JP3176914B2 - 放電ランプ点灯用回路装置 - Google Patents

放電ランプ点灯用回路装置

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、 − 周波数ｆにより交互に導通と非導通とになることに
より交番する極性を有する電流を発生する少なくとも１
個のスイッチング素子を具え、且つ直流電圧源へ接続さ
れるのに適した端部が設けられた回路と、 − 前記回路へ結合され且つランプ接続端子と誘導手段
とを具えている負荷回路と、 − 前記スイッチング素子を周波数ｆで交互に導通と非
導通とにするための駆動信号を発生する駆動回路と、 − 電流センサと、 − 前記負荷回路を横切る電圧と該負荷回路を通る電流
との間の位相差に依存する制御信号を発生するために前
記電流センサと前記スイッチング素子とへ結合された測
定回路と、 − 直流−交流変換器の運転条件に変化をもたらす制御
回路であって、この変化は前記制御信号に依存する制御
回路と、 が設けられた直流−交流変換器を具えている放電ランプ
点灯用回路装置に関するものである。
（従来の技術） そのような回路装置は欧州特許出願第178852号から既
知である。
この既知の回路装置においては、運転条件の変化は周
波数ｆの変化からなっている。ランプがこの既知の回路
装置によって点灯される場合には、極性が周波数ｆで変
化する電流Ｊが負荷回路Ｂを通って流れ、一方周期的な
電圧VPがこれもｆに等しい反復周波数により負荷回路Ｂ
の両端間に存在する。一般に、電流Ｊは電圧VPより進む
か又は遅れる。電流Ｊが電圧VPより遅れる場合には、そ
の動作は誘導性であり、電圧VPと電流Ｊとの間の位相差
は正である。電流Ｊが電圧VPより進んだ場合には、その
動作は容量性であり、電圧VPと電流Ｊとの間の位相差は
負である。
容量性動作の場合には大きい電力消費がスイッチング
素子内に生じる。これが損傷をさえも起こし得る。それ
故に、直流−交流変換器の容量性動作は一般的に望まし
くない。
容量性動作とは対照的に、誘導性動作は比較的低電圧
がスイッチング素子を横切って存在する間に回路Ａのそ
のスイッチング素子が導通にされることを意味するの
で、そのスイッチング素子内に生じる電力消費が比較的
低い。例えば、負荷回路Ｂが形成される一個または幾つ
かの構成要素の特性が、それらの構成要素の寿命の間に
変化すると言う事実によって、直流−交流変換器の容量
性動作が起こり得る。例えば、電流が負荷回路Ｂを通っ
て流れている間にランプが接続端子間に存在しない場合
にも容量性動作が起こり得る。
測定回路が容量性動作を検出した瞬間に制御回路が周
波数ｆを変換する。既知の回路装置によったｆ動作の場
合にも、比較的長い動作は防止される。しかしながら、
例えば回路Ａ内のスイッチング素子の種類によっては、
周波数ｆの１周期又は数周期より多くない間のスイッチ
ング素子の容量性動作がすでにそのスイッチング素子に
損傷を生じることがある。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、容量性動作に起こった場合にその回路装置
が容量性動作にある期間を非常に短くすることにより、
容量性動作による大きい電力消費とその直流−交流変換
器の構成要素への損傷とを防止する回路装置を提供する
ことを、特に目的としている。
（課題を解決するための手段） この目的は、冒頭部分に記載した種類の回路装置にお
いて、前記直流−交流変換器の運転条件の変化が、関連
する駆動信号の一周期の残りの部分の間、スイッチング
素子が非導通にされることにより達成される。35直流−
交流変換器の動作条件におけるこの変化は、非常に迅速
に達成され得る。この迅速な変化の結果、そのスイッチ
ング装置の接続された負荷での突然の変化の場合でさえ
も、本発明による回路装置における容量性動作は、非常
に短期間生じるのみかあるいは事実上は全く生じないこ
とが見出された。
前記測定回路においては、最低必要位相差に対する尺
度である基準信号を用いることが可能であり、電圧VPと
電流Ｊとの間の位相差がこの最低必要位相差より小さい
場合に、制御信号が制御回路を活性化する。
この位相差値が容量性動作と誘導性動作との間の境界
を形成するから、前記最低必要位相差値は零であるよう
に選択してもよい。しかしながら、最低必要位相差に対
する値零の欠点は、その直流−交流変換器が容量性動作
に入った後まで測定回路が制御回路を活性化しないこと
である。制御信号を発生し、この直流−交流変換器の動
作条件の変化に影響するために幾らかの期間が必要であ
るから、この最低必要位相差値を零より大きくなるよう
に選択することが一般的に望ましい。
制御信号が連続的の代わりに周期的に発生する場合に
は、制御信号の連続する二つの値の間の期間の大きさに
応じて、この最低必要位相差値を大きくするように選択
することが望ましい。
スイッチング素子が非導通にされた瞬間において電流
センサを通る電流の値が周期的電圧VPと電流Ｊとの間の
位相差に対する尺度である。これが次の方法で測定回路
を設計することを可能にする。測定回路は第１の入力端
子が電流センサへ結合され、一方基準信号がもう一つの
入力端子に存在する比較器を具え、制御信号は駆動信号
に依存すると共に、この比較器の出力信号にも依存して
いる。第１の入力端子に存在する信号は電流センサを通
る電流から得られる。基準信号は第２信号として働き、
その第２信号は最低必要位相差に対する尺度である。従
ってこの測定回路の部分は単純で且つ信頼できる方法で
実現される。
本発明による回路装置の有利な実施例においては、直
流−交流変換器が不完全なハーフブリッジ回路であり、
電流センサが負荷回路Ｂの一部を形成している。これの
利点は電流Ｊが電圧VPの周期の間回路Ｂを通ってほぼ連
続的に流れることである。電流センサが回路Ａの一部を
形成している場合は、電流は電圧VPの各周期の半分の間
電流センサを通って流れるのみである。こういう理由
で、電圧VPと電流Ｊとの間の位相差の測定は電流センサ
が電流を通す電圧VPの各周期のその半分の間行われるの
みである。しかしながら、電流センサが回路Ｂの一部を
形成する場合には、電圧VPと電流Ｊとの間の位相差は電
圧VPの各周期の両方の半分において測定され得る。これ
が二つの連続する測定の間隔時間を非常に小さくなるよ
うに選択することを可能にする。
本発明による回路装置の特殊の実施例は、電流センサ
が、駆動信号がスイッチング素子を交互に導通させる周
波数ｆの調整によってランプにより消費される電力を制
御する回路へ結合されていることを特徴としている。そ
のような直流−交流変換器が用いられた場合には、ラン
プにより消費される電力が制御でき、一方同時に周波数
変動により起こされる容量性動作が非常に短い期間とな
り得る。
（実施例） 本発明の実施例を図面を参照しながら一層詳細に説明
する。
第１図において、参照符号１は回路Ａの第１端子を表
し、参照符号２は回路Ａの別の端子を表している。１と
２とは直流電圧源の端子へ接続されるのに適している。
回路Ａは周波数ｆにより交互に導通と非導通とになるこ
とにより交番する極性の電流を発生するためにスイッチ
ング素子を具えている。Ｂは誘導手段とランプ接続端子
とを具えている負荷回路である。負荷回路Ｂは回路Ａへ
結合されている。ランプLAがそのランプ接続端子へ接続
されている。
IIIは回路Ａのスイッチング素子を交互に導通と非導
通とにするために駆動信号を発生する駆動回路を表して
いる。
Ｉは負荷回路Ｂを横切る電圧とその負荷回路Ｂを通る
電流との間の位相差に依存する制御信号を発生する測定
回路である。
この目的のために、その測定回路Ｉが電流センサへ結
合されると共に、回路Ａのスイッチング素子へも結合さ
れている。測定回路Ｉの出力端子が制御回路IIの入力端
子へ接続されている。制御回路IIはスイッチング素子の
周波数ｆに属する周期の残りの間スイッチング素子を非
導通にさせる回路である。この目的のために、制御回路
IIの出力端子が駆動回路IIIの入力端子へ接続されてい
る。駆動回路IIIは回路Ａのスイッチング素子へ接続さ
れている。
第１図に示した回路装置の動作は次のごとくである。
入力端子１と２とが直流電圧源の電極へ接続された場
合には、駆動回路が回路Ａ内のスイッチング素子を周波
数ｆで交互に導通と非導通とにさせる。その結果、電流
Ｊが周波数ｆで変化する極性で負荷回路を通って流れ、
一方周期的電圧が負荷回路Ｂの端部間に存在する。一般
に、この周期的電圧VPと電流Ｊとの間には位相差が存在
し得る。測定回路Ｉがこの位相差に依存する制御信号を
発生する。この制御信号に依存して、制御回路IIがスイ
ッチング素子の周波数ｆに属する周期の残りの間スイッ
チング素子を非導通にする。
第２図において、回路Ａは端部１と２、スイッチング
素子S1とS2、及びダイオードD1とD2により形成されてい
る。負荷回路ＢはコイルＬ、ランプ接続端子K1とK2、コ
ンデンサC1とC2、及び電流センサSEによって構成されて
いる。ランプLAが負荷回路へ接続され得る。この実施例
においてはコイルＬが誘導手段を形成している。入力端
子１と２とが、スイッチング素子S1の主電極が端子１と
接続され且つスイッチング素子S2の主電極が端子２へ接
続されるような方法で、スイッチング素子S1とS2との直
列回路により相互接続されている。ダイオードD1の陽極
がそれら二つのスイッチング素子S1とS2の共通点Ｐへ接
続されるような方法で、スイッチング素子S1がダイオー
ドD1により分流されている。ダイオードD2の陽極が端子
２へ接続されるような方法で、スイッチング素子S2がダ
イオードD2により分されている。
スイッチング素子S2はコイルＬ、接続端子K1、ランプ
LA、接続端子K2、コンデンサC2、及び図示した本実施例
においては抵抗により形成されている電流センサSEとを
具える直列回路によっても分流されている。ランプLAは
コンデンサC1により分流されている。電流センサSEの両
端は測定回路Ｉの個別の入力端子へ接続されている。こ
の測定回路Ｉの別の入力端子はスイッチング素子の制御
電極へ接続されている。駆動回路IIIの第１の出力端子
はスイッチング素子S1の制御電極へ接続されており、こ
の駆動回路IIIの第２の出力端子がスイッチング素子S2
の制御電極へ接続されている。
第２図に示した直流−交流変換器の動作は次のごとく
である。
端子１と２とが直流電圧源の電極へ接続された場合に
は、駆動信号がスイッチング素子S1とS2とを反復周波数
ｆにより交互に導通させる。従って２個のスイッチング
素子の共通点Ｐは、直流電圧源の負電極と正電極とへ交
互に接続される。結果として、ほぼ方形波電圧VPが反復
周波数ｆにより点Ｐに存在する。このほぼ方形波電圧VP
が極性が反復周波数ｆで変化する電流Ｊを負荷回路Ｂ内
に流させる。電圧VPと電流Ｊとの間には反復周波数ｆに
依存する位相差が存在する。測定回路Ｉがほぼ方形波電
圧VPと電流Ｊとの間の位相差に依存する制御信号を発生
する。この制御信号に依存して、スイッチング素子の周
波数ｆに属する期間の残りの間、制御回路がスイッチン
グ素子を非導通にする。スイッチング素子を非導通にす
ることは、ほぼ方形波電圧VPの立ち上がり縁あるいは立
ち下がり縁と時間的にほぼ一致している。これが例え
ば、交番している電流Ｊの瞬時値の絶対値が最低必要位
相差に対する尺度である基準レベル以下に低下した場合
には導通しているスイッチング素子を非導通にすること
により、ほぼ方形波電圧VPと交番する電流Ｊとの間の位
相差を制御することを可能にする。
第３図及び第４図において、水平軸は関連装置におけ
る時間次元を示し、縦軸は関連装置における電流又は電
圧次元を示している。Ｊは負荷回路Ｂを流れている電流
である。VPは２個のスイッチング素子S1とS2との共通点
Ｐに存在するほぼ方形波電圧である。図示の状態におい
ては、電流Ｊが位相で電圧VPの後へ遅れているので、誘
導性動作が得られる。ｅは電圧VPと電流Ｊとの間の位相
差であり、ｇは電圧VPと電流Ｊとの間の最低必要位相差
である。ｅ′は電圧VPの立ち上がり縁と時間的に一致し
ている電流Ｊの瞬時値であり、同時にｅ′は電圧VPと電
流Ｊとの間の位相差に対する尺度である。
第４図において、iAは回路Ａ内の電流である。この電
流は電圧VPの各周期の半分間は流れない。
第５図において、IVは入力端子３と４とを有する比較
器である。この比較器IVの出力端子は論理ANDゲートＶ
の入力端子へ接続されている。参照符号５は論理ANDゲ
ートＶのもう一つの入力端子を表している。論理ANDゲ
ートＶの出力端子は制御回路IIの入力端子へ接続されて
いる。
入力端子３と４とのうちの、入力端子４は電流センサ
SEへ結合され、一方入力端子３には電圧VPと電流Ｊとの
間の位相差の最低必要値に対する尺度である基準電圧が
存在している。入力端子５がスイッチング素子の制御電
極へ結合されている。
電流Ｊが正から負へ変換した場合における、第５図に
示した回路の動作は次のごとくである。
電流センサを通る電流が減少した場合には、入力端子
４に存在する信号の値が入力端子３に存在する基準信号
の値より下に低下する。これが比較器IVの出力端子にお
ける信号を低から高へ変化せしめる。対応するスイッチ
ング素子S1又はS2が導通である場合には、入力端子５に
おける信号が高であるから、論理ANDゲートＶの出力端
子における信号も低から高へ変化する。測定回路のこの
実施例においては論理ANDゲートＶの出力端子における
信号が制御信号であり、制御回路IIを活性化するので、
その制御信号がその時導通しているスイッチング素子を
非導通にさせる。
周期的電圧VPと交番している電流Ｊとの間の位相差が
最低必要値より大きい場合には、その時関連するスイッ
チング素子は非導通であるから、入力端子５における信
号が比較器IVの出力端子における信号が低から高へ変化
した瞬間には低である。この状態においては、論理AND
ゲートＶの出力端子における制御信号は低のままであ
り、制御回路IIは活性化されない。
上述の方法に似通った方法において、電流Ｊが正から
負に変化する瞬間に位相差をチェックするために、電流
Ｊが負から正へ変化する時に入力３、４及び５において
存在する信号を適用することにより、同じ測定回路によ
るチェックを実行することが可能である。この方法にお
いて、交番している電流Ｊの各サイクルで位相差チェッ
クを２回行うことも可能である。
本発明による回路装置の実際の実施例においては、測
定回路は第５図に示したように設計されていた。周波数
ｆは28kHzであった。直流−交流変換器の容量性動作と
なるこの回路装置の負荷の突然の変動なしに、ランプ接
続端子から点火中のランプを取り外すことが可能である
ことが見出された。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による回路装置の実施例の配置のブロッ
ク線図であり、 第２図に示した実施例の更に詳細を示す結線図であり、 第３図及び第４図は第１図及び第２図に示した直流−交
流変換器内の電圧と電流との波形を示しており、 第５図は測定回路Ｉの好適な実施例を示す。 １、２……回路Ａの入力端子 ３、４……比較器の入力端子 ５……論理ANDゲートの入力端子 Ｉ……測定回路 II……制御回路 III……駆動回路 IV……比較器 Ｖ……論理ANDゲート Ａ……回路 Ｂ……負荷回路 C1、C2……コンデンサ D1、D2……ダイオード K1、K2……ランプ接続端子 Ｌ……コイル LA……ランプ Ｐ……共通点 S1、S2……スイッチング素子 VP……電圧 SE……電流センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルセル ベイユ オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェン フルーネバウツウェッハ １ (56)参考文献 特開 平１−218364（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−36891（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−263098（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−264700（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−207099（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−213996（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−80577（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭49−21876（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 41/24 - 41/298

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】放電ランプ点灯用回路装置であって、 − 周波数ｆにより交互に導通と非導通とになることに
    より交番する極性を有する電流を発生する少なくとも１
    個のスイッチング素子を具え、且つ直流電圧源へ接続さ
    れるのに適した端部が設けられた回路と、 − 前記回路へ結合され且つランプ接続端子と誘導手段
    とを具えている負荷回路と、 − 前記スイッチング素子を周波数ｆで交互に導通と非
    導通とにするための駆動信号を発生する駆動回路と、 − 電流センサと、 − 前記負荷回路を横切る電圧と該負荷回路を通る電流
    との間の位相差に依存する制御信号を発生するために前
    記電流センサと前記スイッチング素子とへ結合された測
    定回路と、 − 直流−交流変換器の運転条件に変化をもたらす制御
    回路であって、この変化は前記制御信号に依存する制御
    回路と、 が設けられた直流−交流変換器を具えている放電ランプ
    点灯用回路装置において、 前記直流−交流変換器の運転条件の変化は、関連する駆
    動信号の一周期の残りの部分の間、スイッチング素子が
    非導通にされることにあることを特徴とする放電ランプ
    点灯用回路装置。
  2. 【請求項２】前記制御信号が最低必要位相差に対する尺
    度である基準信号に依存することを特徴とする請求項１
    記載の放電ランプ点灯用回路装置。
  3. 【請求項３】前記測定回路が、入力端子が前記電流セン
    サへ結合され、一方もう一つの入力端子には基準信号が
    存在する比較器を具え、前記制御信号は前記駆動信号に
    依存すると共に、前記比較器の出力信号にも依存してい
    ることを特徴とする請求項２記載の放電ランプ点灯用回
    路装置。
  4. 【請求項４】前記直流−交流変換器が不完全なハーフブ
    リッジ回路であり、前記電流センサが前記負荷回路の一
    部を形成していることを特徴とする請求項１、２又は３
    記載の放電ランプ点灯用回路装置。
  5. 【請求項５】前記電流センサが、前記駆動信号が前記ス
    イッチング素子を交互に導通させる周波数ｆの調整によ
    ってランプにより消費される電力を制御する回路へ結合
    されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一
    項記載の放電ランプ点灯用回路装置。
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