JP4541797B2 - ランプのための電子バラスト、バラストの設計のための方法及び照明システム - Google Patents

Description

本発明は、インダクタは電圧源により電流が供給される第１の巻線を有する、ランプを含むランプ回路において反復的な電圧パルスを発生するためのインダクタを有するランプのための電子バラストに関し、さらにバラストの設計のための方法に関し、さらにバラス ト及び誘電体バリア放電のための設計された放電ランプから成る照明システムに関する。

本発明は、ランプ、より詳しく言えばとりわけ誘電体バリア放電のために設計された（いわゆる「静かな」）放電ランプのための電子バラストに関する。このような放電ランプはそれ自体公知である。このような放電ランプは電子バラストによって動作されなければならず、この電子バラストは反復高電圧パルスを放電ランプに印加することができる。しかし、本発明は反復的に発生される電圧パルスによって動作されうる別のランプタイプのためのバラストにも、より詳しくいえばとりわけ誘電体バリア放電におけるような容量性特性が優位であるようなランプ又はそのような仕方で接続されるランプに関する。

さらに、高電圧パルスを発生するためのバラストにおいてインダクタを使用し、異なるコンバータコンセプト、例えばいわゆるフォワードコンバータ又はフライバックコンバータによって所望の電圧パルスを発生することは、それ自体で公知である。インダクタはこの場合給電回路又はランプを含むランプ回路のためのタップを有する簡単なチョークコイル又はいわゆる単巻トランス又は有利には絶縁トランスである。給電回路はインダクタに電流を供給し、この場合有利にはここで第１のスイッチと呼ばれるスイッチ（トランスの場合には１次回路スイッチ）によってスイッチング可能である。

本発明の課題は、バラストのこの一般的なコンセプトを発展させることである。

上記課題は、電子バラストにおいて、制御可能な短絡スイッチを介して低オーム抵抗で短絡可能な第２の巻線はバラストの動作フェーズを発生するためのものであり、この動作フェーズにおいて第２の巻線は低オーム抵抗で短絡され、前記短絡スイッチは逆方向点弧の後で開かれることによって解決され、
さらに上記課題は、マイクロコントローラのソフトウェアだけが適合される所定のランプタイプにおける、短絡スイッチ及び電圧パルスの印加を制御する第１のスイッチはマイクロコントローラによって制御されているバラストの設計のための方法によって解決され、
さらに上記課題は、制御可能な短絡スイッチを介して低オーム抵抗で短絡可能な第２の巻線はバラストの動作フェーズを発生するためのものであり、この動作フェーズにおいて第２の巻線は低オーム抵抗で短絡されるバラスト及び誘電体バリア放電のために設計された放電ランプから成る照明システムによって解決される。

本発明によれば、制御可能な短絡スイッチを介して低オーム抵抗で短絡可能な第２の巻線がバラストの動作フェーズを発生するために設けられており、この動作フェーズにおいて第２の巻線は低オーム抵抗で短絡される。

本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

従って、本発明はインダクタの巻線の短絡の可能性によって際立っている。この短絡は実際には当然ゼロとは異なる所定のオーム抵抗を有し、しかし、以下において詳しく説明する作用を奏することができるようにその他のインピーダンスに比べて低オーム抵抗でなくてはならない。巻線の低オーム抵抗での短絡はこの巻線における誘導電圧を妨げるか乃至は非常に小さい値に限定する。よって、第２巻線を透過する磁束が実質的にタイムコンスタントであり、すなわち他の関与する時間特性に比べて非常にゆっくりと時間変化することになる。具体的に言えば、本発明のバラストでは第２巻線を透過する磁束は「凍結」されうる。この場合、第２巻線は第１巻線の一部であるか又はその逆でもありうる。すなわち、第２巻線は１つ又は複数のタップによって第１巻線とは異なっている。しかし、本来の第２巻線が問題である。

よって、バラストの開発者及びバラストの動作にとって本発明において様々なやり方で利用される新たな自由度が生じる。

例えば、上記の動作フェーズは外部信号によるバラストの動作のトリガのために利用されうる。この局面は平行出願においてより詳しく記述される。この場合、トリガ信号は例えば上記の動作フェーズの終了時点として使用されうる。本発明のこの局面は同時に提出される同一出願人の平行出願においてより詳しく説明される。

他方で、第２巻線を通過する磁束の凍結によってコアの磁気的反応を（いずれにせよ第２巻線の磁化インダクタンスに関連して）、もし望むならば、大幅に阻止することが可能である。これによって短絡の間に実際のインダクタにおいて存在する漏れインダクタンスだけを重要なものとしておく。

とりわけ誘電体バリア放電のために設計された放電ランプにおいてランプの重要な容量性電荷を点弧の後で上記の電圧パルスによって放電することが可能であり、この場合第２巻線は短絡されるべきである。すなわち、この結果、ランプの容量性電荷の放電が漏れインダクタンスによってのみ制動され（ランプ回路から見ると１次側の方向）、その他の点ではランプ回路と１次回路（この場合１次回路は必ずしも本来のトランスを前提としない）との間の変換がインダクタンスの本来の変換器によって、つまり等価回路図において磁化インダクタンスなしにインダクタにより惹起される電圧及び電流変換によって行われる。これによって、インダクタのコアを通る磁束を小さく保つことが可能であり、これによりコアが、従ってインダクタが構成部材として小さく設計されうる。

本発明ではとりわけトランス、有利には絶縁トランス（この場合「第２巻線」はこのトランスの２つの巻線の部分として又は別個に構成されうる）が使用される。十分に迅速にランプの放電が行われ、従ってとりわけ誘電体バリア放電における本来の発光のためには不必要な更なる電圧がトランスに印加されないことによって、電圧時間積分として乃至はトランスコアにおける磁束に対して比較的小さい値が達成されるならば、本発明のバラストにおいてとりわけ小さなトランスを形成することができる。これは、とりわけコスト上の利点であるばかりか構成サイズとトランスによって主に決定される機器の重量とにとって重要な利点を有する。

トランスの磁化インダクタンス（乃至は、より一般的に言えば、本発明のインダクタンス、ただし今後は制限なしにもはや区別されない）の「スイッチオフ」は、放電過程においてトランスの有効インダクタンスの回路技術的な低減を可能にし、これによりランプ回路の有効時定数の相応の短縮乃至は有効固有周波数の増大を可能にする。

とりわけ本発明ではフォワードコンバータコンセプトを前面に出し、このフォワードコンバータコンセプトでは、インダクタに、つまり第１巻線に電流が供給され、この電流が同時にランプ回路で（独立した第３巻線である必要はなく、そのタップによってのみ第１乃至は第２巻線とは異なる「第３巻線」において）誘導電圧を形成する。このようなフォワードコンバータは、通常はとりわけ容量性特性における平均及び比較的大きいランプ出力の場合に第１巻線に給電する電流回路での大きなスイッチング損失に結びつけられている。しかし、本発明では、第１巻線を流れる電流は短絡スイッチを閉じた場合に第２巻線によって「受け継がれ」、この結果、１次回路の「第１」スイッチにおいて大きな誘導電圧が形成されない。よって、本発明のコンセプトは１次回路における大幅に損失のないスイッチングを可能にする。

第１スイッチは、有利には、必ずしもではないが、ほぼランプ電圧のゼロ通過の際にスイッチオンされ、同様に有利には第１スイッチを通過する電流の極性逆転過程、すなわち電流の正負の符号の変化の後でその次のゼロ通過の際に再び開かれる。短絡スイッチも有利にはランプ電圧の極性逆転過程、すなわち正負の符号の変化の後でほぼランプ電圧の最大値においてスイッチオンされ、同様に有利にはほぼ第２巻線及び短絡スイッチを通過する電流のゼロ通過の際に再び開かれる。具体的には実施例を参照のこと。

本発明のランプの容量性電荷の迅速な減少は、有利には、それ自体で新たな点弧電圧を惹起しうるランプの内部反転分極（counterpolarization）による内部逆方向点弧（back ignition）を喚起しうる。これについては同一出願人の以前の出願ＥＰ９９９５３６１１を参照のこと。

この逆方向点弧は「フォワード点弧」、すなわち実際のフォワードコンバータパルスに起因する点弧の後に続いて起こりうる。なぜなら、２次回路は相応に迅速にスイングバックするからである。しかし、第２巻線を少し時間遅延して短絡することも可能である。この場合、事情によっては、まず最初に「フォワード点弧」に続いて第１の逆方向点弧が行われ、この第１の逆方向点弧は放電ランプにおける外部電荷の流出、すなわち内部反転分極の効力発揮に起因する。ここで第２巻線の短絡が生じると、２次回路の固有周波数が突然明らかに高まり、この結果、１つの（更なる）激しい振動過程が生じ、この振動過程が１つの（更なる）逆方向点弧を惹起する。すなわち、第２巻線の短絡によって逆方向点弧もトリガされる。この変形実施形態においても、トランスはこの「トリガされた」逆方向点弧の後で効果的にかつ迅速に消磁され、その結果本発明の目的が達成される。

しかし、フォワード点弧の後で（同一のフォワードコンバータパルスに割り当てられうる）あまりにも多くの更なる点弧を許さないことが全体としては有利である。なぜなら、誘電体バリア放電ランプにおける発光の効率のためには、点弧の後で乃至はこの場合逆方向点弧の後で所定の「デッドタイム」を次の点弧過程まで設けることが有利だからである。従って、有利には短絡スイッチは「トリガされた」逆方向点弧の後で更なる点呼を阻止するために再び開かれる。

結局は、短絡スイッチの閉成とすぐ前の最後の点弧、すなわちフォワード点弧又はこれに続く自発的逆方向点弧との間の時間間隔は非常に大きいので、この時間間隔は誘電体バリア放電ランプのパルス動作方式におけるデッドタイムと見なされうることも可能である。

短絡スイッチは寄生トランジスタダイオード（ＭＯＳＦＥＴのボディ・ダイオード）とは正反対の極性の短絡スイッチのダイオードを介して第２巻線に接続され、つまり、この第２巻線に並列に接続される。このダイオードは第２巻線を介するボディ・ダイオードの望ましくない影響を阻止する。しかし、また、短絡スイッチが両方の極性のフェーズにおいて使用されることを可能にするダイオードブリッジも使用されうる。さらに、ダイオードブリッジの代わりに第２巻線を各スイッチを介してそれらの両方の端子において基準電位を介して短絡すること、例えばフレームに接続することが可能である。なるほど、この実施形態は１つの短絡スイッチではなく２つの短絡スイッチを必要とする。他方でこれらの短絡スイッチは、ダイオードブリッジを有する前述の実施形態とは対照的に、時間的に一定のかつ所定の基準電位を介して制御される。ダイオードブリッジの場合には、短絡スイッチの（例えばゲートの）制御電極の基準電位は極性に応じて、すなわち短絡スイッチのソース又はドレイン乃至はエミッタ又はコレクタに正の乃至は負の極性が印加されるか応じて変動する。

独立した巻線又はインダクタとりわけトランスにおけるただ１つのさらに別のタップでありうる第２巻線は、有利には、短絡スイッチにほぼ５００〜８００Ｖの最大阻止電圧が生じるように設計されている。一方で、第２巻線はあまりにも小さい電圧を短絡スイッチにおいて発生するべきではない。なぜなら、これは逆に比較的大きな誘導電流を当該短絡回路に生じさせることになるからである。これらの短絡電流は望ましくない抵抗損と結びつくだろう。他方で、あまりにも高価なトランジスタを使用する必要がなくなるように、短絡スイッチにおける電圧をあまりにも大きくさせないことは望ましい。５００Ｖと８００Ｖとの間の前述の領域は有利な妥協点であることが判明している。

本発明がインダクタ乃至はトランスにおける僅かなコア飽和を可能にし、とりわけ小さいインダクタ乃至はトランスの使用を可能にすることは既に言及した。この場合、コアを飽和へと駆動しないことは有利である。とりわけ、できるだけ１００ｍＴより下でコアの飽和を保つことは有利である。なるほどコア飽和を生じさせ、これによって喚起されるインダクタンスの低下を利用することは意図的には望ましいが、これは使用されるインダクタの個々のパラメータ及び動作条件、とりわけ温度への依存を生じる。これは本発明の枠内では望ましくない。その代わりに、できるだけ１つ又は複数の使用されるスイッチの制御によって本発明のバラストは設計されるべきであり、さらにできるだけ汎用的に様々な適用事例のために設計されるべきである。

さらにバイポーラバラスト、すなわちランプ回路における交番極性の電圧パルスのための設計は有利である。これによって、個々の作動サイクルにおける不完全な消磁によるインダクタ乃至はそのコアにおける時間に関して行われる残留磁化の積分を回避し、バイポーラ動作の「定常」状態において平均ゼロ磁化に到達することが可能である。

個々の適用事例への適合のための１つ又は複数のスイッチの前述の制御の枠内で、とりわけ短絡スイッチ及び場合によっては１次回路スイッチのマイクロコントローラ制御が考慮される。所定のランプタイプに対するこのようなバラストの設計においては最も有利な場合にはマイクロコントローラのソフトウェアだけを適合させて、その他の点では異なるランプタイプに対して「ハードウェア技術的に」同一の回路を使用することが可能である。

最後に本発明はその利点をまさに誘電体バリア放電ランプとの関連において示し、従ってまたこのようなランプ及び前述の記述によるバラストから成る照明システムを目指す。（ランプ回路から見て）既述の漏れインダクタンスは、このような照明システムでは、有利には、使用されるランプの漏れインダクタンス及びキャパシタンスから少なくとも０．４μｓ、有利には少なくとも１μｓ及びせいぜい１０μｓ、有利にはせいぜい５μｓの周期長が得られるように設計されるべきである。

以下において本発明の有利な実施例を説明し、この場合に示される特徴は他の組み合わせでも本発明の基本であり、さらに本発明によるバラスト及び照明システム、すなわち装置カテゴリにも本発明の方法カテゴリにも関連する。

図１には１によって３つの出力側Ｓ_１、Ｓ_２及びＳ_Ｋを有する電子制御部が示されている。具体的にはこの制御部１はマイクロコントローラである。絶縁トランスは３つの巻線Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を有し、これらの３つの巻線は従来の記述の仕方では第１、第２乃至は第３巻線である。第３巻線は従ってランプ回路に接続されており、すなわち誘電体バリア放電ランプＬに接続されている。第１巻線Ｗ１はその２つの端部においてそれぞれスイッチングトランジスタＴ１乃至はＴ２を介してフレームに接続され、さらに中間タップＭを介して給電電位Ｕ_Ｂに接続されている。第１巻線Ｗ１にはこれによって極性に関して交番するやり方で電圧が印加され、フォワードコンバータ原理に従って第３巻線Ｗ３の交番極性の誘導パルスを誘導する。この場合２つのスイッチングトランジスタＴ１及びＴ２はフレームを電位基準として制御入力側Ｓ_１及びＳ_２を介して制御されうる。

第２の又は短絡巻線Ｗ２はそれ自体の側で２つの端部において２つのスイッチングトランジスタＴ３及びＴ４を介してそれぞれフレームに接続されている。これら２つのスイッチングトランジスタＴ３及びＴ４は電子制御部１の同一の制御出力側Ｓ_Ｋによって制御される。これによって短絡巻線Ｗ２はその２つの端部においてＳ_Ｋを介する制御に依存して短絡又は開かれる。

従って、図１に概略的に図示された回路を有する電子バラストは絶縁トランスＷ１、Ｗ２、Ｗ３を介して放電ランプＬにそれ自体は公知のやり方で電圧パルスを印加し、同様にそれ自体は公知のパルス化された動作方法に従って発光される。この場合、スイッチングトランジスタＴ１及びＴ２の制御のために図２に概略的に図示された制御信号Ｓ_１及びＳ_２の時間経過が生じる。図２はさらにスイッチングトランジスタＴ３及びＴ４のための、すなわち短絡巻線の短絡のための制御信号Ｓ_Ｋを示す。この短絡はフォワードコンバータ原理によって第１巻線Ｗ１から第３巻線Ｗ３すなわちランプ回路への電圧パルスの印加の後で行われる。

図３は実際の測定曲線に基づいて基本的な電気的過程を示す。

下に記入されているのは、短絡スイッチＴ３及びＴ４を流れる電流であり、この電流はここではＩ_Ｔ３によって示されている。この電流Ｉ_Ｔ３は短絡の直後に明確なパルスを示し、このパルスは次いで減衰する。短絡スイッチを開いた後で現れる振動は重要ではない。

その上には放電ランプＬに印加されるランプ電圧Ｕ_Ｌ及び上方に放電ランプＬを流れる電流Ｉ_Ｌが見て取れる。図３の左側の領域を参照すると、まず最初にランプ電圧Ｕ_Ｌの著しい、急峻に現れる正の変動が見える。これはスイッチングトランジスタＴ１のスイッチオン過程の結果として生じるフォワードコンバータパルスである。これは図示されたランプ電圧を発生し、このランプ電圧は点弧及びランプ電流Ｉ_Ｌにおける相応の変動に結びついている。さらに、ランプ電圧Ｕ_Ｌの減衰によって、ここでは極性において正反対の実質的なランプ電流パルスが生じないことがわかる。この極性において正反対の実質的なランプ電流パルスは放電ランプＬにおける外部電荷の部分的な流出の後の自発逆方向点弧に、従って最初の点弧過程の後の内部分極の結果としての相応の電界に起因すると見なせるだろう。ここでは生じないが、しかし、このようなパルスは十分にあり得るだろう。

更なる時間経過においてランプ回路はオーバースイングし、この結果、負のランプ電圧Ｕ_Ｌが生じる。この振動過程をさらに続けさせれば、比較的大きな電圧の時間積分が、従ってトランスにおける磁化が生じるだろう。とりわけ比較的大きなランプの場合、特に誘電体バリア放電ランプは著しい容量性負荷成分を有する。放電容器及び誘電体バリアのキャパシタンスの他に、周囲への結合もこれに加わる。しかし、その代わりに、図２に見て取れるＳ_Ｋパルスによって短絡がトランスにおいて起こされ、この短絡が電流Ｉ_Ｔ３のパルスに現れる。同時に、ランプ電圧Ｕ_Ｌが非常に迅速に低下する。なぜなら、ランプ回路の固有周波数が激しく上昇したからである。放電ランプＬからのこの新たな迅速な電荷流出は、曲線Ｉ_Ｌが示しているように更なる点弧をもたらす。さらに、これに続いてはるかに小さいランプ電圧Ｕ_Ｌの時間積分が生じ、従ってさらに第３巻線Ｗ３における電圧の時間積分が生じる。こうして短絡スイッチによってコア磁化を実質的に制限することができる。

図４及び図５は図３のランプ電圧曲線の相応の部分図を示し、図４では短絡スイッチなしで経過するランプ電圧の振動過程の積分が示されており、他方で図５は図３で実際に生じる積分を示す。短絡スイッチなしでは著しく大きな電圧時間積分が形成されることがわかる。下の部分図ではこの積分の形成が短絡スイッチの使用によって実質的に（推定してほぼ１/５に）制限され、つづいて正反対の極性を有する短く鋭い積分によって既にコア磁化の低減が行われる。これに続く比較的平らな積分が確かにこれに加えられるが、その最後には総和として図４の場合よりは明らかに少ない合計値が生じる。これに続く図５の正負の符号の逆転した最後の積分もコア磁化の低減をもたらす。

これら２つの右側の積分はランプ回路の電圧の残留振動に相応し、しかし、この残留振動は前の図４に図示された振動に比べて明らかに小さい振幅のために実質的な不利な点をもはや伴わない。

パルス法にとって典型的なデッドタイムが経過した後で相応の過程が繰り返される。既に指摘したように、点弧（これら２つの点呼は結局は同じフォワードコンバータパルスに起因する）の間の時間間隔は第２の点弧過程のトリガによって、すなわちＳ_Ｋ信号の時間位置によって調整可能である。この場合には、これらの点弧は実際には互いにデッドタイムによって分離されている２つの電力入力結合パルスと見なされる。しかし、本発明は点弧の間のはるかに小さな時間間隔によっても実施可能であり、これらのはるかに小さな時間間隔はこの場合デッドタイムとは見なされないだろう。

図２と図３との比較では、第１のスイッチはほぼランプ電圧Ｕ_Ｌの残留振動のゼロ通過の際にスイッチオンされ、電流Ｉ_{Ｔ１＋Ｔ２}の反転の後のほぼゼロ通過の際に再び開かれることがわかる。短絡スイッチはこの例ではランプ回路における反転の後のランプ電圧Ｕ_Ｌの最大値において閉じられ（つまりトランジスタＴ３及びＴ４）、ほぼその電流のゼロ通過の際に再び開かれる。しかし、これらのスイッチング時点は本質的なものではない。ランプ電流曲線についてはまだ言っておかなくてはならならいことがある。すなわち、図３に図示された測定は測定技術的な理由から少し電流方向において水平方向軸に対してずれており、このことは逆の極性の類似の構成の比較からも読みとれる。実際、トランジスタＴ３及びＴ４はほぼ電流Ｉ_Ｌのゼロ点で閉じられる。ランプ電流Ｉ_Ｌは「フォワード点弧パルス」の後でこの時点まで比較的弱い半振動（half cycle）を行った。

この実施例は、図１に図示されたプッシュプルコンバータの代わりにシングルエンドコンバータ又はハーフブリッジの形態でも実現される。さらに、２つのスイッチングトランジスタＴ３及びＴ４の代わりに単一の短絡スイッチＴ５も使用でき、この短絡スイッチＴ５は例えばダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４を介して短絡巻線に接続されている。図６は概略的にダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４を有するプッシュプルコンバータの例を示し、図７はダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４を有するハーフブリッジの例を示す。制御線路は簡略化のために省略してある。

さらに図８は短絡スイッチＴ５を接続するための単一のデカップリングダイオードＤ５を有するシングルエンドコンバータの例を示す。このダイオードＤ５は短絡スイッチＴ５の寄生トランジスタダイオードに対して正反対に極性付けられており、この結果、意図しない短絡が回避されうる。さらにダイオードブリッジを介して負の電流成分を有する振動反転過程（oscillation reversal processes）も意図的に制御されうる。変換に起因するダイオードＤ５を通過する電流の小ささのために、そこでの損失は僅少なままである。

１次側のスイッチＴ１及びＴ２におけるピーク電流を制限するために、第１巻線Ｗ１の磁気的結合は例えば適当なチャンバ構造によって故意に弱く形成される。これは短絡巻線Ｗ２とランプタップとの間の磁気的結合には該当しない。

図６、７及び８の例は、さらに、短絡巻線Ｗ２が２次側巻線Ｗ３の部分でありうることを示している。とりわけこの場合、短絡スイッチＴ５に生じる電圧の大きさは調整可能であり、６００Ｖと８００Ｖとの間の領域が有利である。

トランスコアの飽和はこれらの例では明らかに１００ｍＴより下にとどまる。このことは本発明によれば有利である。

本発明の基本思想はランプ、とりわけ容量性特性を有するランプを動作しなければならないような他のケースにも適用可能である。本発明の短絡フェーズは様々な利点を有し、個々の具体的なケースではインダクタンスの磁化の制限とは別の局面が前面に出ても良い。とりわけこれは動作の時間的制御、実施例では例えば短絡に続く点弧の時間的制御に関する。

さらに本発明の重要な利点は、制御信号Ｓ_１及びＳ_２及びとりわけＳ_Ｋのクロッキングによって電子バラストの様々なタイプの放電ランプＬへの個別適合が行われうることである。よって、この適合はハードウェア適合なしで純粋にソフトウェア技術的に行われうる。

本発明の電子バラスト及び照明システムの概略的な回路図を示す。 図１の回路の制御信号の概略的な線図を示す。 図２との関連における測定記録として図１の回路の様々な電気的な量の線図を示す。 本発明を説明するための図３の部分図を示す。 本発明を説明するための図３の別の部分図を示す。 図１の代替例としての第２の実施例の概略的な回路図を示す。 図１の代替例としての第３の実施例の概略的な回路図を示す。 図１の代替例としての第４の実施例の概略的な回路図を示す。

符号の説明

１ 電子制御部、マイクロコントローラ
Ｓ_１ 出力側、制御信号
Ｓ_２ 出力側、制御信号
Ｓ_Ｋ 出力側、制御信号
Ｗ１ 第１巻線
Ｗ２ 第２巻線
Ｗ３ 第３巻線（短絡巻線）
Ｌ 放電ランプ
Ｍ 中間タップ
Ｔ１ スイッチングトランジスタ
Ｔ２ スイッチングトランジスタ
Ｔ３ スイッチングトランジスタ（短絡スイッチ）
Ｔ４ スイッチングトランジスタ（短絡スイッチ）
Ｉ_Ｌ ランプ電流
Ｕ_Ｌ ランプ電圧
Ｉ_Ｔ３ 電流
Ｄ１〜Ｄ４ ダイオードブリッジ
Ｄ５ 減結合ダイオード
Ｔ５ 短絡スイッチ
Ｕ_Ｂ 電圧源

Claims (19)

1. ランプ（Ｌ）を含むランプ回路において反復的な電圧パルス（Ｕ_Ｌ）を発生するためのインダクタ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を有するランプ（Ｌ）のための電子バラストであって、
   前記インダクタ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）は電圧源（Ｕ_Ｂ）により電流が供給される第１の巻線（Ｗ１）を有する、ランプ（Ｌ）を含むランプ回路において反復的な電圧パルス（Ｕ_Ｌ）を発生するためのインダクタ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を有するランプ（Ｌ）のための電子バラストにおいて、
   制御可能な短絡スイッチ（Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）を介して低オーム抵抗で短絡可能な第２の巻線（Ｗ２）は前記バラストの動作フェーズを発生するためのものであり、この動作フェーズにおいて前記第２の巻線（Ｗ２）は低オーム抵抗で短絡され、前記短絡スイッチ（Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）は逆方向点弧の後で開かれることを特徴とする、ランプ（Ｌ）を含むランプ回路において反復的な電圧パルス（Ｕ_Ｌ）を発生するためのインダクタ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を有するランプ（Ｌ）のための電子バラスト。
2. バラストは誘電体バリア放電のために設計された放電ランプ（Ｌ）のために設けられており、前記バラストにおいて、電圧パルス（Ｕ_Ｌ）により喚起される容量性電荷をランプ（Ｌ）から放電するために、前記電圧パルス（Ｕ_Ｌ）によって行われる点弧の後で第２の巻線（Ｗ２）が短絡される、請求項１記載のバラスト。
3. インダクタ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）はトランスである、請求項１又は２記載のバラスト。
4. バラストはフォワードコンバータとして電圧パルス（Ｕ_Ｌ）を発生するように設計されている、請求項１〜３のうちの１項記載のバラスト。
5. 電圧パルス（Ｕ_Ｌ）の印加を制御する第１のスイッチ（Ｔ１、Ｔ２）はほぼランプ電圧（Ｕ_Ｌ）のゼロ通過の際にスイッチオンされる、請求項１〜４のうちの１項記載のバラスト。
6. 電圧パルス（Ｕ_Ｌ）の印加を制御する第１のスイッチ（Ｔ１、Ｔ２）はほぼ電流ゼロ通過の際に開かれる、請求項１〜５のうちの１項記載のバラスト。
7. 短絡スイッチ（Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）はほぼランプ回路における電圧最大値において閉じられる、請求項１〜６のうちの１項記載のバラスト。
8. インダクタ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を介して電圧パルス（Ｕ_Ｌ）の印加によって引き起こされる点弧の後で次の電圧パルス（Ｕ_Ｌ）の印加の前にランプ（Ｌ）における逆方向点弧（back ignition）が生じる、請求項１〜７のうちの１項記載のバラスト。
9. 短絡スイッチ（Ｔ５）はダイオード（Ｄ５）を介して第２の巻線（Ｗ２）に並列に接続されており、前記ダイオード（Ｄ５）は前記短絡スイッチ（Ｔ５）の寄生トランジスタダイオードとは正反対に極性付けられている、請求項１〜８のうちの１項記載のバラスト。
10. 短絡スイッチ（Ｔ５）はダイオードブリッジ（Ｄ１〜Ｄ４）を介して第２の巻線（Ｗ２）に対して並列に接続されている、請求項１〜８のうちの１項記載のバラスト。
11. 第２巻線（Ｗ２）は基準電位を介する前記第２巻線（Ｗ２）の両方の端子において各スイッチ（Ｔ３、Ｔ４）を介して短絡されうる、請求項１〜８のうちの１項記載のバラスト。
12. 第２巻線（Ｗ２）は、短絡スイッチ（Ｔ５）において５００〜８００Ｖの領域の最大阻止電圧が生じるように設計されている、請求項１〜１１のうちの１項記載のバラスト。
13. インダクタ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）のコアの飽和は１００ｍＴより下にとどまる、請求項１〜１２のうちの１項記載のバラスト。
14. バラストは交番極性の電圧パルス（Ｕ_Ｌ）を発生するように設計されている、請求項１〜１３のうちの１項記載のバラスト。
15. 短絡スイッチ（Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５）はマイクロコントローラ（１）によって制御されている、請求項１〜１４のうちの１項記載のバラスト。
16. さらに電圧パルス（Ｕ_Ｌ）の印加を制御する第１のスイッチ（Ｔ１、Ｔ２）はマイクロコントローラ（１）によって制御されている、請求項１５記載のバラスト。
17. マイクロコントローラ（１）のソフトウェアだけが適合される所定のランプタイプ（Ｌ）における請求項１６記載のバラストの設計のための方法。
18. 請求項１〜１６のうちの１項記載のバラスト及び誘電体バリア放電のために設計された放電ランプ（Ｌ）から成る照明システム。
19. インダクタ（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の漏れインダクタンス及び放電ランプ（Ｌ）のランプキャパシタンスから０.４μｓと１０μｓとの間の周期が生じる、請求項１８記載の照明システム。

Images