は、ダイオードＤ２４及びＤ２３と直列に、電流の向きにおいて互いに逆に結合される。第１蛍光灯は、第１ランプ補正回路であるＤ２４及びＲ３８と平行に示される、端子ＲＥＤ−Ａ及びＲＥＤ−ＢとＹＥＬ−Ａ及びＹＥＬ−Ｂとの間に備わる。第２蛍光灯は、第２ランプ補正回路Ｄ２３及びＲ３８Ａと平行に示される、端子ＹＥＬ−Ａ及びＹＥＬ−ＢとＢＬＵ−Ａ及びＢＬＵ−Ｂとの間に備わる。キャパシタＣ２５は、トランスＴ４及びランプ補正回路と直列に示される。キャパシタＣ３１は、電流感知トランスＴ５と直列に結合して示される。キャパシタＣ２９及びトランスＴ１−９は、電流感知トランスＴ５及び第１蛍光灯Ｌ１の第１末端と直列に示される。キャパシタＣ２７及びトランスＴ１−Ｃは、ランプ補正回路、第１蛍光灯Ｌ１の第２末端及び第２蛍光灯Ｌ２の第１末端と直列に示される。キャパシタＣ２６及びトランスＴ１−９は、電流感知トランスＴ５及び第２蛍光灯Ｌ２の第２末端と直列に示される。蛍光灯回路に含まれる電流源、パス・トランジスタ及びバイアス抵抗器のような追加的な成分は、当業者によって理解されるので、議論されない。

以下の過程説明において、あるステップは、組み合わせられ得、同時に実行され得、又は異なる順序であり得る。

図５は、蛍光灯システムにおいて光条を低減する方法のフロー図である。過程５００は、ステップ５１０において開始する。ステップ５１０において、第１光条補正電流及び第２光条補正電流が、発生される。光条補正電流は、電力が蛍光灯システムに供給されるいかなる時でも生成され得る。一般的に、第１及び第２光条補正電流は、抵抗器Ｒ１及びＲ２の両端での電圧低下におけるような、電力ソースの印加に応答して同時に発生される。光条補正電流は、低光レベルで動作される蛍光灯における光条を低減する大きさの直流電流である。ある実施例において、光条補正電流の発生は、蛍光灯の動作状態に基づき選択的に制御される。例えば、図３及び４に記載のようなＥＯＬ回路による寿命末期状態の検出は、光条補正電流発生のシャットダウンを起動し得る。別の実施例において、光条補正電流の発生は、ランプの光出力構成に基づき選択的に制御される。例えば、通常光レベル・ランプ動作の選択は、光条補正電流発生のシャットダウンを起動し得る一方で、低光レベル・ランプ動作の選択は、光条補正電流発生を起動し得る。

ステップ５２０において、第１光条補正電流は、第１蛍光灯Ｌ１に印加される。第１光条補正電流の印加は、補正電流の発生の間の又は後のいかなる時でも生じ得る。一般的に、第１光条補正電流の印加は、電流発生と同時に生じる。

ステップ５３０において、第２光条補正電流は、第２蛍光灯Ｌ２に印加される。第２光条補正電流の印加は、発生の間の又は後のいかなる時でも生じ得る。一般的に、第２光条補正電流の印加は、第２光条電流の発生と第１光条補正電流の発生及び印加との両方と同時に生じる。第２光条補正電流は、第１光条補正電流の印加と逆の向きに印加され、このとき、第１光条補正電流により結果的に生じる第１蛍光灯Ｌ１の両端の第１電圧は、第２光条補正電流により結果的に生じる第２蛍光灯Ｌ２の両端の第２電圧に対して、大きさが略同様で逆の極性を有する。

本発明の好ましい実施例が、示されて説明されてあるが、多数の変更態様及び代替の実施例は、当業者に発想され得る。したがって、本発明は、添付の請求項によってのみ制限される。

図１は、寿命末期検出器を有する蛍光灯安定器に関する従来技術の光条防止回路を示す。 図２は、本発明に従う、光条補正回路及び寿命末期検出器を有する蛍光灯回路を示す。 図３は、本発明に従う、図２の蛍光灯回路の第２実施例を示す。 図４は、図２及び３におけるような、蛍光灯回路の別の実施例を示す。 図５は、蛍光灯システムにおいて光条を低減する方法のフロー図を示す。

Claims (20)

1. 蛍光灯回路であって、
   電力を負荷に供給するように選択的に構成される電力源と、
   前記電力源に結合される第１蛍光灯と、
   前記第１蛍光灯に直列に結合され及び前記電力源に結合される第２蛍光灯と、
   前記電力源に結合されかつ前記第１及び第２蛍光灯に結合され、第１光条補正電流を前記第１蛍光灯に印加すると共に第２光条補正電流を前記第２蛍光灯に印加するように構成される、光条補正回路と、
   を有し、前記第１光条補正電流により結果的に生じる前記第１蛍光灯の両端の第１電圧が、前記第２光条補正電流により結果的に生じる前記第２蛍光灯の両端の第２電圧に対して、大きさが略同様であり反転された極性を有する、
   蛍光灯回路。
2. 前記第１及び第２蛍光灯に結合された寿命末期検出回路を更に有する、請求項１に記載の回路。
3. 前記寿命末期検出回路が、前記電力源並びに前記第１及び第２蛍光灯を備える閉ループ回路における電圧変化を感知する、前記第１及び第２蛍光灯と直列に配置されるキャパシタを有する、請求項２に記載の回路。
4. 前記寿命末期検出回路が、電流感知トランスを更に有する、請求項３に記載の回路。
5. 前記光条補正回路が、前記第１光条補正電流を前記第１蛍光灯において発生する第１ランプ補正回路と、前記第２光条補正電流を前記第２蛍光灯において発生する第２ランプ補正回路とを有する、請求項１に記載の回路。
6. 前記第１ランプ補正回路は、前記第１ランプと平行に配置され、前記第２ランプ補正回路は、前記第２ランプと平行に配置され、前記第１及び第２ランプ回路は、直列にある、請求項５に記載の回路。
7. 前記第１ランプ補正回路及び前記第２ランプ補正回路が各々、ダイオードを抵抗器と直列に有し、前記第１及び第２ランプ補正回路は、前記ダイオードを互いに逆向きにして対称的に配置される、請求項６に記載の回路。
8. 前記第１ランプ補正回路及び前記第２ランプ補正回路は、少なくとも１つのトランジスタを有する、請求項５に記載の回路。
9. 前記電力源が、絶縁トランスを介して前記第１及び第２蛍光灯に結合される蛍光灯安定器である、請求項１に記載の回路。
10. 前記蛍光灯回路が、少なくとも１対の追加的な蛍光灯と、少なくとも１つの追加的な対応する光条補正回路とを有し、これらは全て前記電力源に結合され、前記少なくとも１対の追加的な蛍光灯が、前記第１及び第２蛍光灯に直列に配置される、請求項１に記載の回路。
11. 前記第１及び第２光条補正電流は、直流信号であり、前記第１光条電流は、前記第２光条電流に対し逆向きである、請求項１に記載の回路。
12. 蛍光灯システムにおいて光条を低減する方法であって、
    第１光条補正電流及び第２光条補正電流を発生するステップと、
    前記第１光条補正電流を第１蛍光灯に印加するステップと、
    前記第２光条補正電流を第２蛍光灯に印加するステップと、
    を有し、前記第１蛍光灯及び前記第２蛍光灯は、直列に結合され、前記第１光条補正電流により結果的に生じる前記第１蛍光灯の両端の第１電圧は、前記第２光条補正電流により結果的に生じる前記第２蛍光灯の両端の第２電圧に対して、大きさが略同様であり反転された極性を有する、方法。
13. 蛍光灯管の寿命末期状態を示す前記蛍光灯回路における電圧変化を感知するステップを更に有し、寿命末期検出回路が、前記第１及び第２蛍光灯に結合される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記寿命末期検出回路が、前記第１及び第２蛍光灯と直列に配置されるキャパシタを有する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記光条補正回路が、前記第１光条補正電流を前記第１蛍光灯において発生する第１ランプ補正回路と、前記第２光条補正電流を前記第２蛍光灯において発生する第２ランプ補正回路とを有する、請求項１２に記載の方法。
16. 前記第１ランプ補正回路は、前記第１ランプと平行に配置され、前記第２ランプ補正回路は、前記第２ランプと平行に配置され、前記第１及び第２ランプ回路は、直列にある、請求項１５に記載の方法。
17. 前記第１ランプ補正回路及び前記第２ランプ補正回路が各々、ダイオードを抵抗器と直列に有し、前記第１及び第２ランプ補正回路は、前記ダイオードを互いに逆向きにして対称的に配置される、請求項１６に記載の方法。
18. 前記第１ランプ補正回路及び前記第２ランプ補正回路は、トランジスタ、抵抗器、ダイオード、キャパシタ及びインダクタから成る該群から選択された少なくとも１つの成分から成る、請求項１６に記載の方法。
19. 前記蛍光灯回路が、少なくとも１対の追加的な蛍光灯と、少なくとも１つの追加的な対応する光条補正回路とを有し、これら全ては前記電力源に結合され、前記少なくとも１対の追加的な蛍光灯が、前記第１及び第２蛍光灯に直列に配置される、請求項１２に記載の方法。
20. 多管型蛍光灯組み立てにおける光条を低減するシステムであって、
    第１光条補正電流及び第２光条補正電流を発生する手段と、
    前記第１光条補正電流を第１蛍光灯に印加する手段と、
    前記第２光条補正電流を第２蛍光灯に印加する手段と、
    を有し、前記第１蛍光灯及び前記第２蛍光灯は、直列に結合され、前記第１光条補正電流により結果的に生じる前記第１蛍光灯の両端の第１電圧は、前記第２光条補正電流により結果的に生じる前記第２蛍光灯の両端の第２電圧に対して、大きさが略等しくあり、反転された極性を有する、システム。

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