JP2010533938A - Circuit apparatus and method for operating a discharge lamp - Google Patents
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Abstract
本発明は、放電ランプ（ＥＬ）を作動させる回路装置に関する。この回路装置は、整流器（ＧＬ）を具備しており、当該整流器は第１の入力端子と第２の入力端子を、供給交流電圧との結合のために有しており、第１の出力端子と第２の出力端子を動作直流電圧（ＵＺＷ）を供給するために有しており；自由振動するハーフブリッジインバータを有しており、当該ハーフブリッジインバータは、電圧制御される２つの電子スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）の直列回路を有しており、当該直列回路は整流器（ＧＬ）の第１の出力端子と第２の出力端子の間に結合されており、ここで第１の電子スイッチ（Ｔ１）と第２の電子スイッチ（Ｔ２）との間には、ハーフブリッジ中心点（ＨＢ）が形成されている；前記インバータ（Ｔ１、Ｔ２）の自由振動発振を開始させるための始動回路を有しており、ここで当該始動回路は、第１と第２の出力端子を備えた駆動回路（ＡＳ）を含んでおり、ここで当該駆動回路（ＡＳ）の前記第１の出力端子は、前記第１の電子スイッチ（Ｔ１）および第２の電子スイッチ（Ｔ２）の制御電極と結合されており、さらに前記始動回路は第１と第２の接続端子を備えた始動コンデンサ（Ｃ５）を含んでおり、前記始動コンデンサ（Ｃ５）の第１の接続端子は、一方では第１のオーム抵抗（Ｒ１）を介して、前記整流器（ＧＬ）の第１の出力端子と結合されており、他方では前記駆動回路（ＡＳ）の第２の出力端子と結合されており；前記始動コンデンサの第２の接続端子は、前記ハーフブリッジ中心点（ＨＢ）と結合されており；当該ハーフブリッジ中心点（ＨＢ）はプルダウン抵抗（Ｒ２）を介して、前記整流器（ＧＬ）の第２の出力端子と結合されている。本発明はさらに、この種の回路装置での、放電ランプを作動させる方法に関する。The present invention relates to a circuit device for operating a discharge lamp (EL). The circuit device includes a rectifier (GL), the rectifier having a first input terminal and a second input terminal for coupling with a supply AC voltage, and a first output terminal. And a second output terminal for supplying an operating DC voltage (U ZW ); a free-oscillating half-bridge inverter, the half-bridge inverter having two electronic switches that are voltage controlled (T1, T2) having a series circuit, the series circuit being coupled between the first output terminal and the second output terminal of the rectifier (GL), wherein the first electronic switch ( A half-bridge center point (HB) is formed between T1) and the second electronic switch (T2); a starting circuit for starting free oscillation of the inverters (T1, T2) is provided. Where Includes a drive circuit (AS) having first and second output terminals, where the first output terminal of the drive circuit (AS) is the first electronic switch (T1) and Coupled with the control electrode of the second electronic switch (T2), the starter circuit further includes a starter capacitor (C5) having first and second connection terminals, the starter capacitor (C5) The first connection terminal is coupled on the one hand with a first output terminal of the rectifier (GL) via a first ohmic resistor (R1), and on the other hand a second connection of the drive circuit (AS). Coupled to the output terminal; the second connection terminal of the starting capacitor is coupled to the half-bridge center point (HB); the half-bridge center point (HB) via a pull-down resistor (R2) The second of the rectifier (GL) Is coupled to the output terminal. The invention further relates to a method for operating a discharge lamp in such a circuit arrangement.
Description
技術分野
本発明は、放電ランプを作動させる回路装置に関する。この回路装置は整流器を具備しており、この整流器は第１の入力端子と第２の入力端子を、給電交流電圧との結合のために有しており、第１の出力端子と第２の出力端子を動作直流電圧を供給するために有している。さらにこの回路装置は、自由振動するハーフブリッジインバータを有しており、このハーフブリッジインバータは、電圧制御される２つの電子スイッチの直列回路を有しており、この直列回路は整流器の第１の出力端子と第２の出力端子の間に結合されている。ここで、第１の電子スイッチと第２の電子スイッチとの間には、ハーフブリッジ中心点が形成されている。さらにこの回路装置は、インバータの自由振動発振を開始させるための始動回路を有しており、ここでこの始動回路は、第１と第２の出力端子を備えた駆動回路を含んでおり、ここでこの駆動回路の第１の出力端子は、第１および第２の電子スイッチの制御電極と結合されており、さらに始動回路は第１と第２の出力端子を備えた始動コンデンサを含んでいる。本発明はさらに、このような回路装置での放電ランプを作動させる方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a circuit device for operating a discharge lamp. The circuit device includes a rectifier, the rectifier having a first input terminal and a second input terminal for coupling with a feeding AC voltage, and the first output terminal and the second input terminal. An output terminal is provided for supplying an operating DC voltage. The circuit arrangement further comprises a half-bridge inverter that freely oscillates, and the half-bridge inverter comprises a series circuit of two electronic switches that are voltage controlled, the series circuit comprising a first circuit of the rectifier. Coupled between the output terminal and the second output terminal. Here, a half-bridge center point is formed between the first electronic switch and the second electronic switch. The circuit device further includes a starting circuit for starting free vibration oscillation of the inverter, wherein the starting circuit includes a driving circuit having first and second output terminals, The first output terminal of the drive circuit is coupled to the control electrodes of the first and second electronic switches, and the starting circuit further includes a starting capacitor having first and second output terminals. . The invention further relates to a method for operating a discharge lamp in such a circuit arrangement.
従来技術
全般的に本発明は、自由振動するハーフブリッジインバータを自立的に始動させるための回路装置に関する。ここでこのハーフブリッジインバータは、電圧制御されたトランジスタ、例えばＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴを、給電電圧印加時のスイッチとして有している。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention generally relates to a circuit arrangement for starting a free-running half-bridge inverter autonomously. Here, the half-bridge inverter has a voltage-controlled transistor, for example, a MOSFET or an IGBT, as a switch when a power supply voltage is applied.
独立請求項の上位概念の形成に用いられたＥＰ０９１７４１２Ｂ１号から、ハーフブリッジトランジスタの最初のスイッチオンに必要な電圧をコンデンサの充電によって供給することが既知である。このコンデンサは、ハーフブリッジインバータのトランジスタを制御する駆動回路に直列に接続されている。この直列に挿入されたコンデンサの不所望な、静止した充電状態、ひいてはハーフブリッジインバータの「スタート失敗（Haengenbleibens）」を回避するために、上述の特許においては、このコンデンサを、抵抗を介して給電網から直接的に充電することが提案されている。このような給電網接続によって、半分の給電網周波数での始動試行が、ハーフブリッジインバータの自己振動発振が開始されるまで繰り返される。上述の特許においては、２つのハーフブリッジトランジスタに対して別個の駆動回路が設けられている実施例が示されているだけである。 From EP0917412B1, which was used to form the superordinate concept of the independent claim, it is known to supply the voltage necessary for the first switch-on of the half-bridge transistor by charging a capacitor. This capacitor is connected in series to a drive circuit that controls the transistor of the half-bridge inverter. In order to avoid the undesired, stationary charging state of this capacitor inserted in series and thus the “Haengenbleibens” of the half-bridge inverter, in the above-mentioned patent this capacitor is fed via a resistor. It has been proposed to charge directly from the net. With such a power supply network connection, the start-up trial at half the power supply network frequency is repeated until the self-oscillation oscillation of the half-bridge inverter is started. In the above-mentioned patent, only an embodiment is shown in which separate drive circuits are provided for the two half-bridge transistors.
しかし、コスト削減ないしは回路装置の簡易化のために、補完的なトランジスタ（ｎチャネルおよびｐチャネル）からハーフブリッジインバータを構成することも可能である。ここで２つのトランジスタは、同じ駆動回路によって制御される。この原理は、ＥＰ０７８１０７７Ｂ１号から既知である。ここではハーフブリッジインバータを始動させるためにさらに１つのダイアックが必要である。ＥＰ０９１７４１２Ｂ１号のアイデアは、ＥＰ０７８１０７７Ｂ１号から既知の回路装置に転用される。これは、回路の始動に必要なコンデンサを、駆動回路に対して直列に接続することによって行われる。ここでは、「給電網始動（Netzanlauf）」の機能性が完全に与えられる。 However, in order to reduce costs or simplify the circuit device, it is also possible to construct a half-bridge inverter from complementary transistors (n-channel and p-channel). Here, the two transistors are controlled by the same drive circuit. This principle is known from EP 0 780 777 B1. Here, one more diac is required to start the half-bridge inverter. The idea of EP0917412B1 is diverted from EP0781077B1 to known circuit devices. This is done by connecting the capacitors necessary for starting the circuit in series with the drive circuit. Here, the functionality of “Netzanlauf” is fully given.
しかしここで、始動コンデンサの充電に必要な抵抗の端子の１つが、放電ランプの作動中に実際にハーフブリッジ中心ポテンシャルにあるのは不利である。しかし始動抵抗の別の接続端子を２つの給電網線路の１つと接続することによって、この中心ポテンシャルの高周波の矩形電圧が始動抵抗を介して給電網に加えられる。これは、結果として、装置全体の高い電波雑音値となる。なぜなら、電流が始動抵抗、ひいては高周波の、実質的に矩形のノイズ信号を通して、無線妨害フィルタを通過して、直接的に給電網内に導かれてしまうからである。これを回避するために、始動抵抗が、２つの給電網線路のうちの１つの給電網線路と接続される代わりに、正の給電電圧、いわゆる中間回路電圧を供給する整流器の接続端子と接続されると、これによって次のような欠点がもたらされる。すなわち、このような回路装置が１回の始動試行しか可能にしない、すなわち始動試行が失敗に終わると、回路が「スタートできない」。 Here, however, it is disadvantageous that one of the terminals of the resistor necessary for charging the starting capacitor is actually at the half-bridge center potential during operation of the discharge lamp. However, by connecting another connection terminal of the starting resistor to one of the two feeding network lines, a high-frequency rectangular voltage of this central potential is applied to the feeding network via the starting resistor. This results in a high radio noise value for the entire device. This is because the current is directed directly into the feed network through the radio interference filter through a starting resistor and thus a high frequency, substantially rectangular noise signal. In order to avoid this, the starting resistor is connected to the connection terminal of the rectifier supplying a positive supply voltage, the so-called intermediate circuit voltage, instead of being connected to one of the two supply network lines. This leads to the following disadvantages: That is, if such a circuit arrangement allows only one start attempt, i.e., the start attempt fails, the circuit "cannot start".
発明の開示
従って本発明の課題は、上述した様式の回路装置ないし方法を次のように改善することである。すなわち、一方では高い電波雑音値が回避され、他方では、それにもからわらず回路装置の確実な始動が、給電網電圧の印加後にでも保証されるように改善することである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to improve the circuit device or method of the above-described manner as follows. That is, on the one hand, high radio noise values are avoided, and on the other hand it is improved so that a reliable starting of the circuit device is nevertheless guaranteed even after application of the supply network voltage.
本発明は、次のような知識に基づいている。すなわち、ＥＰ０７８１０７７Ｂ１号とＥＰ０９１７４１２Ｂ１号の教示を組み合わせ、次に、給電網線路の代わりに、正の整流器出力側に始動抵抗をクランプ結合する（Umklemmen）ことによって上述の課題は解決されないという知識である。なぜなら始動コンデンサに、繰り返される始動試行を阻止する静的な電圧特性が生じるからである。従って本発明では、始動コンデンサはハーフブリッジ中心点と結合され、このハーフブリッジ中心点がプルダウン抵抗を介して、整流器の第２の出力端子と結合される。このような位置関係によって、ハーフブリッジ中心点のポテンシャルを、プルダウン抵抗を介して、失敗した始動試行後に再び、第２の整流器出力側によって供給される、負の基準電圧にすることができる。これによって始動コンデンサは新たに充電され、新たな始動試行を可能にする。このような回路装置で、それを介してコンデンサが正のポテンシャルと接続される抵抗がもはや給電網線路と接続されずに、正の整流器出力側と接続されることによって、電波ノイズが給電網内に伝わることが阻止される。 The present invention is based on the following knowledge. That is, it is the knowledge that the above-mentioned problem cannot be solved by combining the teachings of EP0781077B1 and EP0917412B1 and then clamping the starting resistor to the positive rectifier output side (Umklemmen) instead of the feeder network line. This is because the starting capacitor has a static voltage characteristic that prevents repeated starting attempts. Thus, in the present invention, the starting capacitor is coupled to the half bridge center point, which is coupled to the second output terminal of the rectifier via a pull-down resistor. Such a positional relationship allows the potential at the center point of the half bridge to be a negative reference voltage supplied by the second rectifier output side again after a failed start attempt via a pull-down resistor. This causes the starting capacitor to be newly charged and allows a new starting attempt. In such a circuit device, the resistance through which the capacitor is connected to the positive potential is no longer connected to the feed network line, but is connected to the positive rectifier output side, thereby causing radio noise in the feed network. Is prevented from being transmitted to.
有利な実施形態では回路装置はさらに、ランプチョークを有している。これは、少なくとも１つの一次側コイルを有しており、この一次側コイルは、放電ランプに対する端子と直列に結合されている。ここで駆動回路は第１と第２の端子を具備しているインダクタンスを有している。これはランプチョークの二次側コイルである。並びに、駆動回路は、第２のオーム抵抗と平行振動回路から成る直列回路を有している。この直列回路は、インダクタンスの第１端子と第２端子の間に結合されている。特に有利にはここでは、第２のオーム抵抗に対して、バイパス回路（Ueberbrueckungsschaltung）が並列に接続されている。このバイパス回路はコンデンサを含んでいる。この特に有利な構成は、回路装置を始動させるためには、給電網電圧の印加後にはじめにスイッチオンする、ハーフブリッジインバータのトランジスタの制御電圧が十分に大きくなければならない、という知識に基づいている。これは始動コンデンサが、このトランジスタのスイッチオンによって既に放電され、これによって効果的な制御電圧、すなわち始動コンデンサでの電圧の総計と駆動回路の出力電圧が傾向的に低減されるであろう場合でもある。始動コンデンサの放電開始時に、トランジスタに対する充分な制御電圧を維持することは有利には次のことによって保証される。すなわち、駆動回路が迅速に、十分な出力電圧を供給することによって保証される。このために、このコンデンサは、スイッチオンパルスの高周波数のスペクトル成分に対して非常に低い抵抗であるので、継続作動においてハーフブリッジインバータの電子スイッチを駆動するのに必要な第２のオーム抵抗がバイパスされる。コンデンサを介して流れる電荷担体によって、並列振動回路内に設けられているコンデンサを格段に迅速に充電することができる。ここれによって、はじめにスイッチオンされるべきハーフブリッジトランジスタのための充分に高い制御電圧を迅速に供給することが可能になる。 In an advantageous embodiment, the circuit arrangement further comprises a lamp choke. It has at least one primary coil, which is coupled in series with a terminal for the discharge lamp. Here, the drive circuit has an inductance having first and second terminals. This is the secondary coil of the lamp choke. The drive circuit has a series circuit including a second ohmic resistor and a parallel vibration circuit. The series circuit is coupled between the first terminal and the second terminal of the inductance. Particularly preferably, here, a bypass circuit (Ueberbrueckungsschaltung) is connected in parallel to the second ohmic resistor. This bypass circuit includes a capacitor. This particularly advantageous configuration is based on the knowledge that in order to start the circuit arrangement, the control voltage of the transistors of the half-bridge inverter, which is switched on first after application of the supply network voltage, must be sufficiently large. This is the case even if the starting capacitor is already discharged by switching on this transistor, which will tend to reduce the effective control voltage, i.e. the sum of the voltage at the starting capacitor and the output voltage of the drive circuit. is there. At the start of discharge of the starting capacitor, maintaining a sufficient control voltage for the transistor is advantageously ensured by: That is, it is ensured that the drive circuit supplies a sufficient output voltage quickly. Because of this, this capacitor has a very low resistance to the high frequency spectral components of the switch-on pulse, so that the second ohmic resistance required to drive the electronic switch of the half-bridge inverter in continuous operation is Bypassed. Due to the charge carrier flowing through the capacitor, the capacitor provided in the parallel oscillation circuit can be remarkably charged. This makes it possible to quickly supply a sufficiently high control voltage for the half-bridge transistor to be switched on first.
これによってハーフブリッジインバータのはじめにスイッチオンすべきスイッチでの制御電圧が、充分でないという危険性は、始動コンデンサの放電にもかかわらず、効果的に対処される。 This effectively addresses the danger that the control voltage at the switch to be switched on at the beginning of the half-bridge inverter is not sufficient, despite the discharge of the starting capacitor.
有利には、バイパス回路は第３のオーム抵抗を含む。これはコンデンサに対して直列接続されている。この第３のオーム抵抗は、２つの利点をもたらす：１つは、ランプチョーク上の二次側コイルが提供する電圧の矩形成分を減衰させる。これは、ランプチョークが一方では、高周波矩形信号が存在するハーフブリッジ中心点と接続され、他方では、実質的に正弦波形状の信号をランプチョークの別の端子に印加するランプと接続されていることに由来する。この第３のオーム抵抗によって、継続作動時に、実質的に正弦波形状の信号が、ハーフブリッジインバータの２つの電子スイッチの制御に使用可能になる。他方では、第３のオーム抵抗は、ハーフブリッジインバータの振動の間に可能な無駄時間を長くする。これによって、ハーフブリッジインバータのスイッチの損失の無いスイッチングが可能になる。全般的に、この第３のオーム抵抗は、第２のオーム抵抗と比べると格段に小さく構成される。 Advantageously, the bypass circuit includes a third ohmic resistor. This is connected in series with the capacitor. This third ohmic resistance provides two advantages: one attenuates the rectangular component of the voltage provided by the secondary coil on the lamp choke. This is because the lamp choke is connected on the one hand to the half-bridge center point where the high-frequency rectangular signal is present, and on the other hand to the lamp which applies a substantially sinusoidal signal to another terminal of the lamp choke. It comes from that. This third ohmic resistor allows a substantially sinusoidal signal to be used to control the two electronic switches of the half-bridge inverter during continuous operation. On the other hand, the third ohmic resistance increases the possible dead time during the vibration of the half-bridge inverter. This enables switching without loss of the switch of the half-bridge inverter. In general, the third ohmic resistance is much smaller than the second ohmic resistance.
さらに有利には、本発明の回路装置はさらにダイオードを含んでいる。これは第１には、オーム抵抗に対して並列に接続され、次のように配向される。すなわち、第１の電子スイッチが導電性に接続されている場合に、このダイオードが、第１の電子スイッチを介して始動コンデンサの放電を実現することができるように配向される。これによってこのダイオードは、始動コンデンサを、始動が成功した後に放電させる。従って、別の始動試行が回路装置の作動を妨害することはない。 More advantageously, the circuit arrangement of the present invention further includes a diode. This is first connected in parallel to the ohmic resistor and oriented as follows. That is, when the first electronic switch is conductively connected, the diode is oriented so that the starting capacitor can be discharged via the first electronic switch. This causes the diode to discharge the starting capacitor after successful starting. Thus, another starting attempt does not interfere with the operation of the circuit device.
有利な実施形態では、始動コンデンサの第１の端子が、別のオーム抵抗を介して、整流器の第２の出力端子と結合されている。この実施形態では、前の段落で述べたダイオードを設けることが不要である。始動コンデンサの放電はここでは第１と第２のオーム抵抗を介して行われる。この理由は、作動中に始動コンデンサの２つの接続端子が中央で、ちょうどハーフブリッジ電圧の半分に相当するポテンシャルにあることにある。これによって、始動コンデンサは作動中に放電される。 In an advantageous embodiment, the first terminal of the starting capacitor is coupled to the second output terminal of the rectifier via another ohmic resistor. In this embodiment, it is not necessary to provide the diode described in the previous paragraph. Here, the starting capacitor is discharged via first and second ohmic resistors. The reason for this is that, during operation, the two connection terminals of the starting capacitor are in the middle, at a potential that corresponds to exactly half the half-bridge voltage. This discharges the starting capacitor during operation.
ここで、駆動回路の第１の出力端子と、第２の電子スイッチの制御電極との間に結合されている別のコンデンサが設けられているのは有利である。始動コンデンサの純粋なオーム放電時には、電圧が始動コンデンサを介して減衰するまで少し時間がかるので、駆動回路の出力電圧は正のオフセット成分を有している。このオフセット成分は、第２のトランジスタのスイッチオンに対向して作用する。なぜなら、第２のトランジスタのために使用可能な制御電圧は、このオフセット成分によって低減されるからである。提案された別のコンデンサは、結合コンデンサとして作用し、上述したオフセット電圧になる。第２の電子スイッチの制御電極と作動電極の間に結合されているオプショナルの別のオーム抵抗によって、駆動回路の出力電圧の純粋な交流電圧成分が下降する。これによって、迅速に十分に、負の電圧が、第２のトランジスタの制御のために得られる。 Here, it is advantageous if another capacitor is provided which is coupled between the first output terminal of the drive circuit and the control electrode of the second electronic switch. During pure ohmic discharge of the starting capacitor, it takes some time for the voltage to decay through the starting capacitor, so the output voltage of the drive circuit has a positive offset component. This offset component acts opposite to the switch-on of the second transistor. This is because the control voltage that can be used for the second transistor is reduced by this offset component. Another proposed capacitor acts as a coupling capacitor, resulting in the offset voltage described above. An optional additional ohmic resistor coupled between the control electrode and the working electrode of the second electronic switch lowers the pure AC voltage component of the output voltage of the drive circuit. This quickly and sufficiently gives a negative voltage for the control of the second transistor.
ハーフブリッジインバータの２つの電子スイッチは、補完的な極性のトランジスタであっても、同じ極性のトランジスタであってもよい。補完的な極性のトランジスタの使用は、駆動回路が１つだけ設けられればよいという利点を提供する。 The two electronic switches of the half-bridge inverter may be complementary polar transistors or the same polarity transistors. The use of complementary polarity transistors offers the advantage that only one drive circuit need be provided.
別の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。 Further advantageous embodiments are described in the dependent claims.
本発明の回路装置と関連して提示された有利な実施形態およびその利点は、本発明の方法にも当てはまり、適用可能である。 The advantageous embodiments and the advantages presented in connection with the circuit arrangement of the invention also apply and are applicable to the method of the invention.
次に、本発明による回路装置の実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。 Next, an embodiment of a circuit device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
発明の有利な実施形態
以下では、同じおよび同様の作用を有する部材には同じ参照符号が使用されている。参照符合は、分かりやすくするために１回しか挿入されない。
Advantageous embodiments of the invention In the following, the same reference numerals are used for members having the same and similar functions. The reference sign is inserted only once for clarity.
図１は、負荷ＥＬとして示されている放電ランプを作動させる、本発明による回路装置の第１の実施例を概略的に示している。ここでは、ヒューズＳＩを介して整流器ＧＬに給電網電圧が供給される。この整流器は、電解コンデンサＣ１を給電するないしは電圧に保持する。電解コンデンサＣ１では、２つの給電分岐がタップされ、コイルＬ１から成るフィルタを介してこれらの分岐のうちの１つへと続き、さらに２つの分岐を接続しているコンデンサＣ２を介する。図１における下方の給電分岐は負のポテンシャルを有しており、回路装置の整流される側の基準ポテンシャルを定める。これに対して上方は、正の給電分岐である。２つの給電分岐の間には、ＮチャネルトランジスタＴ１とＰチャネルトランジスタＴ２から成るハーフブリッジが位置している。このハーフブリッジの中心点ＨＢと正の給電分岐の間には、負荷直列ランプチョークＬ２、放電ランプＥＬおよび負荷直列結合Ｃ７から成るコンデンサの負荷回路が位置している。さらに、２つの共振コンデンサＣ８およびＣ９およびランプ点弧に対する正特性サーミスタＫＬを備えた負荷並列接続が設けられている。 FIG. 1 schematically shows a first embodiment of a circuit arrangement according to the invention for operating a discharge lamp shown as a load EL. Here, the feed network voltage is supplied to the rectifier GL via the fuse SI. This rectifier feeds the electrolytic capacitor C1 or holds it at a voltage. In the electrolytic capacitor C1, two feed branches are tapped and continue to one of these branches via a filter consisting of a coil L1, and further through a capacitor C2 connecting the two branches. The lower feed branch in FIG. 1 has a negative potential and defines the reference potential on the rectified side of the circuit arrangement. On the other hand, the upper part is a positive feeding branch. A half bridge composed of an N channel transistor T1 and a P channel transistor T2 is located between the two power supply branches. Between the center point HB of the half bridge and the positive feed branch, a capacitor load circuit comprising a load series lamp choke L2, a discharge lamp EL and a load series connection C7 is located. Furthermore, a load parallel connection with two resonant capacitors C8 and C9 and a positive temperature coefficient thermistor KL for lamp ignition is provided.
ＭＯＳＦＥＴトランジスタＴ１およびＴ２の接続負荷軽減のために、上方のハーフブリッジトランジスタＴ１に対して、コンデンサＣ６が並列に位置している。 In order to reduce the connection load of the MOSFET transistors T1 and T2, a capacitor C6 is positioned in parallel with the upper half-bridge transistor T1.
トランジスタ内部の基準電圧としてのトランジスタＴ１とＴ２のソース端子と、各ゲート端子との間には、駆動回路ＡＳが位置している。駆動回路ＡＳは、コイルＬ３とコンデンサＣ３の並列回路および、制御変圧器の二次側コイルＨＷ１と抵抗Ｒ３からの直列回路を有している。この制御変圧器の一次側コイルは、上述したランプチョークＬ２である。抵抗Ｒ３に対して並列に、コンデンサＣ４と抵抗Ｒ４の直列回路が接続されている。 A drive circuit AS is located between the source terminals of the transistors T1 and T2 serving as reference voltages inside the transistors and the gate terminals. The drive circuit AS has a parallel circuit of a coil L3 and a capacitor C3, and a series circuit of a secondary coil HW1 and a resistor R3 of the control transformer. The primary coil of this control transformer is the lamp choke L2 described above. A series circuit of a capacitor C4 and a resistor R4 is connected in parallel to the resistor R3.
トランジスタＴ１のゲート端子とソース端子との間に、駆動回路ＡＳに対して直列に、始動コンデンサＣ５が結合されている。駆動回路ＡＳと始動コンデンサＣ５との間の接続点は、オーム抵抗Ｒ１を介して、正の給電分岐と接続されている。また、ハーフブリッジ中心点はプルダウン抵抗Ｒ２を介して負の給電分岐と接続されている。 A starting capacitor C5 is coupled in series with the drive circuit AS between the gate terminal and the source terminal of the transistor T1. A connection point between the drive circuit AS and the starting capacitor C5 is connected to a positive power supply branch via an ohmic resistor R1. The center point of the half bridge is connected to the negative power supply branch via a pull-down resistor R2.
オーム抵抗Ｒ１には、ダイオードＤ１が並列に接続されている。 A diode D1 is connected in parallel to the ohmic resistor R1.
回路を始動させるために、始動コンデンサＣ５が、抵抗Ｒ１とプルダウン抵抗Ｒ２を介して充電される。始動が成功した後、すなわちトランジスタＴ１が最初に完全に導通されるときに、始動コンデンサＣ５は実質的にダイオードＤ１およびトランジスタＴ１を介して再び放電される。 In order to start the circuit, the starting capacitor C5 is charged via the resistor R1 and the pull-down resistor R2. After successful start-up, i.e. when transistor T1 is initially fully conducting, the start-up capacitor C5 is substantially discharged again via diode D1 and transistor T1.
始動試行が失敗に終わると、ハーフブリッジ中心点ＨＢでのポテンシャルは、プルダウン抵抗Ｒ２を介して再び負の基準ポテンシャルにさる。これによって、始動コンデンサＣ５が新たに充電され、新たな始動試行が可能になる。 If the start attempt is unsuccessful, the potential at the half-bridge center point HB is again brought to the negative reference potential via the pull-down resistor R2. As a result, the starting capacitor C5 is newly charged, and a new starting attempt is possible.
この始動試行の周期性は抵抗Ｒ１およびＲ２並びにコンデンサＣ５および中間回路電圧ＵＺＷの設計によって決まる。中間回路電圧はコンデンサＣ１に供給される。抵抗Ｒ３は容量的にバイパスされる。この抵抗Ｒ３を介して、コイルＬ３とコンデンサＣ３を含んでいる並列振動回路がランプチョークＬ２の二次側コイルＨＷ１と接続される。この容量的なバイパスは、微分特性によって、並列振動回路の容量Ｃ３の迅速な充電、ひいては、スイッチオンされるべきハーフブリッジトランジスタＴ１に対する充分に高い制御電圧の迅速な供給を可能にする。 The periodicity of this starting trial is determined by the design of resistors R1 and R2 and capacitor C5 and intermediate circuit voltage U ZW . The intermediate circuit voltage is supplied to the capacitor C1. Resistor R3 is bypassed capacitively. A parallel oscillation circuit including a coil L3 and a capacitor C3 is connected to the secondary coil HW1 of the lamp choke L2 via the resistor R3. This capacitive bypass allows the rapid charging of the capacitor C3 of the parallel oscillating circuit and thus the supply of a sufficiently high control voltage to the half-bridge transistor T1 to be switched on due to the differential characteristics.
しかし抵抗Ｒ３の純粋に容量性のバイパスは次のような欠点を有している。すなわち、通常作動時に、制御電圧がハーフブリッジの整流フェーズにおいて、それぞれスイッチオンされるべきトランジスタを過度に迅速にスイッチオンしてしまい、これによって損失が生じてしまうという欠点を有している。この作用を弱めるために、容量Ｃ４に対して直列にさらに抵抗Ｒ４が接続される。構成部材Ｒ３、Ｒ４およびＣ４の適切な設計によって、始動および作動に関して、回路全体の最適な特性が定められる。 However, the purely capacitive bypass of resistor R3 has the following drawbacks. That is, during normal operation, the control voltage has the disadvantage that the transistors that are to be switched on are switched on too quickly in the rectification phase of the half bridge, thereby causing losses. In order to weaken this action, a resistor R4 is further connected in series with the capacitor C4. Appropriate design of the components R3, R4 and C4 determines the optimum characteristics of the entire circuit with respect to starting and operation.
図２は、本発明の回路装置の実施形態を示している。ここでは始動コンデンサＣ５の放電は、ダイオードによっては行われずに、オーム抵抗Ｒ１およびＲ５を介して行われる。 FIG. 2 shows an embodiment of the circuit device of the present invention. Here, the discharge of the starting capacitor C5 is not performed by the diode but is performed via the ohmic resistors R1 and R5.
作動時には、始動コンデンサＣ５の２つの接続端子は、ハーフブリッジ電圧のちょうど半分に相応するポテンシャルの中央に位置する。これによって、コンデンサＣ５が放電される。ハーフブリッジが発振していない時間の間、始動コンデンサＣ５が充電される。なぜなら、ハーフブリッジ側の端子がプルダウン抵抗Ｒ２を介して負の給電ポテンシャルになるからである。 In operation, the two connection terminals of the starting capacitor C5 are located in the middle of the potential corresponding to exactly half the half-bridge voltage. As a result, the capacitor C5 is discharged. During the time when the half bridge is not oscillating, the starting capacitor C5 is charged. This is because the terminal on the half bridge side becomes a negative power supply potential via the pull-down resistor R2.
図３は、図２の回路装置の改善された実施形態を示している。始動コンデンサＣ５の純粋なオーム放電時には、電圧が始動コンデンサＣ５を介して減衰されるまで少しの時間がかかるので、駆動回路ＡＳの出力電圧は時折、正のオフセット成分を有する。このオフセット成分はトランジスタＴ２のスイッチオンに対向して作用する。なぜなら、トランジスタＴ２のために使用可能な制御電圧は、このオフセット成分によって低減されるからである。 FIG. 3 shows an improved embodiment of the circuit arrangement of FIG. During pure ohmic discharge of the starting capacitor C5, it takes some time for the voltage to be attenuated via the starting capacitor C5, so the output voltage of the drive circuit AS sometimes has a positive offset component. This offset component acts opposite to the switch-on of the transistor T2. This is because the control voltage available for transistor T2 is reduced by this offset component.
従って、別のコンデンサＣ１０が提案される。このコンデンサは、結合コンデンサとして、上述したオフセット電圧になる。抵抗Ｒ１０では、駆動回路ＡＳの出力電圧の純粋な交流電圧成分が下降し、これによって、迅速に十分な、負の電圧が、トランジスタＴ２を駆動するために得られる。 Therefore, another capacitor C10 is proposed. This capacitor serves as the above-described offset voltage as a coupling capacitor. In the resistor R10, the pure AC voltage component of the output voltage of the drive circuit AS drops, so that a sufficient negative voltage can be quickly obtained to drive the transistor T2.
図４から図７は、始動コンデンサＣ５を介した電圧の時間的な経過特性、２つのトランジスタに対する制御電圧ＵＧＳの時間的な経過特性、ハーフブリッジ電圧ＵＨＢの時間的な経過特性およびランプチョークＬ２を流れる負荷電流ＩＬの時間的な経過特性を、本発明の種々の実施例に対する種々の作動フェーズにおいて、示している。 4 to 7 show the time course characteristics of the voltage through the starting capacitor C5, the time course characteristics of the control voltage U GS for the two transistors, the time course characteristics of the half-bridge voltage U HB and the lamp choke. the temporal curve of the load current I L flowing through L2, the various operating phases for the various embodiments of the present invention is shown.
図４は、発振の発振立ち上がり振動の電圧特性と電流特性を示している。電圧ＵＣ５が始動コンデンサＣ５を介して、ハーフブリッジ電圧ＵＨＢが正の給電ポテンシャルに達した時点ｔ１から低下しているのにもかかわらず、トランジスタＴ１、Ｔ２の制御電圧ＵＧＳが増大することが、明確に分かる。これによって、始動コンデンサＣ５はダイオードＤ１およびトランジスタＴ１を介して放電される。制御電圧ＵＧＳの上昇勾配は、負荷電流ＩＬの上昇勾配よりも大きい。抵抗Ｒ３を、コンデンサＣ４および抵抗Ｒ４の直列回路によってバイパスすることによって、二次側コイルＨＷ１での電圧の急激な上昇が区別して並列振動回路Ｃ３、Ｌ３に伝えられる。 FIG. 4 shows voltage characteristics and current characteristics of oscillation rising oscillation. The control voltage U GS of the transistors T1 and T2 increases even though the voltage U C5 has dropped from the time t1 when the half-bridge voltage U HB has reached the positive feeding potential via the starting capacitor C5. But you can see clearly. As a result, the starting capacitor C5 is discharged via the diode D1 and the transistor T1. Rising slope of the control voltage U GS is greater than the rising slope of the load current I L. By bypassing the resistor R3 with a series circuit of the capacitor C4 and the resistor R4, a sudden rise in voltage at the secondary coil HW1 is distinguished and transmitted to the parallel oscillation circuits C3 and L3.
図５は、別の時間分解能で、成功した発振立ち上がり過程を示している。これは失敗した試行の後に行われたものである。この図から、失敗に終わった発振立ち上がり過程時にも、電圧が始動コンデンサＣ５を介して低下することが読み取れる。なぜなら、始動コンデンサＣ５は、ダイオードＤ１を介して少なくとも１度放電されるからである。ハーフブリッジ電圧ＵＨＢはプルダウン抵抗Ｒ２によって再び、負の給電ポテンシャルの方向へ引かれるので、元来の、給電網電圧の印加前に存在する電圧状態に達し、新たな始動試行が自動的に行われる。この特性によって、回路装置の高い作動確実性が可能になる。 FIG. 5 shows a successful oscillation start-up process with different time resolution. This was done after a failed attempt. From this figure, it can be seen that the voltage drops via the starting capacitor C5 even during the oscillation start-up process that has failed. This is because the starting capacitor C5 is discharged at least once via the diode D1. Since the half-bridge voltage U HB is again pulled in the direction of the negative power supply potential by the pull-down resistor R2, the original voltage state that existed before the application of the power grid voltage is reached, and a new start-up attempt is automatically performed. Is called. This characteristic allows a high operational certainty of the circuit device.
図６は、図５の、失敗に終わった始動試行を高い時間分解能で示している。トランジスタＴ１をスイッチオンするのに制御電圧ＵＧＳは充分であるということが分かる。これによって、ハーフブリッジ電圧ＵＨＢが、正の給電ポテンシャルのレベルに達し、始動コンデンサＣ５はダイオードＤ１を介して一度放電される。しかし、制御電圧ＵＧＳの負の振動は、トランジスタＴ２をスイッチオンするのに充分ではない。振動全体が漸次的に振動し止む。それにもかかわらず使用している負荷電流ＩＬの振動はランプチョークＬ２を介して、周期的に、ハーフブリッジ電圧ＵＨＢを、正の給電ポテンシャルにする。これによって、始動コンデンサＣ５の多数回の放電が行われる。 FIG. 6 shows the failed start attempt of FIG. 5 with high time resolution. It can be seen that the control voltage U GS is sufficient to switch on the transistor T1. As a result, the half-bridge voltage U HB reaches the level of the positive feed potential, and the starting capacitor C5 is discharged once via the diode D1. However, the negative oscillation of the control voltage U GS is not sufficient to switch on the transistor T2. The entire vibration gradually vibrates and stops. Oscillation of the load current I L that use nevertheless through the lamp choke L2, periodically, a half-bridge voltage U HB, to positive supply potential. As a result, the starting capacitor C5 is discharged many times.
図７は、図４と同じように、図２の回路装置が使用されている場合の装置の発振立ち上がりを示している。ハーフブリッジ電圧ＵＨＢが、正の給電ポテンシャルのレベルに達すると、始動コンデンサＣ５がもはや急激に放電されないことが明確に分かる。 FIG. 7 shows the rise of oscillation of the device when the circuit device of FIG. 2 is used, as in FIG. It can clearly be seen that when the half-bridge voltage U HB reaches the level of the positive feed potential, the starting capacitor C5 is no longer abruptly discharged.
図１から３において補完的なトランジスタＴ１、Ｔ２を備えた実施形態が示されているが、本発明は、２つの独立した駆動回路および同じ極性のトランジスタを有するハーフブリッジ回路の場合にも実現可能である。しかし、これは、提示された回路装置と比べて、より多くのコストがかかる。 Although embodiments with complementary transistors T1, T2 are shown in FIGS. 1 to 3, the present invention can also be implemented in the case of a half-bridge circuit having two independent drive circuits and transistors of the same polarity It is. However, this is more costly than the presented circuit arrangement.
Claims (11)
・整流器（ＧＬ）を具備しており、当該整流器は第１の入力端子と第２の入力端子を、給電交流電圧との結合のために有しており、第１の出力端子と第２の出力端子を作動直流電圧（ＵＺＷ）を供給するために有しており；
・自由振動するハーフブリッジインバータを有しており、当該ハーフブリッジインバータは、電圧制御される２つの電子スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）の直列回路を有しており、当該直列回路は前記整流器（ＧＬ）の第１の出力端子と第２の出力端子の間に結合されており、ここで前記第１の電子スイッチ（Ｔ１）と第２の電子スイッチ（Ｔ２）との間には、ハーフブリッジ中心点（ＨＢ）が形成されており；
・前記インバータ（Ｔ１、Ｔ２）の自由振動発振を開始させるための始動回路を有しており、ここで当該始動回路は、第１と第２の出力端子を備えた駆動回路（ＡＳ）を含んでおり、当該駆動回路（ＡＳ）の前記第１の出力端子は、前記第１の電子スイッチ（Ｔ１）および第２の電子スイッチ（Ｔ２）の制御電極と結合されており、さらに前記始動回路は第１と第２の接続端子を備えた始動コンデンサ（Ｃ５）を含んでいる形式のものにおいて、
前記始動コンデンサ（Ｃ５）の第１の接続端子は、一方では第１のオーム抵抗（Ｒ１）を介して、前記整流器（ＧＬ）の第１の出力端子と結合されており、他方では前記駆動回路（ＡＳ）の第２の出力端子と結合されており；
前記始動コンデンサの第２の接続端子は、前記ハーフブリッジ中心点（ＨＢ）と結合されており；当該ハーフブリッジ中心点（ＨＢ）はプルダウン抵抗（Ｒ２）を介して、前記整流器（ＧＬ）の第２の出力端子と結合されている、
ことを特徴とする、放電ランプを作動させる回路装置。 A circuit device for operating a discharge lamp (EL), the circuit device comprising:
A rectifier (GL) is provided, the rectifier having a first input terminal and a second input terminal for coupling with the feeding AC voltage, and the first output terminal and the second input terminal. Having an output terminal for supplying operating DC voltage (U ZW );
-It has a half-bridge inverter that freely vibrates, and the half-bridge inverter has a series circuit of two electronic switches (T1, T2) that are voltage controlled, and the series circuit is the rectifier (GL). Between the first output terminal and the second output terminal, wherein the half bridge center point is between the first electronic switch (T1) and the second electronic switch (T2). (HB) is formed;
A start circuit for starting free oscillation of the inverters (T1, T2), wherein the start circuit includes a drive circuit (AS) having first and second output terminals; The first output terminal of the drive circuit (AS) is coupled to the control electrodes of the first electronic switch (T1) and the second electronic switch (T2), and the starting circuit is In a type including a starting capacitor (C5) having first and second connection terminals,
A first connection terminal of the starting capacitor (C5) is coupled to a first output terminal of the rectifier (GL) via a first ohmic resistor (R1) on the one hand, and the drive circuit on the other hand. Coupled to the second output terminal of (AS);
The second connection terminal of the starting capacitor is coupled to the half-bridge center point (HB); the half-bridge center point (HB) is connected to the second terminal of the rectifier (GL) via a pull-down resistor (R2). Coupled to two output terminals,
A circuit device for operating a discharge lamp.
前記駆動回路（ＡＳ）は、第１と第２の端子を備えたインダクタンス（ＨＷ１）を有しており、当該インダクタンスは前記ランプチョークの二次側コイルであり、
前記駆動回路はさらに、第２のオーム抵抗（Ｒ３）と並列振動回路（Ｃ３、Ｌ３）から成る直列回路を含んでおり、当該直列回路は、前記インダクタンス（ＨＷ１）の第１の端子と第２の端子の間に結合されている、請求項１記載の回路装置。 The circuit arrangement further includes a lamp choke (L2) with at least one primary coil, the lamp choke being coupled in series with a terminal for the discharge lamp (LA),
The drive circuit (AS) has an inductance (HW1) having first and second terminals, and the inductance is a secondary coil of the lamp choke,
The driving circuit further includes a series circuit including a second ohmic resistor (R3) and a parallel oscillation circuit (C3, L3), and the series circuit includes a first terminal of the inductance (HW1) and a second terminal. The circuit device of claim 1, wherein the circuit device is coupled between said terminals.
・整流器（ＧＬ）を具備しており、当該整流器は第１の入力端子と第２の入力端子を、給電交流電圧との結合のために有しており、第１の出力端子と第２の出力端子を作動直流電圧（ＵＺＷ）を供給するために有しており；
・自由振動するハーフブリッジインバータを有しており、当該ハーフブリッジインバータは、電圧制御される２つの電子スイッチ（Ｔ１、Ｔ２）の直列回路を有しており、当該直列回路は前記整流器（ＧＬ）の第１の出力端子と第２の出力端子の間に結合されており、ここで前記第１の電子スイッチ（Ｔ１）と第２の電子スイッチ（Ｔ２）との間には、ハーフブリッジ中心点（ＨＢ）が形成されており；
・前記インバータ（Ｔ１、Ｔ２）の自由振動発振を開始させるための始動回路を有しており、ここで当該始動回路は、第１と第２の出力端子を備えた駆動回路（ＡＳ）を含んでおり、当該駆動回路（ＡＳ）の前記第１の出力端子は、前記第１の電子スイッチ（Ｔ１）および第２の電子スイッチ（Ｔ２）の制御電極と結合されており、さらに前記始動回路は第１と第２の接続端子を備えた始動コンデンサ（Ｃ５）を含んでおり；
当該方法は以下のステップを有しており：
ａ）前記始動コンデンサ（Ｃ５）を充電し、当該始動コンデンサ（Ｃ５）の第１の接続端子は、前記駆動回路（ＡＳ）の第２の出力端子と結合されており、前記始動コンデンサの第２の接続端子は前記ハーフブリッジ中心点（ＨＢ）と結合されており、
前記充電は、作動直流電圧と結合されている第１のオーム抵抗（Ｒ１）と、プルダウン抵抗（Ｒ２）を介して行われ、当該プルダウン抵抗（Ｒ２）は前記ハーフブリッジ中心点（ＨＢ）と前記整流器（ＧＬ）の第２の出力端子の間に結合されており、
前記充電は、前記第１の電子スイッチ（Ｔ１）のスイッチング過程が行われている間行われ、これによって充電コンデンサ（Ｃ５）が少なくとも部分的に放電され；
ｂ）前記インバータ（Ｔ１、Ｔ２）の発振が開始されるまで、ステップａ）を繰り返す、
ことを特徴とする、回路装置の放電ランプ（ＥＬ）を作動させる方法。 A method for operating a discharge lamp (EL) of a circuit device, the circuit device comprising:
A rectifier (GL) is provided, the rectifier having a first input terminal and a second input terminal for coupling with the feeding AC voltage, and the first output terminal and the second input terminal. Having an output terminal for supplying operating DC voltage (U ZW );
-It has a half-bridge inverter that freely vibrates, and the half-bridge inverter has a series circuit of two electronic switches (T1, T2) that are voltage controlled, and the series circuit is the rectifier (GL). Between the first output terminal and the second output terminal, wherein the half bridge center point is between the first electronic switch (T1) and the second electronic switch (T2). (HB) is formed;
A start circuit for starting free oscillation of the inverters (T1, T2), wherein the start circuit includes a drive circuit (AS) having first and second output terminals; The first output terminal of the drive circuit (AS) is coupled to the control electrodes of the first electronic switch (T1) and the second electronic switch (T2), and the starting circuit is Including a starting capacitor (C5) with first and second connection terminals;
The method has the following steps:
a) Charging the starting capacitor (C5), the first connection terminal of the starting capacitor (C5) is coupled to the second output terminal of the drive circuit (AS), the second of the starting capacitor Is connected to the half-bridge center point (HB),
The charging is performed through a first ohmic resistor (R1) coupled to an operating DC voltage and a pull-down resistor (R2), and the pull-down resistor (R2) is connected to the half-bridge center point (HB) and the Coupled between the second output terminals of the rectifier (GL);
The charging is performed during the switching process of the first electronic switch (T1), whereby the charging capacitor (C5) is at least partially discharged;
b) Repeat step a) until the oscillation of the inverters (T1, T2) is started.
A method for operating a discharge lamp (EL) of a circuit device.
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