JPH089655A - 低圧蛍光ランプのためのスイッチング制御回路と制御装置 - Google Patents
低圧蛍光ランプのためのスイッチング制御回路と制御装置Info
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- JPH089655A JPH089655A JP7172849A JP17284995A JPH089655A JP H089655 A JPH089655 A JP H089655A JP 7172849 A JP7172849 A JP 7172849A JP 17284995 A JP17284995 A JP 17284995A JP H089655 A JPH089655 A JP H089655A
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- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 高電圧とグランドとの間に直列接続されたパ
ワートランジスタとスイッチング制御回路とをベースと
する２つの独立した回路を有する、蛍光ランプのための
制御装置であって、パワートランジスタＴa は、その２
つの電極間に逆方向に接続されたダイオードＤa を有
し、スイッチング制御回路は、ダイオードの両端間の電
圧が電圧基準値よりも高いことを検出するための回路
３、４と、トランジスタ内を流れる電流の積分値が、蛍
光ランプの電力に相当する電流基準値よりも大きいこと
を検出するための回路５a 、６、７を備えている。
ワートランジスタとスイッチング制御回路とをベースと
する２つの独立した回路を有する、蛍光ランプのための
制御装置であって、パワートランジスタＴa は、その２
つの電極間に逆方向に接続されたダイオードＤa を有
し、スイッチング制御回路は、ダイオードの両端間の電
圧が電圧基準値よりも高いことを検出するための回路
３、４と、トランジスタ内を流れる電流の積分値が、蛍
光ランプの電力に相当する電流基準値よりも大きいこと
を検出するための回路５a 、６、７を備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低圧蛍光ランプのため
の制御装置に関するものである。これらの蛍光ランプは
低圧の気体（ネオン、アルゴン）を内包している。この
ような蛍光ランプの電気的挙動は、ツェナー（アバラン
シ）ダイオードの電気的挙動に類似しており、ブレイク
ダウン後に気体中での抵抗値が非常に低いマイナスとな
る。高速で移動するイオンは、気体の原子を励起状態と
し、この励起状態で原子は光線を発する。
の制御装置に関するものである。これらの蛍光ランプは
低圧の気体（ネオン、アルゴン）を内包している。この
ような蛍光ランプの電気的挙動は、ツェナー（アバラン
シ）ダイオードの電気的挙動に類似しており、ブレイク
ダウン後に気体中での抵抗値が非常に低いマイナスとな
る。高速で移動するイオンは、気体の原子を励起状態と
し、この励起状態で原子は光線を発する。
【０００２】
【従来の技術】蛍光ランプのための制御装置が必要とさ
れており、そのような制御装置は電流源を有する。しか
しながら、イオンの移動を防ぐためには、蛍光ランプの
２つの電極間に印加される放電電流は、１つの方向へ、
そして反対方向へと交互に通過しなければならない。放
電制御装置として従来インダクタが使用されていたが、
電子工学の発達によって、一般に、直流高電圧を給電さ
れるパワートランジスタをベースとした２つの電子スイ
ッチと、これらのトランジスタベースの制御装置を制御
するための変流器とを備えた制御装置が使用されるよう
になった。インダクタとコンデンサを有する共振回路
は、蛍光ランプにＡＣ電流を印加する。従来の技術によ
れば、変流器は、その磁心の飽和によって蛍光ランプ内
の電流を制限し、制御装置のスイッチの切り換えを行う
飽和変流器である。電子スイッチは、一般に、スイッチ
ング用パワーバイポーラトランジスタと、オルタネーシ
ョン(Alternation) 中に電流を通過させるための並列に
逆方向に接続されたダイオードと、およびダイオードや
コンデンサのような各種の保護要素とを有する。
れており、そのような制御装置は電流源を有する。しか
しながら、イオンの移動を防ぐためには、蛍光ランプの
２つの電極間に印加される放電電流は、１つの方向へ、
そして反対方向へと交互に通過しなければならない。放
電制御装置として従来インダクタが使用されていたが、
電子工学の発達によって、一般に、直流高電圧を給電さ
れるパワートランジスタをベースとした２つの電子スイ
ッチと、これらのトランジスタベースの制御装置を制御
するための変流器とを備えた制御装置が使用されるよう
になった。インダクタとコンデンサを有する共振回路
は、蛍光ランプにＡＣ電流を印加する。従来の技術によ
れば、変流器は、その磁心の飽和によって蛍光ランプ内
の電流を制限し、制御装置のスイッチの切り換えを行う
飽和変流器である。電子スイッチは、一般に、スイッチ
ング用パワーバイポーラトランジスタと、オルタネーシ
ョン(Alternation) 中に電流を通過させるための並列に
逆方向に接続されたダイオードと、およびダイオードや
コンデンサのような各種の保護要素とを有する。
【０００３】これらの変流器装置は、多くの部品を必要
とし、集積度がわずかしか許されないために、非常に大
きくなる上にコストが高い。さらに、バイポーラトラン
ジスタの記憶時間は、大きくバラツク特性であり、例え
ば２〜７μｓに及ぶ。このバラツキは、半波電流の間に
変流器が飽和するまでの時間と比較して無視できるもの
ではない。これは約10μｓのオルタネーション時間に対
して約３μｓである。従って、オルタネーションにおい
て変流器の飽和後にバイポーラトランジスタがオフとな
るまでの時間が、５〜10μｓの範囲でバラツキを生じ
る。これは非常に問題が多い。実際上、各トランジスタ
の蓄積時間は、製造後に測定されて、狭い範囲の値に対
応するグループに分類され、抵抗を使用してこの値の範
囲に適合するように、制御装置内で使用されるようにな
っている。これには不利な点が多く、コストも非常に高
い。
とし、集積度がわずかしか許されないために、非常に大
きくなる上にコストが高い。さらに、バイポーラトラン
ジスタの記憶時間は、大きくバラツク特性であり、例え
ば２〜７μｓに及ぶ。このバラツキは、半波電流の間に
変流器が飽和するまでの時間と比較して無視できるもの
ではない。これは約10μｓのオルタネーション時間に対
して約３μｓである。従って、オルタネーションにおい
て変流器の飽和後にバイポーラトランジスタがオフとな
るまでの時間が、５〜10μｓの範囲でバラツキを生じ
る。これは非常に問題が多い。実際上、各トランジスタ
の蓄積時間は、製造後に測定されて、狭い範囲の値に対
応するグループに分類され、抵抗を使用してこの値の範
囲に適合するように、制御装置内で使用されるようにな
っている。これには不利な点が多く、コストも非常に高
い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、変流器を除
去することを目的とする。本発明によれば、スイッチ内
で電流の測定を用いてこれらのスイッチを交互に制御す
る。本発明のもう１つの目的は、モノリシックに集積可
能な単純な制御装置、つまりスイッチと制御回路が同一
のチップ上に集積される制御装置を提案することにあ
る。
去することを目的とする。本発明によれば、スイッチ内
で電流の測定を用いてこれらのスイッチを交互に制御す
る。本発明のもう１つの目的は、モノリシックに集積可
能な単純な制御装置、つまりスイッチと制御回路が同一
のチップ上に集積される制御装置を提案することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記のように、本発明
は、低圧蛍光ランプのためのスイッチング制御回路に関
するものである。本発明によれば、パワートランジスタ
と当該パワートランジスタの２つの電極の間に逆方向に
接続されたダイオードとのためのスイッチング制御回路
であって、上記ダイオードと上記トランジスタの両端で
の電圧を検出して、当該検出電圧が電圧基準値よりも低
い場合に上記トランジスタをオン状態にする電圧検出回
路と、上記トランジスタに流れ込む電流を測定してこの
電流の積分値が電流基準値よりも大きい場合に上記トラ
ンジスタをオフ状態にする電流測定回路とが具備されて
いる。
は、低圧蛍光ランプのためのスイッチング制御回路に関
するものである。本発明によれば、パワートランジスタ
と当該パワートランジスタの２つの電極の間に逆方向に
接続されたダイオードとのためのスイッチング制御回路
であって、上記ダイオードと上記トランジスタの両端で
の電圧を検出して、当該検出電圧が電圧基準値よりも低
い場合に上記トランジスタをオン状態にする電圧検出回
路と、上記トランジスタに流れ込む電流を測定してこの
電流の積分値が電流基準値よりも大きい場合に上記トラ
ンジスタをオフ状態にする電流測定回路とが具備されて
いる。
【０００６】本発明はさらに低圧蛍光ランプのための制
御装置に関するものである。この低圧蛍光ランプ用制御
装置は、高電圧とグランドとの間に直列接続された、本
発明によるパワートランジスタのスイッチング制御回路
を２つ備えている。インダクタ、低圧蛍光ランプおよび
コンデンサは、２つのスイッチング回路の中点とグラン
ドとの間に直列接続されている。始動コンデンサ（Ｃ
ｐ）は、この蛍光ランプに並列に接続されている。以
下、添付した図を参照しながら本発明の非限定的な実施
例を説明することによって、本発明のその他の特徴およ
び利点が明らかとなろう。
御装置に関するものである。この低圧蛍光ランプ用制御
装置は、高電圧とグランドとの間に直列接続された、本
発明によるパワートランジスタのスイッチング制御回路
を２つ備えている。インダクタ、低圧蛍光ランプおよび
コンデンサは、２つのスイッチング回路の中点とグラン
ドとの間に直列接続されている。始動コンデンサ（Ｃ
ｐ）は、この蛍光ランプに並列に接続されている。以
下、添付した図を参照しながら本発明の非限定的な実施
例を説明することによって、本発明のその他の特徴およ
び利点が明らかとなろう。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の制御装置を示す。この装置は
主に、高電圧とグランドとの間に直列接続された２つの
回路ＣomaとＣomb 備えている。この例では、高電圧
は、約300 Ｖの高直流電源電圧を維持する整流器と平滑
用コンデンサＣｏとを備えた電源段Ｅによって与えられ
る。
主に、高電圧とグランドとの間に直列接続された２つの
回路ＣomaとＣomb 備えている。この例では、高電圧
は、約300 Ｖの高直流電源電圧を維持する整流器と平滑
用コンデンサＣｏとを備えた電源段Ｅによって与えられ
る。
【０００８】回路Ｃoma とＣomb は、図２を参照して、
後で詳細な説明を行う。回路Ｃoma は、３つの外部端子
Ｂ１a 、Ｂ２a 、Ｂ３a を有し、回路Ｃomb は、Ｂ１b
、Ｂ２b 、Ｂ３b を有する。端子Ｂ１a とＢ２a （お
よびＢ１b とＢ２b はそれぞれ）回路の接続端子であ
る。端子Ｂ３a （およびＢ３b はそれぞれ）回路の論理
電源のための反結合端子である。端子Ｂ３a とＢ３b
は、回路の基準点、つまりＢ２a とＢ２b にそれぞれ接
続された反結合コンデンサＣa とＣb にそれぞれ接続さ
れている。これらのコンデンサの役目は、回路Ｃoma と
Ｃomb の接続端子Ｂ１a とＢ２a の間、およびＢ１b と
Ｂ２b の間の電圧がゼロの時に、回路Ｃoma とＣomb の
内部論理電圧のレベルを維持するというものである。
後で詳細な説明を行う。回路Ｃoma は、３つの外部端子
Ｂ１a 、Ｂ２a 、Ｂ３a を有し、回路Ｃomb は、Ｂ１b
、Ｂ２b 、Ｂ３b を有する。端子Ｂ１a とＢ２a （お
よびＢ１b とＢ２b はそれぞれ）回路の接続端子であ
る。端子Ｂ３a （およびＢ３b はそれぞれ）回路の論理
電源のための反結合端子である。端子Ｂ３a とＢ３b
は、回路の基準点、つまりＢ２a とＢ２b にそれぞれ接
続された反結合コンデンサＣa とＣb にそれぞれ接続さ
れている。これらのコンデンサの役目は、回路Ｃoma と
Ｃomb の接続端子Ｂ１a とＢ２a の間、およびＢ１b と
Ｂ２b の間の電圧がゼロの時に、回路Ｃoma とＣomb の
内部論理電圧のレベルを維持するというものである。
【０００９】回路Ｃoma およびＣomb はそれぞれ、主
に、２つの接続端子Ｂ１a とＢ２a の間、およびＢ１b
とＢ２b の間に、パワートランジスタＴa およびＴb
と、そのスイッチング制御回路（それぞれＣＣa および
ＣＣb ）を備えている。スイッチング制御回路は、その
付属するパワートランジスタのゲートｇa およびｇb を
制御する。ダイオードＤa およびＤb は、トランジスタ
Ｔa およびＴb に並列に逆方向に配置されている。２つ
の回路Ｃoma とＣomb の中点ＭはインダクタＬの一端に
接続され、このインダクタの他端は、低圧蛍光ランプＦ
の第１の電極ｅ１に接続されている。蛍光ランプのもう
一方の電極ｅ２は、グランドに他端が接続されたコンデ
ンサＣｓの一端にに接続されている。従って、インダク
タＬ、蛍光ランプＦおよびコンデンサＣｓは、中点Ｍと
グランドとの間に直列に接続されて発振回路を構成して
いる。最後に、始動コンデンサＣｐは蛍光ランプに対し
て並列に接続されている。
に、２つの接続端子Ｂ１a とＢ２a の間、およびＢ１b
とＢ２b の間に、パワートランジスタＴa およびＴb
と、そのスイッチング制御回路（それぞれＣＣa および
ＣＣb ）を備えている。スイッチング制御回路は、その
付属するパワートランジスタのゲートｇa およびｇb を
制御する。ダイオードＤa およびＤb は、トランジスタ
Ｔa およびＴb に並列に逆方向に配置されている。２つ
の回路Ｃoma とＣomb の中点ＭはインダクタＬの一端に
接続され、このインダクタの他端は、低圧蛍光ランプＦ
の第１の電極ｅ１に接続されている。蛍光ランプのもう
一方の電極ｅ２は、グランドに他端が接続されたコンデ
ンサＣｓの一端にに接続されている。従って、インダク
タＬ、蛍光ランプＦおよびコンデンサＣｓは、中点Ｍと
グランドとの間に直列に接続されて発振回路を構成して
いる。最後に、始動コンデンサＣｐは蛍光ランプに対し
て並列に接続されている。
【００１０】次に、装置の全体的動作の原理を説明す
る。蛍光ランプＦに流れ込む電流は、まず一方方向に流
れて、次いでもう一方の方向に流れる。この電流は、例
えば、第１の期間オドで、閉状態にある回路Ｃoma のオ
ン状態のパワートランジスタＴa を通って流れる。回路
Ｃoma の端子Ｂ１a とＢ２a との間の電圧はゼロであっ
て、高電圧は全てもう一方の回路Ｃomb の端子間にかか
る。スイッチング制御回路は、トランジスタ内を十分量
の電流が流れていることを検出すると、回路Ｃoma の開
状態にして、そのパワートランジスタＴa をオフにす
る。つまり、この場合、蛍光ランプ内の電流が、並列で
逆方向に接続されたダイオードＤb を通ってもう一方の
回路Ｃomb に流れる。このダイオードの両端における電
圧は、回路の基準点Ｂ２b に関して負となる。制御回路
ＣＣb がダイオードの両端におけるこの電圧降下を検出
して、付属するパワートランジスタＴb のオン状態を活
性化する。つまり、外部共振回路が、電流の方向を変化
させて、電流が今度はオン状態のスイッチを通過するよ
うになり、この動作が繰り返される。
る。蛍光ランプＦに流れ込む電流は、まず一方方向に流
れて、次いでもう一方の方向に流れる。この電流は、例
えば、第１の期間オドで、閉状態にある回路Ｃoma のオ
ン状態のパワートランジスタＴa を通って流れる。回路
Ｃoma の端子Ｂ１a とＢ２a との間の電圧はゼロであっ
て、高電圧は全てもう一方の回路Ｃomb の端子間にかか
る。スイッチング制御回路は、トランジスタ内を十分量
の電流が流れていることを検出すると、回路Ｃoma の開
状態にして、そのパワートランジスタＴa をオフにす
る。つまり、この場合、蛍光ランプ内の電流が、並列で
逆方向に接続されたダイオードＤb を通ってもう一方の
回路Ｃomb に流れる。このダイオードの両端における電
圧は、回路の基準点Ｂ２b に関して負となる。制御回路
ＣＣb がダイオードの両端におけるこの電圧降下を検出
して、付属するパワートランジスタＴb のオン状態を活
性化する。つまり、外部共振回路が、電流の方向を変化
させて、電流が今度はオン状態のスイッチを通過するよ
うになり、この動作が繰り返される。
【００１１】その場合、２つの回路Ｃoma とＣomb は、
互いに独立して動作して、それぞれがその両端における
電圧降下を検出してオフ状態となり、その端子間に十分
量の電流が流れていることを確認して開状態となる。電
力の基準は、制御する蛍光ランプの公称電力に対応す
る。従って、電流の基準値は蛍光ランプの公称電力に対
応するように設定され、電流検出動作は、オルタネーシ
ョン時にトランジスタ内に流れ込む電流に対応する面積
を測定し、基準となる電流値と比較するというものであ
る。
互いに独立して動作して、それぞれがその両端における
電圧降下を検出してオフ状態となり、その端子間に十分
量の電流が流れていることを確認して開状態となる。電
力の基準は、制御する蛍光ランプの公称電力に対応す
る。従って、電流の基準値は蛍光ランプの公称電力に対
応するように設定され、電流検出動作は、オルタネーシ
ョン時にトランジスタ内に流れ込む電流に対応する面積
を測定し、基準となる電流値と比較するというものであ
る。
【００１２】蛍光ランプをオンするための素子として、
蛍光ランプを短絡させる始動コンデンサＣｐが通常使用
されることを思い出されたい。始動コンデンサにおける
過電圧は、蛍光ランプ内で放電開始させ、従って電流の
全量が蛍光ランプ内を流れる。つまり、その場合、始動
コンデンサが短絡され、その結果、共振回路は蛍光ラン
プに直列接続されたコンデンサとインダクタのみを有す
る。図２は、本発明のスイッチング制御回路ＣＣa とパ
ワートランジスタＴa とを備えた回路Ｃoma を示す詳細
図である。このＣoma は３つの外部接続端子、つまり２
つの接続端子Ｂ１a とＢ２a および論理電源Ｖ１の第３
の反結合端子Ｂ３aを有する。
蛍光ランプを短絡させる始動コンデンサＣｐが通常使用
されることを思い出されたい。始動コンデンサにおける
過電圧は、蛍光ランプ内で放電開始させ、従って電流の
全量が蛍光ランプ内を流れる。つまり、その場合、始動
コンデンサが短絡され、その結果、共振回路は蛍光ラン
プに直列接続されたコンデンサとインダクタのみを有す
る。図２は、本発明のスイッチング制御回路ＣＣa とパ
ワートランジスタＴa とを備えた回路Ｃoma を示す詳細
図である。このＣoma は３つの外部接続端子、つまり２
つの接続端子Ｂ１a とＢ２a および論理電源Ｖ１の第３
の反結合端子Ｂ３aを有する。
【００１３】端子Ｂ１a とＢ２a との間には、パワート
ランジスタＴa が接続されており、そのパワートランジ
スタＴa に並列で逆方向にダイオードＤa が接続されて
いる。つまり、このトランジスタのドレインとダイオー
ドのカソードが端子Ｂ１a に接続されて、このトランジ
スタのソースとダイオードのアノードは端子Ｂ２a に接
続されている。スイッチング制御回路は、ダイオードと
トランジスタの両端間の電圧が電圧基準値Ｖｒｅｆより
も高いか、または低いかを検出するための回路と、トラ
ンジスタに流れ込む電流を測定して、電流に関連する面
積（実効値）が電流基準値Ｉｒｅｆよりも大きいかまた
は小さいかを決定するための回路とを備えている。
ランジスタＴa が接続されており、そのパワートランジ
スタＴa に並列で逆方向にダイオードＤa が接続されて
いる。つまり、このトランジスタのドレインとダイオー
ドのカソードが端子Ｂ１a に接続されて、このトランジ
スタのソースとダイオードのアノードは端子Ｂ２a に接
続されている。スイッチング制御回路は、ダイオードと
トランジスタの両端間の電圧が電圧基準値Ｖｒｅｆより
も高いか、または低いかを検出するための回路と、トラ
ンジスタに流れ込む電流を測定して、電流に関連する面
積（実効値）が電流基準値Ｉｒｅｆよりも大きいかまた
は小さいかを決定するための回路とを備えている。
【００１４】電圧検出回路は、抵抗分圧器３を備え、こ
の抵抗分圧器は、第１の端子Ｂ１aと第２の端子Ｂ２a
との間に直列接続された２つの抵抗素子（Ｒ１、Ｒ２）
を有する。抵抗素子は、例えば、拡散抵抗でも、飽和状
態にあるトランジスタでもよい。この抵抗分圧器は特
に、２つの端子間の電圧動作範囲（この値は、例では50
0 Ｖに達する場合がある）を減少させて、例えば論理回
路に許容可能な（例えば15ボルトの範囲）の論理レベル
と落とすように構成されている。
の抵抗分圧器は、第１の端子Ｂ１aと第２の端子Ｂ２a
との間に直列接続された２つの抵抗素子（Ｒ１、Ｒ２）
を有する。抵抗素子は、例えば、拡散抵抗でも、飽和状
態にあるトランジスタでもよい。この抵抗分圧器は特
に、２つの端子間の電圧動作範囲（この値は、例では50
0 Ｖに達する場合がある）を減少させて、例えば論理回
路に許容可能な（例えば15ボルトの範囲）の論理レベル
と落とすように構成されている。
【００１５】２つの抵抗素子間の中点Ｐは、電圧比較器
４の一方の入力に接続されており、この比較器４は、も
う一方の入力に基準電圧Ｖｒｅｆを受ける。この例で
は、実質的にゼロ電圧の検出を試みるものである。つま
り、電圧基準値は０Ｖに近い電圧である。電圧比較器
は、その出力において、電圧が電圧基準値よりも高いか
低いかを示す検出信号ｓ１を発生し、この信号を用い
て、電源電圧Ｔa のゲートが制御される。電流測定回路
は、電流バイパス回路を備えており、この例では電流バ
イパス回路は２つの抵抗性負荷を有する。第１の負荷５
a はパワートランジスタと積分器６の入力との間に接続
され、もう１つの抵抗性負荷５b はパワートランジスタ
と基準点Ｂ２a との間に接続される。
４の一方の入力に接続されており、この比較器４は、も
う一方の入力に基準電圧Ｖｒｅｆを受ける。この例で
は、実質的にゼロ電圧の検出を試みるものである。つま
り、電圧基準値は０Ｖに近い電圧である。電圧比較器
は、その出力において、電圧が電圧基準値よりも高いか
低いかを示す検出信号ｓ１を発生し、この信号を用い
て、電源電圧Ｔa のゲートが制御される。電流測定回路
は、電流バイパス回路を備えており、この例では電流バ
イパス回路は２つの抵抗性負荷を有する。第１の負荷５
a はパワートランジスタと積分器６の入力との間に接続
され、もう１つの抵抗性負荷５b はパワートランジスタ
と基準点Ｂ２a との間に接続される。
【００１６】もう１つのバイパス回路の使用を考えても
よい。例えば、パワートランジスタは数百万のＭＯＳＦ
ＥＴセルによって構成されるので、このトランジスタ上
に、電流をセル２〜３個分だけ分流させるための第４の
端子を設けることも可能である。つまりこのようにして
分流された電流と全体の電流の比率は非常に正確であ
る。この第４のバイパス端子はその場合、積分器と直列
のそれぞれの抵抗性負荷に接続される。積分器６は簡単
なＲＣ低域フィルタであってもよい。これはまた、図２
に示すように、一方の入力で負荷から分流電流を受け、
もう一方の入力を基準値ｒｅｆ６（当業者には周知のよ
うに、第１の入力の電圧動作範囲に依存する）に接続さ
れて、積分器として接続された演算増幅器を使用しても
よい。最後に、この増幅器の第１の入力と出力にはコン
デンサが並列接続されている。
よい。例えば、パワートランジスタは数百万のＭＯＳＦ
ＥＴセルによって構成されるので、このトランジスタ上
に、電流をセル２〜３個分だけ分流させるための第４の
端子を設けることも可能である。つまりこのようにして
分流された電流と全体の電流の比率は非常に正確であ
る。この第４のバイパス端子はその場合、積分器と直列
のそれぞれの抵抗性負荷に接続される。積分器６は簡単
なＲＣ低域フィルタであってもよい。これはまた、図２
に示すように、一方の入力で負荷から分流電流を受け、
もう一方の入力を基準値ｒｅｆ６（当業者には周知のよ
うに、第１の入力の電圧動作範囲に依存する）に接続さ
れて、積分器として接続された演算増幅器を使用しても
よい。最後に、この増幅器の第１の入力と出力にはコン
デンサが並列接続されている。
【００１７】電流比較器７は、積分器の出力と、蛍光ラ
ンプの公称電力に従って電流分流負荷に応じて算出され
た電流基準値Ｉｒｅｆを受ける。１つの例では、７Ｗの
蛍光ランプに関して、電流基準値は、分流負荷により10
0 ｍＡの範囲である。電流比較器７の出力は電流検出信
号ｓ２を出力し、この信号を用いてパワートランジスタ
Ｔa のゲートが制御される。信号ｓ１とｓ２は、ゲート
の電圧制御をする論理回路に印加される。すでに見てき
たように、トランジスタに流れ込む電流に対応する十分
な面積が検出された時点でトランジスタをオフとしなけ
ればならず、この情報は信号ｓ２によって与えられ、ダ
イオードの（従ってトランジスタの）両端間のゼロ電圧
が検出された時にトランジスタをオンにしなければなら
ず、この情報は信号ｓ１によって与えられる。
ンプの公称電力に従って電流分流負荷に応じて算出され
た電流基準値Ｉｒｅｆを受ける。１つの例では、７Ｗの
蛍光ランプに関して、電流基準値は、分流負荷により10
0 ｍＡの範囲である。電流比較器７の出力は電流検出信
号ｓ２を出力し、この信号を用いてパワートランジスタ
Ｔa のゲートが制御される。信号ｓ１とｓ２は、ゲート
の電圧制御をする論理回路に印加される。すでに見てき
たように、トランジスタに流れ込む電流に対応する十分
な面積が検出された時点でトランジスタをオフとしなけ
ればならず、この情報は信号ｓ２によって与えられ、ダ
イオードの（従ってトランジスタの）両端間のゼロ電圧
が検出された時にトランジスタをオンにしなければなら
ず、この情報は信号ｓ１によって与えられる。
【００１８】この例では、論理回路は、電圧検出のため
の信号ｓ１によって制御される１設定入力Ｓと、電流検
出のための信号ｓ２によって制御される０設定入力を有
するＲＳ型の双安定フリップフロップ回路を有する。Ｍ
ＯＳＦＥＴ型ｎチャネルパワートランジスタを用いた好
ましい実施例では、これをオンにするにはゲートに約15
Ｖの電圧を有する必要があり、オフするには約０Ｖを有
する必要がある。従って、０電圧が検出された場合に
は、パワートランジスタのゲートｇa 上に15Ｖ程度の論
理電圧が印加され、十分なレベルの電流が検出された場
合には、パワートランジスタのゲート上に約０Ｖの電圧
が印加される。
の信号ｓ１によって制御される１設定入力Ｓと、電流検
出のための信号ｓ２によって制御される０設定入力を有
するＲＳ型の双安定フリップフロップ回路を有する。Ｍ
ＯＳＦＥＴ型ｎチャネルパワートランジスタを用いた好
ましい実施例では、これをオンにするにはゲートに約15
Ｖの電圧を有する必要があり、オフするには約０Ｖを有
する必要がある。従って、０電圧が検出された場合に
は、パワートランジスタのゲートｇa 上に15Ｖ程度の論
理電圧が印加され、十分なレベルの電流が検出された場
合には、パワートランジスタのゲート上に約０Ｖの電圧
が印加される。
【００１９】保護手段として、電流検出出力が１でなく
なった時に（つまり電流がもう一方のスイッチへと流れ
ている時）端子Ｂ１a が正の電圧であるはず場合には、
トランジスタをオフすることができるのが好ましい。こ
のために、論理回路はさらに論理ゲート９を備え、この
論理ゲート９が（この例ではＡＮＤ型の論理ゲートであ
る）、この場合トランジスタのゲートｇを、電流検出出
力に関係なく強制的に０Ｖとするようになっている。本
実施例では、論理ゲートは、入力に、双安定フリップフ
ロップ回路の出力Ｑを受け、更に、電圧検出信号の反転
信号／ｓ１を受ける。論理ゲートは、例えば反転入力を
有するか、または比較器とこの論理ゲート９の入力との
間にインバータが直列に接続されていてもよい。
なった時に（つまり電流がもう一方のスイッチへと流れ
ている時）端子Ｂ１a が正の電圧であるはず場合には、
トランジスタをオフすることができるのが好ましい。こ
のために、論理回路はさらに論理ゲート９を備え、この
論理ゲート９が（この例ではＡＮＤ型の論理ゲートであ
る）、この場合トランジスタのゲートｇを、電流検出出
力に関係なく強制的に０Ｖとするようになっている。本
実施例では、論理ゲートは、入力に、双安定フリップフ
ロップ回路の出力Ｑを受け、更に、電圧検出信号の反転
信号／ｓ１を受ける。論理ゲートは、例えば反転入力を
有するか、または比較器とこの論理ゲート９の入力との
間にインバータが直列に接続されていてもよい。
【００２０】最後に、論理回路は、論理ゲート10とラン
ダムパルス発生器11を備えた始動回路を有するのが好ま
しい。論理ゲート10は、この例では、入力に、電圧に関
する信号ｓ１とランダムパルス発生器11からの出力とを
受けるＯＲゲートである。このランダムパルス発生器11
は、電圧がオンされた後、あるランダムな時間後にパル
スを出力する。論理ゲート10は、出力において、双安定
フリップフロップ回路８の１設定入力を制御するための
信号ｓ１’を出力する。この始動回路の目的は、パルス
が送られる時に電圧の検出をゼロ電圧の検出に相当する
レベルに強制的にし、スイッチング制御回路に閉状態
（トランジスタはオン）でその制御を行わせることがで
きることにある。本発明による２つの回路Ｃoma および
Ｃomb を用いた装置の利点は、２つのうちの１つが強制
的に閉状態にされ、それについて最初にパルスが発生し
た回路が装置を始動するというものである。そうでなけ
れば、電圧が２つの回路Ｃoma とＣomb の間に分散して
システムは始動しない。
ダムパルス発生器11を備えた始動回路を有するのが好ま
しい。論理ゲート10は、この例では、入力に、電圧に関
する信号ｓ１とランダムパルス発生器11からの出力とを
受けるＯＲゲートである。このランダムパルス発生器11
は、電圧がオンされた後、あるランダムな時間後にパル
スを出力する。論理ゲート10は、出力において、双安定
フリップフロップ回路８の１設定入力を制御するための
信号ｓ１’を出力する。この始動回路の目的は、パルス
が送られる時に電圧の検出をゼロ電圧の検出に相当する
レベルに強制的にし、スイッチング制御回路に閉状態
（トランジスタはオン）でその制御を行わせることがで
きることにある。本発明による２つの回路Ｃoma および
Ｃomb を用いた装置の利点は、２つのうちの１つが強制
的に閉状態にされ、それについて最初にパルスが発生し
た回路が装置を始動するというものである。そうでなけ
れば、電圧が２つの回路Ｃoma とＣomb の間に分散して
システムは始動しない。
【００２１】しかしながら、発生器が最初にそのパルス
を出力した時、もう一方はオフでなければならない。本
発明によれば、これは単に、フリップフロップの出力Ｑ
を発生器の０設定入力Ｒに送ることによって行われる。
スイッチングの半サイクルは10ｍｓ程度であるので、パ
ルスはそれより長い時間の間に発生するようになってい
る。ランダムパルス発生器は例えば、半導体接合におけ
る漏れ電流を使用して（漏れ電流については、製造プロ
セスに固有の変動のために集積回路によって異なり、制
御は不可能であることが知られている）ランダムパルス
を出力するコンデンサを充電する。漏れ電流は、例えば
１ｎＡ〜１ｍＡの範囲で変化する。従って、パルスの発
生は、電圧がオンされた後 0.1〜100 ｍｓ後にランダム
に起こる。
を出力した時、もう一方はオフでなければならない。本
発明によれば、これは単に、フリップフロップの出力Ｑ
を発生器の０設定入力Ｒに送ることによって行われる。
スイッチングの半サイクルは10ｍｓ程度であるので、パ
ルスはそれより長い時間の間に発生するようになってい
る。ランダムパルス発生器は例えば、半導体接合におけ
る漏れ電流を使用して（漏れ電流については、製造プロ
セスに固有の変動のために集積回路によって異なり、制
御は不可能であることが知られている）ランダムパルス
を出力するコンデンサを充電する。漏れ電流は、例えば
１ｎＡ〜１ｍＡの範囲で変化する。従って、パルスの発
生は、電圧がオンされた後 0.1〜100 ｍｓ後にランダム
に起こる。
【００２２】最後に、論理電源装置12は、約15Ｖの論理
電圧Ｖ１を発生し、各種の論理回路（積分器、比較器な
ど）を動作させて、パワートランジスタをオンするのに
必要な約15Ｖのゲート電圧を与えるように構成されてい
る。実際には、パワートランジスタに並列接続されて逆
方向に接続されたダイオードはトランジスタの寄生ダイ
オードであって、従ってその構造中に組み込まれたもの
であり、従って、制御回路は第１にダイオード（従って
トランジスタ）の端子における電圧とトランジスタ内を
流れる電流を制御する。
電圧Ｖ１を発生し、各種の論理回路（積分器、比較器な
ど）を動作させて、パワートランジスタをオンするのに
必要な約15Ｖのゲート電圧を与えるように構成されてい
る。実際には、パワートランジスタに並列接続されて逆
方向に接続されたダイオードはトランジスタの寄生ダイ
オードであって、従ってその構造中に組み込まれたもの
であり、従って、制御回路は第１にダイオード（従って
トランジスタ）の端子における電圧とトランジスタ内を
流れる電流を制御する。
【００２３】図３は、図２に詳細を示した回路Ｃoma と
Ｃomb を用いる図１の制御装置に関して、オルタネーシ
ョンのための時間を横軸に取った場合の電圧と電流の変
化を示している。動作は回路Ｃoma の開状態から開始さ
れる（パワートランジスタＴa はオフ）。つまり全ての
高電圧がトランジスタの端子で検出され、電流は検出さ
れない。その後もう一方の回路Ｃomb が開状態となる時
間に対応して、どこかを流れ続けなければならない電流
がトランジスタＴa に並列接続されたダイオードＤa に
流れ込み、このトランジスタＴa が逆方向にバイアスさ
れる。つまりこれが図３の電流のマイナス部分に相当す
る。ダイオードへの電流の移動によってその端子Ｂ１a
およびＢ２a 間の電圧が０付近（ダイオードの閾値電
圧）まで降下する。この電圧降下は、電圧検出回路によ
って検出されて、これがトランジスタのオン状態にす
る。つまり回路Ｃoma が閉状態となる。同時に、もう一
方の回路Ｃomb は開状態であって、発振回路が減磁され
る。つまりマイナスの電流が再び除々にゼロまで上昇す
る。
Ｃomb を用いる図１の制御装置に関して、オルタネーシ
ョンのための時間を横軸に取った場合の電圧と電流の変
化を示している。動作は回路Ｃoma の開状態から開始さ
れる（パワートランジスタＴa はオフ）。つまり全ての
高電圧がトランジスタの端子で検出され、電流は検出さ
れない。その後もう一方の回路Ｃomb が開状態となる時
間に対応して、どこかを流れ続けなければならない電流
がトランジスタＴa に並列接続されたダイオードＤa に
流れ込み、このトランジスタＴa が逆方向にバイアスさ
れる。つまりこれが図３の電流のマイナス部分に相当す
る。ダイオードへの電流の移動によってその端子Ｂ１a
およびＢ２a 間の電圧が０付近（ダイオードの閾値電
圧）まで降下する。この電圧降下は、電圧検出回路によ
って検出されて、これがトランジスタのオン状態にす
る。つまり回路Ｃoma が閉状態となる。同時に、もう一
方の回路Ｃomb は開状態であって、発振回路が減磁され
る。つまりマイナスの電流が再び除々にゼロまで上昇す
る。
【００２４】その後電流が方向を変えて、パワートラン
ジスタＴa によって導通状態にされた回路Ｃoma 内でプ
ラスとなる。この電流は電流測定回路によって測定され
る。電流が、蛍光ランプの公称電力に相当する十分なレ
ベルまで流れたならば、電流測定のための回路がこの事
象を検出し（ｓ２）てトランジスタのオフ状態にする。
つまり回路Ｃoma が開状態となり全て（ほとんど全て）
の高電圧がその両端で検出される（もう一方の回路Ｃom
b のダイオードの閾値電圧（これは無視可能）を除い
て）。
ジスタＴa によって導通状態にされた回路Ｃoma 内でプ
ラスとなる。この電流は電流測定回路によって測定され
る。電流が、蛍光ランプの公称電力に相当する十分なレ
ベルまで流れたならば、電流測定のための回路がこの事
象を検出し（ｓ２）てトランジスタのオフ状態にする。
つまり回路Ｃoma が開状態となり全て（ほとんど全て）
の高電圧がその両端で検出される（もう一方の回路Ｃom
b のダイオードの閾値電圧（これは無視可能）を除い
て）。
【００２５】従って、本発明によれば、全ての電圧は回
路Ｃoma またはＣomb の両端において交互に回復され
て、このオルタネーションは、電流に関する面積の測定
によって制御される。電流のプラスの部分のみを積分す
るために、トランジスタは、蛍光ランプの共振回路の減
磁に相当する短い所定の時間が経過した後に初めてオン
状態へと活性化されるのが好ましい。このために、比較
器の出力において単安定回路を使用することができる
（図示せず）。さらに電圧検出信号がさらに積分の開始
を制御するようになっている（図示せず）。
路Ｃoma またはＣomb の両端において交互に回復され
て、このオルタネーションは、電流に関する面積の測定
によって制御される。電流のプラスの部分のみを積分す
るために、トランジスタは、蛍光ランプの共振回路の減
磁に相当する短い所定の時間が経過した後に初めてオン
状態へと活性化されるのが好ましい。このために、比較
器の出力において単安定回路を使用することができる
（図示せず）。さらに電圧検出信号がさらに積分の開始
を制御するようになっている（図示せず）。
【００２６】パワートランジスタと本発明によるそのス
イッチング制御回路を有する回路は、小型の３ピン集積
回路(three-pin integrated circuit)の形態をとるのが
有利である。そのうちの２つは本発明の制御のために必
要とされる。それらは完全に独立で互いに絶縁されてい
るために、装置内では区別されない。それらは内部でト
ランジスタ内を流れる電流と端子における電圧のみを識
別する。唯一の特殊化は、制御される低圧蛍光ランプの
公称電力（７、12または18Ｗ）に従って変化する基準電
流の定義に関するものである。
イッチング制御回路を有する回路は、小型の３ピン集積
回路(three-pin integrated circuit)の形態をとるのが
有利である。そのうちの２つは本発明の制御のために必
要とされる。それらは完全に独立で互いに絶縁されてい
るために、装置内では区別されない。それらは内部でト
ランジスタ内を流れる電流と端子における電圧のみを識
別する。唯一の特殊化は、制御される低圧蛍光ランプの
公称電力（７、12または18Ｗ）に従って変化する基準電
流の定義に関するものである。
【図１】 本発明の低圧蛍光ランプの制御装置のブロッ
ク図。
ク図。
【図２】 図１の制御装置で使用される本発明のスイッ
チング制御回路の詳細図。
チング制御回路の詳細図。
【図３】 図１の制御装置内で使用される時の本発明ス
イッチング制御回路の端子における電圧および電流の変
化を示すグラフ。
イッチング制御回路の端子における電圧および電流の変
化を示すグラフ。
２ 電圧比較器 ３ 抵抗分圧器 ５a 、５b 電流バイパス回路 ６ 積分器 ７ 比較器 ８ 双安定フリップフロップ回路 ９ ＡＮＤゲート 10 ＯＲゲート 11 ランダムパルス 12 論理電圧発生回路 Ｔa パワートランジスタ Ｂ１a 、Ｂ２a 端子 Ｂ３a 反結合端子 Ｃoma 、Ｃomb スイッチング制御回路 Ｃｓ コンデンサ Ｃｐ 始動コンデンサ Ｃa 反結合コンデンサ Ｄa ダイオード ｇ トランジスタのゲート Ｉｒｅｆ 電流基準値 Ｌ インダクタ Ｍ 回路間の中点 Ｐ 抵抗分圧器の中点 Ｑ フリップフロップ回路の出力 Ｒ ０設定入力 Ｓ １設定入力 ｓ１ 電圧検出信号 ／ｓ１ 反転信号 ｓ２ 電流検出信号 Ｖ１ 論理電圧 Ｖｒｅｆ 電圧基準値
Claims (15)
- 【請求項１】 パワートランジスタと当該パワートラン
ジスタの２つの電極の間に逆方向に接続されたダイオー
ドとのためのスイッチング制御回路であって、上記ダイ
オードと上記トランジスタの両端での電圧を検出して、
当該検出電圧が電圧基準値（Ｖｒｅｆ）よりも低い場合
に上記トランジスタをオン状態にする電圧検出回路と、
上記トランジスタに流れ込む電流を測定してこの電流の
積分値が電流基準値（Ｉｒｅｆ）よりも大きい場合に上
記トランジスタをオフ状態にする電流測定回路とを有す
ることを特徴とするスイッチング制御回路。 - 【請求項２】 上記ダイオードが上記トランジスタの寄
生ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の
スイッチング制御回路。 - 【請求項３】 上記電圧検出回路が、上記トランジスタ
の２つの電極間に接続された抵抗分圧器と、当該抵抗分
圧器の接続点に一方の入力が接続され、もう一方の入力
に電圧基準値を受け、電圧が電圧基準値よりも高いか低
いかを示す電圧検出信号を出力する電圧比較器とを有す
ることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチ
ング制御回路。 - 【請求項４】 上記電流測定回路が、電流バイパス回路
と、積分器と、電流比較器とを備え、上記電流バイパス
回路は、入力端が上記トランジスタの電極に接続されて
出力端が上記積分器の入力に接続された抵抗素子を有
し、上記電流比較器が、一方の入力に電流基準値（Ｉｒ
ｅｆ）を受けて、もう一方の入力に上記積分器の出力を
受け、出力において、電流基準値よりも大きい電流また
は小さい電流に相当する面積に関する電流検出信号を出
力することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に
記載のスイッチング制御回路。 - 【請求項５】 一方の入力に上記電圧検出信号を受け
て、もう一方の入力に上記電流検出信号を受け、基準電
圧値よりも低い電圧を示す上記電圧検出信号を受けた時
には上記トランジスタをオンして、基準電流値よりも大
きい電流に相当する面積を示す上記電流検出信号を受け
た時には上記トランジスタをオフするように、上記トラ
ンジスタのゲートにおける電圧レベルを出力する論理回
路を有することを特徴とする請求項４に記載のスイッチ
ング制御回路。 - 【請求項６】 ランダムパルスを発生するための回路を
備え、このランダムパルスの発生によって、上記電圧検
出信号が強制的に基準電圧値よりも低い電圧に相当する
状態にされて上記トランジスタがオンにされることを特
徴とする請求項３または５に記載のスイッチング制御回
路。 - 【請求項７】 上記論理回路が、双安定フリップフロッ
プ回路を有し、この双安定フリップフロップ回路が、フ
リップフロップ回路の出力を１に設定する入力に、上記
電圧検出信号を受けて、フリップフロップ回路の出力を
０に設定する入力に、上記電流検出信号を受けることを
特徴とする請求項５または６に記載のスイッチング制御
回路。 - 【請求項８】 上記フリップフロップ回路の出力が、上
記ランダムパルス発生器の０設定を制御することを特徴
とする請求項７に記載の制御回路。 - 【請求項９】 上記論理回路が、上記フリップフロップ
回路の出力に一方の入力が接続されたＡＮＤゲートを有
し、このＡＮＤゲートが、もう一方の入力に上記電圧検
出信号の反転信号を受けて上記トランジスタのゲート電
圧を強制的に論理レベル０として電圧基準値よりも高い
電圧を検出した時に上記トランジスタをオフすることを
特徴とする請求項６または７に記載のスイッチング制御
回路。 - 【請求項１０】 上記電圧検出信号と上記ランダムパル
ス発生器の出力とを受けて、上記フリップフロップ回路
の１設定入力に出力を出力するＯＲゲートを有すること
を特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載のスイ
ッチング制御回路。 - 【請求項１１】 上記トランジスタの２つの電極間の電
圧から論理電圧を発生するための論理電圧発生回路を有
し、上記論理電圧発生回路がスイッチング制御回路の論
理電源端子に論理電圧を与えることを特徴とする請求項
１〜10のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 【請求項１２】 上記パワートランジスタがＭＯＳＦＥ
Ｔトランジスタであることを特徴とする請求項１〜11の
いずれか一項記載のスイッチング制御回路。 - 【請求項１３】 上記いずれか一項に記載のトランジス
タ、ダイオードおよびスイッチング制御回路を有する集
積回路。 - 【請求項１４】 高電圧とグランドとの間に直列接続さ
れた、上記いずれか一項に記載のパワートランジスタの
ための２つのスイッチング制御回路、それら２つのスイ
ッチング回路の接続中点とグランドとの間に直列接続さ
れたインダクタと低圧蛍光ランプとコンデンサ、及び上
記低圧蛍光ランプに並列接続されるように構成された始
動コンデンサを有する、低圧蛍光ランプのための制御装
置。 - 【請求項１５】 それぞれのスイッチング制御回路につ
いて、論理電源端子とグランドとの間に１つの反結合コ
ンデンサが接続されてスイッチング制御回路が閉状態に
ある期間中ずっと論理電圧のレベルを維持するようにな
されていることを特徴とする請求項14に記載の制御装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9407331 | 1994-06-15 | ||
| FR9407331A FR2721475B1 (fr) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Circuit de commande de commutation et dispositif de commande pour lampe fluorescente à basse pression. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH089655A true JPH089655A (ja) | 1996-01-12 |
| JP2684601B2 JP2684601B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=9464251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7172849A Expired - Fee Related JP2684601B2 (ja) | 1994-06-15 | 1995-06-15 | 低圧蛍光ランプのためのスイッチング制御回路と制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5889339A (ja) |
| EP (1) | EP0688152B1 (ja) |
| JP (1) | JP2684601B2 (ja) |
| DE (1) | DE69500031T2 (ja) |
| FR (1) | FR2721475B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5977725A (en) * | 1996-09-03 | 1999-11-02 | Hitachi, Ltd. | Resonance type power converter unit, lighting apparatus for illumination using the same and method for control of the converter unit and lighting apparatus |
| US6222327B1 (en) | 1996-09-03 | 2001-04-24 | Hitachi, Ltd. | Lighting device for illumination and lamp provided with the same |
| JP2010532092A (ja) * | 2007-07-02 | 2010-09-30 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 負荷のための駆動装置及びこのような駆動装置を用いて負荷を駆動させる方法 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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