JPH05121187A - 回路装置 - Google Patents

回路装置

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JPH05121187A
JPH05121187A JP4109318A JP10931892A JPH05121187A JP H05121187 A JPH05121187 A JP H05121187A JP 4109318 A JP4109318 A JP 4109318A JP 10931892 A JP10931892 A JP 10931892A JP H05121187 A JPH05121187 A JP H05121187A
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JP
Japan
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signal
lamp
circuit
voltage
input current
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JP4109318A
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Anton C Blom
コルネリス ブロム アントン
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
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    • 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
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • 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
    • H05B41/282—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 with semiconductor devices
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • 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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    • H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • 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】 【目的】変化する入力電流Ｉ0(variable input curren
t) のスイッチモード電源を用いて実質的に定電源ＰL
で動作する放電ランプ（Ｌ）用の回路装置の駆動信号を
用いて変化する前記入力電流Ｉ0 を制御するため周期的
にスイッチするスイッチング手段（１０）を備える回路
装置において、電源の変動(fluctuations)の結果による
前記動作ランプの色温度の変動をかなり制限し、同時に
前記制御システムの簡素化を維持する手段を提供するこ
とを目的とする 【構成】駆動回路（Ｖ）で発生する前記駆動信号は、一
方で前記入力電流に、他方で前記ランプ電圧ＶL 及び基
準信号に比例する信号Ｓ１を発生する。前記回路装置は
信号Ｓ１を発生するための手段（IV）を備える。良好な
近似による前記電力ＰL は次の関係式を満足する。 ＰL ＝Ｖb Ｉ0 −Ｋ2 ／ＶL ここで、Ｖb は電源電圧、ＶL はランプ電圧、Ｋ2 は比
例定数を表す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は、変化する入力電流(a variabl
e input current)のスイッチモード電源を用いて実質的
に定電源で動作する放電ランプの回路装置に関するもの
で、この回路装置は駆動回路で発生し前記入力電流及び
基準信号に比例する信号Ｓ１により形成される駆動信号
を用いて前記入力電流を制御するための周期的にスイッ
チするスイッチング手段と、前記信号Ｓ１を発生する手
段とを備えるものである。
【０００２】
【発明の背景】冒頭に記載のような回路装置は米国特許
第4,928,038号により既知である。この既知の回路装置
により非常によい近似で接続されたランプを定電源で動
作することが達成される。このランプにより発光する光
の所望の色温度Ｔc を維持することは重要である。これ
は、前記スイッチモード電源としてダウンコンバータを
有し、前記スイッチング手段を流れるパルス電流を測定
して得られる測定信号を前記スイッチング手段を駆動す
るための駆動信号を発生するための駆動回路におけるフ
ィードバック信号として用いることを既知の回路装置で
達成する。前記回路装置は又例えばランプの調光のた
め、前記ランプを動作する電力で、これを調整する場合
にも適切である。スイッチモード電源の異なる型を用い
る場合に、入力電源も、スイッチング手段のスイッチン
グに依存するであろうが、しかし前記スイッチング手段
を流れる電流に一致する必要はなく、又パルス状である
必要もない。このような場合に前記入力電流の測定及び
前記スイッチング手段を流れる電流の測定の両方共前記
測定信号を得るのに適している。この既知の回路装置の
利点は、比較的簡単な制御システムを実現し、これによ
り前記ランプの動作特性の変化(variations)を記録する
必要はない。しかしながら既知の回路装置の制御の欠点
は、ランプ電源に約３％までの変動(fluctuations)が生
じ、これは実際に前記色温度ＴC における実質的な差と
なることが見出される。
【０００３】
【発明の要約】従って本発明は電源の変動(fluctuation
s)の結果による前記動作ランプの色温度の変動をかなり
限定し、同時に前記制御システムの簡素化を維持する手
段を提供することを目的とする。
【０００４】冒頭に記載のような回路装置がこの目的の
ために前記信号Ｓ１はランプ電圧ＶL に依存して与えら
れる手段を有することを特徴とする。
【０００５】ランプ電圧を生ずる広い測定範囲に渡り１
％以内に正確に前記ランプ電力を安定化することが可能
であることが見出された。例えば、前記定格値より約３
５％高いランプ電圧で0.8 ％の電源変化しか生じなかっ
たことが実験的に確認された。本発明による作用の重要
な面は、前記ランプ電流の値を変えることにより前記回
路配置における損失が補償されることである。これは数
学的に次のように説明される。米国特許第4,928,038 号
は時間で平均化された入力電力Ｐin、パルス状入力電流
I0と、電源電圧Ｖb との間の関係を開示している。即
ち、 Ｐin＝Ｖb ・Ｉ0 （１） 前記ランプ電力ＰL は前記回路装置の効率ηに依存する
ことが一般に知られており、その関係は数学的に次のよ
うに表される。 ＰL ＝ηＰin （２） 前記電力の差Ｐin−ＰL ＝Ｐdis は前記回路装置内で損
失すると仮定すると、この関係は次のように表すことが
出来る。 Ｐdis ＝Ｋ1 ＩL （３） ここでＩL はランプ電流、Ｋ1 は前記損失を生ずるイン
ピーダンスによる電圧差である。前記ランプ電力ＰL ＝
ＶL ＩL の所望の一定値から出発して、上式（３）は次
のように書き代えることが出来る。 Ｐdis ＝Ｋ2 ／ＶL （３ａ） 前記ランプ電力の関係は上式（１）及び（３）の結合に
より次式が得られる。 ＰL ＝Ｖb Ｉ0 −Ｋ2 ／ＶL （４） 前記周期的なスイッチング手段の駆動は、１／ＶL に比
例する信号部分の前記信号Ｓ１に対する付加により前記
回路装置に生ずる損失で補償される。
【０００６】前記回路装置内の損失は、前記ランプ電流
ＩL の値に依存することは上記記載から導き出すことが
できるが、前記制御のためのランプ電圧ＶL を使用する
ことが好ましい。ランプ電圧ＶL の測定は実質的に損失
なしに行うことが出来る。対照的に、ランプ電流ＩL に
比例する信号の発生は、実際には簡潔さ、信頼性及び対
価の理由により前記ランプ電流ＩL により横切られる回
路部分に測定用抵抗器を使用するための選択となる。従
って、さらに損失となりこれは望ましくない。
【０００７】本発明による回路装置は既知の回路装置に
比較して拡張された測定信号、即ち拡張された駆動回路
を備えることは事実である。しかしながら、前記拡張の
特性は２個の信号電圧の簡潔な総和(summation) が十分
であり得ることを意味する。これは一般に知られた入手
可能な電子部品を用いる非常に低いコストで簡単な方法
で実現することが出来る。前記駆動回路の本質は変わら
ないままであり、簡素な制御システムの利点は損なわれ
ない。
【０００８】簡潔な制御システムの保護は関係式（４）
の綿密な検討からもさらに明らかとなり、ここで発明者
は前記信号ＳＩの項ＶL ／Ｋ2 が前記項Ｖb Ｉo に対応
する前記信号Ｓ１の部分の小さな修正を表すことを見出
した。これは前記関係式（４）を次式 ＰL ＝Ｖb Ｉ0 ＋ＶL ／Ｋ3 −Ｃ （５） で置き換えることを可能にする。ここでＫ3 及びＣは一
定である。前記信号Ｓ１を発生する手段は非常に簡単
に、見出された前記関係式（５）に基づいて、Ｉ0 及び
ＶL を表す信号電圧の総和(summation) のための電気回
路から構成され、ここで抵抗器は一定量Ｖb、Ｋ3 及び
Ｃを表すための所望の調整を達成するために作用する。
【０００９】前記実際の値は前記信号Ｓ１の発生にＶb
としても用いられる他の改良点を達成することが出来
る。このようにしてＶb の値の妨害も修正され又前記ラ
ンプにより消費される電力は実質的にこのような妨害に
対し全く反応を示さないことを達成する。実用的な目的
のために、Ｖb ・Ｉ0 の積は総和Ｖb ＋Ｉ0 により十分
に表すことが出来る。信号電圧の総和の簡潔なキャラク
ターは前記信号Ｓ１を発生するための回路装置の構成の
ために維持される。
【００１０】本発明による回路装置は特にメタルハライ
ドランプを動作するのに適切である。実際にメタルハラ
イドランプは実際のランプ電圧に広範な変化を有するこ
とが見出されている。このように実際のランプ電圧は、
定格ランプ電圧が８５Ｖの場合に７５Ｖと１１５Ｖとの
間で変化するのが通常である。
【００１１】
【実施例】本発明による回路装置の実施例を図面を参照
し詳細に説明する。図１は接続されたランプと共に本発
明による回路装置の図を示し、図２は信号Ｓ１を発生す
るための手段の詳細図を示す。
【００１２】図１において参照番号１は２２０Ｖ、５０
Ｈｚの交流電源（ＡＣ電源）のような電源に接続する接
続端子を示す。前記回路装置は順に整流回路Ａ、アップ
コンバータＩ、ダウンコンバータII及び整流子ネットワ
ークIII (a commutator netwrok)の順に構成される。前
記ダウンコンバータはスイッチモード電源の機能を達成
する。ランプＬは前記整流子ネットワークIII のランプ
接続端子２と３との間に接続される。前記ランプは動作
中に電気的変化の影響を受けないように前記整流子ネッ
トワーク内に組み込まれる。前記整流回路Ａは又電源か
らの電流の不所望な歪みを防止するために既知のフィル
ター回路で構成される。前記整流回路Ａにより形成され
る直流電流（ＤＣ電流）は３８５Ｖの直流電圧（DC Vol
tage) に前記アップコンバータ１で変圧され、前記ダウ
ンコンバータIIの電源電圧Ｖb として作用する。前記ダ
ウンコンバータIIは電流電源として働き、前記電源から
のパルス状電流を得ることにより接続されたランプを有
する整流子ネットワークを動作し、この目的のために例
えばＭＯＳＦＥＴのような周期的なスイッチング手段１
０で構成される。前記スイッチング手段１０は駆動回路
Ｖで発生する駆動信号により駆動され、パルス入力電流
及び基準信号に比例する信号Ｓ１により形成される。信
号Ｓ１は又ランプ電圧ＶL に依存する。以下前記回路装
置は前記信号Ｓ１を発生するための信号手段として参照
すべき手段IVからなる。
【００１３】前記電源電圧Ｖb はＢで測定され、信号手
段IVに対し導通する。同様にして前記ランプ電圧ＶL は
Ｃ点で測定され、信号手段IVにより導通される。測定用
抵抗器ＲはダウンコンバータIIに組み込まれ、この抵抗
器にパルス状電流Ｉ0 が流れる。これはＤ点で測定され
る前記測定用抵抗器Ｒに印加される電圧差を生じ、信号
手段IVを導通する。
【００１４】図２に前記信号手段IVを詳細に示す。前記
信号手段IVは電圧Ｖref として入力４ａに示す基準信号
と信号Ｓ１との比較のための演算増幅器４から構成され
る。Ｂ、ＣおよびＤでの信号電圧の総和により得られる
前記信号Ｓ１は入力４に示す。所望の調整は前記総和の
ために必要な相互比を表すために抵抗器５、６及び７を
用いて行われる。信号Ｓ１と前記基準信号との間の差は
コンデンサ８を用いて結合され、前記演算増幅器の出力
４ｃを介して駆動回路Ｖに接続される。
【００１５】上記実施例の実際の実現には、前記回路を
２２０Ｖ、５０Ｈｚの交流電源で動作させる。前記アッ
プコンバータＩは前記供給電源電圧Ｖb として作用する
３８５Ｖの直流電圧を供給する。７５Ｗの電力定格を有
するメタルハライドランプを前記回路装置で動作する。
前記定格電圧は８５Ｖである。前記ダウンコンバータは
0.88Ａの定格値を有するのこぎり歯電流を供給する。パ
ルス状の入力電流はMOSFET10を流れると共に0.195Ａの
時間平均値で測定用抵抗器Ｒを流れる。前記電気加算回
路の抵抗器５、６及び７は各々12Mohm、4.7Mohm 及び8.
25kohmの値を有する。前記測定用抵抗器Ｒは2.75ohm の
値を有する。一連の測定は実際のランプ電圧と前記ラン
プにより消費されるのに付随する電力とを測定した。第
一の測定では、前記回路装置を従来既知の信号Ｓ１で動
作し、従ってランプ電圧ＶL に依存しない。第二の測定
では、前記回路装置は本発明により動作され、前記ラン
プ電流ＩL における変化に応じて前記回路装置内での損
失の変化のための補償がされる。これらの測定の結果を
以下の表Ｉに示す。この表において第１欄は前記第一の
測定結果を、第２欄は前記第二の測定結果を示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】前記電源電圧Ｖb の妨害の影響を第三の測
定により調査した。この結果を表２に示す。
【００１８】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は接続されたランプと共に本発明による
回路装置の図を示す。
【図２】 図２は信号Ｓ１を発生するための手段の詳細
図を示す。
【符号の説明】 １：接続端子、 ２、３：ランプ接続端子、 ４：演算増幅器、 ４ａ：入力、 ５、６、７：抵抗器、 １０：スイッチング手段、 Ｉ：アップコンバータ 、II：ダウンコンバータ、 III:整流子ネットワーク、IV：信号手段、 Ｖ：駆動回路、 Ａ：整流回路、

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 変化する入力電流のスイッチモード電源
    を用いて実質的に定電源で動作する放電ランプ用の回路
    装置の駆動回路で発生し前記入力電流及び基準信号に比
    例する信号Ｓ１により形成される駆動信号を用いて前記
    入力電流を制御するための周期的にスイッチするスイッ
    チング手段と、前記信号Ｓ１を発生する手段とを備える
    回路装置において、前記信号Ｓ１はランプ電圧ＶL に依
    存して与えられる手段を有することを特徴とする回路装
    置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の回路装置において、前
    記信号Ｓ１を発生する手段は入力電流と電源電圧とをそ
    れぞれ表す信号電圧の総和(summation) のための電気回
    路を備えることを特徴とする回路装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の回路装
    置において、前記電気回路は電源電圧を表す信号電圧の
    総和に作用することを特徴とする回路装置。
JP4109318A 1991-04-04 1992-04-01 回路装置 Pending JPH05121187A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP91200780 1991-04-04
NL91200780.4 1991-04-04

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JPH05121187A true JPH05121187A (ja) 1993-05-18

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ID=8207590

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EP (1) EP0507399B1 (ja)
JP (1) JPH05121187A (ja)
KR (1) KR100239098B1 (ja)
AT (1) ATE174465T1 (ja)
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