JP4414597B2

JP4414597B2 - 誘電妨害形放電を伴う放電ランプのための電子的安定器

Info

Publication number: JP4414597B2
Application number: JP2000571109A
Authority: JP
Inventors: ヴァメスクラウス; ヒッチュケローター; フォルコマーフランク
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1998-08-28
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2019-08-26
Also published as: KR100467876B1; HUP0103269A3; WO2000013472A3; HUP0103269A2; WO2000013472A2; CN100393178C; EP1110434B1; DE59903201D1; CN1325609A; EP1110434A2; KR20010074908A; US6522082B1; CA2341884C; DE19839329A1; JP2002525813A; CA2341884A1; ATE226783T1; TW474119B

Description

【０００１】
本発明は放電ランプのための作動方法及び相応の電子的安定器に関する。この場合の作動方法と安定器は、光の発生に対していわゆる誘電妨害形放電が用いられている所定の放電ランプに係わる。そのような放電の形成に対しては、放電電極の少なくとも１つと放電ランプの放電媒体との間に誘電層が設けられている。この誘電妨害形放電の用いられる放電ランプのテクノロジに関しては、従来技術において公知であるので、ここでの詳細な説明は省く。
【０００２】
従来技術
この分野における技術的な開発においては、これまではそのような放電ランプ自体を主体にしたものしか考えられていなかった。それに対する例外としては、放電ランプへのパルス制御された有効電力の入力結合による作動方式が先行する出願明細書で提案されているだけである。その例の１つとしては WO 94/23442 明細書が挙げられ、それに記載の開示内容に関連性が含まれている。そこに示されている作動方式は、以下に記載する本発明の基礎をなしている。
【０００３】
本発明は、先の従来技法に基本的に用いられている作動方式を特に有利な電子的作動方式に変換することに取り組んたものであって、付属の電子安定器に関連している。そのような作動方式と安定器の開発のもとでは一般的に、全体を通してできるだけ有利な妥協策の中で様々な品質基準が充たされるように改善が行われる。まず電子的な安定器は、ランプ効率との兼ね合いで放電ランプと安定器からなる照明系の可及的に良好な総合効率を達成するために、できるだけ効率よく動作させなければならない。
【０００４】
第２の観点は相応の作動方式によって動作できる小型軽量の構造形態を電子的安定器において実現させることであり、これはスペース的に限りのある場所や重量的に制限のあるケースでの組込みに対しても適している。このことは、まさに誘電妨害形放電を利用した放電ランプに関しては重要な役割を果たす。例えばフラットディスプレイやコピーランプ用のバックアップライトシステムが挙げられ、本願の明細書ではさらにこれらの内容に立ち入って説明を続ける。
【０００５】
本発明によれば、大量生産におけるコストや寿命および故障しにくさ等に関して経済的な利点が得られる。
【０００６】
発明の提示
本発明は、先に述べた技術的な先行文献 WO 94/23442 明細書に基づく技術的な問題に基礎をおくものであり、安定器の適用下で特に良好な作動方法と、これに使用される照明システム、並びに安定器を提供することである。
【０００７】
これに対して本発明によれば、電力を供給する一次回路と、放電ランプを含んだ二次回路と、前記一次回路を二次回路に接続させるトランス）を有している安定器の適用下で、前記二次回路に、放電ランプにおける点弧に作用する外部電圧と放電ランプ中の内部反転分極を生ぜしめる電圧パルスが一次回路からトランスを介して印加される、少なくとも１つの電極と放電媒体の間に誘電層を備えた放電ランプを作動させるための方法において、安定器により、放電ランプにおける外部電圧を生じさせる電荷を放電ランプから抽出し、それによって放電ランプ（において残留する内部反転分極によりバックアークが誘起されるようにすることを特徴とした作動方法が提案されている。
【０００８】
また本発明は、このような本発明による作動方法のために構成された安定器と放電ランプを備えた照明システムにも関している。
【０００９】
さらに本発明は、そのような作動方法に適した安定器（例えばフラックスコンバータの形態）の特殊な構造形態にも関するものである。
【００１０】
本発明の種々の有利な構成例は従属請求項に記載されている。
【００１１】
本発明によれば、前述したような形式の放電ランプに対する作動方法において安定器の使用が提案されている。この本発明の目的のために、当該安定器は、有利には、特にここではそれほど重要でない形式で電力の供給されている一次回路とランプの接続されている二次回路からなっている、電子的な安定器である。この一次回路と二次回路は、一次回路から二次回路へ電力を入力結合させ得るトランスを介して結合されている。
【００１２】
ここにおいて提案されていることは、このトランスを介して、放電ランプにおける外部電圧を生じさせる電圧パルスが入力結合されている。本発明の基礎をなす考察に対しては、放電ランプ自体の以下に述べるような特性が重要である。すなわち当該放電ランプ内で誘電的に妨害された放電を用いて放電ランプ中に外部電圧に対する誘電的な反応としての反転分極を生じさせ、その結果として外部電圧により点弧された放電が生じることである。
【００１３】
さらに点弧電圧の達成後には放電媒体における放電の形成が行われる（このことは既に前述した前記公知出願文献にも関連させてさらに以下で詳細に説明する）。それにより、電荷キャリヤは一方の電極の誘電膜に移動し、そして益々その誘電膜上に堆積する。これによって内部反転分極が外部電界に対して生じる。これは、放電媒体内でもはや総電界が存在しなくなるまで上昇する。そのためもはやランプには電流が流れなくなる。それにともなって放電媒体は、一方の（時間的に変化する抵抗ではあるが）オーム的負荷として作用する特性からキャパシタンスで表されるもう１つの電気的特性に変化する。
【００１４】
これに対しては、放電媒体にさらなるキャパシタンスが直列に接続される。特に電極上の１つまたは複数の誘電膜による。
【００１５】
放電ランプのこのような物理的特性から出発して、本発明の基本的考察は、次のことからなる。すなわちこの内部反転分極は障害的な効果として捉えられるのではなく、当該作動方法において機能的にかつ所属の安定器の機能原理に集約されることである。この目的において本発明による作動方法では、放電ランプにおける外部電圧（これが前述した反転分極を根本的に引き起す）が十分迅速に放電ランプから再び取り除かれ、これによって内部反転分極が反対方向で外部電圧によって生じされられた第１の点弧の後にさらなる点弧を引き起させる。ここにおいて、この第２の点弧を“バックアーク”と称するものとする。これはいずれにせよ完全には外部電圧にさかのぼるものではないが、少なくとも一部は内部反転分極に起因し得る。
【００１６】
当該明細書ではより分かり易くするために、放電ランプにおける外部電圧かまたは内部反転分極が点弧に作用するものとする。但しこれに対しては完全を期するためにさらに次のことを補足する。すなわちランプの点弧特性はさらなるパラメータにも依存している。特に信号エッジの急峻性やランプないし電界における電圧形成の際の誘電特性も重要である。このことは、外部電圧が迅速に形成された場合に放電ランプにおける外部電圧のために点弧が比較的低い電圧値で生じることを意味する。このような基本的に経験にもとづく結果は次のことによっても明らかである。すなわち電極は電界の上昇に追従しにくく、場合によってはさらに電圧上昇の急峻度の高まりと電圧経過における高周波フーリエ成分とによって特に誘電体の高周波な導電性が改善され、そと共に実際に放電媒体中に電界が拡大される。
【００１７】
その他の時間パラメータ、例えば個々の有効電力パルス間のいわゆるデッドタイムも重要となる。このデッドタイムが長ければ長いほど、デッドタイプ終了時に残った残留イオン化成分も僅かになり、あらたな点弧に求められる電圧も高くなる。
【００１８】
しかしながらこのようなことは本願との関連性においては、さらなる問題にはつながらない。なぜなら本発明の原理との直接の結びつきがないからである。但し意識の中に留めて置かなければならないことは、純粋に電圧値やランプパラメータの他にも、点弧とバックアークに対しては当該作動方法の時間的パラメータが重要な役割を果たすことである。
【００１９】
時間的な順序と以下での説明に利用される図面に関しては、第１の点弧とバックアークが、放電ランプの点弧開始からみて連続した放電動作方向に向けられていることを述べておく。それによりバックアークに対しては、再び“フォワードアーク”、つまり第１の点弧が続く。但し本発明の説明においては、このような繰返される経過の基本性だけに着目する。その際には簡単化のために、“第１”の点弧が、外部電圧に関連付けられる。この場合はそれ以外に当該作動方法が総体的に厳密な意味で必ずしも周期的である必要はない。
【００２０】
それに相応して本発明は照明システムにも関するものであり、これによってここでは放電ランプと、本発明による作動方法を実施するように構成されている安定器からなる１つのシステムも取り上げる。それに対してこの安定器は本発明の意図する機能性、とりわけキャパシタンスに関して、適切な方式でそれぞれの放電ランプに調整されなければならない。
【００２１】
本発明によるバックアークの大きな利点は、以下の通りである。
【００２２】
まずどうしても不可避な反転分極に至る所定のエネルギーが、このバックアークによってその大半部分が光の発生に変換され、それによってエネルギの活用全体が向上される。この反転分極は適切な形態で、その中に蓄積されるエネルギをトランスを介して一次回路に還流させるようにして低減することは可能ではあるが、しかしながらこのことはもちろん全体的なロスの増加につながる。なぜなら有効利用のためにも、一次回路に戻された成分が再びトランスと二次回路を介して放電ランプに送出されることが避けられないからである。
【００２３】
その他にもエネルギーの有効活用の向上と、特に一次回路へのフィードバックの形態での反転分極の低減に比べても、所定の放電ランプ電力もとで安定器の回路は比較的小さく構成され得る。このことは単純に、比較的僅かな電力用に構成された一次回路を用いる本発明によって、同等の放電ランプ電力が供給され、つまり二次回路側に対してより良好なエネルギ活用が提供され、二次回路側に対する、“使用済み”エネルギの一次回路側への還流の義務がなくなるか低減される。そのようなより良好なエネルギー活用に付随して、二次回路側もより僅かな電力の方向で構成され得る。
【００２４】
さらに放電ランプ自体における物理的な放電現象に対するバックアークは、種々異なる化学種と電荷キャリヤの局所的分散を均質にさせる利点がある。それにより第１の点弧に続くバックアークを用いた本発明による作動方式は、電子技術的な基本原理からバックアークを所期のように背負い込むことだけのために考えられたものではなく、放電媒体の物理的な観点からも、電子技術的な側面からも基本的にパルス制御された作動方式の非常に良好な実現を本発明によって達成することに他ならない。
【００２５】
発明者の側から本発明に基づく効果の理解を容易にするために、本発明に用いられる放電ランプでは典型的な金属に比べて電荷キャリヤ濃度がかなりの割合でレベル的に少ないことを明らかにしておく。それによって外部電界は、対向電界によりそのつどの移動電荷キャリヤによる比較的長い区間の移動のもとに補償が可能となる。ほぼ瞬時に遮蔽される金属に比べて区間が非常に長いことから時間の遅延が生じる。このことからも、ここで着目されるパルス制御された作動方式の典型的なパルス周波数の領域においても既に著しい効果が現れている。
【００２６】
本発明では、第１の点弧とアークバックの間の時間間隔において、二次回路に放電ランプの外部電圧の低減を引き起こさせる。このことは例えば二次回路にできるだけ無制動で振動させ続けることによって行うことが可能であるが、しかしながら本発明によれば一次回路の側からの介入、例えば順方向の位相シフトや適切な箇所へのパルスの入力（これは本発明による二次回路における電荷シフトを支援する）などによっても可能である。これは本願と並行して出願された特許出願DE 198 39 336.9 明細書“誘電妨害形放電を用いた放電ランプのための安定器”の開示内容にも関連がある。
【００２７】
本発明の特別な観点によれば、放電ランプ中のバックアークが、より良好なエネルギー活用の観点に関してさらなる作用を用いる。このさらなる作用は、安定器におけるトランスの消磁作用に該当する。
【００２８】
これに対してはまず安定器の説明から始める。この安定器は、前述したように一次回路と、トランスを介してこの一次回路に接続されている二次回路からなる構造を有しており、パルス制御による二次回路における有効電力の入力結合のもとで、基本的にはトランスにおいて前述したような第１の点弧の後に所定の残留磁界が残り続ける。従来技法では、継続した動作中に益々構築され続ける残留磁界の量によってトランスを、磁気的に飽和した状態のもとで直接駆動させないようにするために、この残留磁界を消磁させるた手段が数多く提案されている。例えばトランスの一次側に消磁コイルとダイオードからなる回路を並列に接続する手法が用いられ得る。比較的複雑な解決手段の例は、例えばUS 4 739 285 明細書に開示されている。いずれにせよ従来技法からなる慣用的な安定器は基本的に何らかの形で接続された消磁回路を有している。
【００２９】
ここにおいて本発明によれば、外部電圧の低減ないしはこれに作用する放電ランプの電荷の低減との関連において、バックアークの拡張の中で同時にトランスの残留磁界の少なくとも大半を低減させる。それにより、回路施工の精度に応じて従来技法による消磁回路が全く省くことができるかもしくは明らかに少ない残留消磁量に結びつくように構成される。しかしながら各消磁回路を作動させることなく、二次回路側でトランスからの残留磁界に相応するエネルギー量のバックアークによって十分に消費され、場合によって残留する僅かなエネルギー量は適切な形態でトランス自体によって一次回路へフィードバックされ得る。但し必須ではない。この詳細は以下でさらに説明する。
【００３０】
この場合本発明のもとではバックアーク後の残留磁界は０まで戻される必要はない。一般的に換言すれば、二次回路をバックアーク後に完全にエネルギー皆無の状態にする必要はない。重要なのは、トランスの飽和状態を回避することである。さらに場合によって放電ランプに残留する電圧も点弧電圧には達しなくてもよい（発生するエッジの急峻度を考慮したもとで）。この目的においては対応する従属請求項に記載のように、少なくともトランスの消磁機能が寄与する。
【００３１】
本発明によるトランスの消磁機能の利点は、放電ランプにおける外部電圧の低減とバックアークによって、消磁回路が全く不要となるか非常に小さく設計可能となることである。この場合有利には、本発明による安定器が別個の消磁回路を有する必要がなくなる。それによって、この回路は効率のみでなく簡素で低コストなものとなる。従来の消磁回路に接続される構成部材の不要によって信頼性の獲得も達成される。特に本発明の重要な利点として着目されることは相応の安定器が非常に小型にかつ従来の比較回路よりも簡素に構成可能なことである。このことは、多くの適用ケースにおいて、例えば既に前述したコピーランプの分野やフラットディスプレイバックランプの分野において大きな利点となる。
【００３２】
さらにこのトランスによれば、一次回路と二次回路の間で、これらの回路を結びつける前述のような消磁回路の欠落のもとにガルバニック結合の完全な分離も達成される。このことは安全性の面からも非常に望ましいことである。
【００３３】
本発明はさらに前述してきたような本発明による作動方法のための具体的な回路構成ないし回路作動方式にも関している。この有利な回路構成のもとでは二次回路が電圧パルスの印加の後で遅くとも放電ランプにおける外部電圧の形成後に、振動回路としてみなされる。この場合は放電ランプの外部電圧に結び付く電荷が放電ランプの電磁的振動の中で動き出し、それによって反転分極がバックアークまでのある程度の長い時間、外部電圧を十分に低下させる。その際この振動は必ずしも完全に自由な振動である必要はないが、但しその具体的な回路構成に対しては、外部からのバックアークの“トリガ”を省略できることが重要である。
【００３４】
それに対しては特にフラックスコンバータが安定器として適している。このコンバータでは一次回路が電圧パルスを、トランスを通る一次回路電流と相応の二次回路誘導電流の間の直接の結合の中で二次回路へ印加する。すなわちこのフラックスコンバータは、二次回路側での電圧形成の時点で相応の一次回路側のトランス電流も通流させる。放電ランプにおける外部電圧の形成は、相応の再充電遅延によって行われる。
【００３５】
その際有利には、二次回路が電圧パルスの形成の後でかつ放電ランプ中の点弧の後に、振動回路として絶縁される。つまりトランスの二次回路側でのさらなる誘導電流の通流による大きな減衰は生じない。これに対しては一次回路側に、トランス電流を適切な時点で供給し、それと共に二次回路を振動回路として分離させる１つのスイッチを設けてもよい。
【００３６】
本発明による方法に適した制御によりトランスを通る一次側電流通流を制御するために、そのような一次回路のスイッチを１つの回路装置に統合すれば、既に安定器は、それに接続された放電ランプなしで、フラックスコンバータの一次回路中の本発明による回路装置によって特徴付けられる。本発明は、それ自体公知の安定器と相応の放電ランプの組合わせだけでなく、従来の回路構造における相応の電気的な特性量の適切な選択によって得られる。それは本発明による回廊装置、つまり一次回路に適切に配設されるスイッチと本発明による方法に対して特徴付けられた制御装置によって表される。
【００３７】
フラックスコンバータ−安定器のもとで十分に短い時間の中で放電ランプからの電荷の十分な流出が可能であるかどうかは、意図的な振動の周波数に依存している。本発明によれば、これは少なくとも１００ｋＨｚの領域における周波数が有利であり、それによって十分に迅速な電荷流出が得られる。この場合少なくとも２００ｋＨｚ〜３００ｋＨｚの周波数が特に有利である。
【００３８】
本発明においては、パルス制御による作動形式における既に前述した基本的手法の意図において“フォワードアーク”と“バックアーク”の間の時間間隔をどの位にするかは定められない。基本的には２つの選択的手段が可能である。１つのケースでは、２つの関連するパルスが統一的な有効電力入力結合としてみなされる。この２つは当該手法によって相応するデッドタイムよりも明らかに短い時間間隔によって相互に分離される。それに対して振動周波数は、前述したような値におかれる。
【００３９】
別のケースでは、二次回路を非常に緩慢に振動させることが可能である。このことは特にランプ容量が非常に大きい場合に、つまり非常に強力なランプの場合に特に有利となり得る。その際には第１の点弧とバックアークの間の時間周期がデッドタイムともみなされる。すなわち典型的には５μｓ〜１ｍｓの領域である。しかしながらこれに対しては、十分に長い時間遅延が必要である。それによって放電ランプの内部反転分極が外部電圧の形成に続く。それに対して二次回路の固有周波数は、最大で３３ｋＨｚであり、有利には１０ｋＨｚ〜１５ｋＨｚである。
【００４０】
既に前述した手段との関連で、トランス自体を介して二次回路から一次回路へのフィードバック給電が行われることは、一次側のトランスへの電流通流を第１の点弧の後で許容したり中断するのに意味がある。この電流通流が、相応のスイッチの導通状態によって許容されるのならば、それは二次回路の逆振動とそれに伴う放電ランプからの電荷の流出に関連して一次回路への誘導結合とエネルギーの逆給電に結びつく。
【００４１】
このエネルギーの逆給電は、本発明の原理においては必ずしも障害となるわけではないが、但しバックアークに対して得られた二次回路中のエネルギーを低減させる。本発明の主旨では、有利には一次点弧の後で二次回路中に残留する可及的に多くのエネルギが、バックアークにおいて光形成に置換えられる。それにより有利には第１の点弧の後でトランスを通る一次側の電流通流が直ちに中断される。これによって二次回路から一次回路への逆給電が相応に抑圧されたり低減され得る。
【００４２】
安定器の具体的な技術的構成に関して非常に良好な構成例によれば、一次回路をセラミック多層コンデンサを蓄積コンデンサとして有しているソースから電力が給電される。それに伴って２つの大きな利点が得られる。その１つはこのコンデンサのもとでは安定器から給電網への高周波なノイズによる後方散乱が著しく低減されることである。セラミック多層コンデンサは、いわゆる低域ろ波作用を有している。さらにそのようなコンデンサは、内部抵抗が非常に低く、それによって一次回路のトランスに対する相応の給電電流の迅速な形成が可能となる。さらに通常用いられている電解コンデンサよりも寿命がはるかに長い。
【００４３】
既に前述したように、一次回路のスイッチと、トランスの一次回路を流れる相応に制御された電流通流によって、安定器全体と放電ランプの動作がクロック制御される。そのような一次回路のクロック制御は、当該発明のもとでは有利に選択される。しかしながら本発明の枠内では、放電ランプと安定器のクロック制御に対しては他の手段も可能であり、例えば二次回路のスイッチング装置によっても可能である。
【００４４】
本発明のさらに別の有利な構成例は、中央タップを備えたトランスの二次巻き線に関するものであり、この場合は二次回路中の浮遊性の基準電位としての中央タップ電位の選択と、この基準電位に対して二次コイルの外側タップにおける正及び負の電圧による放電ランプの給電とによって、安全性の向上と電磁的な協調性の向上が達成され得る。このことは実質的に二次回路側において高電圧の危険性と電磁的な放射ビームに関して放電ランプに実際に印加された電圧の大半が生じることが重要である。さらに放射された障害信号は、対向する信号エッジのために部分的に消滅する。
【００４５】
ここまでは一次回路からトランスを介して二次回路へ印加される電圧パルスについての説明であり、この電圧パルスが放電ランプにおける外部電圧を引き起している。この場合本発明では、放電ランプにおける時間的に順次連続する外部電圧パルスが常に同じ極性を有しているのか、あるいは何らかの形で極性の変更が実施されるのかに関しては特に定めていない。多くのケースにおいて有利には、単極性の作動方式で作動される。その場合は電圧パルスによって形成された放電ランプの外部電圧が常に同じ極性を有する。この場合“フォワードアーク”の通流方向も常に同じである。この方法の利点は、例えば次のことにある。すなわち例えば放電ランプの電極構造に関してカソードとアノードの間で違いがあることである。この場合アノードだけが放電媒体の分離のための誘電膜を有する必要がある。
【００４６】
しかしながら他の側では双極性の作動方式も有利であり得る。この場合は放電ランプにおける外部電圧の極性が電圧パルス毎に交互に変更される。いずれにせよこの場合は全ての電極がアノードとして適している、つまり誘電層を有している放電ランプが適用される。
【００４７】
双極性の作動方式の利点は、例えば本発明によるバックアーク原理にまさるさらなるランプ放電特性の対称性にある。それによって前述したような放電ランプ特性の非対称性に起因する問題が特に効果的に回避される。この問題とは例えば誘電体におけるイオン遷移などであり、これは黒化現象を引き起したり、放電作用を悪化させる空間電荷蓄積に結びつく。
【００４８】
本発明による作動方法に関しては、双極性の作動が意図される場合、有利にはこれに対して二次回路の電圧パルスに作用する一次回路側の電流のとらんすにおける方向転換が考慮される。このことは、一般に二次回路側での方向転換のための相応の電磁技術的手法よりも簡単である。
【００４９】
特にこれに対してトランスは、２つの一次回路側巻線を有していてもよい。これらはそれぞれ２つの電流方向のうちの１つに対応付けられており、一次回路電流に対しては、２つの方向のうちの１つのみが適用される。このことは２つの一次回路側巻線が交互に電流を印加されることを意味する。例えばこのことが一次回路における２つのクロック制御されたスイッチを用いて行うことができる。これらはそれぞれ対応する２つの巻線の１つを流れる電流をクロック制御する。
【００５０】
それによって２つの電流方向のそれぞれに固有のクロックスイッチとトランスの固有の一次回路側巻線の１つが対応付けられる。
【００５１】
本発明による安定器が交流電源に適用される場合には、次のことが利点となり得る。すなわち一次回路側の２つの電流方向について２つの蓄積コンデンサが適用できることである。これらは半周期毎に交流電源から交互に充電される。つまりこれらの蓄積コンデンサのうちの１つに対する一方の極性の交流電流の半周期と、別の蓄積コンデンサに対するもう一方の極性の交流電流の半周期が利用される。そしてこれらの２つの蓄積コンデンサからは、電流がそれぞれ１つの方向で取り出される。このことは前述したトランスの一次回路巻線を二重に実施することに関連して行うことができるが、しかしながら本来はそのようなことはここでは重要なことではない。それどころか唯１つの一次回路側巻線が相応のスイッチによって２つの蓄積コンデンサから交互に給電されることも可能である。この場合は、各蓄積コンデンサがそのつど１つの電流方向に割当てられる。これらの蓄積コンデンサに対する交流電源からの給電に対しては、相応の整流回路が用いられてもよい。その詳細については当業者には周知なことなのでここでの詳細な説明は省く。
【００５２】
図面及び実施例の説明。
【００５３】
以下の明細書では本発明を具体的な実施例に基づいて個々に詳細に説明する。この場合開示される特徴はそれぞれ個別にも実施されてもよいし、図示のようなに組合わせで実施されてもよい。この場合、
図１は、本発明による照明システムの概略的なブロック回路図を示したものであり、
図２は、図１による放電ランプの代替実施例の概略図であり、
図３は、放電ランプにおける外部電圧と内部反転分極の間の関係を説明するための簡略化されたダイヤグラムであり、
図４は、本発明によるフラックスコンバータ−安定器の基本原理を説明するための簡略化されたダイヤグラムであり、
図５は、本発明によるフラックスコンバータ−安定器の実際の作動毎に測定される特性曲線の例であり、
図６は、本発明によるフラックスコンバータ−安定器の実際の作動毎に測定されるさらなる特性曲線の例であり、
図７は、図５及び図６に対して微妙にずれている本発明による作動方式での放電ランプにおける外部電圧と放電ランプを流れる電流に対する測定特性曲線によるダイヤグラムであり、
図８は、図１に相応するさらなる本発明による照明システムの概略的なブロック回路図であり、
図９は、図８による照明システムのもとでの放電ランプを流れる電流と外部電圧に対する測定特性曲線による図７に相応したダイヤグラムである。
【００５４】
図１には、本発明による照明システムの概略的なブロック回路図が示されている。ここではまず符号Ｌで放電ランプが示されており、このランプは誘電妨害形の放電用に構成されている。放電ランプＬに対する基本的な代替的回路図は以下で図２に基づいて説明する。なお本発明による作動方法、照明システム、及び安定器は、放電ランプＬの実際の構造とは区別されない。
【００５５】
放電ランプＬは、二次回路Ｓに接続されており、この二次回路は放電ランプＬの他にトランスＴの二次巻線Ｗ２を含んでいる。
【００５６】
このトランスＴの一次巻線Ｗ１は、一次回路Ｐの中にあり、この一次回路は給電部Ｑからトランスないし放電ランプＬに対する電力を供給されている。
【００５７】
さらにこの給電部Ｑと一次巻線Ｗ１の間の分岐の１つには、高速スイッチＴ_Ｑが設けられている。この場合このスイッチはパワーＭＯＳＦＥＴであり、これは制御装置ＳＥによってスイッチングないし制御されている。
【００５８】
一次巻線Ｗ１とスイッチＴ_Ｑからなる直列回路に対して並列に、蓄積コンデンサＣ_Ｑが設けられている。この蓄積コンデンサＣ_Ｑは、給電部Ｑから追従的に充電されており、基本的にはこの給電部Ｑに所属し、スイッチＴ_Ｑの切換状態に依存した、一次巻線Ｗ１への電圧の印加のために用いられている。
【００５９】
フラックスコンバータのもとではまず従来方式で、一次巻線Ｗ１を流れる電流通流が形成される。この場合トランスＴの巻回比は次のように選定される。すなわち一次巻線Ｗ１を通った電流が二次巻線Ｗ２に流れ、それによって直接的に放電ランプＬにおいて点弧電圧が誘起されるように選定される。スイッチＴ_Ｑが制御装置ＳＥによって開かれた場合には、二次回路Ｓにおいてエネルギが少なくともトランスの残留磁界の形態で残る。
【００６０】
既に当該明細書の冒頭でも述べたように、この残留磁界の減衰に対しては従来方式の消磁回路が用いられる。この消磁回路は、例えばトランスＴの第３の巻線と、一次巻線Ｗ１及びスイッチＴ_Ｑからなる直列回路に対して並列に前記第３の巻線と接続されたダイオードとからなっている。そのような消磁回路を介して、スイッチＴ_Ｑの閉成フェーズにおいてトランスＴの残留磁界が減衰される。
【００６１】
図１によれば、一次回路Ｐと二次回路Ｓの間で直接的に完全なガルバニック分離が存在している。このことは、二次回路側に存在する高電圧に対する著しい安全性での利点となり得る。さらなる安全性の利点は、次のことによって得られる。すなわち二次巻線Ｗ２が（第３の）中央タップを有することによって得られる。このタップは二次回路Ｓの“浮遊性”の基準電位として用いることが可能である。それに対して放電ランプＬの各電極グループへ正と負のパルスが二次巻線Ｗ２から印加されるならば、二次回路内に中央タップ電位に対してそれぞれ最大電圧の１/２が安全性に関わる電圧として現れるが、放電ランプＬにおいては前述したように完全な誘導電圧が印加される。
【００６２】
この技術では二次回路からの放射に関して電磁的協調性が著しく改善される。これに関しては例えばドイツ連邦共和国特許出願 DE 197 34 885.8 明細書が参照される。
【００６３】
ここにおいてはまず図１に示されている本発明による照明システムの実施例を説明する前に、放電ランプＬ自体の電気的な特性を図２及び図３に基づいて詳細に説明する。既に前述したような点弧過程のもとではトランスＴが、放電ランプＬに印加される電圧を形成する。この電圧は、一次側トランス電流の時間導関数に正比例している。その際この照明システムは次のように構成されている。すなわち電流導出がトランスＴの編成比と相互作用してスイッチＴ_Ｑの閉成の後で点弧するのに十分に高い外部電圧が放電ランプＬにおいて形成されるように構成されている。
【００６４】
放電ランプＬの放電媒体では放電が形成され、その中で電荷キャリヤが電極上の誘電膜に移動する。この関係においてはガス放電ランプが有利であり、そのガス空間においては電子が幅広く移動する電荷キャリヤであり、それによってこの放電のイオン自体に対する動特性が定められる。電子がアノード上の誘電膜に向けて移動する場合には、この電子は誘電膜の表面に堆積し、外部電圧によって形成される電界が益々遮断される。
【００６５】
この関係においては、図１に示されている回路の変化例のもとではアノードが放電ランプＬ中に固定されている限り、外部電圧が常に同じ極性を有しているものと認められる。しかしながら既に前述したようにこのことは本発明を単極性の作動方式に限定することを意味しているものではなく、それどころか本発明の枠内では、双極性の作動方式や照明システムも網羅される。この場合は外部電圧の極性が変更され、電極はアノード及びカソードにおいて交互に駆動される。このことは図８及び図９に基づいてさらに詳細に説明する。
【００６６】
外部電圧によって形成された電界の前述したような遮蔽シールドを説明するために、ここでは放電ランプＬの様々なパラメータ（圧力、放電雰囲気の成分、電極構造、放電容器の寸法など）によって定められる時間遅延と共に説明を続ける。この遮蔽シールドは、外部電圧が所要の点弧電圧を超えていても放電ランプＬ中の放電を消弧させ得る。
【００６７】
このことは図３の簡略的なダイヤグラムによって識別できる。ここでは横軸に時間ｔがプロットされ、縦軸には電圧Ｕがプロットされている。この場合実線で示されているのが外部電圧Ｕ_Ｌであり、波線で示されているのは、外部電圧Ｕ_Ｌのスーパーポジションと内部反転分極の結果としての内部電圧Ｕ_ｉであり、これは放電媒体内に実際に生じた電界に相応している。
【００６８】
これまでの説明に相応して外部電圧Ｕ_Ｌは、時点ａから出発し、図３のダイヤグラムにおいて負の値の方向へ迅速に下降している。それに対して内部電圧Ｕ_ｉは、出発点ａから始まって外部電圧Ｕ_Ｌから離れ続ける。時点ａからｂの経過においてはプラズマが点火される。このプラズマ点火の前に内部反転分極が生じそれに伴って内部電圧Ｕ_ｉの外部電圧Ｕ_Ｌからのずれが生じる。時点ｂでは内部電圧が時間導関数の中で反転し、内部反転分極によって再び小さくなり続け、これは時点ｃにおいて値０に達する。この例では内部電圧Ｕ_ｉは、外部電圧Ｕ_Ｌがその最大値に達する前に反転する。
【００６９】
より分かり易くする理由から、外部電圧Ｕ_Ｌの最大値は図中ではほぼ平坦な幅で示されている。それによって明らかになったことは、ランプにおいて電界の自由度が優勢となり、もはや放電が維持できなくなることである。それに対して外部電圧Ｕ_Ｌはさらに大きな値、場合によっては最大値を有する。
【００７０】
図２の代替例から明らかなことは、放電ランプＬが、放電の消弧を伴う時間依存性のオーム抵抗としての負荷特性からコンデンサとしての純粋な容量特性に遷移することである。このことは図２のダイヤグラムにおいてモデルスイッチＴ_Ｌのスイッチング過程によって設定され得る。このスイッチは放電ランプＬの点弧論理回路ＺＬによって所期のように制御されている。図２の回路図でさらに示されているキャパシタンスＣ１およびＣ３は、電極のキャパシタンスと、少なくともアノード上に被着された誘電膜である。この場合この誘電膜はアノード上にもカソード上にも存在し得る。
【００７１】
点弧されない状態ないしはもはや点弧できない状態においては、放電ランプＬはコンデンサの直列回路として作用する。
【００７２】
本発明の主要なポイントは、放電ランプＬと安定器からなるシステム全体（ここでは照明システムとも称する）が次のように調整されることにある。すなわち内部反転分極の反応に対して生じる意図的なバックアークに対する時定数が有効活用され得るように調整されることである。図３にはこのことが右側部分に示されており、その場合外部電圧Ｕ_Ｌの低下によって間接的に低下する内部反転分極が逆の方向、すなわち図３においては正の電圧方向に向けて、点弧電圧限界の上方レベルまで上昇する内部電圧Ｕ_ｉを形成する。このことは時点ｄとｅの間の内部電圧Ｕ_ｉの波線の上昇カーブで示されている。
【００７３】
外部電圧Ｕ_Ｌの低下の後では内部電圧が、つまり消滅する外部電圧Ｕ_Ｌのケースでは内部反転分極が時点ｅから時点ｆまで再び低下する。その場合外部電圧Ｕ_Ｌの消滅時点は、必ずしも内部電圧Ｕ_ｉの最大値に一致する必要はない。重要なのは、外部電圧Ｕ_Ｌが迅速に降下し、内部反転分極が次のように比較的緩慢に反応することえある。すなわち点弧電圧が反対方向でさらに数回越えることができるように反応することである。
【００７４】
図２に示されている放電ランプＬの代替回路図では、図３中の時点ｄからｆまでの時間経過が点弧論理回路ＺＬによるスイッチＴ_Ｌの再投入を意味している。しかしながらここでは時間に依存する抵抗Ｒ(t)が形式的に負の値をとっている。
【００７５】
図４には、図１に示されている照明システムが、本発明によって外部電圧Ｕ_Ｌの降下を達成してることが示されている。この図の上方の領域には、図１のスイッチＴ_Ｑにおける制御電圧Ｕ_Ｓｔ、つまり制御装置ＳＥの出力信号Ｕ_Ｓｔが示されており、この場合はこの電圧Ｕ_ＳｔのハイレベルがスイッチＴ_Ｑの閉成状態に相応している。
【００７６】
スイッチＴ_Ｑの閉成によって、フラックスコンバータは二次巻線Ｗ２中に誘導電圧を形成し、それに伴って外部電圧Ｕ_Ｌも放電ランプＬにおいて形成される。このことは、図４の中央の曲線カーブの負の値方向への強い上昇に相応する。同時に下方の曲線カーブで表されているランプ電流Ｉ_Ｌも図３の負の方向への内部電圧Ｕ_ｉの経過表示に類似して上昇する。この時点ｔ１後のランプ電流Ｉ_Ｌの第１の負のピークは第１の点弧に相応する。
【００７７】
本発明によれば、スイッチＴ_Ｑは、制御回路ＳＥによってランプ電圧Ｕ_Ｌの負の最大値の領域において、あるいは図４においてより明確にするために示されているように、その僅かに後で開かれる（図４の時点ｔ2）。それによってトランスＴの一次巻線Ｗ１を通る一次回路側の電流は中断され、二次回路Ｓが絶縁される。この二次回路Ｓは、ここにおいて振動回路のようにふるまう。これは、実質的にトランスＴの二次巻線Ｗ２のインダクタンスと、図２に示されている放電ランプＬのキャパシタンスＣ１，Ｃ２，Ｃ３からなる総合キャパシタンスと、二次巻線Ｗ２のキャパシタンスからなっている。
【００７８】
図４の時点ｔ２に関連するランプ電圧Ｕ_Ｌの経過は、この二次回路Ｓの自由振動に相応する、放電ランプＬにおいて外部電圧Ｕ_Ｌと容量的に結合される放電ランプＬの電荷の二次巻線Ｗ２を通る還流を表している。この外部電圧Ｕ_Ｌの降下は、モデル的に表示されている図３の右側領域に相応する。それに相応して、放電ランプＬ内に残留する内部反転分極によって内部電圧Ｕ_ｉが生じ、これは放電ランプＬの反対方向でのバックアークを誘起する。このことは、図４中のランプ電流Ｉ_Ｌの第２の正のピークで表されている。ここにおいて注目すべきことは、単極性の外部有効電力印加にも関わらず、基本的な双極性有効電力への置換が放電ランプＬ自体において生じていることである。
【００７９】
バックアークの後では図４に概略的に示されている経過が制御装置ＳＥによるスイッチＴ_Ｑの新たなスイッチオンによって新たに開始される。その場合本発明は有利には、スイッチＴ_Ｑの新たなスイッチオン、すなわち新たな“第１の点弧”まで経過する時間が当該のパルス制御された作動方式のデッドタイムに相応するケースに向けられる。それに対して第１の点弧とバックアークの間に存在する時間は、可及的に短くすべきである。図４の２つの点弧パルスはパルス制御された作動方式の意味で統一的な有効電力入力結合として評価され得る。
【００８０】
このことが明らかなに認められるのは、図５と図６に示されている実際の測定曲線からである。そこには、スイッチＴ_Ｑにおける制御電圧Ｕ_Ｓｔと、外部ランプ電圧Ｕ_Ｌ（これは図６においては図３，図４，図５に比べて反転している）ランプ電流Ｉ_Ｌ、一次回路側トランス電流Ｉ_Ｗ１が示されている。図５及び図６において１つの時間単位は、すなわち点線の間の間隔は２μｓであり、全体で示されている領域はすなわち２０μｓである。
【００８１】
図４からの基本原理は再び図５の図面中に認められる。しかしながら外部ランプ電圧Ｕ_Ｌとランプ電流Ｉ_Ｌは、第１の点弧とバックアークの間の領域において減衰された調波振動が重畳される。この作用は、寄生的なものであり、本発明による原理を質的に阻害するものではないのでここでのさらなる説明は省く。
【００８２】
ランプ電圧はバックアークと次の第１の点弧の間のデッドタイムにおいて常に０というわけではないので、二次回路Ｓ内に残るエネルギー量の比較的小さな周波数の僅かな残留振動がみられるだけである。この周波数は、バックアークの領域において、外部ランプ電圧Ｕ_Ｌのバック振動の通常の周波数からは偏差している。なぜならモデル化された時間依存性の抵抗Ｒ(t)が図２からデッドタイムの領域において具体的に無限であるか、ないしはスイッチＴ_Ｌがこの時間内で例外なく開かれる。それに対して放電ランプＬは、バックアークの領域において導通フェーズを有している。それ以外では、そのキャパシタンスＣ２(t)がそのつど異なる。
【００８３】
ランプ電流Ｉ_Ｌと内部電圧Ｕ_ｉの時間的経過の類似性は、次のように示されている。すなわちランプを流れる電流が内部電圧によってないしは実際に内部で生じた電界強度によって駆動される。当該図面において解決されていない点弧過程と放電自体の消弧過程及び放電抵抗の時間的な変動性は除いて、内部電圧とランプ電流はそれに伴って直接関連した関係にある。
【００８４】
図６においては、一次巻線電流Ｉ_Ｗ１において第１の点弧を“トリガ”するメインパルスの他にスイッチＴ_Ｑの導通フェーズ、すなわち電圧Ｕ_Ｓｔのハイレベルフェーズの開始領域において、対向側に対する比較的小さな第２のパルスが識別される。この作用は、スイッチＴ_Ｑの閉成状態の残留する時間フェーズにおけるエネルギーフィードバックに戻される。つまり二次回路ＳからトランスＴを介して一次回路Ｐへ伝達される。このエネルギーフィードバックは、既に識別可能な信号Ｕ_Ｌの明らかな降下によって認められるように、既に放電ランプＬから流出した電荷によるバックインダクションに相応する。一次巻線電流Ｉ_Ｗ１の最大値の後ではその導関数が反転する。それにより一次巻線Ｗ１における誘導電圧はその極性を変更する。
【００８５】
この効果は基本的に本発明に影響を及ぼさないが、但し望ましくはさほど強くない印加がなされた方がよい。これは図６において基本的に、より良好な理解のためにだけ示され得る。
【００８６】
外部ランプ電圧Ｕ_Ｌの後退変動は、絶縁された二次回路Ｓの十分に自由な振動に相応するが、しかしながらバックアークによって強く減衰される。このバックアークによる減衰は、後退変動によってトランスＴにトランスＴの磁化の意味で移送されたエネルギが著しく低減される。この作用は本発明の主旨においてバックアークによるトランスＴの消磁に相応する。このような消散的な過程によって所期のように不可否であった放電ランプＬの二次回路Ｓ中の第１の点弧のもとで容量的に蓄積されたエネルギが（トランスコアの残留磁気エネルギも含めて）著しく低減される。これによって付加的な消磁回路の必要性が省かれる。
【００８７】
図７には本発明による、外部ランプ電圧Ｕ_Ｌとランプ電流Ｉ_Ｌの可能な時間経過に対する、前記図５及び図６とは異なるさらなる実施例が示されている。作動方式の幾つかの周期を表すことができるようにするために、図７では点線の間の時間間隔が５μｓに選択されている。この図７の例は、２つの重要なポイントを表している。その第１のポイントは、電圧Ｕ_Ｌの負のピークが非常に平坦な構造とみなされることである。このことは、ここではスイッチＴ_Ｑが外部ランプ電圧Ｕ_Ｌの負の最大値近傍で開かれることを意味する。すなわち図４、図５，図６における電圧経過Ｕ_Ｌにおいて比較的広幅な肩部が後退振動方向で狭幅になる。基本的にはスイッチＴ_Ｑは、電圧Ｕ_Ｌの可能な負の最大値に達する前に開かれる。
【００８８】
それに応じてランプ電流Ｉ_Ｌのそのつどの第１の点弧とバックアークのピークは密に並び、微小電流の目立たない領域によって相互に分離される。それによりこの例で明らかとなることは、本発明のもとではフォワードアークとバックアークの分離された原理にもかかわらず、有効電力入力結合が実際にはほぼ統合できることである。そのためそこからはパルス制御された有効電力入力結合の意味で統一された有効電力パルスが得られる。
【００８９】
第２の重要ポイントは、図７に示されている２つの特性曲線の正弦波に酷似した基本振動であり、これらは相互にπ/２だけ位相シフトしている。この場合既に図５に基づいて説明した二次回路Ｓの残留信号に比べて非常に目立つ二次回路Ｓの無効な残留振動、すなわち残留エネルギー量であって、これはバックアークによってそのまま無視され、コンデンサとしての放電ランプＬとインダクタンスとしての二次巻線Ｗ２の間で振動する。図７から明らかなことは、そのような残留信号が不都合なものであったとしても、それに結び付く外部ランプ電圧の振幅やエッジ急峻度が本来のデッドタイプにおける不所望な点弧を引き起こさない限りは本発明の基本的原理を阻害しないものであるということである。
【００９０】
図８には図１の変化実施例に相応する構成例の概略的なブロック回路図が示されている。しかしながらここでは双極性の作動方式用に構成された実施例が示されている。すなわちここでは外部電圧パルスが交互に変化した極性で放電ランプＬに印加される。それに体いてトランスＴは、２つの一次巻線を有しており、これらは図８において相対向する巻回方向で示されている。この一次巻線の各々は、それぞれ固有の制御装置ＳＥを伴う所属のスイッチングトランジスタＴ_Ｑと電気的に直列におかれている。この場合はもちろんこれらの２つの制御装置が、統一された１つの制御装置の２つの機能として解されてもよい。ただここで強調しておきたいことは、２つの一次巻線が一緒にではなく、交互にクロック制御される点である。２つの一次巻線の間で巻回方向が逆になることにより、トランスＴは一次巻線のクロック制御のもとで二次回路Ｓにおいてそれぞれ逆の極性の電圧パルスを形成する。その他に関しては、図１に示されている前記実施例の場合に完全に相応している。全体的に言えることは、図１による回路の場合の一次巻線Ｗ１、スイッチＴ_Ｑ、制御装置ＳＥからなる構成グループが二重に設けられており、その際巻線の巻回方向によって極性の反転が生じている。
【００９１】
図９には、外部ランプ電圧Ｕ_Ｌとランプ電流Ｉ_Ｌに相応する実際の実際の測定特性曲線が示されている。この場合は図７における特性曲線経過との酷似性が認められる。しかしながら外部ランプ電圧の点弧パルスにも、フォワードアークとバックアークのランプ電流パルスにも双極性の作動方式である事実が認められる。図７からのランプ電流曲線との違いは、ここではバックアークパルスがフォワードアークパルスよりもやや高めの振幅を伴って形成されていることである。但し双極性の作動方式との基本的な関連性は存在していない。
【００９２】
図にも示されているように、本発明は、誘電妨害形の電極を備えた放電ランプＬの特殊な特性を有効活用して、前述したような作動方式の非常に簡素な電子的安定器を提供しようとするものである。この場合特に重要なのは、制御装置ＳＥを介した制御によるスイッチＴ_Ｑの特別なスイッチング特性である。さらにそのつどのランプパラメータに対する電子技術上の特性量と切換特性の適切な調整も重要な役割を果たす。それ故に本発明は、独自の作動方法の他にもこれに相応して調整された照明システムと、本発明による制御装置を備えた安定器にも関している。
【００９３】
本発明の安定器は、その簡素な構造の他にも、従来技法と比較して著しく小型化された構造容積と僅かな重量で提供される。なぜならば僅かな構成部材の利用だけでなく、特に一次回路側Ｐの電力が比較的小さくそれに対応する構造で十分だからである。
【００９４】
小型の構造サイズは構造モデルのボリュームに結び付き、これはマッチ箱に類似したケーシング構造に納めることが可能である。このことはフラットディスプレイへの組込みの可能性に関して非常に大きな利点となる。なぜならこの場合は放電ランプがバックライトシステムとして用いられる可能性が高いからである。そのようなフラットディスプレイでの大きな利点は、従来の電子放電管に比べてその構造サイズが著しく小さいことであり、これはバックライトシステムへの組込みに対して僅かなボリュームしか有していないことにつながる。典型的には非常にフラットに構成可能な誘電妨害形のフラット放電管が、本発明による安定器と関連して非常に有利に用いられる。
【００９５】
フラットディスプレイに対する照明システムとしての適用の可能性の他に、ここではさらに別の実施例を開示する。それに対してはドイツ連邦共和国特許 DE 197 18 395 C1 明細書が参照される。その構造に関する開示内容は、コピーランプの特性とその適用性に係わるものである。そこに基本的に示されているコピーランプは以下の具体的なデータと共に本発明による照明システムのもとで試行された。長さ３０ｃｍで外形８ｍｍ並びに管壁が０.６ｍｍのロッド形コピーランプのもとでは、誘電妨害形放電に対して６.５ｍｍの衝撃幅が生じる。誘電バリアはそれぞれ約１７０μｍの厚さを有したシールガラスからなり、その上にはその他の壁部と同じようにＴiＯ_２と発光物質が付着されている。アパーチャーの領域ではこのＴiＯ_２が避けられている。１６０Torrのキセノンの充填のもとでは、以下に述べる構成要素を備えた本発明による単極性の電子的安定器を用いることによって１１Ｗのランプ平均出力が得られる。すなわち１２Ｖの直流電圧を供給する電源Ｑの蓄積コンデンサＣＱとして、セラミック性の３つの多層コンデンサａ１０μＦが用いられる。スイッチＴQは、トランジスタREP 70 N 80 である。トランスは、フォーチャンバ形コイル体を備えたダブルタイプのEFD 15, N87 であり、その巻回比は１：７０である。既に前述したように二次側では中央タップと共に動作し、このことは図１では簡略化の理由から示されていない。これによって、マッチ箱のようなボリュームを有した非常に軽量でコンパクトな電子的安定器が得られる。これは二次回路からの放射に関しても電源網の後方散乱に関しても非常に良好な電磁的影響を示している。
【００９６】
ここで取り上げているコピーランプは、次のような大きな利点を有している。すなわち、電子的な安定器がコピーランプ自体の保持装置と共にコピー動作の際に連動できることである。つまりコピーランプの真横に取付けることが可能である。著しく短縮された導線長とそれによって得られる導線の不動性が安全性に関しても大きな利点となる。電子的安定器とコピーランプの間の高圧線路の寿命と信頼性も得られる。またそれによって線路キャパシタンスも低減され、電子的安定器は、コピーランプ自体の僅かなキャパシタンスに関連して非常に良好なパルス波形を形成することが可能である。
【００９７】
動きの多い高圧線路を組付け固定しなければならなかった必要性からの開放に伴って、従来技法で必要とされていた多くの構成要素を省くことができ、それによってコピー機の製造の際の組付けコストも大幅に削減される。
【００９８】
同じような利点は、そのような放電管の、ファックス機やスキャナなどの書類照明装置への適用に対しても有効である。
【００９９】
本発明のさらなる適用領域として、誘電妨害形放電のためのフラット放電管の電力供給装置の領域があげられる。これについては、公知文献 WO98/43277 明細書が参照される。この明細書の開示内容がここでの関連性に結び付いている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による照明システムの概略的なブロック回路図を示したものである。
【図２】図１による放電ランプの代替実施例の概略図である。
【図３】放電ランプにおける外部電圧と内部反転分極の間の関係を説明するための簡略化されたダイヤグラムである。
【図４】本発明によるフラックスコンバータ−安定器の基本原理を説明するための簡略化されたダイヤグラムである。
【図５】本発明によるフラックスコンバータ−安定器の実際の作動毎に測定される特性曲線の例である。
【図６】本発明によるフラックスコンバータ−安定器の実際の作動毎に測定されるさらなる特性曲線の例である。
【図７】図５及び図６に対して微妙にずれている本発明による作動方式での放電ランプにおける外部電圧と放電ランプを流れる電流に対する測定特性曲線によるダイヤグラムである。
【図８】図１に相応するさらなる本発明による照明システムの概略的なブロック回路図である。
【図９】図８による照明システムのもとでの放電ランプを流れる電流と外部電圧に対する測定特性曲線による図７に相応したダイヤグラムである。

Claims

電力を供給する一次回路（Ｐ）と、放電ランプ（Ｌ）を含めた二次回路（Ｓ）と、前記一次回路（Ｐ）を二次回路（Ｓ）に接続させるトランス（Ｔ）とを有している安定器を用いて、少なくとも１つの電極と放電媒体の間に誘電膜を備えた放電ランプ（Ｌ）を作動させるための方法であって、
電圧パルスがフォワードコンバータ方式で一次回路（Ｐ）からトランス（Ｔ）を介して前記二次回路（Ｓ）に印加され、
前記電圧パルスは、放電ランプ（Ｌ）における電荷と、順方向にアーク（フォワードアーク）を引き起こす外部電圧（Ｕ_L）と、放電ランプ（Ｌ）中の誘電膜に起因する内部反転分極とに作用している形式のものにおいて、
前記二次回路（Ｓ）が電圧パルスの印加後に振動を生じ、該振動によって、残留する反転分極が１つのバックアークを誘起するまで放電ランプ（Ｌ）から電荷が再び引き出されるようにしたことを特徴とする作動方法。
前記バックアークにより、電子的安定器のトランス（Ｔ）が消磁される、請求項１記載の作動方法。
前記一次回路（Ｐ）は、蓄積コンデンサとしてセラミック性多層コンデンサ（Ｃ_Q）を備えた電源（Ｑ）から電力の供給を受ける、請求項１または２項記載の作動方法。
前記電子的安定器は、一次回路（Ｐ）内のスイッチ（Ｔ_Q）によってクロック制御される、請求項１から３いずれか１項記載の作動方法。
前記二次回路（Ｓ）内でトランス（Ｔ）の中央タップが基準電位として利用される、請求項１から４いずれか１項記載の作動方法。
前記安定器は、電圧パルス毎に極性を入替える外部電圧が放電ランプ（Ｌ）に印加されるように構成されている、請求項１から５いずれか１項記載の作動方法。
前記一次回路側の電流（Ｉ_W1）の方向が、トランス（Ｔ）において電圧パルス毎に交互に入れ替わる、請求項６記載の作動方法。
前記トランス（Ｔ）は、２つの一次回路側巻線（Ｗ１）を有しており、該巻線は２つの電流方向のうちのそれぞれ１つに割当てられている、請求項７記載の作動方法。
前記一次回路は２つのスイッチ（Ｔ_Q）を有しており、これらのスイッチはそれぞれ２つの巻線（Ｗ１）のうちの１つを流れる電流をクロック制御する、請求項４から７いずれか１項記載の作動方法。
前記一次回路は、２つの蓄積コンデンサを半周期毎に交互に充電する交流電流源から給電され、その場合各蓄積コンデンサは、２つの電流方向のうちのそれぞれ１つに割当てられている、請求項７から９いずれか１項記載の作動方法。