JPH10511219A - 回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、高圧放電電球を点弧及び動作させる回路装置であって、バックコンバータを形成するスイッチング手段、誘導性手段及び整流手段を有し、供給源に接続するための入力端子と前記電球に接続するための出力端子とに接続される一方、前記スイッチング手段をスイッチオン信号及びスイッチオフ信号を各々用いて交互に導通状態及び非導通状態へ周期的にスイッチすることにより前記電球に電流を供給する手段を有する部分を備え、前記誘導性手段が一次巻線及び二次巻線を有し、該二次巻線が前記スイッチオフ信号を発生する積分回路網の一部を形成するような回路装置に関する。そして、本回路装置には前記整流手段を介して流れる電流を検出する検出手段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 回路装置 技術分野 本発明は、高圧放電電球を点弧及び動作させる（運転する）回路装置に係り、 − バックコンバータを形成するスイッチング手段、誘導性手段及び整流手段を 有し、供給源（電源）に接続するための入力端子と前記電球に接続するための出 力端子とに接続される一方、前記スイッチング手段をスイッチオン信号及びスイ ッチオフ信号により交互に導通状態及び非導通状態へ各々周期的にスイッチする ことにより前記電球に電流を供給する手段を有する部分を備え、 − 前記誘導性手段が一次巻線及び二次巻線を有し、該二次巻線が前記スイッチ オフ信号を発生する積分回路網の一部を形成する、 ような回路装置に関する。 背景技術 冒頭で述べたような種類の回路装置は、ヨーロッパ特許第 EP-A-0401931 号( 米国特許第５０６８５７２号)から既知である。この既知の回路装置は、投影型 テレビジョン設備の一部を形成する高圧放電電球を点弧及び運転するのに極めて 適している。 ここでバックコンバータ（Buck converter）と呼ぶ形式のスイッチモード電源 は、ダウンコンバータ、ステップダウンコンバータ、インダクタ結合ステップダ ウンコンバータ及びダイレクトダウンコンバータ等の他の呼称でも知られている 。 バックコンバータにおいては、通常、入力端子と出力端子とは電気的に直接接 続されるが、このような回路では入力端子と出力端子との間に例えばトランスの 形態の電気絶縁部を設けることもできる。 上記既知の回路装置では、バックコンバータは自己発振モードで動作し、該モ ードはスイッチオン信号の発生、従って前記スイッチング手段の非導通状態から 導通状態へのスイッチング過程、が前記誘導性手段を経る電流が零になった時点 で開始され、これによりスイッチングが即座に発生するという事実により特徴付 けられている。 上記既知の回路装置によれば、接続された電球に比較的広い電流及び電圧範囲 で略一定の電力を供給することができ、これにより当該電球により極めて一定な 光束が発生されるようになる。前記自己発振モードは、スイッチング手段の周期 的なスイッチングにおける、特にランプ動作が安定する電流−電圧範囲での、低 スイッチング損失に特徴がある。好ましくは、前記ダウンコンバータは、非導通 状態から導通状態へのスイッチングが、安定した電球動作中に人の聴覚の限界よ り高い周波数で発生するように寸法が決定されるようにする。これによれば、前 記誘導性手段の寸法も比較的小さいままにすることができるという結果が得られ る。 上記スイッチオフ信号を発生するため、前記既知の回路装置においては、別途 設定された制御信号と、前記積分回路網の出力端子に現れ且つ前記誘導性手段を 経る電流の値に比例する信号との間の比較がなされる。この積分回路網の出力端 子の上記信号が上記別途設定された制御信号に等しくなる時点で、前記スイッチ オフ信号が発生され、かくして前記スイッチング手段は導通状態から非導通状態 へとスイッチされる。 既知の回路装置においては、上記積分回路網は容量性手段を有し、該容量性手 段の間の電圧が前記の誘導性手段を経る電流の値に比例する信号である。上記既 知の回路装置によれば、比較的簡単な構成で、制御された電流源が実現されると 共に負荷（電球）で消費される電力を制御することができるが、該既知の回路装 置は多くの欠点を有している。 或る条件下においては、前記スイッチング手段がスイッチされる周波数は、前 記既知の回路装置においては比較的非常に低い値を示すことが判った。上記の比 較的低いスイッチング周波数の発生は、このスイッチング周波数が人の聴覚の範 囲に入るため、騒音汚染の問題につながる。 この欠点は、上記スイッチング手段が非導通状態のままである時間を制限する ようにして、防止することができる。この構成は、特別な手段を講じないと、上 記条件下のバックコンバータは前記誘導性手段を介して連続電流がながれるよう な非自己発振モードで動作し得るという結果となる。しかしながら、前記既知の 回路は自己発振モードでのみ信頼性のある動作をなし得、これが従って欠点とな ることが判った。 発明の開示 本発明の目的は、上記各欠点が略除去されるような回路装置を提供することに ある。本発明によれば、冒頭で述べた種類の回路装置が、上記目的のため、前記 整流手段を介して流れる電流を検出する検出手段を備えていることを特徴とする 。 前記整流手段を介して流れる電流の検出により、上記回路装置を当該回路装置 の自己発振モードでの動作が可能となるように適応化することが可能となること が判った。特に、上記検出手段によれば、前記スイッチング手段が非導通状態で ある期間内で前記積分回路網に供給する信号を有利に発生することができる。か くして、簡単ではあるが効果的な方法により、上記積分回路網の出力端子におけ る信号を前記誘導性手段を経る電流の値に比例したままとすることができる。こ れにより、上記積分回路網の出力端子における上記信号は、前記スイッチング手 段が導通状態となる時点で、上記誘導性手段を経る電流の値に対応するようにな る。この構成は、上記スイッチング手段を非導通状態にさせるスイッチオフ信号 の正しい時点での発生にとって重要であり、該発生は上記誘導性手段を経る電流 の値に比例する信号に基づいて生じる。上記検出手段を整流手段と、前記入力端 子の一方と前記出力端子の一方との間の電気的な直接接続部との間に接続するの が大いに有利である。このことは、当該検出手段が抵抗性インピーダンスを有す る場合に特にそうである。一方、この方法によれば、整流手段を経る電流の値の 非常に簡単且つ信頼性のある検出が実現される。他方、上記検出手段により発生 される信号は前記供給源により供給される電圧からは独立したものとなる。更に 、この態様によれば、整流手段が導通している場合にのみ電流が上記検出手段を 経て流れるようになる。又、この方法によれば、前記接続端子に接続される電球 回路が電波障害源として作用してしまうことが防止される。 好ましくは、上記抵抗性インピーダンスは演算増幅器により分路される一方、 該演算増幅器の出力端子は前記積分回路網の出力端子に接続され、これにより前 記誘導性手段を経る電流の値に比例した信号が当該積分回路網の出力端子に常に 存在するようになる。 図面の簡単な説明 図は、本発明による高圧放電電球を点弧及び動作させる回路装置の回路図を示 す。 発明を実施するための最良の形態 本発明の前記特徴及び他の特徴を、その一実施例の図面を参照して以下に詳細 に説明する。 図は、高圧放電電球７を点弧及び動作させる（運転する）回路装置の回路図を 示し、該回路装置は、 − バックコンバータを形成するスイッチング手段１、誘導性手段２及び整流手 段４を有し、供給源（電源）に接続するための入力端子５と前記電球に接続する ための出力端子６とに接続され、且つ、前記電球に前記スイッチング手段を前記 スイッチオン信号及びスイッチオフ信号を用いて交互に導通状態及び非導通状態 へと周期的にスイッチすることにより電流を供給する部分を備え、 − 前記誘導性手段２は一次及び二次巻線２１及び２２を有し、該二次巻線２２ は前記スイッチオフ信号を発生する出力端子９０を備える積分回路網９の一部を 形成している。 上記二次巻線は前記スイッチオン信号を発生するための分圧回路１０の一部も 形成している。 当該バックコンバータには容量性緩衝手段３も設けられている。 入力端子５の一方と、出力端子６の一方との間には直接的な電気接続部１５が 存在する。この直接接続部１５と整流手段４との間には抵抗性インピーダンス１ ３が接続されている。この抵抗性インピーダンスは、上記整流手段を介して流れ る電流を検出する検出手段１２の一部を形成している。この抵抗性インピーダン スは演算増幅器１４により分路され、該演算増幅器の出力端子１４０は積分回路 網９の前記出力端子９０に結合されている。これにより、上記整流手段を経る電 流の値が高信頼性をもって検出されると共に、上記積分回路網の出力端子におけ る信号が前記誘導性手段を経る電流の値に比例したままとなる。 本回路装置は更に容量１１を有し、該容量は前記一次巻線２１と共に、前記ス イッチング手段１が非導通状態の場合に前記整流手段４が最早電流を通過させな くなる時点で同調された回路を形成する。かくして上記一次巻線の間で上昇する 電圧が二次巻線２２に電圧を誘起し、該二次巻線が分圧回路１０を介してスイッ チオン信号を発生する電圧源を形成することになる。他の実施例では、供給源の 電圧を上記スイッチング手段を動作させるに適した直流電圧に変換するための( 図示せぬ)変換部が入力端子５と当該スイッチング手段１との間に介挿される。 この変換部は両入力端子間に接続された比較的大きなコンデンサＣ等を有する。 この場合、上記の同調された回路は該コンデンサＣと上記スイッチング手段の両 端間に接続されたコンデンサ１１’とを有する。この実施例では、コンデンサ１ １は必要ではない。 積分回路網９で発生されたスイッチオフ信号は、分圧回路１０で発生されるス イッチオン信号と同様に、制御回路１００に供給される。この制御回路１００が 前記スイッチング手段をスイッチするに必要な実際の制御を行う。 電球を含む手段８は、電球動作中には当該電球を介して周期的に極性が変わる ような電流が流れるので、実際の多くの場合には転流（commutator）回路を有す る。該手段８は、通常、当該電球を点弧するための電圧パルスを発生する点弧回 路も有する。通常、上記転流回路及び点弧回路の両者も本発明による回路装置の 一部を形成する。上記転流回路は、当該電球が直流動作に適する場合には省略す ることができる。 上述した当該回路装置を実際に実現する場合、上記後者のものがフィリップス 社製ＵＨＰ型の高圧メタルハライド電球を動作させるのに適している。当該回路 装置の上記の実際的な実現例は、２２０Ｖ、５０Ｈｚの電源に接続するに適して いる。この目的のため、当該回路装置には、入力端子とスイッチング手段との間 に、これら入力端子に供給される交流電圧を上記スイッチング手段を動作させる に適した直流電圧に変換するための、既知の図示されていない、回路部分が設け られる。この変換部分は、上記入力端子間に、４７μＦのコンデンサＣを有する 。 又、インターナショナルレクチファイア社製のＭＯＳ電界効果トランジスタが、 前記スイッチング手段１として作用する。前記誘導性手段２は、フェライトコア と、巻数１００の一次巻線と、巻数３０の二次巻線とを備えるトランスにより形 成される。又、前記容量性緩衝手段は０.８２μＦの容量値を持つ。又、整流手 段４はフィリップス社製のBYV29F500型のダイオードにより形成される。又、ス イッチング手段１は５６０ｐＦのコンデンサ１１’により分路される。又、実際 的な実施例では、検出手段１２はCA3140M96型の演算増幅器により分路された０. １５Ωの抵抗性インピーダンスを有する。抵抗性インピーダンス１３の値と、前 記積分回路網の部品の大きさと、誘導性手段２の一次巻線と二次巻線との間の巻 線比とに依存して設定される当該増幅係数は１００／３０である。 当該回路装置の上記の実際の実現例は、投影型テレビジョン設備に使用するの に極めて適している。 他の適用例は、例えば、車両照明システムにおける放電電球の動作である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高圧放電電球を点弧及び動作させる回路装置であって、 − バックコンバータを形成するスイッチング手段、誘導性手段及び整流手段 を有し、供給源に接続するための入力端子と前記電球に接続するための出力端子 とに接続される一方、前記スイッチング手段をスイッチオン信号及びスイッチオ フ信号を各々用いて交互に導通状態及び非導通状態へ周期的にスイッチすること により前記電球に電流を供給する手段を有する部分を備え、 − 前記誘導性手段が一次巻線及び二次巻線を有し、該二次巻線が前記スイッ チオフ信号を発生する積分回路網の一部を形成する、 ような回路装置において、 前記整流手段を介して流れる電流を検出する検出手段が設けられていること を特徴とする回路装置。 ２．請求項１に記載の回路装置において、前記検出手段は前記スイッチング手段 が非導通状態の期間内に前記積分回路網に供給する信号を発生することを特徴と する回路装置。 ３．請求項１又は請求項２に記載の回路装置において、前記入力端子の一方と前 記出力端子の一方との間に電気的な直接接続部が存在し、前記検出手段が前記直 接接続部と前記整流手段との間に結合されていることを特徴とする回路装置。 ４．請求項１、２又は３に記載の回路装置において、前記検出手段が抵抗性イン ピーダンスを有することを特徴とする回路装置。 ５．請求項４に記載の回路装置において、前記抵抗性インピーダンスが演算増幅 器により分路され、該演算増幅器の出力端子が前記積分回路網の出力端子に接続 されていることを特徴とする回路装置。