JPH04351898A - 放電ランプ作動用回路装置 - Google Patents

放電ランプ作動用回路装置

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JPH04351898A
JPH04351898A JP3326539A JP32653991A JPH04351898A JP H04351898 A JPH04351898 A JP H04351898A JP 3326539 A JP3326539 A JP 3326539A JP 32653991 A JP32653991 A JP 32653991A JP H04351898 A JPH04351898 A JP H04351898A
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JP
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circuit
power supply
switching power
voltage
semiconductor switch
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JP3326539A
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Franz Bernitz
フランツ　ベルニツツ
Frank Hansmann
フランク　ハンスマン
Andreas Huber
フーバー アンドレアス
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Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
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    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
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    • H05B41/2885—Static converters especially adapted therefor; Control thereof
    • H05B41/2886—Static converters especially adapted therefor; Control thereof comprising a controllable preconditioner, e.g. a booster
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、所定の限界値に固定さ
れた直流電圧を大きな動作範囲で持つ可変の直流電圧へ
変換するためのスイッチング電源部と、交流電圧を作成
するために必要に応じて設けられるインバータと、その
後に接続された点弧装置とから成り、スイッチング電源
部は１つまたは複数の能動および受動半導体スイッチと
、インダクタンスと、入力端側コンデンサと、能動半導
体スイッチを励振する制御回路とを含む放電ランプ作動
用回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】放電ランプを作動するためのこのような
回路装置の主要構成要素は制御回路を備えたスイッチン
グ電源部であり、このスイッチング電源部はランプへの
電流供給の責務を有する。このようなスイッチング電源
部は近年では容積および重量が僅かなために従来の電磁
式電源部にとって代わりつつある。交流電源で放電ラン
プを作動するためのこのような電流供給ユニットの一例
はヨーロッパ特許出願公開第００５９０５３号公報に記
載されている。このスイッチング電源部はスイッチング
トランジスタのデューティ比を調節するための大規模な
制御回路を有している。
【０００３】最近では高圧放電ランプは例えば自動車の
ヘッドライトまたはビデオ映写機のような領域において
も使用されている。そこでは回路装置の出力調節を必要
とするようなランプの一定の光放射が所望されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、例
えば自動車のバッテリの如く規定の限界値に固定された
直流電圧をスイッチング電源部によって大きな動作範囲
を持つ可変の直流電圧に変換するように、負の規定の抵
抗を持つ放電ランプを作動するための回路装置を構成す
ることを課題とする。
【０００５】その際、回路装置は放電ランプの出力調節
を可能にし、しかも小形ケース内に組込むために出来る
限りコンパクトな構成を有する必要がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、制御回路と、スイッチング電源部の能動
半導体スイッチとインダクタンスとの間の接続点との間
に電圧センサが接続され、この電圧センサは、インダク
タンスに蓄積されたエネルギーが流出し受動半導体スイ
ッチの逆方向回復時間が終了する時点にて正確に能動半
導体スイッチがスイッチングオンされ、それによりスイ
ッチング電源部が“不連続”モードで作動されるように
することを特徴とする。
【０００７】本発明による回路装置の有利な実施態様は
請求項２以下に記載されている。
【０００８】
【作用効果】本発明によれば、特にＲＣ直列接続回路の
形態の電圧センサによって、受動半導体スイッチ（ダイ
オード）の逆方向回復時間が終了する時点にて正確にス
イッチング電源部の能動半導体スイッチ（トランジスタ
）がスイッチングオンされ、それによりスイッチング電
源部が“不連続”モードで作動されるようにすることが
可能になる。
【０００９】インダクタンス内の電流が鋸歯状変化を有
し個々の辺がそれぞれ０ラインまで戻る不連続作動は、
受動半導体スイッチの逆方向回復時間を待つ場合、個々
の回路要素にとって連続作動よりもパワー損失が僅かと
なりかつ負担が小さくなる。例えばヨーロッパ特許出願
公開第００５９０５３号公報の安定器において使用され
ているような連続作動の場合、インダクタンス内の電流
変化曲線は０ラインに戻らない小さな鋸歯状変形を有す
るに過ぎない。このような作動様式は受動半導体スイッ
チの逆方向回復時間が終了するまで能動半導体スイッチ
のスイッチングオンを待つことを許さず、それゆえ部品
が高い負担を負うのを避けられない。
【００１０】スイッチング電源部の制御部は、少なくと
も２つ、有利には３つの直列に接続された閾値スイッチ
が使用され、最後の閾値スイッチの前にはコンデンサが
接続され、そして最初の閾値スイッチには抵抗が並列接
続されるようにすると、非常に簡単に構成される。駆動
は、制御端子を介して制御回路内の最後の閾値スイッチ
の前に供給されて出力の瞬時値に相当する制御電流によ
って行われる。
【００１１】閾値スイッチとして反転形回路の形態に構
成された反転形シュミット・トリガが有利に使用され得
る。これによって回路装置の寸法をさらに縮小し得る。
【００１２】スイッチング電源部の出力端に並列に補助
コンデンサを接続することによって、ランプに与えられ
る電流をより一層平滑することができる。
【００１３】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
【００１４】図１にはバッテリで高圧放電ランプＬを作
動するための回路装置の全体がブロック図で示されてい
る。電圧源ＵＢａｔｔに直接、ランプＬのために必要な
直流電圧を形成するためのスイッチング電源部ＳＮＴが
接続されており、このスイッチング電源部ＳＮＴは制御
回路ＳＴによって調節される。このスイッチング電源部
ＳＮＴには直流電圧に相応する交流電圧を作成するため
のインバータＷＲが接続され、そしてこのインバータＷ
Ｒには必要な点弧パルスを形成するための点弧装置ＺＧ
が接続されている。これによって高圧放電ランプＬが確
実に点弧され得る。高圧放電ランプＬを直流電圧で作動
したい場合には、インバータＷＲは省略し得る。
【００１５】図２は図１の回路装置用の制御回路ＳＴを
備えた本発明によるスイッチング電源部の回路構成の詳
細を示す回路図である。このスイッチング電源部は高設
定調整器（昇圧変換器）として構成され、入力コンデン
サＣ１と、リアクトルＤＲと、スイッチングトランジス
タＴ１と、ダイオードＤ１と、出力コンデンサＣ２とか
ら成る。出力端には高圧放電ランプを備えた他の回路部
品が接続されている。図２においてはこの回路部品は図
面を簡単にするために負荷抵抗ＲＬ　を備えた負荷とし
て示されている。
【００１６】リアクトルＤＲとダイオードＤ１との接続
点Ａ１には、コンデンサＣ３と抵抗Ｒ１とから成るＲＣ
回路を介して、３つの直列に接続された反転形シュミッ
ト・トリガＳ１、Ｓ２、Ｓ３が接続されている。最後の
シュミット・トリガＳ３の出力端はトランジスタＴ２、
Ｔ３と抵抗Ｒ４とから成るトーテムポール増幅器回路を
介してスイッチングトランジスタＴ１のベースに接続さ
れている。トーテムポール増幅器回路はスイッチングト
ランジスタＴ１を良好に駆動するために使われる。
【００１７】第１のシュミット・トリガＳ１の入力端は
直流電流阻止方向のダイオードＤ２を介して内部の供給
直流電圧ＵＶ　の正極に接続され、直流電流導通方向の
ダイオードＤ３を介してアースに接続されている。これ
によってシュミット・トリガＳ１は過電圧に対して保護
される。さらに、シュミット・トリガＳ１は、回路装置
が投入された際に制御回路ＳＴの始動を可能にするため
に、抵抗Ｒ２によって橋絡されている。入力容量Ｃ３と
帰還抵抗Ｒ２とによって決められるスタート周波数はス
イッチング電源部の作動周波数よりも明らかに低い。
【００１８】第２のシュミット・トリガＳ２と第３のシ
ュミット・トリガＳ３との間にはコンデンサＣ４が接続
されている。さらに、第３のシュミット・トリガＳ３の
入力端は抵抗Ｒ３とダイオードＤ４とから成る並列接続
回路を介して内部の供給直流電圧ＵＶ　の正極に接続さ
れている。第３のシュミット・トリガＳ３の入力端には
抵抗Ｒ５およびダイオードＤ５を介して外部の制御部Ｓ
Ｌが接続されている。ランプが一定電力で作動されるよ
うに、この制御部ＳＬによってトランジスタＴ１のパル
ス幅が制御される。同様に外部の停止回路ＡＳがダイオ
ードＤ６および抵抗Ｒ６を介して接続されている。
【００１９】次に制御回路を備えたスイッチング電源部
の機能について説明する。
【００２０】スイッチングトランジスタＴ１が導通する
と、電流はリアクトルＤＲ内でトランジスタＴ１が遮断
されるまで線形的に増大する。トランジスタＴ１が導通
している間ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２内へ
は電流が流れない。トランジスタＴ１が遮断されると、
リアクトルＤＲ内には電圧が誘起され、この誘起電圧が
バッテリ電圧ＵＢａｔｔに加算される。さらに電流が同
一方向にリアクトルＤＲを通って流れ、リアクトルＤＲ
が減磁されるまでコンデンサＣ２を充電する。
【００２１】ダイオードＤ１が導通状態から遮断状態へ
移行するためにはこのダイオードＤ１は或る一定の回復
時間を必要とする。この回復時間は品質に応じて１００
ｎｓの範囲内にあるが、この回復時間の間に同様に遮断
状態のダイオードＤ１が導通する。このことは、リアク
トルＤＲを通る電流が０に低下した後にこの回復時間の
間短時間電流が出力コンデンサＣ２からダイオードＤ１
を通ってトランジスタＴ１の方向へ流れ得ることを意味
している。リアクトルＤＲを通って順方向に流れる電流
が０に低下した後に、今トランジスタＴ１が直ちに再び
スイッチングオンされると、コンデンサＣ２からダイオ
ードＤ１およびトランジスタＴ１を介して流れる大きな
短絡電流が発生し、半導体を破壊するおそれがある。従
って、トランジスタは、ダイオードＤ１の逆方向回復時
間が終了した後に初めて再びスイッチングオンされるよ
うにするのが有利である。
【００２２】リアクトルＤＲとダイオードＤ１との間の
接続点Ａ１に接続されているＲＣ回路によって、今やこ
の時点が決められる。ダイオードＤ１が逆方向へ再び遮
断されると直ちに、接続点Ａ１の電圧は小さな値に向か
って跳躍する。この電圧跳躍はコンデンサＣ３と抵抗Ｒ
１とから成る時限回路によって第１の反転形シュミット
・トリガＳ１の入力端に与えられ、それによって第１の
反転形シュミット・トリガＳ１の入力端は論理０になる
。第１の反転形シュミット・トリガＳ１の出力端はそれ
に基づいて論理１になり、第２のシュミット・トリガＳ
２の入力端を論理１に制御し、それによりその出力端は
論理０へ変化する。この変化はコンデンサＣ４を介して
第３のシュミット・トリガＳ３の入力端に伝達され、そ
の入力端は今や同様に論理０になる。それによって第３
のシュミット・トリガＳ３の出力端は論理１になり、そ
れによりトランジスタＴ１は再び導通状態に変えられる
。
【００２３】トランジスタＴ１のスイッチングオン期間
、従ってリアクトルＤＲの充電時間は第３の反転形シュ
ミット・トリガＳ３の上側ヒステリシス閾値電圧に向か
うコンデンサＣ４の充電時間によって決められる。この
充電時間は外部の制御部ＳＬからダイオードＤ５および
抵抗Ｒ５を介して第３のシュミット・トリガＳ３の入力
端に与えられる適当な制御信号によって短縮され得る。 それにより高圧放電ランプの適切な電力制御を実現する
ことができる。同じようにして外部の停止回路ＡＳから
抵抗Ｒ６およびダイオードＤ６を介して高圧放電ランプ
を停止させるための信号を同様に供給することができる
。
【００２４】抵抗Ｒ３を介して第３のシュミット・トリ
ガＳ３の入力端に与えられる内部の供給直流電圧ＵＶ　
によって、制御回路ＳＴを備えたスイッチング電源部が
制御部ＳＬによる外部の制御信号が無くとも少なくとも
可聴限界の上方で動作することが保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】高圧放電ランプ駆動用回路装置全体を示すブロ
ック回路図。
【図２】図１の回路装置用の制御回路を備えた本発明に
よるスイッチング電源部の回路構成を示す回路図。
【符号の説明】
Ｌ　　ランプ ＳＮＴ　　スイッチング電源部 ＷＲ　　インバータ ＺＧ　　点弧装置 ＳＴ　　制御回路 ＤＲ　　リアクトル Ｔ１　　スイッチングトランジスタ ＡＳ　　停止回路 ＳＬ　　制御部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　所定の限界値に固定された直流電圧を
    大きな動作範囲を持つ可変の直流電圧へ変換するための
    スイッチング電源部（ＳＮＴ）と、交流電圧を形成する
    ために必要に応じて設けられるインバータ（ＷＲ）と、
    その後に接続された点弧装置（ＺＧ）とから成り、スイ
    ッチング電源部（ＳＮＴ）は１つまたは複数の能動およ
    び受動半導体スイッチ（Ｔ１、Ｄ１）と、インダクタン
    ス（ＤＲ）と、入力端側コンデンサ（Ｃ１）と、能動半
    導体スイッチ（Ｔ１）を励振する制御回路（ＳＴ）とを
    含む放電ランプ作動用回路装置において、制御回路（Ｓ
    Ｔ）と、スイッチング電源部（ＳＮＴ）の能動半導体ス
    イッチ（Ｔ１）とインダクタンス（ＤＲ）との間の接続
    点（Ａ１）との間に電圧センサが接続され、この電圧セ
    ンサは、インダクタンス（ＤＲ）に蓄積されたエネルギ
    ーが流出し受動半導体スイッチ（Ｄ１）の逆方向回復時
    間が終了する時点にて正確に前記能動半導体スイッチ（
    Ｔ１）がスイッチングオンされ、それによりスイッチン
    グ電源部（ＳＮＴ）が“不連続”モードで作動されるよ
    うにすることを特徴とする放電ランプ作動用回路装置。
  2. 【請求項２】　　電圧センサは抵抗（Ｒ１）と容量（Ｃ
    ３）との直列接続回路から構成されることを特徴とする
    請求項１記載の回路装置。
  3. 【請求項３】　　制御回路（ＳＴ）は少なくとも２つの
    直列に位置する閾値スイッチから構成され、最後の閾値
    スイッチ（Ｓ３）の前にはコンデンサ（Ｃ４）が接続さ
    れ、最初の閾値スイッチ（Ｓ１）には抵抗（Ｒ２）が並
    列に接続され、コンデンサ（Ｃ４）と最後の閾値スイッ
    チ（Ｓ３）との間には制御端子（ＳＬ）が設けられ、こ
    の制御端子（ＳＬ）を介して出力の瞬時値によって決め
    られた制御電流が前記制御回路内へ供給されることを特
    徴とする請求項１記載の回路装置。
  4. 【請求項４】　　制御回路（ＳＴ）は３つの直列に位置
    する閾値スイッチ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を有することを
    特徴とする請求項３記載の回路装置。
  5. 【請求項５】　　閾値スイッチ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）は
    反転形シュミット・トリガであることを特徴とする請求
    項３記載の回路装置。
  6. 【請求項６】　　閾値スイッチ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）は
    反転形回路の形に構成されることを特徴とする請求項１
    ないし５の１つに記載の回路装置。
  7. 【請求項７】　　スイッチング電源部（ＳＮＴ）の出力
    端に対して並列にコンデンサ（Ｃ２）が接続されること
    を特徴とする請求項１記載の回路装置。
  8. 【請求項８】　　最初の閾値スイッチ（Ｓ１）の入力端
    は直流電流阻止方向のダイオード（Ｄ２）を介して内部
    の供給直流電圧（ＵＶ　）の正極に接続され、かつ直流
    電流導通方向のダイオード（Ｄ３）を介してアースに接
    続されることを特徴とする請求項３記載の回路装置。
  9. 【請求項９】　　最後の閾値スイッチ（Ｓ３）の入力端
    は抵抗（Ｒ３）とダイオード（Ｄ４）との並列接続回路
    を介して内部の供給直流電圧（ＵＶ　）の正極に接続さ
    れることを特徴とする請求項３記載の回路装置。
JP3326539A 1990-11-16 1991-11-13 放電ランプ作動用回路装置 Pending JPH04351898A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4036604.9 1990-11-16
DE4036604A DE4036604A1 (de) 1990-11-16 1990-11-16 Schaltungsanordnung zum betrieb einer entladungslampe

Publications (1)

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JPH04351898A true JPH04351898A (ja) 1992-12-07

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ID=6418420

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JP3326539A Pending JPH04351898A (ja) 1990-11-16 1991-11-13 放電ランプ作動用回路装置

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EP (1) EP0485865A1 (ja)
JP (1) JPH04351898A (ja)
KR (1) KR920010738A (ja)
DE (1) DE4036604A1 (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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DE19507553A1 (de) 1995-03-03 1996-09-05 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Verfahren und Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe
DE19515510A1 (de) * 1995-04-27 1997-02-20 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung zum Impulsbetrieb von Entladungslampen
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KR920010738A (ko) 1992-06-27
DE4036604A1 (de) 1992-05-21
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