JP5478839B2 - プログラムスタート安定器 - Google Patents
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Description
ランプフィラメントの対を有する少なくとも1つの気体放電ランプに給電するための安定器において、
インバータ出力端子を有し、該インバータ出力端子で、動作周波数を有するインバータ出力電圧を出力するように動作するインバータと、
該インバータ出力端子と該気体放電ランプとの間に結合された共振出力回路と、
該共振出力回路と該インバータとに結合された制御回路
とを有し、
該共振出力回路は、
(i)該ランプフィラメントを予熱し、
(ii)該気体放電ランプを点灯するための点灯電圧を供給し、
(iii)該気体放電ランプの動作のために、大きさが制限された電流を供給する
ために動作するように構成されており、
該制御回路は、
(a)該共振出力回路内の電圧を監視し、
(b)監視されている該電圧が第1の指定レベルに達すると該電圧に応答して、該インバータが該インバータの動作周波数を第1の現在値に、所定の予熱期間にわたって維持することにより、該共振出力回路が該ランプフィラメントの予熱を該予熱期間中に行うように制御し、
(c)該予熱期間の完了に応答して、該インバータの動作周波数が該第1の現在値から低減するようにし、
(d)監視されている該電圧が第2の指定レベルに達すると該電圧に応答して、該インバータに該インバータの動作周波数を第2の現在値に、所定の点灯期間にわたって維持させることにより、該共振出力回路が該気体放電ランプの点灯のための点灯電圧を供給するように制御する
ように動作することを特徴とする安定器によって解決される。
(i)ランプフィラメント72,74の予熱
(ii)ランプ70の点灯のための点灯電圧
(iii)ランプ70の動作のための大きさが制限された電流
(i)監視されている電圧が第1の指定レベル(すなわち、フィラメント72,74の予熱に適した電圧の供給を示唆するレベル)に達した場合、電圧検出回路610は(大きさが比較的小さい)第1の検出信号を検出出力側612で供給し、
(ii)監視されている電圧が第2の指定レベル(すなわち、ランプ70の点灯に適した電圧の供給を示唆するレベル)に達した場合、電圧検出回路610は(大きさが比較的大きい)第2の検出信号を検出出力側612で供給する。監視されている電圧は単に、共振コンデンサ422の電圧の縮小版であり、この電圧は、フィラメント加熱電圧および点灯電圧の双方を示す。したがって、指定レベルにある監視されている電圧は、フィラメント予熱電圧および点灯電圧が所望のレベルにあることに相応する。
(i)検出出力側612で(フィラメント予熱電圧が十分に高いレベルに達したことを示唆する)第1の検出信号が出力されたことに応答して、周波数ホールド回路700は、VCO入力側234に供給される電圧を第1の値に、予熱期間にわたって実質的に維持し、
(ii)検出出力側612で(点灯電圧が十分に高いレベルに達したことを示唆する)第2の検出信号が出力されたことに応答して、周波数ホールド回路700は、VCO入力側234に供給される電圧を第2の値に、点灯期間にわたって実質的に維持する。
70 ランプ
72,74 フィラメント
200 インバータ
230 インバータ駆動回路
400 共振出力回路
600 制御回路
610 電圧検出回路
700 周波数ホールド回路
800 ランプ電流制御回路
850 インバータシャットダウン回路
900 タイミング制御回路
Claims (23)
- ランプフィラメントの対を有する少なくとも1つの気体放電ランプに給電するための安定器において、
インバータ出力端子を有し、該インバータ出力端子で、動作周波数を有するインバータ出力電圧を出力するように動作するインバータと、
該インバータ出力端子と該気体放電ランプとの間に結合された共振出力回路と、
該共振出力回路と該インバータとに結合された制御回路
とを有し、
該共振出力回路は、
(i)該ランプフィラメントを予熱し、
(ii)該気体放電ランプを点灯するための点灯電圧を供給し、
(iii)該気体放電ランプの動作のために、大きさが制限された電流を供給する
ために動作するように構成されており、
該制御回路は、
(a)該共振出力回路内の電圧を監視し、
(b)監視されている該電圧が、前記ランプフィラメントのフィラメント電圧が当該ランプフィラメントを予熱するのに十分な大きさに達したことを示す第1の指定レベルに達すると該電圧に応答して、該インバータが該インバータの動作周波数を第1の現在値に、所定の予熱期間にわたって維持することにより、該共振出力回路が該ランプフィラメントの予熱を該予熱期間中に行うように制御し、
(c)該予熱期間の完了に応答して、該インバータの動作周波数が該第1の現在値から低減するようにし、
(d)監視されている該電圧が、前記気体放電ランプ点灯に十分な大きさに達したことを示す第2の指定レベルに達すると該電圧に応答して、該インバータに該インバータの動作周波数を第2の現在値に、所定の点灯期間にわたって維持させることにより、該共振出力回路が該気体放電ランプの点灯のための点灯電圧を供給するように制御する
ように動作することを特徴とする、安定器。 - 前記共振出力回路は、 前記気体放電ランプの第1のフィラメントに結合するために適合された第1の出力接続部および第2の出力接続部と、
該気体放電ランプの第2のフィラメントに結合するために適合された第3の出力接続部および第4の出力接続部と、
1次側巻線と、第1の2次側巻線と、第2の2次側巻線とを有する共振インダクタと、
該第2の出力接続部に結合された共振コンデンサと、
該共振コンデンサと回路アースとの間に結合された分圧コンデンサと、
該第4の出力接続部と回路アースとの間に結合された直流(DC)ブロックコンデンサと、
該共振インダクタの第1の2次側巻線に直列に結合された第1のフィラメントコンデンサと、
該共振インダクタの第2の2次側巻線に直列に結合された第2のフィラメントコンデンサ
とを有し、
該1次側巻線は、前記インバータと該第2の出力接続部との間に結合されており、
該第1のフィラメントコンデンサおよび該第1の2次側巻線は、該第1の出力接続部と第2の出力接続部との間に直列に結合されており、
該第2のフィラメントコンデンサおよび該第2の2次側巻線は該第3の出力接続部と該第4の出力接続部との間に直列に結合されている、請求項1記載の安定器。 - 前記インバータは、
実質的に直流(DC)の電圧源を受け取る入力側と、
インバータ出力端子と、
少なくとも1つの第1のインバータスイッチと、
少なくとも前記第1のインバータスイッチに結合されており、かつ該第1のインバータスイッチを前記動作周波数で整流するように動作するインバータ駆動回路
とを有し、
該インバータ駆動回路は、動作電力を受け取るためのDC給電入力側と、電圧制御発振器(VCO)入力側とを有し、
前記動作周波数は、前記VCO入力側に供給される電圧に依存して設定されている、請求項1記載の安定器。 - 前記インバータは、
前記実質的に直流の電圧源と前記インバータ駆動回路のDC給電入力側とに結合されたスタートアップ回路と、
前記インバータ出力端子と該インバータ駆動回路のDC給電入力側との間に結合されたブートストラップ給電回路
とを有する、請求項3記載の安定器。 - 前記スタートアップ回路は、
前記実質的に直流の電圧源と前記インバータ駆動回路のDC給電入力側とに結合されたスタートアップ抵抗器と、
該インバータ駆動回路のDC給電側と回路アースとの間に結合された給電コンデンサ
とを有する、請求項4記載の安定器。 - 前記ブートストラップ給電回路は電荷ポンプ回路を含む、請求項4記載の安定器。
- 前記ブートストラップ給電回路は、
前記インバータ出力端子に結合された結合コンデンサと、
回路アースに結合されたアノードと該結合コンデンサに結合されたカソードとを有する第1のダイオードと、
該第1のダイオードのカソードに結合されたアノードと、カソードとを有する第2のダイオードと、
該第2のダイオードのカソードと前記インバータ駆動回路のDC給電入力側との間に結合された抵抗器
とを有する、請求項4記載の安定器。 - 前記制御回路は、前記共振出力回路に結合され検出出力側を有する電圧検出回路と、周波数ホールド回路と、タイミング制御回路とを有し、
該電圧検出回路は、
(i)該共振出力回路内の監視されている電圧が前記第1の指定レベルに達すると該電圧に応答して、該検出出力側で第1の検出信号を供給し、
(ii)該共振出力回路内の監視されている電圧が前記第2の指定レベルに達すると該電圧に応答して、該検出出力側で第2の検出信号を供給する
ように動作し、
該周波数ホールド回路は、該電圧検出回路の検出出力側と前記インバータ駆動回路のVCO入力側との間に結合されており、次のように動作し、すなわち
(i)該第1の検出信号に応答して、該VCO入力側に供給される電圧を第1の値に、所定の予熱期間にわたって実質的に維持し、
(ii)該第2の検出信号に応答して、該VCO入力側に供給される電圧を第2の値に、所定の点灯期間にわたって実質的に維持する
ように動作し、
該タイミング制御回路は、該周波数ホールド回路に結合された少なくとも1つの第1の出力側を有し、該予熱期間の完了に関して該第1の出力側で予熱制御信号を出力するように動作する
ことを特徴とする、請求項3記載の安定器。 - 前記電圧検出回路は、
アノードおよびカソードを有する第1のダイオードと、アノードおよびカソードを有する第2のダイオードと、ローパスフィルタとを有し、
該第1のダイオードのアノードは該第2のダイオードのカソードに結合されており、
該第2のダイオードのアノードは回路アースに動作可能に結合されており、
該ローパスフィルタは、
該第1のダイオードのカソードと前記検出出力側との間に結合されたフィルタ抵抗器と、
該検出出力側と回路アースとの間に結合されたフィルタコンデンサ
とを有する、請求項8記載の安定器。 - 前記周波数ホールド回路は、
ベースと、コレクタと、回路アースに結合されたエミッタとを有する第1の電子的スイッチと、
ゲートと、該第1の電子的スイッチのベースに結合されたドレインと、回路アースに結合されたソースとを有する第2の電子的スイッチと、
ベースと、該第1の電子的スイッチのコレクタに結合されたコレクタと、回路アースに結合されたエミッタとを有する第3の電子的スイッチと、
前記インバータ駆動回路のVCO入力側と該第1の電子的スイッチのコレクタとの間に結合されたプルダウン抵抗器と、
前記電圧検出回路の検出出力側と該第1の電子的スイッチのベースとの間に結合された第1の抵抗器と、
該第1の電子的スイッチのベースと回路アースとの間に結合された第2の抵抗器と、
該電圧検出回路の検出出力側と該第3の電子的スイッチのベースとの間に結合された第3の抵抗器と、
該第3の電子的スイッチのベースと回路アースとの間に結合された第4の抵抗器
とを有する、請求項8記載の安定器。 - 前記周波数ホールド回路は、前記第3の抵抗器に並列に結合されたツェナーダイオードを有し、
該ツェナーダイオードは、前記検出回路の検出出力側に結合されたカソードと、前記第3の電子的スイッチのベースに結合されたアノードとを有する、請求項10記載の安定器。 - 前記第1の電子的スイッチはNPNバイポーラ接合トランジスタを含み、
前記第2の電子的スイッチはNチャネル電界効果トランジスタを含み、
前記第3の電子的スイッチはNPNバイポーラ接合トランジスタを含む、請求項10記載の安定器。 - 前記タイミング制御回路は、内部タイミング機能にしたがって、予熱期間に関連して前記周波数ホールド回路のタイミングおよびアクティベートを制御するための、プログラミング可能なマイクロコントローラを含む、請求項8記載の安定器。
- 前記タイミング制御回路は、第2の出力側と第3の出力側とを有し、
前記インバータ駆動回路は、周波数制御入力側をさらに有し、
前記制御回路はさらに、
該タイミング制御回路の第3の出力側と該インバータ駆動回路のDC給電入力側との間に結合されたインバータシャットダウン回路と、
該タイミング制御回路の第2の出力側と該インバータ駆動回路の周波数制御入力側との間に結合されたランプ電流制御回路
とを有し、
該インバータシャットダウン回路は、該タイミング制御回路の第3の出力側で出力されたシャットダウン制御信号に応答して、該インバータ駆動回路をデアクティベートするように動作し、
該ランプ電流制御回路は、該タイミング制御回路の第2の出力側で出力された電流制御信号に応答して、前記インバータの動作周波数の変化を引き起こすように動作する、請求項8記載の安定器。 - 前記インバータシャットダウン回路はさらに、前記タイミング制御回路によるシャットダウン制御信号の終了に応答して、前記インバータ駆動回路の再アクティベートを許可するように動作する、請求項14記載の安定器。
- 前記インバータシャットダウン回路は、
前記タイミング制御回路の第3の出力側に結合されたゲートと、ドレインと、回路アースに結合されたソースとを有する電子的スイッチと、
前記インバータ駆動回路のDC給電入力側と該電子的スイッチのドレインとの間に結合されたプルダウン抵抗器
とを有する、請求項14記載の安定器。 - 前記ランプ電流制御回路は、
前記タイミング制御回路の第2の出力側に結合されたベースと、コレクタと、回路アースに結合されたエミッタとを有する電子的スイッチと、
前記インバータ駆動回路の周波数制御入力側と該電子的スイッチのコレクタとの間に結合された第1の抵抗器と、
該タイミング制御回路の第2の出力側と該電子的スイッチのベースとの間に結合された第2の抵抗器と、
該電子的スイッチのベースと回路アースとの間に結合されたコンデンサ
とを有する、請求項14記載の安定器。 - ランプフィラメントの対を有する少なくとも1つの気体放電ランプに給電するための安定器において、
インバータと、共振出力回路と、制御回路とを有し、
該インバータは、実質的に直流(DC)の電圧源を受け取るための入力側と、動作周波数を有するインバータ出力電圧を供給するためのインバータ出力端子と、少なくとも1つの第1のインバータスイッチと、インバータ駆動回路とを有し、
該インバータ駆動回路は少なくとも該第1のインバータスイッチに結合されており、該第1のインバータスイッチを該動作周波数で整流するように動作し、
該インバータ駆動回路は、動作電力を受け取るためのDC給電入力側と、電圧制御発信器(VCO)入力側とを有し、該動作周波数は該VCO入力側に供給される電圧に依存して設定され、
該インバータ出力端子と該気体放電ランプとの間に該共振出力回路が結合されており、該共振出力回路は、
(i)該ランプフィラメントの予熱を行い、
(ii)該気体放電ランプの点灯のための点灯電圧を供給し、
(iii)該気体放電ランプの動作のために、大きさが制限された電流を供給する
ように動作し、
該共振出力回路と該インバータとの間に該制御回路が結合されており、
該制御回路は、該共振出力回路に結合された電圧検出回路と、周波数ホールド回路と、タイミング制御回路とを有し、
該電圧検出回路は検出出力側を有し、次のように動作し、すなわち、
(i)該共振出力回路内の監視されている電圧が、前記ランプフィラメントのフィラメント電圧が当該ランプフィラメントを予熱するのに十分な大きさに達したことを示す第1の指定レベルに達すると該電圧に応答して、該検出出力側で第1の検出信号を出力し、
(ii)該共振出力回路内の監視されている電圧が、前記気体放電ランプ点灯に十分な大きさに達したことを示す第2の指定レベルに達すると該電圧に応答して、該検出出力側で第2の検出信号を出力する
ように動作し、
該電圧検出回路の検出出力側と該インバータ駆動回路のVCO入力側との間に該周波数ホールド回路が結合されており、
該周波数ホールド回路は、
(i)該第1の検出信号に応答して、該VCO入力側に供給される電圧を第1の値に、所定の予熱期間にわたって実質的に維持し、
(ii)該第2の検出信号に応答して、該VCO入力側に供給される電圧を第2の値に、所定の点灯期間にわたって実質的に維持する
ように動作し、
該タイミング制御回路は、該周波数ホールド回路に結合された少なくとも1つの第1の出力側を有し、
該タイミング制御回路は、該予熱期間の完了に関して予熱制御信号を該第1の出力側で供給するように動作することを特徴とする、安定器。 - 前記共振出力回路は、
前記気体放電ランプの第1のフィラメントに結合するために適合された第1の出力接続部および第2の出力接続部と、
該気体放電ランプの第2のフィラメントに結合するために適合された第3の出力接続部および第4の出力接続部と、
1次側巻線と、第1の2次側巻線と、第2の2次側巻線とを有する共振インダクタと、
該第2の出力接続部に結合された共振コンデンサと、
該共振コンデンサと回路アースとの間に結合された分圧コンデンサと、
該第4の出力接続部と回路アースとの間に結合された直流(DC)ブロックコンデンサと、
該共振インダクタの第1の2次側巻線に直列に結合された第1のフィラメントコンデンサと、
該共振インダクタの第2の2次側巻線に直列に結合された第2のフィラメントコンデンサ
とを有し、
該1次側巻線は、前記インバータと該第2の出力接続部との間に結合されており、
該第1のフィラメントコンデンサおよび該第1の2次側巻線は、該第1の出力接続部と第2の出力接続部との間に直列に結合されており、
該第2のフィラメントコンデンサおよび該第2の2次側巻線は該第3の出力接続部と該第4の出力接続部との間に直列に結合されている、請求項18記載の安定器。 - 前記電圧検出回路は、
アノードおよびカソードを有する第1のダイオードと、アノードおよびカソードを有する第2のダイオードと、ローパスフィルタとを有し、
該第1のダイオードのアノードは該第2のダイオードのカソードに結合されており、
該第2のダイオードのアノードは回路アースに動作可能に結合されており、
該ローパスフィルタは、
該第1のダイオードのカソードと前記検出出力側との間に結合されたフィルタ抵抗器と、
該検出出力側と回路アースとの間に結合されたフィルタコンデンサ
とを有する、請求項18記載の安定器。 - 前記周波数ホールド回路は、
ベースと、コレクタと、回路アースに結合されたエミッタとを有する第1の電子的スイッチと、
ゲートと、該第1の電子的スイッチのベースに結合されたドレインと、回路アースに結合されたソースとを有する第2の電子的スイッチと、
ベースと、該第1の電子的スイッチのコレクタに結合されたコレクタと、回路アースに結合されたエミッタとを有する第3の電子的スイッチと、
前記インバータ駆動回路のVCO入力側と該第1の電子的スイッチのコレクタとの間に結合されたプルダウン抵抗器と、
前記電圧検出回路の検出出力側と該第1の電子的スイッチのベースとの間に結合された第1の抵抗器と、
該第1の電子的スイッチのベースと回路アースとの間に結合された第2の抵抗器と、
該電圧検出回路の検出出力側と該第3の電子的スイッチのベースとの間に結合された第3の抵抗器と、
該第3の電子的スイッチのベースと回路アースとの間に結合された第4の抵抗器
とを有する、請求項18記載の安定器。 - 前記タイミング制御回路は、内部タイミング機能にしたがって、予熱期間に関連して前記周波数ホールド回路のタイミングおよびアクティベートを制御するための、プログラミング可能なマイクロコントローラを含む、請求項18記載の安定器。
- ランプフィラメントの対を有する少なくとも1つの気体放電ランプに給電するための安定器において、
インバータと、共振出力回路と、制御回路とを有し、
該インバータは、実質的に直流(DC)の電圧源を受け取るための入力側と、動作周波数を有するインバータ出力電圧を供給するためのインバータ出力端子と、少なくとも1つの第1のインバータスイッチと、インバータ駆動回路とを有し、
該インバータ駆動回路は少なくとも該第1のインバータスイッチに結合されており、該第1のインバータスイッチを該動作周波数で整流するように動作し、
該インバータ駆動回路は、動作電力を受け取るためのDC給電入力側と、電圧制御発信器(VCO)入力側とを有し、該動作周波数は、該VCO入力側に供給される電圧に依存して設定され、
該共振出力回路は、
該気体放電ランプの第1のフィラメントに結合するために適合された第1の出力接続部および第2の出力接続部と、
該気体放電ランプの第2のフィラメントに結合するために適合された第3の出力接続部および第4の出力接続部と、
共振インダクタと、該第2の出力接続部に結合された共振コンデンサと、分圧コンデンサと、直流(DC)ブロックコンデンサと、第1のフィラメントコンデンサと、第2のフィラメントコンデンサ
とを有し、
該共振インダクタは、1次側巻線と、第1の2次側巻線と、第2の2次側巻線とを有し、該1次側巻線は該インバータと該第2の出力接続部との間に結合されており、
該分圧コンデンサは、該共振コンデンサと回路アースとの間に結合されており、
該直流(DC)ブロックコンデンサは、該第4の出力接続部と回路アースとの間に結合されており、
該第1のフィラメントコンデンサは該共振インダクタの第1の2次側巻線に直列に結合されており、該第1のフィラメントコンデンサおよび該第1の2次側巻線は、該第1の出力接続部と該第2の出力接続部との間に直列に結合されており、
該第2のフィラメントコンデンサは該共振インダクタの第2の2次側巻線に直列に結合されており、該第2のフィラメントコンデンサおよび該第2の2次側巻線は、該第3の出力接続部と該第4の出力接続部との間に直列に結合されており、
該制御回路は、電圧検出回路と周波数ホールド回路とタイミング制御回路とを有し、
該電圧検出回路は、検出出力側と、アノードおよびカソードを有する第1のダイオードと、アノードおよびカソードを有する第2のダイオードと、ローパスフィルタとを有し、
該第1のダイオードのアノードは該第2のダイオードのカソードに結合されており、該第2のダイオードのアノードは回路アースに動作可能に結合されており、
該ローパスフィルタは、
該第1のダイオードのカソードと該検出出力側との間に結合されたフィルタ抵抗器と、
該検出出力側と回路アースとの間に結合されたフィルタコンデンサ
とを有し、
該周波数ホールド回路は、第1の電子的スイッチと、第2の電子的スイッチと、第3の電子的スイッチと、プルダウン抵抗器と、第1の抵抗器と、第2の抵抗器と、第3の抵抗器と、第4の抵抗器とを有し、
該第1の電子的スイッチは、ベースと、コレクタと、回路アースに結合されたエミッタとを有し、
該第2の電子的スイッチは、ゲートと、該第1の電子的スイッチのベースに結合されたドレインと、回路アースに結合されたソースとを有し、
該第3の電子的スイッチは、ベースと、該第1の電子的スイッチのコレクタに結合されたコレクタと、回路アースに結合されたエミッタとを有し、
該プルダウン抵抗器は、該インバータ駆動回路のVCO入力側と該第1の電子的スイッチのコレクタとの間に結合されており、
該第1の抵抗器は該電圧検出回路の検出出力側と該第1の電子的スイッチのベースとの間に結合されており、
該第2の抵抗器は該第1の電子的スイッチのベースと回路アースとの間に結合されており、
該第3の抵抗器は該電圧検出回路の検出出力側と該第3の電子的スイッチのベースとの間に結合されており、
該第4の抵抗器は、該第3の電子的スイッチのベースと回路アースとの間に結合されており、
該タイミング制御回路は、該周波数ホールド回路の第2の電子的スイッチに結合された少なくとも1つの第1の出力側を有する
ことを特徴とする、安定器。
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