JP3248919B2 - ランプ点灯用回路配置 - Google Patents
ランプ点灯用回路配置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ランプを周波数ｆの高
周波数電流で給電するＤＣ−ＡＣコンバータを具えたラ
ンプ点灯用回路配置であって、前記ＤＣ−ＡＣコンバー
タが、 ・ＤＣ電圧源の両極に接続するための入力端子と、 ・前記入力端子間に結合された分岐(A)であって、 ２つのスイッチング素子の直列接続と、前記スイッチン
グ素子の制御電極に結合され、前記スイッチング素子を
周波数ｆで交互に導通及び非導通にせしめる制御回路で
あって、１つの一次巻線と２つの二次巻線を有する制御
変成器を含み、各二次巻線が各スイッチング素子の制御
電極と第１主電極との間に接続された制御枝路の一部分
を構成する制御回路とを含む分岐と、 ・前記制御変成器の一次巻線を含み、前記スイッチング
素子の一つを分路する負荷分岐(Ｅ)であって、更に、第
１の誘導素子(L1)と、第２の誘導素子(L2)を含む枝路
(B)と容量素子を含む枝路(C)の２つの並列枝路を有する
負荷回路とを含む負荷分岐と、を具えているランプ点灯
用回路配置に関するものである。
周波数電流で給電するＤＣ−ＡＣコンバータを具えたラ
ンプ点灯用回路配置であって、前記ＤＣ−ＡＣコンバー
タが、 ・ＤＣ電圧源の両極に接続するための入力端子と、 ・前記入力端子間に結合された分岐(A)であって、 ２つのスイッチング素子の直列接続と、前記スイッチン
グ素子の制御電極に結合され、前記スイッチング素子を
周波数ｆで交互に導通及び非導通にせしめる制御回路で
あって、１つの一次巻線と２つの二次巻線を有する制御
変成器を含み、各二次巻線が各スイッチング素子の制御
電極と第１主電極との間に接続された制御枝路の一部分
を構成する制御回路とを含む分岐と、 ・前記制御変成器の一次巻線を含み、前記スイッチング
素子の一つを分路する負荷分岐(Ｅ)であって、更に、第
１の誘導素子(L1)と、第２の誘導素子(L2)を含む枝路
(B)と容量素子を含む枝路(C)の２つの並列枝路を有する
負荷回路とを含む負荷分岐と、を具えているランプ点灯
用回路配置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】このような回路配置は欧州特許出願公開
明細書 (EP−A)第0222441 号から既知である。この既知
の回路配置は２つのスイッチング素子を具え、各スイッ
チング素子の制御電極と第１主電極との間に制御枝路が
接続されている。各制御枝路は一次巻線が負荷分岐(Ｅ)
の一部を構成する制御変成器の二次巻線で構成される。
この既知の回路配置でランプを点灯すると、動作周波数
ｆを有する高周波交流電流が負荷回路を流れる。負荷回
路は制御変成器を介して２つのスイッチング素子の制御
枝路に結合されている。これらのスイッチング素子はこ
の結合により動作周波数ｆに等しい周波数で交互に導通
及び非導通になる。これにより、DC−ACコンバータの入
力端子から負荷回路へ電力が伝達される。この既知の回
路配置は無電極ランプを点灯するのに特に好適である。
このようなランプとこの回路配置との間の結合は、例え
ば負荷回路の誘導素子（L2）をランプ容器のキャビティ
内に配置することにより実現することができる。動作周
波数ｆは、このランプ点灯モードにおいて必要とされる
負荷回路の誘導素子（L2）の大きさを所定の程度に制限
すべく比較的高い値、通常は１MHz 程度に選択される。
明細書 (EP−A)第0222441 号から既知である。この既知
の回路配置は２つのスイッチング素子を具え、各スイッ
チング素子の制御電極と第１主電極との間に制御枝路が
接続されている。各制御枝路は一次巻線が負荷分岐(Ｅ)
の一部を構成する制御変成器の二次巻線で構成される。
この既知の回路配置でランプを点灯すると、動作周波数
ｆを有する高周波交流電流が負荷回路を流れる。負荷回
路は制御変成器を介して２つのスイッチング素子の制御
枝路に結合されている。これらのスイッチング素子はこ
の結合により動作周波数ｆに等しい周波数で交互に導通
及び非導通になる。これにより、DC−ACコンバータの入
力端子から負荷回路へ電力が伝達される。この既知の回
路配置は無電極ランプを点灯するのに特に好適である。
このようなランプとこの回路配置との間の結合は、例え
ば負荷回路の誘導素子（L2）をランプ容器のキャビティ
内に配置することにより実現することができる。動作周
波数ｆは、このランプ点灯モードにおいて必要とされる
負荷回路の誘導素子（L2）の大きさを所定の程度に制限
すべく比較的高い値、通常は１MHz 程度に選択される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような高い動作周
波数は２つのスイッチング素子が交互に導通及び非導通
になる速度に特別の要件を課す。既知の回路配置では、
スイッチング素子を導通及び非導通にさせるのにかなり
大きな電力が制御変成器を介して制御枝路により吸収さ
れる。これは既知の回路配置の効率を悪化させている。
本発明の目的はスイッチング素子を導通及び非導通にす
るのに制御枝路により吸収されると共に回路配置内で消
費される電力量を減少させ、回路配置の効率を向上させ
ることにある。
波数は２つのスイッチング素子が交互に導通及び非導通
になる速度に特別の要件を課す。既知の回路配置では、
スイッチング素子を導通及び非導通にさせるのにかなり
大きな電力が制御変成器を介して制御枝路により吸収さ
れる。これは既知の回路配置の効率を悪化させている。
本発明の目的はスイッチング素子を導通及び非導通にす
るのに制御枝路により吸収されると共に回路配置内で消
費される電力量を減少させ、回路配置の効率を向上させ
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達
成するために、頭書に記載したランプ点灯用回路配置に
おいて、前記の各制御枝路を容量素子を含む枝路(D)で
分路して共振回路を構成し、且つ各制御枝路とこれを分
路する前記枝路(D)からなる共振回路の共振周波数ｆ１
を前記負荷分岐の両端間の電圧が負荷分岐を流れる電流
と同相になる周波数ｆ２より高くしたことを特徴とす
る。
成するために、頭書に記載したランプ点灯用回路配置に
おいて、前記の各制御枝路を容量素子を含む枝路(D)で
分路して共振回路を構成し、且つ各制御枝路とこれを分
路する前記枝路(D)からなる共振回路の共振周波数ｆ１
を前記負荷分岐の両端間の電圧が負荷分岐を流れる電流
と同相になる周波数ｆ２より高くしたことを特徴とす
る。
【０００５】このような構成のランプ点灯用回路配置に
よれば、各制御枝路とこの枝路を分路する枝路(D)から
なる共振回路はこの回路配置の動作周波数でほぼ共振す
るため、この枝路(D)の容量素子の両端間に発生する高
周波電圧はかなり急速に上昇及び下降する。この枝路
(D)内の容量素子の両端間の高周波電圧は関連するスイ
ッチング素子の制御電極と第１主電極との間の電圧であ
るため、このスイッチング素子はかなり急速に導通及び
非導通になるため、DC電圧源からランプへの良好な電力
伝達を実現することができると共に共振回路により吸収
される電力がかなり小さくなる。
よれば、各制御枝路とこの枝路を分路する枝路(D)から
なる共振回路はこの回路配置の動作周波数でほぼ共振す
るため、この枝路(D)の容量素子の両端間に発生する高
周波電圧はかなり急速に上昇及び下降する。この枝路
(D)内の容量素子の両端間の高周波電圧は関連するスイ
ッチング素子の制御電極と第１主電極との間の電圧であ
るため、このスイッチング素子はかなり急速に導通及び
非導通になるため、DC電圧源からランプへの良好な電力
伝達を実現することができると共に共振回路により吸収
される電力がかなり小さくなる。
【０００６】また、このような構成のランプ点灯用回路
配置では、この共振回路の共振周波数f1を負荷分岐(E)
の両端間の電圧がこの負荷分岐Ｅを流れる電流と同相に
なる周波数f2より高く設計しているので、この回路配置
の動作周波数は共振周波数f1より低いがf2より高くな
り、この回路配置の動作は誘導性になる。誘導性動作で
あるということは負荷分岐の両端間の電圧の位相がこれ
を流れる電流より進ことを意味し、この場合にはスイッ
チング素子の両端間の電圧がかなり低い瞬時にスイッチ
ング素子が導通するため、スイッチング素子で消費され
る電力がかなり小さくなる。
配置では、この共振回路の共振周波数f1を負荷分岐(E)
の両端間の電圧がこの負荷分岐Ｅを流れる電流と同相に
なる周波数f2より高く設計しているので、この回路配置
の動作周波数は共振周波数f1より低いがf2より高くな
り、この回路配置の動作は誘導性になる。誘導性動作で
あるということは負荷分岐の両端間の電圧の位相がこれ
を流れる電流より進ことを意味し、この場合にはスイッ
チング素子の両端間の電圧がかなり低い瞬時にスイッチ
ング素子が導通するため、スイッチング素子で消費され
る電力がかなり小さくなる。
【０００７】一般に、高周波交流電流で点灯されるラン
プの光束は高周波交流電流の振幅を調整することにより
調整することができる。この高周波交流電流をDC−ACコ
ンバータにより発生させる場合には、このような高周波
交流電流の振幅調整をDC−ACコンバータの入力端子間の
DC電圧の調整により達成することができる。実際には、
従来の回路配置ではDC電圧の変化により高周波交流電流
の振幅の変化のみならず動作周波数ｆの変化も生ずるこ
とが確かめられた。このような動作周波数ｆの変化は、
安定なランプ動作が変化した周波数において不可能にな
るために回路配置を動作不能にし得る。これはランプ電
力をDC−ACコンバータの入力端子間のDC電圧の調整によ
り達成し得る範囲を制限する。しかし本発明の回路配置
では、入力端子間の電圧の変化により高周波交流電流の
振幅の変化を生ずるが、動作周波数ｆは実質的に一定に
維持されることが確かめられた。従って、本発明のラン
プ点灯用回路配置によれば、ランプの光束をDC−ACコン
バータの入力端子間の電圧を調整することにより簡単に
広い範囲に亘って調整することができるという利点が得
られる。
プの光束は高周波交流電流の振幅を調整することにより
調整することができる。この高周波交流電流をDC−ACコ
ンバータにより発生させる場合には、このような高周波
交流電流の振幅調整をDC−ACコンバータの入力端子間の
DC電圧の調整により達成することができる。実際には、
従来の回路配置ではDC電圧の変化により高周波交流電流
の振幅の変化のみならず動作周波数ｆの変化も生ずるこ
とが確かめられた。このような動作周波数ｆの変化は、
安定なランプ動作が変化した周波数において不可能にな
るために回路配置を動作不能にし得る。これはランプ電
力をDC−ACコンバータの入力端子間のDC電圧の調整によ
り達成し得る範囲を制限する。しかし本発明の回路配置
では、入力端子間の電圧の変化により高周波交流電流の
振幅の変化を生ずるが、動作周波数ｆは実質的に一定に
維持されることが確かめられた。従って、本発明のラン
プ点灯用回路配置によれば、ランプの光束をDC−ACコン
バータの入力端子間の電圧を調整することにより簡単に
広い範囲に亘って調整することができるという利点が得
られる。
【０００８】次に図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。最初に、本発明の背景技術を図１及び２を用いて説
明する。図１において、１及び２はDC電圧源に接続する
ための入力端子を示す。Ａは少なくとも１個のスイッチ
ング素子S1と、一端がこのスイッチング素子の制御電極
に、他端がこのスイッチンク素子の第１主電極に接続さ
れた制御枝路とを具える分岐である。Ｅは誘導素子L1
と、誘導素子L2を含む枝路Ｂと容量素子を含む枝路Ｃの
２つの並列枝路を含む負荷回路とを具える負荷分岐であ
る。誘導素子L2はランプLaのランプ容器のキャビティ内
に配置する。分岐Ａの一端を入力端子１に接続し、分岐
Ａの他端を分岐Ｅの一端に接続する。分岐Ｅの他端を入
力端子２に接続する。
る。最初に、本発明の背景技術を図１及び２を用いて説
明する。図１において、１及び２はDC電圧源に接続する
ための入力端子を示す。Ａは少なくとも１個のスイッチ
ング素子S1と、一端がこのスイッチング素子の制御電極
に、他端がこのスイッチンク素子の第１主電極に接続さ
れた制御枝路とを具える分岐である。Ｅは誘導素子L1
と、誘導素子L2を含む枝路Ｂと容量素子を含む枝路Ｃの
２つの並列枝路を含む負荷回路とを具える負荷分岐であ
る。誘導素子L2はランプLaのランプ容器のキャビティ内
に配置する。分岐Ａの一端を入力端子１に接続し、分岐
Ａの他端を分岐Ｅの一端に接続する。分岐Ｅの他端を入
力端子２に接続する。
【０００９】図２において、分岐Ａはスイッチング素子
S1と、回路Ｐと、変成器Ｌとからなる。スイッチング素
子S1は、アノードをスイッチング素子S1の第１主電極
に、カソードをススイッチング素子S1の第２主電極に接
続したフライホイールダイオードを具える。本例では負
荷分岐Ｅをこの分岐内の誘導素子L1を形成するコイルL1
と負荷回路とで構成する。負荷回路は、本例では枝路Ｃ
を構成するキャパシタＣと枝路Ｂを構成するコイルL2と
で構成する。
S1と、回路Ｐと、変成器Ｌとからなる。スイッチング素
子S1は、アノードをスイッチング素子S1の第１主電極
に、カソードをススイッチング素子S1の第２主電極に接
続したフライホイールダイオードを具える。本例では負
荷分岐Ｅをこの分岐内の誘導素子L1を形成するコイルL1
と負荷回路とで構成する。負荷回路は、本例では枝路Ｃ
を構成するキャパシタＣと枝路Ｂを構成するコイルL2と
で構成する。
【００１０】Ｐは高周波信号を発生する回路である。変
成器Ｌの一次巻線L4の一端を回路Ｐの一方の出力端子
に、この一次巻線の他端をこの回路Ｐの他方の出力端子
に接続する。本例では変成器Ｌの二次巻線L3をもってス
イッチング素子S1の制御枝路を構成する。二次巻線L3の
一端をスイッチング素子S1の制御電極に接続すると共に
この二次巻線L3の他端をスイッチング素子S1の第１主電
極に接続する。この二次巻線L3を含む制御枝路を容量素
子（キャパシタ）Ｄを含む枝路で分路する。スイッチン
グ素子S1の第２主電極を入力端子１に接続する。スイッ
チング素子S1の第１主電極をコイルL1の一端に接続す
る。コイルＬ１の他端をキャパシタC の一端及びコイル
L2の一端に接続する。コイルL2の他端およびキャパシタ
Ｃの他端を入力端子２に接続する。
成器Ｌの一次巻線L4の一端を回路Ｐの一方の出力端子
に、この一次巻線の他端をこの回路Ｐの他方の出力端子
に接続する。本例では変成器Ｌの二次巻線L3をもってス
イッチング素子S1の制御枝路を構成する。二次巻線L3の
一端をスイッチング素子S1の制御電極に接続すると共に
この二次巻線L3の他端をスイッチング素子S1の第１主電
極に接続する。この二次巻線L3を含む制御枝路を容量素
子（キャパシタ）Ｄを含む枝路で分路する。スイッチン
グ素子S1の第２主電極を入力端子１に接続する。スイッ
チング素子S1の第１主電極をコイルL1の一端に接続す
る。コイルＬ１の他端をキャパシタC の一端及びコイル
L2の一端に接続する。コイルL2の他端およびキャパシタ
Ｃの他端を入力端子２に接続する。
【００１１】上述の回路配置の動作は次の通りである。
DC電圧源が入力端子１及び２に接続されると、回路Ｐが
周波数ｆを有する高周波信号を発生する。この高周波信
号は変成器Ｌの一次巻線L4の両端間に存在する。この結
果として周波数ｆを有する高周波パルス電圧が変成器Ｌ
の二次巻線L3の両端間に発生する。この電圧はキャパシ
タＤの両端間及びスイッチング素子S1の制御電極と第１
主電極との間にも存在する。キャパシタＤの容量値は、
キャパシタＤと二次巻線L3とを具える共振回路の共振周
波数が周波数ｆから僅かだけ相違するように選択する。
その結果、スイッチング素子S1の制御電極と第１主電極
との間の電圧が極めて急速に増大及び減少する。このこ
とはスイッチング素子S1がかなり急速に導通及び非導通
になると共に回路Ｐから吸収される電力量がかなり小さ
くなることを意味する。
DC電圧源が入力端子１及び２に接続されると、回路Ｐが
周波数ｆを有する高周波信号を発生する。この高周波信
号は変成器Ｌの一次巻線L4の両端間に存在する。この結
果として周波数ｆを有する高周波パルス電圧が変成器Ｌ
の二次巻線L3の両端間に発生する。この電圧はキャパシ
タＤの両端間及びスイッチング素子S1の制御電極と第１
主電極との間にも存在する。キャパシタＤの容量値は、
キャパシタＤと二次巻線L3とを具える共振回路の共振周
波数が周波数ｆから僅かだけ相違するように選択する。
その結果、スイッチング素子S1の制御電極と第１主電極
との間の電圧が極めて急速に増大及び減少する。このこ
とはスイッチング素子S1がかなり急速に導通及び非導通
になると共に回路Ｐから吸収される電力量がかなり小さ
くなることを意味する。
【００１２】
【実施例】図３は本発明のランプ点灯用回路配置の一実
施例を示し、この回路配置は不完全ハーフブリッジ型DC
−ACコンバータを具える。図３において、１及び２はDC
電圧源に接続するのに好適な入力端子である。分岐Ａは
２つのスイッチング素子S1及びS2と、変成器Ｌの二次巻
線L3A 及びL3B と、ツェナーダイオード41, 42, 43及び
44と、キャパシタD1及びD2とから成る。負荷分岐Ｅはコ
イルL1と負荷回路とから成る。負荷回路はコイルL2と、
変成器Ｌの一次巻線L4と、キャパシタ18a 及び18b と、
抵抗30とから成る。28は不完全ハーフブリッジを始動さ
せる始動パルスを発生する始動回路である。スイッチン
グ素子S1及びS2の各々は、アノードをこのスイッチング
素子の第１主電極に、カソードをこのスイッチング素子
の第２主電極に接続したフライホイールダイオードを具
える。
施例を示し、この回路配置は不完全ハーフブリッジ型DC
−ACコンバータを具える。図３において、１及び２はDC
電圧源に接続するのに好適な入力端子である。分岐Ａは
２つのスイッチング素子S1及びS2と、変成器Ｌの二次巻
線L3A 及びL3B と、ツェナーダイオード41, 42, 43及び
44と、キャパシタD1及びD2とから成る。負荷分岐Ｅはコ
イルL1と負荷回路とから成る。負荷回路はコイルL2と、
変成器Ｌの一次巻線L4と、キャパシタ18a 及び18b と、
抵抗30とから成る。28は不完全ハーフブリッジを始動さ
せる始動パルスを発生する始動回路である。スイッチン
グ素子S1及びS2の各々は、アノードをこのスイッチング
素子の第１主電極に、カソードをこのスイッチング素子
の第２主電極に接続したフライホイールダイオードを具
える。
【００１３】コイルL2は枝路Ｂを構成する。キャパシタ
18a 及び18b と一次巻線L4と抵抗30とでブランチＣを構
成する。両キャパシタ18a 及び18b は枝路Ｃの容量素子
を構成する。コイルL1は負荷分岐Ｅの誘導素子L1を構成
する。第１制御枝路は二次巻線L3A からなり、第２制御
枝路は二次巻線L3B からなる。キャパシタD1は第１制御
枝路を分路する枝路を構成し、キャパシタD2は第２制御
枝路を分路する枝路を構成する。コイルL2は無電極ラン
プのランプ容器のキャビティ内に配置する。
18a 及び18b と一次巻線L4と抵抗30とでブランチＣを構
成する。両キャパシタ18a 及び18b は枝路Ｃの容量素子
を構成する。コイルL1は負荷分岐Ｅの誘導素子L1を構成
する。第１制御枝路は二次巻線L3A からなり、第２制御
枝路は二次巻線L3B からなる。キャパシタD1は第１制御
枝路を分路する枝路を構成し、キャパシタD2は第２制御
枝路を分路する枝路を構成する。コイルL2は無電極ラン
プのランプ容器のキャビティ内に配置する。
【００１４】ＩはDC電圧を発生する手段を構成し、この
手段は入力端子１及び２に接続される。K1及びK2は手段
Ｉの電源に接続するのに好適な入力端子である。IIはDC
電圧を調整する手段を構成する。この目的のためにこの
手段は入力端子１及び２に結合すると共に手段Ｉに結合
する。手段Ｉ及びIIは種々の方法で構成することができ
る。例えば、この電源から供給される供給電圧がAC電圧
の場合には、手段Ｉは整流手段で構成し得ると共に手段
IIは可変変成器で構成することができる。
手段は入力端子１及び２に接続される。K1及びK2は手段
Ｉの電源に接続するのに好適な入力端子である。IIはDC
電圧を調整する手段を構成する。この目的のためにこの
手段は入力端子１及び２に結合すると共に手段Ｉに結合
する。手段Ｉ及びIIは種々の方法で構成することができ
る。例えば、この電源から供給される供給電圧がAC電圧
の場合には、手段Ｉは整流手段で構成し得ると共に手段
IIは可変変成器で構成することができる。
【００１５】他の例では手段Ｉをアップ又はダウンコン
バータ形或いはフライバックコンバータ形のDC−DCコン
バータの１つ又はこれらコンバータのいくつかの組合せ
で構成することができる。この場合にはこの又はこれら
コンバータ内のスイッチのデューティサイクルを手段II
により調整することによりDC電圧を調整することができ
る。
バータ形或いはフライバックコンバータ形のDC−DCコン
バータの１つ又はこれらコンバータのいくつかの組合せ
で構成することができる。この場合にはこの又はこれら
コンバータ内のスイッチのデューティサイクルを手段II
により調整することによりDC電圧を調整することができ
る。
【００１６】スイッチング素子S1の第２主電極を入力端
子１に接続する。第１制御枝路の一端をスイッチング素
子S1の制御電極に接続し、第１制御枝路の他端をスイッ
チング素子S1の第１主電極に接続する。キャパシタD1で
第１制御枝路を分路する。第１制御枝路をアノードを相
互接続した２個のツェナーダイオード41及び42の直列回
路でも分路する。スイッチング素子S1の第１主電極をス
イッチング素子S2の第２主電極に接続する。第２制御枝
路の一端をスイッチング素子S2の制御電極に接続し、そ
の他端をスイッチング素子S2の第１主電極に接続する。
キャパシタD2で第２制御枝路を分路する。第２制御枝路
をアノードを相互接続した２個のツェナーダイオード43
及び44の直列回路でも分路する。スイッチング素子S2の
第１主電極を入力端子２に接続する。
子１に接続する。第１制御枝路の一端をスイッチング素
子S1の制御電極に接続し、第１制御枝路の他端をスイッ
チング素子S1の第１主電極に接続する。キャパシタD1で
第１制御枝路を分路する。第１制御枝路をアノードを相
互接続した２個のツェナーダイオード41及び42の直列回
路でも分路する。スイッチング素子S1の第１主電極をス
イッチング素子S2の第２主電極に接続する。第２制御枝
路の一端をスイッチング素子S2の制御電極に接続し、そ
の他端をスイッチング素子S2の第１主電極に接続する。
キャパシタD2で第２制御枝路を分路する。第２制御枝路
をアノードを相互接続した２個のツェナーダイオード43
及び44の直列回路でも分路する。スイッチング素子S2の
第１主電極を入力端子２に接続する。
【００１７】コイルL1の一端をスイッチング素子S1とS2
の接続点に接続する。コイルL1の他端をキャパシタ18a
の一端及びキャパシタ18b の一端に接続する。キャパシ
タ18b の他端をコイルL2の一端に接続する。キャパシタ
18a の他端を一次巻線L4の一端に接続する。一次巻線L4
の他端を入力端子２に接続する。抵抗30で一次巻線L4を
分路する。
の接続点に接続する。コイルL1の他端をキャパシタ18a
の一端及びキャパシタ18b の一端に接続する。キャパシ
タ18b の他端をコイルL2の一端に接続する。キャパシタ
18a の他端を一次巻線L4の一端に接続する。一次巻線L4
の他端を入力端子２に接続する。抵抗30で一次巻線L4を
分路する。
【００１８】図３に示す回路配置の動作は次の通りであ
る。電源が手段Ｉの入力端子K1及びK2に接続されると、
DC−ACコンバータの入力端子１及び２間にDC電圧が供給
され、スイッチング素子S1及びS2が周波数ｆで交互に導
通及び非導通になる。その結果として周波数ｆを有する
高周波数の略々矩形波電圧が負荷分岐Ｅの両端間に発生
する。この高周波矩形波電圧は負荷回路に周波数ｆを有
する高周波交流電流を流れさせる。一次巻線L4は負荷回
路の一部を構成するため、この巻線の両端間に周波数ｆ
を有する高周波電圧が存在する。この一次巻線L4両端間
の高周波電圧は二次巻線L3A の両端間に周波数ｆを有す
る高周波電圧を発生させると共に二次巻線L3B の両端間
に周波数ｆを有する高周波電圧を発生させる。これら高
周波電圧はキャパシタD1及びD2の両端間にも存在する。
る。電源が手段Ｉの入力端子K1及びK2に接続されると、
DC−ACコンバータの入力端子１及び２間にDC電圧が供給
され、スイッチング素子S1及びS2が周波数ｆで交互に導
通及び非導通になる。その結果として周波数ｆを有する
高周波数の略々矩形波電圧が負荷分岐Ｅの両端間に発生
する。この高周波矩形波電圧は負荷回路に周波数ｆを有
する高周波交流電流を流れさせる。一次巻線L4は負荷回
路の一部を構成するため、この巻線の両端間に周波数ｆ
を有する高周波電圧が存在する。この一次巻線L4両端間
の高周波電圧は二次巻線L3A の両端間に周波数ｆを有す
る高周波電圧を発生させると共に二次巻線L3B の両端間
に周波数ｆを有する高周波電圧を発生させる。これら高
周波電圧はキャパシタD1及びD2の両端間にも存在する。
【００１９】キャパシタD1の容量値を、二次巻線L3A と
キャパシシタD1とから成る共振回路の共振周波数が周波
数ｆから僅かだけ相違するように選択する。キャパシタ
D2の容量値も、二次巻線L3B とキャパシタD2とから成る
共振回路の共振周波数が周波数ｆから僅かだけ相違する
ように選択する。この結果、キャパシシタD1両端間の高
周波電圧及びキャパシタD2両端間の高周波電圧は急速に
増大及び減少する。キャパシシタD1両端間の高周波電圧
はスイッチング素子S1の制御電極とその第１主電極との
間に存在するため、このスイッチング素子はかなり急速
に導通及び非導通になると共に変成器を経て吸収される
電力量がかなり小さくなる。キャパシタD2両端間の高周
波電圧はスイッチング素子S2の制御電極とその第１主電
極との間に存在するため、このスイッチング素子S2もか
なり急速に導通及び非導通になると共に変成器Ｌを経て
吸収される電力量がかなり小さくなる。負荷回路の高周
波電流とキャパシタD1及びキャパシタD2両端間の高周波
電圧との位相関係を最適にするために抵抗30を負荷回路
内に設ける。
キャパシシタD1とから成る共振回路の共振周波数が周波
数ｆから僅かだけ相違するように選択する。キャパシタ
D2の容量値も、二次巻線L3B とキャパシタD2とから成る
共振回路の共振周波数が周波数ｆから僅かだけ相違する
ように選択する。この結果、キャパシシタD1両端間の高
周波電圧及びキャパシタD2両端間の高周波電圧は急速に
増大及び減少する。キャパシシタD1両端間の高周波電圧
はスイッチング素子S1の制御電極とその第１主電極との
間に存在するため、このスイッチング素子はかなり急速
に導通及び非導通になると共に変成器を経て吸収される
電力量がかなり小さくなる。キャパシタD2両端間の高周
波電圧はスイッチング素子S2の制御電極とその第１主電
極との間に存在するため、このスイッチング素子S2もか
なり急速に導通及び非導通になると共に変成器Ｌを経て
吸収される電力量がかなり小さくなる。負荷回路の高周
波電流とキャパシタD1及びキャパシタD2両端間の高周波
電圧との位相関係を最適にするために抵抗30を負荷回路
内に設ける。
【００２０】本発明では回路配置内で消費される電力を
更に減少させるために、二次巻線L3A とキャパシタD1か
ら成る共振回路の共振周波数f1はキャパシタD1の容量の
適切な選択により、ランプに結合された負荷ブランチの
両端間電圧がこの負荷ブランチを流れる電流と同相にな
る周波数f2より高い周波数にセットする。同様に、二次
巻線L3B とキャパシタD2とから成る共振回路の共振周波
数f1もキャパシタD2の容量の適切な選択により周波数f2
より高い値にセットする。このようにすると、このよう
なDC−ACコンバータの動作周波数ｆはこれら共振回路の
共振周波数f1より低いがf2より高い値になる。動作周波
数がf2より高いため、DC−AC変換器の動作は誘導性にな
る。誘導性動作は、負荷ブランチ両端間の電圧の位相が
これを流れる電流より進むことを意味する。各スイッチ
ング素子で消費される電力は誘導性動作の場合にかなり
小さくなる。その理由は、この場合には各スイッチング
素子が、その両端間電圧がかなり低い間に導通するため
である。
更に減少させるために、二次巻線L3A とキャパシタD1か
ら成る共振回路の共振周波数f1はキャパシタD1の容量の
適切な選択により、ランプに結合された負荷ブランチの
両端間電圧がこの負荷ブランチを流れる電流と同相にな
る周波数f2より高い周波数にセットする。同様に、二次
巻線L3B とキャパシタD2とから成る共振回路の共振周波
数f1もキャパシタD2の容量の適切な選択により周波数f2
より高い値にセットする。このようにすると、このよう
なDC−ACコンバータの動作周波数ｆはこれら共振回路の
共振周波数f1より低いがf2より高い値になる。動作周波
数がf2より高いため、DC−AC変換器の動作は誘導性にな
る。誘導性動作は、負荷ブランチ両端間の電圧の位相が
これを流れる電流より進むことを意味する。各スイッチ
ング素子で消費される電力は誘導性動作の場合にかなり
小さくなる。その理由は、この場合には各スイッチング
素子が、その両端間電圧がかなり低い間に導通するため
である。
【００２１】ランプの光束は手段Ｉにより発生されたDC
電圧を手段IIにより調整することにより調整することが
できる。
電圧を手段IIにより調整することにより調整することが
できる。
【００２２】図５はキャパシタ18a と一次巻線L4との直
列回路をキャパシタ18c により分路した負荷回路の構成
を示す。この構成では制御変成器により吸収される電力
をキャパシタ18a 及び一次巻線L4のインピーダンスの和
に対するキャパシタ18c のインピーダンスの比の適切な
選択により調整することができる。
列回路をキャパシタ18c により分路した負荷回路の構成
を示す。この構成では制御変成器により吸収される電力
をキャパシタ18a 及び一次巻線L4のインピーダンスの和
に対するキャパシタ18c のインピーダンスの比の適切な
選択により調整することができる。
【００２３】図３，４および５に示す回路内の負荷回路
の一部を構成する一次巻線L4を負荷分岐内の他の場所に
含めることもできる。ツェナーダイオード41及びツェナ
ーダイオード42の直列回路はスイッチング素子S1の制御
電極とその第１主電極との間の電圧を制限する働きをす
る。ツェナーダイオード43及びツェナーダイオード44の
直列回路はスイッチング素子S2の制御電極とその第１主
電極との間の電圧を制限する働きをする。これらツェナ
ーダイオードはランプLaの点弧中のみ電流を流す。
の一部を構成する一次巻線L4を負荷分岐内の他の場所に
含めることもできる。ツェナーダイオード41及びツェナ
ーダイオード42の直列回路はスイッチング素子S1の制御
電極とその第１主電極との間の電圧を制限する働きをす
る。ツェナーダイオード43及びツェナーダイオード44の
直列回路はスイッチング素子S2の制御電極とその第１主
電極との間の電圧を制限する働きをする。これらツェナ
ーダイオードはランプLaの点弧中のみ電流を流す。
【００２４】枝路Ｃ内の容量をキャパシタ18a 及び18b
に分割する。キャパシタ18aとキャパシタ18b の接続点
をスイッチング素子S1とS2の接続点と反対側のコイルL1
の端に接続する。キャパシタ18b の容量に対するキャパ
シタ18a の容量の比は、ランプLaに結合された負荷回路
のインピーダンスがDC電圧源のインピーダンスと分岐Ａ
のインピーダンスとコイルL1のインピーダンスの和にほ
ぼ等しくなるように選択するのが好ましい。その理由
は、このようにするとDC電圧源とランプとの間の最適電
力伝達が促進されるためである。
に分割する。キャパシタ18aとキャパシタ18b の接続点
をスイッチング素子S1とS2の接続点と反対側のコイルL1
の端に接続する。キャパシタ18b の容量に対するキャパ
シタ18a の容量の比は、ランプLaに結合された負荷回路
のインピーダンスがDC電圧源のインピーダンスと分岐Ａ
のインピーダンスとコイルL1のインピーダンスの和にほ
ぼ等しくなるように選択するのが好ましい。その理由
は、このようにするとDC電圧源とランプとの間の最適電
力伝達が促進されるためである。
【００２５】90W の定格電力を有するランプを点灯する
この回路配置の実施例では、コイルL1のインダクタンス
値は14μH である。コイルL2のインダンタンス値は13.5
μHである。キャパシタ18a 及び18b の容量値は１nF及
び680pF である。二次巻線L3A とキャパシタD1とからな
る共振回路の共振周波数f1は約3.2MHzである。二次巻線
L3B とキャパシタD2とから成る共振回路の共振周波数f1
も約3.2MHzである。ランプに結合された負荷分岐Ｅの両
端間電圧が負荷分岐Ｅを流れる電流と同相になる周波数
f2は約2.1MHzである。動作周波数ｆは約2.65MHz であ
る。各制御ブランチにより吸収される電力量はキャパシ
タD1及びD2の存在により約１ワットから約300mワットに
減少する。
この回路配置の実施例では、コイルL1のインダクタンス
値は14μH である。コイルL2のインダンタンス値は13.5
μHである。キャパシタ18a 及び18b の容量値は１nF及
び680pF である。二次巻線L3A とキャパシタD1とからな
る共振回路の共振周波数f1は約3.2MHzである。二次巻線
L3B とキャパシタD2とから成る共振回路の共振周波数f1
も約3.2MHzである。ランプに結合された負荷分岐Ｅの両
端間電圧が負荷分岐Ｅを流れる電流と同相になる周波数
f2は約2.1MHzである。動作周波数ｆは約2.65MHz であ
る。各制御ブランチにより吸収される電力量はキャパシ
タD1及びD2の存在により約１ワットから約300mワットに
減少する。
【００２６】この回路配置で点灯されるランプは調光す
ることができる。図６に示す曲線はこの回路配置を給電
するDC電圧源から引き出される電力（定格ランプ電力の
百分率で表わしてある）をDC電圧源が供給する電圧（ボ
ルト）の関数として示したものである。動作周波数ｆは
全ての電力消費値に対し約2.65MHz である。図６は入力
端子間のDC電圧の調整によりランプにより消費される電
力を広い範囲に亘って調整し得ることを示している。
ることができる。図６に示す曲線はこの回路配置を給電
するDC電圧源から引き出される電力（定格ランプ電力の
百分率で表わしてある）をDC電圧源が供給する電圧（ボ
ルト）の関数として示したものである。動作周波数ｆは
全ての電力消費値に対し約2.65MHz である。図６は入力
端子間のDC電圧の調整によりランプにより消費される電
力を広い範囲に亘って調整し得ることを示している。
【００２７】負荷回路を図４に示すように構成すること
により電力伝達を最適にすることもできる。この例では
図３のコイルL2を２つのコイルL21 及びL22 と置き替え
る。コイルL21 及びL22 のインダクタンスの和はコイル
L2のインダクタンスに等しい。キャパシタ18の容量は図
３のキャパシタ18a 及び18b の直列回路の容量の和に等
しい。本例ではコイルL1の、スイッチング素子S1とS2の
接続点と反対側の端をコイルL21 とコイルL22 の接続点
に接続する。キャパシタ13は負荷分岐を流れる直流電流
を阻止する。本例ではコイルL21 のインダクタンスとコ
イルL22 のインダクタンスとの比を、ランプLaに結合さ
れた負荷回路のインピーダンスがＤC 電圧源と分岐Ａと
コイルL1のインピーダンスの和にほぼ等しくなるように
選択する。
により電力伝達を最適にすることもできる。この例では
図３のコイルL2を２つのコイルL21 及びL22 と置き替え
る。コイルL21 及びL22 のインダクタンスの和はコイル
L2のインダクタンスに等しい。キャパシタ18の容量は図
３のキャパシタ18a 及び18b の直列回路の容量の和に等
しい。本例ではコイルL1の、スイッチング素子S1とS2の
接続点と反対側の端をコイルL21 とコイルL22 の接続点
に接続する。キャパシタ13は負荷分岐を流れる直流電流
を阻止する。本例ではコイルL21 のインダクタンスとコ
イルL22 のインダクタンスとの比を、ランプLaに結合さ
れた負荷回路のインピーダンスがＤC 電圧源と分岐Ａと
コイルL1のインピーダンスの和にほぼ等しくなるように
選択する。
【図１】 DC−ACコンバートを具えたランプ点灯用回路
配置の簡略ブロック図である。
配置の簡略ブロック図である。
【図２】 図１の回路配置の詳細回路図である。
【図３】 本発明ランプ点灯用回路配置の一実施例の回
路図である。
路図である。
【図４】 負荷回路の他の構成例を示す回路図である。
【図５】 負荷回路の更に他の構成例を示す回路図であ
る。
る。
【図６】 本発明回路配置で点灯されるランプにより消
費される電力をこの回路配置に供給されるDC電圧の関数
として示す図である。
費される電力をこの回路配置に供給されるDC電圧の関数
として示す図である。
１，２ 入力端子 Ａ 分岐 Ｅ 負荷分岐 La ランプ S1, S2 スイッチング素子 L1 第１の誘導素子 L2 第２の誘導素子 Ｌ 変成器 L3A, L3B 二次巻線(制御枝路) L4 一次巻線 18a, 18b 容量素子 D1, D2 制御枝路を分路する容量素子 Ｉ DC電圧発生手段 II DC電圧調整手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔ ｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (56)参考文献 特開 平１−264199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−172887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−99781（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−217894（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−217895（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−99798（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−154798（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−35699（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 41/24 H02M 7/48 H05B 41/392
Claims (2)
- 【請求項１】 ランプを周波数ｆの高周波数電流で給電
するＤＣ−ＡＣコンバータを具えたランプ点灯用回路配
置であって、前記ＤＣ−ＡＣコンバータが、 ・ＤＣ電圧源の両極に接続するための入力端子と、 ・前記入力端子間に結合された分岐(A)であって、 ２つのスイッチング素子の直列接続と、前記スイッチン
グ素子の制御電極に結合され、前記スイッチング素子を
周波数ｆで交互に導通及び非導通にせしめる制御回路で
あって、１つの一次巻線と２つの二次巻線を有する制御
変成器を含み、各二次巻線が各スイッチング素子の制御
電極と第１主電極との間に接続された制御枝路の一部分
を構成する制御回路とを含む分岐と、 ・前記制御変成器の一次巻線を含み、前記スイッチング
素子の一つを分路する負荷分岐(Ｅ)であって、更に、 第１の誘導素子(L1)と、第２の誘導素子(L2)を含む枝路
(B)と容量素子を含む枝路(C)の２つの並列枝路を有する
負荷回路とを含む負荷分岐と、 を具えているランプ点灯用回路配置において、 前記の各制御枝路を容量素子を含む枝路(D)で分路して
共振回路を構成し、且つ各制御枝路とこれを分路する前
記枝路(D)からなる共振回路の共振周波数ｆ１を前記負
荷分岐の両端間の電圧が負荷分岐を流れる電流と同相に
なる周波数ｆ２より高くしたことを特徴とするランプ点
灯用回路配置。 - 【請求項２】 前記入力端子に接続された、電源電圧か
らＤＣ電圧を発生する手段と、前記ＤＣ電圧を調整する
手段とを具えることを特徴とする請求項１記載のランプ
点灯用回路配置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9000350 | 1990-02-14 | ||
| NL9000350 | 1990-02-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP0442572B1 (ja) |
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| DE (1) | DE69109333T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| DE69713480T2 (de) * | 1996-08-14 | 2003-01-09 | Koninkl Philips Electronics Nv | Schaltungsanordnung |
| DE19650110A1 (de) * | 1996-12-03 | 1998-06-04 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Betriebsschaltung für eine elektrodenlose Niederdruckentladungslampe |
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| US6246183B1 (en) * | 2000-02-28 | 2001-06-12 | Litton Systems, Inc. | Dimmable electrodeless light source |
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|---|---|---|---|---|
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| US4053813A (en) * | 1976-03-01 | 1977-10-11 | General Electric Company | Discharge lamp ballast with resonant starting |
| US4071812A (en) * | 1976-03-01 | 1978-01-31 | General Electric Company | AC Inverter with constant power output |
| NL8004175A (nl) * | 1980-07-21 | 1982-02-16 | Philips Nv | Frequentie-omzetter voor het voeden van een elektrodeloze ontladingslamp. |
| US4383203A (en) * | 1981-06-29 | 1983-05-10 | Litek International Inc. | Circuit means for efficiently driving an electrodeless discharge lamp |
| NL8503008A (nl) * | 1985-11-04 | 1987-06-01 | Philips Nv | Gelijkstroom-wisselstroomomzetter voor het ontsteken en voeden van een ontladingslamp. |
| NL8701314A (nl) * | 1987-06-05 | 1989-01-02 | Philips Nv | Gelijkstroom-wisselstroom omzetter voor het onsteken en voeden van een gasontladingslamp. |
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1991
- 1991-02-11 ES ES91200280T patent/ES2074211T3/es not_active Expired - Lifetime
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