JP2008515144A - Ｈｉｄランプのブロック減光 - Google Patents

Abstract

高密度ガス放電（ＨＩＤ）ランプを減光するよう、インダクタンスは、このようなＨＩＤランプに直列に接続される。インダクタンスはバラストとして機能する。ＨＩＤランプは、周波数調整ＡＣ電圧源によって電源供給される。インダクタンスのインピーダンスは供給電圧の周波数に依存するので、インダクタンスを流れる電流はこの周波数に依存する。従って、ランプ電流は供給電圧の周波数の変化によって制御され、一方、電圧はランプが消灯することを防ぐよう十分に高く保たれる。本発明の方法及び回路は、多数のＨＩＤランプを同時に駆動するのに適する。更に、ＨＩＤランプは、ＨＩＤランプの種類に依存して、その通常の電力の約２０％まで減光されうる。減光は、ランプの消灯を伴わずに、実質的に瞬時に行われうる。

Description

本発明は、高密度ガス放電ランプの減光方法に関し、特に、一連のこのようなランプを減光する方法に関する。

ブロック減光システムは、当該技術で知られる。このようなブロック減光回路は、出力領域で、即ち、定格又は最大電力から定格又は最大電力よりも小さい電力まで、多数の高密度ガス放電（ＨＩＤ）ランプを駆動するよう構成される。ブロック減光システムは、このような多数のランプを同時に減光するのに適する。ＨＩＤランプは、このＨＩＤランプを駆動するためのそれら特有のバラスト回路を設けられる。既知のブロック減光回路は、ＨＩＤランプ及び対応する受動バラスト回路の両端の電圧を下げて、供給される電力を低下させる。

しかし、上記既知のブロック減光方法は、例えば金属ハロゲンランプなどのＨＩＤランプをそれらの最大電力の約５０％まで減光することにしか適さない。対応する電圧で、ＨＩＤランプは、ランプ両端の電圧が必要な再点灯電圧よりも低いので、消灯する。通常動作では、周期的な電流反転に起因して、ランプは、前記所定の再点灯電圧よりも高い電圧ピークによって周期毎に再点灯される。電圧ピークが低くされ、前記所定の再点灯電圧に達する場合には、ランプは再度再点灯しない。更に、より低いランプ電流に起因して、ランプは点滅し始めることがある。

更に、ランプ電圧が短期間に低くされる場合には、ランプは、電圧がランププラズマの動的動作により前記所定の再点灯電圧を下回る前でさえ消灯しうる。

独国特許ＤＥ２９３１７９４は、ＨＩＤランプを減光するためにＨＩＤランプの電子バラスト回路を制御することによってブロック型ＨＩＤランプ電流の周波数を制御する技術を開示する。多数のＨＩＤランプを制御する際、夫々のバラスト回路は、所望の周波数を出力するよう制御されなければならない。このようなバラスト回路は、夫々のバラスト回路を制御するための複雑なシステムを必要とし、従って、多数のＨＩＤランプを減光するのには適さない。
独国特許ＤＥ２９３１７９４

本発明は、多数のＨＩＤランプをそれらの最大電力５０％未満まで減光するための回路及び方法を提供することを目的とする。

上記目的は、請求項１に従うランプ減光回路、請求項５に従うランプの減光方法、及び請求項６に従う多数のＨＩＤランプをブロックで減光する方法において達成される。

本発明に従うランプ減光回路は、周波数調整電圧源によって出力される供給電圧の周波数を変更することによって１又はそれ以上のＨＩＤランプを駆動及び減光することができる。前記ＨＩＤランプに直列に接続されたインダクタンスは、周波数依存のインピーダンスを有する。電圧源によって出力される電圧の周波数が変更されると、インダクタンスのインピーダンスが変化して、インピーダンスを流れる電流も変化する。しかし、ランプ両端の電圧は、実質的に変化しない。従って、ランプを流れる電流は変化する一方で、電圧は実質的に等しく保たれ、それによって、ランプが消灯することを防ぎながらランプによって出力される光を変化させることができる。

電圧の周波数が増大すると、インダクタンスのインピーダンスは増大する。従って、高い周波数では、ランプを流れる電流が低下して、ランプの光出力も低下する。高い周波数により、ランプの点滅は問題でなくなる。これは、このような高い周波数でランプの点滅（ｆｌｉｃｋｅｒｉｎｇ）は人には見ることができないためである。

インダクタンスを流れる電流は、エネルギー量を有する。このエネルギーは、短期間に、即ち、実質的に瞬時に、１又は多数のＨＩＤランプを減光することを可能にする。その場合に、エネルギーは、減光している間、ランプの消灯を防ぐために利用される。インダクタンスに蓄えられるエネルギーは、供給電流の周波数が変化する場合に、短い時間期間の間に通常電圧を２倍にするようランプ電圧を増大させることができる。

本発明に従うランプ減光回路を用いると、例えば金属ハロゲンランプなどのＨＩＤランプをその通常電力の２５％に至るまで減光することが可能であり、一方、従来の減光回路は、通常電力約５０％までに制限される。

本発明に従う減光回路及び方法は、例えば金属ハロゲンランプなどの１又はそれ以上のＨＩＤランプを駆動及び減光するのに適する。このような金属ハロゲンランプは、実用上、従来の減光回路及び方法によっては減光され得ない。本発明に従って、金属ハロゲンランプでさえ、上述されたように実質的に瞬時に減光され得る。

本発明の実施形態で、周波数調整電圧源はモータドライブである。このモータドライブは、調整可能な周波数及び高出力を有する高ＡＣ電圧を供給するための当該技術で知られる装置である。従って、このようなモータドライブは、例えば金属ハロゲンランプなどのＨＩＤランプのブロック、即ち多数を、駆動及び減光するのに適する。

本発明のこれら及び他の態様について、後述する実施形態を参照して説明し、明らかとする。

添付の図面は、限定されない例となる実施形態を示す。

図面において、同一の参照番号は、類似する構成要素又は類似する機能を有する構成要素を示す。

図１は、ＡＣ電圧源１０と、多数のインダクタンスＬ１、Ｌ２及びＬ３と、対応する多数のＨＩＤランプ２１、２２及び２３とを有する電気回路を示す。

電圧源１０は、周波数調整電圧源である。出力電圧は、インダクタンスＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＨＩＤランプ２１、２２、２３の多数（図示される回路では３）の直列接続の並列回路へ夫々供給される。夫々のランプ２１、２２、２３は、ＨＩＤランプ２１、２２、２３を点灯するための起動回路を設けられても良い。しかし、起動回路は本発明に関連しないので、このような起動回路は図示されない。

ＨＩＤランプ２１、２２、２３及びインダクタンスＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、例えば既知のモータドライブなどの電圧源１０によって供給される、例えば正弦波状の交流電圧を供給される。ＨＩＤランプ２１、２２、２３は、例えば、５０Ｈｚで２３０Ｖの主電圧による使用のための、所定の定格出力を有するＨＩＤランプである。夫々のランプに直列な夫々のインダクタンスＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、このようなランプのためのバラスト回路として機能し、インダクタンスＬ１、Ｌ２、Ｌ３の値は、このような主電圧が印加される場合に、ランプ２１、２２、２３がその定格出力で機能するように選択される。

電圧源１０の出力電圧が変更される場合に、具体的には、その周波数が変更される場合に、インダクタンスＬ１、Ｌ２、Ｌ３のインピーダンスが変化する。周波数の増大に伴って、インダクタンスＬ１、Ｌ２、Ｌ３のインピーダンスは、周波数に線形に増大する。増大したインピーダンスにより、インダクタンスＬ１、Ｌ２、Ｌ３を流れる電流、ひいてはＨＩＤランプ２１、２２、２３を流れる電流は低下する。従って、例えば、周波数が、２３０Ｖに電圧を保ちながら、５０Ｈｚから２５０Ｈｚへ増大する場合には、インダクタンスＬのインピーダンスは５倍となり、それによって、インダクタンスＬを流れる電流は５分の１となり、従って、ＨＩＤランプの電流をその通常電力のたった２０％まで低減する。

本発明に従う回路は、短い時間期間でＨＩＤランプの光出力を高めるために有利に用いられる。例えば、５０Ｈｚ交流２５０Ｖの主電圧による使用を目的とする上記ＨＩＤランプは、６５Ｈｚ交流３００Ｖで駆動されても良い。増大した周波数により、インダクタンスのインピーダンスが増大して、供給電流を係数５０／６５で低下させる。ランプ出力は電圧と電流との積に等しい。電圧は２３０Ｖから３００Ｖへ増大するので、ＨＩＤランプは、ほぼその定格出力で機能する。これは、３００／６５が２３０／５０にほぼ等しいためである。ここで、周波数を５０Ｈｚへと下げることは、その定格出力の約１３０％までランプを高める。ＨＩＤランプは、短い時間期間の間のこのようなブーストに適することが知られる。また、このような回路設計は、人間の目が６５Ｈｚの周波数をほとんど感知しないので、５０ＨｚでＨＩＤランプを駆動することに比べて、ＨＩＤランプの如何なる可視的な点滅も減少させることが知られる。

有利に、本発明は、ＨＩＤランプの準備（ｒｕｎ−ｕｐ）期間を短くするために用いられても良い。ＨＩＤランプにとっては比較的長い期間である準備期間の間に、ＨＩＤランプは、安定動作に至る。準備期間を短縮するよう準備期間の間のランプ電流を増大させることが当該技術分野において知られる。電流の周波数を下げることによって、電流は本発明に従って増大する。

更に、本発明は、ランプ出力が実質的に一定に保たれるように、不安定な主電圧を補正するために用いられても良い。例えば、回路に電圧安定器がない場合には、ランプ電流の周波数は、ランプによって消費される電力を一定に保つために、主電圧における如何なる変動に因っても変化するよう制御されても良い。

添付の特許請求の範囲及び発明の詳細な説明で、「有する」は他の要素を除外しているわけではなく、「一つの」は複数個を除外しているわけではないことが理解されるべきである。更に、特許請求の範囲における如何なる参照符号も、本発明の技術的範囲を限定するよう解釈されるべきではない。

本発明に従うブロック減光回路を概略的に示す。

Claims (6)

1. 少なくとも１つのＨＩＤランプを減光するランプ減光回路であって、
   夫々のＨＩＤランプに直列に接続されるインダクタンスと、
   該インダクタンス及び前記ＨＩＤランプの直列接続へ所定周波数を有する交流電圧を供給する周波数調整電圧源とを有するランプ減光回路。
2. 前記交流電圧は正弦波電圧である、請求項１記載のランプ減光回路。
3. 前記周波数調整電圧源はモータドライブである、請求項１又は２記載のランプ減光回路。
4. 前記ＨＩＤランプは金属ハロゲンランプである、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のランプ減光回路の使用。
5. 電圧源によって出力された交流供給電圧の周波数を設定するステップと、
   ＨＩＤランプ及びインダクタンスの直列接続へ前記供給電圧を供給するステップとを有する、ＨＩＤランプの減光方法。
6. 電圧源によって出力された交流供給電圧の周波数を設定するステップと、
   ＨＩＤランプ及びインダクタンスの多数の直列接続の夫々へ前記電圧を供給するステップとを有する、多数のＨＩＤランプをブロックで減光する方法。

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