JP3236018B2 - 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により交互に導通及び非導通になることに
より交番する極性を有する電流を発生するための2個の
スイッチング素子を具えている、直流電圧源へ接続され
るのに適した回路と、 − ランプ接続端子と、誘導手段と、前記回路内の前記
2個のスイッチング素子の一方の個別の主電極へ各々接
続された端部とを具えている負荷回路と、 − 周波数fで前記スイッチング素子を交互に導通と非
導通とにさせるために駆動信号を発生する駆動回路と、 − 電流センサと、 − ランプにより消費される電力を制御するために前記
電流センサと前記駆動回路とへ結合された制御回路と、 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オランダ国の特許出願第880001
5号から既知である。回路Aには直流電圧源へ接続する
ための接続端子が設けられている。
ランプがこの既知の回路装置によって点灯された場合
には、周波数fで極性が変化する電流Jが負荷回路Bを
通って流れ、一方ほぼ方形波電位VPがこれもfに等しい
反復周波数で負荷回路Bの端部間に存在する。
既知の回路装置における電流センサは接続端子と主電
極との間の接続として回路A内に含まれている。
既知の回路装置においては、第一に、前記直流−交流
変換器の入力端子間に存在する直流電圧の平均値が、前
記直流−交流変換器の接続端子へ結合されている制御回
路Cの回路部分によって狭い制限内に一定に維持されて
いる。第二に、制御回路Cのもう一つの回路部分がその
センサを通る電流の平均値を測定し、その電流を所望の
値に制御する。そのセンサを通る電流の平均値の制御は
回路Aの一方又は両方のスイッチング素子の導通時間を
変化させることにより、あるいは代わりに、周波数fを
変えることにより行われ得る。これら二つの組み合わせ
もまた可能である。この制御回路Cは、入力端子間に存
在する電圧の平均値と電流センサを通る電流の平均値と
の両方を一定に維持することにより、直流−交流変換器
により消費される電力、及び従って間接的にランプによ
り消費される電力のレベルをほぼ一定に維持せしめる。
その電流センサは回路A内に存在するから、負荷回路
Bを通っては流れない例えばスイッチング素子の制御電
流のような回路A内の電流が、制御回路Cの運転に影響
を及ぼす。その影響がランプの電力制御に組織的な誤差
を導入するので、これは不都合である。駆動回路から得
られる電力の一部が電流センサ内で消費されるので、そ
のような場合にはそのセンサの位置もスイッチング素子
の制御における特殊の電力損失を誘う。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、直流−交流変換器により消費される電力が
簡単な方法で制御され得て、一方この電力制御が負荷回
路を通って流れる電流に独占的に依存する回路装置を提
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) 本発明によれば、冒頭部分に記載した種類の回路装置
はこの目的のために、前記電流センサが前記負荷回路の
一部を形成し、前記制御回路が更に前記負荷回路の前記
端部各々へ結合され、前記電流センサを通る電流と前記
負荷回路のこれら端部間の電圧とに基づいて前記負荷回
路により消費される電力を表す信号を生成することを特
徴としている。
これらの手段が、制御回路Cによって負荷回路Bへ取
り込まれる電力を制御することを可能にしている。これ
が制御回路Cを単純化された構成にすることにもなる。
好適には、制御回路Cはそこでランプ電力に対する尺
度である第1信号が発生し、今度は所望の消費電力に対
する尺度である規準信号と比較されるように設計されて
いる。この所望の電力は必要な場合には調節できる。そ
の比較の結果が、ランプにより消費される電力が所望の
値にほぼ等しくなるように駆動回路F内の駆動信号が制
御される制御信号になる。
本発明による回路装置の特定の実施例は、前記制御回
路が、 − 前記電流センサを通る電流の瞬時値と前記負荷回路
の端部間の付随する電圧の瞬時値との積に比例する信号
を発生する乗算回路と、 − 前記信号の平均値に比例する信号を発生する回路
と、 を具えていることを特徴としている。この制御回路Cの
実施例は従って第1信号を発生する手段を設けられてお
り、この手段は非常に信頼できる方法で且つ単純な構成
要素の使用によって実現され得る。
本発明による回路装置の他の特定の実施例は、前記電
流センサが前記直流−交流変換器の容量性運転を防止す
る手段へも結合されていることを特徴としている。ここ
では、容量性運転は負荷回路を横切る電圧が負荷回路を
通る電流の後へ遅れる運転条件を意味すると理解され
る。各スイッチング素子が関連するスイッチング素子を
横切る電圧が高い瞬間に導通にされることが容量性運転
の特徴である。これは一般にそのスイッチング素子内の
電力消費を比較的高くさせ、それがスイッチング素子の
寿命に不利に影響する。
直流−交流変換器はその駆動信号の変化が原因で誘導
性運転から容量性運転へ転換し得るから、本発明による
回路装置をその直流−交流変換器の容量性運転を防止す
る手段と組み合わせることは有利である。
(実施例) 以下、実施例の図面を参照しつつ本発明をより詳細に
説明する。
第1図において、符号1と2とは直流電圧源の電極へ
接続するのに適した端子を表している。この端子1と2
とは2個のスイッチング素子を具えた回路Aの端部へ接
続されている。誘導手段とランプ接続端子と電流センサ
とを具える負荷回路Bの各端部は、回路Aの2個のスイ
ッチング素子の一方の個別の主電極へ接続されている。
ランプが負荷回路Bのランプ接続端子へ接続されてい
る。
Fは周波数fで回路Aのスイッチング素子を交互に導
通させるために駆動信号を発生する駆動回路である。
Cはランプにより消費される電力を制御する制御回路
である。この目的のために、この回路Cは電流センサと
負荷回路Bの端部とへ結合されている。これらの結合は
第1図に示してある。制御回路Cはランプにより消費さ
れる電力に対する尺度である第1信号を発生する回路D
を具えている。制御回路Cはその第1信号と今度はラン
プにより消費される電力の所望の値に対する尺度である
規準信号との間の差に対する尺度である制御信号を発生
する回路Eをも具えている。この制御信号は回路Eの出
力端子に存在する。この出力端子が駆動回路Fの入力端
子へ接続されている。駆動回路Fは回路Aのスイッチン
グ素子へ接続されている。駆動回路Fは制御信号に依存
してスイッチング素子の導通時間及び/又は該スイッチ
ング素子が導通及び非導通にされる周波数fを支配す
る。この方法においては、ランプにより消費される電力
が所望の値にほぼ等しくなる。
第2図において、スイッチング素子S1とS2及びダイオ
ードD1とD2が回路Aを形成している。
負荷回路BはコイルLと、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を具えている。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。
ランプLAはランプ接続端子へ接続されている。
端子1と2とが、スイッチング素子S1とS2との直列回
路により、スイッチング素子S1の主電極が端子1へ接続
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相互接続されている。スイッチング
素子S1は、ダイオードD1の陽極がこの2個のスイッチン
グ素子S1とS2との共通接合点Pへ接続されることによ
り、ダイオードD1により分流されている。スイッチング
素子S2は、ダイオードD2の陽極が端子2へ接続されるこ
とにより、ダイオードD2により分流されている。
スイッチング素子S2は、コイルLと、ランプLA、コン
デンサC2、及びこの図示の実施例においては抵抗により
形成された電流センサSEとの直列回路によっても分流さ
れている。このランプLAはコンデンサC1により分流され
ている。
負荷回路Bの端部と一致している電流センサSEの端部
は回路Dの入力端子3へ接続されている。この電流セン
サの別の端部は回路Dの別の入力端子4へ接続されてい
る。この回路Dの第3の入力端子5は、負荷回路Bの別
の端部と一致している前記2個のスイッチング素子の共
通接合点Pへ接続されている。回路Dの出力端子6は回
路Eの入力端子へ接続され、且つ回路Eの出力端子は駆
動回路Fの入力端子へ接続されている。駆動回路F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、駆動回路Fの第2の出力端子はスイッチング素子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とを周波数fで
交互に導通させる。従って2個のスイッチング素子の共
通接合点Pはその直流電圧源の負電極と正電極とへ交互
に接続される。その結果、反復周波数fを有するほぼ方
形波電圧VPが接合点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を回路B内
に流させる。位相差が方形波電圧VPと反復周波数fに依
存する電流Jとの間に存在する。
ほぼ方形波電圧VPの瞬時値と付随する電流Jの瞬時値
との積の平均値に対する尺度である信号を回路Dが発生
する。この信号はランプにより消費される電力の平均値
に対する尺度であり、この実施例においては第1信号と
して働く。回路Eにおいて、第1信号とランプにより消
費される電力の所望の平均値に対する尺度である規準信
号との間の差に対する尺度である制御信号が発生する。
この制御信号は駆動回路Fの入力端子に存在する。この
制御信号によって、駆動回路Fが駆動信号を、ランプに
より消費される電力の平均値が所望値とほぼ等しくなる
ような方法で調節する。そのランプにより消費される電
力の平均値は、前記2個のスイッチング素子の導通時間
と周波数fとの両方又はいずれか一方が制御されること
により、その駆動信号によって制御できる。
第2図に示した回路装置の実際の実施例においては、
電流センサSEは約0.5オームの抵抗であった。周波数f
は約28kHzであった。この回路装置の実際の実施例によ
って、広範囲の電力定格とガス充填との両方又はいずれ
か一方のランプを点灯することが可能であることが見出
された。この間に、ランプにより消費される電力はラン
プ間で5%以上は変化しなかった。
第3図は回路Dの好適な実施例を示す。
第3図において、参照符号3,4及び5は乗算器回路I
の接続端子を表している。端子3は負荷回路の一端と一
致している電流センサSEの一端へ接続するよう企図され
ている。端子4はこの電流センサSEの他端へ接続するよ
う企図されている。端子5は負荷回路Bの別の端部へ接
続するよう企図されている。
この回路Dの好適な実施例が動作している直流−交流
変換器へ接続された場合には、電流センサSEを通る電流
の瞬時値に比例する電圧が端子3と4との間に存在す
る。負荷回路Bの両端間の電圧の瞬時値に比例する電圧
が端子3と5との間に存在する。
電流センサが、その電流センサの一端が負荷回路Bの
端部を形成するような方法で負荷回路B内に置かれない
場合には、すなわち例えば第2図の実施例に示したもの
と異なる場合には、回路Dに負荷回路Bの2個の端部と
電流センサの2個の端部とへ接続するために4個の接続
端子を設けることが必要である。
乗算器回路Iの出力端子には、負荷回路Bの両端間の
電圧の瞬時値と電流センサSEを通る電流の瞬時値との積
に比例する信号Qが存在する。
乗算器回路Iの出力端子は信号Qの平均値に比例する
信号を発生する回路IIの入力端子へ接続されている。こ
の信号Qの平均値に比例する信号が回路IIの出力端子6
に存在し、ランプ電力に比例する第1信号として機能す
るのに適している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による回路装置の一実施例の構築のブロ
ック線図表現であり、 第2図は第1図に示した実施例を非常に詳細に示してお
り、 第3図は制御回路C部分の好適な実施例を示す。 1,2……端子 3,4,5……回路Dの入力端子 6……回路Dの出力端子 A,II……回路 B……負荷回路 C……制御回路 D……第1信号発生回路 E……制御信号発生回路 F……駆動回路 I……乗算器回路 C1,C2……コンデンサ D1,D2……ダイオード L……コイル LA……ランプ S1,S2……スイッチング素子 SE……電流センサ P……共通接合点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 590000248 Groenewoudseweg 1, 5621 BA Eindhoven, T he Netherlands (72)発明者 アドリアヌス マルチヌス ヨハネス ド ビエル 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 平1−213996(JP,A) 特開 昭52−138382(JP,A) 実開 昭49−80577(JP,U) 実開 昭50−18080(JP,U) 特公 昭50−637(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 41/24 - 41/298

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】− 周波数fにより交互に導通及び非導通
    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
    ための2個のスイッチング素子を具えている、直流電圧
    源へ接続されるのに適した回路と、 − ランプ接続端子と、誘導手段と、前記回路内の前記
    2個のスイッチング素子の一方の個別の主電極へ各々接
    続された端部とを具えている負荷回路と、 − 周波数fで前記スイッチング素子を交互に導通と非
    導通とにさせるために駆動信号を発生する駆動回路と、 − 電流センサと、 − ランプにより消費される電力を制御するために前記
    電流センサと前記駆動回路とへ結合された制御回路と、 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、 前記電流センサが前記負荷回路の一部を形成し、前記制
    御回路が更に前記負荷回路の前記端部各々へ結合され、
    前記電流センサを通る電流と前記負荷回路のこれら端部
    間の電圧とに基づいて前記負荷回路により消費される電
    力を表す信号を生成す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】前記制御回路が、 − 前記電流センサを通る電流の瞬時値と前記負荷回路
    の端部間の付随する電圧の瞬時値との積に比例する信号
    を発生する乗算回路と、 − 前記信号の平均値に比例する信号を発生する回路
    と、 を具えてい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】前記電流センサは前記直流−交流変換器の
    容量性運転を防止する手段へも結合されていることを特
    徴とする請求項1又は2記載の放電ランプ点灯用回路装
    置。
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