JP4951003B2 - 高圧放電ランプを作動させるための回路装置および方法 - Google Patents
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Description
本発明は、高圧放電ランプを作動させるための回路装置に関する。高圧放電ランプを以下では単にランプとも記す。さらに本発明は、この種のランプを作動させるための方法に関する。殊に本発明は、このランプの作動時に発生する可能性がある音響的な共振の回避に関する。
音響的な共振は高圧放電ランプの作動時における周知の問題である。これらの共振はランプの幾何学および圧力に依存して5kHz〜1000kHzの周波数領域において発生じ、またアークを不安定にする可能性があり、それどころか共振が顕著な場合にはランプを損傷させる可能性がある。したがって前述の周波数領域にある周波数を有する交流電流でのランプの作動は必ずしも信頼性が高いわけではない。
本発明の課題は、作動すべきランプが大きい音響的な共振を有する周波数領域を動作周波数がカバーする場合であってもランプのちらつきの無い動作が実現されるように、変調された動作周波数を用いて高圧放電ランプを作動させるための回路装置をさらに発展させることである。
以下では実施例に基づき本発明を詳細に説明する。図面において、
図1は、本発明を実現することができる回路装置の原理回路図を示す。
図2は、本発明による回路装置の動作周波数の時間的な経過を示す。
図3は、直流電流成分とランプ電力のスペクトル的な出力密度との関係を示す。
図1は、本発明を実現することができる回路装置の原理回路図を示す。回路装置は2つの入力端子J1およびJ2を有し、これらの入力端子J1,J2には整流された電源電圧が供給される。入力端子J1およびJ2はPFC段と接続されており、このPFC段は力率補正を実施し、給電電圧Usを供給する。給電電圧Usに並列に蓄積コンデンサC1が接続されており、この蓄積コンデンサC1は給電電圧Usをバッファする。70Wのランプを作動させるためには蓄積コンデンサC1に関して4.7マイクロファラッドの値が好適であることが分かった。この値により給電電圧の大きな振幅変調が生じ、この振幅変調を本発明と組み合わせて結合回路網の伝達関数を補償するために使用することができる。給電電圧の電位は回路装置の基準電位GNDとして使用される。
Claims (16)
- 高圧放電ランプ(Lp)にランプ電力を供給する回路装置であって、
実質的に最小周波数と最大周波数との間の周波数領域において周波数変調されている動作周波数を有する交流電流であるランプ電流(IL)を前記高圧放電ランプに供給するインバータ(T1,T2)を備え、
一方では、最小周波数と最大周波数の和の2分の1に等しい限界平均値が規定されており、
他方では、動作周波数に関してランプ作動時にスイープされる周波数値の時間的な平均値に等しい算術的な平均値が規定されている型式の回路装置において、
前記限界平均値は前記算術的な平均値よりも小さく、
前記回路装置は、前記インバータ(T1,T2)と前記ランプ(Lp)との間に接続されており、且つ前記ランプ電流(IL)の振幅と前記動作周波数との関係を表す伝達関数を有する結合回路網(L1,C2,C3)を備え、前記動作周波数の時間的な経過は、作動するランプ(Lp)の電力の出力スペクトル(PL)が等分分配されているように選定されているか、周波数と共に単調に上昇するように選定されていることを特徴とする、回路装置。 - 前記動作周波数の周波数変調を1Hzより大きい変調周波数を用いて周期的に行う、請求項1記載の回路装置。
- 前記動作周波数はそれぞれの停滞時間にわたり離散的な周波数値のみを取る、請求項1または2記載の回路装置。
- 前記限界平均値を上回る周波数値に関する平均的な停滞時間は、前記限界平均値を下回る周波数値に関する平均的な停滞時間よりも長い、請求項3記載の回路装置。
- 前記限界平均値を上回る周波数値に関する2つの隣接する離散的な周波数値間の差は、前記限界平均値を下回る周波数値に関する2つの離散的な周波数値間の差よりも小さい、請求項3または4記載の回路装置。
- 離散的な周波数値を有する前記動作周波数を形成する発振器を有し、
前記発振器にそれぞれ離散的な周波数値を設定する制御装置を有し、
前記離散的な周波数値および対応する停滞時間が記憶されている記憶装置を有し、前記の離散的な周波数値および対応する停滞時間が前記制御装置によって読み出される、請求項3から5までのいずれか1項記載の回路装置。 - 離散的な周波数値を有する前記動作周波数を形成する発振器を有し、
前記発振器にそれぞれ離散的な周波数値を設定する制御装置を有し、
前記離散的な周波数値が記憶されている記憶装置を有し、前記の離散的な周波数値が前記制御装置によって読み出され、
前記ランプ電流の振幅を前記制御装置に供給する測定装置を有し、
前記制御装置は振幅の減少と共に長くなる停滞時間を選択するよう設計されている、請求項3から5までのいずれか1項記載の回路装置。 - 前記インバータに給電電圧(Us)を供給し、
前記給電電圧(Us)は高圧放電ランプ(Lp)を作動させるためにエネルギを電源電圧から取り出し、
前記給電電圧(Us)はランプの作動時に最大値および最小値を有し、
前記最大値と前記最小値の差は少なくとも50Vである、請求項1から7までのいずれか1項記載の回路装置。 - 前記給電電圧(Us)の時間的な経過と前記動作周波数の時間的な経過は、前記動作周波数が最大値を取るときに前記給電電圧(Us)も最大値を取るように同期されている、請求項6記載の回路装置。
- 前記最大周波数と前記最小周波数の差は少なくとも10kHzである、請求項1から9までのいずれか1項記載の回路装置。
- 前記インバータはハーブブリッジインバータである、請求項1から10までのいずれか1項記載の回路装置。
- 前記インバータは位相制御型のフルブリッジインバータである、請求項1から11までのいずれか1項記載の回路装置。
- 高圧放電ランプ(Lp)を作動させる作動装置において、
請求項1から12までのいずれか1項記載の回路装置を包含することを特徴とする、作動装置。 - 高圧放電ランプ(Lp)の作動方法において、
記憶装置から周波数値および所属の停滞時間を読み出すステップと、
最後に読み出した周波数値に対応する値の動作周波数を有する交流電流を高圧放電ランプ(Lp)に供給するステップと、
前記最後に読み出した周波数値を最後に読み出した停滞時間にわたり維持するステップと、
記憶装置から次の周波数値および所属の停滞時間を読み出すステップとを有し、
前記の4つのステップを繰り返し、
生じた最大周波数と最小周波数値の和の2分の1が、記憶装置から読み出され、所属の停滞時間により重み付けされた周波数値の平均値よりも小さいように、前記周波数値および所属の停滞時間を選定することを特徴とする、高圧放電ランプ(Lp)の作動方法。 - 作動するランプ(Lp)の電力の出力スペクトル(PL)が等分分配されているように、または周波数と共に単調に上昇するように周波数値および停滞時間を選定する、請求項14記載の方法。
- 周波数値の停滞時間を1.2〜5の範囲にある係数だけ延長するステップと、
ランプ電流(IL)またはランプ電圧またはランプの光電流の変動を検査ステップと、
前記変動が所定の限界値を超える場合には、延長した前記停滞時間を本来の値の80%を下回る値に戻すステップと、
前記変動が所定の限界値を超えていない場合には、延長した前記停滞時間を本来の値に対応する値に戻すステップと、
前記動作周波数を取る別の周波数値に対して前述のステップを実施する、請求項14記載の方法。
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