JP2010532072A

JP2010532072A - Ｌｅｄおよび少なくとも１つの蛍光ランプを駆動させるための回路装置と方法

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Inventors: デリアンハラルト; フランクフェリックス
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Abstract

本発明はＬＥＤ（ＬＤ５，ＬＤ６）および蛍光ランプ（ＬＡ）を駆動させるための回路装置に関する。回路装置は、主整流器（１２）と、副整流器（１４）と、蛍光ランプに接続するための端子を有するインバータ（１６）と、第１、第２の端子を備えた始動装置（Ｄ１４）と、第１、第２の端子を備えたプルダウン回路（２２）と、始動装置にエネルギを供給する始動コンデンサ（Ｃ１）とを有する。始動装置の第１の端子はインバータ（１６）の一方のスイッチの制御電極と接続されており、プルダウン回路の第１の端子はインバータ（１６）の出力側と接続されており、始動コンデンサ（Ｃ１）は副整流器（１４）の第１の出力端子（Ａ１３）と第２の出力端子（Ａ１４）との間に接続されており、始動コンデンサ（Ｃ１）に並列に少なくとも１つのＬＥＤ（ＬＤ５，ＬＤ６）およびＬＥＤスイッチ（Ｑ３）用の第１、第２の端子を有する直列回路が配置されている。

Description

本発明は、少なくとも１つのＬＥＤと少なくとも１つの蛍光ランプを駆動させるための回路装置に関し、この回路装置は、供給交流電圧部と接続するための第１の入力端子と第２の入力端子とを備えた入力側と、第１の入力端子、第２の入力端子、第１の出力端子および第２の出力端子を備えた主整流器と、第１の入力端子、第２の入力端子、第１の出力端子および第２の出力端子を備えた副整流器と、第１のスイッチおよび第２のスイッチからなる少なくとも１つの直列回路を備えたインバータと、第１の端子および第２の端子を備えた始動装置と、第１の端子および第２の端子を備えたプルダウン回路と、始動装置にエネルギを供給するための始動コンデンサとを有し、主整流器の第１の入力端子および第２の入力端子は、供給交流電圧部と接続するための第１の入力端子および第２の入力端子と接続されており、副整流器の第１の入力端子および第２の入力端子は供給交流電圧部と接続するための第１の入力端子および第２の入力端子と接続されており、直列回路は主整流器の第１の出力端子および第２の出力端子と接続されており、またインバータの出力側は蛍光ランプと接続するための少なくとも１つの端子を有し、第１のスイッチおよび第２のスイッチは制御電極と作用電極と参照電極とをそれぞれ１つ有し、始動装置の第１の端子はインバータの一方のスイッチの制御電極と接続されており、プルダウン回路の第１の端子はインバータの出力側と接続されている。

さらに本発明は、タイミングコンデンサを有するタイミング素子を備えているこの種の回路装置における少なくとも１つのＬＥＤと少なくとも１つの蛍光ランプを駆動させる方法に関し、始動装置の第２の端子およびプルダウン回路の第２の端子は副整流器の第１の出力端子と接続されており、始動コンデンサは副整流器の第１の出力端子と第２の出力端子との間に接続されており、始動コンデンサに並列に、少なくとも１つのＬＥＤおよびＬＥＤスイッチに接続するための第１の端子および第２の端子を有する直列回路が配置されており、ＬＥＤスイッチは制御電極、作用電極および参照電極を有する。

背景技術
図１は、従来技術から公知の冒頭で述べたような回路装置を示す。この回路装置は、第１の入力端子Ｅ１および第２の入力端子Ｅ２を備えた入力側を有する。第１の入力端子Ｅ１および第２の入力端子Ｅ２を介して、回路装置をスイッチＳにより電源電圧Ｕ_Ｎに接続することができる。回路装置は主整流器１２を有し、この主整流器はダイオードＤ５，Ｄ６，Ｄ７およびＤ８を有する。主整流器１２の入力側は入力端子Ｅ１，Ｅ２と接続されている。回路装置はさらに副整流器１４を有し、この副整流器１４はダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３およびＤ４を有する。副整流器１４の入力側は同様に第１の入力端子Ｅ１および第２の入力端子Ｅ２と接続されている。さらにインバータ１６が設けられており、このインバータ１６はここではハーフブリッジ回路として構成されており、また相互に直列に接続されている第１のスイッチＱ１および第２のスイッチＱ２を有する。この直列回路は主整流器１２の第１の出力端子Ａ１１および第２の出力端子Ａ１２と接続されており、２つの出力端子Ａ１１，Ａ１２の間に供給され、通常は中間回路電圧と称される電圧はコンデンサＣ３によってサポートされる。インバータ１６の出力端子は蛍光ランプＬＡと接続されている。第１のスイッチＱ１および第２のスイッチＱ２はそれぞれ１つの制御電極、作用電極および参照電極を有する。始動装置としてＤＩＡＣＤ１４が設けられており、その一方の端子はインバータ１６のスイッチＱ２の制御電極と接続されている。さらにプルダウン回路８１が設けられており、このプルダウン回路８１はダイオードＤ１０によって形成され、ダイオードＤ１０の端子のうちの一方はインバータ１６の出力側と接続されている。最後に、始動コンデンサＣ１が設けられており、この始動コンデンサＣ１はオーム抵抗Ｒ１（第１のプルアップ抵抗）を介して充電され、始動装置Ｄ１４へのエネルギ供給に使用される。第２のプルアップ抵抗Ｒ１はスイッチＳを閉じることによって電源電圧に接続されてから、ＤＩＡＣＤ１４によってインバータ１６が始動されるまでの時間内に、始動装置と接続されている制御電極を有するインバータスイッチには始動の直前に０より大きい電圧が印加され、インバータ１６の始動が保証されるように制御される。したがって、この抵抗はインバータ１６の構成要素に含まれる。

第１のＬＥＤＬＤ５および第２のＬＥＤＬ６は副整流器１４の出力側と接続されており、スイッチングトランジスタＱ３を介してターンオンおよびターンオフすることができる。オーム抵抗Ｒ９は電流制限抵抗として機能する。

図１に示されているこの回路装置のオフ状態から出発して、スイッチＳが一度閉じられると、それと同時にＬＥＤスイッチＱ３のベースには抵抗Ｒ８を介して高い電位が印加され、したがってＬＥＤスイッチがオンされるので、ＬＥＤＬＤ５，ＬＤ６がオンされる。タイミング制御はオーム抵抗Ｒ１０およびコンデンサＣ６を介して行われ、以下ではこのタイミング制御をＬＥＤオフ遅延と称する。これに並列にトランジスタＱ４のコレクタはオーム抵抗Ｒ１を介して主整流器１２の出力側における高い電位と接続されている。トランジスタＱ４のベースは抵抗Ｒ３およびＲ４ならびにコンデンサＣ８を含むタイミングスイッチング素子を介して、同様に主整流器１２の出力側における高い電位と接続されている。コンデンサＣ８の充電によって、トランジスタＱ４の導通が遅延される。しかしながら相応の構成素子は、ＤＩＡＣＤ１４の点弧には十分な電圧がコンデンサＣ１に印加される前にトランジスタＱ４が導通されるように設計されている。コンデンサＣ１は同様にオーム抵抗Ｒ１を介して主整流器１４の出力側Ａ１１，Ａ１２と接続されており、したがって同様に充電される。ＤＩＡＣＤ１４の点弧に十分な電圧、有利には３３Ｖまたは３４Ｖの電圧がコンデンサＣ１に印加される前にスイッチングトランジスタＱ４が導通されるので、この状況においてＤＩＡＣＤ１４は点弧されず、したがって蛍光ランプＬＡはスイッチオフの状態にとどまる。したがって、以下ではここに示した構成素子Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｃ８およびＱ４からなる組み合わせをインバータ始動阻止装置１９と称する。さらには、この装置１９がアクティブである間は始動コンデンサが部分的にしか放電されない、有利には約２０Ｖに放電されることが重要である。このことは、オーム抵抗Ｒ３およびＲ４の並列回路に由来するインピーダンスが抵抗Ｒ１のインピーダンスによって除算され、トランジスタＱ４の電流増加がほぼ生じることによって達成される。

ここでスイッチＳが短時間開かれ、即座に再び閉じられると、ＬＥＤＬＤ５，ＬＤ６は上述の経過に従い再び動作する。短時間スイッチが開かれている間にコンデンサＣ１が残留電圧を有しており、他方ではコンデンサＣ８が抵抗Ｒ４を介して放電されていることが重要である。したがってスイッチＳが改めて閉じられると、コンデンサＣ１はコンデンサＣ８よりも多くの電荷を有している。これによりコンデンサＣ１における電圧は、トランジスタＱ４のベースに印加される電圧がトランジスタＱ４の導通接続には十分な大きさになる前に、ＤＩＡＣＤ１４が点弧されるほどの高さに上昇する。その結果インバータ１６が作動し、それによって蛍光ランプＬＡがＬＥＤに加えスイッチオンされる。インバータ１６が作動している場合に、ＬＥＤオフ装置１８がその内部に設けられているトランスＬ２（Ｔ）の第４の巻線によって、ＬＥＤスイッチＱ３のベースが非導通にされ、それによりＬＥＤＬＤ５，ＬＤ６がターンオフされる。

図１に示されているが説明しない構成素子は本発明の理解にとって重要ではないので、ここでは詳細に説明しない。図１に示した回路装置は根本において２つの完全なエネルギ供給部、すなわち蛍光ランプ用の第１のエネルギ供給部と、交流電圧網において並列に分岐されており、６００Ｖダイオードと、前置抵抗と、スイッチングトランジスタとを備えた固有のフルブリッジ整流器を有する、少なくとも１つのＬＥＤ用の第２のエネルギ供給部とを有する。ＬＥＤスイッチはプルアップ回路を介して導通接続され、インバータが発振すると即座に逆に作用する回路によってオフされる。このために、ハーフブリッジ制御トランスＴにおける第４の巻線Ｌ２（Ｔ）によって電位フリーで作動される吸引回路が必要とされる。他の３つの巻線はインバータの２つのスイッチの制御に使用される。インバータは独立したタイミング回路、すなわち上述のインバータ始動阻止装置１９によって振動の開始が阻止される。

図１の回路装置により複数の欠点が生じる。つまり副整流器１４は、回路装置が通常の交流電圧電網に接続されるべき場合には６００Ｖについて設計しなければならない整流器である。少なくとも１つの発光ダイオードの作動時にはオーム抵抗Ｒ９だけに副整流器１４のほぼ全ての出力電圧が印加されるので、これは大きな損失電力について設計されなければならず、これによって回路装置の効率を著しく低下させる。ＬＥＤスイッチＱ３は非導通状態において、すなわちインバータ１６がアクティブである場合、６００Ｖまで阻止できなければならない。

さらなる欠点は、相互に完全に独立した３つのタイミング回路、すなわちＲ１０およびＣ６からなるＬＥＤオフ遅延回路、Ｒ１およびＣ１からなるインバータ始動回路、ならびにインバータ始動遅延装置１９が存在することである。これら３つ全てのタイミング回路は共通の１つの二者択一プロセスによって制御されるべきものである。このシステムは、関与する全ての構成素子を正確に設計することでしか円滑に機能せず、したがって回路全体は構成素子の公差および製造公差に対して極端に耐性がない。

従って本発明が基礎とする課題は、一層有利な効率を達成することができ、公差に対する回路の感度を低減することができ、また実現のために廉価な構成素子を使用することができるように、冒頭で述べた回路装置および冒頭で述べた方法を発展させることである。

発明の開示
この課題は、請求項１に記載されている特徴を備えた回路装置および請求項１６に記載されている特徴を備えた方法により解決される。

本発明が基礎とする着想は、始動コンデンサがもはや主整流器から充電されずに副整流器から充電される場合に上記の課題を解決できるということである。したがって、始動コンデンサは副整流器の第１の出力端子と第２の出力端子との間に接続されるべきである。さらには始動コンデンサに並列に、少なくとも１つのＬＥＤとＬＥＤスイッチのための第１の端子および第２の端子を有する直列回路が配置されている。ＬＥＤスイッチは制御電極、作用電極および参照電極を有する。副整流器は単に、始動装置、すなわち例えばＤＩＡＣの点弧には十分な電圧について設計されている。従来技術による副整流器の場合よりもファクタ１０低い電圧が低下する。その限りにおいてＬＥＤスイッチを著しく低い阻止電圧について設計することができる。従来技術からのオーム抵抗Ｒ９はもはや必要ない。さらにはタイミング制御部をより簡単に構成することができる。ＬＥＤが照明している間、すなわちコンデンサＣ１、したがって始動装置に印加される電圧が始動装置の点弧電圧よりも低い間、蛍光ランプを起動させることはできない。さらには、始動装置の第２の端子およびプルダウン回路の第２の端子を副整流器の第１の出力端子と接続することができる。これにより、蛍光ランプが照明している場合には、始動コンデンサがプルダウン回路を介して放電されるので、少なくとも１つのＬＥＤに印加される電圧はその順方向電圧を下回り、それにより少なくとも１つのＬＥＤは確実にターンオフされている。

これと共にさらには、従来技術においては必要とされた２つの副トランジスタはもはや必要とされず、１つあれば十分である。インバータのスイッチのための駆動制御トランスにおける、蛍光ランプの駆動に非常に不利に作用する第４の巻線を同様に省略することができる。始動回路との接続によって、ＬＥＤの駆動に必要とされる全ての部分回路は始動装置の点弧電圧に確実に制限されている。回路ロジックは始動コンデンサにおける電圧レベルと可逆に一義的に関連付けられており、少なくとも１つのＬＥＤのスイッチのターンオンのみがタイミング制御される。これによって不所望なスイッチング組み合わせは確実に排除されている。さらには、タイミング制御プルアップが適切に接続されていることにより、電源ダイオード（従来技術におけるダイオードＤ９）は省略される。ＬＥＤスイッチのベースからの電荷を吸収するためのスイッチング素子と同様にプルアップ抵抗Ｒ１を省略することができる。

殊に有利には、本発明による回路装置はさらにタイミング素子を有し、このタイミング素子の入力側は入力側の第１の入力端子および／または第２の入力端子と接続されており、タイミング素子の第１の出力端子はＬＥＤスイッチの制御電極と接続されており、タイミング素子の第２の出力端子はＬＥＤスイッチの参照電極と接続されている。このタイミング制御部は固有のトランジスタ無しでも機能し、むしろ、少なくとも１つのＬＥＤに直列に配置されているＬＥＤスイッチを制御する。したがってタイミング制御部を非常に僅かなコストで実現することができる。

有利には、タイミング素子はその第１の出力端子と第２の出力端子との間に、タイミングコンデンサおよび第１のオーム抵抗の並列回路を有し、タイミング素子はさらにその入力側と第１の出力端子との間に接続されている第２のオーム抵抗を有し、並列回路において降下する電圧はタイミング素子の出力側に印加されている。第１のオーム抵抗とタイミングコンデンサの並列回路によって、ＬＥＤスイッチの制御電極に印加される電圧が交流電圧供給部の遮断後に降下することを保証することができ、これに対して、始動コンデンサにはオーム抵抗が並列に接続されていないので始動コンデンサに蓄積されている電荷は長期間維持され続ける。第２のオーム抵抗は「タップされた」供給交流電圧をＬＥＤスイッチを制御するためのレベルにする。

有利には、タイミング素子がさらに第３のオーム抵抗を有し、第２のオーム抵抗は入力側の第１の入力端子とタイミング素子の第１の出力端子との間に接続されており、第３のオーム抵抗は入力側の第２の入力端子とタイミング素子の第１の出力端子との間に接続されている。これによって、少なくとも１つのＬＥＤの確実なターンオンを、入力側に印加されている供給交流電圧がどの段階に存在するかに依存せずに保証することができる。

さらに有利には、タイミング素子の２つの出力端子の間には第１のダイオードが接続されており、この第１のダイオードはタイミングコンデンサからタイミング素子の出力側への電流の流れを阻止するように設計されている。このことは、ＬＥＤスイッチの駆動制御は第２のオーム抵抗または第３のオーム抵抗のみを介して行われることを保証する。すなわち第１のダイオードによって、タイミングコンデンサからＬＥＤスイッチの制御電極に電荷が到達することはなくなる。

さらに有利には、タイミング素子の２つの出力端子の間にはオーム分圧器が接続されており、この分圧器のタップはＬＥＤスイッチの制御電極と接続されている。この分圧器はＬＥＤスイッチの制御電極と参照電極との間の電位を擬似人工的に高めるために使用される。この実施形態の発展形態においては、タイミング素子の第１の出力端子とＬＥＤスイッチの制御電極との間に接続されている分圧器の一部が第２のダイオードを有し、この第２のダイオードはＬＥＤスイッチの制御電極からタイミング素子の出力側への電流の流れを阻止するように設計されている。これによって、ＬＥＤスイッチの制御電極および参照電極とタイミング素子のそれぞれの第２の出力端子との間の抵抗によってのみ（すなわち前述の分圧器の下側の部分によって）ＬＥＤスイッチの制御電極が遮断され、このことは回路の公差特性にとって有利である。さらに、ＬＥＤスイッチのターンオフが加速される。何故ならば、タイミング素子の入力側における電圧降下へのＬＥＤスイッチの制御の反応が殊にディジタル化されるからである。いずれも、タイミング素子によって相応に要求される場合には、ＬＥＤスイッチを確実且つ高速にターンオフする。

本発明による回路装置がさらに、ＬＥＤスイッチの作用電極とタイミング素子の第１の出力端子との間の電気的な接続部を有し、この接続部はＬＥＤスイッチの電流を減衰させるように構成されている場合には有利であることが分かった。これによって有利には、ＬＥＤスイッチが決して飽和せず、これによって例えば高速で殊に確実にターンオフされることが達成される。何故ならば、このプロセスはＬＥＤスイッチの蓄積時間に依存しなくなっているからである。ターンオフ自体は確かに「急峻」ではなくなるが、これに対し公差に依存するタイミング遅延は最小にされている。

別の有利な実施形態は、ＬＥＤスイッチの作用電極が第３のダイオードを介してタイミング素子の第１の出力端子と接続されており、この第３のダイオードはＬＥＤスイッチにとっての飽和防止ダイオードとして機能するように設計されている。この場合にはＬＥＤスイッチの依然として高速な起動が保証されており、すなわち電流の減衰を伴う僅かな欠点が依然として解決されており、反対に蛍光ランプが依然として確実に起動されることが保証されている。また第３のダイオードは始動コンデンサにより多く存在する電荷の安定化に使用される。

さらに有利には、タイミング素子および始動コンデンサが始動コンデンサの充電状態から出発して所定の限界値を下回るように設計されており、回路装置に供給交流電圧が印加された後には、始動装置のトリガには十分な電圧が始動コンデンサに印加される前にＬＥＤスイッチをターンオンさせる。したがって、回路装置が遮断状態にある場合には、スイッチＳのスイッチオン後に先ず少なくとも１つのＬＥＤがターンオンされる。スイッチＳは殊に例えば通常の壁スイッチでよい。始動コンデンサに始動装置のトリガに十分な電圧が印加される前にＬＥＤスイッチの導通が開始され、それと共に始動コンデンサにおける電圧は内在的に少なくとも１つのＬＥＤの順方向電圧およびＬＥＤスイッチの駆動電圧に関連付けられているので、蛍光ランプはスイッチオフされたままである。

この関係においてさらに有利には、タイミング素子および始動コンデンサが始動コンデンサの充電状態から出発して所定の限界値を上回るように設計されており、供給交流電圧の印加後には、ＬＥＤスイッチのターンオンに十分な電圧がＬＥＤスイッチの制御電極に印加される前に始動装置がトリガされる。その後、既に短時間駆動された本発明による回路装置が短時間スイッチオフされ、また再びスイッチオンされると、始動コンデンサはタイミングコンデンサに比べてより多くの電荷を維持している。いずれのコンデンサも再び充電されるが、ここでは始動コンデンサにはより多くの電荷が存在することに基づき、ＬＥＤスイッチの制御電極にＬＥＤスイッチのターンオンに十分な電圧が印加される前に始動装置のトリガに必要とされる電圧に達している。これによって、始動装置がトリガされ、蛍光ランプが駆動される。その結果、ＬＥＤスイッチの制御電極と参照電極との間の電圧は、ＬＥＤスイッチが導通状態になる程度にまで増加するにもかかわらずＬＥＤはターンオフ状態に留まる。何故ならば、始動コンデンサにおける電圧を表す、少なくとも１つのＬＥＤへの給電電圧は始動装置のトリガ後に、プルダウン回路に基づき、少なくとも１つのＬＥＤおよび１つのＬＥＤスイッチを流れる電流を運ぶためには十分である小さい値に低下されるからである。

有利には、プルダウン回路はオーム抵抗およびダイオードの直列回路を有する。プルダウン抵抗は従来技術におけるプルアップ抵抗よりも低い電圧について設計することができ、したがって廉価に実現することができる。

有利な実施形態においては、入力側の第１の入力端子と副整流器の第１の入力端子との間に第１のコンデンサが接続されており、入力側の第２の入力端子と副整流器の第２の入力端子との間に第２のコンデンサが接続されている。これらのコンデンサは主整流器による主給電部と副整流器による副給電部との間のＤＣ導電分離機能、ならびに少なくとも１つのＬＥＤを流れる電流の電流制限機能（Ｉ_LED＝（Ｃ_L1／２）＊δＵ_N／δｔ）を担う。有利には、副整流器の第１の入力端子と第２の入力端子との間に第３のコンデンサが接続されている。この第３のコンデンサはＥＭＶコンデンサとして機能し、第１のコンデンサおよび第２のコンデンサに直列に接続されている。したがって第３のコンデンサには非常に低い電圧しか印加されないので、安全性に対する要求が低く、この第３のコンデンサを非常に廉価に実現することができる。第１のコンデンサおよび第２のコンデンサは有利には同じ大きさである。

最後に、副整流器の出力側において、始動装置のトリガ電圧の最大で１１０％の電圧、殊に最大で３５Ｖに相当する電圧が供給される場合には有利である。したがって副整流器は、従来技術から公知の回路装置における副整流器のように、電圧の一部について設計されている。

別の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。本発明による回路装置に関連させて説明した有利な実施形態およびそれらの利点は、適用可能である限り、本発明による方法にも相応に当てはまる。

以下では、添付の図面を参照しながら本発明による回路装置の実施例を詳細に説明する。

従来技術から公知である、少なくとも１つのＬＥＤおよび少なくとも１つの蛍光ランプを駆動させるための回路装置の概略図を示す。本発明による回路の概略図を示す。プルダウン回路に関する実施例の概略的な構造を示す。図２の本発明による回路装置の一部の概略的な詳細図を示す。図４に対して修正された、ＬＥＤスイッチの駆動制御部の概略図を示す。図５によるＬＥＤスイッチの駆動制御を実現する際の、図２および図４の種々のパラメータの時間的な経過を示す。

発明の有利な実施形態
以下において、同一の構成要素または機能的に等しい構成要素については、図１を参照して既に説明した参照番号を使用する。それらの構成要素については、簡略化のため再度説明はしない。

図には、本発明による回路装置の概略的な構造を示す。入力端子Ｅ１，Ｅ２はスイッチＳを介して、殊に電源電圧部を表す供給交流電圧部Ｕ_Nと接続可能である。入力端子Ｅ１およびＥ２は主整流器１２と接続されている。さらに、入力端子Ｅ１は第１のコンデンサＣ_S1を介して副整流器１４の第１の入力端子と接続されており、第２の入力端子Ｅ２は第２のコンデンサＣ_S2を介して副整流器１４の第２の入力端子と接続されている。さらに副整流器の２つの入力側の間にはＸキャパシタＣ_X1が接続されている。これらのコンデンサＣ_S1，Ｃ_S2およびＣ_X1の組み合わせは、図１のコンデンサＣ_Xに相当する。主整流器１２の出力電圧はコンデンサＣ₃によってサポートされ、インバータ１６に供給される。インバータ１６の出力側は蛍光ランプＬＡと接続されており、コンデンサＣ５は点火コンデンサとして設けられている。主整流器１２の入力端子Ｅ１，Ｅ２はさらにタイミング素子２０の入力側と接続されており、このタイミング素子２０の第１の出力端子はＬＥＤスイッチＱ３の制御電極と接続されており、第２の出力端子はＬＥＤスイッチＱ３の参照電極と接続されている。破線で示しているように、さらにタイミング素子２０をＬＥＤスイッチＱ３の作用電極と接続することも可能である。副整流器１４の２つの出力側Ａ１３とＡ１４との間には始動コンデンサＣ１が接続されており、この始動コンデンサＣ１に電圧Ｕ_C1が蓄積されている。始動コンデンサＣ１に並列に、複数のＬＥＤ（ここでは例示的にＬＥＤＬＤ５およびＬＥＤ６が示されている）からなる直列回路ならびにＬＥＤスイッチＱ３の作用電極−参照電極の区間が接続されている。電圧Ｕ_C1はさらにＤＩＡＣＤ１４の端子に印加されており、このＤＩＡＣＤ１４の他方の端子はインバータ１６のスイッチの制御電極と接続されている。図示していない少なくとも２つのスイッチを含むインバータ１６の中点にはプルダウン回路２２を介して同様に電圧Ｕ_C1が印加されている。

図３は、プルダウン回路２２に関する実施例を示す。このプルダウン回路２２はオーム抵抗Ｒ_PDおよびダイオードＤ_PDからなる直列回路を含む。この直列回路は、一方では電圧Ｕ_C1の正極と接続されており、他方では電圧Ｕ_Mが印加されているインバータのブリッジ回路の中点と接続されている。

図４は、図２の回路装置の一部の詳細を示す。タイミング制御部２０が破線で示されており、その一方の入力側は入力端子Ｅ１と接続されており、他方の入力側は入力端子Ｅ２と接続されている。それぞれの入力端子と点Ｐ_Zとの間にはそれぞれオーム抵抗Ｒ_8a，Ｒ_8bが接続されている。これら２つのオーム抵抗は、どの段階でオン時の供給交流電圧Ｕ_Nがまさに存在しているかに依存せずに、ＬＥＤスイッチＱ３の適切な制御を保証するために使用される。点Ｐ_Zにおける電圧を以下では参照符号Ｕ_Zで表す。

点Ｐ_ZはダイオードＤ７を介して、またオーム抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ６からなる並列回路を介してアース電位と接続されている。ダイオードＤ７は、電荷が抵抗Ｒ_8a，Ｒ_8bの一方のみを介してＬＥＤスイッチＱ３の制御電極に達すること、すなわち殊にコンデンサＣ６からは電荷が到達しないことを保証する。点Ｐ_Zには抵抗Ｒ２３およびＲ１３を含む分圧器がさらに接続されており、この分圧器のタップはタイミング制御部２０の出力端子Ａ_Z1を表し、この出力端子Ａ_Z1はＬＥＤスイッチＱ３の制御電極と接続されている。タイミング制御部２０の第２の出力端子Ａ_Z2は基準電位によって形成される。

図５は、タイミング制御部２０の択一的な実施形態を示す。ここでは点Ｐ_Zとタイミング制御部２０の第１の出力端子Ａ_Z1との間に、オーム抵抗Ｒ２３の代わりにダイオードＤ２３が配置されている。点Ｐ_ZはさらにダイオードＤ３３を介してＬＥＤスイッチＱ３の作用電極、すなわちここではコレクタと接続されている。ダイオードＤ３３はＬＥＤスイッチＱ３の飽和防止ダイオードとして機能する。これによって、ＬＥＤスイッチＱ３がより高速にオフになり、また逆に蛍光ランプＬＡがより確実に立ち上がることが保証される。それと共にこの飽和防止ダイオードは始動コンデンサＣ１においてより多く存在する電荷の安定化に使用される。

図６は、本発明による回路装置の複数のパラメータの時間的な経過を示し、ここではタイミング制御部２０内に飽和防止ダイオードＤ３３を備えたヴァリエーションを使用した。１番上の経過はスイッチＳの状態を表す。上から２番目の経過は、ＤＩＡＣＤ１４における電圧に相当する、始動コンデンサＣ１における電圧を表す。上から３番目の経過は蛍光ランプＬＡに関するものであり、そのオン状態ないしオフ状態を表している。上から４番目の経過は点Ｐ_Zにおける電圧Ｕ_Zを表す。上から５番目の経過はＬＥＤスイッチＱ３のスイッチング状態に関するものであり、また上から６番目の経過はＬＥＤＬＤ５，ＬＤ６のスイッチング状態に関するものである。

時点ｔ₁にスイッチＳ１がスイッチオンされる。これによってコンデンサＣ１が徐々に充電され、電圧Ｕ_C1が上昇する。同様のやり方で抵抗Ｒ_8a，Ｒ_8bの一方およびダイオードＤ７を介してコンデンサＣ６が充電され、したがって同様に電圧Ｕ_Zも上昇する。電圧Ｕ_Zは時点ｔ₂において、ＬＥＤスイッチＱ３をターンオンさせる値に達する。ＬＥＤスイッチＱ３の作用電極−参照電極の区間とＬＥＤの直列回路に供給される電圧Ｕ_C1が十分に高いことにより、ＬＥＤがターンオンされる。ＬＥＤの給電によって電圧Ｕ_C1が僅かに低下する。既に時点ｔ₂では電圧Ｕ_C1がＤＩＡＣＤ１４の点弧電圧よりも低いことが重要である。時点ｔ₃にスイッチＳがターンオフされると、これによりＬＥＤスイッチＱ３も遮断される。これによって、もはやＬＥＤに電流が流れることはなくなる。つまりはＬＥＤも同様にターンオフされる。

オーム抵抗の並列抵抗が欠如していることにより、また有利にはＬＥＤスイッチを用いるＬＥＤの高速な遮断によって、時点ｔ₄まで始動コンデンサＣ１における電圧Ｕ_C1はほぼ一定に維持されることが重要である。これに対し、タイミングコンデンサＣ６はオーム抵抗Ｒ４を介して放電するので電圧Ｕ_Zは低下する。時点ｔ₄においてスイッチＳが再びスイッチオンされると、始動コンデンサＣ１はタイミングコンデンサＣ６に比べて多くの電荷を有する。電圧Ｕ_C1は再び上昇し、また同様に電圧Ｕ_Zも上昇する。時点ｔ₅では、ＤＩＡＣＤ１４に印加される電圧に等しい電圧Ｕ_C1はＤＩＡＣが点弧するほど大きい。これによって電圧Ｕ_C1は差し当たりピーク値のほぼ３分の１に低下する。つまり、インバータ１６は始動され、蛍光ランプＬＡがオンされる。それと同時に前述のプルダウン回路が作動し、始動コンデンサＣ１をほぼ０ボルトにまで放電させる。時点ｔ₆において電圧Ｕ_ZはスイッチＱ３の導通に十分な値を再び有しているにもかかわらず、電圧Ｕ_C1の低下に起因してＬＥＤへの給電は行われないのでＬＥＤは遮断されたままである。時点ｔ₇にスイッチＳが再びスイッチオフされると、これにより蛍光ランプＬＡおよびＬＥＤスイッチＱ３がターンオフされる。

時点ｔ₁から時点ｔ₇までの経過は、先ずＬＥＤがターンオンされ、続いて蛍光ランプＬＡがスイッチオンされるプロセスを示しているが、時点ｔ₈から時点ｔ₁₃までの経過は、ＬＥＤＬＤ５，ＬＤ６を先行してターンオンさせない蛍光ランプＬＡのみのスイッチオンをどのように達成することができるかを示す。このために時点ｔ₈にスイッチＳがスイッチオンされる。その結果、電圧Ｕ_C1および電圧Ｕ_Zが上昇する。スイッチＳが既に時点ｔ₉において、すなわち電圧Ｕ_ZがＬＥＤスイッチＱ３の導通接続にはまだ十分ではない時点にスイッチオフされると、蛍光ランプＬＡもＬＥＤも差し当たりスイッチオフされたままである。時点ｔ₉から時点ｔ₁₀の間に始動コンデンサＣ１における電圧Ｕ_C1は実質的に一定であるが、電圧Ｕ_Zはオーム抵抗Ｒ４を介するタイミングコンデンサＣ６の放電に起因して低下する。時点ｔ₁₀にスイッチＳが再びスイッチオンされると、電圧Ｕ_C1も電圧Ｕ_Zも上昇する。始動コンデンサＣ１により多くの電荷が存在することに基づき、時点ｔ₁₁において電圧Ｕ_C1はＤＩＡＣの点弧に十分な値に達する。これによってインバータ１６が作動され、蛍光ランプＬＡがスイッチオンされる。確かに時点ｔ₁₂までに電圧Ｕ_ZもＬＥＤスイッチＱ３がターンオンされる程度にまで上昇するが、ＬＥＤに供給される電圧Ｕ_C1はプルダウン回路の動作によりほぼ０ボルトまで低下しているので、ＬＥＤはターンオフされたままである。時点ｔ₁₃にスイッチＳが再びスイッチオフされると、これにより蛍光ランプＬＡおよびＬＥＤスイッチＱ３もターンオフされる。

Claims

少なくとも１つのＬＥＤ（ＬＤ５，ＬＤ６）と少なくとも１つの蛍光ランプ（ＬＡ）を駆動させるための回路装置であって
供給交流電圧部（Ｕ_N）と接続するための第１の入力端子（Ｅ１）と第２の入力端子（Ｅ２）とを備えた入力側を有し、
第１の入力端子、第２の入力端子、第１の出力端子（Ａ１１）および第２の出力端子（Ａ１２）を備えた主整流器（１２）を有し、該主整流器（１２）の前記第１の入力端子および前記第２の入力端子は、前記供給交流電圧部（Ｕ_N）と接続するための前記第１の入力端子（Ｅ１）および前記第２の入力端子（Ｅ２）と接続されており、
第１の入力端子、第２の入力端子、第１の出力端子（Ａ１３）および第２の出力端子（Ａ１４）を備えた副整流器（１４）を有し、該副整流器（１４）の前記第１の入力端子および前記第２の入力端子は前記供給交流電圧部（Ｕ_N）と接続するための前記第１の入力端子（Ｅ１）および前記第２の入力端子（Ｅ２）と接続されており、
第１のスイッチ（Ｑ１）および第２のスイッチ（Ｑ２）からなる少なくとも１つの直列回路を備えたインバータ（１６）を有し、前記直列回路は前記主整流器（１２）の前記第１の出力端子（Ａ１１）および前記第２の出力端子（Ａ１２）と接続されており、前記インバータ（１６）の出力側は前記蛍光ランプ（ＬＡ）と接続するための少なくとも１つの端子を有し、前記第１のスイッチ（Ｑ１）および前記第２のスイッチ（Ｑ２）は制御電極と作用電極と参照電極とをそれぞれ１つ有し、
第１の端子および第２の端子を備えた始動装置（Ｄ１４）を有し、該始動装置（Ｄ１４）の第１の端子は前記インバータ（１６）の一方のスイッチの制御電極と接続されており、
第１の端子および第２の端子を備えたプルダウン回路（２２）を有し、該プルダウン回路（２２）の第１の端子は前記インバータ（１６）の出力側と接続されており、
前記始動装置（Ｄ１４）にエネルギを供給するための始動コンデンサ（Ｃ１）を有する、回路装置において、
前記始動装置（Ｄ１４）の前記第２の端子および前記プルダウン回路（２２）の前記第２の端子は前記副整流器（１４）の前記第１の出力端子（Ａ１３）と接続されており、
前記始動コンデンサ（Ｃ１）は前記副整流器（１４）の前記第１の出力端子（Ａ１３）と前記第２の出力端子（Ａ１４）との間に接続されており、
前記始動コンデンサ（Ｃ１）に並列に、前記少なくとも１つのＬＥＤ（ＬＤ５，ＬＤ６）およびＬＥＤスイッチ（Ｑ３）に接続するための第１の端子および第２の端子を有する直列回路が配置されており、前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）は制御電極、作用電極および参照電極を有することを特徴とする、回路装置。
さらにタイミング素子（２０）を有し、該タイミング素子（２０）の入力側は前記入力側の前記第１の入力端子（Ｅ１）および／または前記第２の入力端子（Ｅ２）と接続されており、前記タイミング素子（２０）の第１の出力端子（Ａ_Z1）は前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）の前記制御電極と接続されており、前記タイミング素子（２０）の第２の出力端子（Ａ_Z2）は前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）の参照電極と接続されている、請求項１記載の回路装置。
前記タイミング素子（２０）は該タイミング素子（２０）の前記第１の出力端子（Ａ_Z1）と該タイミング素子（２０）の前記第２の出力端子（Ａ_Z2）との間に、タイミングコンデンサ（Ｃ６）および第１のオーム抵抗（Ｒ４）の並列回路を有し、前記タイミング素子（２０）はさらに該タイミング素子（２０）の入力側と該タイミング素子（２０）の前記第１の出力端子（Ａ_Z1）との間に接続されている第２のオーム抵抗（Ｒ_8b）を有し、前記並列回路において降下する電圧は前記タイミング素子（２０）の出力側（Ａ_Z1，Ａ_Z2）に印加されている、請求項２記載の回路装置。
前記タイミング素子（２０）はさらに第３のオーム抵抗（Ｒ_8a）を有し、前記第２のオーム抵抗（Ｒ_8b）は前記入力側の前記第１の入力端子（Ｅ１）と前記タイミング素子（２０）の前記第１の出力端子（Ａ_Z1）との間に接続されており、前記第３のオーム抵抗（Ｒ_8a）は前記入力側の前記第２の入力端子（Ｅ２）と前記タイミング素子（２０）の前記第１の出力端子（Ａ_Z1）との間に接続されている、請求項３記載の回路装置。
前記タイミング素子（２０）の前記第１の出力端子（Ａ_Z1）と前記第２の出力端子（Ａ_Z2）との間には第１のダイオード（Ｄ７）が接続されており、該第１のダイオード（Ｄ７）は前記タイミングコンデンサ（Ｃ６）から前記タイミング素子（２０）の前記第１の出力端子（Ａ_Z1）への電流の流れを阻止するように設計されている、請求項２から４までのいずれか１項記載の回路装置。
前記タイミング素子（２０）の前記第１の出力端子（Ａ_Z1）と前記第２の出力端子（Ａ_Z2）との間にはオーム分圧器（Ｒ₂₃，Ｒ₁₃）が接続されており、該分圧器（Ｒ₂₃，Ｒ₁₃）のタップは前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）の前記制御電極と接続されている、請求項２から５までのいずれか１項記載の回路装置。
前記タイミング素子（２０）の前記第１の出力端子（Ａ_Z1）と前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）の前記制御電極との間に接続されている前記分圧器（Ｒ₁₂，Ｒ₂₃）の一部は第２のダイオード（Ｄ２３）を有し、該第２のダイオード（Ｄ２３）は前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）の前記制御電極から前記タイミング素子（２０）の出力側（Ｐ_Z）への電流の流れを阻止するように設計されている、請求項６記載の回路装置。
前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）の前記作用電極と前記タイミング素子（２０）の前記第１の出力端子（Ａ_Z1）との電気的な接続部をさらに有し、該接続部は前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）の電流を減衰させるように構成されている、請求項２から７までのいずれか１項記載の回路装置。
前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）の前記作用電極が第３のダイオード（Ｄ３３）を介して前記タイミング素子（２０）の第１の出力端子（Ｐ_Z）と接続されており、前記第３のダイオード（Ｄ３３）は前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）にとっての飽和防止ダイオードとして機能するように設計されている、請求項７または８記載の回路装置。
前記タイミング素子（２０）および前記始動コンデンサ（Ｃ１）は、該始動コンデンサ（Ｃ１）の充電状態から出発して所定の限界値を下回るように設計されており、回路装置に供給交流電圧（Ｕ_N）が印加された後には、前記始動装置（Ｄ１４）のトリガには十分な電圧が前記始動コンデンサ（Ｃ１）に印加される前に前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）をターンオンさせる、請求項２から９までのいずれか１項記載の回路装置。
前記タイミング素子（２０）および前記始動コンデンサ（Ｃ１）は、該始動コンデンサ（Ｃ１）の充電状態から出発して所定の限界値を上回るように設計されており、回路装置に供給交流電圧（Ｕ_N）が印加された後には、前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）のターンオンには十分な電圧が該ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）の前記制御電圧に印加される前に、前記始動装置をトリガさせる、請求項２から１０までのいずれか１項記載の回路装置。
前記プルダウン回路（２２）はオーム抵抗（Ｒ_PD）およびダイオード（Ｄ_PD）の直列回路を有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の回路装置。
前記入力側の前記第１の入力端子（Ｅ１）と前記副整流器（１４）の前記第１の入力端子との間に第１のコンデンサ（Ｃ_S1）が接続されており、前記入力側の前記第２の入力端子（Ｅ２）と前記副整流器（１４）の前記第２の入力端子との間に第２のコンデンサ（Ｃ_S2）が接続されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の回路装置。
前記副整流器（１４）の前記第１の入力端子と前記第２の入力端子との間に第３のコンデンサ（Ｃ_X1）が接続されている、請求項１３記載の回路装置。
前記副整流器（１４）の出力側において、前記始動装置（Ｄ１４）のトリガ電圧の最大で１１０％の電圧、殊に最大で３５Ｖに相当する電圧が供給されるよう前記副整流器（１４）は設計されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の回路装置。
回路装置における少なくとも１つのＬＥＤ（ＬＤ５，ＬＤ６）と少なくとも１つの蛍光ランプ（ＬＡ）を駆動させるための方法であって
前記回路装置は、
供給交流電圧部（Ｕ_N）と接続するための第１の入力端子（Ｅ１）と第２の入力端子（Ｅ２）とを備えた入力側を有し、
第１の入力端子、第２の入力端子、第１の出力端子（Ａ１１）および第２の出力端子（Ａ１２）を備えた主整流器（１２）を有し、該主整流器（１２）の前記第１の入力端子および前記第２の入力端子は、前記供給交流電圧部（Ｕ_N）と接続するための前記第１の入力端子（Ｅ１）および前記第２の入力端子（Ｅ２）と接続されており、
第１の入力端子、第２の入力端子、第１の出力端子（Ａ１３）および第２の出力端子（Ａ１４）を備えた副整流器（１４）を有し、該副整流器（１４）の前記第１の入力端子および前記第２の入力端子は前記供給交流電圧部（Ｕ_N）と接続するための前記第１の入力端子（Ｅ１）および前記第２の入力端子（Ｅ２）と接続されており、
第１のスイッチ（Ｑ１）および第２のスイッチ（Ｑ２）からなる少なくとも１つの直列回路を備えたインバータ（１６）を有し、前記直列回路は前記主整流器（１２）の前記第１の出力端子（Ａ１１）および前記第２の出力端子（Ａ１２）と接続されており、前記インバータ（１６）の出力側は前記蛍光ランプ（ＬＡ）と接続するための少なくとも１つの端子を有し、前記第１のスイッチ（Ｑ１）および前記第２のスイッチ（Ｑ２）は制御電極と作用電極と参照電極とをそれぞれ１つ有し、
第１の端子および第２の端子を備えた始動装置（Ｄ１４）を有し、該始動装置（Ｄ１４）の第１の端子は前記インバータ（１６）の一方のスイッチの制御電極と接続されており、
第１の端子および第２の端子を備えたプルダウン回路（２２）を有し、該プルダウン回路（２２）の第１の端子は前記インバータ（１６）の出力側と接続されており、
前記始動装置（Ｄ１４）にエネルギを供給するための始動コンデンサ（Ｃ１）を有し、前記始動装置（Ｄ１４）の前記第２の端子および前記プルダウン回路（２２）の前記第２の端子は前記副整流器（１４）の前記第１の出力端子（Ａ１３）と接続されており、前記始動コンデンサ（Ｃ１）は前記副整流器（１４）の前記第１の出力端子（Ａ１３）と前記第２の出力端子（Ａ１４）との間に接続されており、前記始動コンデンサ（Ｃ１）に並列に、前記少なくとも１つのＬＥＤ（ＬＤ５，ＬＤ６）およびＬＥＤスイッチ（Ｑ３）に接続するための第１の端子および第２の端子を有する直列回路が配置されており、前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）は制御電極、作用電極および参照電極を有し、
タイミングコンデンサを備えたタイミング素子（２０）を有し、
供給交流電圧（Ｕ_N）の印加後に、
ａ１）前記タイミングコンデンサ（Ｃ６）および前記始動コンデンサ（Ｃ１）を充電するステップと、
ａ２）前記タイミングコンデンサ（Ｃ６）において降下する電圧（Ｕ_Z）を前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）の前記制御電圧に印加するステップと、
ａ３）前記始動コンデンサ（Ｃ１）において降下した電圧（Ｕ_C1）を前記始動装置（Ｄ１４）に印加するステップとを実施する、回路装置における少なくとも１つのＬＥＤ（ＬＤ５，ＬＤ６）と少なくとも１つの蛍光ランプ（ＬＡ）を駆動させるための方法において、
前記始動コンデンサ（Ｃ１）の充電状態に依存して、
ｂ１）前記始動コンデンサ（Ｃ１）の前記充電状態が、供給交流電圧（Ｕ_N）の印加前は所定の限界値を下回っていた場合には、前記始動装置（Ｄ１４）をトリガすることなく、前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）をターンオンし、それと共に前記少なくとも１つのＬＥＤ（ＬＤ５，ＬＤ６）をターンオンするステップ、
ｂ２）前記始動コンデンサ（Ｃ１）の前記充電状態が、供給交流電圧（Ｕ_N）の印加前は所定の限界値を上回っていた場合には、前記ＬＥＤスイッチ（Ｑ３）がターンオフされた状態、それと共に前記少なくとも１つのＬＥＤ（ＬＤ５，ＬＤ６）がターンオフされた状態において、前記始動装置（Ｄ１４）をトリガし、それと共に前記蛍光ランプ（ＬＡ）をスイッチオンするステップを実施することを特徴とする、回路装置における少なくとも１つのＬＥＤ（ＬＤ５，ＬＤ６）と少なくとも１つの蛍光ランプ（ＬＡ）を駆動させるための方法。