JPS63999A - ガス放電ランプ用高周波バラスト - Google Patents
ガス放電ランプ用高周波バラストInfo
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Classifications
-
- 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
- H05B41/285—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
- H05B41/2851—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
- H05B41/2856—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against internal abnormal circuit conditions
-
- 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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- H05B41/2858—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the lamp against abnormal operating conditions
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
主班公!量
本発明はけい光灯または高輝度ランプのようなガス放電
ランプを附勢するための回路に関する。
ランプを附勢するための回路に関する。
より詳細には本発明は固体スイッチを利用し、高周波電
流によりランプを附勢するようになっているバラストに
関する。だのタイプのバラスト回路は一般に利用できる
従来の60Hzのエネルギーを受け、周波数変換により
ランプを附勢するための高周波信号(25〜100KH
zの範囲)を発生するよう通常設計されている。
流によりランプを附勢するようになっているバラストに
関する。だのタイプのバラスト回路は一般に利用できる
従来の60Hzのエネルギーを受け、周波数変換により
ランプを附勢するための高周波信号(25〜100KH
zの範囲)を発生するよう通常設計されている。
高周波ランプ附勢の利点、例えば電気エネルギーを光出
力へより効率良(変換できる利点は周知である。しかし
ながら過去において高周波の附勢がより効率的であると
いう一般に受は入れられた原理があるにもかかわらず、
高周波バラストに対して種々の試みが為されたが、商業
的に成功したものはほとんどなかった。商業的にこれま
で製造されている高周波バラストでも、15)以上の欠
点を有している。
力へより効率良(変換できる利点は周知である。しかし
ながら過去において高周波の附勢がより効率的であると
いう一般に受は入れられた原理があるにもかかわらず、
高周波バラストに対して種々の試みが為されたが、商業
的に成功したものはほとんどなかった。商業的にこれま
で製造されている高周波バラストでも、15)以上の欠
点を有している。
高周波バラスト回路を評価する上での別の重要なファク
ターは、附勢電流がランプの寿命を決めるという作用で
ある。エネルギーコストの増加により、バラストメーカ
ーおよびランプメーカーの双方は最近の数年間の間で高
周波の附勢に大いに注目するようになった。ランプメー
カーは附勢電流の波高率がある限度内に維持しなければ
ランプの寿命は大巾に短くなると結論づけていた。
ターは、附勢電流がランプの寿命を決めるという作用で
ある。エネルギーコストの増加により、バラストメーカ
ーおよびランプメーカーの双方は最近の数年間の間で高
周波の附勢に大いに注目するようになった。ランプメー
カーは附勢電流の波高率がある限度内に維持しなければ
ランプの寿命は大巾に短くなると結論づけていた。
例えばけい光灯が60Hzで磁気バラストにより附勢さ
れるとき、60Hzの電圧は正弦波であるのでランプ電
流の波高率(RMS電流に対するピーク電流の比を定義
される)は約1.41であった。
れるとき、60Hzの電圧は正弦波であるのでランプ電
流の波高率(RMS電流に対するピーク電流の比を定義
される)は約1.41であった。
ランプメーカーは高周波で作動するランプを設計してい
たので、ランプ電流の波高率を所望範囲内に維持しなけ
ればならないことは明らかとなった。ランプ電流の加熱
効果は陰極がRMS電流の1.7倍の熱電子を放出でき
る点までランプ(けい光灯中の)の陰極を加熱するのに
充分であると考えられる。1.7の波高率を超える回路
は必ず陰極の熱電子放出能力を超えるので、この結果陰
極材料のスパッタリングが生じ、ランプの寿命が短くな
る。
たので、ランプ電流の波高率を所望範囲内に維持しなけ
ればならないことは明らかとなった。ランプ電流の加熱
効果は陰極がRMS電流の1.7倍の熱電子を放出でき
る点までランプ(けい光灯中の)の陰極を加熱するのに
充分であると考えられる。1.7の波高率を超える回路
は必ず陰極の熱電子放出能力を超えるので、この結果陰
極材料のスパッタリングが生じ、ランプの寿命が短くな
る。
従ってけい光灯を高周波附勢する上で好ましい波高率を
得るための条件は、バラストが商業的に認められる上で
の重要な基準となっている。ライン電圧をフィルターに
かけるため大きなインダクタとコンデンサを使用するだ
けで、所望の波高率が得られるが、より高い周波数で作
動しているにもかかわらずこれら部品の電力条件のため
、これら部品は高価になり、かつ多少大きくなる。
得るための条件は、バラストが商業的に認められる上で
の重要な基準となっている。ライン電圧をフィルターに
かけるため大きなインダクタとコンデンサを使用するだ
けで、所望の波高率が得られるが、より高い周波数で作
動しているにもかかわらずこれら部品の電力条件のため
、これら部品は高価になり、かつ多少大きくなる。
従って本発明の好ましい実施態様は、ランプ電流を検出
するための磁気部品を必要とせず、かつ他の固体バラス
ト回路の好ましい特性の多くを有する比較的簡単で安価
な回路によってランプ電流用の所望の波高率を得るガス
放電ランプ用高周波インバータバラストに関する。
するための磁気部品を必要とせず、かつ他の固体バラス
ト回路の好ましい特性の多くを有する比較的簡単で安価
な回路によってランプ電流用の所望の波高率を得るガス
放電ランプ用高周波インバータバラストに関する。
主皿至黴叉
本発明は導通時にパワートランスの1次巻線に電流を流
すよう継続的にかつ双互に排他的に作動される第1およ
び第2のパワースイッチを使用する。パワートランスの
2次巻線にはランプ回路が接続される。パワースイッチ
を流れる電流を検出し、検出された電流が所定値に達し
たとき、導通状態のスイッチをターンオフし、その後、
相補的パワースイッチをターンオンし、パワートランス
の2次巻線に逆極性の電流を流すことにより、1次巻線
内の電流を制御する。ここでこのような制御を「電流モ
ード」の作動または調節と称す。後に示すように種々の
回路で電流モードの調節を使用できるが、主な利点はト
ランスの1次電流(および従って2次電流も同様)のピ
ーク値を実質的に一定に維持できることである。
すよう継続的にかつ双互に排他的に作動される第1およ
び第2のパワースイッチを使用する。パワートランスの
2次巻線にはランプ回路が接続される。パワースイッチ
を流れる電流を検出し、検出された電流が所定値に達し
たとき、導通状態のスイッチをターンオフし、その後、
相補的パワースイッチをターンオンし、パワートランス
の2次巻線に逆極性の電流を流すことにより、1次巻線
内の電流を制御する。ここでこのような制御を「電流モ
ード」の作動または調節と称す。後に示すように種々の
回路で電流モードの調節を使用できるが、主な利点はト
ランスの1次電流(および従って2次電流も同様)のピ
ーク値を実質的に一定に維持できることである。
インバータ回路用のB゛電圧全波整流される従来の60
Hzの電源および全波整流された電圧がゼロまで低下す
る期間中最低電圧を供給する補充電源から得られる。補
充電力は電圧のピーク中に充電されるコンデンサから供
給される。
Hzの電源および全波整流された電圧がゼロまで低下す
る期間中最低電圧を供給する補充電源から得られる。補
充電力は電圧のピーク中に充電されるコンデンサから供
給される。
好ましい実施態様では、パワースイッチはプッシュプル
回路の配列に接続され、電流モード調節により作動され
る。B゛電圧増加するとき、パワースイッチの作動周波
数(および従ってランプ電流の周波数)も増加する。こ
れに対応してB+電圧が低くなると、作動周波数も低下
する。しかしながらスイッチを流れる最大電流は一定の
ままである。
回路の配列に接続され、電流モード調節により作動され
る。B゛電圧増加するとき、パワースイッチの作動周波
数(および従ってランプ電流の周波数)も増加する。こ
れに対応してB+電圧が低くなると、作動周波数も低下
する。しかしながらスイッチを流れる最大電流は一定の
ままである。
負荷回路は、周波数と共にそのインピーダンスが増加す
るよう設計されている。B″電圧がより高い値にあると
き、作動周波数も高くなり、負荷インピーダンスはより
高い周波数で大きくなる。
るよう設計されている。B″電圧がより高い値にあると
き、作動周波数も高くなり、負荷インピーダンスはより
高い周波数で大きくなる。
これと逆に、電源電圧が低い値になると、インバータの
作動周波数も低くなり、負荷インピーダンスも低(なる
、このことは、B″電圧がそのピーク値から補充電圧の
値(ピーク電圧の半分)までかなり変化してもランプ電
流を等しくし、かつ負荷電流のピーク値を実質的に一定
値に維持すると言う効果を生じさせる。よってランプ電
流用の好ましい波高率が得られる。
作動周波数も低くなり、負荷インピーダンスも低(なる
、このことは、B″電圧がそのピーク値から補充電圧の
値(ピーク電圧の半分)までかなり変化してもランプ電
流を等しくし、かつ負荷電流のピーク値を実質的に一定
値に維持すると言う効果を生じさせる。よってランプ電
流用の好ましい波高率が得られる。
本発明の別の特徴は、補充電源へ充電するためB゛電源
ら電力を取り出すので、主要電源からエネルギーを抜き
取り、これを補充電源へ蓄積する期間中実際のランプ電
流を減少しないようパワースイッチを流れる電流を増加
する信号が発生される回路を設けたことである。
ら電力を取り出すので、主要電源からエネルギーを抜き
取り、これを補充電源へ蓄積する期間中実際のランプ電
流を減少しないようパワースイッチを流れる電流を増加
する信号が発生される回路を設けたことである。
何らかの理由により正常な作動が中断された場合、最低
周波数の発振器が作動し、バワース°イッチを最低周波
数(これもB″電圧の大きさの関数であることが好まし
い)でドライブするよう回路内にも最低周波数発振器が
設けられる。この最低周波数発振器は正常作動の各半サ
イクル中にリセットされ、インバータスイッチの作動と
再同期されるので、正常な作動中はインバータスイッチ
をドライブしない。
周波数の発振器が作動し、バワース°イッチを最低周波
数(これもB″電圧の大きさの関数であることが好まし
い)でドライブするよう回路内にも最低周波数発振器が
設けられる。この最低周波数発振器は正常作動の各半サ
イクル中にリセットされ、インバータスイッチの作動と
再同期されるので、正常な作動中はインバータスイッチ
をドライブしない。
パワースイッチがブリッジの対角線に接続されたパワー
トランスの1次巻線と半ブリッジ回路状に接続された別
の実施態様も開示される。このような構成は、低い電圧
定格のパワースイ・ノチの使用を可能とするので、全体
のコストを低減できる。
トランスの1次巻線と半ブリッジ回路状に接続された別
の実施態様も開示される。このような構成は、低い電圧
定格のパワースイ・ノチの使用を可能とするので、全体
のコストを低減できる。
図面を添附した好ましい実施態様の次の詳細な説明を当
業者が読めば、本発明の上記以外の特徴および利点が明
らかとなろう。色々な図面内の同じ参照番号は同一部品
を示す。
業者が読めば、本発明の上記以外の特徴および利点が明
らかとなろう。色々な図面内の同じ参照番号は同一部品
を示す。
註皿刈■所
最初に第1図を参照するが、個々の回路の部品について
詳細に説明する前に、基本的構成部品およびそれらの作
動の全体の説明をする。入力電圧は、従来の電源、例え
ば、60Hz、115Vまたは220Vの電力ラインか
ら取られ、入力端子lOへ給電される。入力電力は、全
体が番号12で表示された全波整流ブリッジ回路へ供給
され、整流ブリッジ回路の出力は全体が番号15で表示
されたパワートランスの入力端子13へ供給される。端
子13は図示するように番号16および17でそれぞれ
示された第1の1次巻線および第2の1次巻線の中心タ
ップである。
詳細に説明する前に、基本的構成部品およびそれらの作
動の全体の説明をする。入力電圧は、従来の電源、例え
ば、60Hz、115Vまたは220Vの電力ラインか
ら取られ、入力端子lOへ給電される。入力電力は、全
体が番号12で表示された全波整流ブリッジ回路へ供給
され、整流ブリッジ回路の出力は全体が番号15で表示
されたパワートランスの入力端子13へ供給される。端
子13は図示するように番号16および17でそれぞれ
示された第1の1次巻線および第2の1次巻線の中心タ
ップである。
端子13へ送られる電圧(B”すなわち電源電圧と称さ
れる)が全波整流された正弦波電圧であるとすれば、端
子13の電圧は最大値すなわちピーク値からゼロまで変
化し、次に同一極性でピーク値へ戻ることになる。電圧
がゼロに低下すること(このことは、入力電圧が最低の
作動スレッショルド値より低くなる期間中ランプが附勢
されないことを意味)を防止するため参照番号20で全
体が表示された補充電源がB″電圧のピーク中に電力を
貯え、電圧がB+電源の所定値より低く低下した期間中
パワートランス15の端子13にライン21を通して電
力を結合する。これらの期間は、ピーク間の(inte
r−cusp)期間と称されることが時々ある。
れる)が全波整流された正弦波電圧であるとすれば、端
子13の電圧は最大値すなわちピーク値からゼロまで変
化し、次に同一極性でピーク値へ戻ることになる。電圧
がゼロに低下すること(このことは、入力電圧が最低の
作動スレッショルド値より低くなる期間中ランプが附勢
されないことを意味)を防止するため参照番号20で全
体が表示された補充電源がB″電圧のピーク中に電力を
貯え、電圧がB+電源の所定値より低く低下した期間中
パワートランス15の端子13にライン21を通して電
力を結合する。これらの期間は、ピーク間の(inte
r−cusp)期間と称されることが時々ある。
従って、端子13のB″電圧は、所定の固定された最低
レベルより低下しない全波整流された正弦波状電圧とな
る。この最低レベルはピーク電圧のほぼ半分であること
が好ましく、第2図にてL−1として全体が参照番号2
5で表示された理想形として示されている。
レベルより低下しない全波整流された正弦波状電圧とな
る。この最低レベルはピーク電圧のほぼ半分であること
が好ましく、第2図にてL−1として全体が参照番号2
5で表示された理想形として示されている。
第1図に戻ると、全体が28で示される電力インバータ
回路は、第1半導体スイッチ30および第2半導体スイ
ッチ31を含み、これらスイッチは図示するようゼネラ
ルエレクトリックカンパニーまたはアール・シー・エイ
・インコーホレイティラドIRF70の名称で市販され
ているようなNチャンネルのエンハンスメント形のMO
SFETでよい。これらパワースイッチは、ゲート入力
リード線に正レベルの電圧が加えられるときターンオン
される(すなわち導通状態に切換えられる)。この正レ
ベルを取除かれると、関連するパワースイッチはオンオ
フされる(すわなち非導通状態にされる)。
回路は、第1半導体スイッチ30および第2半導体スイ
ッチ31を含み、これらスイッチは図示するようゼネラ
ルエレクトリックカンパニーまたはアール・シー・エイ
・インコーホレイティラドIRF70の名称で市販され
ているようなNチャンネルのエンハンスメント形のMO
SFETでよい。これらパワースイッチは、ゲート入力
リード線に正レベルの電圧が加えられるときターンオン
される(すなわち導通状態に切換えられる)。この正レ
ベルを取除かれると、関連するパワースイッチはオンオ
フされる(すわなち非導通状態にされる)。
パワースイッチ30.31(時々インバータスイッチと
称される)は直列接続された1次巻線16.17と直列
に接続されている。パワースイッチ30.31の間の接
続点は番号32で表示され、電流検出抵抗器33を通し
てアースされている。
称される)は直列接続された1次巻線16.17と直列
に接続されている。パワースイッチ30.31の間の接
続点は番号32で表示され、電流検出抵抗器33を通し
てアースされている。
パワートランスは、2次巻線34を含み、この2次巻線
は、ランプ回路35へ結合され、ランプ回路は36で示
されるけい光灯のような少なくとも一つのガス放電ラン
プを含む。本例では、ランプ回路内に第2ランプ37が
含まれている。当業者が一旦理解すれば、図示した回路
は、他のランプ回路すなわち別のガス放電ランプ、例え
ばいわゆる高輝度放電(HI D)ランプを附勢し、か
つ作動させるのに使用できることが容易に判るであろう
。
は、ランプ回路35へ結合され、ランプ回路は36で示
されるけい光灯のような少なくとも一つのガス放電ラン
プを含む。本例では、ランプ回路内に第2ランプ37が
含まれている。当業者が一旦理解すれば、図示した回路
は、他のランプ回路すなわち別のガス放電ランプ、例え
ばいわゆる高輝度放電(HI D)ランプを附勢し、か
つ作動させるのに使用できることが容易に判るであろう
。
ランプ回路35には、受動リアクタンス素子も含まれて
いる。本例では、ランプ36.37を流れる電流がイン
ダクタ38も流れるようインダクタ38 (これはパワ
ートランスの漏洩インダクタンスでよい)がランプおよ
びトランスの2次巻線と直列に接続されるよう略図で示
されいる。全体が参照番号40で示された論理回路は、
電流モード制御でパワースイッチ30のステートを制御
し、更に適当なターンオン電圧およびパワースイッチの
ための制御電圧を印加するタイミングシーケンスも発生
する。
いる。本例では、ランプ36.37を流れる電流がイン
ダクタ38も流れるようインダクタ38 (これはパワ
ートランスの漏洩インダクタンスでよい)がランプおよ
びトランスの2次巻線と直列に接続されるよう略図で示
されいる。全体が参照番号40で示された論理回路は、
電流モード制御でパワースイッチ30のステートを制御
し、更に適当なターンオン電圧およびパワースイッチの
ための制御電圧を印加するタイミングシーケンスも発生
する。
第1コンパレータ回路42は、所定時間に導通状態にな
っているパワースイッチ30.31のいずれかを流れる
電流を表示する信号である接続点32の電圧を検出する
。コンパレータ42は、負の、すなわち反転入力リード
線上の信号を検出し、この信号を固定基準電圧V ST
、 I4 (セフトポイン) (set paint
)電圧を表示する)と比較し、検出された「電流」信
号(実際には電流を表わす電圧)がセットポイント電圧
により決定される所定値に達すると出力信号を発生する
。
っているパワースイッチ30.31のいずれかを流れる
電流を表示する信号である接続点32の電圧を検出する
。コンパレータ42は、負の、すなわち反転入力リード
線上の信号を検出し、この信号を固定基準電圧V ST
、 I4 (セフトポイン) (set paint
)電圧を表示する)と比較し、検出された「電流」信
号(実際には電流を表わす電圧)がセットポイント電圧
により決定される所定値に達すると出力信号を発生する
。
論理回路40は、フリップフロップ回路43を含み、こ
の回路は、クロック人力Cに正に移行する信号が現われ
るたびにその出力ステートを変える。このフリップフロ
ップ43の出力信号は、インバータパワースイッチ30
,31が所定時間に一方の半導体スイッチのみが導通ず
るプッシュプル状に作動するようこれらインバータパワ
ースイッチ30.31を相互に排他的な時間にこれらイ
ンバータパワースイッチ30.31をオン・オフするた
め後に述べるゲート回路を通して送られる。
の回路は、クロック人力Cに正に移行する信号が現われ
るたびにその出力ステートを変える。このフリップフロ
ップ43の出力信号は、インバータパワースイッチ30
,31が所定時間に一方の半導体スイッチのみが導通ず
るプッシュプル状に作動するようこれらインバータパワ
ースイッチ30.31を相互に排他的な時間にこれらイ
ンバータパワースイッチ30.31をオン・オフするた
め後に述べるゲート回路を通して送られる。
次にこのシステムの基本的特徴すなわち、ランプ電流を
調節しながら60Hzのライン電源を使用してランプを
中断することなく高周波の附勢をすることを説明するた
め上記回路の作動を面単に説明する。ランプ電流が一部
ピーク値の純粋な正弦波であれば、約1.41の波高率
が得られる。
調節しながら60Hzのライン電源を使用してランプを
中断することなく高周波の附勢をすることを説明するた
め上記回路の作動を面単に説明する。ランプ電流が一部
ピーク値の純粋な正弦波であれば、約1.41の波高率
が得られる。
電源ライン10に接続された入力ライン電圧から低周波
の電源電圧が得られ、この電圧はブリッジ回路12によ
り整流される。この整流された電圧は、パワートランス
の1次巻線15の入力端子13へ送られる。上述のよう
に、ブリッジ整流回路12の出力端から接続点13に生
じる電圧は、全波整流電圧であるが、この電圧はトラン
ス15の巻線19から結合され後に説明するコンデンサ
にエネルギーを蓄積する補充電源20から給電される電
力により変えられている。コンデンサに蓄積されたエネ
ルギーは、ブリッジ回路12の出力電圧が所定のレベル
より低下した期間中パワートランスの接続点13に戻さ
れる。第2図のラインL−1を参照すると、実線25は
、接続点13に生じるB°雷電圧示す。B°雷電圧各サ
イクルは、44aで示されるような正弦波形の一部から
成り、この波形はピークまで増加し、その後水平線44
bにより示される固定された直流の最小レベルまで低下
する。正弦波の電圧が正弦波入力電圧のピーク間の点線
で示されるようにゼロボルトまで通常低下するピーク間
の期間中は、補充電源20がインバータの作動を持続す
るためDCレベルを供給する。
の電源電圧が得られ、この電圧はブリッジ回路12によ
り整流される。この整流された電圧は、パワートランス
の1次巻線15の入力端子13へ送られる。上述のよう
に、ブリッジ整流回路12の出力端から接続点13に生
じる電圧は、全波整流電圧であるが、この電圧はトラン
ス15の巻線19から結合され後に説明するコンデンサ
にエネルギーを蓄積する補充電源20から給電される電
力により変えられている。コンデンサに蓄積されたエネ
ルギーは、ブリッジ回路12の出力電圧が所定のレベル
より低下した期間中パワートランスの接続点13に戻さ
れる。第2図のラインL−1を参照すると、実線25は
、接続点13に生じるB°雷電圧示す。B°雷電圧各サ
イクルは、44aで示されるような正弦波形の一部から
成り、この波形はピークまで増加し、その後水平線44
bにより示される固定された直流の最小レベルまで低下
する。正弦波の電圧が正弦波入力電圧のピーク間の点線
で示されるようにゼロボルトまで通常低下するピーク間
の期間中は、補充電源20がインバータの作動を持続す
るためDCレベルを供給する。
作動を定常状態中のものであるとし、−時的に上記入力
電圧の大きさの変動効果を無視し、パワースイッチ30
がターンオンされているとする。
電圧の大きさの変動効果を無視し、パワースイッチ30
がターンオンされているとする。
電流は、トランス15の1次巻線17、パワースイッチ
30およびアースのための電流検出抵抗器33を通って
矢印■1の方向に流れる。
30およびアースのための電流検出抵抗器33を通って
矢印■1の方向に流れる。
このとき、パワースイッチ31は非導通であり、ランプ
負荷回路を附勢するための電圧がパワートランスの2次
巻線34に生じる。電流11は、回路内の誘導リアクタ
ンスのためほぼリニアに増加し、よってこれと共に接続
点32の電圧が増加し、この電圧はパワースイッチ30
を流れる電流を表示する。更にこの電圧は、当業者であ
れば理解出来るようにランプ回路を流れる電流も表示す
る。
負荷回路を附勢するための電圧がパワートランスの2次
巻線34に生じる。電流11は、回路内の誘導リアクタ
ンスのためほぼリニアに増加し、よってこれと共に接続
点32の電圧が増加し、この電圧はパワースイッチ30
を流れる電流を表示する。更にこの電圧は、当業者であ
れば理解出来るようにランプ回路を流れる電流も表示す
る。
接続点32の電圧は、コンパレータ42の負の(すなわ
ち反転)入力端へ結合される。この信号がコンパレータ
の正の(非反転)入力端へ加えられているセットポイン
ト電圧V 、T、 、アを越えると、コンパレータ42
はステートを切換える0次に出力信号は、論理回路40
へ送られ、フリップフロツブ回路43にその出力ステー
トを変えさせるので、パワースイッチ30をオフにし、
その極く短い期間後にパワースイッチ31をオンにし、
第1図の矢印■2で示すようにパワートランスの1次巻
線16に類似の電流を流す。
ち反転)入力端へ結合される。この信号がコンパレータ
の正の(非反転)入力端へ加えられているセットポイン
ト電圧V 、T、 、アを越えると、コンパレータ42
はステートを切換える0次に出力信号は、論理回路40
へ送られ、フリップフロツブ回路43にその出力ステー
トを変えさせるので、パワースイッチ30をオフにし、
その極く短い期間後にパワースイッチ31をオンにし、
第1図の矢印■2で示すようにパワートランスの1次巻
線16に類似の電流を流す。
B゛電圧大きさの変動効果を説明するため、第3図につ
いて説明する。検出抵抗33中の電流は、指数関数的な
増加の初期の部分で増加するので、この電流増加は実質
的にリニアであると考えることができる。電圧(または
電流が)一つのレベル(例えば第3図中のレベルVt)
まで上昇する場合電圧は第3図中の46で示すような直
線となる。しかしながら電圧が第2のより高いレベル、
例えば第3図中の■2で表示されるレベルに向って上昇
する場合、電圧は直線47で示されるよう増加する。電
圧46.47の各々がレベルv1およびVtよりも低い
固定レベルv0で終了するとすれば、電圧46は時間t
、でレベルVoに達するが、電圧47は、時間t、より
も早い時間t4でレベル■oに達する。従って、入力接
続点13における瞬間電圧が大きくなると、この結果生
じる電流の傾き(■1または■2のいずれか)が増加し
、接続点32における電圧はより速(上昇する。これに
対応して接続点13におけるB4電圧の大きさが低下す
るとき、接続点32の電圧はこれに対応して増加時間が
遅くなり、若干長い時間をかけて固定電圧に達する。従
って、B゛電圧増加すると、インバータ電流の周波数は
、増加し、B″電圧低下すると、インバータ電流の周波
数は減少する。しかしながらインバータのスイッチは、
電流モード制御で制御されているので、インバータ電流
の周波数がB゛電圧大きさと共に単調に増加してもイン
バータ電流のピーク値は、−定になり、よって調節され
る。
いて説明する。検出抵抗33中の電流は、指数関数的な
増加の初期の部分で増加するので、この電流増加は実質
的にリニアであると考えることができる。電圧(または
電流が)一つのレベル(例えば第3図中のレベルVt)
まで上昇する場合電圧は第3図中の46で示すような直
線となる。しかしながら電圧が第2のより高いレベル、
例えば第3図中の■2で表示されるレベルに向って上昇
する場合、電圧は直線47で示されるよう増加する。電
圧46.47の各々がレベルv1およびVtよりも低い
固定レベルv0で終了するとすれば、電圧46は時間t
、でレベルVoに達するが、電圧47は、時間t、より
も早い時間t4でレベル■oに達する。従って、入力接
続点13における瞬間電圧が大きくなると、この結果生
じる電流の傾き(■1または■2のいずれか)が増加し
、接続点32における電圧はより速(上昇する。これに
対応して接続点13におけるB4電圧の大きさが低下す
るとき、接続点32の電圧はこれに対応して増加時間が
遅くなり、若干長い時間をかけて固定電圧に達する。従
って、B゛電圧増加すると、インバータ電流の周波数は
、増加し、B″電圧低下すると、インバータ電流の周波
数は減少する。しかしながらインバータのスイッチは、
電流モード制御で制御されているので、インバータ電流
の周波数がB゛電圧大きさと共に単調に増加してもイン
バータ電流のピーク値は、−定になり、よって調節され
る。
従ってこれまで説明した回路が作動する間、例えば第2
図のラインL−1内の時間1+ (正弦波入力電圧の
ピークに対応)において人力接続点13の電圧が比較的
高ければ、接続点32の電圧はより急速にレベルv S
T、 ptに向って上昇し、コンパレータ42は入力電
圧が第2図のラインL−1上の時間t2におけるように
低(なっているときよりも急速にステートを変える。同
じように電圧32がレベルV 3T、 Pアまで上昇す
るのに要する時間は、人力接続点13における電圧が第
2図のラインL−1のt3におけるように補助電源20
のみから得ているときよりも長くなる。しかしながら、
いずれのケースでも、導通するスイッチを流れる電流が
■、ア、、7によって示される所定値に達するときパワ
ースイッチは、ステートを反転する。
図のラインL−1内の時間1+ (正弦波入力電圧の
ピークに対応)において人力接続点13の電圧が比較的
高ければ、接続点32の電圧はより急速にレベルv S
T、 ptに向って上昇し、コンパレータ42は入力電
圧が第2図のラインL−1上の時間t2におけるように
低(なっているときよりも急速にステートを変える。同
じように電圧32がレベルV 3T、 Pアまで上昇す
るのに要する時間は、人力接続点13における電圧が第
2図のラインL−1のt3におけるように補助電源20
のみから得ているときよりも長くなる。しかしながら、
いずれのケースでも、導通するスイッチを流れる電流が
■、ア、、7によって示される所定値に達するときパワ
ースイッチは、ステートを反転する。
次に第2図のラインL−3を参照すると、それぞれ48
.49および50で示される3組のランプ波形が示され
ている。これらランプ波形は第2図のラインL−1上の
時間1..1.およびt3における接続点32における
電圧を理想的形態で示すものである。ランプ48.49
および50の組の各々の第1ランプ(傾斜)は、パワー
スイッチ30が導通しているときの接続点32における
電圧を示し、各組の次のランプはパワースイッチ31が
導通しているときの対応する電圧を示す。
.49および50で示される3組のランプ波形が示され
ている。これらランプ波形は第2図のラインL−1上の
時間1..1.およびt3における接続点32における
電圧を理想的形態で示すものである。ランプ48.49
および50の組の各々の第1ランプ(傾斜)は、パワー
スイッチ30が導通しているときの接続点32における
電圧を示し、各組の次のランプはパワースイッチ31が
導通しているときの対応する電圧を示す。
第2図のラインL−2にこの結果生じるパワートランス
の2次巻線上の電圧波形が示される。この波形も、慣用
される正確な周波数または電圧を正しく表わすよりもむ
しろ実施される原理を説明するため理想的な形態で描い
たものである。
の2次巻線上の電圧波形が示される。この波形も、慣用
される正確な周波数または電圧を正しく表わすよりもむ
しろ実施される原理を説明するため理想的な形態で描い
たものである。
要約すれば、電流電圧が比較的高く、パワートランス1
5の1次巻線(および従って2次巻線)中の電流周波数
も比較的高くなり、入力電源電圧が比較的低いと、負荷
電流の周波数は比較的低くなる。他方、負荷電流の周波
数が高くなると、インダクタ38のインピーダンスも比
例して大きくなり、ランプ電流の周波数が比較的低いと
、これに対応してインダクタ38により得られるインピ
ーダンスも低くなる。従って、全体の効果は、ランプ電
流のピーク値を実質的に一定に維持することとなる。
5の1次巻線(および従って2次巻線)中の電流周波数
も比較的高くなり、入力電源電圧が比較的低いと、負荷
電流の周波数は比較的低くなる。他方、負荷電流の周波
数が高くなると、インダクタ38のインピーダンスも比
例して大きくなり、ランプ電流の周波数が比較的低いと
、これに対応してインダクタ38により得られるインピ
ーダンスも低くなる。従って、全体の効果は、ランプ電
流のピーク値を実質的に一定に維持することとなる。
第2図のラインL−4に示すようにこの結果生じる負荷
電流は、負荷電流の周波数が時間t3中の最低周波数か
らB゛電圧最大となる時間t1における最低周波数のほ
ぼ2倍まで変動してもピーク値が実質的に一定となる。
電流は、負荷電流の周波数が時間t3中の最低周波数か
らB゛電圧最大となる時間t1における最低周波数のほ
ぼ2倍まで変動してもピーク値が実質的に一定となる。
しかしながらいずれのケースでも、ランプの励振周波数
は、30K)Lz〜75KHzのレンジ内に入るので、
高周波励振の利点が得られるが、ランプ電流の波高率は
後により完全に述べるように所望レンジ内に維持される
。
は、30K)Lz〜75KHzのレンジ内に入るので、
高周波励振の利点が得られるが、ランプ電流の波高率は
後により完全に述べるように所望レンジ内に維持される
。
更にトランス15の2次巻線中のランプ電流を検出(こ
れは電流トランスのような誘導センサを必要とする)す
ることなく、電流調節および改善された波高率が得られ
るので、大きさ、コストおよび品質保証制約を最小とす
る。パワートランスの2次巻線中で電流を検出する場合
必要となるような特殊な磁気回路素子を必要としない信
頼性のある安価な回路装置を備えた複雑でない電流モー
ドのプッシュプルインバータ回路でこれら特徴が得られ
る。
れは電流トランスのような誘導センサを必要とする)す
ることなく、電流調節および改善された波高率が得られ
るので、大きさ、コストおよび品質保証制約を最小とす
る。パワートランスの2次巻線中で電流を検出する場合
必要となるような特殊な磁気回路素子を必要としない信
頼性のある安価な回路装置を備えた複雑でない電流モー
ドのプッシュプルインバータ回路でこれら特徴が得られ
る。
次に第1図に示した回路についてより詳細に説明する。
入力部分は、システム保護のためライン10の一方に設
けられたフユーズ52と、入力電圧の過渡変化から保護
するための金属酸化物バリスタ(MOV)過電圧保護装
置53と、各入力ラインに設けられた直列インダクタL
1およびL2およびシャントコンデンサC1およびC2
を含む電磁妨害フィルタ回路54と、先に述べたブリッ
ジ整流回路12を含む。フィルタ回路は、回路内で生じ
たi!磁妨害が電力ラインに結合するのを防止するだけ
でなく、入力電力ライン上での高周波の過渡現象からイ
ンバータスイッチを分離する。
けられたフユーズ52と、入力電圧の過渡変化から保護
するための金属酸化物バリスタ(MOV)過電圧保護装
置53と、各入力ラインに設けられた直列インダクタL
1およびL2およびシャントコンデンサC1およびC2
を含む電磁妨害フィルタ回路54と、先に述べたブリッ
ジ整流回路12を含む。フィルタ回路は、回路内で生じ
たi!磁妨害が電力ラインに結合するのを防止するだけ
でなく、入力電力ライン上での高周波の過渡現象からイ
ンバータスイッチを分離する。
ブリッジ回路12の出力とアースとの間には高周波バイ
パスコンデンサ55も接続されている。
パスコンデンサ55も接続されている。
ブリッジ回路12から抵抗器56を通してツェナーダイ
オード57までで論理回路用の低電圧が発生される。ダ
イオード57の両端にはフィルタコンデンサ58および
高周波バイパスコンデンサ59が接続されており、この
低電圧はVCCと表示される。この論理回路電源用の電
圧vecは、ブリッジ回路12の出力電圧よりも低い。
オード57までで論理回路用の低電圧が発生される。ダ
イオード57の両端にはフィルタコンデンサ58および
高周波バイパスコンデンサ59が接続されており、この
低電圧はVCCと表示される。この論理回路電源用の電
圧vecは、ブリッジ回路12の出力電圧よりも低い。
この電圧差は、作動効率を大幅に低下することなくかつ
よりコスト高となる部品を必要とすることなく図示した
実施態様中に直列抵抗器(すなわち抵抗器56)の両端
に生じる電圧降下により経済的に得ることができる。こ
の理由は、電流モード制御のプッシュプル回路内にパワ
ースイッチを設けると、論理回路が小さくてすみ、よっ
て他の多くの設計態様よりも電力が少なくてよいからで
ある。
よりコスト高となる部品を必要とすることなく図示した
実施態様中に直列抵抗器(すなわち抵抗器56)の両端
に生じる電圧降下により経済的に得ることができる。こ
の理由は、電流モード制御のプッシュプル回路内にパワ
ースイッチを設けると、論理回路が小さくてすみ、よっ
て他の多くの設計態様よりも電力が少なくてよいからで
ある。
次にすでにほとんどの部分を説明したパワーインバータ
回路28について説明する。しかしながらパワースイッ
チ30.31の各々は、装置を高周波の過渡信号から保
護するための電源端子の両端に接続された「抑制」回路
60を有する。
回路28について説明する。しかしながらパワースイッ
チ30.31の各々は、装置を高周波の過渡信号から保
護するための電源端子の両端に接続された「抑制」回路
60を有する。
次に補助電源を説明すると、トランス15の巻*15は
、電源ライン10から送られる電力を第2ブリッジ整流
回路61へ結合し、回路61の出力は充電用コンデンサ
62に接続されている。ブリッジ回路61の他方の出力
端子は、抵抗器63を介してアースされ、充電用コンデ
ンサ62の両端には高周波バイパスコンデンサ64が接
続されている。ダイオード65は、パワートランスの入
力端子13へ補助電源を結合する。
、電源ライン10から送られる電力を第2ブリッジ整流
回路61へ結合し、回路61の出力は充電用コンデンサ
62に接続されている。ブリッジ回路61の他方の出力
端子は、抵抗器63を介してアースされ、充電用コンデ
ンサ62の両端には高周波バイパスコンデンサ64が接
続されている。ダイオード65は、パワートランスの入
力端子13へ補助電源を結合する。
先に述べた接続点32からコンパレータ42への入力信
号は、抵抗器67を介して結合され、コンパレータ42
の負の入力端子とアースとの間にコンデンサ68が接続
され、このコンデンサは高周波シャントとして働く。コ
ンパレータの負の入力端子へは、抵抗器69を介する接
続点13の電源電圧および抵抗器70を介する抵抗器6
3の両端に生じる信号からの別の信号が結合する。これ
ら2つの信号の機能は、後述する。
号は、抵抗器67を介して結合され、コンパレータ42
の負の入力端子とアースとの間にコンデンサ68が接続
され、このコンデンサは高周波シャントとして働く。コ
ンパレータの負の入力端子へは、抵抗器69を介する接
続点13の電源電圧および抵抗器70を介する抵抗器6
3の両端に生じる信号からの別の信号が結合する。これ
ら2つの信号の機能は、後述する。
次に論理回路40を説明すると、フリップフロップ43
は、Dと表示されたデータ入力端およびCと表示された
クロック入力端を有するDタイプのフリップフロップで
ある。
は、Dと表示されたデータ入力端およびCと表示された
クロック入力端を有するDタイプのフリップフロップで
ある。
フリップフロップ43のQ出力端は、NANDゲート7
2およびインバータ73を介してパワースイッチ30の
ゲート入力に結合され、フリップフロップ43のi出力
端は、NANDゲート74およびインバータ75を介し
てパワースイッチ31のゲート入力端に結合されている
。フリップフロップ43の頁出力端は、データ入力端り
にも接続されている。コンパレータ42の出力端はイン
バータ76を介してフリップフロップ43のクロック入
力端Cに接続されている。
2およびインバータ73を介してパワースイッチ30の
ゲート入力に結合され、フリップフロップ43のi出力
端は、NANDゲート74およびインバータ75を介し
てパワースイッチ31のゲート入力端に結合されている
。フリップフロップ43の頁出力端は、データ入力端り
にも接続されている。コンパレータ42の出力端はイン
バータ76を介してフリップフロップ43のクロック入
力端Cに接続されている。
次に第1図の上部の左側部分について説明すると、初期
化(すなわち始動)回路80は、入力電力を検出し、例
えば始動中に入力電圧レベルが所定のスレッショルド値
に達するまで論理回路40の作動を禁止する。この回路
はコンパレータ81を含み、このコンパレータは、低電
源VCCとアースの間に接続された抵抗器82.83を
含む分圧回路に接続された正の(非反転)入力端を有す
る。
化(すなわち始動)回路80は、入力電力を検出し、例
えば始動中に入力電圧レベルが所定のスレッショルド値
に達するまで論理回路40の作動を禁止する。この回路
はコンパレータ81を含み、このコンパレータは、低電
源VCCとアースの間に接続された抵抗器82.83を
含む分圧回路に接続された正の(非反転)入力端を有す
る。
コンパレータ81の出力は、ダイオード84を介して接
続点85に接続されており、この接続点は上記インバー
タ76への入力端となっている。電源VCCと接続点8
5との間には、抵抗器86が接続されており、低電圧電
源とコンパレータ81の出力端との間には、抵抗器87
が接続され、コンパレータ81の正の入力端と出力端と
の間に抵抗器88が接続されている。抵抗器87.88
は、コンパレータ81が一旦スイツチングされると、容
易に理解されるように入力電圧が低下しなければスイッ
チングされたままになるようコンパレータ81の入力端
に正帰還をかけている。始動回路のこのヒステリシス効
果は、電源電圧が作動用スレッショルド値を通過すると
きの論理イネーブル回路の好ましくないスイッチングを
防止する。
続点85に接続されており、この接続点は上記インバー
タ76への入力端となっている。電源VCCと接続点8
5との間には、抵抗器86が接続されており、低電圧電
源とコンパレータ81の出力端との間には、抵抗器87
が接続され、コンパレータ81の正の入力端と出力端と
の間に抵抗器88が接続されている。抵抗器87.88
は、コンパレータ81が一旦スイツチングされると、容
易に理解されるように入力電圧が低下しなければスイッ
チングされたままになるようコンパレータ81の入力端
に正帰還をかけている。始動回路のこのヒステリシス効
果は、電源電圧が作動用スレッショルド値を通過すると
きの論理イネーブル回路の好ましくないスイッチングを
防止する。
低電圧電源とツェナーダイオード91との間には抵抗器
90が接続されている。ダイオード91の両端に生じる
電圧は、コンパレータ81の負の入力端へ直接結合され
ている。
90が接続されている。ダイオード91の両端に生じる
電圧は、コンパレータ81の負の入力端へ直接結合され
ている。
初期化回路80の機能は、回路が最初に附勢されて低電
圧電源が安定化されるまでのパワースイッチの作動を禁
止することにある。抵抗器82および83は、分圧ネッ
トワークを形成し、この分圧ネットワークは、ダイオー
ド91が導通し、vc、がほぼ所望の値に達するまで設
計により生じないようになっているコンパレータ81の
非反転入力端の電圧をダイオード91がクランプするま
で、コンパレータ81の非反転入力端へ送られる電圧が
ダイオード910両端の基準電圧より低くなるよう設計
されている。この初期化の期間中コンパレータ81の出
力端は、アースにクランプされるので、接続点85にお
ける電圧をダイオード84を介して低レベルに保持する
。接続点85は、NANDゲート72.74の入力端に
も接続され、「イネーブル」信号としても働く。コンパ
レータ81の出力が比較的低いとき、パワースイッチが
導通しないようゲート72.74はディスエーブルとな
る。パワースイッチを導通させるには、パワースイッチ
のゲートリードに正の、すなわち比較的大きな信号が必
要である。
圧電源が安定化されるまでのパワースイッチの作動を禁
止することにある。抵抗器82および83は、分圧ネッ
トワークを形成し、この分圧ネットワークは、ダイオー
ド91が導通し、vc、がほぼ所望の値に達するまで設
計により生じないようになっているコンパレータ81の
非反転入力端の電圧をダイオード91がクランプするま
で、コンパレータ81の非反転入力端へ送られる電圧が
ダイオード910両端の基準電圧より低くなるよう設計
されている。この初期化の期間中コンパレータ81の出
力端は、アースにクランプされるので、接続点85にお
ける電圧をダイオード84を介して低レベルに保持する
。接続点85は、NANDゲート72.74の入力端に
も接続され、「イネーブル」信号としても働く。コンパ
レータ81の出力が比較的低いとき、パワースイッチが
導通しないようゲート72.74はディスエーブルとな
る。パワースイッチを導通させるには、パワースイッチ
のゲートリードに正の、すなわち比較的大きな信号が必
要である。
最低周波数発振器95は、通常の作動レンジより低い周
波数に固定されており、プッシュプルインバータの作動
周波数が設計レンジより低下したり、共に作動を停止し
なければ、回路の作動に影響しないが、かかる場合、最
低周波数発振器は、好ましくは入力電源電圧B°の大き
さと共に変化する最低周波数でインバータを作動するよ
う働く。
波数に固定されており、プッシュプルインバータの作動
周波数が設計レンジより低下したり、共に作動を停止し
なければ、回路の作動に影響しないが、かかる場合、最
低周波数発振器は、好ましくは入力電源電圧B°の大き
さと共に変化する最低周波数でインバータを作動するよ
う働く。
この最低周波数発振器95は、コンデンサ96を有し、
このコンデンサの一端子はアースされ、他方の端子は逆
極性のダイオード99を通して低電圧電源に接続され、
このコンデンサは抵抗器100を介してB4電圧にも接
続されている。コンデンサ96の正の端子は、抵抗器1
01を介してコンパレータ回路102の出力端にも接続
されている。コンパレータ回路103は、(コンパレー
タ102の負の入力端と同じように)ダイオード91の
両端に発生する前記基準電圧に接続された正の入力端を
有する。コンパレータ103の負の入力端は、コンデン
サ°96の正の端子に接続されている。
このコンデンサの一端子はアースされ、他方の端子は逆
極性のダイオード99を通して低電圧電源に接続され、
このコンデンサは抵抗器100を介してB4電圧にも接
続されている。コンデンサ96の正の端子は、抵抗器1
01を介してコンパレータ回路102の出力端にも接続
されている。コンパレータ回路103は、(コンパレー
タ102の負の入力端と同じように)ダイオード91の
両端に発生する前記基準電圧に接続された正の入力端を
有する。コンパレータ103の負の入力端は、コンデン
サ°96の正の端子に接続されている。
コンパレータ102の正の入力端は、インバータ105
を通して前記インバータ76の出力端に接続されている
。
を通して前記インバータ76の出力端に接続されている
。
コンデンサ108の両端には、セントポイント電圧V
ST、 P?が発生され、コンデンサの正の端子ポテン
ショメータ109の可動アームに接続されている。ツェ
ナーダイオード91の両端に生じる基準電圧に対して固
定抵抗器110とボテンシ目メータ109の固定抵抗器
が直列に接続されている。先に述べたように、このセッ
トポイント電圧は一コンパレータ42の正の入力端に印
加される。
ST、 P?が発生され、コンデンサの正の端子ポテン
ショメータ109の可動アームに接続されている。ツェ
ナーダイオード91の両端に生じる基準電圧に対して固
定抵抗器110とボテンシ目メータ109の固定抵抗器
が直列に接続されている。先に述べたように、このセッ
トポイント電圧は一コンパレータ42の正の入力端に印
加される。
先に述べたように最低周波数発振器95はコンパレータ
42がフリップフロップ43をトリガーしない場合、最
低周波数発振器95がこの機能を奏するようインバータ
(すなわちパワースイッチ30.31)のための最低ス
イッチング周波数を定めるよう上記のようにしないで、
パワースイッチ30.31の一方を無期限にオンのまま
にしておき、パワートランスを飽和させて回路の通常の
作動を停止させることもできる。
42がフリップフロップ43をトリガーしない場合、最
低周波数発振器95がこの機能を奏するようインバータ
(すなわちパワースイッチ30.31)のための最低ス
イッチング周波数を定めるよう上記のようにしないで、
パワースイッチ30.31の一方を無期限にオンのまま
にしておき、パワートランスを飽和させて回路の通常の
作動を停止させることもできる。
ゲート72.74がコンパレータ81の出力によりイネ
ーブルされるよう、ターンオンの後の初期の増加期間の
後に低電圧電源が一旦安定化すれば回路の通常の作動は
次のように進む。パワースイッチ30が導通状B(ステ
ート)に切り換わっているとすると、接続点32におけ
る電圧は抵抗器33を電流が流れるにつれて増加する。
ーブルされるよう、ターンオンの後の初期の増加期間の
後に低電圧電源が一旦安定化すれば回路の通常の作動は
次のように進む。パワースイッチ30が導通状B(ステ
ート)に切り換わっているとすると、接続点32におけ
る電圧は抵抗器33を電流が流れるにつれて増加する。
この電圧信号は抵抗器67を通してコンパレータ42の
負の入力端に印加され、コンパレータ42の正の入力は
固定されたセットポイント電圧が印加されている。コン
パレータ42の負の入力端に生じる増加電圧がセントポ
イント電圧を超えるとコンパレータ42の出力は比較的
低い電圧に切り換えられる。この比較的低い低電圧は直
接ゲート72.74へ印加されるので、これらゲートを
短時間の間ディスエーブルするので、フリップフロップ
43がそのステートを切り換えることができ、パワース
イッチ30を流れる電流がゼロに戻ることができる(こ
のことは瞬間的に生じるわけではない)。
負の入力端に印加され、コンパレータ42の正の入力は
固定されたセットポイント電圧が印加されている。コン
パレータ42の負の入力端に生じる増加電圧がセントポ
イント電圧を超えるとコンパレータ42の出力は比較的
低い電圧に切り換えられる。この比較的低い低電圧は直
接ゲート72.74へ印加されるので、これらゲートを
短時間の間ディスエーブルするので、フリップフロップ
43がそのステートを切り換えることができ、パワース
イッチ30を流れる電流がゼロに戻ることができる(こ
のことは瞬間的に生じるわけではない)。
パワースイッチ30 (すでにオフになっている)を通
って流れる電流がゼロレベルに戻るとき、およびゼロレ
ベルに戻りかつフリップフロップ43の出力ステートが
変わった後でコンパレータ42の出力は正となる。この
理由は電流がスイッチ30を流れなくなるので端子32
の電圧がセットポイント電圧よりも低下するからである
。このことによってゲート72.74は再度イネーブル
されるが、フリップフロップ43からの信号入力は先の
半サイクルでパワースイッチ30が導通状態になり、ゲ
ート72.74が再度イネーブルされたとき、パワース
イッチ31がターンオンされるようこれらの相補的ステ
ートとなっている。
って流れる電流がゼロレベルに戻るとき、およびゼロレ
ベルに戻りかつフリップフロップ43の出力ステートが
変わった後でコンパレータ42の出力は正となる。この
理由は電流がスイッチ30を流れなくなるので端子32
の電圧がセットポイント電圧よりも低下するからである
。このことによってゲート72.74は再度イネーブル
されるが、フリップフロップ43からの信号入力は先の
半サイクルでパワースイッチ30が導通状態になり、ゲ
ート72.74が再度イネーブルされたとき、パワース
イッチ31がターンオンされるようこれらの相補的ステ
ートとなっている。
第4図に理想化された形態で示すように、コンパレータ
42の負の(反転)入力端における電圧はランプ電圧1
07によって表示される。この電圧がセントポイント電
圧を超えるとコンパレータ42の出力は比較的低くなり
、よってスイッチ72.74をディスエーブルし、第4
図の時間t、にてパワースイッチ30をターンオフする
。
42の負の(反転)入力端における電圧はランプ電圧1
07によって表示される。この電圧がセントポイント電
圧を超えるとコンパレータ42の出力は比較的低くなり
、よってスイッチ72.74をディスエーブルし、第4
図の時間t、にてパワースイッチ30をターンオフする
。
スイッチを流れる電流は部分108によって表示される
ように、ゼロまで低下するのに、ある時間がかかるが、
ライン107および108は必ずしも同じ時間の大きさ
に描かれているわけではない。
ように、ゼロまで低下するのに、ある時間がかかるが、
ライン107および108は必ずしも同じ時間の大きさ
に描かれているわけではない。
ゲート72.74をディスエーブルするコンパレータ4
2の同じ出力信号はインバータ76により反転され、フ
リップフロップ43のクロック入力端Cに印加され、て
出力端がフリップフロップのデータ入力端りに接続され
ているのでフリップフロップ43の出力のステートを変
える。フリップフロップの出力端上のスイッチング信号
が直接パワースイッチへ印加されないようフリップフロ
ップ43がそのステートを変える前にゲート72.74
はディスエーブルされる。
2の同じ出力信号はインバータ76により反転され、フ
リップフロップ43のクロック入力端Cに印加され、て
出力端がフリップフロップのデータ入力端りに接続され
ているのでフリップフロップ43の出力のステートを変
える。フリップフロップの出力端上のスイッチング信号
が直接パワースイッチへ印加されないようフリップフロ
ップ43がそのステートを変える前にゲート72.74
はディスエーブルされる。
これと同時にインバータ76の出力信号はインバータ1
05を通して送られ、インバータ105の出力信号はコ
ンパレータ102を低出力レベルへ切換え、よってコン
デンサ96を急速に放電させる低インピーダンス回路を
形成する負のパルスとなっている。この出力信号は最低
周波数発振器のタイミングをリセットし、通常の作動条
件下で最低周波数発振器をインバータスイッチのスイッ
チングに同期させる。
05を通して送られ、インバータ105の出力信号はコ
ンパレータ102を低出力レベルへ切換え、よってコン
デンサ96を急速に放電させる低インピーダンス回路を
形成する負のパルスとなっている。この出力信号は最低
周波数発振器のタイミングをリセットし、通常の作動条
件下で最低周波数発振器をインバータスイッチのスイッ
チングに同期させる。
接続点32における電圧が最低周波数発振器95の設定
期間内にセントポイント電圧まで上昇しない場合でも、
最低周波数発振器は次のように最低周波数における作動
を持続する。コンパレータ102が比較的低い電圧出力
から比較的高い電圧出力までステートを変えるとき、コ
ンパレータの出力が比較的高いインピーダンスになり、
コンデンサ96を充電する大きな要因とならないよう、
コンパレータの出力はフローティング状態になる。
期間内にセントポイント電圧まで上昇しない場合でも、
最低周波数発振器は次のように最低周波数における作動
を持続する。コンパレータ102が比較的低い電圧出力
から比較的高い電圧出力までステートを変えるとき、コ
ンパレータの出力が比較的高いインピーダンスになり、
コンデンサ96を充電する大きな要因とならないよう、
コンパレータの出力はフローティング状態になる。
むしろコンデンサ96は(抵抗器100を通して)B゛
電源電圧の大きさに応じて充電される。従って、コンデ
ンサ96の電圧がツェナーダイオード91の両端の基準
電圧を超えるとき、コンパレータ103はその出力を比
較的高い電圧レベルから低い電圧レベルまで変えるので
ゲート72.74をディスエーブルし、インバータ76
を介してフリップフロップ43のクロック入力をトリガ
ーし、コンパレータ102の出力を低くする。これによ
ってコンデンサ96は放電し、このためコンパレータ1
03の出力が比較的高い電圧レベルとなるよう、コンパ
レータ103のステートを再度変える。上記のように接
続点85の信号が正になるとゲート72.74は再びイ
ネーブルされるが、フリップフロップ43のステートは
変化しているので相補的パワースイッチ(30,31)
はこの半サイクルで導通ずる。
電源電圧の大きさに応じて充電される。従って、コンデ
ンサ96の電圧がツェナーダイオード91の両端の基準
電圧を超えるとき、コンパレータ103はその出力を比
較的高い電圧レベルから低い電圧レベルまで変えるので
ゲート72.74をディスエーブルし、インバータ76
を介してフリップフロップ43のクロック入力をトリガ
ーし、コンパレータ102の出力を低くする。これによ
ってコンデンサ96は放電し、このためコンパレータ1
03の出力が比較的高い電圧レベルとなるよう、コンパ
レータ103のステートを再度変える。上記のように接
続点85の信号が正になるとゲート72.74は再びイ
ネーブルされるが、フリップフロップ43のステートは
変化しているので相補的パワースイッチ(30,31)
はこの半サイクルで導通ずる。
コンデンサ96の充電のタイミングは、主としてこのコ
ンデンサの値、抵抗器100の値およびB゛電圧大きさ
に依存する。最低周波数発振器(この発振器はB゛電圧
値により生じる充電タイマーコンデンサ96への影響の
ため固定周波数発振器でないことが判る)の最低作動周
波数は、正常な作動中はインバータの最低作動周波数よ
りも低くなるよう設計されている。これによりインパー
クは最低周波数発振器のもとでなく正常な作動のために
設計されているように作動することが保証される。正常
な作動中にコンパレータ42の出力が低くなると(導通
状態のスイッチ中の電流が所定ピーク値に達したことを
表示する)、ゲート72.74は上記のようにディスエ
ーブルされ、フリップフロップ43がクロック化され、
同一信号がインバータ105を通して送られるので、コ
ンパレータ102のステートを変化させかつコンパレー
タの出力端をアースさせ、よってコンデンサ96を放電
させ、最低周波数発振器のタイムベースをリセットする
。従って、最低周波数発振器は、半サイクルごとにパワ
ースイッチのオンへのスイッチングに自動的に同期化さ
れる。最低周波数発振器は、電流検出抵抗器33内の電
流の後に限り休止し、接続点32の電圧は、コンデンサ
96がコンパレータ103の正の入力端上の基準電圧ま
で充電されるのに要する時間よりも長い期間中にセット
ポイント電圧を越えることはない。
ンデンサの値、抵抗器100の値およびB゛電圧大きさ
に依存する。最低周波数発振器(この発振器はB゛電圧
値により生じる充電タイマーコンデンサ96への影響の
ため固定周波数発振器でないことが判る)の最低作動周
波数は、正常な作動中はインバータの最低作動周波数よ
りも低くなるよう設計されている。これによりインパー
クは最低周波数発振器のもとでなく正常な作動のために
設計されているように作動することが保証される。正常
な作動中にコンパレータ42の出力が低くなると(導通
状態のスイッチ中の電流が所定ピーク値に達したことを
表示する)、ゲート72.74は上記のようにディスエ
ーブルされ、フリップフロップ43がクロック化され、
同一信号がインバータ105を通して送られるので、コ
ンパレータ102のステートを変化させかつコンパレー
タの出力端をアースさせ、よってコンデンサ96を放電
させ、最低周波数発振器のタイムベースをリセットする
。従って、最低周波数発振器は、半サイクルごとにパワ
ースイッチのオンへのスイッチングに自動的に同期化さ
れる。最低周波数発振器は、電流検出抵抗器33内の電
流の後に限り休止し、接続点32の電圧は、コンデンサ
96がコンパレータ103の正の入力端上の基準電圧ま
で充電されるのに要する時間よりも長い期間中にセット
ポイント電圧を越えることはない。
B゛電圧比較的高ければ、接続点32の電圧がセントポ
イント電圧に達するのに要する時間もそれに対応して短
くなる。同じように最低周波数発振器95の期間はそれ
に対応して短くなり、作動周波数も高くなる。その理由
は、B゛電圧比較的高い場合、タイミングコンデンサ9
6を充電するための抵抗器100を通る充電電流もそれ
に対応して大きくなり、コンデンサがコンパレータ10
3の正の入力端上の基準電圧まで充電されるのに要する
時間が短(なるからである。
イント電圧に達するのに要する時間もそれに対応して短
くなる。同じように最低周波数発振器95の期間はそれ
に対応して短くなり、作動周波数も高くなる。その理由
は、B゛電圧比較的高い場合、タイミングコンデンサ9
6を充電するための抵抗器100を通る充電電流もそれ
に対応して大きくなり、コンデンサがコンパレータ10
3の正の入力端上の基準電圧まで充電されるのに要する
時間が短(なるからである。
従って、最低周波数発振器のベース周波数すなわちセン
ト周波数は、B゛電圧増減するにつれを増減する。当業
者であれば、最低周波数発振器95のベース周波数をB
゛電圧値と共に変化させると、パワートランスの大きさ
が小さく出来ることを理解するであろう。大きさが小さ
くなれば、コストも少なくなる。
ト周波数は、B゛電圧増減するにつれを増減する。当業
者であれば、最低周波数発振器95のベース周波数をB
゛電圧値と共に変化させると、パワートランスの大きさ
が小さく出来ることを理解するであろう。大きさが小さ
くなれば、コストも少なくなる。
パワースイッチがターンオフされるときには、すなわち
電圧がスイッチングレベルまで達する時間と、信号がコ
ンパレータを通って伝わり、スイッチを流れる電流を停
止させるまでの時間との間には短い遅延時間がある。こ
のことは、遮断時に流れている電流が所望の電流レベル
より高(なるよう32におけるスイッチングレベルに達
した後にスイッチを流れる電流にわずかなオーバーシュ
ートを生じさせる。スイッチを流れる電流の立上りレー
トは印加電圧(すなわちB+電圧)に応じて決まるので
、このオーバーシュートも印加電圧に応じて決まる。換
言すれば、B°電圧が補助電圧レベルにあるときよりも
ピーク値にあるときのほうがオーバーシュートが大きく
なる。この効果を少なくとも部分的に補償するため、B
゛電圧端子13とコンパレータ42の反転入力端との間
に抵抗器69が接続されている。B゛電圧大きくなるに
つれて、抵抗器69により大きい電流が流れ、コンパレ
ータ42は、抵抗器69を設けない場合よりも早期にス
テートを変えるので、上記オーバーシュート電流が補償
される。
電圧がスイッチングレベルまで達する時間と、信号がコ
ンパレータを通って伝わり、スイッチを流れる電流を停
止させるまでの時間との間には短い遅延時間がある。こ
のことは、遮断時に流れている電流が所望の電流レベル
より高(なるよう32におけるスイッチングレベルに達
した後にスイッチを流れる電流にわずかなオーバーシュ
ートを生じさせる。スイッチを流れる電流の立上りレー
トは印加電圧(すなわちB+電圧)に応じて決まるので
、このオーバーシュートも印加電圧に応じて決まる。換
言すれば、B°電圧が補助電圧レベルにあるときよりも
ピーク値にあるときのほうがオーバーシュートが大きく
なる。この効果を少なくとも部分的に補償するため、B
゛電圧端子13とコンパレータ42の反転入力端との間
に抵抗器69が接続されている。B゛電圧大きくなるに
つれて、抵抗器69により大きい電流が流れ、コンパレ
ータ42は、抵抗器69を設けない場合よりも早期にス
テートを変えるので、上記オーバーシュート電流が補償
される。
抵抗器70およびそれに関連する回路は、更に別の効果
も補償する。ピークの間の期間中補助電圧用の電力を蓄
積する充電コンデンサ62は、B+電圧がピーク近くに
なるときに限りブリッジ回路61により充電され、この
期間電源から引き出されるエネルギーはランプ回路に利
用されるエネルギーを少なくする。負荷電流は一定にす
ることが望まれており、いくらかの入力電力が上記のよ
うに補助電源に分けられので、コンデンサ62が充電さ
れている間抵抗器63の両端に信号を発生する。この信
号は、抵抗器70を流れる若干の電流を引き寄せる負の
信号であり、コンパレータ42の反転入力端への入力信
号が切換わる前に抵抗器33を流れる電流を若干高い値
まで大きくする。電源の電圧のピーク間の期間中に使用
するため充電コンデンサ62にエネルギーを蓄積し、よ
ってB1電圧の大きさに応じてパワースイッチの「オン
」時間を長くすることにより補助コンデンサ62を充電
するための基本電源電圧の電圧ピーク中のパワー流出効
果を部分的に補償するため別の電力が供給される。
も補償する。ピークの間の期間中補助電圧用の電力を蓄
積する充電コンデンサ62は、B+電圧がピーク近くに
なるときに限りブリッジ回路61により充電され、この
期間電源から引き出されるエネルギーはランプ回路に利
用されるエネルギーを少なくする。負荷電流は一定にす
ることが望まれており、いくらかの入力電力が上記のよ
うに補助電源に分けられので、コンデンサ62が充電さ
れている間抵抗器63の両端に信号を発生する。この信
号は、抵抗器70を流れる若干の電流を引き寄せる負の
信号であり、コンパレータ42の反転入力端への入力信
号が切換わる前に抵抗器33を流れる電流を若干高い値
まで大きくする。電源の電圧のピーク間の期間中に使用
するため充電コンデンサ62にエネルギーを蓄積し、よ
ってB1電圧の大きさに応じてパワースイッチの「オン
」時間を長くすることにより補助コンデンサ62を充電
するための基本電源電圧の電圧ピーク中のパワー流出効
果を部分的に補償するため別の電力が供給される。
第1図ではインダクタ38は、別の構成部品として示さ
れている。しかしながらこのインダクタは、パワートラ
ンス15の磁気構造中に組込むことが好ましい。別個の
部品を含めるかまたはより高い周波数で所望のより高い
インピーダンスを有するようにトランス15を設計する
かのいずれの場合でも、全体の効果は、インバータの作
動周波数が高くなるにつれて、パワースイッチが受ける
インピーダンスも増加し、ランプの負荷電流は実質的に
一定に維持される。例えば、下記の作動周波数のレンジ
で、インダクタ38をパワートランス15の漏洩インピ
ーダンスとして設計すると、このインダクタは約4m)
Iでよい。
れている。しかしながらこのインダクタは、パワートラ
ンス15の磁気構造中に組込むことが好ましい。別個の
部品を含めるかまたはより高い周波数で所望のより高い
インピーダンスを有するようにトランス15を設計する
かのいずれの場合でも、全体の効果は、インバータの作
動周波数が高くなるにつれて、パワースイッチが受ける
インピーダンスも増加し、ランプの負荷電流は実質的に
一定に維持される。例えば、下記の作動周波数のレンジ
で、インダクタ38をパワートランス15の漏洩インピ
ーダンスとして設計すると、このインダクタは約4m)
Iでよい。
更に説明すれば、下記の表Aに示される部品を用い、ラ
ンプ回路中で2つの34ワツトランプを用いると、正常
な条件下(すなわち最低周波数発振器を使用しない場合
)のパワーインバータの作動周波数は、30KHzから
75KHzまで変わり、約1.6の波高率が得られる。
ンプ回路中で2つの34ワツトランプを用いると、正常
な条件下(すなわち最低周波数発振器を使用しない場合
)のパワーインバータの作動周波数は、30KHzから
75KHzまで変わり、約1.6の波高率が得られる。
下記の表Bに示される部品を用いると、最低周波数発振
器は約23KHzから40KHzまでの周波数レンジで
作動する。
器は約23KHzから40KHzまでの周波数レンジで
作動する。
抵抗器33 0.5オーム
ダイオード91 4.7ボルト(ブレークダウン)
抵抗器63 1.0オーム
抵抗器70 3.3キロオーム抵抗器32
1.0キロオーム抵抗器69 330キ
ロオームl−見 LUL 孟 ダイオード91 4.7ボルト(ブレークダウン) ダイオード57 12ボルト(VCC)抵抗器100
330キロオーム コンデンサ96 0.001マイクロファラッド当業
者であれば、第1図に示した実施態様の特定の態様に関
連した上記特徴および利点の他に、トランスの2次巻線
内に設けた負荷回路と異なり、トランスの1次巻線に接
続された回路中のインバータ電流を測定することは、2
次巻線中の電流トランスまたは負荷回路を不要にするの
で、コストを更に低下することを理解出来るであろう。
1.0キロオーム抵抗器69 330キ
ロオームl−見 LUL 孟 ダイオード91 4.7ボルト(ブレークダウン) ダイオード57 12ボルト(VCC)抵抗器100
330キロオーム コンデンサ96 0.001マイクロファラッド当業
者であれば、第1図に示した実施態様の特定の態様に関
連した上記特徴および利点の他に、トランスの2次巻線
内に設けた負荷回路と異なり、トランスの1次巻線に接
続された回路中のインバータ電流を測定することは、2
次巻線中の電流トランスまたは負荷回路を不要にするの
で、コストを更に低下することを理解出来るであろう。
次に第5図を参照すると、この図には、上記のような電
流モード調節をするが、上記の第1図に示したプッシュ
プル装置と異なる半ブリッジ回路内にパワートランスお
よびスイッチを含む本発明の別の実施態様が示されてい
る。この半ブリツジ回路は、電流を検出しかつパワース
イッチをドライブするためのアイソレート用トランスを
有し、これら部品はコストを増加している。この半ブリ
ッジ回路も大容量の低電圧用(すなわち論理用)電源を
必要とする。他方、この半ブリッジ回路は、現在安価で
ある低電圧高電流定格のパワーMOSFETスイッチの
使用を可能とする。従って、半ブリツジ回路は、例えば
277ボルトのライン電圧で使用できる。
流モード調節をするが、上記の第1図に示したプッシュ
プル装置と異なる半ブリッジ回路内にパワートランスお
よびスイッチを含む本発明の別の実施態様が示されてい
る。この半ブリツジ回路は、電流を検出しかつパワース
イッチをドライブするためのアイソレート用トランスを
有し、これら部品はコストを増加している。この半ブリ
ッジ回路も大容量の低電圧用(すなわち論理用)電源を
必要とする。他方、この半ブリッジ回路は、現在安価で
ある低電圧高電流定格のパワーMOSFETスイッチの
使用を可能とする。従って、半ブリツジ回路は、例えば
277ボルトのライン電圧で使用できる。
第5図の半ブリツジ回路では、第1図の実施態様に関連
して説明したような全波整流器および補助電源によりB
+電圧が得られる。第5図中の対応する素子は、第1図
中の同じ参照番号に「A」を付けて表示しである。従っ
て、MO5FETパワースイッチは、30Aおよび31
Aと表示され、B+電源の両端に直列に接続されている
。B゛電源両端には、コンデンサ220および221も
直列に接続され、パワートランス223の1次巻線22
2はブリッジ回路の対角分枝を形成する。パワートラン
スの2次巻線224には、ランプ負荷回路 35Aが接
続されている。第5図には示されていないが、パワート
ランス223は、第1図中に238で表示される漏洩イ
ンダクタンスと同じような漏洩インダクタンスを有し、
同じような機能を奏する。
して説明したような全波整流器および補助電源によりB
+電圧が得られる。第5図中の対応する素子は、第1図
中の同じ参照番号に「A」を付けて表示しである。従っ
て、MO5FETパワースイッチは、30Aおよび31
Aと表示され、B+電源の両端に直列に接続されている
。B゛電源両端には、コンデンサ220および221も
直列に接続され、パワートランス223の1次巻線22
2はブリッジ回路の対角分枝を形成する。パワートラン
スの2次巻線224には、ランプ負荷回路 35Aが接
続されている。第5図には示されていないが、パワート
ランス223は、第1図中に238で表示される漏洩イ
ンダクタンスと同じような漏洩インダクタンスを有し、
同じような機能を奏する。
第5図の実施態様では、導通しているパワースイッチを
流れる電流は、2次巻線222と直列に接続された1次
巻線を有する電流トランス226により検出される。こ
れとは異なり、パワートランスの2次巻線に電流トラン
スを設けてもよい。
流れる電流は、2次巻線222と直列に接続された1次
巻線を有する電流トランス226により検出される。こ
れとは異なり、パワートランスの2次巻線に電流トラン
スを設けてもよい。
電流トランス226の出力信号は、論理回路140の入
力端へ送られる。この論理回路は、電流トランス226
の出力の絶対値に応答(極性に応答しない)ことを除け
ば、先に述べた論理回路40と実質的に同じにできる。
力端へ送られる。この論理回路は、電流トランス226
の出力の絶対値に応答(極性に応答しない)ことを除け
ば、先に述べた論理回路40と実質的に同じにできる。
特に、電流トランスの出力端226 (これは、入力信
号の絶対値を表示する信号を発生し、人力信号の極性に
応答しない)は、ダイオードブリッジを通して、第1図
の抵抗器70とコンデンサ68の接続点(これはコンパ
レータ42の非反転入力端と同じである)へ結合できる
。本例において、インバータ回路73.75のインバー
タドライブ信号は、ドライブトランス229の1次巻v
A228へ結合され、トランス229は、パワースイッ
チ30A、30Bのゲート回路にそれぞれ接続された2
つの2次巻線230および 231を有する。第1図の
実施態様の抵抗器67は、省略されている。ドライブト
ランス229は所定時間にスイッチの一方のみを導通さ
せるような極性に配置された2次巻線を有する。例えば
、スイッチ30Aが導通すると、B゛電源陽極端子から
MOSFET 30 A、電流トランスの1次巻線、パ
ワートランスの1次巻線222 (プラスからマイナス
端子へ)およびコンデンサ221を通って、B゛電源負
の端子へ電流が流れる。電流トランスによって検出され
る電流値が、プリセット値に達すると、論理回路の双安
定回路がステートを変える。スイッチ30Aが非導通状
態になった後、スイッチ30Bがターンオンされ、電流
はコンデンサ220.1次巻線222 (この時は逆方
向)、電流トランスおよびスイッチ30Bを電流が流れ
る。従って、パワートランスにはランプ負荷回路35A
を附勢するための交流が発生する。
号の絶対値を表示する信号を発生し、人力信号の極性に
応答しない)は、ダイオードブリッジを通して、第1図
の抵抗器70とコンデンサ68の接続点(これはコンパ
レータ42の非反転入力端と同じである)へ結合できる
。本例において、インバータ回路73.75のインバー
タドライブ信号は、ドライブトランス229の1次巻v
A228へ結合され、トランス229は、パワースイッ
チ30A、30Bのゲート回路にそれぞれ接続された2
つの2次巻線230および 231を有する。第1図の
実施態様の抵抗器67は、省略されている。ドライブト
ランス229は所定時間にスイッチの一方のみを導通さ
せるような極性に配置された2次巻線を有する。例えば
、スイッチ30Aが導通すると、B゛電源陽極端子から
MOSFET 30 A、電流トランスの1次巻線、パ
ワートランスの1次巻線222 (プラスからマイナス
端子へ)およびコンデンサ221を通って、B゛電源負
の端子へ電流が流れる。電流トランスによって検出され
る電流値が、プリセット値に達すると、論理回路の双安
定回路がステートを変える。スイッチ30Aが非導通状
態になった後、スイッチ30Bがターンオンされ、電流
はコンデンサ220.1次巻線222 (この時は逆方
向)、電流トランスおよびスイッチ30Bを電流が流れ
る。従って、パワートランスにはランプ負荷回路35A
を附勢するための交流が発生する。
第1の実施態様と同じように、インバータの作動周波数
は増減するが、パワートランス223の1次巻vA(お
よび2次巻線)を流れる電流のピーク値は実質的に一定
である。インバータの周波数が増加すると、パワートラ
ンスの漏洩リアクタンスは、インピーダンスを増し、よ
って負荷電流のピーク値も実質的に一定のままで、負荷
電流の波高率は所望値より低くなるように選択されてい
る。
は増減するが、パワートランス223の1次巻vA(お
よび2次巻線)を流れる電流のピーク値は実質的に一定
である。インバータの周波数が増加すると、パワートラ
ンスの漏洩リアクタンスは、インピーダンスを増し、よ
って負荷電流のピーク値も実質的に一定のままで、負荷
電流の波高率は所望値より低くなるように選択されてい
る。
当業者であれば、本発明の原理を応用したまま上記素子
のあるものを変えたり、上記回路または部品を等個物と
置換できることを理解出来るであろう。従って、特許請
求の範囲内に含まれるかかる変更および置換のすべてを
本発明は包含するものである。
のあるものを変えたり、上記回路または部品を等個物と
置換できることを理解出来るであろう。従って、特許請
求の範囲内に含まれるかかる変更および置換のすべてを
本発明は包含するものである。
第1図は、−部を機能ブロックで示した、本発明を実施
したバラスト回路の概略回路図、第2図は第1図のシス
テムの作動を説明する理想化された電圧タイミング図、
第3図および第4図は第1図の回路の作動の理解を助け
る電圧波形を示し、第5図は本発明を実施した別の回路
の略機能ブロック図である。 12・・・・・・全波ブリッジ整流回路15・・・・・
・パワートランス 17・・・・・・1次巻線 28・・・・・・パワーインバータ回路30.31・・
・・・・パワースイッチ34・・・・・・2次巻線 36・・・・・・けい光灯 40・・・・・・論理回路 80・・・・・・初期化回路
したバラスト回路の概略回路図、第2図は第1図のシス
テムの作動を説明する理想化された電圧タイミング図、
第3図および第4図は第1図の回路の作動の理解を助け
る電圧波形を示し、第5図は本発明を実施した別の回路
の略機能ブロック図である。 12・・・・・・全波ブリッジ整流回路15・・・・・
・パワートランス 17・・・・・・1次巻線 28・・・・・・パワーインバータ回路30.31・・
・・・・パワースイッチ34・・・・・・2次巻線 36・・・・・・けい光灯 40・・・・・・論理回路 80・・・・・・初期化回路
Claims (19)
- (1)より低い周波数で入力電力を受け、より高い周波
数で負荷回路を附勢するための電子回路において、 前記入力電力を受け、大きさの変わる電源電圧と所定の
最低電圧を発生する電圧電源手段と、回路内で前記電圧
電源手段および前記負荷回路に接続された第1および第
2スイッチング手段を含むインバータ回路手段と、 前記電源電圧の大きさが変わるにつれて前記負荷回路中
の電流の周波数が変化するように、前記スイッチング手
段のうちの導通している一方を流れる電流が所定値に達
したときこの導通しているスイッチング手段を非導通状
態にスイッチングし、電流が所定値に達するまでその直
後前記スイッチング手段の他方を導通状態にスイッチン
グするように第1および第2スイッチング手段を交互に
導通させるよう作動するスイッチング手段を流れる電流
を表示する検出信号に応答する論理回路手段と、 回路内で前記負荷回路に接続されたリアクタンス回路手
段とから成り、前記インバータ回路手段の作動周波数レ
ンジおよび前記リアクタンス回路手段のインピーダンス
は、前記電源電圧の大きさが変化したとき前記インバー
タ回路手段の作動周波数が変化するような値となってお
り、その結果生じるリアクタンス回路手段のインピーダ
ンスは、前記負荷回路中の電流のピーク値が実質的に一
定のままとなるような値となっている電子回路装置。 - (2)前記電源手段は、全波整流された電圧を発生する
ための整流回路手段と、前記整流回路手段の出力電圧が
前記所定の最小電圧より低下する期間中に使用するエネ
ルギーを蓄積するよう前記全波整流された電圧から電力
を受けるための補充電源手段とから成る特許請求の範囲
第1項記載の装置。 - (3)前記論理回路手段は、前記第1および第2スイッ
チング手段のステートをそれぞれ定めるための相補的出
力端を有する双安定形回路と、前記スイッチング手段を
流れる瞬間電流を表示する前記検出された電流信号を発
生するための検出回路手段と、前記検出信号を受け、前
記検出された電流信号が前記スイッチング手段を流れる
所望の電流レベルを表示する所定のセットポイントに達
したとき前記双安定回路手段のステートを変えるための
第1コンパレータ回路手段を含む特許請求の範囲第2項
記載の装置。 - (4)前記検出された電流信号は、前記インバータ回路
手段の作動周波数を変えるため前記電源の電圧が増加す
る時増加し、前記電源の電圧が減少する時減少する立上
がり時間の傾きを有するランプ信号となるよう回路内で
前記電圧電源手段および前記第1および第2スイッチン
グ手段に結合されたパワートランスを前記負荷回路を含
む特許請求の範囲第3項記載の装置。 - (5)前記検出回路手段は、回路内で前記第1および第
2スイッチング手段に接続され、前記パワートランスの
1次回路内に設けられた抵抗性手段を含む特許請求の範
囲第4項記載の装置。 - (6)前記第1および第2スイッチング手段の遮断時の
電流のオーバーシュートを少なくとも部分的に補償する
よう前記電圧電源手段の電圧の大きさが比較的大きくな
ったとき前記検出手段へ第1の補償信号を加えるための
第1補償回路手段を更に含む特許請求の範囲第4項記載
の装置。 - (7)前記補充電圧電源手段を充電するための入力電圧
を抜き取っているときに前記スイッチング手段の普通時
間を長くするよう前記検出信号に第2の補償信号を加え
るため前記補充電圧電源手段の充電に応答する第2補償
回路手段を更に含む特許請求の範囲第6項記載の装置。 - (8)前記検出された電流信号がないとき最低周波数発
振回路手段が前記インバータ回路手段を最低周波数で作
動し続けるよう、前記インバータ回路手段が所定の最大
期間中にスイッチングしない場合に前記インバータ回路
手段を作動するよう前記インバータ回路手段の作動に応
答自在であり、回路内で前記インバータ回路手段に接続
された最低周波数発振回路を更に含む特許請求の範囲第
1項記載の装置。 - (9)前記最低周波数発振回路手段の作動周波数を決定
するためのタイミング回路手段と、前記電源電圧の大き
さが増加するとき前記最低周波数発振回路手段の周波数
を増加するよう前記タイミング回路手段を変えるための
第3の補償回路手段を更に含む特許請求の範囲第8項記
載の装置。 - (10)入力電力が前記論理回路手段へ印加された後か
ら前記電源電圧が所定のスレッショルド値に達するまで
の間前記論理回路手段をディスエーブルするための初期
化回路手段を更に含む特許請求の範囲第1項記載の装置
。 - (11)前記初期化回路は、論理電源電圧を表示する信
号と基準電圧を比較し、前記論理電源電圧が前記基準電
圧よりも大きいときイネーブル信号を発生し、前記イネ
ーブル信号を前記論理回路手段へ送るためのコンパレー
タ回路を含む特許請求の範囲第10項記載の装置。 - (12)前記初期化回路がその作動特性にヒステリシス
効果を有するよう前記コンパレータ回路に正帰還をかけ
る回路手段を更に含む特許請求の範囲第11項記載の装
置。 - (13)前記負荷回路に前記より高い周波数の電力を送
るよう回路内で前記インバータ回路手段および前記負荷
回路に結合されたパワートランスを更に含み、前記リア
クタンス回路手段は前記パワートランスの漏洩インダク
タンスである特許請求の範囲第1項記載の装置。 - (14)電磁妨害フィルタ回路と入力電力ラインとの間
を高周波絶縁するよう前記入力電力と前記電圧電源手段
との間に設けられた電磁妨害フィルタ回路を更に含む特
許請求の範囲第1項記載の装置。 - (15)前記電圧電源と前記低電圧電源回路の出力端と
の間で電圧低下を生じさせる直列抵抗を有することを特
徴とし、前記電圧電源からの電力を受ける前記論理回路
手段用の低電圧電源回路を更に含む特許請求の範囲第7
項記載の装置。 - (16)前記第1および第2のスイッチング手段は両者
の間に第1接続点を有するよう直列に接続され、前記負
荷回路は間に第2接続点を有する第1および第2の1次
巻線を有するトランスを含み、前記電圧電源手段は前記
第1接続点と第2接続点の間に接続され、前記第1およ
び第2の1次巻線は互いに直列であり、かつ前記の直列
接続された第1および第2スイッチング手段に並列であ
り、前記スイッチング手段はプッシュプル関係で作動す
る特許請求の範囲第1項記載の装置。 - (17)前記第1および第2スイッチング手段は両者の
間に第1接続点を有するよう直列に接続され、前記直列
接続された第1スイッチング手段と第2スイッチング手
段の間に前記電圧電源が接続され、互いに直列でかつ、
間に第2接続点を設けるよう接続され、前記直列接続さ
れた第1および第2スイッチング手段と並列に接続され
た第1および第2コンデンサを更に含み、前記電圧電源
は前記第1接続点と第2接続点との間に接続された特許
請求の範囲第1項記載の装置。 - (18)ある周波数の電力を電源から受け、より高い周
波数で電力を発生する電子バラスト回路において、 少なくとも一つのガス放電ランプを含む負荷回路手段と
、 少なくとも第1および第2の1次巻線および前記負荷回
路を附勢するよう前記負荷回路に結合された出力端を有
するパワートランスと、全波整流された電源電圧を発生
するよう前記電源に結合された第1ブリッジ回路手段と
、前記全波整流された電源電圧が所定値より低下する期
間中ほぼ一定の電圧を前記ブリッジ回路手段の出力端へ
供給するための補充電圧手段と、 前記パワートランスの1次巻線の前記第1部分および第
2部分にそれぞれ接続された第1および第2パワースイ
ッチング手段と、 前記スイッチング手段のうちの普通状態のスイッチング
手段を流れる電流が所定値に達すると、このスイッチン
グ手段をターンオフし、その直後他方のスイッチング手
段を導通させることによる電流モード制御にて前記第1
および第2パワースイッチング手段を作動させるための
論理回路手段を含み、正常作動状態にあるこの論理回路
手段は電源電圧の瞬間値が増加するときに前記パワース
イッチング手段のスイッチングの周波数を増加し、前記
パワースイッチング手段中のピーク電流を実質的に一定
の値に調節するよう相互に排他的かつ連続する時間関係
で前記スイッチング手段を反復的および連続的に導通し
、かつターンオフせしめるように作動し、更に電源電圧
が増加し、前記パワースイッチング手段の作動周波数が
増加するときに前記負荷回路のインピーダンスを増加さ
せ、よって前記電源電圧の大きさが変動しても前記ガス
放電ランプを流れるピーク電流を実質的に一定とするよ
う前記負荷回路に関連したリアクタンス回路手段を含む
、電子バラスト回路。 - (19)より低い周波数で入力電圧を受け、より高い周
波数の範囲で負荷回路を附勢する電子周波数インバータ
回路において、 前記入力電力を受けかつ前記負荷回路を附勢する第1お
よび第2スイッチング手段と、 前記スイッチング手段が前記高い周波数の範囲で作動し
、前記電源電圧の大きさが変わるとき前記負荷回路中の
電流周波数が変わるよう電流モード制御にて前記第1お
よび第2スイッチング手段を作動させるための論理回路
手段と、前記電源電圧の大きさが変化しても負荷電流の
ピークの大きさが実質的に一定のままになるよう周波数
と共に変化するインピーダンスを有する前記負荷回路内
に設けられたリアクタンス回路手段とから成る電子周波
数インバータ回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US84585386A | 1986-03-28 | 1986-03-28 | |
US845853 | 1986-03-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63999A true JPS63999A (ja) | 1988-01-05 |
Family
ID=25296241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62075776A Pending JPS63999A (ja) | 1986-03-28 | 1987-03-28 | ガス放電ランプ用高周波バラスト |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0239420B1 (ja) |
JP (1) | JPS63999A (ja) |
AT (1) | ATE71244T1 (ja) |
AU (1) | AU609388B2 (ja) |
CA (1) | CA1327991C (ja) |
DE (1) | DE3775588D1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63313499A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-21 | Matsushita Electric Works Ltd | 放電灯点灯装置 |
JPH01186790A (ja) * | 1988-01-18 | 1989-07-26 | Mitsubishi Electric Corp | 放電ランプの点灯装置 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4873471A (en) * | 1986-03-28 | 1989-10-10 | Thomas Industries Inc. | High frequency ballast for gaseous discharge lamps |
DE3742921A1 (de) * | 1987-12-17 | 1989-06-29 | Pintsch Bamag Ag | Vorschaltgeraet fuer eine entladungslampe |
DE69016815T2 (de) * | 1989-04-14 | 1995-09-07 | Tlg Plc | Vorschaltgeräte für Gasentladungslampen. |
US5345164A (en) * | 1993-04-27 | 1994-09-06 | Metcal, Inc. | Power factor corrected DC power supply |
EP0677982B1 (de) * | 1994-04-15 | 2000-02-09 | Knobel Ag Lichttechnische Komponenten | Verfahren zum Betrieb eines Vorschaltgeräts für Entladungslampen |
US6172468B1 (en) | 1997-01-14 | 2001-01-09 | Metrolight Ltd. | Method and apparatus for igniting a gas discharge lamp |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5921286A (ja) * | 1982-05-27 | 1984-02-03 | エヌ・ベ−・フィリップス・フル−イランペンファブリケン | 高周波発振器−インバ−タ装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH637251A5 (de) * | 1978-12-22 | 1983-07-15 | Contrinex Sa | Stromversorgungsanordnung zur speisung einer induktiven oder ohmisch-induktiven last. |
DE3142613A1 (de) * | 1981-10-28 | 1983-05-05 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Schaltungsanordnung zum zuenden und betrieb einer niederdruckquecksilberdampfentladungslampe |
DE3149526A1 (de) * | 1981-12-14 | 1983-06-23 | Philips Patentverwaltung | Schaltungsanordnung zum betrieb von hochdruck-gasentladungslampen |
NL8201631A (nl) * | 1982-04-20 | 1983-11-16 | Philips Nv | Gelijkstroom-wisselstroomomzetter voor het ontsteken en met wisselstroom voeden van een gas- en/of dampontladingslamp. |
US4873471A (en) * | 1986-03-28 | 1989-10-10 | Thomas Industries Inc. | High frequency ballast for gaseous discharge lamps |
-
1987
- 1987-03-17 CA CA000532219A patent/CA1327991C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-03-26 AU AU70671/87A patent/AU609388B2/en not_active Ceased
- 1987-03-27 EP EP87302692A patent/EP0239420B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-03-27 DE DE8787302692T patent/DE3775588D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-03-27 AT AT87302692T patent/ATE71244T1/de not_active IP Right Cessation
- 1987-03-28 JP JP62075776A patent/JPS63999A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5921286A (ja) * | 1982-05-27 | 1984-02-03 | エヌ・ベ−・フィリップス・フル−イランペンファブリケン | 高周波発振器−インバ−タ装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63313499A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-21 | Matsushita Electric Works Ltd | 放電灯点灯装置 |
JPH01186790A (ja) * | 1988-01-18 | 1989-07-26 | Mitsubishi Electric Corp | 放電ランプの点灯装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU609388B2 (en) | 1991-05-02 |
DE3775588D1 (de) | 1992-02-13 |
CA1327991C (en) | 1994-03-22 |
AU7067187A (en) | 1987-10-01 |
ATE71244T1 (de) | 1992-01-15 |
EP0239420B1 (en) | 1992-01-02 |
EP0239420A1 (en) | 1987-09-30 |
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