JP2012532408A - 直流を交流パルス電圧に変換する回路 - Google Patents
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Abstract
本発明は、直流を交流パルス電圧に変換する回路を提案する。回路は、2又は4の制御可能な半導体スイッチと、対応するコントローラユニットとを有する。コントローラユニットは、プリセット制御モードにより、2又は4の制御可能な半導体スイッチの開閉を制御する。回路が誘電体バリア放電(DBD)ランプのドライバ回路として使用されるとき、DBDランプの発光効率は改善される。
Description
本発明は、直流を交流パルス電圧に変換する回路に係り、特に、誘電体バリア放電ランプを駆動するドライバ回路に係る。
誘電体バリア放電(「DBD」とも呼ばれる。)は、「無音放電」としても知られている。キセノン充填を有する誘電体バリア放電ランプは、周囲温度とは無関係の安定した動作、即時の光生成、長寿命、高エネルギUV放射、水銀がないこと等の利点のために、幅広い関心を集めている。
DBDランプは、連続点灯又はパルス点灯により動作することができる。パルス動作は、変更されるガス圧に関連して、ランプの有意により高い発光効率をもたらすことが示されている。高効率のDBDランプのために、パルス動作は好ましくは、一方、連続動作は、一般的に、効率要求が高くない用途において使用される。
点灯の前に、DBDランプは、完全に近い容量性負荷である。これは、2つの電極が、幾何学的に互いに近い一方で、誘電体材料により封じ込められているという事実に起因する。点灯の後、ガス放電によって導入される付加的なキャパシタンス及び損失成分が存在する。このように、あらゆるDBDランプのための標準の電気的モデルは、2つのキャパシタンス及び1つの抵抗から成る。通常、DBDランプの点灯は約5kVppの電圧を必要とし、通常動作モードにおいては、駆動電圧は約3kVppであり、一方、ランプ力率は0.3よりも低い。更に、動作周波数及び駆動電圧のdv/dtは、ランプ効率及び放電安定性に影響を及ぼす。
従って、DBDランプの高い発光効率のために適合された適切なパルス電圧を有して如何にして回路を設計すべきかは、解消される必要がある問題である。
本発明は、一実施形態において、直流を交流パルス電圧に変換する回路の実施形態を提案する。当該回路は、2又は4の制御可能な半導体スイッチと、対応するコントローラユニットとを有する。コントローラユニットは、プリセット制御モードにより2又は4の制御可能な半導体スイッチの開閉を夫々制御する。
本発明の実施形態に従って、直流を交流パルス電圧に変換する回路であって、コンバータ回路及びコントローラユニットを有する回路が提案される。前記コンバータ回路は、負荷を駆動するよう構成され、第1の制御可能な半導体スイッチと、第2の制御可能な半導体スイッチと、キャパシタと、変圧器とを有する。前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記キャパシタの直列回路は、前記変圧器の一次側と直列に接続され、前記第2の制御可能な半導体スイッチは、前記キャパシタ及び前記変圧器の一次側の直列回路と並列に接続される。前記コントローラユニットは、第1のプリセット制御モードにより前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチの開閉を制御するよう構成され、それにより、前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチは、t1+t2=T且つt1+t3+t4+t5=Tである時間期間Tの間に、前記第1の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は閉じられ、次いで時間t2の期間は開かれ、前記第2の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は開かれ、次いで時間t3の期間は閉じられ、次いで時間t4の期間は開かれ、次いで時間t5の期間は閉じられるモードにおいて、周期的に又は非周期的に開閉される。
本発明の他の実施形態に従って、直流を交流パルス電圧に変換する回路であって、コンバータ回路及びコントローラユニットを有する回路が提案される。前記コンバータ回路は、負荷を駆動するよう構成され、第3の制御可能な半導体スイッチと、第4の制御可能な半導体スイッチと、第5の制御可能な半導体スイッチと、第6の制御可能な半導体スイッチと、キャパシタと、変圧器とを有する。前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの直列回路は、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチの直列回路と並列に接続され、前記キャパシタ及び前記変圧器の一次側の直列回路の一方の端子は、前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの中点に接続され、前記キャパシタ及び前記変圧器の一次側の直列回路の他方の端子は、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチの中点に接続される。前記コントローラユニットは、第3のプリセット制御モードにより前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの開閉を制御するよう構成され、それにより、前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチは、t1+t2=T且つt1+t3+t4+t5=Tである時間期間Tの間に、前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は閉じられ、次いで時間t2の期間は開かれ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は開かれ、次いで時間t3の期間は閉じられ、次いで時間t4の期間は開かれ、次いで時間t5の期間は閉じられるモードにおいて、周期的に又は非周期的に開閉される。
本発明の他の実施形態に従って、DBDランプを駆動する駆動回路であって、上述された直流を交流パルス電圧に変換する回路を有する駆動回路が提案される。
本発明の他の実施形態に従って、直流を交流パルス電圧に変換する回路を制御する方法であって、該回路はコンバータ回路及びコントローラユニットを有する方法が提案される。前記コンバータ回路は、負荷を駆動するよう構成され、第1の制御可能な半導体スイッチと、第2の制御可能な半導体スイッチと、キャパシタと、変圧器とを有する。前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記キャパシタの直列回路は、前記変圧器の一次側と直列に接続され、前記第2の制御可能な半導体スイッチは、前記キャパシタ及び前記変圧器の一次側の直列回路と並列に接続される。当該方法は、前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチが、t1+t2=T且つt1+t3+t4+t5=Tである時間期間Tの間、前記第1の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は閉じられ、次いで時間t2の期間は開かれ、前記第2の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は開かれ、次いで時間t3の期間は閉じられ、次いで時間t4の期間は開かれ、次いで時間t5の期間は閉じられるモードにおいて、周期的に又は非周期的に開閉されるように、第1のプリセット制御モードにより前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチの開閉を制御するステップを有する。
本発明の他の実施形態に従って、直流を交流パルス電圧に変換する回路を制御する方法であって、該回路はコンバータ回路及びコントローラユニットを有する。前記コンバータ回路は、負荷を駆動するよう構成され、第3の制御可能な半導体スイッチと、第4の制御可能な半導体スイッチと、第5の制御可能な半導体スイッチと、第6の制御可能な半導体スイッチと、キャパシタと、変圧器とを有する。前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの直列回路は、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチの直列回路と並列に接続され、前記キャパシタ及び前記変圧器の一次側の直列回路の一方の端子は、前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの中点に接続され、前記キャパシタ及び前記変圧器の一次側の直列回路の他方の端子は、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチの中点に接続される。当該方法は、前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチが、t1+t2=T且つt1+t3+t4+t5=Tである時間期間Tの間に、前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は閉じられ、次いで時間t2の期間は開かれ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は開かれ、次いで時間t3の期間は閉じられ、次いで時間t4の期間は開かれ、次いで時間t5の期間は閉じられるモードにおいて、周期的に又は非周期的に開閉されるように、第3のプリセット制御モードにより前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの開閉を制御するステップを有する。
本発明の回路がDBDランプのような容量性負荷のドライバ回路として使用されるとき、DBDランプの発光効率は改善される。
本発明の上記の及び他の目的、特徴及びメリットは、添付の図面に関連して検討される以下の詳細な記載から、より明らかになるであろう。
全ての図面を通して、同じ参照符号は、同じステップ、特性、手段、又はモジュールを表すために使用される。
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して詳細に記載する。
図1は、本発明に従って、負荷105(例えば、DBDランプ)を駆動する駆動回路の回路図である。駆動回路は、コンバータ回路101、コントローラユニット103、電源104及び負荷105を有する。コンバータ回路101及びコントローラユニット103は、直流を交流パルス電圧に変換する回路100を形成する。当然、回路100は他の機能ユニットを有してよい。電源104は直流電源であり、該直流電源は、交流電源(例えば、主電源)から変換されてよい。
コンバータ回路101は、第1の制御可能な半導体スイッチ1011、第2の制御可能な半導体スイッチ1012、キャパシタ1013及び変圧器1014を有する。第1の制御可能な半導体スイッチ1011及びキャパシタ1013の直列回路は、変圧器1014の一次側と直列に接続され、第2の制御可能な半導体スイッチ1012は、キャパシタ1013及び変圧器1014の一次側の直列回路と並列に接続される。図1は、漏れインダクタクタンスLr、励磁インダクタンスLm、寄生キャパシタンスCs及び1:nの一次側対二次側の巻線比を有する変圧器1014の等価回路を表し、nの値は、実際の回路の必要条件に従って変更され得る点に留意すべきである。第1の制御可能な半導体スイッチ1011及び第2の制御可能な半導体スイッチ1012は、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ等の半導体デバイスから成ってよい。
図2aは、本発明の実施形態に従う図1の第1の制御可能な半導体スイッチ1011及び第2の制御可能な半導体スイッチ1012のための第1のプリセット制御モードを示す説明図を表す。以下、一般性を失わずに、図2aの第1のプリセット制御モードによって制御される図1の回路の動作工程について、負荷105がDBDランプであるとして、詳細に記載する。図2aは単一の時間期間Tに関する説明図であり、Tの値は一定であっても又は時間とともに変化してもよい点に留意すべきである。
時間期間Tの間、コントローラユニット103は、第1の制御可能な半導体スイッチ1011が時間t1の期間は閉じられ、次いで時間t2の期間は開かれるようにそのスイッチを制御し、コントローラユニット103は、第2の制御可能な半導体スイッチ1012が時間t1の期間は開かれ、次いで時間t3の期間は閉じられ、次いで時間t4の間は開かれ、次いで時間t5の間は閉じられるようにそのスイッチを制御する。なお、t1+t2=T且つt1+t3+t4+t5=Tである。実施形態において、t1はt2よりもずっと短い。言い換えると、コントローラユニット103は、第1の制御可能な半導体スイッチ1011及び第2の制御可能な半導体スイッチ1012のための夫々の駆動信号V1011及びV1012を生成し、それらの信号を夫々第1の制御可能な半導体スイッチ1011及び第2の制御可能な半導体スイッチ1012に印加する。図2a及び続く図4、図6及び図8において、高レベル電圧は、制御可能な半導体スイッチの閉成を可能にする電圧を表し、低レベル電圧は、制御可能な半導体スイッチの開成を可能にする電圧を表す。
t1の値は時間期間Tの間の入力エネルギを決定する点に留意すべきである。Tの値は、DBDランプの電力要求及びコンバータ回路の電気パラメータに従って変更され得る。実施形態において、Tの値は5マイクロ秒(μs)から10μsであってよく、t1の値は100ナノ秒(ns)から1μsであってよい。T及びt1の値は一定であっても、又は時間とともに変化してもよい。
通常、DBDランプの動作モードは2つの種類、すなわち、点灯(起動)モード及び通常動作モードに分類され得る。DBDランプの特性に従って、点灯の前に、すなわち、点灯モードにおいて、DBDランプは、完全に近い容量性負荷である。これは、2つの電極が、幾何学的に互いに近い一方で、誘電体材料により封じ込められているという事実に起因する。点灯の後、ガス放電によって導入される付加的なキャパシタンス及び損失成分が存在する。このように、あらゆるDBDランプのための標準の電気的モデルは、2つのキャパシタンス及び1つの抵抗を有する。通常、DBDランプの点灯は約5kVppの電圧を必要とし、通常動作モードにおいては、駆動電圧は約3kVppである。
図2b及び図2cは、夫々、点灯モード及び通常動作モードにおいて動作するDVDランプに対応し、第1及び第2の制御可能な半導体スイッチが図2aに示される第1のプリセット制御モードによって制御される場合のDBDランプの電圧及び電流の波形を表す説明図である。図2cに示されるように、DBDランプが通常動作モードにおいて動作する場合、電圧及び電流の振幅は十分に抑制され、電気エネルギは有効に節約される。なお、図2bにおいては、ゆっくりとした電圧及び電流のダンピングに起因する多くの電気エネルギ損失が依然として存在する。
任意に、図1の回路100は、図3に示されるように、検出器ユニット102を更に有することができる。点灯モードにおいて動作するDBDランプに関して、図4に示される第1のプリセット制御モードが採用され得る。
最初に、検出器ユニット102は、DBDランプが点灯モード又は通常動作モードのいずれにおいて動作するのかを検出する。具体的に、検出器ユニット102は、DBDランプの2つの端子での電圧又はDBDランプを流れる電流を検出することができる。先に記載されたように、点灯モードにおけるDBDランプの端子での電圧は、通常動作モードにおけるよりもずっと高い。点灯モードにおいて、DBDランプを流れる平均電流は零であり、一方、通常動作モードにおいて、DBDランプを流れる平均電流は、零よりもずっと高い。
DBDランプが通常動作モードにおいて動作する場合に、コントローラユニット103は、図2aの第1のプリセット制御モードにより第1の制御可能な半導体スイッチ1011及び第2の制御可能な半導体スイッチ1012の開閉を制御する。
DBDランプが点灯モードにおいて動作する場合に、コントローラユニット103は、第1の制御可能な半導体スイッチ1011及び第2の制御可能な半導体スイッチ1012が周期的に又は非周期的に(すなわち、図4のTの値は時間にわたって一定であるか又は変化する。)開閉されるように、図4の第2のプリセット制御モードにより、それらのスイッチを制御する。図4に示されるように、時間期間Tの間、コントローラユニット103は、第1の制御可能な半導体スイッチ1011が時間t6の期間は閉じられ、次いで時間t7の期間は開かれるようにそのスイッチを制御し、コントローラユニット103は、第2の制御可能な半導体スイッチ1012が時間t8の期間は開かれ、次いで時間t9の期間は閉じられるようにそのスイッチを制御する。なお、t6+t7=T、t8+t9=T及びt6<t8である。
図4の下半分は、DBDランプが点灯モードにおいて動作する場合の、DBDランプの端子での電圧Vlamp及びランプを流れる電流Ilampの両方の波形の概略図を表す。図4に示されるように、図4の第2のプリセット制御モードが採用され、DBDランプが点灯モードにおいて動作する場合、電圧及び電流の夫々の振幅は十分に抑制され、電気エネルギは有効に節約される。
図1又は図3における、直流を交流パルス電圧に変換する回路は、ハーフブリッジ回路に基づくが、これはフルブリッジ回路によって置換されてもよい。図5は、本発明の他実施形態に従ってフルブリッジ回路に基づく直流を交流パルス電圧に変換する回路500の回路図を表す。
図5において、回路500は、コンバータ回路501、コントローラユニット503、電源104及び負荷105を有する。コンバータ回路501は、第3の制御可能な半導体スイッチ5011、第4の制御可能な半導体スイッチ5012、第5の制御可能な半導体スイッチ5013、第6の制御可能な半導体スイッチ5014、キャパシタ1013及び変圧器1014を有する。第3の制御可能な半導体スイッチ5011及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014の直列回路は、第4の制御可能な半導体スイッチ5012及び第5の制御可能な半導体スイッチ5013の直列回路と並列に接続される。キャパシタ1013及び変圧器1014の一次側の直列回路の一方の端子は、第3の制御可能な半導体スイッチ5011及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014の中点に接続され、他方の端子は、第4の制御可能な半導体スイッチ5012及び第5の制御可能な半導体スイッチ5013の中点に接続される。
図5のコンバータ回路501と図1のコンバータ回路101との間の唯一の違いは、ブリッジ回路のタイプである点に留意すべきである。従って、コントローラユニット503は、図2の第1のプリセット制御モードと同じ制御モードにより半導体スイッチを制御することができる。
図6は、本発明の実施形態に従う図5の制御可能な半導体スイッチを制御するよう構成される第3のプリセット制御モードを示す説明図を表す。
以下、一般性を失わずに、図6の第3のプリセット制御モードによって制御される図5の回路の動作工程について、負荷105がDBDランプであるとして、詳細に記載する。図6は単一の時間期間Tに関する説明図であり、Tの値は一定であっても又は時間とともに変化してもよい点に留意すべきである。
時間期間Tの間、コントローラユニット503は、第3の制御可能な半導体スイッチ5011及び第5の制御可能な半導体スイッチ5013が時間t1の期間は閉じられ、次いで時間t2の期間は開かれるようにそのスイッチを制御し、コントローラユニット503は、第4の制御可能な半導体スイッチ5012及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014が時間t1の期間は開かれ、次いで時間t3の期間は閉じられ、次いで時間t4の間は開かれ、次いで時間t5の間は閉じられるようにそのスイッチを制御する。なお、t1+t2=T且つt1+t3+t4+t5=Tである。実施形態において、t1はt2よりもずっと短い。言い換えると、コントローラユニット503は、第3の制御可能な半導体スイッチ5011及び第5の制御可能な半導体スイッチ5013のための夫々の駆動信号V5011及びV5013を生成し、それらの信号を夫々第3の制御可能な半導体スイッチ5011及び第5の制御可能な半導体スイッチ5013に印加する。コントローラユニット503は、更に、第4の制御可能な半導体スイッチ5012及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014のための夫々の駆動信号V5012及びV5014を生成し、それらの信号を夫々第4の制御可能な半導体スイッチ5012及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014に印加する。
図6において、第3の制御可能な半導体スイッチ5011及び第5の制御可能な半導体スイッチ5013の駆動信号は、図2aに示される第1の制御可能な半導体スイッチ1011の駆動信号と同じである。第4の制御可能な半導体スイッチ5012及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014の駆動信号は、図2aに示される第2の制御可能な半導体スイッチ1012の駆動信号と同じである。従って、図6の第3のプリセット制御モードが採用される場合に、DBDランプが点灯モード又は通常動作モードにおいて動作する場合のDBDランプの端子での電圧及びランプを流れる電流の波形の概略図は、夫々、図2b及び図2cにおいて示されている。
任意に、図5の回路500は、図3に示されるような検出器ユニット102を更に有することができる。これは、図7に示されている。
最初に、検出器ユニット102は、DBDランプが点灯モード又は通常動作モードのいずれにおいて動作するのかを検出する。
DBDランプが通常動作モードにおいて動作する場合に、コントローラユニット503は、図6の第3のプリセット制御モードにより第3の制御可能な半導体スイッチ5011、第4の制御可能な半導体スイッチ5012、第5の制御可能な半導体スイッチ5013及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014の開閉を制御する。
DBDランプが点灯モードにおいて動作する場合に、コントローラユニット503は、図8の第4のプリセット制御モードにより第3の制御可能な半導体スイッチ5011、第4の制御可能な半導体スイッチ5012、第5の制御可能な半導体スイッチ5013及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014の周期的又は非周期的な開閉を制御する。
図8において、時間期間Tの間、第3の制御可能な半導体スイッチ5011及び第5の制御可能な半導体スイッチ5013は、時間t6の間は閉じられ、次いで時間t7の間は開かれ、他方、第4の制御可能な半導体スイッチ5012及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014は、時間t8の間は開かれ、次いで時間t9の間は閉じられる。なお、t6+t7=T、t8+t9=T及びt6<t8である。
図8において、第3の制御可能な半導体スイッチ5011及び第5の制御可能な半導体スイッチ5013の駆動信号は、図4に示される第1の制御可能な半導体スイッチ1011の駆動信号と同じである。第4の制御可能な半導体スイッチ5012及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014の駆動信号は、図4に示される第2の制御可能な半導体スイッチ1012の駆動信号と同じである。このように、図8の第4のプリセット制御モードが採用され、DBDランプが点灯モードにおいて動作する場合に、DBDランプの端子での電圧及びランプを流れる電流の夫々の波形の概略図は、図4において示されている。
図9は、本発明の実施形態に従って直流を交流パルス電圧に変換する図1の回路100を制御する方法のフローチャートを表す。
ステップS901で、負荷105の動作モードが検出されている。実施形態において、ステップS901は、図3に示される検出器ユニット102によって実行され得る。
負荷105が通常動作モードにおいて動作する場合、次いでステップS902は、図2aに示される第1のプリセット制御モードにより第1の制御可能な半導体スイッチ1011及び第2の制御可能な半導体スイッチ1012を制御し、それにより、第1の制御可能な半導体スイッチ1011及び第2の制御可能な半導体スイッチ1012は、周期的に又は非周期的に開閉される。実施形態において、ステップS902は、図1又は図3のコントローラユニット103によって実行され得る。
負荷105が点灯モードにおいて動作する場合、次いでステップS903は、図4に示される第2のプリセット制御モードにより第1の制御可能な半導体スイッチ1011及び第2の制御可能な半導体スイッチ1012を制御し、それにより、第1の制御可能な半導体スイッチ1011及び第2の制御可能な半導体スイッチ1012は、周期的に又は非周期的に開閉される。実施形態において、ステップS903は、図1又は図3のコントローラユニット103によって実行され得る。
図9において、ステップS901及びS903は任意のステップである点に留意すべきである。実施形態においては、ステップS902のみが含まれる。言い換えると、負荷105の動作モードを決定することは必要でない。負荷105が点灯モード又は通常動作モードのいずれにおいて動作しようと、第1の制御可能な半導体スイッチ1011及び第2の制御可能な半導体スイッチ1012の開閉は、常に、図2aに示される第1のプリセット制御モードにより制御される。
図10は、本発明の実施形態に従って直流を交流パルス電圧に変換する図5の回路500を制御するよう構成される方法のフローチャートを表す。
ステップS1001で、負荷105の動作モードが検出される。実施形態において、ステップS1001は、図7に示される検出器ユニット102によって実行され得る。
負荷105が通常動作モードにおいて動作する場合、次いでステップS1002は、図6に示される第3のプリセット制御モードにより第3の制御可能な半導体スイッチ5011、第4の制御可能な半導体スイッチ5012、第5の制御可能な半導体スイッチ5013及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014を制御し、それにより、それら4つのスイッチは、周期的に又は非周期的に開閉される。実施形態において、ステップS1002は、図5又は図7のコントローラユニット503によって実行され得る。
負荷105が点灯モードにおいて動作する場合、次いでステップS1003は、図8に示される第4のプリセット制御モードにより第3の制御可能な半導体スイッチ5011、第4の制御可能な半導体スイッチ5012、第5の制御可能な半導体スイッチ5013及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014を制御し、それにより、それらの4つのスイッチは、周期的に又は非周期的に開閉される。実施形態において、ステップS1003は、図5又は図7のコントローラユニット503によって実行され得る。
図10において、ステップS1001及びS1003は任意のステップである点に留意すべきである。実施形態においては、ステップS1002のみが含まれる。言い換えると、負荷105の動作モードを決定することは必要でない。負荷105が点灯モード又は通常動作モードのいずれにおいて動作しようと、第3の制御可能な半導体スイッチ5011、第4の制御可能な半導体スイッチ5012、第5の制御可能な半導体スイッチ5013及び第6の制御可能な半導体スイッチ5014の開閉は、常に、図6に示される第3のプリセット制御モードにより制御される。
t1乃至t9の値は、実際の回路の必要条件に従って変更されてよく、t1及びt2の値は、夫々の実施形態に関し同じであっても又は異なってもよい点に留意すべきである。検出器ユニット102、コントローラユニット103及びコントローラユニット503の機能は、単なるハードウェアによって、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって、実施されてよい。例えば、検出器ユニット102、コントローラユニット103及びコントローラユニット503の機能は、対応するプログラムを実行するMCUによって実施されてよい。
以上、本発明の実施形態について記載してきた。本発明は前述の具体的な実施形態に制限されない点に留意すべきである。当業者は、添付の特許請求の範囲の適用範囲内で様々な変形及び変更を行うことができる。
Claims (13)
- 直流を交流パルス電圧に変換する回路であって:
負荷を駆動するよう構成されるコンバータ回路であって、第1の制御可能な半導体スイッチと、第2の制御可能な半導体スイッチと、キャパシタと、変圧器とを有し、前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記キャパシタの直列回路は、前記変圧器の一次側と直列に接続され、前記第2の制御可能な半導体スイッチは、前記キャパシタ及び前記変圧器の一次側の直列回路と並列に接続されるコンバータ回路;及び
第1のプリセット制御モードにより前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチの開閉を制御するよう構成され、それにより、前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチは、t1+t2=T且つt1+t3+t4+t5=Tである時間期間Tの間に、前記第1の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は閉じられ、次いで時間t2の期間は開かれ、前記第2の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は開かれ、次いで時間t3の期間は閉じられ、次いで時間t4の期間は開かれ、次いで時間t5の期間は閉じられるモードにおいて、周期的に又は非周期的に開閉されるようにするコントローラユニット
を有する回路。 - 前記負荷は起動モード又は通常動作モードにおいて動作し、
当該回路は、前記負荷の動作モードを検出するよう構成される検出器を更に有し、
前記コントローラユニットは、更に、前記負荷が前記通常動作モードにおいて動作する場合には、前記第1のプリセット制御モードにより前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチの開閉を制御するよう構成される、
請求項1に記載の回路。 - 前記コントローラユニットは、更に、前記負荷が前記起動モードにおいて動作する場合に、前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチが、t6+t7=T、t8+t9=T且つt6<t8である時間期間Tの間、前記第1の制御可能な半導体スイッチが時間t6の期間は閉じられ、次いで時間t7の期間は開かれ、前記第2の制御可能な半導体スイッチが時間t8の期間は開かれ、次いで時間t9の期間は閉じられるモードにおいて、周期的に又は非周期的に開閉されるように、第2のプリセット制御モードにより前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチを制御するよう構成される、請求項2に記載の回路。
- 直流を交流パルス電圧に変換する回路であって:
負荷を駆動するよう構成されるコンバータ回路であって、第3の制御可能な半導体スイッチと、第4の制御可能な半導体スイッチと、第5の制御可能な半導体スイッチと、第6の制御可能な半導体スイッチと、キャパシタと、変圧器とを有し、前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの直列回路は、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチの直列回路と並列に接続され、前記キャパシタ及び前記変圧器の一次側の直列回路の一方の端子は、前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの中点に接続され、前記キャパシタ及び前記変圧器の一次側の直列回路の他方の端子は、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチの中点に接続されるコンバータ回路;及び
第3のプリセット制御モードにより前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの開閉を制御するよう構成され、それにより、前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチは、t1+t2=T且つt1+t3+t4+t5=Tである時間期間Tの間に、前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は閉じられ、次いで時間t2の期間は開かれ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は開かれ、次いで時間t3の期間は閉じられ、次いで時間t4の期間は開かれ、次いで時間t5の期間は閉じられるモードにおいて、周期的に又は非周期的に開閉されるようにするコントローラユニット
を有する回路。 - 前記負荷は起動モード又は通常動作モードにおいて動作し、
当該回路は、前記負荷の動作モードを検出するよう構成される検出器を更に有し、
前記コントローラユニットは、更に、前記負荷が前記通常動作モードにおいて動作する場合には、前記第3のプリセット制御モードにより前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの開閉を制御するよう構成される、
請求項4に記載の回路。 - 前記コントローラユニットは、更に、前記負荷が前記起動モードにおいて動作する場合に、前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチが、t6+t7=T、t8+t9=T且つt6<t8である時間期間Tの間、前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチが時間t6の期間は閉じられ、次いで時間t7の期間は開かれ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチが時間t8の期間は開かれ、次いで時間t9の期間は閉じられるモードにおいて、周期的に又は非周期的に開閉されるように、第4のプリセット制御モードにより前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチを制御するよう構成される、請求項5に記載の回路。
- 誘電体バリア放電ランプを駆動する駆動回路であって、
請求項1乃至3のうちいずれか一項又は請求項4乃至6のうちいずれか一項に記載の回路を有する駆動回路。 - 直流を交流パルス電圧に変換するコンバータ回路を制御する方法であって、前記コンバータ回路は、負荷を駆動するよう構成され、前記コンバータ回路は、第1の制御可能な半導体スイッチと、第2の制御可能な半導体スイッチと、キャパシタと、変圧器とを有し、前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記キャパシタの直列回路は、前記変圧器の一次側と直列に接続され、前記第2の制御可能な半導体スイッチは、前記キャパシタ及び前記変圧器の一次側の直列回路と並列に接続される、方法において:
前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチが、t1+t2=T且つt1+t3+t4+t5=Tである時間期間Tの間、前記第1の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は閉じられ、次いで時間t2の期間は開かれ、前記第2の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は開かれ、次いで時間t3の期間は閉じられ、次いで時間t4の期間は開かれ、次いで時間t5の期間は閉じられるモードにおいて、周期的に又は非周期的に開閉されるように、第1のプリセット制御モードにより前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチの開閉を制御するステップ
を有する方法。 - 前記負荷は起動モード又は通常動作モードにおいて動作し、当該方法は:
前記負荷の動作モードを検出するステップ;及び
前記負荷が前記通常動作モードにおいて動作する場合に前記制御ステップを実行するステップ
を更に有する、請求項8に記載の方法。 - 前記負荷が前記起動モードにおいて動作する場合に、前記検出ステップの後に:
前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチが、t6+t7=T、t8+t9=T且つt6<t8である時間期間Tの間、前記第1の制御可能な半導体スイッチが時間t6の期間は閉じられ、次いで時間t7の期間は開かれ、前記第2の制御可能な半導体スイッチが時間t8の期間は開かれ、次いで時間t9の期間は閉じられるモードにおいて、周期的に又は非周期的に開閉されるように、第2のプリセット制御モードにより前記第1の制御可能な半導体スイッチ及び前記第2の制御可能な半導体スイッチの開閉を制御するステップ
を更に有する請求項9に記載の方法。 - 直流を交流パルス電圧に変換するコンバータ回路を制御する方法であって、前記コンバータ回路は、負荷を駆動するよう構成され、前記コンバータ回路は、第3の制御可能な半導体スイッチと、第4の制御可能な半導体スイッチと、第5の制御可能な半導体スイッチと、第6の制御可能な半導体スイッチと、キャパシタと、変圧器とを有し、前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの直列回路は、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチの直列回路と並列に接続され、前記キャパシタ及び前記変圧器の一次側の直列回路の一方の端子は、前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの中点に接続され、前記キャパシタ及び前記変圧器の一次側の直列回路の他方の端子は、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチの中点に接続される、方法において:
前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチが、t1+t2=T且つt1+t3+t4+t5=Tである時間期間Tの間に、前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は閉じられ、次いで時間t2の期間は開かれ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチが時間t1の期間は開かれ、次いで時間t3の期間は閉じられ、次いで時間t4の期間は開かれ、次いで時間t5の期間は閉じられるモードにおいて、周期的に又は非周期的に開閉されるように、第3のプリセット制御モードにより前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチの開閉を制御するステップ
を有する方法。 - 前記負荷は起動モード又は通常動作モードにおいて動作し、当該方法は:
前記負荷の動作モードを検出するステップ;及び
前記負荷が前記通常動作モードにおいて動作する場合に前記制御ステップを実行するステップ
を更に有する、請求項11に記載の方法。 - 前記負荷が前記起動モードにおいて動作する場合に、前記検出ステップの前に:
前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチが、t6+t7=T、t8+t9=T且つt6<t8である時間期間Tの間、前記第3の制御可能な半導体スイッチ及び前記第5の制御可能な半導体スイッチが時間t6の期間は閉じられ、次いで時間t7の期間は開かれ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチが時間t8の期間は開かれ、次いで時間t9の期間は閉じられるモードにおいて、周期的に又は非周期的に開閉されるように、第4のプリセット制御モードにより前記第3の制御可能な半導体スイッチ、前記第4の制御可能な半導体スイッチ、前記第5の制御可能な半導体スイッチ及び前記第6の制御可能な半導体スイッチを制御するステップ
を更に有する請求項12に記載の方法。
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