JPH07506930A - ランプのダイオード動作を保護するガス放電ランプを駆動するための回路 - Google Patents

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】 ランプのダイオード動作を保護するガス放電ランプを駆動するための回路 発明の分野 本発明は、ガス放電ランプ負荷を駆動することに関し、さらに詳しくは、蛍光ラ ンプを駆動することに関するが、それに限定されるものではない。

発明の背景 ガス放電ランプを駆動するために用いられる電子バラスト回路の一部では、整流 器がＡＣ電力をＤＣ電力に変換する。２トランジスタ・インバータは、一般に約 ３０ＫＨｚの極めて高い周波数でＤＣ電力をＡＣ電力に変換する。ＡＣ電力は、 一般に変圧器を介してランプに結合される。フィードバック回路は、変圧器を利 用してトランジスタの開閉を同期させる。ガス放電ランプのアレイを駆動するこ のような一つの回路は、米国特許第５，１２４，６１９号に説明されている。

このような構成は効率的である。しかし、この回路は［相互コンダクタンス（ｃ ｒｏｓｓ　ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ）ｊを受（すやすい。両方のトランジスタが 同時にオンになると、整流器の出力両端に直接短絡が生じる。その結果、部品破 損が生じる。

ランプの破損は、相互コンダクタンスの可能性を生じる。

ガス放電ランプの破損が始まると、このランプはダイオードのように動作する。

その結果、ランプに流れる電流は、「クリッピング」された正弦波形を有する。

クリッピングされた正弦波形は、変圧器の電流に影響を与え、インバータ・トラ ンジスタを制御するフィードバック回路に影響する。保護回路がない場合、相互 コンダクタンスが生じ、インバータ部品が破損することがある。

相互コンダクタンス破損からインバータを保護する回路は、インバータと、フィ ードバック回路と、インバータの出力およびフィードバック回路の入力に結合さ れた帯域通過フィルタとによって構成される。

インバータ回路を保護する方法は、インバータ出力を濾波する段階と、濾波され た出力を用いてインバータを制御する段階とによって構成される。

図面の簡単な説明 第１図は、ガス放電ランプ駆動回路の回路図である。

第２図は、ガス放電ランプ回路用の保護回路の回路図であり、変圧器の一次側は 理想変圧器、パーミアンス・インダクタ（ｐｅｒｍｅａｎｃｅ　１ｎｄｕｃｔｏ ｒ）およびリーカンス・インダクタ（Ｉｅａｋａｎｃｅ　１ｎｄｕｃｔｏｒ）と して示されている。

好適な実施例の説明 第１図ににおいて、回路１００は３つのガス放電ランプ１０２．１０４，１０６ を駆動する。入力端子１０８，１１０は、約３９０ＶのＤＣ電源電圧を受ける。

入力端子１０８．１１０は、インバータ１１２への入力である。

半ブリツジ２トランジスタ・インバータ１１２は、コレクタを介して正入力端子 １０８に接続されたバイポーラＮＰＮ）ランジスタ１１４を有する。（ＮＰＮバ イポーラ接合トランジスタが示されているが、ＰＮＰトランジスタまたはゲート 制御スイッチなど他の種類の半導体デバイスも利用できる。）トランジスタ１１ ４のエミッタは、ノード１１６に接続される。トランジスタ１１８は、バイポー ラＮＰＮトランジスタである。トランジスタ１１８のコレクタは、ノード１１６ に接続され、エミッタは接地入力端子１１０に接続される。

コンデンサ１２０，１２２は、入力端子１０８と１１０との間で直列接続され、 従って、ノード１２４を介してトランジスタ１１４，１１６と並列接続される。

直列共振タンク回路１２６は、ノード１３２を介してノード１１６とノード１２ ４との間で直列接続されたインダクタ１２８およびコンデンサ１３０を有する。

負荷結合変圧器１３４は、鉄心１４０に巻かれた１大巻＃１１３６と２次巻線１ ３８とを有する。変圧器１３４の１次巻線は１３６は、ノード１３２とノード１ ２４との間に接続される。変圧器１３４の２次巻線１３８は、出力端子１４２と １４４との間に接続される。蛍光ランプ１０２゜１０４．１０６は、出力端子１ ４２と１４４との間で直列接続される。

インバータ結合変圧器１４６は、鉄心１５４に巻がれな１次巻線１４８と２次巻 線１５０，１５２とを有する。変圧器１４６の１次巻線１４８およびコンデンサ １３０は、ノード１３２とノード１２４との間で直列接続される。

トランジスタ１１４は、変圧器１４６に結合されたタンク回路によってスイッチ として駆動される。２次巻線１５０は、ノード１５６とトランジスタ１１４のエ ミッタとの間で接続される。トランジスタ１１４は、限流抵抗１５８を介してノ ード１５６に接続されたベースを有する。コンデンサ１６０は、抵抗１５８と並 列接続される。ダイオード１６２は、トランジスタ１１４のエミッタに接続され た陽極と、ノード１５６に接続された陰極とを有する。ダイオード１６４は、ト ランジスタ１１４のエミッタに接続された陽極と、トランジスタ１１４のコレク タに接続された陰極とを有する。

トランジスタ１１６も同様に制御される。２次巻線１５２は、ノード１６６とト ランジスタ１１８のエミッタとの間に接続される。トランジスタ１１８は、限流 抵抗１６８を介してノード１６６に接続されたベースを有する。コンデンサ１７ ０は、抵抗１６８と並列接続される。ダイオード１７２は、トランジスタ１１６ のベースに接続された陽極と、ノード１６６に接続された陰極とを有する。ダイ オード１７４は、トランジスタ１１８のエミッタに接続された陽極と、トランジ スタ１１８のコレクタに接続された陰極とを有する。

回路１００の動作中に、トランジスタ１１４，１１８はスイッチとして機能して 、端子１０８，１１０を介して供給されるＤＣ電圧を正弦波に整形する。コンデ ンサ１２０゜１２２は、交互の半サイクル中に電荷を供給する。従って、ノード １１６とノード１２４との間でＡＣ！圧が得られる。

変圧器１５４は、２次巻線１５０および２次巻線１５２を介して、トランジスタ １１４，１１８のスイッチングを同期させる。インダクタ１２８およびコンデン サ１３０によって形成される直列共振タンク回路１２６は、ランプ１０２．１０ ４，１０６によって与えられる負荷のばらつきから実質的に独立して、はぼその 固有共振周波数で共振する。

フィードバック回路は、インバータ結合変圧器１４６およびコンデンサ１３０に よって形成される。インバータ制御である変圧器１４６は、直列共振タンク回路 １２６の発振によりトランジスタ１１４，１１８の導通状態を制御する。変圧器 １４６の１次巻線１４８における電流が第１方向の場合、２次巻線１５０内で発 生され、トランジスタ１１８のベースに印加される電圧により、トランジスタ１ １８は導通状態になり、第１方向で電流をタンク回路１２６に供給する。逆に、 変圧器の１次巻線１４８における電流が第１方向とは反対の第２方向の場合、２ 次巻線１５０内で発生され、トランジスタ１１４のベースに印加される電圧によ り、トランジスタ１１４は導通状態になり、第２方向で電流をタンク回路１２６ に供給する。

コンデンサ１８０は、ノード１３２とノード１２４との間で、トランジスタ１３ ４と並列接続される。

コンデンサ１８０および変圧器１３４の相互作用について、第２図を参照して説 明する。変圧器１３４は、理想変圧器２０２．リーカンス・インダクタ２０４お よびパーミアンス・インダクタ２０６として示されている。コンデンサ１８０は 、パーミアンス・インダクタ２０６とともに用いられ、ＬＣ（イングクターコン デンサ）並列共振回路の形式で帯域通過フィルタ２０８を形成する。

帯域通過フィルタ２０８を形成するためには、コンデンサ１８０およびパーミア ンス・インダクタ２０６の並列結合のリアクタンスを制御しなければならない。

コンデンサ１８０のキャパシタンスの選択は簡単である。しかし、パーミアンス ・インダクタ２０６のインダクタンスを変更することは簡単ではない。変圧器自 体の物理的な構造を変更しなければならない。

変圧器のインダクタンスの変更は、変圧器の鉄心を変えることによって行われる 。変圧器の１次巻線と２次巻線との間の間隔を変えることにより、変圧器のパー ミアンス・インダクタンスは変化する。

コンデンサ１８０の適切なキャパシタンスを選択し、変圧器１３４のパーミアン ス・インダクタンスを変更することにより、帯域通過フィルタ１３６は特定の動 作周波数に同調される。帯域通過フィルタ１３６は、インバータ１１２の出力と 、インバータ制御である変圧器１４６とに結合される。

ガス放電ランプの破損が開始すると、ランプはダイオードのように動作する。ラ ンプに流れる電流は、「クリッピングコされた正弦波形を示すようになる。フー リエ解析を利用して、この「クリッピング」された波形は、ランプの動作周波数 における１大正弦波形と、他の周波数における無限数の正弦波形との組合せとみ なすことができる。従って、動作周波数以外のすべての周波数をこの波形から濾 波することにより、インバータ１１２を駆動するための制御信号が得られる。

帯域通過フィルタは、ランプの所望の動作周波数の範囲内の周波数のみを、変圧 器１４８およびコンデンサ１３０によって構成されるフィードバック回路に通過 させる用に同調される。従って、ランプのダイオード動作によって生じるインバ ータ電流のひずみは低減される。

説明してきた本発明の特定の実施例は、本発明の原理の１つの適用例である。本 発明の精神および範囲から逸脱せずに、さまざまな変形が当業者に可能である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．ＤＣ電源からガス放電ランプを駆動する回路であって：入力が前記ＤＣ電源 に結合された、２トランジスタ方式のＤＣ／ＡＣインバータ； 前記インバータの出力に結合された１次巻線と、前記ガス放電ランプに結合され た２次巻線とを有する変圧器；バーミアンス・インダクタンスをさらに有する前 記変圧器； 入力および出力を有し、前記インバータ・トランジスタの導通状態を制御する制 御回路； 前記インバータの出力に結合された入力と、前記制御回路の入力に結合された出 力とを有する帯域通過フィルタ；コンデンサおよび前記変圧器の前記バーミアン ス・インダクタンスとによって構成され、前記インバータの動作周波数に同調さ れる前記帯域通過フィルタ；によって構成されることを特徴とする回路。
2. ２．ＤＣ電源から、１つまたはそれ以上のガス放電ランプを動作周波数において ＡＣ電力で駆動する回路であって：入力、出力および制御を有し、前記入力が前 記ＤＣ電源に接続されたインバータ； バーミアンス・インダクタンス、１次巻線および２次巻線を有し、前記１次巻線 が前記インバータの前記出力に結合され、前記２次巻線が前記ガス放電ランプに 結合された変圧器； 入力および出力を有し、前記入力が前記変圧器の前記１次巻線に結合され、前記 出力が前記インバータ制御に結合されたフィードバック回路；および キヤパシタンスおよびインダクタンスを有する帯域通過フィルタであって、前記 インダクタンスが前記変圧器の前記バーミアンス・インダクタンスによって供給 され、前記帯域通過フィルタが前記インバータ出力と前記フィードバック回路入 力とに結合され、前記動作周波数に同調される帯域通過フィルタ； によって構成されることを特徴とする回路。