JPH02142096A - 放電ランプ用電力制御回路とその作動方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、放電ランプ用電源の技術に関し、更に詳しく
は、放電ランプに供給される電力を正確に制御する放電
ランプ用電力制御回路およびこの制御回路を動作させる
方法に関する。このような制御回路は一定の照度を得る
ために使用されたり、または調節し得る一定の減光照度
を得るために使用される。 参考文献 本発明は、一定の照度を維持するため又は一定の調節し
得る照度にランプを減光するために電力が閉じた誘導ル
ープに供給される形式の種々の放電ランプに一般的に適
用される。好適実施例においては、放電ランプは米国特
許第４，１３７，４８４号に開示されている一般的な高
圧ナトリウムランプである。この特許は本発明を使用す
る１つのランプを示す背景としてここに参考のため取入
れられている。本発明の一実施例においては、運転（ｒ
ｕｎ）動作モードの際に所与の光度を維持するためにラ
ンプ電流が電源からの入力電流パルスによって連続的に
増大し、それからフリーホイーリング・ダイオードを介
して低減することができるように高圧ナトリウムランプ
の安定回路に電力が供給される。同様な機能を使用した
回路が米国特許第４，７４９．９１３号に全般的に説明
されている。この特許は参考のためここに取り入れられ
ている。これらの２つの特許はそれぞれ本発明の好適実
施例において一般的に使用されるようなランプを駆動す
る運転モードを有するランプおよび電源について開示し
ている。 発明の背景 本発明は、」二足米国特許第４，７４９，９３１号に開
示されているのと同様な運転モード概念を使用した動作
モードを有する電源を用いて、上記米国特許第４，１３
７，４８４号に示すように高圧ナトリウムランプに一定
電力を維持するのに特に適していて、これについて詳し
く説明するが、本発明は更に広範囲の用途を有するもの
であって、一定の色温度をもって選択された光度を維持
するように放電ランプに一定電力を維持するために使用
することができるし、または共振安定回路を何する蛍光
灯のような放電ランプの電力レベルを一定の調節可能な
レベルに調光制御するために使用することもできる。本
発明の特に適用できるこれらの両状況においては、放電
ランプの光度を制御することができるように放電ランプ
に供給するための固定または一定の電力を発生すること
ができる電源が必要とされる。ランプの調が制御回路の
目的である場合には、ランプの電力は、低い電力設定点
において一貫して良好な力率制御を行い且つ均一な照明
を維持しながら、比較的広い範囲にわたって調節可能で
なければならない。高光度放電ランプの光度を制御する
システムにおけるように一定電力が必要な場合には、ラ
ンプが経年変化し、またライン電圧が変動してもランプ
に供給される電力が一定に維持されていることが必要で
ある。これらの両目的、すなわち一定の電力および固定
の調節された電力は、ランプ回路の動作パラメータの変
化にも拘らず予め選択されたレベルに電力を維持する能
力を有する電力制御システムによって達成することがで
きる。この結果、これらの目的を達成する比較的経済的
な電力制御回路がランプ工業界において捜し求められた
。 放電ランプに対する電力制御を行うために、実際のラン
プ電流を変流器によって感知し、ランプ電流に比例する
電圧信号を所望の一定電力または調節された調光用電力
に比例する電圧信号と電気的に加算して電圧制御発振器
の人力に供給されるフィードバック信号を発生すること
により、所望の電力に対するランプ電流に追従するよう
に発振器の周波数を変更することが提案されている。こ
のようなフィードバック・システムはランプ電力を正確
に制御しない。その代わりに、ランプ電流は一定に維持
されるが、電力はランプ電圧とともに変動する。これは
個々のランプ間ならびにその関連する寿命にかなり変動
があるためである。この従来のフィードバック・システ
ムにおいては、ランプの光度はランプ電流によって制御
される。 しかしながら、このようなシステムはランプの光度がラ
ンプ電流に比例せずに、瞬時ランプ電力に比例するので
完全に満足なものではない。したがって、減光レベルま
たは一定レベルにランプの光度を制御するためのこの提
案されたランプ電流フィードバック方式は関連する一定
色温度と共に一定ランプ電力または一定ランプ光度を維
持する目的を達成しないことがわかる。ランプが経年変
化するに従って、その動作電圧は増大し、ランプに供給
される電力はそれに従って増大する。このようなフィー
ドバック・システムを使用した場合には、ランプが経年
変化するに従ってランプの両端の電圧が増大して、ラン
プの寿命を短くする。 このような電流制御式フィードバック・システムは一般
的に経済的であるが、減光（、Ｓ！光）のために蛍光灯
に使用した場合に正確な減光を生じない。光度が低いレ
ベルに調節された場合、ランプに供給される電力の変動
は蛍光灯を消灯させるほどになることがある。この同じ
欠点は高光度放電（ＨＩ　Ｄ）ランプを駆動する場合に
もある。この場合、光とランプ寿命との釣合いをとった
所望の最適な電力レベルは、ランプ電流を感知して、電
流帰還制御システムの電圧制御発振器を介してフィード
バックを行うことによっては正確に制御できない。 上記米国特許箱４，７４９，９１３号に開示されている
ようにランプ電流によって放電ランプへの電力を制御す
る従来の試みにおいて遭遇した欠点のいくつかは、ラン
プ電圧および電流を組み合わせて、瞬時ランプ電力によ
って制御されるレベルを有する信号を発生し、そしてこ
の電力信号をフィードバック中ループに使用して一定ラ
ンプ電力を維持するように電源を調節することによって
実質的に改良することができる。この電力フィードバッ
ク方式の欠点はランプ自身における電力回路のコストが
極めて高く、このような電力フィードバック・システム
のコストに悪影響を与えていることである。 要約すると、放電ランプ用の電源においては、ランプ電
圧の変化にも拘らず一定の色温度になるように一定電力
をＨＩＤランプに供給するシステムが必要である。更に
、このようなシステムが蛍光灯のようなランプを減光す
ることができるように調節可能であれば、この分野にと
って更に有益なものである。 発明の開示 本発明は、ＨＩＤランプの所望の色温度を維持するのに
必要な一定電力を供給し、また共振安定回路を備えた蛍
光灯のような放電ランプの調光制御を容易にするように
広い範囲の値にわたって調節可能な固定電力を維持する
ことができる電力制御回路に関する。 本発明によれば、ランプ両端間の瞬時電圧の測定を必要
とすることなくランプ自身に対して一定の電力を維持す
る電力制御回路が提供される。このシステムはランプ電
圧の変化に対して電力の変動を１パ一セント未満に抑え
、電源に対するライン電圧の小さな変化に対しては電力
の変動を２パ一セント未満に抑えることができる。要約
すると、本発明によって使用される電力制御回路および
この電力制御回路を使用する方法は、ランプ両端間の瞬
時電圧を測定するのに必要な費用、不具合、非能率およ
びスペースを必要とせずにランプに一定電力を維持する
。 本発明によれば、放電ランプ用電力制御回路が閉じた誘
導ループ内に設けられて、所与の電圧の直流入力段を何
する電源によって作動される。電源の出力電力は電源の
中の電力スイッチ手段のスイッチング周波数によって制
御される。このためスイッチ手段が導通状態にあるとき
には直流電流が制御ループに流れ、スイッチ手段が非導
通状態にあるときには電源から制御ループに電流は流れ
ない。電力制御回路は、スイッチ手段に流れる実際の電
流を感知する手段、およびこの感知されたスイッチ電流
によって制御され、電源によって閉ループに供給される
実際の電力に比例した値を持つ第１の信号を出力する手
段を有している。電力スイッチ自身に流れる電流を検出
および感知することによって、フィードバック信号によ
って表された、ランプに供給される電力を、ランプ自身
の動作特性を変化させることなく決定することができる
。この独特で新規なフィードバック信号を使用して電源
を制御する。 数学的分析 本発明は一般的には、電源のスイッチ手段を流れる平均
電流Ｉ０がランプ電力に比例するという数学的確定に基
づいている。これは第１図に示す高光度放電ランプを駆
動するための後述の標準の直流チョッパまたはバック　
コンバータを使用して数学的に例示されている。スイッ
チ電流すなイつち感知電流Ｉｓは一連の電流パルスを含
み、この一連の電流パルスは電気的に処理されて直流リ
ンク（連結路）から電源への入力電力ＰＩＮを表す電圧
信号Ｖｏを発生する。この入力電力は式（１）％式％（
） で示されるように７ヒ圧Ｖ　（ｔ）とスイッチ電流１（
１）の大きさの積の積分値として数学的に決定される。 電流１　（ｔ）は電源のコンバータ動作により生じる瞬
時電流である。この積分Ｊ’Ｖ（ｔ）・ｉ　　（ｔ）ｄ
ｔは動作サイクルＴの数によって定められる期間である
ｔａおよびｔｂの間で行われる。これにより人力電力Ｐ
ＩＮを表す値が得られる。 直流リンク電圧■ゎの大きさは数学的分析用には一定で
あると仮定することができるので、電源の入力電力ＰＩ
Ｎは式（２） ％式％

【 で示されるように電源の二次側において感知された瞬時
電流１　　（１）に正比例して変化する。この電流はラ
ンプ駆動回路に向って流れ、後述する複数の電流パルス
ＣＰを含んでいる。ランプ電力ｐＬは本質的に電源自身
のほぼ一定の効率で割った平均スイッチ電流■。と直流
入力段電圧Ｖ、との積に等しいものである。関数ＰＩＮ
、ＰＬおよび電源の効率の間の関係は式（３）ＰＩＮ−
ＰＬ　／（効率）で示される。ＰＬおよび■ｏの関係は
ｖｂおよび式（３）の効率の値を含む定数Ｋを用いた式
（４）ＰＬ−Ｋｌｏで表される。効率は比較的高く一定
であり、直流リンク電圧Ｖｂは本質的に一定であるので
、ランプ電力ｐＬは以下に説明する電力スイッチに流れ
る平均感知スイッチ電流工。の変数である。電流ｌｏは
予め選択された数ｎのサイクルにわたるコンバータ動作
から発生する瞬時電流の積分値であり、この瞬時電流は
台形電流パルスＣＰによって近似することができ、スイ
ッチを通って流れる平均電流Ｉ。を示す。スイッチ電流
を感知して、電圧信号Ｖｓとしてロバス・フィルタに通
ずことによって、平均感知電流Ｉ０に比例した電圧信号
がローパス・フィルタから得られる。したがって、ロー
パス・フィルタの出力は電源によって閉ループに供給さ
れる実際の電力ＰＬに比例した値を有する電圧信号Ｖｏ
になる。これは第１の信号すなわち本発明にとって重要
な独特のフィードバック信号である。 信号Ｉ。の使用 本発明においては、上記の数学的分析に関して説明した
平均電流ＩＯは、ランプによって使用される実際の電力
に比例するかまたは該実際の電力を表す第１の信号とし
て使用される。この第１の信号は設定点電力に比例する
値を持つ第２の信号と加算されて、第１および第２の信
号間の差を示す値を持つエラー信号を発生する。電源の
スイッチング周波数がエラー信号の値に従って調節され
て、これにより電源の出力電力が設定点電力に向かって
連続的に調節される。本発明によれば、感知電流Ｉｓが
発生され−Ｖ均化されて電圧信号Ｖ。 を形成し、この電圧信号Ｖ。は電力制御フィードバック
信号として使用される。この特定の信号Ｖ。はランプ回
路自身によって影響されないので、ランプに供給される
電力は、実際のランプ自身の両端間の電圧を計１定する
必要もなく、本発明によって構成される放電ランプ用の
制御システムにおいて一定に維持される。 本発明の他の態様によれば、本発明を使用して照明シス
テムの減光動作を制御すること（調光制御）ができる。 本発明のこの用途の好適実施例においては、適当なゲー
ト信号に応答する一対の反対極性のスイッチ素子が変成
器の二次側を含む共振安定回路を有する蛍光灯システム
用の電源として使用される。前記適当なゲート信号に応
答して、電流がゲート信号に対応する反対方向にランプ
に流れる電流の表示として変成器の一次側で検出される
。２つの反対方向の動作段階の間においてこれらの反対
方向に流れる電流の信号を組み合わせることによって制
御電流信号Ｉ。が発生される。 この電流信号■ｏはローパス・フィルタに通されて電圧
信号Ｖ。を発生し、この電圧信号は設定点信号と加算さ
れ、それからエラー増幅器によって増幅される。このエ
ラー信号は反対極性のスイッチ素子のスイッチング周波
数を変更することによって蛍光灯に供給される電力を制
御するためのフィードバック信号として使用される。こ
のように、ランプの電力は前述したような高光度放電ラ
ンプ用に一定値に電力を制御する回路および方法と類似
した方法で制御される。本発明のこの特殊な用途は本発
明の第２の別の実施例であり、本発明の最も広い概念を
使用している。しかしながら、電源からの電流感知信号
による高光度放電（ＨＩ　Ｄ）ランプの制御は本発明の
好適実施例である。 本発明の更に他の態様によれば、高光度放電ランプは本
発明の最も広い態様、すなわち数学的分析に関連して説
明したフィードバック信号Ｖ。の発生によって制御され
る。本発明のこの特定の用途においては、電源のスイッ
チが交互に連続的に導通および非導通状態になる第１の
駆動部分Ｗおよびスイッチが非導通状態になる休止部分
子−Ｗを４１する一連の動作サイクルＴを作る電流制御
手段が使用される。そして、本発明のこの態様は、高圧
ナトリウムランプのような高光度ランプに電力を供給す
るシステムにおいてランプ電力を制御するフィードバッ
ク信号Ｖ０の広い概念を使用している。本発明のこの態
様を使用する電力制御回路は一連の独特で新規な動作サ
イクルｒｆｃ’＊する。 動作サイクルＴの全時間に対する第１の駆動部分Ｗの時
間、すなわちデユーティサイクルＷ／Ｔは、設定点電力
と信号Ｖｏから得られた電力信号との差を表すエラー信
号によって調節される。動作サイクルＴのデユーティサ
イクルを調節することによって、ランプに対して所望の
一定色温度を維持するように高光度ランプに供給される
全電力を制御する独特な構成が提供される。本発明のこ
の部分の別の態様によれば、動作サイクルＴ中の第１の
駆動部分Ｗの長さは動作サイクルＴ中の第１の駆動部分
Ｗの間にスイッチが導通状態と非導通状態を交互に繰り
返す周波数を変更することによって１週節される。動作
サイクルＴの駆動部分Ｗにおけるスイッチの交互動作の
固定数Ｎを維持し、エラー信号を使用して、スイッチの
交互動作の周波数を変更することによって、電源からラ
ンプ回路への入力電力を急に停止または切断することな
くデユーティサイクルＷ／Ｔが調節される。 本発明の他の態様によれば、上述したように電力制御回
路を利用した放電ランプの電力を制御する新規な方法が
得られる。 本発明の主な目！Ｊは、放電ランプの特性の変化に拘ら
ず、また放電ランプの両端間の変化する電圧のようなこ
れらの特性を検出する回路を必要とすることな（、放電
ランプに一定の電力を維持するように放電ランプを駆動
する電力制御回路およびこの回路を使用する方法を提供
することにある。 本発明の他の目的は、ランプ電圧の変化および電源に対
する入力電圧の変化時に少なくとも約２％以内に電力を
制御するようにした上述の回路および方法を提供するこ
とにある。実際、約１％以内の電力制御はランプ電圧の
変化に対して可能である。 本発明の更に他の目的は、ランプに一定の電力を維持し
、また放電ランプに供給される電力を調節されたレベル
に固定して、ランプを減光するために使用される回路お
よび方法を提供することである。 本発明の更に別の目的は、放電ランプの両端間の電圧の
変化および電源への入力端子の変化を補償するようにラ
ンプ電力を制御するト述の回路および方法を提供するこ
とにある。 本発明の他の目的は、比較的経済的に製造することがで
き、種々の放電ランプとともに使用することができ、放
電ランプへの電力が電源の周波数を変更することによっ
て制御されるようにした上述の回路および方法を提供す
ることにある。 これらの目的および他の１」的なら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るであろう。 好適実施例の説明 図面を参照して説明する。図面は本発明の好適実施例を
例示するものであって、本発明を限定するものではない
ことに留意されたい。第１図は高圧ナトリウムランプ１
０．３５０マイクロヘンリの典型的な値を有する安定イ
ンダクタンスＬ１およびフリーホイーリング・ダイオー
ド１２を有するＨＩＤランプ・システムＡを示している
。標準的な実施方法においては、電源から第７図に示す
１（数の間隔をあけたパルスＣＰのような励起信号がラ
ンプ、インダクタンスおよびダイオードに供給される。 この電源はライン電圧供給源２０、通常の力率補正回路
２２およびＣＦとして示される出力フィルタを有する全
波ブリッジ整流器２４を有するものとして示した入力段
Ｂを含む。この入力段は出力リード線３０および３２の
間に比較的リップルのない直流電圧Ｖｂすなわち直流リ
ンク電圧を発生する。電源はまたインダクタＬｌ、ダイ
オード１２、感知抵抗Ｒ８□および電力用ＦＥＴ４０か
らなるバック・コンバータすなわち直流チョッパををす
る。ＦＥＴ４０は、電力制御回路４２により制御される
。バックコンバータは、ＦＥＴ４０が導通状態にあると
き、直流リンクからランプ回路に電流を供給し、また電
力用ＦＥＴ４０が非導通状態にあるとき、直流リンクか
らランプ回路への電流の流れを阻止する。電力用ＦＥＴ
４０すなわち制御スイッチが交互に導通および非導通状
態になることによってランプ回路に電力が供給され、こ
のランプ電力ＰＬの二はスイッチ手段すなわち電力用Ｆ
ＥＴ４０（以下、一般的にスイッチと呼ぶ）が非導通状
態にある時間と導通状態にある時間との比にほぼ比例す
る。 前に説明した数学的分析における式は第１図に関連する
。電力用ＦＥＴすなわちスイッチに流れるスイッチ電流
は信号Ｉｓとして感知され、ランプ電力ＰＬを定数にで
割った値に等しい信号ｌ。 を発生する。ランプ１０を含むループに直流リンクから
供給される電力ＰＩＮは第１図の回路に関連する電力コ
ンバータの効率でランプ電力ＰＬを割った値に等しい。 スイッチ４０に流れる電流を感知するために、０．１３
オームの典型的な値を有する感知抵抗Ｒ８ｌがスイッチ
４０の入力側に設けられ、これにより電力制御回路４２
は実質的にスイッチ４０に流れる瞬時電流を表す電圧信
号ＶＳをライン４４を介して受信する。電力制御回路４
２の設定点ＳＰを調節することによって、ライン４４の
電圧信号Ｖｓはスイッチ４０の動作周波数を制御して、
ランプ回路の電力ＰＬを設定点ＳＰに追従させるように
調整するために使用される。このように、電流を感知す
るたけで、ランプ回路への電力ｐＬはランプ１０、イシ
ダクタＬ１およびダイオード１２を有する安定回路内に
おけるパラメータの変化に関わらず、設定点ＳＰに維持
される。また、この電力を一定値に維持することによっ
て、ランプ１０に一定の色ｌＲ度が得られる。 第１図の電力制御回路４２は第３図に示すように相互接
続された複数の回路要素で構成される。 第３図を詳細に参照すると、スイッチ電流Ｉｓは抵抗Ｒ
８１において感知されて、電圧信号ＶＳが発生される。 信号Ｖｓは感知ライン４４に隣接して実線で示す台形状
の波形として第３図に示され、詳しくは第７図に示され
ている。ライン４４上の信号Ｖｓは電ＲＰＳからランプ
回路に供給される電流を示す電圧である。 数学的に説明したように、スイッチ電流の時間積分値す
なわち信号Ｉｓは電源ｐｓによってランプに供給される
実際の電力ＰＬを表す。この積分値とランプ電力ＰＬの
間の直接的関係はランプ自身によって影響されない。瞬
時感知電流信号Ｉｓはローパス・フィルタ１１０に供給
される。このローパス・フィルタ１１０は第３図に示す
ように抵抗およびコンデンサを有し、信号Ｉｓの平均を
本質的に表す出力信号Ｖｏを送り出す。出力信号Ｖ０は
ランプ回路に供給される実際の電力に比例する値を有す
る。ライン１１２のこの信号Ｖｏは加算接合部１２０の
一方の端子に供給され、この加算接合部１２０の第２の
端子は設定点（ＳＰ）ライン１２２に接続されている。 加算接合部１２０の出力ライン１２４の信号は、ライン
１１２上の第１の電圧信号（Ｖｏ　）によって示される
ようなランプ回路に供給される実際の電力ＰＬとライン
１２２上の第２の電圧信号（Ｓ　Ｐ）によって表される
設定点電力ＳＰとの間の差すなわちエラーである。この
エラー信号すなわち差信号は標準のエラー増幅器（ＥＡ
）１３０によって増幅され、ライン１３２に増幅された
エラー信号を発生する。 この増幅されたエラー信号のレベルは設定点電力ＳＰと
ＰＬ−Ｋｌｏによって表されるようなランプ回路に供給
される実際の電力の差を表し、これはランプ自身におけ
るパラメータの変化によって影響されない。 ライン１２４の独特な新規なエラー信号の発生は本発明
の最も広い態様であり、種々の実施例において使用され
る。また、ライン１３２に増幅されたエラー信号を発生
する信号の増幅は本発明の全ての実施例において使用さ
れ、電源ｐｓのスイッチ手段の周波数を制御してランプ
の実際の電力ＰＬを設定点電力ＳＰに向かって強制的に
制御する。ＨＩＤランプの動作用のような一定電力が望
ましい場合には、ＳＰは固定値である。本発明が蛍光灯
システムにおけるような減光動作用に使用される場合に
は、ＳＰはランプの所望の光レベルに調節される。 本発明の他の態様によれば、第３図の好適実施例に示す
ように、電力スイッチ４０のスイッチング周波数１／Ｐ
は■。によりＰＬに追従するように９週節される。この
概念は、ライン１３２の増幅されたエラー信号の電圧レ
ベルにより制御された周波数を持つ出力を発生する電圧
−周波数変換器すなわち電圧制御発振器（ＶＣＯ−ＩＮ
Ｉ　Ｂ　１７）によって達成される。ライン１４２の出
力は周期Ｐおよび周波数１／Ｐを有する一連の論理パル
スＣＫを含む。これらのパルスはライン１４２ａを介し
て標準の電流モード制御チップ１４６（例えばユニット
ロープ社のＵＣ３８４３）にクロック信号として供給さ
れ、この制御チップ１４６は電力スイッチ４０の実際の
動作を制御する出力論理信号ＬＳをライン１４６ａに送
り出す。ライン１４２ａのパルスＣＫはライン１４６ａ
の論理信号ＬＳに論理変化を発生させ、電力スイッチ４
０を導通状態にする。同時に、ＶＣＯ１４０から発生さ
れた信号はライン１４２ｂを介してカウンタ１５０にク
ロック信号として供給され、すなわちカウンタ１５０の
計数値を減数させる。カウンタ１５０は例えば２５の値
に予め設定されている。自励発振回路または安定マルチ
バイブレータで構成できる第２のクロック装置１６０が
好適実施例においては２．８ｍ５（ミリ秒）である適当
な継続時間（Ｔ）で動作し、カウンタ１５０を２５の値
に予め設定する。この２．８ｍｓの継続時間は第２図に
示す波形の動作サイクルＴを定める。この結果、所与の
動作サイクルＴの間においてライン１４２に最初に発生
ずる信号ＣＫの前縁は電流モード制御チップ１４６をク
ロック動作させることによって動作サイクルを開始する
。電力スイッチ４０は信号ＬＳの論理変化によって導通
状態に変化する。 この時、ライン１４２ｂのパルスまたは信号はカウンタ
１５０の計数値を減じる。このようにライン１４２の相
次ぐ各信号またはパルスＣＫは、スイッチ４０が既に導
通状態にない場合はスイッチ４０を導通状態にし、また
カウンタ１５０の計数値を減じる。カウンタ１５０が２
５のプリセット値からゼロに減じると、禁止信号が出力
ライン１５２に発生される。この信号は電圧制御発振器
１４０を禁止し、電流モード制御チップ１４６を禁止す
る。このように、２５個のパルスＣＫが所与の動作サイ
クルＴの間にライン１４２に発生した後は、電力スイッ
チ４０はもはや導通状態に変化せず、信号ＬＳはオフ論
理状態に留まる。ライン１５６の信号はＶＣＯ１４０を
禁止し、パルスＣＫがライン１４２に更に出力されない
ようにする。 この結果、ＶＣＯ１４０および電流モード！ＩＩ御チッ
プ１４６は同期し、タイマとしてのクロック装置１６０
がタイムアウトになって、カウンタ１５０がリセットさ
れた後に一致して起動される。クロック装置ｆ１６０が
タイムアウトになり（２，８１ｓ後）、動作サイクルＴ
を完了すると、カウンタ１５０は２５の値にプリセット
され、ライン１５２．１５４および１５６の禁止信号が
取り除かれる。ライン１３２上の信号に対する前述した
応答動作は次の動作サイクルＴにおいて繰り返される。 −ト述したように、パルスＣＫに応答してライン１４６
ａにオン論理信号が出力され、スイッチ４０が導通を７
３７１始する。このスイッチ手段は信号ＬＳのこのオン
論理状態がライン１４６　ａ　、−１−に保持されてい
る限り導通状態にある。信号ＬＳのオン論理状態は制御
チップ１４６がオフ状態にシフトするまで保持される。 制御チップがオフ状態になると、信号ＬＳはオフ論理状
態にシフトする。標準的な実施態様においては、ライン
４４に電圧信号Ｖｓとして表されている電流Ｉｓのレベ
ルが、制御チップ１４６に設定された最大電流レベルに
対応する予め選択された値に達したとき、オフ論理状態
が発生される。信号ｖ６はライン１７０を介して制御チ
ップ１４６の比較端子Ｃ８に供給される。このため、ス
イッチ４０がパルスＣＫおよびＬＳによって導通状態に
されたとき、ライン１７０の電圧によって表される電流
は最大電流値’　ＭＡＸに達するまで電圧Ｖｂの直流リ
ンクからランプ１０に供給される。最大電流に達すると
、そのときのライン】７０の電圧レベルが制御チップに
より感知されて、信号ＬＳの論理状態が変更されスイッ
チ４０がオフにされる。パルスＣＫによりスイッチ手段
はターンされ、最大電流ＩＮＡＸ時にスイッチ手段はタ
ーンオフされる。これは制御チップ１４６の端子ＣＫお
よびＣ８への信号によって達成される。 上述した回路はランプ１０に主電流を供給することに関
しているが、ランプ１０に対する第２図に示す［キープ
アライブ（ｋｅｅｐ　ａｌｌｖｏ）　Ｊ電流がインバー
タ１８０１クロツク装置１８２、電力用ＦＥＴ１８４、
ダイオード１８６．８．２オームのような典型的な値を
有する第２の感知抵抗Ｒ３２、および８５ミリヘンリの
典型的な値を有するインダクタＬ２の動作によって供給
される。クロック装置１８２は内部クロックを白゛し、
前述した標べへの電流モード制御チップ１４６のような
形式および動作のものであってよい。動作においては、
インバータ１８０が、カウンタ１５０によって出力され
て、ライン１５上に現れる禁止信号に応答ｊ−でクロッ
ク装置１８２を作動する。クロック装置１８２は、該装
置をターンオフする時点を決定する電圧信号がインダク
タＬ２の値によって主に決定される（キープアライブ）
電流を感知する感知抵抗Ｒ８２によって制御される点を
除いて、スイッチ４０を制御する制御チップ１４５につ
いて説明したのと同様にＦＥＴ１８４を制御する。キー
プアライブ電流の更に詳細な説明は、第３図について前
述した主電流とともに第２図を参照して説明する。 第２図は第３図に示す好適実施例の全般的な動作を示す
。電力スイッチ４０が最初に動作サイクルＴの間に導通
すると、ランプ電流ＩＬはインダクタンスＬ１の両端間
の電圧に従って直ちに上昇する。こうして、電流ＩＬは
急速に上４する。また、第２図の下側のグラフに示すラ
ンプ電圧ｖＬも急速に」−昇し、図に約２２５ボルトと
して示されている高電圧においてＨＩＤランプ１０のア
ーク状態を再始動または維持する。アーク状態が再設定
された後、ライン４４において感知されるランプ電流は
最大レベルＩＮＡＸに達し、これはライン１７０におい
て電圧として検出される。この最大電流に達すると、ス
イッチ４０は非導通状態になる。ライン１４６　ａ　ト
の論理状態はシフトする。 そのとき、ランプ電流ＩＬはフリーホイール・ダイオー
ドを介して流れて、緩やかな勾配に沿って低減し始める
。その後、ライン１４６ａ上の論理状態は、パルスＣＫ
が発振器１４０の出力に発生されたときにスイッチ４０
をターンオンするようにシフトする。パルスＣＫによっ
て形成されるこの論理状態のシフトはスイッチ４０を再
び導通状態にさせる。スイッチ４０はＮ−２５として例
示したプリセットされた回数だけ導通状態および非導通
状態の間をシフトする。カウンタ１５０は２５個のパル
スＣＫを受けたときにタイムアウトになって、発振器１
４０を禁止し、更に制御チップ１４６によるライン１４
６ａ上の論理状態のシフトを禁止する。カウンタ１５０
がゼロまで減じると、動作サイクルＴの駆動部分Ｗが終
了する。ランプ電流は第３図中の関連する回路要素によ
って形成される「キープアライブ」電流にシフトする。 ランプ電圧ｖＬは約１５０ボルトまで徐々に回復し、次
に続く動作サイクルＴの駆動部分Ｗの開始にそなえる。 要約すると、第２図に示すように、動作サイクルＴは初
めの駆動部分Ｗと、この後の休止部分子Ｗを何する。ク
ロック装置１６０はカウンタ１５０を２５の値にプリセ
ットすることによって部分ＷにおいてサイクルＴを開始
する。動作サイクルＴのデユーティサイクルはＷ／Ｔで
ある。従って、部分Ｗの長さは周波数１／Ｐを変更する
ことによって、凋節され、デユーティサイクルはランプ
電力ＰＬを１凋節するように変更される。部分Ｗの時間
の長さを変更するには、ライン１４２のパルスＣＫの周
波数を電圧制御発振器（ＶＣＯ）１４０によって変更す
る。部分Ｗの長さはカウンタ１５０の値Ｎが固定である
のでＶＣＯの周波数の変化につれて変化する。 本発明および従来装置の動作特性はそれぞれ第５図およ
び第４図に示されている。第４図は放電ランプに電力を
供給する運転モードの際の従来の７ＴＳ流モード制御に
よる通常の動作方法を示している。電力スイッチ手段が
導通状態になると、ランプ電流ＩＬが、（１）直流リン
ク電圧ｖｂと（２）インダクタンス値によって決定され
る安定インダクタＬ１の両端間の電圧ＶＢＬとによって
制御されるＡ勾配の最初の部分に沿って変化する。ラン
プ電流ＩＬが最大電流値■８ΔＸに増大するや否や、ス
イッチ４０は非導通状態になり、ランプ電流はＡ勾配よ
りも実質的に小さなり勾配に沿って低減する。第４図に
示すように、Ａ勾配は差（Ｖｂ−ＶＢ、、）をインダク
タンスＬ１の値で割った値として示され、Ｂ勾配は値Ｖ
ＢＬをインダクタンスＬ１の値で割った値として示され
る。米国特許第４゜７４９．９１３号の従来の技術に教
示されているように、■　　および’　ＭＩＮを使用し
た運転モーＡＸ ドの場合、ＦＥＴ　（４０）のようなスイッチはランプ
電流が最小電流ＩＭＩＮに達したとき再び導通状態にな
り、ランプ電流は循環的に■ＭＡＸおよび’　ＭＩＮに
なる。 電流モード制御による動作の別の概念は、ＦＥＴの論理
状態がチップ１４６のような電流モード制御チップの端
子に入力されるクロック◆パルスＣＫによってシフトさ
れるまで電流を減少させることである。すなわち、スイ
ッチ４０はランプ電流が最小レベルＩＭＩＮまで低減し
たことによって導通状態にされるのではなくて、間隔を
おいたパルスＣＫによって導通状態にされる。電流モー
ド制御チップを使用した従来の電力回路によれば、電流
の増大と減少との交互の動作は、電流の増大がどのよう
に開始されたとしても、ランプの全動作サイクルの間に
わたって継続する。信号ＬＳの論理に類似した信号ライ
ン上の導通論理は最小ランプ電流ＩＭＩＮに達するか、
または次のパルスが発生されることによって形成されて
いた。電流モード制御チップを使用することによって、
ランプ電流を増大させ、次いでランプ電流をフリーホイ
ール・ダイオードを通して流して減少させる概念は、ラ
ンプ動作の固定の周期的な期間の間の制御上の特徴とし
て使用される。第１図に全体的に示され、かつ第３図の
論理構成を有する電力制御回路４２の全動作サイクルＴ
は、第２図に全体的に示され、かつ第５図に詳細に示さ
れている。 第４図および第５図の差は、第５図に示す本発明か第４
図に示す従来の形式のもののように連続した又は固定の
運転モードでない動作サイクルＴを使用していることで
ある。ＶＣＯ１４０からの所与の数Ｎのパルスの後、ラ
ンプ電流ＩＬの波形の全継続時間を含む部分Ｗが終了し
、電源Ｐｓは休止部分に移る。この休止部分は、次のサ
イクルＴがクロック装置１６０によって開始されるまで
の現在のサイクルＴの残りの部分に相当するものである
。 第５図に示すように、本発明の一態様はランプに対する
デユーティサイクル電力制御を行うことである。パルス
ＣＫの周波数１／Ｐを調節することによって、サイクル
Ｔの全時間に対する有効な駆動部分Ｗの時間を増大また
は低減する。勿論部分Ｗの長さはタイマによって調節す
ることができる。このタイマは、電流１５から導き出さ
れる感知電力によって制御された時刻に駆動部分Ｗを終
了させるように動作する。しかし、これは駆動部分Ｗの
後縁を歪めるチョッピング効果を生じさせ、ランプがち
らつくことになる。数Ｎが同じであり、電源ｐｓからの
電力が感知された実際の電力によってライン１４６ａの
パルスＣＫの周波数を変化させることにより調節される
ようにした本発明の態様を使用することによって、電力
を正確に制御しながら円滑な電力制御動作を達成するこ
とができる。 」−述したように、設定点ＳＰは固定または一定の電圧
レベルである。本発明の追加またはオプションの特徴に
よれば、設定点ＳＰは直流リンク電圧ｖｂに小さな変化
を生じさせる実際の入力ライン電圧に従って調節するこ
とができる。この二次的な目的を達成するために、第３
図に示すように演算増幅器２００に電圧ｖｂのレベルを
抵抗２０２を介し、て入力する。ライン２０４の基＄電
圧信号は直流電圧の変化によって８２分圧器２１０の上
側部分をシフトできるようにしている。これはライン１
２２の設定点ＳＰの電圧信号に僅かな調整を生ずる。第
３図においては、設定点ＳＰは加減抵抗器またはポテン
ションメータを介して調節可能なものとして示されてい
る。この機能はランプを減光する（調光する）ために使
用することができるが、高光度放電ランプにおいては、
加減抵抗器で設定点Ｓ　ｌ）の調節を行うことにより照
度とランプの寿命との間を最適化するようにして一定電
力を用いるのが望ましい。直流電圧ｖｂからのフィード
バックと電力を表わす電流信号Ｉ。とを使用することに
よって、電力をランプの動作電圧の変化に対しては１％
以内に、ライン７ｕ圧の変化に対しては２％以内に制御
することができた。 要約すると、本発明はその最も広い態様において電ｉＰ
ｓによって信号ＩＯを発生ずるものであり、この信号１
ｏはスイッチ４０に流れる実際の電流を示し、またこれ
はランプ１０に供給される電力すなわちＰＬ−Ｋｌｏを
表わす。本発明の一態様によれば、この感知された処理
電流信号Ｉ。 は、電圧レベルの信号として発生され、設定点の電圧レ
ベルと比較される。この電圧レベルの差はスイッチ４０
を作動するために使用される周波数を調整する。これは
感知された電流信号！。に従って電力を制御するだめの
フィードバック・ループを形成する。本発明の更に他の
態様によれば、高光度放電ランプに使用する場合、動作
サイクルの第１の駆動部分すなわち電力部分Ｗが固定数
Ｎの電流パルスを有するようにした第２図および第５図
におけるデユーティサイクルＷ／Ｔの概念が使用されて
いる。電力部分Ｗの電流パルスは次の電力部分の間のラ
ンプ電流の再開始まで停止する。 デユーティサイクルはランプ電流の変化に応答してＣＫ
パルスの周波数１／Ｐを変更することによって調節する
ことができる。 本発明の全般的動作は第６図に最も簡単な形で図示され
ている。電力制御用のＦＥＴすなわちスイッチ４０はパ
ルス継続期間調整器としての電流モード制御チップ（Ｃ
ＭＣ）１４６からの論理信号ＬＳによって制御される。 チップ１４６の比較回路２２０が動作モードを示すため
に別個の部品として図示されている。ライン１７０で感
知された電流Ｖｓが基準レベルを超えた場合、比較器２
２０はスイッチ４０をオフにする。次いで、電力スイッ
チ手段は電圧制御発振器（ＶＣＯ）　１４０からのパル
スＣＫによってオンになる。また、最大ランプ電流はス
イッチ４０を通る最大電流であるので、ライン１７０の
感知電圧は比較器２２０の出力を変えるために使用され
る。この機能は第７図によく示されている。第７図にお
いては、実線で示すパルスＣＰＩ乃至ＣＰＮは各駆動部
分Ｗの間にスイッチ４０を通って流れる間隔のあいた電
流パルスである。電流パルスＣＰ１のときに、スイッチ
４０は始動される。このパルスはインダクタンスＬ１を
充電する。第１の電流パルスＣＰ１の間に最大電流ＩＭ
ＡＸに達しないので、ライン１４２ａの次のクロックや
パルスＣＫは既に導通状態にあるスイッチ４０の動作を
変更しない。スイッチ４０は最大ランプ電流１ＭＡＸに
達したときに非導通状態になる。最大ランプ電流が発生
ずると、スイッチ４０は非導通状態にされる。これは第
４図において前述した勾配ＡおよびＢを有する第７図の
台形状の波形を発生する。電流パルスＣＰ１乃至ＣＰＨ
の間の点線はランプ電流ＩＬが最大レベルＩＮＡＸから
次に発生するパルスＣＫまでの間にランプ１０に流れる
レベルを示している。 図示の例においては、パルスＣＰＩは第２のクロック・
パルスＣＫと重なっているので、電流パルスの数はＮ−
１になる。クロック・パルスの数ＣＫ−Ｎは重要な特徴
である。この変化はパルスの数がＮに等しいことを示す
場合に実現される。 本発明によれば、第１図に全体的に示す電力制御回路４
２はスイッチ４０に流れる電流Ｉｓを感知する。この電
流はランプに流れる電流を表し、時々最大ランプ電流■
ＭＡＸを示す。すなわちランプ電流およびスイッチ電流
は両方とも同じである。 この理由のために、ライン１０２の電流ＩＳはスイッチ
４０を非導通状態にするために制御チップ１４６でライ
ン１７０を介して使用することができる。 第８図は本発明の好適実施例において使用された構成部
品を示し、感知電流Ｉｓをランプ回路で消費される実際
の電力ＰＬとして読むことができる。第７図に示す信号
Ｖｓの波形をローパス・フィルタ１１０に通すことによ
って、直流レベルすなわち第１の信号ｖｏがライン１１
２に出力される。この第１の信号は、ランプ１０に対す
る好ま［２い設定点電力を表す第２の信号ＳＰと比較し
てライン１４２のパルスＣＫの周波数１／Ｐを変化させ
るようにするためのフィードバック信号として使用され
る。第３図ならびに第７図および第８図は本発明の好適
実施例に使用される基本的な電力制御の概念を示してい
る。 本発明は第９図乃至第１３図に示すように蛍光灯に対す
る電力制御に使用される。第９図はゲート電極にそれぞ
れ供給されるゲート駆動電圧Ｖ。１（φＡ）およびｖｃ
２（φＢ）を有する２つの電力用ＦＥＴ２３２および２
３４を有する回路２３０の構成図である。ＦＥＴ２３２
および２３４は第９図に示すように共通接続され、その
間にノードを形成している。このノードは２．８ミリヘ
ンリの典型的値を有するインダクタＬ３の一端に接続さ
れ、このインダクタＬ３の他端は２．２ナノフアラツド
の典型的値を有するコンデンサＣ１に接続され、またこ
のコンデンサＣＩの他端は第９図に示すように２つの直
流ライン電圧子ｖ、／２および−Ｖ　ｂ　／　２の間に
形成されるノードおよび蛍光灯２３６の一端に接続され
、この蛍光灯２３６の他端はまたＲ３およびＣ１によっ
て形成されるノードに接続されている。部品Ｌ３および
Ｃ１の値は蛍光灯２３６の共振回路の共振周波数を主に
決定する。２つの直流リンク電圧＋Ｖｂ／２および一■
、／２は前述したＶ、に類似しているが、それぞれ値が
半分であり、極性は第９図に示すように互いに反対にな
っている。 回路構成２３０は史にセンタータップ付き変成器２３８
をａし、該変成器は黒丸によって示した極性を有し、イ
ンダクタＬ３に流れる電流ｉ　（ｔ）に結合される。変
成器２３８の出力巻線は抵抗Ｒ１およびＲ２によって互
いに分離されている。 各抵抗の一端は変成器２３８のセンタータップおよびア
ースに接続され、２つの電流値に＋　　（ｔ）および−
に＋　　（ｔ）を発生するように構成され、両型流値は
それぞれアナログ・スイッチ素子２４０および２４２を
通るようになっている。アナログスイッチ素子２４０お
よび２４２はそれぞれ電圧Ｖ　およびＶｏ２によってゲ
ートされ、それに従って値に＋　　ｉｃ　（ｔ）および
−ｋｌ　　ｉｃ　（ｔ）を発生し、これらはアナログ・
スイッチ素子２４０および２４２の出力において互いに
接続され、すなわち加算され、ローパス・フィルタ２４
４を通って値ｖｏを発生し、これはまた以下に説明する
第１３図の回路に供給される。 回路２３０の動作は第９図の回路構成に関連して次の式 ％式％ を参照して説明することができる。スイッチＦＥＴ２３
２および２３４の動作により実効的にＶ。１が＋ＶＢ／
２に比例しく式５）、Ｖｏ２が−ＶＢ／２に比例する（
弐６）。ＦＥＴ２３２が導通状態になると、式（７）に
示す電圧Ｖ　（ｔ）はＶ。１を表すのに対してＦＥＴ２
３４が導通状態になると、電圧ｖ　（ＢはＶ。２を表す
。Ｖ　（ｔ）の値が継続期間Ｔの十分であるｔｂ−ｔａ
の期間にわたって一定である場合、ランプ２３６の電力
ｐＬは式（８）で表される。工０の値（Ｖｏに直接関連
する）が式（９）で示すように定義されると、ランプ電
力ＰＬは式（１０）として表される。 回路２３０の動作について更に第１０図を参照して説明
する。この第１０図は関数に＋（ｔ）−に＋　　（ｔ）
、Ｋ　　、Ｖｂ／２に比例する■Ｇｌ’ｃ ■、／２に比例するＶｏ２、　ｋｌ　ｔｃ　（ｔ）、お
よびＶ。をそれぞれ示す第１０（ａ）図、第１０（ｂ）
図、第１０（ｃ）図、第１０（ｄ）図、第１０（ｅ）図
および第１０（ｆ）図からなる。第１０（ｆ）図のＶｏ
の第１の部分は第１０（ａ）図、第１０（ｂ）図および
第１０（ｃ）図に関連し、第１０　（ｆ）のＶｏの第２
の部分は第１０（ａ）図、第１０（ｄ）図および第１０
（ｅ）図に関連している。 第１０（ｆ）のＶ。の第１の部分は、Ｔ／２の継続時間
（第１０（ｃ）図）を有し、かつ＋Ｖ。 ／２に比例し、また電源の位相φＡに関連したゲト信号
ＶＧｌがＦＥＴ２３２に供給されて、このＦＥＴ２３２
を導通させた場合に形成される。このとき、信号Ｖ。１
は、第１０（ａ）図に示すように時刻ｔａで開始し時刻
１ｂで終了する期間におけるランプの電流に＋ｉ、（ｔ
）に対応するに１ｉ（（ｔ）（第１０（ｂ）図）を発生
する誘導関数として作用する。逆に、第１０（ｆ）図の
Ｖ。 の第２の部分は、Ｔ／２の継続時間を有し、かつ−Ｖ、
／２に比例し、また電源の位相φ、に関連したゲート信
号Ｖ。２がＦＥＴ２３４に供給されて、このＦＥＴ２３
４を導通させた場合に形成される。 このとき、信号Ｖ６□は、第１０（ａ）図に示すように
時刻ｔｂで開始し、時刻ｔａで終了する期間におけるラ
ンプの電流−に＋　　ｉ　　（ｔ）に対応する−に＋　
　ｉ（（ｔ）を形成する誘導関数として作用する。第１
０（ｅ）図の信号は変成器２３８の反転動作により正の
値であり、また値ｖ６□（φＡ）およびＶ　Ｇ２　（φ
Ｂ）は互いに位相が１８０°ずれていることに注意され
たい。更に、第１０（ｆ）図の正の値（Ｖｏ　）はラン
プ２３６用の選択された電力の１００％を表し、そのベ
ースラインの上の領域は第１０（ａ）図の関数に対する
ベースラインの上下の領域を組み合わせたものにほぼ等
しいことに注意されたい。ランプ２３６用のＶｏおよび
電力の関係については第１１図において更に説明する。 第１１図は第１１（ａ）図、第１１（ｂ）図、第１１（
ｃ）図および第１１（ｄ）図から構成され、これらはそ
れぞれ第１０（ｃ）図、第１０（ｆ）図、第１０（ｃ）
図および第１０（ｆ）図に類似しているものである。第
１１（ａ）図は位相ａ（φＡ）およびｂ（φＢ）にそれ
ぞれ関連するゲート信号Ｖ　およびＶ。２を示し、これ
らはそれぞれ＋ｖｂ／２および−ｖｂ／２に比例してい
る。Ｖ　およびＶＱ２の全継続期間（ｔｏ）は第１１（
ｂ）図に示すＴ−２０マイクロ秒である。第１１（ｂ）
図はＴ−２０マイクロ秒の継続時間を有し、第１０（ｆ
）図に全く類似した波形の■。 を示し、これはランプ２３６用の全電力（１００％）を
選択したものを表している。第１１（ｃ）および第１１
（ｄ）図はＶ　および”Ｇ２の全継続時間（Ｔ）が１５
マイクロ秒であり、ランプ２３６用の選択された電力が
２０％の値に減らされていることを除いて、それぞれ第
１１（ａ）図および第１１（ｂ）図に類似しているもの
である。 第１１　　（ｂ）図および第１１（ｄ）図のＶｏを比較
すると、第１１（ｂ）図（１００％の電力）のＶ　およ
びＶＱ２に関連するＶｏの全面積はほぼｌ すべて正であるのに対して、第１１（ｄ）図（２０％の
電力）のＶＱの全面積はベースラインの」二側（正）お
よび下側（負）に分割され、ベースラインの上側の面積
が約２０％たけベースラインの下側の面積を超えている
ことがわかる。ランプ２３６に供給される電力は■。■
およびＶ。２の信号の周波数に逆比例する。例えば、ラ
ンプ２３６に対して１００％の電力を得るためには、５
０ｋｌｌｚの周波数（１／２０マイクロ秒）がゲート信
号■。１およびＶ。２に対して使用され、ランプ２３６
に対して２０％の電力を得るためには、６２．　２ｋｌ
ｌｚの周波数（１／１６マイクロ秒）がゲート信号Ｖ　
および■６□に対して使用される。ゲート信号Ｉ ■　およびＶＱ２に対して選択される周波数はランブ２
３６の共振回路、更に詳しくは、Ｌ３のインダクタンス
値、Ｃ１の容量値、および動作パラメータによっていく
らか変化するランプ２３６の抵抗値Ｒに関連している。 例えば、１００％の電力で動作するＴ８形式の３つの直
列接続された蛍光灯２３Ｇは１８００オームの全抵抗値
を有するのに対して、４０％の電力で動作する同じ３つ
の蛍光灯は６０００オームの全抵抗値を有する。Ｖｏｌ
およびＶＱ２に対して選択された周波数について更に第
１２図において説明する。 第１２図は１００％、８０％、　　６０’、６．　４０
％。 ２０％および１０９６の蛍光灯２３６に対する選択され
た電力にそれぞれ対応する一群の曲線２５０゜２５２．
２５４，２５６，２５８および２６０を示している。第
１２図の横軸はゲート信号■。１およびＶＱ２に関連す
るキロヘルツ（ｋｌｌｚ　）で表した周波数を示す。更
に、第１２図の縦軸は出力ｆ、、ｉ’Ｘ　ｒＥＶｏの大
きさを表す。■　およびＶ。２の周波数および選択され
た電力間の相互関係は一群の曲線を横切る負荷曲線２６
２によって示される。例えば、負荷曲線２６２は５０　
ｋｔｌｚの周波数において曲線２５０　（１００％の電
力）を横切り、負荷曲線２６２は６２　ｋｌｌｚの周波
数において曲線２５８（２０％の電力）を横切る。 第１２図に示している、第９図の回路２３０で形成され
る信号Ｖｏは、第１３図の回路２６４に供給される。こ
の信号Ｖｏは蛍光灯２３６に供給される実際の電力を表
す直流レベルの信号である。 この電圧レベルは加算接合部２７０の第１の入力に供給
され、この加算接合部の第２の入力には電力設定点ＳＰ
が供給されている。差信号すなわちエラー信号がライン
２７２に出力され、エラー増幅器２８０で増幅され、出
力２８２に電圧レベル信号を発生する。出力２８２に現
れる信号は電圧制御発振器（ＶＣＯ）２９０に供給され
、この電圧制御発振器２９０はＶＣＯ１４０と同様に動
作する。ＶＣＯ２９０は出力信号をライン２９２に送り
出し、この出力信号はドライバ３００に供給され、この
ドライバ３００はゲート信号ｖＧ１およびＶＯ２を発生
する。 ランプ電力ｐＬはまた電圧制御発振器２９０によって制
御されるトリガ・パルスの周波数によって調整すること
ができる。スイッチング周波数がエラー信号に応じて変
化すると、電力は逆の関係で変化する。したがって、第
１３図に示すようにゲート信号Ｖ　およびＶ６□の周波
数を信号Ｖｏにｌ 従って変化させることによって、出力電力が設定点ＳＰ
に向かって調整される。この第２の実施例においては、
設定点ＳＰは減光動作（調光）のために調節される。電
力は調節されたＳＰレベルに固定すなわち一定に維持さ
れる。このように、調節された電力設定点ＳＰは固定さ
れる。制御された電力にドリフトはない。そして、定格
電力より低い電力に制御されている間におけるランプを
消灯させる影響は回避または低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は高圧ナトリウムランプのような高光度（ＨＩ　
Ｄ）ランプを動作させる本発明の好適実施例を示すブロ
ック図である。 第２図は本発明の好適実施例を使用した制御回路に関連
するランプ電流およびランプ電圧を示す波形図である。 第３図は本発明の好適実施例を示す回路図である。 第４図は高光度放電ランプに電力を供給する従来の電流
モード制御システムの動作特性を示す拡大した電流の波
形図である。 第５図は本発明の好適実施例の動作特性を示す第４図に
類似した電流の波形図である。 第６図は第３図に示すような好適実施例の動作特性を示
すためのブロック図である。 第７図は本発明によって使用される電圧信号Ｖｓを示す
波形図である。 第８図は本発明の好適実施例に使用される本発明の共通
の態様を示すブロック図である。 第９図は蛍光灯の減光（調光）回路として使用される本
発明のブロック図である。 第１０図は第９図に示す本発明の別の実施例に関連する
一連の信号を示す波形図である。 第１１図は第９図に示す本発明の実施例の動作を示すだ
めの一連の波形図である。 第１２図は種々の電力レベルにおけるランプの動作に対
応するｍｍの曲線周波数に対して示す特性図である。 第１３図は第９図に示す本発明の実施例の別の細部を示
すブロック図である。 ［主な符号の説明］ １０・・・高圧ナトリウムランプ、１２・・・ダイオー
ド、２０・・・ライン電圧源、４０・・・電力用ＦＥＴ
（スイッチ）、４４・・・電力制御回路、Ｌｌ・・・安
定インダクタンス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直流入力段および放電ランプに電流を流れさせる導
   通状態と非導通状態との間を選択的に切り替えられる電
   力スイッチを含む電源から放電ランプへの電力を制御し
   、前記スイッチが導通状態にあるとき前記ランプに流れ
   る電流が増大し、前記スイッチが非導通状態にあるとき
   前記ランプに、流れる電流を低減するようにする電力制
   御回路であって、 前記スイッチが連続して交互に導通および非導通状態に
   なる第１の駆動部分（Ｗ）および前記スイッチが非導通
   状態にある休止部分（Ｔ−Ｗ）を有する一連の動作サイ
   クル（Ｔ）を発生する電流制御手段と、 前記スイッチを通って流れるが、前記ランプに流れる前
   記電流には関係しない瞬時電流を感知する手段と、 前記感知した電流の平均に比例した第１の信号を発生す
   る手段と、 設定点電力に比例した第２の信号を発生する手段と、 前記第１および第２の信号の差を示すエラー信号を発生
   する手段と、 前記エラー信号に従って前記動作サイクル（Ｔ）の前記
   第１の駆動部分（Ｗ）の時間を調節して、前記電源の出
   力電力を前記設定点電力に向かって連続的に調整する調
   節手段と、 を含む電力制御回路。 ２、前記電流制御手段が、各動作サイクル（Ｔ）の前記
   第１の駆動部分（Ｗ）の間に前記ランプに通す予め選択
   された数（Ｎ）の電流パルスを発生する手段と、前記電
   流パルスの各々を開始させる論理信号（ＣＫ）を前記第
   １の駆動部分（Ｗ）の間に連続的に周波数（１／Ｐ）で
   発生する手段とを含み、前記調節手段が、前記論理信号
   （ＣＫ）の周波数（１／Ｐ）を調節して、これにより前
   記予め選択された数（Ｎ）を変更することなく前記第１
   の駆動部分（Ｗ）の継続時間を変更する電圧制御手段を
   含む請求項１記載の電力制御回路。 ３、前記電流制御手段が更に、前記電流パルスの各々に
   関連して、所定の大電流限界値に達するまで増大する直
   流電流を前記ランプに供給し、その後次に続く論理信号
   （ＣＫ）が発生するまで低減する直流電流を供給して、
   前記予め選択された数（Ｎ）の電流パルスになるまで、
   前記増大および低減する直流電流を周期的に継続させる
   手段を含む請求項２記載の電力制御回路。 ４、前記ランプ電流が閉ループ内に流れるようになって
   おり、前記瞬時電流感知手段が前記スイッチに隣接し且
   つ前記閉ループの外側に設けられている電流感知素子を
   含む請求項３記載の電力制御回路。 ５、前記電流感知素子が前記スイッチと直列の、前記ス
   イッチに電気的に隣接した抵抗である請求項４記載の電
   力制御回路。 ６、前記ランプ電流が閉ループ内に流れるようになって
   おり、前記瞬時電流感知手段が、前記スイッチに隣接し
   且つ前記閉ループの外側に設けられている電流感知素子
   を含む請求項２記載の電力制御回路。 ７、前記電流感知素子が前記スイッチと直列の、前記ス
   イッチに電気的に隣接した抵抗である請求項６記載の電
   力制御回路。 ８、前記ランプ電流が閉ループ内に流れるようになって
   おり、前記瞬時電流感知手段が、前記スイッチに隣接し
   且つ前記閉ループの外側に設けられている電流感知素子
   を含む請求項１記載の電力制御回路。 ９、前記電流感知素子が前記スイッチと直列の、前記ス
   イッチに電気的に隣接した抵抗である請求項８記載の電
   力制御回路。 １０、前記第１の信号を発生する前記手段がローパス・
   フィルタである請求項８記載の電力制御回路。 １１、前記第１の信号を発生する前記手段がローパス・
   フィルタである請求項６記載の電力制御回路。 １２、前記第１の信号を発生する前記手段がローパス・
   フィルタである請求項４記載の電力制御回路。 １３、前記第１の信号を発生する前記手段がローパス・
   フィルタである請求項２記載の電力制御回路。 １４、前記第１の信号を発生する前記手段がローパス・
   フィルタである請求項１記載の電力制御回路。 １５、前記直流入力段の電圧を感知する手段および該感
   知した電圧の変化に応じて前記第２の信号を調節する手
   段を含む請求項４記載の電力制御回路。 １６、前記直流入力段の電圧を感知する手段および該感
   知した電圧の変化に応じて前記第２の信号を調節する手
   段を含む請求項１記載の電力制御回路。 １７、所与の電圧を持つ直流入力段を備えた電源によっ
   て作動される放電ランプ用に設けられ、前記電源が該電
   源内の電力スイッチ手段のスイッチング周波数によって
   制御される出力電力を供給するとともに、前記スイッチ
   ング周波数で電流パルスを発生する調節可能なパルス発
   生手段を含んでいるような電力制御回路であって、 前記スイッチング周波数の前記電流パルスを構成する、
   前記電源自身からの瞬時出力電流を感知する手段と、 前記感知した瞬時出力電流によって制御されて、前記ラ
   ンプに前記電源によって供給される実際の電力に比例し
   た値を有する第１の信号を発生する手段と、 設定点電力に比例する値を有する第２の信号を発生する
   手段と、 前記第１および第２の信号の差を示す値を有するエラー
   信号を発生する手段と、 前記エラー信号の値に従って前記スイッチング周波数を
   調節して、前記電源の前記出力電力を前記設定点電力に
   向かって連続的に調整する手段と、を含む電力制御回路
   。 １８、前記直流入力段の前記所与の電圧に比例する値を
   有する第３の信号を発生する手段および前記第３の信号
   の値に従って前記第２の信号の値を調節する手段を含む
   請求項１７記載の電力制御回路。 １９、前記第１の信号を発生する前記手段が前記瞬時出
   力電流を平均化するローパス・フィルタである請求項１
   ８記載の電力制御回路。 ２０、前記第１の信号を発生する前記手段が前記瞬時出
   力電流を平均化するローパス・フィルタである請求項１
   ７記載の電力制御回路。 ２１、閉じた誘導ループ内にあって、所与の電圧を有す
   る直流入力段を備えた電源により作動される放電ランプ
   用に設けられ、前記電源が該電源内の電力スイッチ手段
   のスイッチング周波数で制御される出力電力を有し、前
   記スイッチ手段が導通状態にあるときは直流電流が前記
   閉ループに流れ、前記スイッチ手段が非導通状態にある
   ときは前記電源から前記閉ループに電流が流れないよう
   になっている電力制御回路であって、 前記スイッチ手段を通って流れる電流を感知する手段と
   、 前記感知したスイッチ電流によって制御されて、前記電
   源によって前記閉ループに供給される実際の電力に比例
   する値を有する第１の信号を発生する手段と、 設定点電力に比例する値を有する第２の信号を発生する
   手段と、 前記第１および第２の信号の差を示す値を有するエラー
   信号を発生する手段と、 前記エラー信号の値に従って前記スイッチング周波数を
   調節して、前記電源の前記出力電力を前記設定点に向か
   って連続的に調整する手段と、を含む電力制御回路。 ２２、前記直流入力段の前記所与の値に比例する値を有
   する第３の信号を発生する手段および前記第３の信号の
   値に従って前記第２の信号の値を調節する手段を含む請
   求項２１記載の電力制御回路。 ２３、前記第１の信号を発生する前記手段が前記感知し
   た電流を平均化するローパス・フィルタである請求項２
   ２記載の電力制御回路。 ２４、前記第１の信号を発生する前記手段が前記感知し
   た電流を平均化するローパス・フィルタである請求項２
   １記載の電力制御回路。 ２５、前記設定点電力を低減して前記ランプを減光する
   手段を含む請求項２４記載の電力制御回路。 ２６、前記設定点電力を低減して前記ランプを減光する
   手段を含む請求項２１記載の電力制御回路。 ２７、所与の電圧を有する直流入力段および出力電力を
   スイッチング周波数によって制御する電力スイッチを有
   する電源によって作動されるようになっている、閉じた
   誘導ループ内にある放電ランプに対して供給される電力
   を制御する方法であって、前記スイッチ手段が導通状態
   にあるとき直流電流が前記閉ループに流れ、前記スイッ
   チ手段が非導通状態にあるとき前記電源から前記閉ルー
   プに電流が流れないようになっている前記方法において
   、 （ａ）前記スイッチ手段に流れる電流を感 知し、 （ｂ）前記電源によって前記閉ループに供 給される実際の電力に比例する値を有する第１の信号を
   、前記感知したスイッチ電流から導き出し、（ｃ）設定
   点電力に比例した値を有する第 ２の信号を発生し、 （ｄ）前記第１および第２の信号の差を示 す値を有するエラー信号を発生し、 （ｅ）前記エラー信号の値に従って前記ス イッチング周波数を調節して、前記電源の前記出力電力
   を前記設定点電力に向かうように連続的に調整する各ス
   テップを含む方法。 ２８、更に（ｆ）前記直流入力段の前記所与の電圧に比
   例する値を有する第３の信号を発生し、（ｇ）前記第３
   の信号の値に従って前記第 ２の信号の値を調節するステップを含む請求項２７記載
   の方法。 ２９、前記第１の信号を発生する前記ステップが、ロー
   パス・フィルタに前記感知した電流を通して前記感知し
   た電流の平均を求めることを含む請求項２８記載の方法
   。 ３０、前記第１の信号を発生する前記ステップが、ロー
   パス・フィルタに前記感知した電流を通して前記感知し
   た電流の平均を求めることを含む請求項２７記載の方法
   。 ３１、直流入力段および放電ランプに電流を流れさせる
   導通状態と非導通状態との間を選択的に切り替わる電力
   スイッチを有する電源から放電ランプに供給される電力
   を制御する方法であって、前記スイッチが前記導通状態
   にあるときは前記ランプに流れる電流が増大し、前記ス
   イッチが前記非導通状態にあるときは前記ランプに流れ
   る電流が低減するようになっている前記方法において、
   （ａ）前記スイッチを連続的に交互に導通 状態および非導通状態にする第１の駆動部分（Ｗ）およ
   び前記スイッチを非導通状態にする休止部分（Ｔ−Ｗ）
   を有する一連の動作サイクル（Ｔ）を発生する電流制御
   手段を設け、 （ｂ）前記電力スイッチを通って流れるが、前記ランプ
   に流れる前記電流とは無関係な瞬時電流を感知し、 （ｃ）前記感知した電流の平均に比例する 第１の信号を発生し、 （ｄ）設定点電力に比例する第２の信号を 発生し、 （ｅ）前記第１および第２の信号の差を示 すエラー信号を発生し、 （ｆ）前記エラー信号に従って前記動作サ イクル（Ｔ）の前記第１の駆動部分（Ｗ）の時間を調節
   して、前記電源の出力電力を前記設定点電力に向かって
   連続的に調整する各ステップを含む方法。 ３２、前記電流制御手段により、（ｇ）前記動作サイク
   ル（Ｔ）の各々の前記第１の駆動部分（Ｗ）の間に前記
   ランプに通す予め選択された数（Ｎ）の電流パルスを発
   生し、（ｈ）前記第１の駆動部分（Ｗ）の間に前記電流
   パルスの各々を開始させる論理信号（ＣＫ）を連続的に
   周波数（１／Ｐ）で発生し、（ｉ）前記論理信号（ＣＫ
   ）の周波数（１／Ｐ）を調節して、前記予め選択された
   数（Ｎ）を変更することなく、前記第１の駆動部分（Ｗ
   ）の継続時間を変更するステップを含む請求項３１記載
   の方法。 ３３、所与の電圧を有する直流入力段を含み、出力電圧
   が電力スイッチ手段のスイッチング周波数によって制御
   される電源によって作動される放電ランプに対して供給
   される電力を制御する方法であって、前記電源が前記ス
   イッチング周波数で電流パルスを発生する調節可能なパ
   ルス発生手段を含んでいるような前記方法において、 （ａ）前記電流パルスを構成する、前記電 源自身からの瞬時出力電流を感知し、 （ｂ）前記感知した瞬時出力電流を使用し て、前記ランプに対して前記電源によって供給される実
   際の電力に比例する値を有する第１の信号を発生し、 （ｃ）設定点電力に比例する値を有する第 ２の信号を発生し、 （ｄ）前記第１および第２の信号の差を示 す値を有するエラー信号を発生し、 （ｅ）前記エラー信号の値に従って前記ス イッチング周波数を調節して、前記電源の前記出力電力
   を前記設定点に向かって連続的に調整する各ステップを
   含む方法。 ３４、更に、（ｆ）前記直流入力段の前記所与の電圧に
   比例する値を有する第３の信号を発生し、（ｇ）前記第
   ３の信号の値に従って前記第 ２の信号の値を調節するステップを含む請求項３３記載
   の方法。 ３５、前記第１の信号を発生する前記ステップがローパ
   ス・フィルタに前記感知した電流を通して、該電流を平
   均化することを含む請求項３４記載の方法。 ３６、前記第１の信号を発生する前記ステップがローパ
   ス・フィルタに前記感知した電流を通過して該電流を平
   均化することを含む請求項３３記載の方法 ３７、所与の電圧を有する直流入力段を含み、出力電圧
   が２組の電力スイッチのスイッチング周波数によって制
   御される電源によって作動される、閉じた誘導ループ式
   の共振安定器内にある放電ランプ用に設けられ、前記２
   組の電力スイッチが前記スイッチング周波数で交互に作
   動され、該２組のスイッチのいずれかが導通状態にある
   ときは直流電流が前記閉じたループに流れるようになっ
   ているような放電ランプ用の調光制御回路であって、前
   記２組のスイッチの両方に流れる電流を感知する手段と
   、 前記感知した電流によって制御されて、前記閉じたルー
   プに前記電源から供給される実際の電力に比例する値を
   有する第１の信号を発生する手段と、 調光設定点に比例した調節された値を有する第２の信号
   を発生する調節可能な手段と、 前記第１および第２の信号の差を示す値を有するエラー
   信号を発生する手段と、 前記エラー信号の値に従って前記スイッチング周波数を
   調節して、前記電源の前記出力電力を前記調光設定点に
   向かって連続的に調整する手段と、を含む調光制御回路
   。 ３８、前記電流感知手段が、前記２組のスイッチの第１
   のスイッチが導通状態にあるときに第１の制御信号を発
   生する手段と、前記２組のスイッチの第２のスイッチが
   導通状態にあるときに第２の制御信号を発生する手段と
   、前記第１の制御信号と前記第２の制御信号とを加算し
   て前記第１の信号を発生する手段とを有する請求項３７
   記載の調光制御回路。