JP3273780B2 - スイッチング回路装置 - Google Patents
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- H05B41/14—Circuit arrangements
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
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Description
【０００１】
本発明は、極性が変化するパルス状電流での高圧放電
ランプの点火及び作動に適し、 −極性が変化する前記パルス状電流を得るために導通状
態と非導通状態とを交互にスイッチする第１スイッチ手
段を含むブリッジネットワークと、 −前記スイッチ手段の制御電極と主電極との間に短絡回
路スイッチを含み、当該スイッチ手段が非導通状態にス
イッチされている時間中、前記制御電極と前記主電極と
の間に短絡回路を維持するスイッチ手段を駆動する駆動
回路と、 −前記駆動回路に制御信号を供給する制御回路と を具備するスイッチ装置に関する。
ランプの点火及び作動に適し、 −極性が変化する前記パルス状電流を得るために導通状
態と非導通状態とを交互にスイッチする第１スイッチ手
段を含むブリッジネットワークと、 −前記スイッチ手段の制御電極と主電極との間に短絡回
路スイッチを含み、当該スイッチ手段が非導通状態にス
イッチされている時間中、前記制御電極と前記主電極と
の間に短絡回路を維持するスイッチ手段を駆動する駆動
回路と、 −前記駆動回路に制御信号を供給する制御回路と を具備するスイッチ装置に関する。
【０００２】
冒頭に述べられたようなスイッチ装置は、英国特許公
報第2,102,641A号から既知である。既知のスイッチ装置
のブリッジネットワークにかなりの電圧差が発生する。
前記駆動回路上の一般的な電圧差の悪影響を防ぐため
に、DC分離（D.C.separation）が、前記スイッチ手段と
前記駆動回路との間に設けられる。従って、既知のスイ
ッチ装置においてフォトトランジスタ形の短絡回路手段
は同時に、前記ブリッジネットワークと前記駆動回路と
の間にDC文離を構成する。このようなフォトトランジス
タの大きさは、比較的小さいので比較的コンパクトなス
イッチ装置の構造に有利である。しかしながら、このよ
うなフォトトランジスタは、かなり高い制御電力を必要
とする。
報第2,102,641A号から既知である。既知のスイッチ装置
のブリッジネットワークにかなりの電圧差が発生する。
前記駆動回路上の一般的な電圧差の悪影響を防ぐため
に、DC分離（D.C.separation）が、前記スイッチ手段と
前記駆動回路との間に設けられる。従って、既知のスイ
ッチ装置においてフォトトランジスタ形の短絡回路手段
は同時に、前記ブリッジネットワークと前記駆動回路と
の間にDC文離を構成する。このようなフォトトランジス
タの大きさは、比較的小さいので比較的コンパクトなス
イッチ装置の構造に有利である。しかしながら、このよ
うなフォトトランジスタは、かなり高い制御電力を必要
とする。
【０００３】 DC分離のもう一つの可能性は変圧器で形成される。し
かしながら、これは、変圧器の大きさが低電力の送信に
対して比較的大きいという欠点を含む。
かしながら、これは、変圧器の大きさが低電力の送信に
対して比較的大きいという欠点を含む。
【０００４】
本発明は、とりわけ、制御電力の減少が得られる手段
を備える一方、比較的コンパクトな前記スイッチ装置の
構造を維持することを目的とする。
を備える一方、比較的コンパクトな前記スイッチ装置の
構造を維持することを目的とする。
【０００５】 本発明によって、冒頭に述べたようなスイッチ装置
は、前記駆動回路が短絡回路スイッチを制御する制御定
電流源を有することを特徴とする。制御定電流源から短
絡回路スイッチに対する制御電力を抽出することによっ
て、前記駆動回路と前記ブリッジネットワークとの間の
DC分離はもはや必要ない。これは、比較的低い制御電力
で動作する短絡回路スイッチとしてスイッチの使用する
型の可能性を提供する。通常は比較的大きな増幅定数が
比較的低い制御電力でスイッチされるので、好適な短絡
回路スイッチは、トランジスタである。好ましくは、前
記トランジスタのベース電極は、前記制御定電流源にDC
結合される。
は、前記駆動回路が短絡回路スイッチを制御する制御定
電流源を有することを特徴とする。制御定電流源から短
絡回路スイッチに対する制御電力を抽出することによっ
て、前記駆動回路と前記ブリッジネットワークとの間の
DC分離はもはや必要ない。これは、比較的低い制御電力
で動作する短絡回路スイッチとしてスイッチの使用する
型の可能性を提供する。通常は比較的大きな増幅定数が
比較的低い制御電力でスイッチされるので、好適な短絡
回路スイッチは、トランジスタである。好ましくは、前
記トランジスタのベース電極は、前記制御定電流源にDC
結合される。
【０００６】 制御定電流源は半導体を用いて、例えばエミッタに抵
抗を具備したトランジスタによって比較的簡単な方法で
得るられ、前記スイッチ装置のコンパクトな構造が少な
くとも維持される結果、その様な形において小型化に特
に適する。
抗を具備したトランジスタによって比較的簡単な方法で
得るられ、前記スイッチ装置のコンパクトな構造が少な
くとも維持される結果、その様な形において小型化に特
に適する。
【０００７】 本発明によるスイッチ装置の有利な実施例において、
前記制御定電流源は同時に前記ブリッジネットワークの
第２スイッチ手段と関連する半導体スイッチの制御し、
当該第２スイッチ手段は、第１スイッチ手段と交互に導
通状態にスイッチする。これは前記スイッチ装置の構造
の更なる小型化を可能にする。
前記制御定電流源は同時に前記ブリッジネットワークの
第２スイッチ手段と関連する半導体スイッチの制御し、
当該第２スイッチ手段は、第１スイッチ手段と交互に導
通状態にスイッチする。これは前記スイッチ装置の構造
の更なる小型化を可能にする。
【０００８】 極性が変化するパルス状電流を得るために非導通状態
を交互に対にスイッチする４つのスイッチ手段を備える
ブリッジネットワークにおいて、前記スイッチ装置の信
頼できる動作の観点から、駆動回路と対のスイッチ手段
を備えることが有利である。
を交互に対にスイッチする４つのスイッチ手段を備える
ブリッジネットワークにおいて、前記スイッチ装置の信
頼できる動作の観点から、駆動回路と対のスイッチ手段
を備えることが有利である。
【０００９】 前記ブリッジネットワークのスイッチ手段が適切なス
イッチ手段の主電極と制御電極との相互の短絡によって
非導通状態にする場合、この主電極及び制御電極は、当
該主電極が低電圧の場合にのみ短絡することを補償する
ことで電圧差が打ち消されることは、それ自体、米国特
許公報第4,649,321号から既知である。これは交互に導
通状態へとスイッチされる２つのスイッチ手段は、製造
される方形波電流の極性が変化するために、しばらくの
間同時に導通状態になる。この方法において、前記ブリ
ッジネットワークと駆動回路との間のDC分離を単なるダ
イオードに制限するのは可能であるが、一方この実現は
前記ブリッジネットワークが実際に極性の変化それぞれ
において短絡するという大きな不利を有する。加えて、
前記ブリッジネットワークと直列に結合される白熱コイ
ルの形の抵抗素子は、この短絡状態中、前記スイッチ手
段を通る過剰な電流を防ぐのに必要とされるが、これは
不要な電力損失となる。
イッチ手段の主電極と制御電極との相互の短絡によって
非導通状態にする場合、この主電極及び制御電極は、当
該主電極が低電圧の場合にのみ短絡することを補償する
ことで電圧差が打ち消されることは、それ自体、米国特
許公報第4,649,321号から既知である。これは交互に導
通状態へとスイッチされる２つのスイッチ手段は、製造
される方形波電流の極性が変化するために、しばらくの
間同時に導通状態になる。この方法において、前記ブリ
ッジネットワークと駆動回路との間のDC分離を単なるダ
イオードに制限するのは可能であるが、一方この実現は
前記ブリッジネットワークが実際に極性の変化それぞれ
において短絡するという大きな不利を有する。加えて、
前記ブリッジネットワークと直列に結合される白熱コイ
ルの形の抵抗素子は、この短絡状態中、前記スイッチ手
段を通る過剰な電流を防ぐのに必要とされるが、これは
不要な電力損失となる。
【００１０】
本発明によるスイッチ装置の実施例を図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１１】 第１図に示すスイッチ装置は、スイッチ供給部Ｉ、ブ
リッジネットワークII、補助回路III及び制御回路IVか
らなる。前記補助回路IIIは、２つの駆動回路25,26を有
する。動作される高圧放電ランプＶは、前記プリッジネ
ットワークIIと結合される。本実施例において、このラ
ンプは200Wの公称電力を持つ高圧メタルハライドランプ
である。
リッジネットワークII、補助回路III及び制御回路IVか
らなる。前記補助回路IIIは、２つの駆動回路25,26を有
する。動作される高圧放電ランプＶは、前記プリッジネ
ットワークIIと結合される。本実施例において、このラ
ンプは200Wの公称電力を持つ高圧メタルハライドランプ
である。
【００１２】 前記ブリッジネットワークII及び前記補助回路III
は、第２図により詳細に示す。前記ブリッジネットワー
クは、スイッチ手段21,22,23,24を有し、前記ランプＶ
を通る極性が変化するパルス状電流を得るために、当該
スイッチ手段は交互に導通状態と非導通状態とを対のよ
うにスイッチする。
は、第２図により詳細に示す。前記ブリッジネットワー
クは、スイッチ手段21,22,23,24を有し、前記ランプＶ
を通る極性が変化するパルス状電流を得るために、当該
スイッチ手段は交互に導通状態と非導通状態とを対のよ
うにスイッチする。
【００１３】 前記ランプＶはネットワーク４に含まれ、当該ランプ
は、前記ブリッジネットワークの接合点ＣとＤとの間に
結合される。インダクタ40、変圧器41の二次巻線41b及
びランプ結合点42,43で構成される回路は、前記ネット
ワーク４の一部を形成する。前記二次巻線41b及び前記
ランプ結合点42,43はキャパシタ46で分流される。前記
変圧器41の一次巻線41aは、電圧パルスを製造し、ガス
入り降伏素子44と電圧増幅ネットワーク45とを備える回
路の一部を形成する。
は、前記ブリッジネットワークの接合点ＣとＤとの間に
結合される。インダクタ40、変圧器41の二次巻線41b及
びランプ結合点42,43で構成される回路は、前記ネット
ワーク４の一部を形成する。前記二次巻線41b及び前記
ランプ結合点42,43はキャパシタ46で分流される。前記
変圧器41の一次巻線41aは、電圧パルスを製造し、ガス
入り降伏素子44と電圧増幅ネットワーク45とを備える回
路の一部を形成する。
【００１４】 前記スイッチ手段21,22,23,24は、駆動回路25,26によ
って対のように駆動する。前記駆動回路25は、第３図に
おいてより詳細に示す。第３図において、短絡回路スイ
ッチ27はスイッチ手段21の制御電極215と主電極211との
間に結合される。前記短絡回路スイッチはトランジスタ
の形で、ベース電極27bが前記駆動回路の制御定電流源2
8とDC結合される。前記制御定電流源は、結合部Ａで前
記制御回路で与えられる制御信号によって制御される。
って対のように駆動する。前記駆動回路25は、第３図に
おいてより詳細に示す。第３図において、短絡回路スイ
ッチ27はスイッチ手段21の制御電極215と主電極211との
間に結合される。前記短絡回路スイッチはトランジスタ
の形で、ベース電極27bが前記駆動回路の制御定電流源2
8とDC結合される。前記制御定電流源は、結合部Ａで前
記制御回路で与えられる制御信号によって制御される。
【００１５】 前記制御定電流源28及び短絡回路スイッチ27は、補助
電圧結合点＋Ｖを介して供給される。
電圧結合点＋Ｖを介して供給される。
【００１６】 前記制御回路によって結合ターミナルＡを介して供給
される前記制御信号は、方形波状電圧パルスのシーケン
スからなる。Ａに方形波パルスがある場合、前記制御定
電流源28のトランジスタは導通であり、抵抗281で定め
られる電流は、補助電圧結合点＋Ｖから当該制御定電流
源28を介して流れる。結果として、短絡回路スイッチ27
のベース電極27bでの電圧は比較的低く、前記短絡回路
スイッチは非導通状態となる。結果として、前記スイッ
チ手段21は、前記補助電圧結合点＋Ｖでの補助電圧の存
在によって導通状態となる。
される前記制御信号は、方形波状電圧パルスのシーケン
スからなる。Ａに方形波パルスがある場合、前記制御定
電流源28のトランジスタは導通であり、抵抗281で定め
られる電流は、補助電圧結合点＋Ｖから当該制御定電流
源28を介して流れる。結果として、短絡回路スイッチ27
のベース電極27bでの電圧は比較的低く、前記短絡回路
スイッチは非導通状態となる。結果として、前記スイッ
チ手段21は、前記補助電圧結合点＋Ｖでの補助電圧の存
在によって導通状態となる。
【００１７】 Ａでの電圧パルスが終了するとすぐ、前記制御定電流
源28のトランジスタは非導通となるので、もはや当該制
御定電流源に電流は流れない。これは、短絡回路スイッ
チ27のベース電極27bでの電圧が比較的高くなり、前記
短絡回路スイッチ27が導通となるからである。結果とし
て、スイッチ手段21の制御電極215と主電流21との間の
短絡回路が得られ、当該短絡回路は、次の電圧パルスが
Ａで現れるまで維持される。前記短絡回路によって、前
記スイッチ手段21は非導通状態のままになる。
源28のトランジスタは非導通となるので、もはや当該制
御定電流源に電流は流れない。これは、短絡回路スイッ
チ27のベース電極27bでの電圧が比較的高くなり、前記
短絡回路スイッチ27が導通となるからである。結果とし
て、スイッチ手段21の制御電極215と主電流21との間の
短絡回路が得られ、当該短絡回路は、次の電圧パルスが
Ａで現れるまで維持される。前記短絡回路によって、前
記スイッチ手段21は非導通状態のままになる。
【００１８】 前記ランプは、ブリッジネットワークIIのスイッチ手
段が、高周波でスイッチされることで点火される。本実
施例において、高周波は約55kHzとなるように選択され
る。前記スイッチパルスは、既知の方法で制御回路IVで
製造される。前記高周波は、前記ネットワーク４におけ
るインダクタ40、結合されるランプ及びキャパシタ46が
同調する振動性回路を構成するように選択される。よっ
て、降伏がランプ電極間に結合されるランプで発生する
ので、高い電圧がランプ結合点42,43間に発生する。前
記ランプの降伏によって、振動性回路はその同調を失
う。
段が、高周波でスイッチされることで点火される。本実
施例において、高周波は約55kHzとなるように選択され
る。前記スイッチパルスは、既知の方法で制御回路IVで
製造される。前記高周波は、前記ネットワーク４におけ
るインダクタ40、結合されるランプ及びキャパシタ46が
同調する振動性回路を構成するように選択される。よっ
て、降伏がランプ電極間に結合されるランプで発生する
ので、高い電圧がランプ結合点42,43間に発生する。前
記ランプの降伏によって、振動性回路はその同調を失
う。
【００１９】 前記結合されるランプが前記振動性回路で製造される
電圧で降伏しない場合、しばらくすると、前記ネットワ
ーク45における電圧は、ガス入り降伏素子44が当該素子
の降伏電圧に達しそして降伏する程度に増加する。する
と前記ネットワーク45に存在するキャパシタが、前記降
伏素子44と変圧器41の一次巻線41aとを介して突然放電
する。その結果、非常に高い電圧が、前記二次巻線41b
に生じる。当該電圧は前記ランプ結合点42でもみられ
る。
電圧で降伏しない場合、しばらくすると、前記ネットワ
ーク45における電圧は、ガス入り降伏素子44が当該素子
の降伏電圧に達しそして降伏する程度に増加する。する
と前記ネットワーク45に存在するキャパシタが、前記降
伏素子44と変圧器41の一次巻線41aとを介して突然放電
する。その結果、非常に高い電圧が、前記二次巻線41b
に生じる。当該電圧は前記ランプ結合点42でもみられ
る。
【００２０】 上述された回路装置において、前記降伏素子44は、3k
Vの降伏電圧を有するように選択される。一方では変圧
器41の巻線比及び構成を適切に選択し、他方では前記巻
線及び導電体によって形成されるキャパシタンス値を現
在のキャパシタに適切に同調することは、本実施例が前
記降伏素子44の降伏に関して前記ランプ接合点42で25kV
の電圧ピークとなる。
Vの降伏電圧を有するように選択される。一方では変圧
器41の巻線比及び構成を適切に選択し、他方では前記巻
線及び導電体によって形成されるキャパシタンス値を現
在のキャパシタに適切に同調することは、本実施例が前
記降伏素子44の降伏に関して前記ランプ接合点42で25kV
の電圧ピークとなる。
【００２１】 前記変圧器41と前記降伏素子44と前記ネットワーク45
とで構成される電圧パルスを製造する回路を用いて、ス
イッチをoffにした後、結合されたランプを直ぐに再点
火することを可能にする。これは通常、「ホットリイグ
ニッション」（hot re−ignition）と呼ばれる。
とで構成される電圧パルスを製造する回路を用いて、ス
イッチをoffにした後、結合されたランプを直ぐに再点
火することを可能にする。これは通常、「ホットリイグ
ニッション」（hot re−ignition）と呼ばれる。
【００２２】 前記ランプが点火された後、数分後、当該ランプは安
定動作状態に達する。前記ランプの点火後、前記ブリッ
ジネットワークのスイッチ手段は、約400Hzの周波数で
スイッチされる。上述されたスイッチ装置を用いて動作
される前記ランプは、一定の電力でほぼ一定強度の光束
を持ち、それ故とりわけプロジェクション目的の光源と
して使用するのに適する。
定動作状態に達する。前記ランプの点火後、前記ブリッ
ジネットワークのスイッチ手段は、約400Hzの周波数で
スイッチされる。上述されたスイッチ装置を用いて動作
される前記ランプは、一定の電力でほぼ一定強度の光束
を持ち、それ故とりわけプロジェクション目的の光源と
して使用するのに適する。
【図１】スイッチ装置のブロック回路図を示す。
【図２】前記スイッチ装置のブリッジネットワークの更
なる詳細を示す。
なる詳細を示す。
【図３】前記スイッチ装置の駆動回路の更なる詳細を示
す。
す。
Ｉ……スイッチ供給部 II……ブリッジネットワーク、III……補助回路、 IV……制御回路、Ｖ……ランプ、 ４……ネットワーク、 21、22、23、24……スイッチ手段、 25、26……駆動回路、27……短絡スイッチ、 27b……ベース電流、28……制御定電流源、 40……インダクタ、41……変圧器、 42、43……接合点、41a……一次巻線、 41b……二次巻線、44……降伏素子、 45……電圧増加ネットワーク、46……コンデンサ、 211……主電極、215……制御電極、 281……抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔ ｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (56)参考文献 特開 昭58−28197（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−174572（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−174573（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−97973（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 41/24 - 41/298 H02M 7/5387
Claims (3)
- 【請求項１】極性が変化するパルス状電流での高圧放電
ランプの点火及び動作に適し、 −極性が変化する前記パルス状電流を得るために導通状
態と非導通状態とを交互にスイッチする第１スイッチ手
段を含むブリッジネットワークと、 −前記スイッチ手段の制御電極と主電極との間に短絡回
路スイッチを含み、当該スイッチ手段が前記非導通状態
にスイッチされている間、前記制御電極と前記主電極と
の短絡を維持する、前記スイッチ手段を駆動する駆動回
路と、 −前記駆動回路に制御信号を供給する制御回路と を具備するスイッチ装置において、前記駆動回路は前記
短絡回路スイッチを制御する制御定電流源を有すること
を特徴とするスイッチ装置。 - 【請求項２】請求項１に記載のスイッチ装置において、
前記短絡回路スイッチはベース電極が前記電流源とDC接
続されるトランジスタであることを特徴とするスイッチ
装置。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載のスイッチ装置にお
いて、前記電流源は同時に前記ブリッジネットワークの
第２スイッチ手段と関連する短絡回路スイッチを制御
し、当該第２スイッチ手段は、第１スイッチ手段と交互
に導通状態にスイッチすることを特徴とするスイッチ装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8901223 | 1989-05-17 | ||
| NL8901223 | 1989-05-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034491A JPH034491A (ja) | 1991-01-10 |
| JP3273780B2 true JP3273780B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=19854654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12525590A Expired - Fee Related JP3273780B2 (ja) | 1989-05-17 | 1990-05-15 | スイッチング回路装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5087859A (ja) |
| EP (1) | EP0398432B1 (ja) |
| JP (1) | JP3273780B2 (ja) |
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