JPH1069993A - ガス放電ランプ用の安定器回路 - Google Patents
ガス放電ランプ用の安定器回路Info
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- JPH1069993A JPH1069993A JP9161761A JP16176197A JPH1069993A JP H1069993 A JPH1069993 A JP H1069993A JP 9161761 A JP9161761 A JP 9161761A JP 16176197 A JP16176197 A JP 16176197A JP H1069993 A JPH1069993 A JP H1069993A
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- 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
- 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
- H05B41/2825—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 by means of a bridge converter in the final stage
-
- 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
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- H05B41/14—Circuit arrangements
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- Y10S315/05—Starting and operating circuit for fluorescent lamp
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 始動回路にｐｎダイオードを必要としないガ
ス放電ランプ用安定器回路を提供する。 【解決手段】 ガス放電ランプ１３と一対の共振インピ
ーダンスを含む共振負荷回路１２、一対のスイッチ
Ｑ1 ，Ｑ2 を含む直流−交流変換器、アース１６に接続
されているブリッジ・コンデンサ２６、共振負荷回路の
交流電流に応答して前記対のスイッチを再生的に制御す
る一対の帰還回路３０，３２、並びに始動回路３８を有
する。始動回路は、分圧回路４２、分圧回路の一対の直
列接続のインピーダンスＲ1 ，Ｒ2 の間の共通の接続点
とアースとの間に結合された始動コンデンサＣS 、ブリ
ッジ・コンデンサと始動コンデンサとの間に結合された
電圧ブレークオーバー・スイッチ４０、並びに電圧ブレ
ークオーバー・スイッチに直列に結合され、該スイッチ
の点弧時に始動電流パルスを生じるように前記帰還回路
に結合されている変圧器巻線Ｔ1Dを含む。
ス放電ランプ用安定器回路を提供する。 【解決手段】 ガス放電ランプ１３と一対の共振インピ
ーダンスを含む共振負荷回路１２、一対のスイッチ
Ｑ1 ，Ｑ2 を含む直流−交流変換器、アース１６に接続
されているブリッジ・コンデンサ２６、共振負荷回路の
交流電流に応答して前記対のスイッチを再生的に制御す
る一対の帰還回路３０，３２、並びに始動回路３８を有
する。始動回路は、分圧回路４２、分圧回路の一対の直
列接続のインピーダンスＲ1 ，Ｒ2 の間の共通の接続点
とアースとの間に結合された始動コンデンサＣS 、ブリ
ッジ・コンデンサと始動コンデンサとの間に結合された
電圧ブレークオーバー・スイッチ４０、並びに電圧ブレ
ークオーバー・スイッチに直列に結合され、該スイッチ
の点弧時に始動電流パルスを生じるように前記帰還回路
に結合されている変圧器巻線Ｔ1Dを含む。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に、動作が自己
共振帰還回路によって制御される一対の直列接続のスイ
ッチを有する直流−交流変換器を含む形式のガス放電ラ
ンプ用安定器回路に関するものである。更に詳しくは、
本発明は、安定器回路の自己共振動作を開始させるため
の始動回路であって、定常状態安定器動作の際に、始動
パルスを生じるために使用される電圧ブレークオーバー
・スイッチの点弧を防止するためにｐｎダイオードを必
要としない始動回路に関するものである。
共振帰還回路によって制御される一対の直列接続のスイ
ッチを有する直流−交流変換器を含む形式のガス放電ラ
ンプ用安定器回路に関するものである。更に詳しくは、
本発明は、安定器回路の自己共振動作を開始させるため
の始動回路であって、定常状態安定器動作の際に、始動
パルスを生じるために使用される電圧ブレークオーバー
・スイッチの点弧を防止するためにｐｎダイオードを必
要としない始動回路に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】従来のガス放電ランプ用安定器回路に
は、動作が自己共振帰還回路によって制御される一対の
直列接続のスイッチを有する直流−交流変換器を含む形
式のものがある。安定器回路の自己共振発振動作を開始
させるために始動回路が設けられている。これは、ダイ
アック（ｄｉａｃ）のような電圧ブレークオーバー・ス
イッチをその閾値電圧までバイアスして点弧する（すな
わち、導通させる）ことによって、電流パルスを発生す
ることにより達成される。定常状態の動作の間、始動回
路の電圧ブレークオーバー・スイッチの両端間の電圧を
その点弧のための閾値電圧より低い値に保つことが必要
である、これを達成するための典型的な回路ではｐｎダ
イオードが含まれ、該ダイオードの陰極が上述の一対の
スイッチの共通接続点に接続されている。例えば、この
様なダイオードは米国特許第４，３５３，０１０号に記
載されている始動回路に設けられている。
は、動作が自己共振帰還回路によって制御される一対の
直列接続のスイッチを有する直流−交流変換器を含む形
式のものがある。安定器回路の自己共振発振動作を開始
させるために始動回路が設けられている。これは、ダイ
アック（ｄｉａｃ）のような電圧ブレークオーバー・ス
イッチをその閾値電圧までバイアスして点弧する（すな
わち、導通させる）ことによって、電流パルスを発生す
ることにより達成される。定常状態の動作の間、始動回
路の電圧ブレークオーバー・スイッチの両端間の電圧を
その点弧のための閾値電圧より低い値に保つことが必要
である、これを達成するための典型的な回路ではｐｎダ
イオードが含まれ、該ダイオードの陰極が上述の一対の
スイッチの共通接続点に接続されている。例えば、この
様なダイオードは米国特許第４，３５３，０１０号に記
載されている始動回路に設けられている。
【０００３】
【発明の目的】本発明の１つの目的は、動作が自己共振
帰還回路によって制御される一対の直列接続のスイッチ
を有する直流−交流変換器を含むと共に、定常状態安定
器動作の際に電圧ブレークオーバー・スイッチの点弧を
防止するためにｐｎダイオードを必要としない始動回路
を含む形式のガス放電ランプ用安定器回路を提供するこ
とである。
帰還回路によって制御される一対の直列接続のスイッチ
を有する直流−交流変換器を含むと共に、定常状態安定
器動作の際に電圧ブレークオーバー・スイッチの点弧を
防止するためにｐｎダイオードを必要としない始動回路
を含む形式のガス放電ランプ用安定器回路を提供するこ
とである。
【０００４】本発明の他の目的は、容易に入手可能な部
品を使用した上記の形式の安定器回路を提供することで
ある。
品を使用した上記の形式の安定器回路を提供することで
ある。
【０００５】
【発明の概要】上記の目的を達成するため、本発明によ
るガス放電ランプ用の安定器回路は、ガス放電ランプを
含むと共に、第１および第２の共振インピーダンスを含
む共振負荷回路を有する。第１および第２の共振インピ
ーダンスの値により共振負荷回路の動作周波数が定ま
る。共振負荷回路には、該共振負荷回路に交流電流を誘
起するように直流−交流変換器が結合されている。直流
−交流変換器は、直流母線電圧の直流母線とアースとの
間に直列に接続された第１および第２のスイッチを含ん
でおり、第１および第２のスイッチの間の共通の接続点
（共通スイッチ接続点）には交流電流が流れる。一端が
アースに接続されたブリッジ・コンデンサが設けられ
る。第１および第２の帰還回路が、共振負荷回路の交流
電流に応答して第１および第２のスイッチを再生的に制
御する。始動回路が第１および第２の帰還回路の動作を
開始させる。始動回路は共通スイッチ接続点とアースと
の間に結合された分圧回路を含み、分圧回路は第１およ
び第２の直列接続のインピーダンスを有する。始動回路
はまた、分圧回路の第１および第２の直列接続のインピ
ーダンスの間の共通の接続点（共通インピーダンス接続
点）とアースとの間に結合された始動コンデンサ、およ
びブリッジ・コンデンサの非接地端と始動コンデンサと
の間に結合された電圧ブレークオーバー・スイッチを含
んでいる。始動回路は更に、電圧ブレークオーバー・ス
イッチが点弧したときに電流パルスを導くように電圧ブ
レークオーバー・スイッチに直列に結合された変圧器巻
線を含み、該変圧器巻線は電圧ブレークオーバー・スイ
ッチが点弧したときに始動電流パルスを生じるように第
１および第２の帰還回路に結合されている。
るガス放電ランプ用の安定器回路は、ガス放電ランプを
含むと共に、第１および第２の共振インピーダンスを含
む共振負荷回路を有する。第１および第２の共振インピ
ーダンスの値により共振負荷回路の動作周波数が定ま
る。共振負荷回路には、該共振負荷回路に交流電流を誘
起するように直流−交流変換器が結合されている。直流
−交流変換器は、直流母線電圧の直流母線とアースとの
間に直列に接続された第１および第２のスイッチを含ん
でおり、第１および第２のスイッチの間の共通の接続点
（共通スイッチ接続点）には交流電流が流れる。一端が
アースに接続されたブリッジ・コンデンサが設けられ
る。第１および第２の帰還回路が、共振負荷回路の交流
電流に応答して第１および第２のスイッチを再生的に制
御する。始動回路が第１および第２の帰還回路の動作を
開始させる。始動回路は共通スイッチ接続点とアースと
の間に結合された分圧回路を含み、分圧回路は第１およ
び第２の直列接続のインピーダンスを有する。始動回路
はまた、分圧回路の第１および第２の直列接続のインピ
ーダンスの間の共通の接続点（共通インピーダンス接続
点）とアースとの間に結合された始動コンデンサ、およ
びブリッジ・コンデンサの非接地端と始動コンデンサと
の間に結合された電圧ブレークオーバー・スイッチを含
んでいる。始動回路は更に、電圧ブレークオーバー・ス
イッチが点弧したときに電流パルスを導くように電圧ブ
レークオーバー・スイッチに直列に結合された変圧器巻
線を含み、該変圧器巻線は電圧ブレークオーバー・スイ
ッチが点弧したときに始動電流パルスを生じるように第
１および第２の帰還回路に結合されている。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の上記およびその他の目的
並びに利点は、添付の図面を参照した以下の説明から明
らかになろう。図１は、蛍光ランプのようなガス放電ラ
ンプ１３を含む共振負荷回路１２に対する電力供給回路
すなわちガス放電ランプ用安定器回路１０を示す。共振
負荷回路１２に対する電力は、直流母線１４と基準導体
またはアース１６（これは必ずしも大地に接続されてい
る必要はない）との間に印加される母線電圧ＶB によっ
て供給される。母線電圧ＶB は母線電圧発生器１８によ
って供給され、母線電圧発生器１８は典型的には、交流
源または交流線路からの交流電圧を整流する通常の全波
整流器で構成される。母線電圧発生器１８は、オプショ
ンとして、通常のように力率補正回路を含んでいてよ
い。
並びに利点は、添付の図面を参照した以下の説明から明
らかになろう。図１は、蛍光ランプのようなガス放電ラ
ンプ１３を含む共振負荷回路１２に対する電力供給回路
すなわちガス放電ランプ用安定器回路１０を示す。共振
負荷回路１２に対する電力は、直流母線１４と基準導体
またはアース１６（これは必ずしも大地に接続されてい
る必要はない）との間に印加される母線電圧ＶB によっ
て供給される。母線電圧ＶB は母線電圧発生器１８によ
って供給され、母線電圧発生器１８は典型的には、交流
源または交流線路からの交流電圧を整流する通常の全波
整流器で構成される。母線電圧発生器１８は、オプショ
ンとして、通常のように力率補正回路を含んでいてよ
い。
【０００７】電力供給回路１０は両方向共振負荷電圧Ｖ
R を共振負荷回路１２の接続点２０と接続点２２との間
に印加し、これにより共振負荷回路１２に両方向電流が
誘起される。直流母線１４上の直流母線電圧ＶB から共
振負荷電圧ＶR を発生させるために、電力供給回路１０
は通常のように直列半ブリッジ変換器を含み、直列半ブ
リッジ変換器は直列接続のＭＯＳＦＥＴ（金属−酸化物
−半導体電界効果トランジスタ）のようなスイッチＱ1
およびＱ2 を有する。スイッチＱ1 のドレインは直流母
線１４に直接接続され、スイッチＱ1 のソースはスイッ
チＱ2 のドレインに接続され、その接続点２０はスイッ
チＱ1 およびＱ2 の共通の接続点である。スイッチＱ1
およびＱ2 の導通状態は、それぞれのゲートＧ1 および
Ｇ2 に印加されるそれぞれの制御電圧によって決定され
る。簡単に説明すると、両方向共振負荷電圧ＶR は、ス
イッチＱ1 を介して母線電圧ＶB の直流母線１４とスイ
ッチＱ2を介してアース１６とに、共通の接続点２０を
交互に接続することにより発生される。直流母線１４と
アース１６との間に直列に接続されたブリッジ・コンデ
ンサ２４および２６は、共振負荷回路１２の接続点２２
を直流母線電圧ＶB のほぼ半分（１／２）の電圧に維持
する。
R を共振負荷回路１２の接続点２０と接続点２２との間
に印加し、これにより共振負荷回路１２に両方向電流が
誘起される。直流母線１４上の直流母線電圧ＶB から共
振負荷電圧ＶR を発生させるために、電力供給回路１０
は通常のように直列半ブリッジ変換器を含み、直列半ブ
リッジ変換器は直列接続のＭＯＳＦＥＴ（金属−酸化物
−半導体電界効果トランジスタ）のようなスイッチＱ1
およびＱ2 を有する。スイッチＱ1 のドレインは直流母
線１４に直接接続され、スイッチＱ1 のソースはスイッ
チＱ2 のドレインに接続され、その接続点２０はスイッ
チＱ1 およびＱ2 の共通の接続点である。スイッチＱ1
およびＱ2 の導通状態は、それぞれのゲートＧ1 および
Ｇ2 に印加されるそれぞれの制御電圧によって決定され
る。簡単に説明すると、両方向共振負荷電圧ＶR は、ス
イッチＱ1 を介して母線電圧ＶB の直流母線１４とスイ
ッチＱ2を介してアース１６とに、共通の接続点２０を
交互に接続することにより発生される。直流母線１４と
アース１６との間に直列に接続されたブリッジ・コンデ
ンサ２４および２６は、共振負荷回路１２の接続点２２
を直流母線電圧ＶB のほぼ半分（１／２）の電圧に維持
する。
【０００８】通常の技術による代わりの回路では、ブリ
ッジ・コンデンサ２４を省略して、その代わりに直流母
線１４とアース１６との間にコンデンサ（図示していな
い）を接続し、残りのブリッジ・コンデンサを図示の位
置に配置する。制御信号が、それぞれの帰還回路３０お
よび３２によってスイッチＱ1 およびＱ2 のゲートＧ1
およびＧ2 に供給される。帰還回路３０および３２は共
振負荷回路１２の一部分からの電流、すなわち変圧器の
巻線Ｔ1Cによって検知されて帰還回路の巻線Ｔ1Aおよび
Ｔ2Aに結合される電流に応答する。帰還回路３０および
３２はそれぞれ、背中合わせに（すなわち、陰極同士
が）接続された対のツェナーダイオード３４および３６
を含んでいる。これらのツェナーダイオード対は、それ
ぞれのゲートＧ1 およびＧ2 上の電圧をクランプ、すな
わちそれぞれの関連するスイッチＱ1 およびＱ2 の図示
の下側の接続点上の電圧に対して、それぞれの巻線Ｔ1A
およびＴ2Aに流れる電流の極性および大きさによって決
まるタイミングで正または負のレベルにクランプされ
る。ゲートＧ1 およびＧ2 のそれぞれの固有のコンデン
サ（図示していない）がまた帰還回路３０および３２の
動作に影響を及ぼす。
ッジ・コンデンサ２４を省略して、その代わりに直流母
線１４とアース１６との間にコンデンサ（図示していな
い）を接続し、残りのブリッジ・コンデンサを図示の位
置に配置する。制御信号が、それぞれの帰還回路３０お
よび３２によってスイッチＱ1 およびＱ2 のゲートＧ1
およびＧ2 に供給される。帰還回路３０および３２は共
振負荷回路１２の一部分からの電流、すなわち変圧器の
巻線Ｔ1Cによって検知されて帰還回路の巻線Ｔ1Aおよび
Ｔ2Aに結合される電流に応答する。帰還回路３０および
３２はそれぞれ、背中合わせに（すなわち、陰極同士
が）接続された対のツェナーダイオード３４および３６
を含んでいる。これらのツェナーダイオード対は、それ
ぞれのゲートＧ1 およびＧ2 上の電圧をクランプ、すな
わちそれぞれの関連するスイッチＱ1 およびＱ2 の図示
の下側の接続点上の電圧に対して、それぞれの巻線Ｔ1A
およびＴ2Aに流れる電流の極性および大きさによって決
まるタイミングで正または負のレベルにクランプされ
る。ゲートＧ1 およびＧ2 のそれぞれの固有のコンデン
サ（図示していない）がまた帰還回路３０および３２の
動作に影響を及ぼす。
【０００９】始動回路３８が、共振電圧ＶR の発振を開
始させるために設けられる。これは、帰還回路３０およ
び３２の巻線Ｔ1AおよびＴ2Aに結合される巻線Ｔ1Dに電
流パルスを供給することによって達成される。巻線Ｔ1D
に供給される電流パルスは、ダイアック（ｄｉａｃ）の
ような電圧ブレークオーバー・スイッチで構成されるス
イッチ４０が点弧したとき（すなわち、導通し始めたと
き）に生じる。スイッチ４０両端間の電圧はブリッジ・
コンデンサ２６と始動コンデンサＣS との間の電圧によ
って決定される。始動コンデンサＣS の電圧は分圧回路
４２によって決定される。分圧回路４２は、接続点２０
とアース１６との間に直列に接続された２つのインピー
ダンス、例えば抵抗Ｒ1 およびＲ2 を含み、それらの共
通接続点は始動コンデンサＣS の非接地端に接続され
る。
始させるために設けられる。これは、帰還回路３０およ
び３２の巻線Ｔ1AおよびＴ2Aに結合される巻線Ｔ1Dに電
流パルスを供給することによって達成される。巻線Ｔ1D
に供給される電流パルスは、ダイアック（ｄｉａｃ）の
ような電圧ブレークオーバー・スイッチで構成されるス
イッチ４０が点弧したとき（すなわち、導通し始めたと
き）に生じる。スイッチ４０両端間の電圧はブリッジ・
コンデンサ２６と始動コンデンサＣS との間の電圧によ
って決定される。始動コンデンサＣS の電圧は分圧回路
４２によって決定される。分圧回路４２は、接続点２０
とアース１６との間に直列に接続された２つのインピー
ダンス、例えば抵抗Ｒ1 およびＲ2 を含み、それらの共
通接続点は始動コンデンサＣS の非接地端に接続され
る。
【００１０】抵抗Ｒ1 の値を選ぶ際に２つの基準が使用
される。第１の基準は、式（Ｒ1 ×Ｒ2 ／（Ｒ1 ＋
Ｒ2 ））ＣS ≒（定常状態スイッチング周波数の１００
倍）によって表すことが出来る。第２の基準は、抵抗Ｒ
1 の電力消費を最小にすることである。抵抗Ｒ1 の大き
さがこの様にして選ばれた場合、抵抗Ｒ2 は、母線電圧
Ｖ B が最大値にある時にスイッチ４０の点弧を防止する
のに充分な電圧が始動コンデンサＣS 上に存在するよう
に、すなわちスイッチ４０の両端間の電圧が最小値にな
るように選ぶことが出来る。
される。第１の基準は、式（Ｒ1 ×Ｒ2 ／（Ｒ1 ＋
Ｒ2 ））ＣS ≒（定常状態スイッチング周波数の１００
倍）によって表すことが出来る。第２の基準は、抵抗Ｒ
1 の電力消費を最小にすることである。抵抗Ｒ1 の大き
さがこの様にして選ばれた場合、抵抗Ｒ2 は、母線電圧
Ｖ B が最大値にある時にスイッチ４０の点弧を防止する
のに充分な電圧が始動コンデンサＣS 上に存在するよう
に、すなわちスイッチ４０の両端間の電圧が最小値にな
るように選ぶことが出来る。
【００１１】始動回路３８の動作を、初期母線給電段
階、始動段階、定常状態段階、および発振中断段階につ
いてそれぞれ詳しく検討する。 「初期母線給電段階」母線電圧発生器１８が最初に付勢
されたとき、スイッチＱ1 およびＱ2 の自己再生式スイ
ッチングは未だ開始していない。ブリッジ・コンデンサ
２６が母線電圧ＶB のほぼ１／２まで充電する。典型的
なランプ動作周波数（例えば、数キロヘルツ〜１５０キ
ロヘルツ）では、抵抗Ｒ1 およびＲ2 が前述のように選
ばれていると、ブリッジ・コンデンサ２６の電圧が始動
コンデンサＣS の電圧よりも速く上昇する。スイッチ４
０を再点弧させるためには、始動コンデンサＣS は抵抗
Ｒ2 を介して、或いは抵抗４６が存在する場合は（以下
に説明する）、抵抗Ｒ2と直列接続の抵抗Ｒ1 および抵
抗４６との並列組合せを介して素早く放電すべきであ
る。この目的のために、始動コンデンサＣS および上記
の抵抗の内の関連するものによる抵抗コンデンサ時定数
は比較的短く、例えば１０ミリ秒にすべきである。
階、始動段階、定常状態段階、および発振中断段階につ
いてそれぞれ詳しく検討する。 「初期母線給電段階」母線電圧発生器１８が最初に付勢
されたとき、スイッチＱ1 およびＱ2 の自己再生式スイ
ッチングは未だ開始していない。ブリッジ・コンデンサ
２６が母線電圧ＶB のほぼ１／２まで充電する。典型的
なランプ動作周波数（例えば、数キロヘルツ〜１５０キ
ロヘルツ）では、抵抗Ｒ1 およびＲ2 が前述のように選
ばれていると、ブリッジ・コンデンサ２６の電圧が始動
コンデンサＣS の電圧よりも速く上昇する。スイッチ４
０を再点弧させるためには、始動コンデンサＣS は抵抗
Ｒ2 を介して、或いは抵抗４６が存在する場合は（以下
に説明する）、抵抗Ｒ2と直列接続の抵抗Ｒ1 および抵
抗４６との並列組合せを介して素早く放電すべきであ
る。この目的のために、始動コンデンサＣS および上記
の抵抗の内の関連するものによる抵抗コンデンサ時定数
は比較的短く、例えば１０ミリ秒にすべきである。
【００１２】上述の基準に従ってＲ1 、Ｒ2 およびＣS
の値が選ばれると、安定器回路が発振を開始した後、ス
イッチ４０は数回（例えば、５〜１０回）再点弧するこ
とができる。これは、例えば回路の不安定性により、或
いは使用者がランプを点灯しようとしているときに過っ
て電源を一時的にターンオフしたことにより、１個また
はそれ以上のパルスで回路の発振に至らなかった場合
に、付加的な始動パルスを供給する。
の値が選ばれると、安定器回路が発振を開始した後、ス
イッチ４０は数回（例えば、５〜１０回）再点弧するこ
とができる。これは、例えば回路の不安定性により、或
いは使用者がランプを点灯しようとしているときに過っ
て電源を一時的にターンオフしたことにより、１個また
はそれ以上のパルスで回路の発振に至らなかった場合
に、付加的な始動パルスを供給する。
【００１３】「始動段階」始動段階の間、始動コンデン
サＣS の電圧が未だ低い値に留まっている間に、ブリッ
ジ・コンデンサ２６上の電圧が母線電圧ＶB の電圧のほ
ぼ１／２に素早く到達し、その結果としてスイッチ４０
両端間の電圧がその電圧ブレークオーバー閾値を越え
る。これにより、始動コンデンサＣS より電圧にあるブ
リッジ・コンデンサ２６が巻線Ｔ1Dを介して始動コンデ
ンサＣS に急速に電荷を供給する。このようにして始動
コンデンサＣS の電圧が上昇すると、スイッチ４０両端
間の電圧はスイッチ４０をターンオフする値に低下す
る。
サＣS の電圧が未だ低い値に留まっている間に、ブリッ
ジ・コンデンサ２６上の電圧が母線電圧ＶB の電圧のほ
ぼ１／２に素早く到達し、その結果としてスイッチ４０
両端間の電圧がその電圧ブレークオーバー閾値を越え
る。これにより、始動コンデンサＣS より電圧にあるブ
リッジ・コンデンサ２６が巻線Ｔ1Dを介して始動コンデ
ンサＣS に急速に電荷を供給する。このようにして始動
コンデンサＣS の電圧が上昇すると、スイッチ４０両端
間の電圧はスイッチ４０をターンオフする値に低下す
る。
【００１４】「定常状態段階」定常状態段階の間、始動
コンデンサＣS と抵抗Ｒ1 がローパス・フィルタを形成
するので、接続点２０は始動コンデンサＣS に対して母
線電圧ＶB の電圧のほぼ１／２として現れる。この段階
の間、始動コンデンサＣS は抵抗Ｒ1 を介して充電さ
れ、スイッチ４０の再点弧を防止する。
コンデンサＣS と抵抗Ｒ1 がローパス・フィルタを形成
するので、接続点２０は始動コンデンサＣS に対して母
線電圧ＶB の電圧のほぼ１／２として現れる。この段階
の間、始動コンデンサＣS は抵抗Ｒ1 を介して充電さ
れ、スイッチ４０の再点弧を防止する。
【００１５】「発振中断段階」例えば回路の不安定性ま
たは一時的な停電により、安定器の発振が中断されたと
き、始動コンデンサＣS を素早く放電させることによっ
てランプの急速再始動を行うことが出来る。始動コンデ
ンサＣS 上の電圧が低下するにつれてスイッチ４０両端
間の電圧が上昇して、スイッチ４０の電圧ブレークオー
バー閾値に達し、スイッチ４０が再点弧する。
たは一時的な停電により、安定器の発振が中断されたと
き、始動コンデンサＣS を素早く放電させることによっ
てランプの急速再始動を行うことが出来る。始動コンデ
ンサＣS 上の電圧が低下するにつれてスイッチ４０両端
間の電圧が上昇して、スイッチ４０の電圧ブレークオー
バー閾値に達し、スイッチ４０が再点弧する。
【００１６】スイッチ４０がかなりの漏れ電流を有する
場合には、巻線Ｔ1D、スイッチ４０および抵抗Ｒ2 より
成るアースへ至る直流路を介してブリッジ・コンデンサ
２６が放電する傾向がある。この様な場合、直流母線１
４とブリッジ・コンデンサ２６との間に結合される抵抗
４４（破線で示す）を使用して、スイッチ４０に漏れ電
流を供給する電流路を設け、これによりブリッジ・コン
デンサ２６上の電荷をほぼ一定に維持するようにしても
よい。典型的には、抵抗４４の大きさは、母線電圧ＶB
がその最小動作値にあると仮定した場合にブリッジ・コ
ンデンサ２６の望ましくない放電を防止するのに充分な
電流をスイッチ４０に供給するように選ばれる。
場合には、巻線Ｔ1D、スイッチ４０および抵抗Ｒ2 より
成るアースへ至る直流路を介してブリッジ・コンデンサ
２６が放電する傾向がある。この様な場合、直流母線１
４とブリッジ・コンデンサ２６との間に結合される抵抗
４４（破線で示す）を使用して、スイッチ４０に漏れ電
流を供給する電流路を設け、これによりブリッジ・コン
デンサ２６上の電荷をほぼ一定に維持するようにしても
よい。典型的には、抵抗４４の大きさは、母線電圧ＶB
がその最小動作値にあると仮定した場合にブリッジ・コ
ンデンサ２６の望ましくない放電を防止するのに充分な
電流をスイッチ４０に供給するように選ばれる。
【００１７】また分圧回路４２を通って流れるスイッチ
Ｑ1 の漏れ電流により接続点２０の電圧が望ましくない
ほど高くなって、始動コンデンサＣS がスイッチ４０を
点弧できる点まで放電できなかった場合には、この様な
電流の一部を分路するために抵抗４４（破線で示す）を
スイッチＱ1 と並列に接続することが出来る。これは抵
抗Ｒ1 およびＲ2 を選ぶ際の制約を軽減する。
Ｑ1 の漏れ電流により接続点２０の電圧が望ましくない
ほど高くなって、始動コンデンサＣS がスイッチ４０を
点弧できる点まで放電できなかった場合には、この様な
電流の一部を分路するために抵抗４４（破線で示す）を
スイッチＱ1 と並列に接続することが出来る。これは抵
抗Ｒ1 およびＲ2 を選ぶ際の制約を軽減する。
【００１８】始動回路３８は図２に示すスナッバ及びゲ
ート・スピードアップ回路５０を組み合わせるのが有利
である。この回路５０は接続点４８および４９の間に接
続される。スナッバ及びゲート・スピードアップ回路５
０は、直列に、コンデンサ５２および抵抗５４を有し、
これらは図１の変圧器巻線Ｔ1Dに直列に結合される。抵
抗５４はコンデンサ５２とそれに結合された任意の他の
リアクタンスとの間の寄生の相互作用をを低減するよう
に作用する。
ート・スピードアップ回路５０を組み合わせるのが有利
である。この回路５０は接続点４８および４９の間に接
続される。スナッバ及びゲート・スピードアップ回路５
０は、直列に、コンデンサ５２および抵抗５４を有し、
これらは図１の変圧器巻線Ｔ1Dに直列に結合される。抵
抗５４はコンデンサ５２とそれに結合された任意の他の
リアクタンスとの間の寄生の相互作用をを低減するよう
に作用する。
【００１９】コンデンサ５２は第１に、いわゆるスナッ
バ・モード（緩衝モード）で動作し、スイッチＱ1 およ
びＱ2 の一方がターンオフしているが、他方が未だター
ンオンしていない期間の間、共振負荷回路１２からのエ
ネルギを蓄え、これによりそのエネルギをスイッチＱ1
およびＱ2 から逸らす。スナッバ用のコンデンサ５２が
無い場合、スイッチＱ1 およびＱ2 は、導通と非道通と
の間のスイッチングの間に、この様なエネルギを熱の形
で消費する。コンデンサ５２のスナッバ作用については
例えば１９９４年８月２３日発行の米国特許第５，３４
１，０６８号に詳しく説明されており、必要なら該特許
を参照されたい。
バ・モード（緩衝モード）で動作し、スイッチＱ1 およ
びＱ2 の一方がターンオフしているが、他方が未だター
ンオンしていない期間の間、共振負荷回路１２からのエ
ネルギを蓄え、これによりそのエネルギをスイッチＱ1
およびＱ2 から逸らす。スナッバ用のコンデンサ５２が
無い場合、スイッチＱ1 およびＱ2 は、導通と非道通と
の間のスイッチングの間に、この様なエネルギを熱の形
で消費する。コンデンサ５２のスナッバ作用については
例えば１９９４年８月２３日発行の米国特許第５，３４
１，０６８号に詳しく説明されており、必要なら該特許
を参照されたい。
【００２０】コンデンサ５２は第２に、スイッチＱ1 お
よびＱ2 のスイッチング速度を増大するように動作す
る。すなわち、コンデンサ５２は、巻線Ｔ1Dに誘起され
て該コンデンサに流れる電流の増加の時にスピードアッ
プ・パルスを生じる。この増加する電流は、図１に示す
電流検知巻線Ｔ1cの電流の増加に応じて巻線Ｔ1Dに誘起
される。コンデンサ５２のこのゲート・スピードアップ
作用については上記の米国特許第５，３４１，０６８号
に詳しく説明されており、必要なら該特許を参照された
い。
よびＱ2 のスイッチング速度を増大するように動作す
る。すなわち、コンデンサ５２は、巻線Ｔ1Dに誘起され
て該コンデンサに流れる電流の増加の時にスピードアッ
プ・パルスを生じる。この増加する電流は、図１に示す
電流検知巻線Ｔ1cの電流の増加に応じて巻線Ｔ1Dに誘起
される。コンデンサ５２のこのゲート・スピードアップ
作用については上記の米国特許第５，３４１，０６８号
に詳しく説明されており、必要なら該特許を参照された
い。
【００２１】図１において、別に特記していなければ、
典型的な部品値は次の通りである。ガス放電ランプ１３
は公称１２０ボルトの交流線路電圧で動作する２０ワッ
トの蛍光ランプであり、スイッチＱ1 およびＱ2 は米国
カリフォルニア州エルセグンド所在のインターナショナ
ル・レクティファイア社から商標名「ヘクスフェット
（ＨＥＸＦＥＴ）」で市販されているモデルＩＲＦＲ２
１４のＭＯＳＦＥＴであり、ツェナーダイオード対３４
および３６の上側および下側のダイオードはそれぞれ
７．５ボルトおよび１０ボルトの定格のダイオードであ
り、結合された変圧器の巻線Ｔ1A、Ｔ1B、Ｔ1CおよびＴ
1Dの巻数はそれぞれ４０、４０、４および４であり、共
振インダクタＬR は６３０マイクロヘンリイであり、共
振コンデンサＣR は２．７ナノファラッドであり、ブリ
ッジ・コンデンサ２４および２６の各々は０．２２マイ
クロファラッドであり、抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、４４および４
６はそれぞれ１００キロオーム、５６０キロオーム、５
６０キロオームおよび５６０キロオームであり、始動コ
ンデンサＣS は０．０１マイクロファラッドであり、電
圧ブレークオーバー・スイッチ４０は米国テキサス州ア
ーヴィン所在のテカー・エレクトロニクス・インク（Ｔ
ｅｃｃｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．）社か
ら商品名ＨＴ−３２で市販されているダイアック（ｄｉ
ａｃ）であり、コンデンサ５２（図２）は２２０ピコフ
ァラッドであり、抵抗５４（図２）は１００オームであ
る。
典型的な部品値は次の通りである。ガス放電ランプ１３
は公称１２０ボルトの交流線路電圧で動作する２０ワッ
トの蛍光ランプであり、スイッチＱ1 およびＱ2 は米国
カリフォルニア州エルセグンド所在のインターナショナ
ル・レクティファイア社から商標名「ヘクスフェット
（ＨＥＸＦＥＴ）」で市販されているモデルＩＲＦＲ２
１４のＭＯＳＦＥＴであり、ツェナーダイオード対３４
および３６の上側および下側のダイオードはそれぞれ
７．５ボルトおよび１０ボルトの定格のダイオードであ
り、結合された変圧器の巻線Ｔ1A、Ｔ1B、Ｔ1CおよびＴ
1Dの巻数はそれぞれ４０、４０、４および４であり、共
振インダクタＬR は６３０マイクロヘンリイであり、共
振コンデンサＣR は２．７ナノファラッドであり、ブリ
ッジ・コンデンサ２４および２６の各々は０．２２マイ
クロファラッドであり、抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、４４および４
６はそれぞれ１００キロオーム、５６０キロオーム、５
６０キロオームおよび５６０キロオームであり、始動コ
ンデンサＣS は０．０１マイクロファラッドであり、電
圧ブレークオーバー・スイッチ４０は米国テキサス州ア
ーヴィン所在のテカー・エレクトロニクス・インク（Ｔ
ｅｃｃｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．）社か
ら商品名ＨＴ−３２で市販されているダイアック（ｄｉ
ａｃ）であり、コンデンサ５２（図２）は２２０ピコフ
ァラッドであり、抵抗５４（図２）は１００オームであ
る。
【００２２】以上の説明から、本発明は、動作が自己共
振帰還回路によって制御される一対の直列接続のスイッ
チを有する直流−交流変換器を含むと共に、定常状態安
定器動作の際に電圧ブレークオーバー・スイッチの点弧
を防止するためにｐｎダイオードを必要としない始動回
路を含む形式のガス放電ランプ用安定器回路を提供する
ことが理解されよう。この様な安定器回路は容易に入手
可能な部品を使用して作ることが出来る。
振帰還回路によって制御される一対の直列接続のスイッ
チを有する直流−交流変換器を含むと共に、定常状態安
定器動作の際に電圧ブレークオーバー・スイッチの点弧
を防止するためにｐｎダイオードを必要としない始動回
路を含む形式のガス放電ランプ用安定器回路を提供する
ことが理解されよう。この様な安定器回路は容易に入手
可能な部品を使用して作ることが出来る。
【００２３】本発明を特定の実施態様について詳述した
が、当業者には種々の変更および変形をなし得よう。従
って、特許請求の範囲が本発明の真の精神および趣旨の
範囲内にあるこの様な全ての変更および変形を包含する
ものとして記載してあることを理解されたい。
が、当業者には種々の変更および変形をなし得よう。従
って、特許請求の範囲が本発明の真の精神および趣旨の
範囲内にあるこの様な全ての変更および変形を包含する
ものとして記載してあることを理解されたい。
【図１】半ブリッジ変換器の一対のスイッチを制御する
ための帰還回路を含んでいる電力供給回路の概略回路図
である。
ための帰還回路を含んでいる電力供給回路の概略回路図
である。
【図２】図１の電力供給回路に使用することの出来るス
ナッバ及びゲート・スピードアップ回路の回路図であ
る。
ナッバ及びゲート・スピードアップ回路の回路図であ
る。
１０ 電力供給回路 １２ 共振負荷回路 １３ ガス放電ランプ １４ 直流母線 １６ アース １８ 母線電圧発生器 ２０、２２ 接続点 ２４、２６ ブリッジ・コンデンサ ３０、３２ 帰還回路 ３４、３６ ツェナーダイオード ３８ 始動回路 ４０ スイッチ ４２ 分圧回路 ５０ スナッバ及びゲート・スピードアップ回路 ＣS 始動コンデンサ Ｑ1 、Ｑ2 スイッチ
Claims (10)
- 【請求項１】 ガス放電ランプを含むと共に、第１およ
び第２の共振インピーダンスを含む共振負荷回路であっ
て、その動作周波数が前記第１および第２の共振インピ
ーダンスの値により定まる共振負荷回路、 前記共振負荷回路に交流電流を誘起するように前記共振
負荷回路に結合されている直流−交流変換器であって、
直流母線電圧を持つ母線とアースとの間に直列に接続さ
れた第１および第２のスイッチを含み、前記第１および
第２のスイッチの間の共通スイッチ接続点には交流電流
が流れる直流−交流変換器、 一端が前記アースに接続されているブリッジ・コンデン
サ、 前記共振負荷回路の交流電流に応答して前記第１および
第２のスイッチを再生的に制御する第１および第２の帰
還回路、並びに前記第１および第２の帰還回路の動作を
開始させる始動回路を有し、 前記始動回路は、（１）前記共通スイッチ接続点と前記
アースとの間に結合された分圧回路であって、第１およ
び第２の直列接続のインピーダンスを有する分圧回路、
（２）前記第１および第２の直列接続のインピーダンス
の間の共通インピーダンス接続点と前記アースとの間に
結合された始動コンデンサ、（３）前記ブリッジ・コン
デンサの非接地端と前記始動コンデンサとの間に結合さ
れた電圧ブレークオーバー・スイッチ、並びに（４）前
記電圧ブレークオーバー・スイッチが点弧したときに電
流パルスを導くように前記電圧ブレークオーバー・スイ
ッチに直列に結合された変圧器巻線であって、前記電圧
ブレークオーバー・スイッチが点弧したときに始動電流
パルスを生じるように前記第１および第２の帰還回路に
結合されている変圧器巻線を含んでいること、を特徴と
するガス放電ランプ用の安定器回路。 - 【請求項２】 前記分圧回路の前記第１および第２の直
列接続のインピーダンスが抵抗で構成されている請求項
１記載の安定器回路。 - 【請求項３】 更に、前記電圧ブレークオーバー・スイ
ッチの漏れ電流により低下する恐れのある前記ブリッジ
・コンデンサ上の電圧を所望の電圧に維持するように、
前記母線と前記ブリッジ・コンデンサとの間に接続され
た第３のインピーダンスを有する請求項１記載の安定器
回路。 - 【請求項４】 更に、前記第１のスイッチから前記アー
スへ漏れ電流の一部を導くように前記第２のスイッチに
並列に接続された第４のインピーダンスを有する請求項
１記載の安定器回路。 - 【請求項５】 前記ガス放電ランプが蛍光ランプである
請求項１記載の安定器回路。 - 【請求項６】 ガス放電ランプを含むと共に、第１およ
び第２の共振インピーダンスを含む共振負荷回路であっ
て、その動作周波数が前記第１および第２の共振インピ
ーダンスの値により定まる共振負荷回路、 前記共振負荷回路に交流電流を誘起するように前記共振
負荷回路に結合されている直流−交流変換器であって、
直流母線電圧を持つ母線とアースとの間に直列に接続さ
れた第１および第２のスイッチを含み、前記第１および
第２のスイッチの間の共通スイッチ接続点には交流電流
が流れる直流−交流変換器、 一端が前記アースに接続されているブリッジ・コンデン
サ、 前記共振負荷回路の交流電流に応答して前記第１および
第２のスイッチを再生的に制御する第１および第２の帰
還回路、並びに前記第１および第２の帰還回路の動作を
開始させる始動回路を有し、 前記始動回路は、（１）前記共通スイッチ接続点と前記
アースとの間に結合された分圧回路であって、第１およ
び第２の直列接続のインピーダンスを有する分圧回路、
（２）前記第１および第２の直列接続のインピーダンス
の間の共通インピーダンス接続点と前記アースとの間に
結合された始動コンデンサ、（３）前記ブリッジ・コン
デンサの非接地端と前記始動コンデンサとの間に結合さ
れた電圧ブレークオーバー・スイッチ、並びに（４）前
記電圧ブレークオーバー・スイッチが点弧したときに電
流パルスを導くように前記電圧ブレークオーバー・スイ
ッチに直列に結合された変圧器巻線であって、前記電圧
ブレークオーバー・スイッチが点弧したときに始動電流
パルスを生じるように前記第１および第２の帰還回路に
結合されている変圧器巻線を含んでおり、 更に、前記変圧器巻線を使用することによって前記第１
および第２のスイッチのスイッチング速度を増大すると
共に前記第１および第２の帰還回路に始動電流パルスを
生じさせるように、前記共通スイッチ接続点と前記変圧
器巻線との間に結合された直列接続のコンデンサおよび
抵抗が設けられていること、を特徴とするガス放電ラン
プ用の安定器回路。 - 【請求項７】 前記分圧回路の前記第１および第２の直
列接続のインピーダンスが抵抗で構成されている請求項
６記載の安定器回路。 - 【請求項８】 更に、前記電圧ブレークオーバー・スイ
ッチの漏れ電流により低下する恐れのある前記ブリッジ
・コンデンサ上の電圧を所望の電圧に維持するように、
前記母線と前記ブリッジ・コンデンサとの間に接続され
た第３のインピーダンスを有する請求項６記載の安定器
回路。 - 【請求項９】 更に、前記第１のスイッチから前記アー
スへ漏れ電流の一部を導くように前記第２のスイッチに
並列に接続された第４のインピーダンスを有する請求項
６記載の安定器回路。 - 【請求項１０】 前記ガス放電ランプが蛍光ランプであ
る請求項６記載の安定器回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/669679 | 1996-06-24 | ||
| US08/669,679 US5619106A (en) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | Diodeless start circiut for gas discharge lamp having a voltage divider connected across the switching element of the inverter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1069993A true JPH1069993A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=24687282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9161761A Withdrawn JPH1069993A (ja) | 1996-06-24 | 1997-06-19 | ガス放電ランプ用の安定器回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5619106A (ja) |
| EP (1) | EP0817543A2 (ja) |
| JP (1) | JPH1069993A (ja) |
| CN (1) | CN1173106A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3821454B2 (ja) * | 1996-07-12 | 2006-09-13 | 松下電器産業株式会社 | 蛍光ランプ点灯装置 |
| WO2000002422A2 (en) * | 1998-07-01 | 2000-01-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Circuit arrangement |
| US6078143A (en) * | 1998-11-16 | 2000-06-20 | General Electric Company | Gas discharge lamp ballast with output voltage clamping circuit |
| US6900600B2 (en) | 1998-12-11 | 2005-05-31 | Monolithic Power Systems, Inc. | Method for starting a discharge lamp using high energy initial pulse |
| US6072710A (en) * | 1998-12-28 | 2000-06-06 | Philips Electronics North America Corporation | Regulated self-oscillating resonant converter with current feedback |
| US6181589B1 (en) * | 1999-07-02 | 2001-01-30 | Durel Corporation | Half-bridge inverter for coupling an EL lamp to a high voltage DC rail |
| US6570344B2 (en) * | 2001-05-07 | 2003-05-27 | O2Micro International Limited | Lamp grounding and leakage current detection system |
| DE10200049A1 (de) * | 2002-01-02 | 2003-07-17 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Betriebsgerät für Gasentladungslampen |
| US7122972B2 (en) * | 2003-11-10 | 2006-10-17 | University Of Hong Kong | Dimmable ballast with resistive input and low electromagnetic interference |
| JP5048920B2 (ja) * | 2004-11-01 | 2012-10-17 | 昌和 牛嶋 | 電流共振型インバータ回路と電力制御手段 |
| US7816872B2 (en) * | 2008-02-29 | 2010-10-19 | General Electric Company | Dimmable instant start ballast |
| TW201014464A (en) * | 2008-09-25 | 2010-04-01 | Chuan Shih Ind Co Ltd | Discharge lamp dimmer circuit capable of turning off in low power state |
| CN101925241A (zh) * | 2009-06-09 | 2010-12-22 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 脉冲启动电路 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4184128A (en) * | 1978-03-20 | 1980-01-15 | Nilssen Ole K | High efficiency push-pull inverters |
| US4353010A (en) * | 1980-12-19 | 1982-10-05 | Gte Products Corporation | Transistor drive scheme for fluorscent lamp ballast |
| CA2076127A1 (en) * | 1991-09-26 | 1993-03-27 | Louis R. Nerone | Electronic ballast arrangement for a compact fluorescent lamp |
| US5319286A (en) * | 1992-10-29 | 1994-06-07 | North American Philips Corporation | Ignition scheme for a high intensity discharge ballast |
-
1996
- 1996-06-24 US US08/669,679 patent/US5619106A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-19 JP JP9161761A patent/JPH1069993A/ja not_active Withdrawn
- 1997-06-24 EP EP97304421A patent/EP0817543A2/en not_active Withdrawn
- 1997-06-24 CN CN97114504A patent/CN1173106A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0817543A2 (en) | 1998-01-07 |
| CN1173106A (zh) | 1998-02-11 |
| US5619106A (en) | 1997-04-08 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |