JPH04218295A - 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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- JPH04218295A JPH04218295A JP3039045A JP3904591A JPH04218295A JP H04218295 A JPH04218295 A JP H04218295A JP 3039045 A JP3039045 A JP 3039045A JP 3904591 A JP3904591 A JP 3904591A JP H04218295 A JPH04218295 A JP H04218295A
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- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 51
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
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- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
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- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
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
- H05B41/2806—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 and specially adapted for lamps without electrodes in the vessel, e.g. surface discharge lamps, electrodeless discharge lamps
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
- Pens And Brushes (AREA)
- Contacts (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
- Dc-Dc Converters (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、DC−ACコンバータ
を具えたランプを点弧し給電する回路配置であって、そ
のDC−ACコンバータは−DC電圧源に接続するのに
好適な入力端子と、−少なくとも1個のスイッチング素
子と、一端が該スイッチング素子の制御電極に、他端が
該スイッチング素子の第1主電極に接続された、誘導素
子L3を具える制御ブランチとを具えたブランチAと、
−誘導素子L1と、誘導素子L2を含むブランチBおよ
び要量素子を含むブランチCを具える負荷回路とを具え
た負荷ブランチEとを具え、ブランチAの一端をブラン
チEの一端に接続し、ブランチAの他端を一方の入力端
子に接続すると共にブランチEの他端を他方の入力端子
に接続して成るランプ点灯用回路配置に関するものであ
る。
を具えたランプを点弧し給電する回路配置であって、そ
のDC−ACコンバータは−DC電圧源に接続するのに
好適な入力端子と、−少なくとも1個のスイッチング素
子と、一端が該スイッチング素子の制御電極に、他端が
該スイッチング素子の第1主電極に接続された、誘導素
子L3を具える制御ブランチとを具えたブランチAと、
−誘導素子L1と、誘導素子L2を含むブランチBおよ
び要量素子を含むブランチCを具える負荷回路とを具え
た負荷ブランチEとを具え、ブランチAの一端をブラン
チEの一端に接続し、ブランチAの他端を一方の入力端
子に接続すると共にブランチEの他端を他方の入力端子
に接続して成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と
2つの制御ブランチを具えている。2つのスイッチング
素子の各々の制御電極及び第1主電極をそれぞれの制御
ブランチの両端に接続する。各制御ブランチ内の誘導素
子を、一次巻線がブランチCの一部を構成する制御変成
器の二次巻線で形成する。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
負荷回路に流れる。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ブランチに結合されている。 これら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。これが
ため、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
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 程度に選択する。
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と
2つの制御ブランチを具えている。2つのスイッチング
素子の各々の制御電極及び第1主電極をそれぞれの制御
ブランチの両端に接続する。各制御ブランチ内の誘導素
子を、一次巻線がブランチCの一部を構成する制御変成
器の二次巻線で形成する。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
負荷回路に流れる。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ブランチに結合されている。 これら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。これが
ため、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
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 程度に選択する。
【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制御変
成器を介して制御ブランチによりかなり大きな電力が吸
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
にするのに制御ブランチ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制御変
成器を介して制御ブランチによりかなり大きな電力が吸
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
にするのに制御ブランチ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、頭書に記載した回路配置において、各制
御ブランチを容量素子を具えるブランチDで分路したこ
とを特徴とする。各制御ブランチとこのブランチを分路
するブランチDは共振回路の一部を構成する。ブランチ
D内の容量素子は、この共振回路の共振周波数がDC−
ACコンバータの動作周波数から僅かだけ相違するよう
に選択する。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、ブランチD内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。ブ
ランチ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。本発明回路配置
の特定の実施例では、DC−ACコンバータを共振回路
の共振周波数f1がランプに結合された負荷ブランチE
の両端間電圧がこの負荷ブランチEを流れる電流と同相
になる周波数f2より高くなるように設計する。このよ
うなDC−ACコンバータの動作周波数はf1より低い
がf2より高くなる。動作周波数がf2より高いため、
DC−ACコンバータ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ことを意味する。誘導性動作
の場合には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。その理由は、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
が導通するためである。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を確かめた
。その利点は、本発明回路配置で点灯されるランプの光
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
きる点にある。
成するために、頭書に記載した回路配置において、各制
御ブランチを容量素子を具えるブランチDで分路したこ
とを特徴とする。各制御ブランチとこのブランチを分路
するブランチDは共振回路の一部を構成する。ブランチ
D内の容量素子は、この共振回路の共振周波数がDC−
ACコンバータの動作周波数から僅かだけ相違するよう
に選択する。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、ブランチD内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。ブ
ランチ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。本発明回路配置
の特定の実施例では、DC−ACコンバータを共振回路
の共振周波数f1がランプに結合された負荷ブランチE
の両端間電圧がこの負荷ブランチEを流れる電流と同相
になる周波数f2より高くなるように設計する。このよ
うなDC−ACコンバータの動作周波数はf1より低い
がf2より高くなる。動作周波数がf2より高いため、
DC−ACコンバータ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ことを意味する。誘導性動作
の場合には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。その理由は、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
が導通するためである。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を確かめた
。その利点は、本発明回路配置で点灯されるランプの光
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
きる点にある。
【0005】
【実施例】図面につき本発明の実施例を説明する。図1
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
制御ブランチとを具えたブランチである。この制御ブラ
ンチは誘導素孔L3を具え、このブランチを容量素子を
具えるブランチDで分炉する。Eは誘導素子L1と、2
つの並列ブランチB及びCを具える負荷回路とを具えた
負荷ブランチであり、ブランチBは誘導素子L2を具え
、ブランチCは容量素子を具える。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。ブラン
チAの一端を入力端子1に接続し、ブランチAの他端を
ブランチEの一端に接続する。ブランチEの他端を入力
端子2に接続する。図2において、ブランチAはスイッ
チング素子Aと、回路配置Pと、変成器Lと、本例では
ブランチDを構成するキャパシタDとで構成する。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。本例では負荷ブランチEをこのブランチ内の誘導素
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、本例ではブランチCを構成するキャパシタ
CとブランチBを構成するコイルL2とで構成する。P
は高周波信号を発生する回路配置である。変成器Lの一
次巻線L4の一端を回路配置Pの一方の出力端子に、こ
の一次巻線の他端をこの回路配置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の制御ブランチ内の誘導素子L3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をキャパシタD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。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、回路配置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の制御電極とスイッチング素子
S1の第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配置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。図3に示
す回路配置は可調整DC電圧を発生する手段及び不完全
ハーフブリッジを具える。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。ブランチ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L
3A 及びL3B と、ツェナーダイオード41, 4
2, 43及び44と、キャパシタD1及びD2とから
成る。負荷ブランチ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S
1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
。コイルL2はブランチBを構成する。キャパシタ18
a 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
ブランチCの容量素子を構成する。コイルL1は負荷ブ
ランチEの誘導素子L1を構成する。第1制御ブランチ
は二次巻線L3A からなる。第2制御ブランチは二次
巻線L3B から成る。二次巻線L3A は第1制御ブ
ランチの誘導素子L3を構成し、二次巻線L3B は第
2制御ブランチの誘導素子L3を構成する。キャパシタ
D1は第1制御ブランチを分路するブランチD を構成
し、キャパシタD2は第2制御ブランチ分路するブラン
チD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。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。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D
C−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。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制御ブランチの一端を
スイッチング素子S1の制御電極に接続し、第1制御ブ
ランチ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制御ブランチを分路する
。第1制御ブランチ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の直列回路でも分岐する
。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制御ブランチの一
端をスイッチング素子S2の制御電極に接続し、その他
端を第2制御ブランチS2の第1主電極に接続する。キ
ャパシタD2で第2制御ブランチを分路する。第2制御
ブランチ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。コ
イルL1の一端をスイッチング素子S1及び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。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
形波電圧が負荷ブランチ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。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
Lにより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により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。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。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。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
負荷ブランチ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。ブランチ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 及びキャパシタ18b の接続点をス
イッチング素子S1及び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電圧源とブラン
チ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。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13.5μH である。キャパシタ1
8a 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
された負荷ブランチEの両端間電圧が負荷ブランチ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。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及びS2の接続点と反対側の端をコイル
L21 及びコイルL22 の接続点に接続する。キャ
パシタ13は負荷ブランチチ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 電圧源とブラ
ンチ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。二次巻線L3A とキャパシタD
1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。
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
制御ブランチとを具えたブランチである。この制御ブラ
ンチは誘導素孔L3を具え、このブランチを容量素子を
具えるブランチDで分炉する。Eは誘導素子L1と、2
つの並列ブランチB及びCを具える負荷回路とを具えた
負荷ブランチであり、ブランチBは誘導素子L2を具え
、ブランチCは容量素子を具える。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。ブラン
チAの一端を入力端子1に接続し、ブランチAの他端を
ブランチEの一端に接続する。ブランチEの他端を入力
端子2に接続する。図2において、ブランチAはスイッ
チング素子Aと、回路配置Pと、変成器Lと、本例では
ブランチDを構成するキャパシタDとで構成する。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。本例では負荷ブランチEをこのブランチ内の誘導素
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、本例ではブランチCを構成するキャパシタ
CとブランチBを構成するコイルL2とで構成する。P
は高周波信号を発生する回路配置である。変成器Lの一
次巻線L4の一端を回路配置Pの一方の出力端子に、こ
の一次巻線の他端をこの回路配置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の制御ブランチ内の誘導素子L3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をキャパシタD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。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、回路配置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の制御電極とスイッチング素子
S1の第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配置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。図3に示
す回路配置は可調整DC電圧を発生する手段及び不完全
ハーフブリッジを具える。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。ブランチ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L
3A 及びL3B と、ツェナーダイオード41, 4
2, 43及び44と、キャパシタD1及びD2とから
成る。負荷ブランチ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S
1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
。コイルL2はブランチBを構成する。キャパシタ18
a 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
ブランチCの容量素子を構成する。コイルL1は負荷ブ
ランチEの誘導素子L1を構成する。第1制御ブランチ
は二次巻線L3A からなる。第2制御ブランチは二次
巻線L3B から成る。二次巻線L3A は第1制御ブ
ランチの誘導素子L3を構成し、二次巻線L3B は第
2制御ブランチの誘導素子L3を構成する。キャパシタ
D1は第1制御ブランチを分路するブランチD を構成
し、キャパシタD2は第2制御ブランチ分路するブラン
チD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。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。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D
C−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。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制御ブランチの一端を
スイッチング素子S1の制御電極に接続し、第1制御ブ
ランチ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制御ブランチを分路する
。第1制御ブランチ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の直列回路でも分岐する
。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制御ブランチの一
端をスイッチング素子S2の制御電極に接続し、その他
端を第2制御ブランチS2の第1主電極に接続する。キ
ャパシタD2で第2制御ブランチを分路する。第2制御
ブランチ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。コ
イルL1の一端をスイッチング素子S1及び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。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
形波電圧が負荷ブランチ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。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
Lにより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により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。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。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。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
負荷ブランチ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。ブランチ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 及びキャパシタ18b の接続点をス
イッチング素子S1及び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電圧源とブラン
チ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。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13.5μH である。キャパシタ1
8a 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
された負荷ブランチEの両端間電圧が負荷ブランチ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。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及びS2の接続点と反対側の端をコイル
L21 及びコイルL22 の接続点に接続する。キャ
パシタ13は負荷ブランチチ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 電圧源とブラ
ンチ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。二次巻線L3A とキャパシタD
1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。
【図1】本発明回路配置の一実施例の構成を示す略図で
ある。
ある。
【図2】図1の実施例の詳細回路図である。
【図3】2つのスイッチング素子を具える本発明回路配
置の一実施例の回路図である。
置の一実施例の回路図である。
【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
。
。
【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。
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 ブランチ
E 負荷ブランチ
La ランプ
S1, S2 スイッチング素子
L3, L3A, L3B 制御ブランチの誘導素子
L1 負荷ブランチEの誘導素子 B,C 負荷ブランチの並列ブランチL2, L21
, L22 ブランチBの誘導素子18, 18a,
18b ブランチCの容量素子L 制御変成器 L4 二次巻線 30 抵抗 41, 42, 43, 44 ツェナーダイオード
D, D1, D2 制御ブランチ分路容量P 交
周波信号発生回路 I DC電圧発生手段 II DC電圧調整手段
L1 負荷ブランチEの誘導素子 B,C 負荷ブランチの並列ブランチL2, L21
, L22 ブランチBの誘導素子18, 18a,
18b ブランチCの容量素子L 制御変成器 L4 二次巻線 30 抵抗 41, 42, 43, 44 ツェナーダイオード
D, D1, D2 制御ブランチ分路容量P 交
周波信号発生回路 I DC電圧発生手段 II DC電圧調整手段
Claims (3)
- 【請求項1】 DC−ACコンバータを具えたランプ
を点弧し給電する回路配置であって、そのDC−ACコ
ンバータは−DC電圧源に接続するのに好適な入力端子
と、−少なくとも1個のスイッチング素子と、一端が該
スイッチング素子の制御電極に、他端が該スイッチング
素子の第1主電極に接続された、誘導素子L3を具える
制御ブランチとを具えたブランチAと、−誘導素子L1
と、誘導素子L2を含むブランチBおよび要量素子を含
むブランチCを具える負荷回路とを具えた負荷ブランチ
Eとを具え、ブランチAの一端をブランチEの一端に接
続し、ブランチAの他端を一方の入力端子に接続すると
共にブランチEの他端を他方の入力端子に接続して成る
ランプ点灯用回路配置において、前記制御ブランチを容
量素子を具えるブランチDで分路したことを特徴とする
ランプ点灯用回路配置。 - 【請求項2】 一次巻線と二次巻線を有し、一次巻線
を前記負荷ブランチに結合し、二次巻線を前記誘導素子
L3の一部として成る制御変成器を具えた請求項1記載
の回路配置において、前記制御ブランチとこの制御ブラ
ンチを分路する前記ブランチDとを具える共振回路の共
振周波数f1を、ランプに結合さた前記負荷ブランチE
の両端間電圧がこの負荷ブランチE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3】 請求項1又は2記載の回路配置におい
て、前記入力端子に接続されたDC電圧発生手段と、そ
のDC電圧を調整する手段とを設けたことを特徴とする
ランプ点灯用回路配置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL9000350 | 1990-02-14 | ||
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