JP2011503791A - 電子安定器および少なくとも１つの第１および第２の放電ランプの作動方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの第１および第２の放電ランプを作動させる電子安定器に関する。この電子安定器には、ブリッジ回路と、各放電ランプに直列に接続されているインダクタと、第１および第２のインダクタを流れる全電流を測定する電流測定装置（Ｒ３）と、ブリッジ回路を駆動制御する駆動制御回路と、前記の全電流の設定値のために第１の閾値を設定する閾値設定装置とが設けられている。さらにこの電子安定器には、放電ランプが点灯したか否か検出する点灯検出装置（２０）が設けられ、閾値設定装置は前記の全電流の設定値のために第２の閾値を設定するように構成されており、第２の閾値は第１の閾値より小さく、駆動制御回路は、放電ランプの点灯の検出前は第１の閾値を設定値として考慮し、放電ランプの点灯の検出後は第２の閾値を設定値として考慮してブリッジ回路を駆動制御するように構成されている。

Description

本発明は、少なくとも１つの第１および第２の放電ランプを作動させる電子安定器に関する。この種の電子安定器は、ブリッジ回路と、少なくとも１つの第１および第２の点灯装置と、電流測定装置と、駆動制御回路とを備えており、まず、ブリッジ回路は、少なくとも１つの第１および第２の電子スイッチを備え、ブリッジ回路の入力側は給電直流電圧と接続されており、ブリッジ回路の出力側は第１の放電ランプのための第１の端子および第２の放電ランプのための第２の端子と接続されており、第１および第２の端子はブリッジ回路の出力側において並列に接続されており、次に、少なくとも１つの第１および第２の点灯装置は、各放電ランプに直列に接続されているそれぞれ１つのインダクタと、各放電ランプに並列に接続されているそれぞれ１つのキャパシタとを備えており、更に、電流測定装置は、少なくとも第１および第２のインダクタを流れる全電流の実際値と相関する信号を出力側に供給するように構成されており、最後に、駆動制御回路は、少なくとも第１および第２の電子スイッチを駆動制御するための少なくとも１つの第１および第２の出力側と、電流測定装置の出力側と接続されている第１の入力側と、少なくとも第１および第２のインダクタを流れる全電流の設定値のために少なくとも１つの第１の閾値を設定する閾値設定装置とを備えており、この第１の閾値を設定値として考慮して少なくとも第１および第２の電子スイッチを駆動制御するように構成されている。さらに本発明は、この種の電子安定器で少なくとも１つの第１および第２の放電ランプを作動させる方法にも関する。

殊に、本発明は、高圧放電ランプおよび低圧放電ランプを点灯させるために高電圧を必要とするという問題点に関わる。この種の電圧は、直列共振回路を用いた電子安定器によって発生させられる。２つ以上のランプの電子安定器の場合には、２つ以上の並列に接続された負荷回路がしばしば使用される。それ故に、以下に本発明が例として記載している２つのランプの電子安定器の場合には、ただ一つの放電ランプの場合と比べて２倍の電流のためにブリッジ回路を構成しなければならない。一般に、負荷回路の双方は、厳密に同じ共振周波数を有していない。これによって、１つの放電ランプが他のものより早く点灯してしまうかもしれない。このことが発生すると、点灯した放電ランプを備えた負荷回路内を流れる電流が著しく小さくなる。しかしながらさらに、電子安定器内に設けられた点灯調整器によって、１つの放電ランプの点灯と比べて２倍の電流を許容する。この場合、電流は大部分、負荷の加わっていない点灯された負荷回路を通って流れる。これによって、負荷の加わっていない回路において所望されるより著しく大きな点灯電圧が生じてしまう。

この問題を十分に抑制するやり方が、ヨーロッパ特許庁公開公報ＥＰ１３３７１３３Ａ２から公知である。この出願は、低圧ガス放電ランプ用の作動回路に関する。この種の作動回路では、デジタル式コントローラが、点灯プロセスにおいて作動周波数を徐々に低下させることによって過電流に対する安全遮断装置の遮断プロセスをトリガし、その後新たな点灯の試行において再度作動周波数を幾らか上昇させるように構成されている。このように、遮断プロセスに至るまでの繰り返されるパルス的な点灯プロセスまたは遮断プロセスが生じない最低周波数での連続的な点灯プロセスによって、全体として点灯が実現されるように試みられている。

しかしながら、電流のみをコントロールし、電流が大きすぎると遮断プロセスをトリガするという解決策には問題がある。その後点灯プロセスが繰り返される。２つのランプの複数の電子安定器によるシステムを使用すると、上述の問題が生じる。このことを回避するために、負荷回路および殊に回路部品例えばチョークコイル、コンデンサおよびダイオードの耐電圧は相応に高く選択される。これはコスト高になり、望ましくない。

それ故に、本発明が基礎としている課題は、低い耐電圧の構成部品を使用できるように、冒頭で述べた電子安定器ないしは冒頭で述べた方法を構成することである。

前記課題は、請求項１の特徴部分に記載の電子安定器並びに請求項８の特徴部分に記載の方法によって解決される。

本発明が基礎としている着想によれば、前記課題は、電子安定器が放電ランプのうち１つが点灯したか否か検出する点灯検出装置を備えることにより解決される。この場合、駆動制御回路は、点灯検出装置と接続されている第２の入力側を備えている。さらに、閾値設定装置は、少なくとも第１および第２のインダクタを流れる全電流の設定値のために第２の閾値を設定するように構成されている。このとき、第２の閾値は第１の閾値より小さい。さらに、駆動制御回路は、点灯検出装置による放電ランプの点灯の検出前は第１の閾値を設定値として考慮して少なくとも第１および第２のスイッチを駆動制御し、点灯検出装置による放電ランプの点灯の検出後は第２の閾値を設定値として考慮してこれらのスイッチを駆動制御するように構成されている。

このような措置によって、ランプがまだ点灯していない減衰されていない負荷回路には、従来技術による手段の場合より低い点灯電圧が生じる。これによって、所望しない高い点灯電圧を回避することができ、組み込まれる構成部品をいっそう低い耐電圧のもので構成することができる。このことには、共振回路の構成素子のみならずに別の素子例えばフィラメントの監視に使用される素子にも当てはまる。

有利な実施形態では、駆動制御回路が、少なくとも第１および第２のインダクタを流れる全電流の実際値を電流の各設定値と比較するように構成されている比較器を備えていることである。比較器を備えた駆動制御回路として、例えばAtmel社のマイクロコントローラＡＴ９０ＰＷＭ２を使用することができる。比較器を使用することによって、設定値の保持をきわめて精確に監視することができる。これによって、精密でコスト的に有利な構成部品を選定することができる。

点灯検出装置は、少なくとも第１および第２の端子に送出される電力と相関する値を求めるように構成されている電力測定装置を備えていると有利である。ヨーロッパ特許庁公開公報ＥＰ１３３７１３３Ａ２に記載されているようなブリッジ回路を流れる電流の評価による点灯検出に対して、電力の測定は、組み込まれたランプのうち１つが点灯したか否かについての信頼できる情報を提供する。

駆動制御回路を、少なくとも第１および第２の電子スイッチを駆動制御する信号の周波数の変化によって全電流の実際値を調整するように構成すると有利である。この場合、さらに、駆動制御回路を、放電ランプの点灯検出後に少なくとも第１および第２の電子スイッチを駆動制御する信号の周波数をさらに低下させるように構成すると有利である。このような手段は、２００６年９月２５日の出願番号ＰＣＴ／ＥＰ２００６／０６６６９１および２００６年６月２１日の出願番号ＥＰ０６０１２７７０．１の出願中に記載され、これらの明細書の開示内容は本願の開示内容により含まれるものである。

本発明による電子安定器の駆動制御回路は、最大１ｍｓ有利には最大２００μｓの時間内に第１の閾値から第２の閾値に切り替えを行うことができるように構成されている。「第１または第２の閾値を考慮する」という表現は、電流の測定のために、有利にはハーフブリッジによるブリッジ回路を実現する下方の電子スイッチを流れる電流しか評価しないために実際には各閾値がわずかに超過するという状況を考慮していると理解されたい。例えば、閾値に達すると、確かに実際には所定の時間を伴うが、駆動制御回路による駆動制御のリセットをきわめて速く実現することができるということも考慮される。これによって、閾値に達したことを確認後、再度の点灯プロセスまたは第２の放電ランプを点灯させるために駆動制御回路が予め定められた値例えば周波数の値にリセットされる前に、さらにわずかに電流が上昇する可能性がある。それにもかかわらず、きわめてわずかな予期される閾値の超過を考慮して、組み込まれる構成素子をきわめて精密にひいてはコスト的に有利に構成することができる。

有利な実施形態によれば、第２の閾値は、第１の閾値の最大８０％有利には最大７５％である。これによって、一方では許容されない大電流が回避され、他方ではまだ点灯していない負荷回路の可能な限り速い点灯が実現される。

さらに別の有利な実施形態は、従属請求項から明らかである。

本発明による電子安定器に関して述べた有利な実施形態およびその利点は、適用可能である限り本発明による方法にも適用される。

次に、本発明による電子安定器の実施例を添付した図面に関して詳細に説明する。

本発明による電子安定器の実施例を示した概略図

図１には、第１の放電ランプＬａ１および第２の放電ランプＬａ２を作動させる構成が概略図で示されている。入力側において、安定器は電源電圧Ｕ_Ｎと接続するための第１の端子Ｅ１および第２の端子Ｅ２を有している。これらの端子と、整流器並びにＥＭＣ保護手段のためのコンポーネントが設けられたブロック１０が接続されている。次に続くのは、インダクタＬ１とスイッチＳ１とダイオードＤ１とコンデンサＣ１とを備えた昇圧コンバータ１２である。この昇圧コンバータ１２の出力側において、いわゆる中間回路電圧Ｕ_ｚｗが一方では分圧器Ｒ１，Ｒ２に、他方ではハーフブリッジの２つのスイッチＳ２，Ｓ３に給電される。抵抗Ｒ２で取り出される信号が、マイクロコントローラ１６のユニット１４に供給され、このユニット１４はＰＦＣ（力率補正）に用いられる。その目的で例えば、昇圧コンバータ１２のスイッチＳ１が、抵抗Ｒ２によって検出される電圧Ｕ_ｚｗの振幅レベルを考慮し、当業者に周知の手段で駆動制御される。

ハーフブリッジのスイッチＳ２，Ｓ３は、マイクロコントローラ１６の駆動ジェネレータ１８を介して駆動制御される。ハーフブリッジ中点ＨＢは、カップリングコンデンサＣ２を介して第１および第２の負荷回路と接続されている。第１の負荷回路には、既述のランプＬａ１と、インダクタＬ２並びにコンデンサＣ３を備えた直列共振回路とが設けられている。第２の負荷回路には、既述のランプＬａ２と、インダクタＬ３並びにコンデンサＣ４を備えた直列共振回路とが設けられている。

シャント抵抗Ｒ３は、ハーフブリッジの下方のスイッチＳ３を流れる電流の測定に用いられる。このために抵抗Ｒ３で降下する電圧は、平均値形成に用いられるオーム抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ４を介して、電力測定装置２０へ伝送される。この場合、電力を求めるために、電流の他に既知の中間回路電圧Ｕ_ｚｗが考慮される。

電力測定装置２０は、２つの機能を実現する制御回路２２と出力側で接続されている。この制御回路２２には、閾値設定装置が設けられており、これによれば第１のインダクタＬ２および第２のインダクタＬ３を流れる全電流の設定値のために閾値が設定される。ランプＬａ１，Ｌａ２双方のどれもまだ点灯していないか、または両ランプＬａ１，Ｌａ２のうち１つが既に点灯しているか否かに応じて、閾値が変化する。ランプＬａ１，Ｌａ２のうち１つが既に点灯している場合には、制御回路２２によって設定される閾値は、ランプＬａ１，Ｌａ２双方のどれもまだ点灯していない場合より著しく小さい。

それぞれ設定値として前もって設定される閾値は、マイクロコントローラ１６の比較器２４内で現在の実際値と比較される。

さらに、制御回路２２は、ブリッジ回路のスイッチＳ２，Ｓ３を駆動制御する周波数を駆動制御ジェネレータ１８に対して設定するために用いられる。例えば制御回路２２は、放電ランプＬａ１，Ｌａ２のうち１つの点灯を検出後に、スイッチＳ２，Ｓ３を駆動制御する信号の周波数をさらに低下するように構成されている。

動作に関して説明すると、駆動制御ジェネレータ１８はスタート周波数でスタートしてスイッチＳ２，Ｓ３を駆動制御する。このスタート周波数は徐々に低下させられ、シャント抵抗Ｒ３を介して測定される電流が比較器２４によって第１の閾値と連続的に比較される。その閾値に達すると、点灯プロセスが中断させられ、再度スタート周波数でスタートして制御される。しかしながら、両放電ランプＬａ１，Ｌａ２のうち１つが点灯したために周波数が低下するようになり、そのことが電力測定装置２０を介して検出されると直ちに、制御回路２２は比較器２４に小さな閾値を供給する。第２の放電ランプも点灯したために駆動制御ジェネレータ１８がスイッチＳ２，Ｓ３に加える周波数がさらに低下すると、点灯プロセスは終了する。しかしながら、周波数の低下により第２の放電ランプを点灯できなかった場合には、比較器２４が第２の小さな閾値に達したことを確認するまで周波数が低下させられる。

第２の放電ランプが有利には１００ｍｓの時間内に点灯しなければ、電子安定器が遮断する。電源をリセットすることによって、新たな点灯の試行をスタートすることができる。

Claims (8)

1. 少なくとも１つの第１の放電ランプ（Ｌａ１）および第２の放電ランプ（Ｌａ２）を作動させる電子安定器であって、
   ブリッジ回路が設けられており、該ブリッジ回路は、少なくとも１つの第１の電子スイッチ（Ｓ２）および第２の電子スイッチ（Ｓ３）を備え、前記ブリッジ回路の入力側は給電直流電圧（Ｕ_ｚｗ）と接続されており、前記ブリッジ回路の出力側は、前記第１の放電ランプ（Ｌａ１）のための第１の端子および前記第２の放電ランプ（Ｌａ２）のための第２の端子と接続されており、前記第１および第２の端子は前記ブリッジ回路の出力側（ＨＢ）において並列に接続されており、
   少なくとも１つの第１の点灯装置（Ｌ２，Ｃ３）および第２の点灯装置（Ｌ３，Ｃ４）が設けられており、該第１の点灯装置（Ｌ２，Ｃ３）および第２の点灯装置（Ｌ３，Ｃ４）は、各放電ランプ（Ｌａ１；Ｌａ２）に直列に接続されているそれぞれ１つのインダクタ（Ｌ２；Ｌ３）と、各放電ランプ（Ｌａ１；Ｌａ２）に並列に接続されているそれぞれ１つのキャパシタ（Ｃ３；Ｃ４）とを備えており、
   電流測定装置（Ｒ３）が設けられており、該電流測定装置（Ｒ３）は、少なくとも前記第１のインダクタ（Ｌ２）および前記第２のインダクタ（Ｌ３）を流れる全電流の実際値と相関する信号を電流測定装置（Ｒ３）の出力側に供給するように構成されており、
   駆動制御回路（１８，２２）が設けられており、該駆動制御回路（１８，２２）は、少なくとも前記第１の電子スイッチ（Ｓ２）および前記第２の電子スイッチ（Ｓ３）を駆動制御するための少なくとも１つの第１および第２の出力側と、前記電流測定装置（Ｒ３）の出力側と接続されている第１の入力側と、少なくとも前記第１のインダクタ（Ｌ２）および前記第２のインダクタ（Ｌ３）を流れる全電流の設定値のために少なくとも１つの第１の閾値を設定する閾値設定装置とを備えており、該第１の閾値を設定値として考慮して少なくとも前記第１の電子スイッチ（Ｓ２）および前記第２の電子スイッチ（Ｓ３）を駆動制御するように構成されている
   電子安定器において、
   前記電子安定器には、前記放電ランプ（Ｌａ１；Ｌａ２）のうち１つが点灯したか否か検出する点灯検出装置（２０）が設けられており、
   前記駆動制御回路（１８，２２）は、前記点灯検出装置（２０）と接続されている第２の入力側を備えており、
   前記閾値設定装置は、少なくとも前記第１のインダクタ（Ｌ２）および前記第２のインダクタ（Ｌ３）を流れる全電流の設定値のための第２の閾値を設定するように構成されており、
   前記第２の閾値は前記第１の閾値より小さく、
   前記駆動制御回路（１８，２２）は、前記点灯検出装置（２０）による前記放電ランプ（Ｌａ１；Ｌａ２）の点灯の検出前は前記第１の閾値を設定値として考慮し少なくとも前記第１の電子スイッチおよび前記第２の電子スイッチを駆動制御し、前記点灯検出装置（２０）による前記放電ランプ（Ｌａ１；Ｌａ２）の点灯の検出後は前記第２の閾値を設定値として考慮して少なくとも前記第１の電子スイッチおよび前記第２の電子スイッチを駆動制御するように構成されていることを特徴とする、
   電子安定器。
2. 前記駆動制御回路（１８，２２，２４）は、少なくとも前記第１のインダクタ（Ｌ２）および前記第２のインダクタ（Ｌ３）を流れる全電流の実際値を該電流の各設定値と比較するように構成されている比較器（２４）を有している、請求項１記載の電子安定器。
3. 前記点灯検出装置（２０）は、少なくとも第１の端子（Ｅ１）および第２の端子（Ｅ２）に送出される電力と相関する値を求めるように構成されている電力測定装置（２０）を備えている、請求項１または２記載の電子安定器。
4. 前記駆動制御回路（１８，２２，２４）は、少なくとも前記第１の電子スイッチ（Ｓ２）および前記第２の電子スイッチ（Ｓ３）を駆動制御する信号の周波数の変化によって全電流の実際値を調整するように構成されている、請求項１から３のいずれか１項記載の電子安定器。
5. 前記駆動制御回路は、前記放電ランプ（Ｌａ１；Ｌａ２）の点灯の検出後に、少なくとも前記第１の電子スイッチ（Ｓ２）および前記第２の電子スイッチ（Ｓ３）を駆動制御する信号の周波数をさらに低下するように構成されている、請求項４記載の電子安定器。
6. 前記駆動制御回路（１８，２２，２４）は、最大１ｍｓ有利には最大２００μｓの時間内に前記第１の閾値から前記第２の閾値に切り替えを行うように構成されている、請求項１から５のいずれか１項記載の電子安定器。
7. 前記第２の閾値は、前記第１の閾値の最大８０％有利には最大７５％である、請求項１から６のいずれか１項記載の電子安定器。
8. 電子安定器で少なくとも１つの第１の放電ランプ（Ｌａ１）および第２の放電ランプ（Ｌａ２）を作動させる方法であって、
   該電子安定器には、
   ブリッジ回路が設けられており、該ブリッジ回路は、少なくとも１つの第１の電子スイッチ（Ｓ２）および第２の電子スイッチ（Ｓ３）を備え、前記ブリッジ回路の入力側は給電直流電圧（Ｕ_ｚｗ）と接続されており、前記ブリッジ回路の出力側は、第１の放電ランプ（Ｌａ１）のための第１の端子（Ｅ１）および第２の放電ランプ（Ｌａ２）のための第２の端子（Ｅ２）と接続されており、前記第１の端子（Ｅ１）および前記第２の端子（Ｅ２）は前記ブリッジ回路の出力側（ＨＢ）において並列に接続されており、
   少なくとも１つの第１の点灯装置（Ｌ２，Ｃ３）および第２の点灯装置（Ｌ３，Ｃ４）が設けられており、該第１の点灯装置（Ｌ２，Ｃ３）および第２の点灯装置（Ｌ３，Ｃ４）は、各放電ランプ（Ｌａ１；Ｌａ２）に直列に接続されているそれぞれ１つのインダクタと、各放電ランプ（Ｌａ１；Ｌａ２）に並列に接続されているそれぞれ１つのキャパシタとを備えており、
   電流測定装置（Ｒ３）が設けられており、該電流測定装置（Ｒ３）は、少なくとも前記第１のインダクタ（Ｌ２）および前記第２のインダクタ（Ｌ３）を流れる全電流の実際値と相関する信号を出力側に供給し、
   駆動制御回路（１８，２２，２４）が設けられており、該駆動制御回路（１８，２２，２４）は、少なくとも前記第１の電子スイッチ（Ｓ２）および前記第２の電子スイッチ（Ｓ３）を駆動制御するための少なくとも１つの第１および第２の出力側と、前記電流測定装置（Ｒ３）の出力側と接続されている第１の入力側と、少なくとも前記第１のインダクタ（Ｌ２）および前記第２のインダクタ（Ｌ３）を流れる全電流の設定値のために少なくとも１つの第１の閾値を設定する閾値設定装置とを備えており、該第１の閾値を設定値として考慮して少なくとも前記第１の電子スイッチ（Ｓ２）および前記第２の電子スイッチ（Ｓ３）を駆動制御するように構成されている
   電子安定器で少なくとも１つの第１の放電ランプ（Ｌａ１）および第２の放電ランプ（Ｌａ２）を作動させる方法において、
   ａ）前記第１の閾値を設定値として考慮して、少なくとも前記第１および第２の電子スイッチの駆動制御を開始するステップと、
   ｂ）ａ）前記放電ランプ（Ｌａ１；Ｌａ２）のうち１つが点灯したか否か連続的に検出するステップと、
   ｂ）前記放電ランプ（Ｌａ１；Ｌａ２）の点灯を検出した後、第２の閾値を設定値として考慮して、少なくとも前記第１および第２の電子スイッチを駆動制御するステップとを含んでおり、前記第２の閾値は前記第１の閾値より小さい、
   ことを特徴とする、
   電子安定器で少なくとも１つの第１の放電ランプ（Ｌａ１）および第２の放電ランプ（Ｌａ２）を作動させる方法。

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