JP4315598B2 - 少なくとも２つの放電ランプの点灯回路装置 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの放電ランプの点灯回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばヨーロッパ特許出願公開第０７５３９８７号明細書で公開されている回路装置は遮断装置を備えたハーフブリッジインバータを有し、遮断装置が異常な点灯状態の場合(例えばランプの点弧不良又は故障の際)にハーフブリッジインバータを遮断する。この遮断装置は、ドレイン−ソース区間がハーフブリッジインバータのトランジスタの制御回路内に配置されこの制御回路を低抵抗状態と高抵抗状態とに切り替える電界効果トランジスタを有している。異常な点灯状態が発生すると、制御回路内に電界効果トランジスタが配置されているハーフブリッジインバータトランジスタの阻止期間に同期して遮断が行われる。この回路装置の遮断装置は確かにランプの点弧不良の際にハーフブリッジインバータを確実に遮断するが、一般的に放電ランプのいわゆる整流作用の発生に敏感に反応しない。なお、放電ランプの整流作用については後で詳細に説明する。
【０００３】
放電ランプ、特に低圧放電ランプの故障原因はランプ寿命の経過と共に減少するランプ電極の電子放出力に起因する。両電極における電子放出力の低下度合いはランプ寿命期間において一般的に大きく異なり、交流電流で点灯される放電ランプの寿命末期には放電ランプを流れる放電電流に対して優先方向が形成される。放電ランプはこの場合には電流整流作用を始める。この作用は放電ランプの整流作用と呼ばれている。放電ランプに整流作用が発生することによって、電子放出力のないランプ電極は過度に加熱され、それにより許容できない程高い温度が発生し、これによってランプガラス球が溶かされることがある。
【０００４】
さらに、ハーフブリッジインバータで点灯される放電ランプの整流作用は、１つないしは複数の結合コンデンサでの電圧降下を標準値（通常はハーフブリッジインバータの入力電圧の値の半分の大きさ）から大きく偏倚させる。自励振動形ハーフブリッジインバータにおいては、１つないしは複数の結合コンデンサでの電圧降下のこの偏倚によって、この場合には両ハーフブリッジ枝辺の一方の供給電圧が自励を維持するためには余りにも少なすぎるので、ハーフブリッジインバータの振動が停止させられる。当然、遮断装置が起動されていない場合、ハーフブリッジインバータの振動はその中断の直後にハーフブリッジインバータの始動回路によって再び始動させられる。これによって、整流作用を起こしている放電ランプは確実に遮断されず、明滅するようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、従来の技術の欠点を有しない改善された少なくとも２つの放電ランプの点灯回路装置を提供することにある。特に、この回路装置は少なくとも２つの放電ランプの整流作用の発生を検知し、この場合にはハーフブリッジインバータを永久的に遮断するか、又は少なくとも負荷回路内の電圧及び／又は電流を危険ではない値に制限することを保証することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、本発明によれば、
並列接続され直列共振回路として形成された少なくとも２つの負荷回路が後置接続されているハーフブリッジインバータと、
並列接続された少なくとも２つの負荷回路用にそれぞれ設けられた結合コンデンサと、
ハーフブリッジインバータの駆動装置と、
結合コンデンサでの電圧降下を基準電圧と比較し、ハーフブリッジインバータを制御するための出力信号を発生する検出器回路とを備え、
各結合コンデンサはそれぞれ１つの負荷回路に接続され、
負荷回路は少なくとも１つの放電ランプ用の端子を有し、
検出器回路は、分圧器抵抗と少なくとも２つのトランジスタとから構成され、分圧器抵抗および少なくとも２つのトランジスタは、一方の結合コンデンサが他方の結合コンデンサに対して基準電圧源として用いられることによって、検出器回路が結合コンデンサでの電圧降下を監視するように接続されていることによって解決される。
【０００７】
本発明の優れた実施態様は次の通りである。
トランジスタはバイポーラトランジスタであり、
トランジスタのコレクタは互いに接続されて、検出器回路の出力端子を形成し、
第１のトランジスタのベースは第１の前置抵抗を介して第１の結合コンデンサの正電位端子に接続され、
第１のトランジスタのベースはベース−エミッタ抵抗を介して第１のトランジスタのエミッタに接続され、
第１のトランジスタのエミッタは第２の前置抵抗を介して第２の結合コンデンサの正電位端子に接続され、
第２のトランジスタのベースは第２の前置抵抗を介して第２の結合コンデンサの正電位端子に接続され、
第２のトランジスタのベースはベース−エミッタ抵抗を介して第２のトランジスタのエミッタに接続され、
第２のトランジスタのエミッタは第１の前置抵抗を介して第１の結合コンデンサの正電位端子に接続されるか又は他の前置抵抗を介して他の結合コンデンサの正電位端子に接続される。
【０００８】
既に詳細に述べたように、放電ランプの整流作用の発生は結合コンデンサでの電圧降下を標準値（ハーフブリッジインバータの入力電圧の値の半分の大きさ）から大きく偏倚させる。放電ランプの整流作用の発生は検出器回路により、目標値からの結合コンデンサでの電圧降下の偏倚が求められ、その場合一方の結合コンデンサが他方の結合コンデンサに対して基準電圧源として作用することによって検出され、相応する出力信号が発生されてハーフブリッジインバータの駆動装置に供給され、それによってハーフブリッジインバータが遮断されるか、又は例えば周波数増大によって負荷回路内の電圧及び／又は電流が危険ではない値に下げられる。異常な点灯状態の発生の際すなわちランプの故障の際又はその他の事故の発生の際にハーフブリッジインバータを遮断するために、駆動装置が検出器回路の出力信号を供給される遮断装置を有していると有利である。
【０００９】
検出器回路が少なくとも、２つのトランジスタと１つの分圧器とから構成されていると有利である。トランジスタがｐｎｐバイポーラトランジスタであると有利である。検出器回路における分圧器が第１の端子及び第２の端子と第１の中間接続点及び第２の中間接続点とを有し、その場合第１の端子が少なくとも１つの結合コンデンサに接続され、第２の端子が基準電圧源に接続され、第１の中間接続点が第１のｐｎｐトランジスタのエミッタと第２のｐｎｐトランジスタのベースとに接続され、一方第２の中間接続点が第２のｐｎｐトランジスタのエミッタと第１のｐｎｐトランジスタのベースとに接続されていると有利である。ｐｎｐトランジスタのコレクタ端子が検出器回路の電圧出力端子に接続されていると有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明を複数の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
第１実施例（図１）は２つの並列接続された蛍光ランプＬＰ３、ＬＰ４を点灯するための回路装置への本発明の適用を示す。この回路装置はハーフブリッジインバータとして相互に接続された２つのｎｐｎトランジスタＱ３０、Ｑ３１を有しており、それらの制御電極はハーフブリッジインバータの駆動装置Ａ３に接続されている。ハーフブリッジインバータＱ３０、Ｑ３１はその入力又は供給電圧を直流電圧端子ｊ３０、ｊ３３を介して受け取る。直流電圧端子ｊ３３はアース電位を与えられ、直流電圧端子ｊ３０には約＋４００Ｖの電圧が供給される。この入力又は供給電圧は公知のように例えば整流された電源交流電圧から前置接続された図示されていない昇圧回路によって作成される。
【００１２】
ハーフブリッジインバータＱ３０、Ｑ３１の駆動回路Ａ３はトランジスタＱ３０、Ｑ３１のスイッチングサイクルを決定する集積回路として構成されている。ハーフブリッジインバータＱ３０、Ｑ３１の中間接続点Ｍ３０には、並列接続され直列共振回路として形成された２つの負荷回路が接続されている。両負荷回路はそれぞれ共振インダクタンスＬ３ないしはＬ４、共振コンデンサＣ３０ないしはＣ４０、及び蛍光ランプＬＰ３ないしはＬＰ４を有している。両負荷回路にはそれぞれ結合コンデンサＣ３２ないしはＣ３３が接続されている。両結合コンデンサＣＣ３２、Ｃ３３には理想的な場合にはハーフブリッジインバータＱ３０、Ｑ３１の半分の供給電圧Ｕ／２が印加される。中間接続点Ｍ３１、Ｍ３２の電位は理想的な場合にはＵ／２すなわち約＋２００Ｖである。中間接続点Ｍ３１、Ｍ３２にはそれぞれ分圧器抵抗Ｒ３０、Ｒ３１、Ｒ３２とｐｎｐトランジスタＱ３２、Ｑ３３とから成る検出器回路の電圧入力端子が接続されている。この検出器回路の電圧出力端子はｐｎｐトランジスタＱ３２、Ｑ３３の相互接続されたコレクタによって形成されている。その電圧出力端子はハーフブリッジインバータＱ３０、Ｑ３１の駆動回路Ａ３に接続されている。分圧器Ｒ３０、Ｒ３１、Ｒ３２の第１の中間接続点ｊ３１は第１のｐｎｐトランジスタＱ３２のエミッタと第２のｐｎｐトランジスタＱ３３のベースとに接続され、一方その第２の中間接続点ｊ３２は第２のｐｎｐトランジスタＱ３３のエミッタと第１のｐｎｐトランジスタＱ３２のベースとに接続されている。この第１実施例における検出器回路は両結合コンデンサＣ３２、Ｃ３３での電圧降下を監視する。その場合、一方の結合コンデンサＣ３２ないしはＣ３３はそれぞれ他方の結合コンデンサＣ３３ないしはＣ３２に対して基準電圧源として作用する。
【００１３】
例えば第１のランプＬＰ３において整流作用が発生し、それによって第１の結合コンデンサＣ３２での電圧降下が理想値Ｕ／２＝２００Ｖから１００Ｖ以上偏倚して、例えば３００Ｖ以上の大きさになると、第１のｐｎｐトランジスタＱ３２が導通する。この場合に基準電圧源として作用する他方の結合コンデンサＣ３３には、つまり理想的な場合には何時もハーフブリッジインバータＱ３０、Ｑ３１の半分の供給電圧Ｕ／２が印加される。第１の結合コンデンサＣ３２での電圧が１００Ｖ以下の値に低下すると、第２のｐｎｐトランジスタＱ３３が導通する。
【００１４】
それに対して第２のランプＬＰ４において整流作用が発生すると、第２の結合コンデンサＣ３３での電圧降下が理想値Ｕ／２＝２００Ｖから偏倚する。例えば、第２の結合コンデンサＣ３３での電圧降下が３００Ｖ以上に増大すると、第２のｐｎｐトランジスタＱ３３が導通する。この場合に基準電圧源として作用する第１の結合コンデンサＣ３２には、つまり理想的な場合には何時もハーフブリッジインバータＱ３０、Ｑ３１の半分の供給電圧Ｕ／２が印加される。第２の結合コンデンサＣ３３での電圧が１００Ｖ以下の値に低下すると、第１のｐｎｐトランジスタＱ３２が導通する。
【００１５】
両ｐｎｐトランジスタＱ３２又はＱ３２の一方が導通する前述した全ての事例において、検出器回路はその電圧出力端子にハーフブリッジインバータ３０、Ｑ３１の駆動装置Ａ３に対する駆動信号を発生し、この駆動信号は特にハーフブリッジインバータ３０、Ｑ３１を遮断するために使用される。第１実施例における検出器回路は整流作用が両ランプＬＰ３、ＬＰ４において同時に発生する場合には当然機能しない。第１実施例において使用された部品の適当な設定は表１に示されている。
【００１６】
図２はハーフブリッジインバータを備えた回路装置のための３つの電圧入力端子Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を有する検出器回路を示す。ハーフブリッジインバータの中間接続点は並列接続された３つの負荷回路に接続される。各電圧入力端子Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は１つの負荷回路における結合コンデンサの正電位の端子に接続される。この検出器回路は３つの負荷回路における結合コンデンサでの電圧降下を互いに比較する。この検出器回路は第１実施例における検出器回路と完全に同じに動作する。図２に示されている検出器回路は３つのｐｎｐトランジスタＱ４２、Ｑ４３、Ｑ４４と、３つのベース−エミッタ抵抗Ｒ４１、Ｒ４３、Ｒ４５と、３つの前置抵抗Ｒ４０、Ｒ４２、Ｒ４４とから構成されている。ｐｎｐトランジスタＱ４２、Ｑ４３、Ｑ４４の相互接続されたコレクタは検出器回路の電圧出力端子を形成している。
【００１７】
例えば入力端子Ｅ１ないしはＥ２ないしはＥ３の電位が他の両入力端子の電位に比べて応動閾値以上に増大したら、トランジスタＱ４４ないしはＱ４２ないしはＱ４３が導通する。入力端子Ｅ１ないしはＥ２ないしはＥ３の電位が他の両入力端子の電位に比べて応動閾値以下に低下したら、トランジスタＱ４２ないしはＱ４３ないしはＱ４４が導通する。今述べた全ての事例において、検出器回路の電圧出力端子にはハーフブリッジインバータの駆動装置に対する駆動信号が発生される。この検出器回路は別のｐｎｐトランジスタ及びベース−エミッタ抵抗ならびに別の前置抵抗を追加することによって、並列接続された４つ以上の負荷回路にも適合させることができる。
【００１８】
本発明は上述した実施例に限定されない。例えば、検出器回路のｐｎｐトランジスタは類似の電流−電圧特性を有する電界効果トランジスタによって置換することができる。しかしながら、ｐｎｐトランジスタの代わりに、検出器回路用にｎｐｎトランジスタを使用することもできる。その場合、適当な手段を用いてのみ、ハーフブリッジインバータの駆動装置は検出器回路によって正しい極性の制御信号を与えられることが保証されねばならない。
【００１９】
［表１］
第１実施例における電気部品の設定値
Ｌ３、Ｌ４ １．６ｍＨ
Ｃ３０、Ｃ３１ ７．５ｎＦ
Ｃ３２、Ｃ３３ ６８ｎＦ
Ｒ３０、Ｒ３２ ３９０ｋΩ
Ｑ３２、Ｑ３３ ＢＦ４２１
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による２つの並列接続された蛍光ランプの点灯回路装置の第１実施例を示す概略回路図。
【図２】３つ以上のランプを点灯するための本発明の第２実施例による検出器回路を示す概略回路図。
【符号の説明】
【００２１】
ＬＰ３、ＬＰ４ 蛍光ランプ
Ｑ３０、Ｑ３１ ハーフブリッジインバータ
Ａ３ 駆動装置
Ｃ３２、Ｃ３３ 結合コンデンサ
ｊ３１、ｊ３２ 中間接続点

Claims (1)

1. 並列接続され直列共振回路として形成された少なくとも２つの負荷回路（Ｌ３、Ｃ３０、ＬＰ３；Ｌ４、Ｃ３１、ＬＰ４）が後置接続されているハーフブリッジインバータ（Ｑ３０、Ｑ３１）と、
   並列接続された少なくとも２つの負荷回路（Ｌ３、Ｃ３０、ＬＰ３；Ｌ４、Ｃ３１、ＬＰ４）用にそれぞれ設けられた結合コンデンサ（Ｃ３２、Ｃ３３）と、
   ハーフブリッジインバータ（Ｑ３０、Ｑ３１）の駆動装置（Ａ３）と、
   結合コンデンサ（Ｃ３２、Ｃ３３）での電圧降下を基準電圧と比較し、ハーフブリッジインバータ（Ｑ３０、Ｑ３１）を制御するための出力信号を発生する検出器回路とを備え、
   各結合コンデンサ（Ｃ３２、Ｃ３３）はそれぞれ１つの負荷回路（Ｌ３、Ｃ３０、ＬＰ３；Ｌ４、Ｃ３１、ＬＰ４）に接続され、
   負荷回路（Ｌ３、Ｃ３０、ＬＰ３；Ｌ４、Ｃ３１、ＬＰ４）は少なくとも１つの放電ランプ（ＬＰ３；ＬＰ４）用の端子を有し、
   検出器回路は、分圧器抵抗（Ｒ３０〜Ｒ３２；Ｒ４０〜Ｒ４５）と少なくとも２つのバイポーラトランジスタ（Ｑ３２、Ｑ３３；Ｑ４２〜Ｑ４４）とから構成され、
   バイポーラトランジスタ（Ｑ３２、Ｑ３３；Ｑ４２〜Ｑ４４）のコレクタは互いに接続されて、検出器回路の出力端子を形成し、
   第１のバイポーラトランジスタ（Ｑ３２、Ｑ４２）のベースは第１の抵抗（Ｒ３２；Ｒ４０）を介して第１の結合コンデンサ（Ｃ３３）の正電位端子（Ｍ３２；Ｅ１）に接続され、
   第１のバイポーラトランジスタ（Ｑ３２、Ｑ４２）のベースはベース−エミッタ抵抗（Ｒ３１；Ｒ４１）を介して第１のバイポーラトランジスタ（Ｑ３２、Ｑ４２）のエミッタに接続され、
   第１のバイポーラトランジスタ（Ｑ３２、Ｑ４２）のエミッタは第２の抵抗（Ｒ３０；Ｒ４２）を介して第２の結合コンデンサ（Ｃ３２）の正電位端子（Ｍ３１；Ｅ２）に接続され、
   第２のバイポーラトランジスタ（Ｑ３３、Ｑ４３）のベースは第２の抵抗（Ｒ３０；Ｒ４２）を介して第２の結合コンデンサ（Ｃ３２）の正電位端子（Ｍ３１；Ｅ２）に接続され、
   第２のバイポーラトランジスタ（Ｑ３３、Ｑ４３）のベースはベース−エミッタ抵抗（Ｒ３１；Ｒ４３）を介して第２のバイポーラトランジスタ（Ｑ３３、Ｑ４３）のエミッタに接続され、
   第２のバイポーラトランジスタ（Ｑ３３、Ｑ４３）のエミッタは第１の抵抗（Ｒ３２）を介して第１の結合コンデンサ（Ｃ３３）の正電位端子（Ｍ３２）に接続されるか又は他の抵抗（Ｒ４４）を介して他の結合コンデンサの正電位端子（Ｅ３）に接続される
   ことを特徴とする少なくとも２つの放電ランプの点灯回路装置。

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