JPH10513309A - 回路配置 - Google Patents
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- JPH10513309A JPH10513309A JP9519538A JP51953897A JPH10513309A JP H10513309 A JPH10513309 A JP H10513309A JP 9519538 A JP9519538 A JP 9519538A JP 51953897 A JP51953897 A JP 51953897A JP H10513309 A JPH10513309 A JP H10513309A
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、高周波電流で放電ランプ(LA)を点灯する放電ランプ点灯回路に関するものであり、この放電ランプ点灯回路は、− 低周波電源に接続する入力端子(K1,K2)と、− その入力端子に結合して前記低周波電源の電圧を整流する整流手段(D1〜D4)と、− 前記第1容量性手段を分流して高周波電流を発生させるインバータ手段(Q1,Q2,DC)とを具える。本発明によれば、放電ランプ点灯回路は、二つの電力帰還ループと共同して、電力を整流ブリッジの出力端子に帰還させる。その結果、放電ランプ点灯回路は、比較的簡単な形態を有し、非常に限定された量の高調波歪みのみ発生し、これを、比較的廉価でかつ簡単な素子で実現することができる。
Description
【発明の詳細な説明】
回路配置
本発明は、高周波電流で放電ランプを点灯する放電ランプ点灯回路であって、
− 低周波数電源に接続する入力端子と、
− その入力端子に結合して前記低周波数電源の電圧を整流する整流手段と、
− 前記整流手段の第1出力端子N3及び前記整流手段の第2出力端子N5に結
合した第1の一方向性手段、第2の一方向性手段、及び第1容量性手段の直列配
置を具える第1回路と、
− 前記高周波電流を発生させるために前記第1容量性手段を分流するインバー
タ手段と、
− 誘導手段、第2容量性手段、及び前記放電ランプに電圧を供給する手段の直
列配置を具え、前記インバータ手段の端子N1を、前記第1の一方向性手段と第
2の一方向性手段との間の端子N2に接続する負荷回路と、
− 第3容量性手段を具え、前記端子N2を前記端子N5に接続する第2回路と
を具える放電ランプ点灯回路に関するものである。
このような回路は、米国特許出願明細書第5,404,082号から既知であ
る。この既知の回路は、例えば230Vの実効値の電圧及び50Hzの周波数を
有する電源電圧を発生させる調整された幹線電源から給電されるのに非常に好適
である。この既知の回路は比較的高い力率を有し、これを比較的簡単な手段で実
現することができる。この既知の回路の欠点は、電圧を放電ランプに供給する手
段が変成器を具えず、かつ、ランプ電圧が比較的高い場合、低周波電源から取り
出される電流の全体の高調波歪みが著しく増大することである。例えば電源電圧
が230Vの実効値の電圧を有する場合、高調波歪みは、約70Vより高いラン
プ電圧に対して著しく増大する。電源電圧が120Vの実効値の電圧を有する米
国のような国の著しく低いランプ電圧の値を有する放電ランプに対しても、同様
な問題が生じる。この高調波歪みを、電圧を放電ランプに供給する手段の変成器
と共同することによって減少させることができる。しかしながら、ランプ電圧が
比較的高く、かつ、電圧を放電ランプに供給する手段が、ランプ接続用の端子を
設けた1次巻線及び2次巻線を有する変成器を具える場合、負荷回路及びインバ
ータに具えられた1次巻線及び他の素子に比較的大きな電流を流す必要がある。
この比較的大きな電流により、回路の寿命が短くなり、この比較的大きな電流に
従って回路を設計する必要があり、これにより回路が高価なものとなる。既知の
回路の他の欠点は、インバータから生じた高周波電流の周波数を変調してこの高
周波電流の振幅変調を調整するとともにランプ電流の波高率を約1.7未満の値
に制御するために、回路に周波数変調器を含む必要がしばしばあるということで
ある。
本発明の目的は、低周波電源電流の高調波歪みを比較的小さくし、ランプ点灯
中負荷回路及びインバータに比較的大きな電流を流すという欠点なく、比較的高
いランプ電圧で放電ランプを点灯することができる回路を提供することである。
このために、本発明による放電ランプ点灯回路は、前記整流手段の第1出力端
子N3を、第3の一方向性手段及び第4の一方向性手段を具える第3回路によっ
て、前記第2の一方向性手段と第1容量性手段との間の端子N4に接続し、前記
第3の一方向性手段と第4の一方向性手段との間の端子N7を、第4回路により
、前記負荷回路の一部である端子N6に接続し、前記第1回路及び第3回路は誘
電手段を具えないことを特徴とするものである。
回路の作動中、第4回路は、端子N6からの電力を端子N7に結合する。比較
的簡単な手段で実現されるこの電力帰還により、高調波歪みを、既知の回路によ
って生じた高調波歪みと比較する場合に比べて著しく減少させることができる。
したがって、力率は、従来の回路の力率に比べて著しく増大する。驚くべきこと
には、第4回路によって実現される帰還にもかかわらず、本発明による回路にお
いて、負荷回路及びインバータに具えられた素子を流れる電流は、電圧を放電ラ
ンプに供給する手段が変成器を具える場合でさえも比較的小さい。このために、
インバータ及び負荷回路を比較的大きい電流用に設計する必要がなく、したがっ
て、負荷回路及びインバータ回路を比較的廉価な素子で実現することができる。
さらに、本発明の回路の負荷回路の変成器を省略することができるとともに、放
電ランプ点灯回路によって点灯された放電ランプのランプ電圧が比較的高い場合
でも、高調波歪みを比較的低レベルに保持することができる。負荷回路が変成器
を具えない場合、点灯中にインバータ手段及び負荷回路の素子に流れる電流の振
幅は、負荷回路に変成器を具える本発明の回路に対して減少する。本発明による
回路の他の利点は、高周波電流の周波数を変調する周波数変調器を省略すること
もできる点である。その理由は、本発明による回路によって発生した高周波電流
の振幅が強く変調されず、したがってランプ電流の波高率が比較的低いからであ
る。変調器及び変成器は比較的高価な素子であり、その結果、本発明による回路
においてこれらを省略することができるので、本発明による回路は、比較的簡単
な形態を有し、したがって比較的廉価になる。
本発明による回路の2重電力帰還と同様な2重電力帰還を具える回路配置が欧
州特許出願公開明細書第679046号に記載されている。この欧州特許出願公
開明細書第679046号に記載された回路において、力率の向上を、エネルギ
ー蓄積コイルを用いることによって主に行っている。このようなエネルギー蓄積
コイルは幾分高価な素子である。本発明による回路において、高力率を、エネル
ギー蓄積コイルを用いることなく達成する。このために、本発明による回路の機
能は、上記欧州特許出願公開明細書第679046号に記載されたものと相違す
る。さらに、本発明による回路は、上記欧州特許出願公開明細書第679046
号の開示よりも著しく優れた利点を提供する。その理由は、本発明による回路で
は、高価なエネルギー蓄積コイルを省略することができるからである。
前記第2回路も前記第1容量性手段を具える場合、回路の円滑な動作を達成す
ることができる。
前記第4回路が第4容量性手段を具える回路形態の場合にも、回路の円滑な動
作を達成することができる。
好適には、前記一方向性手段はダイオード手段を具える。したがって、一方向
性手段を非常に簡単に実現することができる。
本発明の好適例によれば、前記インバータ手段は、第1切替素子、前記端子N
1、及び第2切替素子の直列配置と、駆動信号を発生させるために前記切替素子
に結合して前記切替素子を交互に導通状態及び非導通状態にするようにした駆動
回路DCとを具える。したがって、インバータを、非常に簡単で信頼性を以て実
現される。
本発明による回路は、二つの放電ランプを並列して点灯するのに非常に好適で
ある。二つのランプを点灯する本発明の回路の好適例では、前記負荷回路は、誘
導手段、容量性手段、及び前記放電ランプに電圧を供給する手段の他の直列配置
を具え、その他の直列配置の一部である端子N8を、第5回路によって端子N7
に接続する。好適には、前記第5回路は第5容量性手段を具える。
本発明の回路の他の好適例では、前記端子N4を、切替素子S及びその切替素
子Sの制御電極に結合して前記切替素子Sを導通状態又は非導通状態にする制御
回路を具える回路により、前記端子N7に接続する。制御回路により、ランプ電
流が零のとき、例えばランプ電極を予め加熱する間又は放電ランプの点弧中、切
替素子Sが導通する。これにより、第1容量性手段全体に亘る過電圧を防止する
。放電ランプが点弧した後、制御回路により切替素子Sが非導通状態になる。制
御回路は、例えば、ランプ電流を検出する手段を具える。しかしながら、非常に
簡単で信頼性を以て構成するためには、前記制御回路は、前記第1容量性手段全
体に亘る電圧に依存して前記切替素子Sを導通状態及び非導通状態にする手段を
具える。
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図面中、
図1は、回路に接続された放電ランプLAを有する本発明による回路の第1の
実施の形態の線形図である。
図2は、回路に接続された二つの放電ランプLA1及びLA2を有する本発明
による回路の第2の実施の形態の線形図である。
図3は、回路に接続された放電ランプLAを有する本発明による回路の第3の
実施の形態の線形図である。
図1において、K1及びK2を、低周波数電源に接続するための入力端子とす
る。L2及びL2′をインダクタとし、これらインダクタはキャパシタC3とと
もに入力フィルタを形成する。ダイオードD1〜D4を、上記低周波電圧を整流
する整流手段とする。本実施の形態では、ダイオードD5及びD6は、第1及び
第2の一方向性手段をそれぞれ形成する。キャパシタC4を第1容量性手段とし
、それはダイオードD5及びD6とともに第1回路を形成する。切替素子Q1及
び
Q2は、駆動回路DCとともにインバータ手段を形成する。駆動回路DCを、切
替素子Q1及びQ2を導通状態及び非導通状態にするために駆動信号を発生させ
る回路部とする。インダクタL1、キャパシタC2、並びに放電ランプに接続す
る端子K3及びK4は、共同して負荷回路を形成する。図1に示した実施の形態
において、インダクタL1は誘導手段を形成し、キャパシタ2は第2容量性手段
を形成し、放電ランプに接続する端子K3及びK4は、電圧を誘電ランプに供給
する手段を形成する。キャパシタC1は第3容量性手段を形成する。キャパシタ
C1及びキャパシタC4は、共同して第2回路を形成する。ダイオードD7及び
D8は、第3及び第4の一方向性手段をそれぞれ形成する。ダイオードD7及び
D8の直列配置は第3回路を形成する。キャパシタC5は、第4容量性手段及び
第4回路を形成する。
入力端子K1及びK2を、インダクタL2、キャパシタC3及びインダクタL
2′を介して接続する。キャパシタC3の第1の側を整流ブリッジの第1入力端
子に接続し、キャパシタC3の第2の側を整流ブリッジの第2入力端子に接続す
る。整流ブリッジの第1出力端子N3を、ダイオードD5,ダイオードD6及び
キャパシタC4を介して整流ブリッジの第2出力端子N5に接続する。N2を、
ダイオードD5及びダイオードD6の共通端子とする。N4を、ダイオードD6
及びキャパシタC4の共通端子とする。端子N2を、キャパシタC1を介して端
子N4に接続する。ダイオードD5及びD6の直列配置を、ダイオードD7及び
D8の直列配置によって分流する。N7を、ダイオードD7及びD8の共通端子
とする。キャパシタC4を、切替素子Q1及びQ2の直列配置によって分流する
。切替素子Q1の制御電極を、駆動回路DCの第1出力端子に接続する。切替素
子Q2の制御電極を、駆動回路DCの第2出力端子に接続する。N1を、切替素
子Q1及び切替素子Q2の共通端子とする。端子N1を、インダクタL1、キャ
パシタC2、端子K3、放電ランプLA及び端子K4をの直列配置を介して端子
N2に接続する。N6を、キャパシタC2及び端子K3の共通端子とする。端子
N6を、キャパシタC5を介して端子N7に接続する。
図1に示した回路の動作は次の通りである。
入力端子K1及びK2を低周波電源の極に接続すると、整流ブリッジは、この
電源から供給された低周波電源電圧を整流し、その結果、直流電圧が、緩衝キャ
パシタとして作用するキャパシタC4全体に亘って存在するようになる。駆動回
路DCによって切替素子Q1及びQ2を交互に導通状態及び非導通状態にし、そ
の結果、キャパシタC4全体に亘る直流電圧の振幅にほぼ等しい振幅を有するほ
ぼ方形波の電圧が端子N1に存在するようになる。端子N1に存在するほぼ方形
波の電圧により、交流電流がインダクタL1及びキャパシタC2に流れるように
なる。この交流電流の一部は、端子K3及びK4、放電ランプLA、並びに端子
N2に流れる。交流電流の残りの部分は、キャパシタC5及び端子N7に流れる
。その結果、ほぼ方形波の電圧と同一の周波数を有する端子N2の電圧及び端子
N7の電圧が存在するようになる。端子N2及びN7に存在するこれら電圧によ
り、キャパシタC4全体に亘る電圧が整流低周波電源電圧の瞬時の振幅より高い
ときにも、脈動電流が電源電圧から取り出される。このために、回路の力率は比
較的高い値を有し、電源電流の全体の高調波歪みは比較的小さい。
キャパシタC1が端子N4の替わりに端子N5を接続する点で図1に示した経
緯帯域と僅かに相違する回路配置の形態でも同様な結果が得られる。この僅かに
相違する形態において、キャパシタC1は、第3容量性手段及び第2回路を形成
する。
図1に図示した実施の形態を実現するに当たり、設計を次のようにする。L1
=905μH,C5=5.6nF,C1=18nF,C4=11μF,C3=2
20nF,C2=180nF,L2=1mH及びL2’=1mH。この実施の形
態により、58Wの公称電力の低圧水銀放電ランプが点灯される。このランプの
ランプ電圧は110Vとなる。ほぼ方形波の電圧の周波数は約50kHとなり、
低周波電源によって消費された電力は52.3Wとなった。低周波電源を、50
Hzの周波数を有する230Vの実効値を給電するヨーロッパの幹線電源とする
。ランプ電流を452mAの実効値とする。ランプ電流の波高率は1.43であ
る。切替素子を流れる電流は591mAの実効値である。全体の高調波歪みは1
0%未満である。同一の低圧水銀放電ランプを米国特許明細書第5,404,0
82号に記載されたような既知の回路配置によって点灯するとともにほぼ同一の
入力フィルタを設けると、全体の高調波歪みレベルを10%未満に保持するには
負荷
回路に変成器を有する必要がある。既知の回路配置によって点灯される低圧水銀
放電ランプを流れる電流の実効値が452mAにほぼ等しい場合、切替素子を流
れる電流は約798mAの実効値となる。したがって、切替素子を流れる電流の
実効値は、本発明による回路を用いる場合には35%高くなる。
図2に図示した実施の形態は、図1に図示した実施の形態に非常に類似してい
る。両図において、同様な素子及び回路部に同一の参照符号を付すものとする。
図2の他の実施の形態の負荷回路は、誘導手段、容量性手段、及び電圧を放電ラ
ンプに供給する手段の他の直列配置を具え、それを、インダクタL2,キャパシ
タC6、並びに端子K5及びK6によってそれぞれ形成する。放電ランプLA2
を端子K5及びK6に接続する。明瞭のために、端子K3及びK4に接続した放
電ランプに、図2においてLA1を付す。端子K6を端子K4に接続する。キャ
パシタC6と端子K5との間の端子N8を、キャパシタC7の一方の側に接続す
る。キャパシタC7の他方の側をN7に接続する。キャパシタC7は、本実施の
形態において第5回路及び第5容量性手段を形成する。
図2に示した実施の形態の動作は図1に示した実施の形態のもの同様であり、
これを別個に説明しない。
図3に示す実施の形態は、切替素子Sが端子N4を端子N7に接続する点で図
1に示した実施の形態と相違する。切替素子Sの制御電極を、回路部STの出力
端子に結合する。図3において、これを破線によって示す。キャパシタC4を、
抵抗R1及び抵抗R2の直列配置によって分流する。抵抗R1及び抵抗R2の共
通端子を、回路部STの入力端子に接続する。図3に示した実施の形態にも、点
弧前に放電ランプLaの電極を予め加熱する手段を設ける。これら手段は、コイ
ルL1の2次巻線L2及びL3並びにキャパシタC6及びC7を具える。ランプ
電極の各々を、第2巻線及びキャパシタC6及びC7のうちの一つの直列配置に
よって分流する。
図3に示した実施の形態の動作は次の通りである。放電ランプLaが点弧する
前に、ランプ電極を、キャパシタC6及びC7のインピーダンスが比較的低くな
る周波数で切替素子を導通状態及び非導通状態にすることにより、予め設定され
た時間経過中予め加熱される。この予め加熱する間及び点弧状態中、キャパシタ
C4全体に亘る電圧の振幅は、放電ランプの安定した点灯中の値より高い値とな
る。この高い振幅は、電力がキャパシタC5を介して帰還される間ランプ電流が
零になるために生じる。回路部STの入力端子の電圧は、キャパシタC4全体に
亘る電圧に比例する。キャパシタC4全体に亘る電圧が第1の予め設定された値
に到達すると、回路部STにより切替素子Sが導通状態となり、ダイオードD8
が短絡され、これによりキャパシタC4全体に亘る電圧が更に増大するのを防止
する。放電ランプ点弧後にキャパシタC4全体に亘る電圧の振幅が(第1の予め
設定された値より低い)第2の予め設定された値より下に降下すると、回路部S
Tにより、切替素子Sが非導通状態となり、その結果、電力がキャパシタC5を
介して帰還される。安定した点灯中の図3に示した実施の形態の動作は、図1に
示した実施の形態のものと同一であり、これを更に説明しない。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ゼイルストラ パトリック ジョン
オランダ国 5349 アー イェー オス
カントシンゲル 24
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.高周波電流で放電ランプを点灯する放電ランプ点灯回路であって、 − 低周波電源に接続する入力端子と、 − その入力端子に結合して前記低周波電源の電圧を整流する整流手段と、 − 前記整流手段の第1出力端子N3及び前記整流手段の第2出力端子N5に 結合した第1の一方向性手段、第2の一方向性手段、及び第1容量性手段の直列 配置を具える第1回路と、 − 前記高周波電流を発生させるために前記第1容量性手段を分流するインバ ータ手段と、 − 誘導手段、第2容量性手段、及び前記放電ランプに電圧を供給する手段の 直列配置を具え、前記インバータ手段の端子N1を、前記第1の一方向性手段と 第2の一方向性手段との間の端子N2に接続する負荷回路と、 − 第3容量性手段を具え、前記端子N2を前記端子N5に接続する第2回路 とを具える放電ランプ点灯回路において、前記整流手段の第1出力端子N3を、 第3の一方向性手段及び第4の一方向性手段を具える第3回路によって、前記第 2の一方向性手段と第1容量性手段との間の端子N4に接続し、前記第3の一方 向性手段と第4の一方向性手段との間の端子N7を、第4回路により、前記負荷 回路の一部である端子N6に接続し、前記第1回路及び第3回路は誘電手段を具 えないことを特徴とする放電ランプ点灯回路。 2.前記第2回路も前記第1容量性手段を具えることを特徴とする請求の範囲1 記載の放電ランプ点灯回路。 3.前記第4回路は第4容量性手段を具えることを特徴とする請求の範囲1又は 2記載の放電ランプ点灯回路。 4.前記一方向性手段はダイオード手段を具えることを特徴とする請求の範囲1 から3のうちのいずれかに記載の放電ランプ点灯回路。 5.前記インバータ手段は、第1切替素子、前記端子N1、及び第2切替素子の 直列配置と、駆動信号を発生させるために前記切替素子に結合して前記切替素子 を交互に導通状態及び非導通状態にするようにした駆動回路DCとを具える ことを特徴とする請求の範囲1から4のうちのいずれかに記載の放電ランプ点灯 回路。 6.前記負荷回路は、誘導手段、容量性手段、及び前記放電ランプに電圧を供給 する手段の他の直列配置を具え、その他の直列配置の一部である端子N8を、第 5回路によって端子N7に接続することを特徴とする請求の範囲1から5のうち のいずれかに記載の放電ランプ点灯回路。 7.前記第5回路は第5容量性手段を具えることを特徴とする請求の範囲7記載 の放電ランプ点灯回路。 8.前記端子N4を、切替素子S及びその切替素子Sの制御電極に結合して前記 切替素子Sを導通状態又は非導通状態にする制御回路を具える回路により、前記 端子N7に接続するようにしたことを特徴とする請求の範囲1から7のうちのい ずれかに記載の放電ランプ点灯回路。 9.前記制御回路は、前記第1容量性手段全体に亘る電圧に依存して前記切替素 子Sを導通状態及び非導通状態にする手段を具えることを特徴とする請求の範囲 8記載の放電ランプ点灯回路。
Applications Claiming Priority (3)
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