JPH01213996A - ガス放電ランプの点灯及び給電回路 - Google Patents

ガス放電ランプの点灯及び給電回路

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JPH01213996A
JPH01213996A JP63332788A JP33278888A JPH01213996A JP H01213996 A JPH01213996 A JP H01213996A JP 63332788 A JP63332788 A JP 63332788A JP 33278888 A JP33278888 A JP 33278888A JP H01213996 A JPH01213996 A JP H01213996A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、交流電圧源に接続されるように構成されてい
て、整流素子、コイル及び駆動回路に接続されていて高
周波スイッチされる半導体スイッチング素子が設けられ
たＤＣ／ＤＣコンバータに接続されている整流ブリッジ
を有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが前記ランプを内蔵
している高周波ＤＣ／ＡＣコンバータの入力端子に接続
されていてかつ半導体スイッチング素子を有し、キャパ
シタが当該入力端子の間に接続されていて、前記コンバ
ータにより取り出される電流を測定するセンサが前記入
力端子の一方と前記ＤＣ／ＡＣコンバータの半導体スイ
ッチング素子との間に配設されている、ガス放電ランプ
の点灯及び給電回路に関するものである。
この種の回路は英国公開特許公報２，０１６，２２２号
に示されている。
この公開公報には、高周波ＤＣ／ＡＣコンバータに接続
されている順方向コンバータの様なりＣ／ＤＣコンバー
タを有する電源回路が示されている。このＤＣ／ＤＣコ
ンバータは、これに接続されている高周波スイッチング
ＤＣ／ＡＣコンバータ用の電流源として機能する。この
ＤＣ／ＡＣコンバータにより矩形波電流がランプに印加
される。この回路は、ランプの電流強度を測定するセン
サを有し、このセンサはこのセンサに接続されている制
御回路によってその電流強度を固定された参照電流と比
較する。この制御回路は、これに接続され、かつ順方向
コンバータの半導体スイッチング素子に働く駆動回路と
共に、ランプに供給される電流強度が既定値に設定され
るように、当該スイッチング素子の導電状態と非導電状
態を決める。
しかしながら、この既知の回路の欠点は、ランプの電力
消費量、従って光出力が、　（例えば、エイジングによ
って、又は相対的に温度の高い場所で低圧水銀蒸気放電
ランプを使う場合の様に）相対的に低いランプ電圧でラ
ンプを動作させる場合には減少してしまうと言うことで
ある。組成が通常の組成からずれて動作電圧に偏差を生
じる様なランプの容器の中に存在する希ガスが混合され
た一組成を有する低圧の水銀蒸気放電ランプをこの回路
に設ける場合に於てさえ、このようなランプの光出力は
受は入れられないほど低いレベルに低下してしまうこと
が発見された。
本発明の目的は、動作中、ランプの電力消費が実質上一
定である回路を提供することによって前述の問題を解決
することにある。
第１パラグラフに記載した種類の放電ランプの点灯及び
給電回路の特徴は、前記ランプには周波数依存インピー
ダンスが直列に接続されていて、前記ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ内の前記半導体スイッチング素子の前記駆動回路が
制御回路に接続されかつ前記キャパシタの両端に配設さ
れ、前記キャパシタの両端の電圧を前記半導体スイッチ
ング素子の通電状態の周波数と周期を調整することによ
っである値に設定し、前記センサを前記ＤＣ／ＡＣコン
バータの前記半導体スイッチング素子の前記駆動回路に
接続されている第二制御回路に接続し、前記ＤＣ／ＡＣ
コンバータの前記スイッチング素子の通電状態の周波数
及び／又は周期を、従って前記ランプの電力消費を調整
することが出来る点である。
本発明の回路に於いては、動作中、アップコンバータの
様なりＣ／ＤＣコンバータ内の半導体スイッチング素子
の周波数及び導通状態の周期を適切に選択することによ
って、入力端子に接続されているキャパシタの直流電圧
を一定にすることが出来る。
ＤＣ／ＡＣコンバータの半導体スイッチング素子の通電
状態の周期及び周波数を適切に選択すると、センサとそ
れに接続されている制御回路とによって、取り出される
キャパシタ電流を、実質上一定にする事が出来る。　（
キャパシタは電源からＤＣ／ＤＣコンバータを介してそ
のエネルギを受は取る。）ランプに直列接続された素子
のインピーダンスを周波数の制御によって変化させるこ
とが出来るので、キャパシタから取り出されるパワーを
、従ってランプの電力消費を、一定に保つ事が出来る。
スイッチング素子、ランプに直列接続されたコイル及び
センサに於る損失も可能な限り小さくすることが出来る
。
本発明の回路に組み込まれたランプの光出力は望ましい
ものである。ランプの経年変化によってランプ電圧の低
下が発生しても、光の出力は一定に保たれる。
本発明は、特に、動作電圧が放電ランプの温度変化によ
って変化する低圧水銀蒸気放電ランプの使用に効果があ
る。その放電管が外側容器に依って囲まれているコンパ
クト蛍光ランプが動作している問、動作電圧は、放電管
の雰囲気に於ける温度が増大すると容易に低下してしま
う。従って、本回路は、その様なコンパクト蛍光ランプ
に組み込むのに非常に適している。本発明の回路によっ
て、広い温度に渡ってランプの電力消費を一定に保つこ
とが可能となる。
本発明の回路によると、型の異なるランプを同一のパワ
ーに設定する事が出来る。
本発明の回路の望ましい実施例に於いては、ＤＣ／ＤＣ
コンバータの半導体スイッチング素子のスイッチング周
波数とＤＣ／ＡＣコンバータのスイッチング素子の周波
数とを互いに等しく又は整数倍の関係にする。
動作中、ＤＣ／ＡＣコンバータの入力端子の間に配設さ
れたキャパシタを流れる電流は、互いに完全に又は部分
的に補償し合う。そのため、キャパシタの負荷が相対的
に低くなり、これによりこの素子の寿命が延びる。
本発明の回路の特別な実施例に於いては、キャパシタの
両端の電圧を、ＤＣ／ＤＣコンバータの半導体スイッチ
ング素子の通電状態の周波数と周期を設定することによ
って、連続的に設定することが可能となり、その結果ラ
ンプの電力消費も調整することが可能となる。ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータに、例えばフライバックコンバータを使用
すると、使用者はキャパシタの両端に既定電圧を与える
ことが出来、その結果ランプの明るさを低下させること
が出来る。しかしながら、キャパシタから取り出される
電流は常に一定に維持される。キャパシタの両端のＯＣ
電圧は、減光されたランプの電力消費量に比例する。Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータのスイッチング素子によってランプ
を減光させることは、ＤＣ／ＡＣコンバータのスイッチ
ング素子とコイルの電力損失を減光時に相対的に低く出
来ると言う効果を生じる。
例に基づいて、第１図を参照し、本発明の詳細な説明す
る。
第１図に於いて、参照番号ｌは管状低圧水銀蒸気放電ラ
ンプを示す。このランプは予備加熱が可能な電極２と３
を有している。このランプは、入力端子４と５を介して
交流（例えば、２２０ｖの交流）電圧源に接続可能な回
路内に配備される。これらの端子は、入力フィルタロを
介して整流ブリッジ７に接続されている。このブリッジ
は、アップコンバータの形態のＤＣ／ＤＣコンバータの
入力端子８と９に接続されている出力端子を有している
。端子８はコイル１０と整流素子（ダイオード）１１か
らなる直列分岐に接続されている。コイル１０と整流素
子１１の接続点は、そのエミッタが端子９に接続されて
いる半導体スイッチング素子１２のコレクタに接続され
ている。この記載に於いては、半導体スイッチング素子
にはトランジスタが用いられている。実際の例に於いて
は、当該素子はＭＯＳ−ＦＥＴである。トランジスタ１
２のベースは駆動回路１３に接続されている。この駆動
回路によりスイッチング素子１２が高周波の導通状態と
非導通状態を採る事が可能となる。駆動回路１３は参照
電圧を有する制御回路１４に接続されていて、これによ
りスイッチング素子１２の導通状態と非導通状態の周期
と周波数が、端子１６と１７の間に配置されたキャパシ
タ１５の両端の直流電圧が一定となる様に決められる。
端子１６と１７はランプｌを内蔵するＤＣ／ＡＣコンバ
ータの入力端子である。端子１６と１７には、キャパシ
タ１８と、（電極２と３に並列に接続されたキャパシタ
１９を有する）ランプｌとランプと直列に接続されてい
る周波数依存インピーダンス２０（例えば、コイル）か
らなる直列分岐が接続されている。第一半導体スイッチ
ング素子２１とセンサ２２も（コンバータ（以下の記載
弁！ｌりによってキャパシタから取り出される電流を測
定するために）、また、ｌ８．１及び２０に直列に接続
されている。キャパシタ１８とランプ１との接続点にも
接続されているキャパシタ２３は、センサ２２（例えば
、低抵抗値の抵抗、ホール素子又はその他のＤＣ電流セ
ンサ）とスイッチング素子２１との接続点にも接続され
ている。キャパシタ１８、　（キャパシタ１９を有する
）ランプ１及びコイル２０を有する回路は、第二の半導
体スイッチング素子２４によってシャントされている。
２個のスイッチング素子２１と２４は、線図的に示され
ている駆動回路２１ａと２４ａによって交互に高周波の
導通状態と非導通状態をとる様になされている。駆動回
路２１ａと２４ａは、　（例えは、トランスを介し、か
つオラ、ンダ国公開特許公報第８　、４００　、９２３
号に記載されているように形成されて）共に結合されて
いる。この結合は図中破線によって線図的に示されてい
る。これら２個の半導体スイッチング素子２１と２４は
フリーホイール・ダイオード２５と２６（これらはＭＯ
Ｓ−ＦＥＴに集積化されている）によってシャントされ
ている。
センサ２２は、センサ２２の両端で測定された電圧（つ
まりコンバータに流れる電流）を回路２８が発生する参
照電圧と比較する制御回路２７に接続されている。
制御回路２７は、２個の駆動回路２１ａと２４ａに接続
されている。これらの駆動回路は、２個の半導体スイッ
チング素子２１と２４のスイッチング周波数のみならず
これらの素子が導通状態にある一周期当りの時間を制御
する。−周期とは、スイッチング素子が一回の導通状態
と一回の非導通状態にある周期（「デユーティサイクル
」）のことを言う。キャパシタ１５に流れる電流、つま
りランプ１の電力消費は、制御回路２７により一定に保
たれる。
コンバータは、コンバータの高周波スイッチングを始動
させる始動回路（図示せず）を有する。
このような回路は前述のオランダ国公開特許公報第８，
４００，９２３号に記載されている。
図示の回路は次のように動作する。端子４と５を電源に
接続した後、キャパシタ１５の両端の一定電圧は半導体
スイッチング素子１２の非導通状態／導通状態の周波数
とデユーティサイクルとを選択することに依って実現さ
れる。素子１０．１１及び１２はいわゆるアップコンバ
ータを構成する。キャパシタ１５の両端の電圧は、端子
８と９の間の電圧のピーク値よりも高い。
始動回路（図示せず）によりＤＣ／ＡＣコンバータが始
動され、スイッチング素子２１と２４は交互に高周波の
導通状態と非導通状態をとる。ランプ１の電力はキャパ
シタ１５から得られる。このキャパシタから取り出され
る電力はセンサ素子２２の手段によって一定に維持され
る。この素子の両端の測定された電圧は制御回路２７に
より２８からの参照電圧と比較される。もし、例えば、
ランプの両端の電圧が低下すると、ランプ電力消費を一
定に保つためにランプ電流は増加しなければならない。
これは半導体スイッチング素子２１と２４のスイッチン
グ周波数を減少させることによって実現される。コイル
２０のインピーダンスが減少しキャパシタ１９のインピ
ーダンスが増大し、これによりランプ電流が増大する。
この結果、ランプ電力消費は一定に保たれる。
実際の実施例に於いて、ＤＣ／ＡＣコンバータの周波数
はほぼ２８にＨｚである。ＤＣ／ＤＣコンバータの周波
数は５６Ｋ）ｌｚである。ＤＣ／ＤＣコンバータをフラ
イバック・コンバータにより形成すると、キャパシタ１
５の直流電圧が調整可能となりスイッチの周波数又はデ
ユーティサイクルを変化させることによってランプｌの
消費量を制御する事（減光効果）が出来る。
フライバック・コンバータのデユーティサイクルを調整
して、キャパシタ１５の両端の電圧をある低い値にする
事によって、ランプの電力消費を制御する事が出来る。
ＤＣ／ＡＣコンバータの周波数は実質上一定であること
が判明した。ＤＣ／ＡＣコンバータの中心分岐（１１９
及び２０）の両端の電圧のみが、キャパシタ１５の両端
の電圧に比例して低くなる。周波数を大きく変更させず
にランプの明るさを低くできる事は効果がある。ラジオ
に対する障害電波の危険性は、周波数を変更させてうン
ブを減光させる回路の場合より少ない。
この実施例に於いて、ランプは３２Ｗの消Ｒ電力を有す
る管状の低圧水銀蒸気放電ランプ（ＴＬ−Ｄｈ。
ｆ、）である。キャパシタ１５の容量は４７７１Ｆ、キ
ャパシタ１９のそれは１ＯｎＦである。キャパシタ１８
と２３の容量は０．５μＦである。コイル１０は約２ｍ
Ｈの値を有し、コイル２０はほぼ３．２ｍＨの値を有す
る。センサ素子２２はＯ０ｌΩの抵抗である。ダイオ−
Ｆ’　ｌ　ｌは１３’／Ｖ　２６Ｃ（フィリップス社製
）である。
半導体スイッチング素子１２．２１及び２４は、ＢＵＺ
　７６　（フィリップス社製）型のＭＯＳ−ＦＥＴであ
る。
２２０Ｖ（ＡＣ）、５０Ｈｚの電圧が端子４と５の間に
印加される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の回路の実施例を線図的に示す。 ｌ・・−管状低圧水銀蒸気放電ランプ、２．３・・・電
極、　　　　　　　４，５，８，９・・・入力端子、６
・・・入力フィルタ、　　　　　　　７・・・整流ブリ
ッジ、１０・・・コイル、　　　　　　　　　　　１１
・・・整流素子、１２・・・半導体スイッチング素子、 １３．２１ａ、２４ａ・・・駆動回路、　　　　１４・
・・制御回路、１５、１８．１９．２３・・・キャパシ
タ、　１６．ＩＴ・・・端子、２０・・・インピーダン
ス、 ２１・・・第一半導体スイッチング素子、２２・・・セ
ンサ、　　２４・・・第二半導体スイッチング素子、２
５．２６・・・フリーホイール・ダイオード２７・・・
制御回路、２８・・・回路、出　願　人　エヌ・ベー・
フィリップス・フルーイランペンファブリケン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）交流電圧源に接続されるように構成されていて、
    整流素子、コイル及び駆動回路に接続されていて高周波
    スイッチされる半導体スイッチング素子が設けられたＤ
    Ｃ／ＤＣコンバータに接続されている整流ブリッジを有
    し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが前記ランプを内蔵して
    いる高周波ＤＣ／ＡＣコンバータの入力端子に接続され
    ていてかつ半導体スイッチング素子を有し、キャパシタ
    が当該入力端子の間に接続されていて、前記コンバータ
    により取り出される電流を測定するセンサが前記入力端
    子の一方と前記ＤＣ／ＡＣコンバータの半導体スイッチ
    ング素子との間に配設されている、ガス放電ランプの点
    灯及び給電回路に於て、前記ランプには周波数依存イン
    ピーダンスが直列に接続されていて、前記ＤＣ／ＤＣコ
    ンバータ内の前記半導体スイッチング素子の前記駆動回
    路が制御回路に接続されかつ前記キャパシタの両端に配
    設され、前記キャパシタの両端の電圧を前記半導体スイ
    ッチング素子の通電状態の周波数と周期を調整すること
    によってある値に設定し、前記センサを前記ＤＣ／ＡＣ
    コンバータの前記半導体スイッチング素子の前記駆動回
    路に接続されている第二制御回路に接続し、前記ＤＣ／
    ＡＣコンバータの前記スイッチング素子の通電状態の周
    波数及び／又は周期を、従って前記ランプの電力消費を
    調整することが出来る事を特徴とする電気回路。
  2. （２）前記ＤＣ／ＤＣコンバータ内の前記半導体スイッ
    チング素子のスイッチング周波数と前記ＤＣ／ＡＣコン
    バータ内のスイッチング素子の周波数が互いに等しいか
    、又は整数倍の関係にある事を特徴とする請求項（１）
    記載の電気回路。
  3. （３）前記キャパシタの両端の電圧を、前記ＤＣ／ＤＣ
    コンバータ内の前記半導体スイッチング素子の周波数と
    導通状態の期間を設定する事によって、連続的に設定す
    る事が可能である事を特徴とする請求項（１）又は（２
    ）記載の電気回路。
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