JPH10503880A

JPH10503880A - 回路装置

Info

Publication number: JPH10503880A
Application number: JP8536331A
Authority: JP
Inventors: チュー，ジョン; ザイア，ヨンピン; チャンフー，フェン
Original assignee: フィリップス、エレクトロニクス、ネムローゼ、フェンノートシャップ
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 1998-04-07
Also published as: CN1158211A; MX9700724A; EP0772956B1; TW336779U; WO1996039009A1; DE69616479D1; EP0772956A1; US5834906A; DE69616479T2; CA2196178A1

Abstract

(57)【要約】蛍光灯を駆動するための電子バラストが電磁妨害（ＥＭＩ）フィルタおよび電力回路と、ＥＭＩフィルタおよび電力回路に結合された前置調整器と、前置調整器に結合されて蛍光灯を付勢するインバータ回路とを含む。前置調整器は能動力率調整器と、能動力率調整器により少なくとも部分的に制御されるブースト回路とを含む。能動力率調整器は基準電圧入力端子を有し、その入力端子に基準電圧が加えられる。始動時には、インバータは時間的に変化する信号を供給する。その信号は整流される。能動力率調整器がより大きい電流をブースト回路に流させて直流（ＤＣ）レール電圧をより迅速に発生させるように、整流された信号の少なくとも一部が能動力率調整器の基準電圧入力端子に帰還されて、基準電圧を正常より高いレベルまで上昇させる。そのレール電圧は、蛍光灯を点灯させて動作させるために、インバータ回路に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】回路装置本発明は、 −低周波電圧源に接続するための入力ターミナルと、 −この入力ターミナルに接続され、低周波電圧源により供給される低周波電源電圧から第１のＤＣ電圧を発生する整流器手段と、 −誘導素子と、一方向素子と、制御電極を設けられているスイッチング素子と、スイッチング素子の制御電極に結合されて、スイッチング素子を高い周波数で導通および非導通にする制御回路とを備え、ランプの動作中に第１のＤＣ電圧をほぼ一定の平均値を持つ第２のＤＣ電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換器と、 −このＤＣ−ＤＣ変換器の出力ターミナルに結合され、第２のＤＣ電圧からランプ電流を発生するインバータと、 −制御回路の入力端子と入力ターミナルに結合され、低周波電源電圧の瞬時振幅に依存して制御信号のデューティサイクルに影響を及ぼす信号Ｓを発生する信号発生手段と、を備える、ランプを動作させるための回路装置に関するものである。そのような回路装置は、米国特許第５，３６３，０２０号から知られている。一般に、そのような回路装置においては、入力ターミナルを低周波電圧源に接続した後、点灯して動作させるために、第２のＤＣ電圧が十分に高い値に達するまでにいくらかの時間を要する。点灯と安定なランプ動作における、この比較的長い遅れは欠点であると考えられる。本発明は、ほんの比較的短い遅れの後で点灯する回路装置を得ることを目的とするものである。したがって、初めの節で述べた回路装置は、回路装置に電源を投入した直後の時間間隔Δｔ中に制御信号のデューティサイクルを増大して、ランプの動作中に第２のＤＣ電圧の平均値が零から前記ほぼ一定の値まで増加する速さを高くする手段を信号発生手段が備えることを特徴とするものである。電源投入後は、第２のＤＣ電圧は遥かに速く増大するから、ランプは比較的短い時間間隔の後で点灯され、安定なランプ動作に比較的速く達する。時間間隔Δｔが経過した後は、制御信号のデューティサイクルはもはや増大させられない。本発明の回路装置は、整流された低周波電源電圧の瞬時振幅に比例する第１の信号Ｓ１を発生するための第１の手段と、第１の信号Ｓ１と同じ極性を持ち、時間間隔Δｔの後でほぼ零になる第２の信号Ｓ２を発生するための第２の手段とを備える信号発生手段と、信号Ｓ１と信号Ｓ２とを加え合わせるための手段とを備えることが好ましい。そのような信号発生手段は、非常に信頼できる動作を実現することが判明した。好適な実施例においては、インバータは、ＡＣ電圧を発生するための手段を備え、前記第２の手段は、前記ＡＣ電圧から第２の信号Ｓ２を発生するための手段を備える。インバータがトランスで構成され、第２の手段がトランスの第２の巻線で構成されると良い結果が得られた。第２の手段が、整流手段と、抵抗性手段と、容量性手段とを備える場合に、第２の手段を簡単かつ信頼できるように実現できることが判明している。第２の手段は、クランプ手段を備えることも好ましい。それらのクランプ手段は、ツェナ−ダイオードを含む場合には、容易に実現できる。本発明のそれらの目的およびその他の目的、諸特徴および諸利点は、添付図面に関連して読むべきであるそれの例示的実施例についての、以下の詳細な説明から明らかであろう。図面において、第１図は、本発明にしたがって構成した電子的バラストの回路図である。第２図は、安定なランプ電流に達するまでの遅れを示す、従来の電子的バラストについてのランプ電流ＩＬおよび回路電圧（Ｖｃｃ）対時間のグラフである。第３図は、本発明の電子的バラストについての、ランプ電流ＩＬと、直流電流（ＤＣ）バス（すなわち、ＤＣレール）電圧および回路電圧（Ｖｃｃ）対時間のグラフである。まず図面の第１図を参照して、本発明にしたがって構成した電子的バラストが、濾波および電力部と、前置調整器と、１つまたは複数の蛍光灯などに電力を供給するインバータ段、または他の形態の電気回路と、の３つの主な部分を含むことが分かるであろう。濾波および電力部は、ＡＣ電力線（ＷＨＴおよびＢＬＫ）の間に配置されているバリスタＶ１を含む。バリスタＶ１は、電子的バラストの過渡保護を行う。電力線（ＷＨＴおよびＢＬＫ）は、同相チョークＴ１に接続される。チョークＴ１は、電磁妨害（ＥＭＩ）に対するフィルタとして作用し、同相雑音を除去する。チョークＴ１は、コンデンサＣ１とＣ２の直列配列にも結合される。コンデンサＣ１とＣ２とはバイパスコンデンサであって、電子バラストに接続されている電力線に雑音が入らないようにするために雑音をバイパスする目的で用いる。コンデンサＣ１とＣ２との直列配列に、コンデンサＣ３が並列に配置される。コンデンサＣ３は、濾波のための差動コンデンサである。いまチョークＴ１およびコンデンサＣ１〜Ｃ３からの濾波された信号が、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４を含むブリッジ構成の全波整流器回路に供給される。第１図に示すように、ダイオードＤ２、Ｄ４のアノードは接地され、ダイオードＤ１、Ｄ３のカソードは、一緒に結合されて全波整流された信号を供給する。コンデンサＣ４が、アースとダイオードＤ１、Ｄ３のカソードとの間に接続されて高周波を短絡する。２７７ボルトのＡＣ電源電圧では、全波整流器の出力電圧、すなわちコンデンサＣ４の端子間電圧は、２７７ボルトＲＭＳで、それのピーク電圧が３９０ボルトである。この電圧は、本発明の電子バラストの前置調整器段に供給される。更に詳しくいえば、前置調整器段はブーストチョークＴ３を含む。このブーストチョークには、全波整流器回路の出力電圧が供給される。ブーストチョークＴ３は、本発明の前置調整器の重要な部品である。チョークＴ３はエネルギーを蓄積し、インバータおよび蛍光灯をドライブするためのＤＣレール電圧として用いる、より高い電圧まで電圧を上昇させるブースト回路の部分を構成する。更に詳しくいえば、ブーストチョークＴ３はブースト機能を行うものであって、チョークＴ３はキャッチダイオードＤ６のアノードに結合される。ブーストチョークＴ３の二次巻線（すなわち、巻線２Ｆ−２Ｓ）を集積回路ＩＣ１とともに用いて、チョークＴ３を流れる電流の零交差を検出する。ブースト回路は、ピーク電圧を、たとえば３９０ボルトからダイオードＤ６のカソードにおける約４８０ボルトまで上昇させる。この４８０ボルトは、インバータ回路と蛍光灯に電力を供給するために用いるＤＣレールを構成する。キャッチダイオードＤ６のカソードが、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２およびＲ１３の直列接続を含む抵抗分圧器回路網に接続される。抵抗Ｒ１３の一端が接地され、他端が抵抗Ｒ６の一端に提供される。これについては、後で説明する。抵抗Ｒ１１とＲ１２とは組合わせることができるが、それらの抵抗の端子間電圧が約２３０ボルトを超えるべきでないために、１個の抵抗の端子間電圧降下がその端子間全電圧降下でないように、２個の抵抗の端子間の４８０ボルトである十分なＤＣレール電圧を分割するために、ここではそれらの抵抗は分離する（抵抗Ｒ１１とＲ１２のために１／２ワットの抵抗を使用する）。抵抗Ｒ１３とＲ６との接続部で見た電圧は、約２．５ボルトである。抵抗Ｒ１３の端子間の電圧信号は、分圧抵抗回路網のために、ＤＣレール電圧に比例する。この信号は、抵抗Ｒ６を通じて集積回路ＩＣ１に供給すべきである。集積回路ＩＣ１は、カリフォルニア州ガーデン・グローブ（ＧａｒｄｅｎＧｒｏｖｅ）所在のリンフィニティ・マイクロエレクトロニクス（ＬｉｎｆｉｎｉｔｙＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）製の部品番号ＳＧ３５６１Ａなどの力率制御器である。第１図に示す集積回路ＩＣ１に付けられているピン番号は、上記特定の力率制御器のピン番号に対応する。上記力率制御器の部品仕様ノートおよび応用ノートは、このアクティブ力率制御器の電子バラストへの使用法について記述している。集積回路ＩＣ１のピン１は、回路ＩＣ１の内部の誤差増幅器の反転入力端子に接続され、その誤差増幅器の出力端子はピン２に接続される。したがって、抵抗Ｒ６は誤差増幅器の入力抵抗Ｄであり、回路ＩＣ１のピン１と２との間に接続されている抵抗Ｒ４は、内部誤差増幅器の帰還抵抗として動作する。抵抗Ｒ６とＲ４とを選択することにより、誤差増幅器の利得が変化することになる。抵抗Ｒ４に並列接続されているコンデンサＣ６を用いて集積回路ＩＣ１の内部の誤差増幅器の周波数補償を行う。力率制御器ＩＣ１は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を駆動する。その電界効果トランジスタは、前置調整器のブースト回路のためのスイッチとして動作する。更に詳しくいえば、集積回路ＩＣ１のピン７が、ゲート抵抗Ｒ８を介してトランジスタＱ３のゲートに結合される。トランジスタＱ３のソースは、抵抗Ｒ９の一端に接続される。その抵抗の他端は、接地される。抵抗Ｒ９は、トランジスタＱ３を流れる電流を検出する電流検出抵抗として動作する（その電流は、トランジスタＱ３が導通しているときにチョークＴ３を流れる電流でもある）。抵抗Ｒ９の抵抗値は、１オームまたはそれ以下というように、非常に低い。抵抗Ｒ９の端子間電圧降下は、ＦＥＴスイッチトランジスタＱ３を流れる電流に比例する。たとえば抵抗Ｒ９が１オームであり、かつ抵抗Ｒ９の端子間電圧降下が１ボルトであるとすると、トランジスタＱ３が導通しているときに１アンペアの電流がそれを流れていることを知る。直列接続された抵抗Ｒ７とコンデンサＣ７とが電流検出抵抗Ｒ９の端子間に接続される。抵抗Ｒ７とコンデンサＣ７とは、低域フィルタとして動作する。この低域フィルタは、トランジスタＱ３がターンオンしたときに存在する、どのような電流スパイクも除去する。しかし、トランジスタＱ３を流れる正常な電流信号は大きい減衰なしに低域フィルタを通る。低域フィルタにより出力された信号、すなわちコンデンサＣ７と抵抗Ｒ７との接続点における信号は、集積回路ＩＣ１のピン４に供給される。力率調整器集積回路ＩＣ１は、それが動作するためにブースト回路（前置調整器の部分を構成する）のＦＥＴスイッチＱ３を流れる電流を必要とする。ピン４は、集積回路ＩＣ１の内部の比較器に通じる。集積回路ＩＣ１のピン４に供給される信号は、三角形の波形を有する。というのは、インダクタであるチョークＴ３がトランジスタスイッチＱ３を流れる電流を制限するように動作し、したがって電流はほぼ直線的に増加してピン４に三角波形を発生するからである。トランジスタＱ３が集積回路ＩＣ１によりオンにされると、電流がチョークＴ３を流れてチョークＴ３はエネルギーを蓄積する。チョークＴ３を流れる電流が零交差すると、集積回路ＩＣ１はトランジスタＱ３をターンオンし、この零交差は集積回路ＩＣ１の内部の零交差検出器により検出される。集積回路ＩＣ１のピン４に供給される信号が指定されたピーク値に達すると、集積回路ＩＣ１はトランジスタＱ３をターンオフする。そうするとブーストチョークＴ３の磁界がなくなり、電流がキャッチダイオードＤ６を流れて、直列接続されている電解コンデンサＣ１０とＣ９とに流れ込む。その直列接続は、キャッチダイオードＤ６のカソードとアースとに接続されている。コンデンサの端子間電圧とキャッチダイオードＤ６のカソードとにおける電圧が約４８０ボルトであるように、コンデンサＣ１０とＣ９とを電流が流れているために、それらのコンデンサの端子間電圧が上昇する。この電圧は、インバータと、本発明の電子バラストにより電力を供給される蛍光灯とを駆動するためのＤＣレールである。コンデンサＣ１０とＣ９とは、４８０ボルトまで上昇させられた電圧の畜電器として動作する。ダイオードＤ６がオフであると、インバータは電流をコンデンサＣ１０とＣ９とから取出す。集積回路ＩＣ１は、それが検出したブーストチョークＴ３を流れる電流に応答して、トランジスタＱ３を繰り返しターンオンおよびターンオフする。実際上、トランジスタＱ３は、集積回路ＩＣ１により約３０ｋＨｚと約７０ｋＨｚとの間で変化する率で、スイッチオンおよびスイッチオフされる。集積回路ＩＣ１は、線電流と線電圧との間のどのような位相差もなくすように。トランジスタＱ３を流れる電流の波形を制御することにより、その波形を成形する。そうすると、このバラストの力率が殆ど１（１００％）となる。したがって、本発明の前置調整器は、高力率の電子バラストを提供する。前置調整器を使用しないとすると、全波整流器ブリッジの出力端子の間のコンデンサＣ９とＣ１０との容量負荷のために、線電圧は線電流より遅れる結果になる。そうすると、この電子バラストの力率は非常に小さく、すなわち約６０％になる。本発明の前置調整器により殆ど１００％の力率が得られ、かつ電圧が高くされたＤＣレールが得られる。本発明の電子バラストの前置調整器は、インバータ段に結合される。そのインバータ段は、並列共振の、電流を供給される半ブリッジ回路であることが好ましい。更に詳しくいえば、電流を供給される半ブリッジ回路は、４８０ボルトのＤＣレール電圧の間に直列接続されているコンデンサＣ１１とＣ１２とを含む。ＤＣレール電圧の半分が各コンデンサの端子間で降下させられるように、コンデンサＣ１１とＣ１２とは同一である。バラスト電力、言い換えると蛍光灯に供給される電力は、インバータ回路のトランスＴ４により供給される。第１図に示す２Ｓ−２Ｆで示されている巻線におけるトランスＴ４の一次巻線が、コンデンサＣ１１とＣ１２の共通接続点に接続される。一次巻線２Ｓ−２Ｆの端子間に、コンデンサＣ１３が接続される。一次巻線とコンデンサＣ１３とは、タンク回路を構成する。そのタンク回路は、約２５ＫＨｚの共振周波数で自己発振する。更に詳しくいえば、コンデンサＣ１３の一端とトランスＴ４の一次巻線の２Ｆ側がトランジスタＱ１とＱ２の共通接続点に接続されて、インバータ回路の部分を構成する。トランジスタＱ１とＱ２とは交互にターンオンおよびターンオフして、トランスＴ４の一次巻線とコンデンサＣ１３とにより構成されているタンク回路に交流電流を供給する。蛍光灯に供給される約６００ボルトの電圧を、第１図の１Ｓと１Ｆとの間に示されている二次巻線が発生するように、トランスＴ４は逓昇トランスである。この高い電圧は、点灯するために必要である。トランスＴ４の一次巻線とコンデンサＣ１３により構成されたタンク回路における電圧は、約２４０ボルト、すなわちＤＣレール電圧の約半分である。トランスＴ４の二次巻線に接続され、かつ各蛍光灯にそれぞれ接続されているコンデンサＣ１４とＣ１５とは平衡コンデンサである。コンデンサＣ１４とＣ１５とは、ランプを流れる電流を制限するインピーダンスを構成する。トランスＴ４は他の２つの巻線も含む。それらの巻線を、第１図では３Ｆ−３Ｓおよび４Ｆ−４Ｓで示す。インバータと、とくにトランジスタＱ１とＱ２とがそれの自己発振を維持できるように、それら２つの巻線は、トランジスタＱ１とＱ２を駆動する回路に正帰還を行う。更に詳しくいえば、巻線３Ｆ−３Ｓが他のＱ１に駆動電流を供給する。その巻線は、抵抗Ｒ１５に接続される。その抵抗の他の入力端子は、トランジスタＱ１のベースに接続される。同様に、巻線４Ｆ−４Ｓが駆動電流を抵抗Ｒ１６を介してトランジスタＱ２のベースに供給する。トランジスタＱ１のコレクタとベースとの間に直列接続されている抵抗Ｒ１７とＲ１８、および同様に、トランジスタＱ２のコレクタとベースとの間に直列接続されている抵抗Ｒ１９とＲ２０とを用いて、ＤＣレールから抵抗Ｒ１７〜Ｒ２０を介して、トランジスタＱ１とＱ２とのベースに電流を供給することにより、トランジスタＱ１とＱ２との発振を駆動する。抵抗Ｒ１９の１つの端子が、トランジスタＱ１のエミッタに接続される。したがって、トランジスタＱ１を通る電流は抵抗Ｒ１９とＲ２０を通って、トランジスタＱ２のエミッタと抵抗Ｒ２０との間に接続されているコンデンサＣ１６に流れ込んで、そのコンデンサＣ１６を充電する。ダイアックＤ１０がトランジスタＱ２のベースと、抵抗Ｒ２０とコンデンサＣ１６の共通接続点とに接続される。コンデンサＣ１６における電圧が約４０ボルトまで高くなると、これはダイアックＤ１０の降伏電圧に達する。ダイアックＤ１０は降伏し、コンデンサＣ１６における電荷がダイアックＤ１０を通ってトランジスタＱ２のベースに入り、トランジスタＱ２の発振を開始させる。そうすると、トランスＴ４の巻線３Ｆ−３Ｓと４Ｆ−４ＳとがトランジスタＱ１とＱ２の発振の開始を支援し、それらのトランジスタの発振を維持する。トランジスタＱ１とＱ２とを迅速にターンオフするために、抵抗Ｒ１５およびＲ１６と、それぞれ並列であるダイオードＤ７とＤ８とが設けられる。トランジスタＱ１とＱ２とのベースに蓄積されるどのような電荷も、迅速に導通するダイオードＤ７とＤ８とにより急速に除去できる。ダイアックＤ１０が再びトリガされないように、トランジスタＱ２のコレクタに接続されているトランジスタＱ１のエミッタとダイアックＤ１０の間に結合されれているダイオードＤ９が、トランジスタＱ２がターンオンしたときにコンテンサＣ１６を放電された状態に維持する。トランジスタＱ２の発振を開始させるためにのみダイアックＤ１０を用いる。ダイオードＤ１１とＤ１２とは、トランジスタＱ１およびＱ２のコレクタとエミッタとの間にそれぞれ接続される。ダイオードＤ１１およびＤ１２は、トランジスタＱ１およびＱ２がターンオンおよびターンオフしたときに発生されるスパイクを除去するためのクランプダイオードであるから、トランジスタＱ１およびＱ２の降伏電圧を超えることは決してない。したがって、ダイオードＤ１１およびＤ１２は、トランジスタＱ１およびＱ２をそれぞれ保護する。トランジスタＱ１のコレクタからトランジスタＱ２のエミッタまで接続されているコンデンサＣ１７も、トランジスタＱ１およびＱ２が状態を切り替えるときに発生される電圧スパイクを減少することにより保護を行う。それぞれ巻線１Ｆ−１Ｓおよび２Ｆ−２Ｓを持った、部分Ｔ２ＡおよびＴ２Ｂを有するトランスＴ２が、ＤＣレールとトランジスタＱ１のコレクタとの間、およびトランジスタＱ２のエミッタとアースとの間にそれぞれ接続される。トランス部Ｔ２ＡとＴ２ＢとはトランジスタＱ１とＱ２を流れる電流を制限するために設けられる。本発明の特徴の１つは、電子バラストの「即時起動」性能である。言い換えると、電子バラストに電力を供給してから約１００ｍｓｅｃ以内で、蛍光灯が点灯して動作する。力率調整器である集積回路ＩＣ１は電子バラスト内で動作し、抵抗Ｒ９を流れる検出される電流に応じてピーク電流を制限する。バラストが始めてターンオンされたときは、コンデンサＣ９とＣ１０とは充電されておらず、約４８０ボルトまで充電するためにある時間を要する。したがって、蛍光灯を点灯するためには正常な動作中に求められる電力の３ないし４倍もの電力を要する。集積回路ＩＣ１は、この電力を正常レベルで制御する。このレベルは、ＤＣレール電圧を直ちに安定させて、蛍光灯を点灯するためには不十分なことがある。したがって、本発明の電子バラストの機能の１つは蛍光灯の点灯を速くすることで、ＤＣレール電圧を迅速に安定させて蛍光灯を点灯するために最大電力が供給されるように、それは力率調整器の最初の動作を調整することによりその機能を行う。本発明により、ＤＣレールは４８０ボルトまで非常に迅速に上昇する。本発明にしたがって、集積回路ＩＣ１のピン３は基準電圧入力端子であって、全波ブリッジ整流器の出力端子とアースの間に配置されている直列抵抗Ｒ１、Ｒ２およびＲ３で構成されている分圧器に接続される。別々の抵抗Ｒ１とＲ２とは、抵抗の最高電圧仕様内で用いることが好ましい。コンデンサＣ５が、抵抗Ｒ３に並列接続されて濾波を行う。抵抗Ｒ１〜Ｒ３とコンデンサＣ５とは、電子バラストの前置調整器の部分を構成する。集積回路ＩＣ１のピン３は、抵抗Ｒ１とＲ２の共通接続点に接続される。正常な動作では、ピン３には抵抗分圧器回路網により約１ボルトが加えられる。集積回路ＩＣ１のピン３における電圧は、チョークＴ３とＦＥＴスイッチＱ３を流れる電流の量を決定する。本発明にしたがって、集積回路ＩＣ１により制御される、チョークＴ３とトランジスタＱ３とを流れる初期電流は、集積回路ＩＣ１のピン３における電圧を約４ボルトまで最初に（始動時に）上昇させることにより、正常な動作におけるものより遥かに大きい値まで増加させられる。集積回路ＩＣ１のピン３における電圧を上昇させる好適な方法は、トランスＴ４に付加巻線を用いることによってである。その巻線を、第１図に５Ｆ−５Ｓで示す。約２５ＫＨｚの周波数で約２０ボルトの電圧が、巻線５Ｆ−５Ｓにより供給される。巻線５Ｆ−５Ｓは、ダイオードＤ１４のアノードに接続される。そのダイオードはこの信号を整流し、その整流された信号は抵抗Ｒ１０に供給される。その抵抗は電流制限器として動作する。電流制限抵抗Ｒ１０の他の側は、ツェナーダイオードＤ１３のカソードに結合される。そのダイオードのアノードは、接地される。ダイオードＤ１３が抵抗Ｒ１０の１つの端子における電圧を調整するように、ダイオードＤ１３は１３ボルトツェナーダイオードであることが好ましい。この電圧は、集積回路ＩＣ１の電力入力（Ｖｃｃ）ピン８に供給される。ツェナーダイオードＤ１３に並列接続されているコンデンサＣ１８が、濾波を行う。巻線５Ｆ−５Ｓと回路ＩＣ１のピン５との間に接続されている抵抗Ｒ１４がトリガ信号を供給する。そのトリガ信号は集積回路の動作を開始させるために用いる。ピン３における電圧は、本発明にしたがって、コンデンサＣ１８と抵抗Ｒ２１との直列配置を含む抵抗／コンデンサ回路を用いて上昇させる。コンデンサＣ１８の一端が抵抗Ｒ１０に接続され、抵抗Ｒ２１の一端が集積回路ＩＣ１のピン３に接続される。始動時には、トランスＴ４の巻線５Ｆ−５Ｓにより供給される電圧信号はダイオードＤ１４により整流され、ツェナーダイオードＤ１３により平滑される。この電圧信号の一部が、最初は充電されていないコンデンサＣ１８と、抵抗Ｒ２１とを通じて集積回路ＩＣ１のピン３に流され、ピン３における電圧を約４ボルトまで上昇させる。このより高い電圧に応答して、集積回路ＩＣ１はより大きい電流がチョークＴ３とトランジスタＱ３とを流れるようにする。その後で、コンデンサＣ１８は充電され、完全に充電されると、開回路として現れ、トランスＴ４の巻線５Ｆ−５Ｓから集積回路ＩＣ１のピン３に供給された電圧の寄与を断つ。したがって、ピン３における電圧は、約１ボルトのそれの正常なレベルに戻る。コンデンサＣ１８と抵抗Ｒ２１とは、ＲＣ回路を構成する。そのＲＣ回路の時定数は、約１０ないし２０ｍｓｅｃであることが好ましい。集積回路ＩＣ１にチョークＴ３から電力を供給する代わりに、トランスＴ４にタップを設けることにより電力が発生される。こうする理由は、電子バラストの始動中は、チョークＴ３を流れる電流はＦＥＴスイッチＱ３により制御され、そのスイッチＱ３は集積回路ＩＣ１により制御されるが、その集積回路は始動時は安定でないために、チョークＴ３の動作が非常に不安定だからである。しかし、トランスＴ４はインバータ回路のために自己発振するために、トランスＴ４の動作は始動導中は安定である。言い換えると、トランスＴ４は集積回路ＩＣ４とは独立に自己発振し、集積回路ＩＣ４の安定性により影響を受けない。始動中はトランスＴ４は安定であるから、集積回路ＩＣ４にはトランスＴ４の巻線５Ｆ−５Ｓにより電力を供給できる。集積回路ＩＣ１にチョークＴ３から電力が供給されるものとすると、チョークＴ３によりピン８でそれに供給される電力が小さい（安定な動作のために要する電力より小さい）ために、集積回路は最初は不安定である。他方、本発明はこの問題を解決する。求められている電圧ほどＤＣレールを高く上昇できないとしても、トランスＴ４を含んでいるインバータ回路は依然として発振する。もっとも、トランスＴ４は点灯するために十分な電圧を発生しないかもしれないが。いくつかの従来の電子バラストには、チョークＴ３を含んでいるブースト回路、すなわち前置調整器が設けられていないことに注目すべきである。全波整流器からの電圧、すなわち３９０ボルトピークは、トランスＴ４に対応する逓昇トランスに直接供給される。蛍光灯を点灯するために、そのトランスはピーク電圧を３９０ボルトから６００ボルトまで上昇させる。集積回路ＩＣ１などの能動力率調整器が含まれていないとすると、電子バラストの力率は約６０％というように非常に低いであろう。電子バラストの前置調整器の部分を構成する能動力率調整器集積回路ＩＣ１により、力率を殆ど１、すなわち１００％まで高くできる。また、コンデンサＣ１８と抵抗Ｒ２１とにより提供される即時始動性により、ＤＣレールの電圧を一層迅速に上昇させて、蛍光灯を点灯するために必要な電力を供給する。第２図は、ランプ電流ＩＬおよび回路電圧Ｖｃｃ対時間のグラフである。このグラフは、能動力率調整器前置調整器を有するが、コンデンサＣ１８と抵抗Ｒ２１により構成された本発明の始動回路を持たない電子バラストを試験している間に、オシロスコープの表示器から直接取ったものである。第２図は、電力（Ｖｃｃ）が供給されたときと蛍光灯が安定な動作に達したときとの間の、約１７５ｍｓｅｃの点灯遅れを示す。第３図は、本発明にしたがって構成した即時始動回路を持つ能動力率調整器前置調整器を有する電子バラストの、ランプ電流ＩＬ、ＤＣバス（ＤＣレール）電圧および回路電圧Ｖｃｃ対時間の、オッシロスコープの表示器から取った類似のグラフである。第３図は、蛍光灯が始動後に安定な動作になるまでの遅延が非常に短い、すなわち約３０ｍ秒であることを示す。本発明にしたがって構成した電子バラストは、能動力率調整器を用いることにより点灯するために、ＤＣレール電圧をより高い電圧まで上昇させるための前置調整器を提供するばかりでなく、電子バラストにより駆動される蛍光灯の始動時間を大幅に短縮するものである。ここで、本発明の例示的実施例を添付図面を参照して説明したが、本発明はそれらの実施例のみに限定されるものではないこと、および本発明の要旨および範囲を逸脱することなしに、他の種々の変更および修正を当業者が行えることを理解すべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者フー，フェンチャンアメリカ合衆国カリフォルニア州、トランス、ウェスト、ワンハンドレッドセブンティセカンド、ストリート、3602

Claims

【特許請求の範囲】１．低周波電圧源に接続するための入力ターミナルと、 −この入力ターミナルに接続され、低周波電圧源により供給される低周波電源電圧から第１のＤＣ電圧を発生する整流器手段と、 −誘導素子と、一方向素子と、制御電極を設けられているスイッチング素子と、スイッチング素子の制御電極に結合されて、スイッチング素子を高い周波数で導通および非導通にする制御回路とを備え、ランプの動作中に第１のＤＣ電圧をほぼ一定の平均値を持つ第２のＤＣ電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換器と、 −このＤＣ−ＤＣ変換器の出力ターミナルに結合され、第２のＤＣ電圧からランプ電流を発生するインバータと、 −制御回路の入力端子と入力ターミナルとに結合され、低周波電源電圧の瞬時振幅に依存して制御信号のデュ−ティサイクルに影響を及ぼす信号Ｓを発生する信号発生手段と、を備える、ランプを動作させるための回路装置であって、回路装置に電源を投入した直後の時間間隔ΔＴ中に制御信号のデューティサイクルを増大して、ランプの動作中に第２のＤＣ電圧の平均値が零から前記ほぼ一定の値まで増加する速さを高くする手段を信号発生手段が備えることを特徴とするランプを動作させるための回路装置。２．請求の範囲１記載の回路装置であって、整流された低周波電源電圧の瞬時振幅に比例する第１の信号Ｓ１を発生するための第１の手段と、第１の信号Ｓ１と同じ極性を持ち、時間間隔ΔＴの後でほぼ零になる第２の信号Ｓ２を発生するための第２の手段とを備える信号発生手段と、信号Ｓ１と信号Ｓ２を加え合わせるための手段とを備える回路装置。３．請求の範囲２記載の回路装置であって、インバータは、ＡＣ電圧を発生するための手段を備え、前記第２の手段は前記ＡＣ電圧から第２の信号Ｓ２を発生するための手段を備える回路装置。４．請求の範囲３記載の回路装置であって、インバータはトランスを備え、第２の手段はトランスの二次巻線を備える回路装置。５．請求の範囲３または４記載の回路装置であって、第２の手段は整流手段と、抵抗性手段と、容量性手段とを備える回路装置。６．請求の範囲３、４または５記載の回路装置であって、第２の手段はクランプ手段を備える回路装置。７．請求の範囲６記載の回路装置であって、クランプ手段はツェナーダイオードを備える回路装置。