(57)【要約】【課題】ランプ賦活用のＡＣ式遅角制御体を提供することである。【解決手段】ランプのための制御回路（１２０）が提供される。制御回路は、交流（ＡＣ）可変電圧電源との組み合わせにおいて使用される。制御回路には、ランプ賦活用の、電源（１０２）からの入力電圧信号の電圧を検出する電圧検出部品が含まれる。制御回路には、検出した電圧の線形関数としての遅角を推定する構成とした制御体（１２２）が含まれる。制御回路には、推定した遅角に従い、ランプ賦活用の一定の実効電圧を有するＡＣ電圧出力信号を発生させるべく入力電圧信号を改変するＡＣコンバーター（１２４）が含まれる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプシステムにおけるランプのための制御回路であって、
ランプシステムが、ランプ賦活用の交流（ＡＣ）可変電圧の電源との組み合わせにおいて使用され、
制御回路が、
ランプ賦活用に電源から提供される電圧入力信号の電圧を時間の関数として検出する電圧検出部品と、
電圧入力信号に関する遅角を、検出した電圧の線形関数として推定する構成を有する制御体と、
推定した遅角に従い、電圧入力信号を、一定の平均二乗偏差（ｒｍｓ）ＡＣ電圧の出力信号を発生させるべく改変するＡＣコンバーターと、
を含む制御回路。
【請求項２】
電圧検出部品が、電圧入力信号の降圧電圧を時間の関数として検出するために電源に電気的に接続される第１の抵抗器及び第２の抵抗器を含む請求項１の制御回路。
【請求項３】
ランプが、ランプシステムにおける補助ランプである請求項１の制御回路。
【請求項４】
ランプが、ランプシステムにおける白熱ランプである請求項１の制御回路。
【請求項５】
ＡＣコンバーターが、算出した第１の遅角と第２の遅角との関数として伝導動作モード又は非伝導動作モードにおいて選択的に動作するトライアックを含み、該トライアックが、伝導動作モードにおいて電圧入力信号を伝導し、非伝導動作モードでは電圧入力信号を伝導しない請求項１の制御回路。
【請求項６】
ランプシステムのランプを制御するための方法であって、
ランプシステムが、交流（ＡＣ）電圧電源からの、ランプ賦活用の可変の電圧入力信号を受けるようになっており、前記方法が、
選択した時間間隔において、時間の関数としてのサイクルにして、正の半サイクル及び負の半サイクルを含むサイクルを有する入力電圧信号の電圧値を検出すること、
検出した電圧値の線形関数としての、正の半サイクル及び負の半サイクルの各々に関する遅角を決定すること、
を含み、電圧入力信号が、決定した遅角に従い、ランプ賦活用の一定の平均二乗偏差電圧を有するＡＣ電圧出力信号を提供するべく改変される方法。
【請求項７】
選択した時間間隔において、時間の関数としてのサイクルにして、正の半サイクル及び負の半サイクルを含むサイクルを有する入力電圧信号の電圧値を検出することが、電圧入力信号の特定サイクルの第１のゼロクロス点付近における第１の電圧値及び第２の電圧値を検出すること及び、電圧入力信号の前記サイクルの第２のゼロクロス点付近における第３の電圧値及び第４の電圧値を検出すること、を含み、
検出した電圧値の線形関数としての、正の半サイクル及び負の半サイクルの各々に関する遅角を決定することが、検出した第１の電圧値及び第２の電圧値に基づき前記サイクルの正の半サイクルに関する遅角を決定すること及び、検出した第３の電圧値及び第４の電圧値に基づき前記サイクルの負の半サイクルに関する遅角を決定すること、を含む請求項６の方法。
【請求項８】
選択した時間間隔において、時間の関数としてのサイクルにして、正の半サイクル及び負の半サイクルを含むサイクルを有する入力電圧信号の電圧値を検出することが、電圧入力信号のあるサイクルにおける最大電圧値を検出することを含み、
検出した電圧値の線形関数としての、正の半サイクル及び負の半サイクルの各々に関する遅角を決定することが、前記サイクルの正の半サイクル及び負の半サイクルに関する遅角を、該サイクルのために検出した最大電圧値の線形関数として決定することを含む請求項６の方法。
【請求項９】
ランプが補助ランプである請求項６の方法。
【請求項１０】
ランプシステムにおけるランプのための制御回路であって、
ランプシステムが、ランプ賦活用の交流（ＡＣ）可変電圧の電源との組み合わせにおいて使用され、
制御回路が、
ＡＣ電圧電源からのＡＣ電圧入力信号を受けるための入力チャンネルにして、受けた入力信号が時間の関数としてのサイクルを有し、該サイクルが、正の半サイクル及び負の半サイクルを有する入力チャンネルと、
入力信号の正の半サイクル期間中の入力信号の第１の電圧値及び第２の電圧値を検出する電圧検出部品にして、第１の電圧値が、入力信号が時間の関数として増大する所定のゼロクロス点期間内に検出され、第２の電圧値が、前記入力信号が時間の関数として減少する所定のゼロクロス点期間内に検出される電圧検出部品と、
検出した第１の電圧値の線形関数としての第１の遅角を算出し、前記検出した第２の電圧値の線形関数としての第２の遅角を算出するように構成した制御体と、
ＡＣ電圧入力信号を、ランプ賦活用の一定の平均二乗偏差電圧を有するＡＣ電圧出力信号が発生されるように改変するＡＣコンバーターにして、前記改変が、算出した第１の遅角に従い、入力信号の正の半サイクルを改変し、算出した第２の遅角に従い負の半サイクルを改変することを含むＡＣコンバーターと、
を含む制御回路。
【請求項１１】
ランプがランプシステムにおける補助ランプである請求項１０の制御回路。
【請求項１２】
ＡＣコンバーターが、伝導動作モード又は非伝導動作モードにおいて、算出した第１の遅角の関数及び第２の遅角の関数として選択的に動作するトライアックを含み、該トライアックが、伝導動作モードにおいて電圧入力信号を伝導し、非伝導動作モードでは電圧入力信号を伝導しない請求項１０の制御回路。
【請求項１３】
ランプシステムが、ＡＣ可変電圧電源からの、ランプ賦活用の交流（ＡＣ）電圧入力信号を受け、入力信号が、時間の関数としてのサイクルを有し、
入力信号が正で且つ時間の関数として増大するサイクルの一部の間における入力信号のゼロクロス点付近で測定した、入力信号の第１電圧値を受けること、
入力信号が正で且つ時間の関数として減少するサイクルの一部の間における入力信号のゼロクロス点付近で測定した、入力信号の第２の電圧値を受けること、
入力信号が正であるサイクルの一部に適用する、第１の電圧値の線形関数としての第１の遅角を決定すること、
入力信号が負であるサイクルの一部に適用する、第２の電圧値の線形関数としての第２の遅角を決定すること、
決定した第１の遅角及び第２の遅角を入力信号に適用するに際し、一定の平均二乗偏差電圧を有する出力電圧信号をランプに提供すること、
を含む方法。
【請求項１４】
第１の電圧値と、予め定義された閾値電圧値との間の差である所の第１の電圧差を算出することを更に含み、第１の遅角を決定することが、算出した第１の電圧差の線形関数としての第１の遅角を決定することを含む請求項１３の方法。
【請求項１５】
第１の電圧値と、第２の電圧値との間の差であるところの第２の電圧差を算出することを更に含み、第２の遅角を決定することが、算出した第２の電圧差の線形関数としての第２の遅角を決定することを含む請求項１３の方法。
【請求項１６】
入力信号の周波数を確認することを更に含み、第１の遅角を決定することが、確認した周波数及び第１の電圧値の線形関数として第１の遅角を決定することを含み、第２の遅角を決定することが、第２の電圧値及び確認した前記周波数の線形関数として第２の遅角を決定することを含む請求項１３の方法。
【請求項１７】
ランプが補助ランプである請求項１３の方法。
【請求項１８】
ランプシステムにおけるランプのための制御回路であって、
ランプシステムが、ランプ賦活用の交流（ＡＣ）可変電圧の電源との組み合わせにおいて使用され、
前記制御回路が、
補助ランプ賦活用に電源から提供される電圧入力信号の各ＡＣサイクルに関する最大電圧値を測定するための電圧検出部品と、
測定した最大電圧値の線形関数としての遅角を算出するように構成した制御体と、
算出した遅角に従い、電圧入力信号を、一定の平均二乗偏差電圧を有するランプ賦活用の出力電圧信号が発生されるように改変するＡＣコンバーターと、
を含む制御回路。
【請求項１９】
ランプが、ランプシステムにおける補助ランプである請求項１８の制御回路。
【請求項２０】
ＡＣコンバーターが、伝導動作モード又は非伝導動作モードにおいて、算出した第１の遅角及び第２の遅角の関数として選択的に動作するトライアックを含み、該トライアックが、伝導動作モードにおいて電圧入力信号を伝導し、非伝導動作モードでは電圧入力信号を伝導しない請求項１８の制御回路。
【請求項２１】
ランプシステムのランプを制御するための方法であって、ランプシステムが、交流（ＡＣ）電源からのランプ賦活用の可変の電圧入力信号を受け、入力信号が時間の関数としてのサイクルを有し、
前記方法が、
正の半サイクル及び負の半サイクルを含む各サイクルに関する電圧入力信号における測定された最大電圧値を受けること、
受けた最大電圧値の線形関数としての、正の半サイクル及び負の半サイクルの各々に関する遅角を決定すること、
を含み、
決定した遅角を入力信号に適用するに際して、一定の平均二乗偏差電圧を有する出力電圧信号がランプに提供される方法。
【請求項２２】
正の半サイクル及び負の半サイクルを含む各サイクルに関する電圧入力信号における測定された最大電圧値を受けることが、所定の時間間隔において入力信号から測定された複数の電圧値を受けることを含み、前記測定された最大電圧値が、受けた複数の電圧値の内の最大のものである請求項２１の方法。
【請求項２３】
入力信号の周波数を確認することを更に含み、受けた最大電圧値の線形関数としての、正の半サイクル及び負の半サイクルの各々に関する遅角を決定することが、サイクル及び確認された周波数に関する、受けた最大電圧値の線形関数としての、正の半サイクル及び負の半サイクルの各々に関する遅角を決定することを含む請求項２１の方法。
【請求項２４】
受けた最大電圧値の線形関数としての、正の半サイクル及び負の半サイクルの各々に関する遅角を決定することが、サイクルに関する受けた最大電圧値の線形関数としての各正の半サイクルに関する第１の遅角を決定すること及び、各負の半サイクルに関する第２の遅角を決定することを含み、第２の遅角が、第１の遅角と、相当する半サイクルの時間との合計値である請求項２１の方法。
【請求項２５】
ランプが補助ランプである請求項２１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、負荷に特定の電力を提供する制御回路に関し、詳しくは、ランプ動作に好適な電圧を入手するために交流（ＡＣ）入力電圧を使用するランプ用の制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
水銀蒸気、金属ハロゲン化物、高圧ナトリウム、低圧ナトリウム、式の各ランプのような高輝度放電ランプ（ＨＩＤ）は一般に、点灯、再点灯の所要時間が長い。代表的には、十分に冷えたランプは再点灯に約２０分を要し得る。
【０００３】
使用電源が不安定な場合は特に再点灯が頻繁に生じ得る。一般に、ＨＩＤランプはランプ電力が途切れると消灯する。電力が極く短時間、例えば、数十ミリ秒途切れただけでもランプは消えてしまう。
【０００４】
ＨＩＤランプは点灯するまでの長い時間中は照明として用を成さないため、補助ランプ付きのランプシステムで使用されることがある。補助ランプは未発光ＨＩＤランプに対する制御性を有し（ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ）、従って、ＨＩＤランプの点灯時、又はそうでなければ、ＨＩＤランプが使えるまで又は発光するまでの光を提供する。
【０００５】
こうしたランプシステムには、一般に、可変振幅を有し得る交流（ＡＣ）電源が含まれる。白熱ランプのような補助ランプは一般に、適正動作するには一定の平均二乗偏差（ｒｍｓ）、即ち実効電圧を必要とするため、ランプシステムにそうした一定の実効電圧を提供する制御回路を持たせる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ランプ賦活用のＡＣ式遅角制御体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、可変の振幅及び又は周波数を有する入力電圧信号から発生される出力を制御する制御回路が提供される。本発明の１実施例によれば、可変の振幅及び又は周波数を有する入力電圧信号から、ランプ賦活用の一定の実効電圧が提供される。
詳しくは、本発明の１実施例によれば、検出した入力電圧の線形関数としての遅角が推定される。遅角は、この遅角を入力電圧信号に付加した場合に一定の実効電圧を持つ出力電圧信号が発生するように推定される。
【０００８】
１実施例において、遅角はランプシステム内のコントローラーにより推定される。本発明によれば、線形関数を利用して遅角を推定する、出力電圧信号制御用の有効な方法及び装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
ランプ賦活用のＡＣ式遅角制御体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施例に従う制御回路を有するランプシステムのブロックダイヤグラム図である。
【図２】図２は、本発明の実施例に従う制御回路を有するランプシステムのブロックダイヤグラム図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施例に従う入力電圧信号を例示するグラフである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施例に従う出力電圧信号を例示するグラフである。
【図４】図４は、本発明の実施例に従う、入力電圧信号の最大電圧と、１２０ボルトの実効電圧の出力信号を発生させる遅角との間の実際及び近似の各値の相関を表すグラフである。
【図５】図５は、本発明の実施例に従う遅角決定法の流れダイヤグラム図である。
【図６】図６は、本発明の実施例に従う、入力電圧信号の線形部分の傾斜と、１２０ボルトの実効電圧の出力電圧信号を発生させる遅角との間の、実際及び近似の各値の相関を例示するグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施例に従う、入力信号の線形部分における電圧差と、１２０ボルトの実効電圧の出力電圧信号を発生させる遅角との間の、実際及び近似の各値の相関を例示するグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施例に従う遅角決定法の流れダイヤグラム図である。
【図９】図９は、本発明に従う、半波整流入力電圧信号の一例を示すグラフである。
【図１０】図１０は、入力信号の最大電圧、入力信号の周波数、遅角、との相関を示す３次元グラフである。
【図１１】図１１は、本発明の実施例に従う、可変電圧及び可変周波数電源、を有するランプシステムにおける制御回路を使用して開始される方法を例示する流れダイヤグラム図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の各実施例は、負荷を賦活する入力電源と共に使用する制御回路に関する。詳しくは、本発明の各実施例では、入力電源からの交流（ＡＣ）入力電力信号を、負荷動作用に好適な出力電力信号に変換するために使用する遅角が決定される。
【００１２】
本発明の１実施例において、制御回路は、ランプ賦活用に好適な電圧信号を発生させるランプシステムで使用される。例えば、制御回路は、電源から送られる入力電圧信号の変動、例えば振幅及び又は周波数変動に対処するべく、ランプシステムにおいて使用され得る。よく知られるように、白熱ランプを含むランプの動作効率は一定（広義には実質的に一定の）電圧下に最も高くなる。従って、制御回路は、そうしたランプを可変入力電圧型の電源を持つランプシステムにおいて効率動作させ得る。
【００１３】
図１には本発明の１実施例に従うランプシステム１００が例示される。ランプシステム１００は、交流（ＡＣ）電源１０２と、ランプ賦活回路１０４と、一次ランプ１０６と、補助ランプ１０８とを含む。例示したランプシステム１００は、一次ランプ１０６及び補助ランプ１０８を賦活する構成を有し、一次ランプ１０６は１つ以上の高輝度放電（ＨＩＤ）ランプ（例えば、水銀蒸気、金属ハロゲン化物、高圧ナトリウム、低圧ナトリウム、式の各ランプ）を含み、補助ランプ１０８は１つ以上の白熱ランプを含むが、ランプシステム１００は本発明の範囲を逸脱することなくその他形式のランプを賦活する構成を有し得る。
【００１４】
ランプ賦活回路１０４は、電源１０２からの可変の入力電圧信号を受け、受けた入力電圧信号に基づき、一次ランプ１０６及び又は補助ランプ１０８を賦活させる出力電圧信号を発生するようになっている。入力電圧は色々の原因で変動する。例えば、電源１０２が第１電圧源（例えばＡＣ１２０ボルト）と、第２電圧源（例えばＡＣ２７７ボルト）とを含む１実施例では、入力電圧の振幅が、第１電圧源及び第２電圧源間で電源１０２を交換した場合に（例えば、振幅は約１８７ボルトから約３０５ボルトの間で変動し得る）変動する。更には、又はあるいは、電源１０２を第１電源及び第２電圧源間で交換した場合、第１及び第２の各電圧源に存在し得る周波数相違により周波数が有意に変動する。更には、又はあるいは、入力電圧信号が、信号変形（例えば、御電気装置により入力電圧信号に侵入する倍音／ノイズ）による僅かな電圧変動を含み得る。
【００１５】
ランプ賦活回路１０４は、一次ランプ１０６を選択的に賦活させるために受ける可変の入力電圧信号に基づいて出力電圧信号を発生する主ランプ賦活用部品（例えば、整流器１１２、平滑コンデンサ１１４、力率制御回路１１６、主ランプドライバ１１８）を含む。説明した主ランプ賦活用部品はＨＩＤランプ賦活用のものである。例えば、主ランプ賦活用部品は、ＨＩＤランプである一次ランプ１０６賦活用の電子式安定器に含まれ得る。本発明の範囲を逸脱することなく、その他形式のランプ賦活用のための追加又は代替部品を使用し得るものとする。整流器１１２（例えば、全波整流器）が、ＡＣ入力電圧信号を直流（ＤＣ）電圧信号に変換し、平滑コンデンサ１１４が、整流した入力電圧信号に現れるＡＣリプル電圧を最小化するべく、整流した入力電圧信号をフィルタリングし、ブーストコンバーターのような力率制御回路が、フィルタリングした入力電圧信号を高ＤＣ電圧（例えば、ＤＣ４６０ボルト）に変換する。主ランプドライバ１１８（広義には主ランプドライバ及び点灯回路）が、高ＤＣ電圧信号を一次ランプ１０６賦活用の好適なＡＣ出力電圧信号に変換する共振コンバーターのようなインバーター回路を含む。
【００１６】
ランプ賦活回路１０４は、受けた可変の入力電圧信号に基づき、補助ランプ１０８を選択的に賦活させるための実質的に一定の実効電圧の出力信号を発生する制御回路１２０を含む。出力電圧（Ｖｏ）rmsと入力電圧（Ｖｉｎ）rmsとの関係は以下の式の如くである。
【００１７】
（Ｖｏ）rms＝（Ｖｍ）rms（√π−θ＋ｓｉｎθｃｏｓθ）／√π          （式１）
【００１８】
ここで、θは入力電圧（Ｖｉｎ）rmsに付加する遅角を表す。式１の誘導に関わる追加的な詳細については付記Ａを参照されたい。
制御回路１２０は、入力電圧信号の電圧検出用の電圧検出部品を含む。例示した実施例に従えば、この電圧検出部品は半波整流した入力電圧信号の電圧検出用の２つの抵抗器（Ｒ1、Ｒ2）を有する電圧分配器を含む。
【００１９】
制御回路１２０は、電圧検出部品からの検出された電圧を制御体入力チャンネルを介して受ける制御体１２２（例えばマイクロコントローラー、マイクロプロセッサ）を含む。例示した実施例に従えば、検出された電圧Ｖsenseは、電圧分配器の抵抗器Ｒ1、Ｒ2より降圧された入力電圧信号（ＶA）の、位置Ａにおける電圧値である。詳しくは、検出された電圧Ｖsenseは以下の式のように入力電圧信号（ＶA）に関連される。
【００２０】
Ｖsense＝ΚＶA                      （式２）
【００２１】
ここで、ΚはΚ＝Ｒ2／（Ｒ1＋Ｒ2）      （式３）
ある実施例において、Κの値は、Ｖsenseが制御体入力チャンネルの最大電圧限界を決して超えないように選択する。
制御体１２２は、式１に示す関係に基づき検出した電圧値Ｖsenseの関数として遅角を算出する構成とされる。詳しくは、制御体１２２は、入力電圧信号に適用した場合に、特定の実効出力電圧値（Ｖｏ）rmsを持つ出力信号が発生される遅角を算出するべく構成される。特定の実効出力電圧値（Ｖｏ）rmsは補助ランプ１０８の動作条件に基づいて予め選択する。例えば、例示したランプシステム１００では特定の実効出力電圧値（Ｖｏ）rmsは１２０ボルトであるが、この出力電圧値は標準の白熱ランプを効率動作させるための推奨電圧である。
【００２２】
制御回路１２０は、算出した遅角に従って入力電圧信号を変更し、一定の実効ＡＣ出力電圧信号を発生させるＡＣコンバーター１２４を含む。発生した実効ＡＣ出力電圧信号は補助ランプ１０８に付加／提供され、かくして補助ランプ１０８が賦活される。
【００２３】
図２を参照するに、ある実施例において、ＡＣコンバーター１２４がＡＣチョッパ回路１２４を含み、このＡＣチョッパ回路１２４が、入力電圧信号を受けるために電源１０２に電気的に接続され、また、制御信号を受けるために制御体出力チャンネルを介して制御体に電気的に接続される。ＡＣチョッパ回路１２４は、入力電圧信号及び制御信号の関数としての出力電圧信号を発生する。ＡＣチョッパ回路１２４は、補助ランプ１０８と電気的に接続され、かくして補助ランプ１０８に出力電圧信号を提供する。
【００２４】
例えば、ＡＣチョッパ回路１２４が、電源１０２と補助ランプ１０８との間で電気的に接続したＡＣ双方向性スイッチ（例えばトライアック１３４）を含み得る。トライアック１３４は、伝導又は非伝導状況下に選択的に動作され得、伝導状態下に作動すると入力電圧信号を伝導させ、非伝導状態下に作動する場合は入力電圧信号を伝導させない。トライアック１３４は、遅角θで定義される遅延時間の間は非伝導動作するが、その他の時間は伝導動作する。図２に例示するように、ＡＣチョッパ回路１２４はトランジェント電圧を抑制してトライアック１３４を保護するスナバ回路をも含み得る。
【００２５】
図３Ａには、本発明の１実施例に従う、時間の関数としての入力電圧信号例を表すグラフが示される。入力電圧信号の各サイクルには、正の半サイクル（電圧値が０より大きいサイクル期間部分）と、負の半サイクル（電圧値がゼロ未満であるサイクル期間部分）とが含まれる。グラフに示すように、正の半サイクルには電圧値が増大する部分が、また負の半サイクルには電圧値が減少する部分が夫々含まれる。図３Ｂには、遅角θにより入力電圧信号をブロッキングすると発生する、時間の関数としての出力電圧信号を表すグラフが示される。グラフに示すように遅角θは正及び負の各半サイクル期間中に入力電圧信号に対して付加される。
【００２６】
図３Ａ及び図３Ｂを参照するに、１実施例において、出力電圧信号の実効電圧値が入力信号のそれよりも小さくなるように遅角が選択され得る。詳しくは遅角θが、入力電圧信号の最大電圧値Ｖmaxを含む遅延期間を定義する場合、出力電圧信号の実効電圧値は入力電圧信号のそれよりも小さくなる。
【００２７】
式１に示されるように、実効入力電圧（Ｖｉｎ）rmsと実効出力電圧（Ｖｏ）rmsとは非線形関係を有する。制御体１２２における遅角算出を簡易化させるために、制御体１２２は、入力電圧信号の振幅と、予め選択した実効出力電圧値（Ｖｏ）rmsに対する遅角との間の近線形関係に基づいて遅角を推定する構成とされ得る。かくして本発明によれば、制御体１２２における計算が簡易化された、可変の入力電圧信号に対して遅角を決定する有効且つ正確な方法が提供される。
【００２８】
図４は、１２０Ｖで一定の実効出力電圧信号を発生させるための、入力電圧信号Ｖmaxと遅角との間の実際の（非線形の）関係を表すグラフである。このグラフには、実際の関係をプロットした線形曲線フィッティングも示される。グラフ表示すように、この線形曲線フィッティングにより、各最大入力電圧値に対する遅角を比較的正確に推定できる。
【００２９】
一実施例において制御体１２２は、電圧検出部品の検出した電圧に基づく入力電圧信号のＡＣサイクルに対する最大電圧値を確認し、確認した最大電圧値Ｖmaxの線形関数としての、ＡＣサイクルに対する遅角を決定する構成とされる。詳しくは、制御体１２２は、特定周波数ｆを持つ入力信号を以下の線形式に従い改変するための遅角を決定する構成とされる。
【００３０】
遅延＝Ａ（ｆ）×Ｖｉｎmax＋Ｂ（ｆ）                （式４）
【００３１】
ここで、Ａ及びＢは、予め選択した実効出力電圧（Ｖｏ）rmsを持つ出力信号を発生させるための、特定の周波数ｆを持つ入力信号から予め定義した定数である。
制御体１２２は、各正の半サイクル及び各負の半サイクルのための遅角を決定する構成とされる。ある実施例において、制御体１２２は、式４の線形式を使用して各正の半サイクルの遅角を決定し、相当する正の半サイクルに関して決定した遅角に基づき、各負の半サイクルの遅角を決定する。例えば、制御体１２２は、特定サイクルに含まれる正の半サイクルに関して決定した遅角の合計値と、前記特定サイクルの負の半サイクルに相当する時間（Ｔ／２）とを計算することにより、前記特定サイクルに含まれる負の半サイクルの遅角を決定し得る。
【００３２】
図５には、本発明の１実施例に従う、ランプシステム１００における補助ランプ１０８後角を決定するための、ランプシステム１００で使用する制御回路１２０の制御体１２２により開始される方法５００が例示される。ランプシステム１００において、制御体１２２は一次ランプ１０６の動作を制御するためにも使用される。例えば、制御体１２２は１つ以上の主ランプを賦活するランプ賦活回路１０４ランプに電気的に接続され、これらの各ランプ賦活回路１０４を制御する。
【００３３】
本方法をステップ５０２において開始すると、ステップ５０４において一次ランプ１０６（例えば主ランプ）が点灯される（例えば発光する）。一次ランプ１０６を点灯と判定した場合は、ステップ５０６において、一次ランプ１０６の動作を制御する指令セット（例えば、ソフトウェアプログラム）が開始される。一次ランプ１０６を不点灯と判定した場合は、ステップ５０８において入力電圧信号の特定サイクルに関する最大電圧値Ｖmaxを確認する。例えば、制御体１２２はサイクルにおける予め決定した／特定時間間隔において、電圧検出部品の検出した複数の電圧値を受信できる。制御体１２２は、受けた複数の電圧値を比較して最大電圧値（例えば、受けた電圧値の内の最大の電圧値）を確認する。
【００３４】
本方法はそのステップ５１０において、特定サイクルの正の半サイクルに関する遅角を発生させる入力信号のゼロクロス点を確認することを含む。例えば、制御体１２２は電圧検出部品の検出する電圧値Ｖsenseを受け、受けた電圧値Ｖsenseに基づいてゼロクロス点を確認し得る。本方法はステップ５１２において、上述した式４を用いて、特定サイクルの正の半サイクルに関する遅角を決定する。
【００３５】
本法はそのステップ５１４において、正の半サイクルに関して決定した遅角に基づき、負の半サイクルに関する遅角を決定する。例えば、制御体１２２は、ＡＣコンバーター１２４に対し、負の半サイクル期間中は、正の半サイクルに関する遅角を発生した後、特定サイクルの半分に相当する時間が経過した時にこのＡＣコンバーターをして遅角を発生せしめる制御信号を送ることができる。本方法ではステップ５１４で負の半サイクルに関する遅角を決定した後、ステップ５０２に戻り、ステップ５０２〜５１４を反復する。
【００３６】
本発明の他の実施例では、特定サイクルに関する入力電圧信号の振幅は、特定サイクルのゼロクロス点（即ち、線形部分での）に近い入力電圧信号の傾斜に比例する。図６には、入力電圧信号の線形部分の傾斜と、１２０Ｖｒｍｓの出力電圧信号を発生するための相当する遅角との間の実際の（非線形）関係がグラフで例示される。このグラフには、実際の関係をプロットした線形曲線フィッティングも例示される。グラフに示されるように、線形曲線フィッティングによれば各傾斜値に関する遅角を比較的正確に推定できる。
【００３７】
同様に、図７には、入力電圧信号の線形部分における電圧差と、１２０Ｖrmsの出力電圧信号を発生するための相当する遅角との間の相関の実際のプロットと、線形曲線フィッティングのプロットとが例示される。傾斜が電圧差に直接比例することから、線形関数は入力電圧信号の線形部分における電圧差から遅角を推定するためにも使用される。従って、ある実施例では制御体１２２は、ゼロクロス点付近での電圧値の電圧差ΔＶinを算出し、算出した電圧差ΔＶinに基づいて遅角を決定する構成とされる。
【００３８】
図８は、ランプシステム１００の補助ランプ１０８に関する遅角を決定するべくランプシステム１００で使用する制御回路１２０の制御体１２２により開始される、番号８００で示す本方法の１例のフローチャート図である。詳しくは本方法には、入力信号の正の半サイクルに関する遅角を決定するステップ８０８〜８１８が含まれる。本方法には、入力信号の負の半サイクルに関する遅角を決定するステップ８２０〜８３０が含まれる。このランプシステム１００では制御体１２２は一次ランプ１０６の動作を制御するためにも使用される。例えば、制御体１２２は、一次ランプ賦活用ランプ賦活回路１０４の１つ以上に電気的に接続され、かくしてこれらのランプ賦活回路１０４を制御する。
【００３９】
本方法をステップ８０２において開始した後、ステップ８０４において、一次ランプ１０６（即ち主ランプ）の点灯（例えば発光）の有無が決定される。一次ランプ１０６が点灯と判定されると、ステップ８０６において一次ランプ１０６の動作を制御するための指令セット（例えば、ソフトウェアプログラム）が開始される。一次ランプ１０６が不点灯と判定されると、ステップ８０８において、入力電圧信号（例えば、線形部分におけるゼロクロス点付近での）から電圧値を測定する。例えば、制御体１２２は、電圧検出部品から電圧値を受信し得る。
【００４０】
本方法のステップ８１０では、受けた電圧値が閾値電圧値より大きいか又は等しいかを判定する。例えば、閾値電圧値は、ゼロクロス点に出現し得るノイズを含みそうにない程に実際のゼロクロス点から離れ、しかも、入力信号の線形部分に存在するに十分近く、従って、線形関数を用いて遅角を正確に推定するために使用し可能な予め定義された電圧値を表し得る。仮に、受けた電圧値が閾値電圧値より大きくなく又は等しくない場合、ステップ８１２において遅延期間（例えば１２０マイクロ秒）が開始され、ステップ８１０において、受けたその他の電圧値が閾値電圧値よりも大きいかまたは等しいかが考慮される。例えば制御体１２２は、電圧検出部品をして初期電圧値を検出せしめる。制御体１２２は、仮に初期電圧値が閾値電圧値より大きくない又は等しくないと判定した場合は電圧検出部品をして、遅延期間後に引き続き電圧を検出させ得る。
【００４１】
ステップ８１０及び８１２を、受けた電圧値が閾値電圧値よりも大きい又は等しいと判定されるまで反復する。本方法では、受けた出夏値が閾値電圧値よりも大きい又は等しいと判定された場合は制御体１２２は別の遅延期間（例えば４００マイクロ秒）を開始させる。この遅延期間の経過後、ステップ８１６において、入力信号から測定した電圧値（以下、“第１測定電圧値”、“測定電圧１”とも称する。）を受ける。
【００４２】
ステップ８１８において、閾値電圧及び第１測定電圧値の線形関数としての、正の半サイクルに関する遅角が決定される。詳しくは、本方法では、以下の線形式に従い正の半サイクルに関する遅角が決定される。
【００４３】
遅延＝Ａ（測定電圧値１−閾値電圧）＋Ｂ        （式５）
ここでＡ及びＢは、特定周波数ｆを持つ入力信号から予め選択した実効出力電圧（Ｖｏ）rmsを発生させるために予め定義した定数である。
【００４４】
正の半サイクルに関する遅角の決定後、相当する負の半サイクルに関する遅角を決定する。詳しくは、ステップ８２０において、入力電圧信号（例えば、線形部分の、ゼロクロス点付近での）からの測定された電圧値を受ける。例えば、制御体１２２は、電圧検出部品からの電圧値を受けることができる。
【００４５】
ステップ８２２において、受けた電圧値が第１測定電圧値未満かまたは等しいかを決定する。受けた電圧値を、本発明の範囲を逸脱することなく、定義された異なる電圧値と比較し得る。仮に、受けた電圧値が第１測定電圧値未満又は等しい場合は、ステップ８２４において遅延期間（例えば、１２０マイクロ秒）が開始され、次いでステップ８２２において、受けた別の電圧値が第１測定電圧値未満又は等しいかが考慮される。例えば、制御体１２２は、電圧検出部品をして、ステップ８１０及び８１２に関連して先に説明したそれと類似様式において動作させ得る。
【００４６】
ステップ８２２及び８２４が、受けた電圧値が第１測定電圧値未満又は等しいことが判定されるまで反復される。本方法において、受けた電圧値が第１測定電圧値未満又は等しいことが判定された場合は、別の遅延期間（例えば４００マイクロ秒）が開始される。この遅延期間の経過後、ステップ８２８において、入力信号から測定した電圧値（‘第２束低電圧値”、“測定電圧値２”）を受ける。
【００４７】
ステップ８３０において、第１測定電圧値及び第２束低電圧値の線形関数としての、負の半サイクルに関する遅角が決定される。詳しくは、本方法では、以下の線形式に従い、負の半サイクルに関する遅角が決定される。
【００４８】
遅延＝Ａ（測定電圧値１−閾値電圧２）＋Ｃ        （式５）
【００４９】
ここで、Ａ及びＣは、特定周波数ｆを持つ入力信号からの、予め選択した実効電圧（Ｖｏ）rmsを有する出力信号を発生させるために予め定義された定数である。
ステップ８３０で負の半サイクルに関する遅角を決定した後ステップ８０２に戻り、ステップ８０２〜８３０を反復する。
【００５０】
図９には、整流された入力信号例がグラフで示される。本グラフでは、４つの電圧値（例えば、第１電圧値、第２電圧値、第３電圧値、第４電圧値）が、入力信号に関する遅角推定に際して使用し得る入力信号を参照して示される。各電圧値例は一貫性を持たせるべく方法８００を参照して先に説明した如く表記される。
１実施例では入力電圧信号の周波数が予め決定される。従って、制御体１２２は予め決定した周波数に対して定数を予め定義した（例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ）線形式を使用して遅角を決定するように構成され得る。
例えば、図４に示すように、周波数が６０Ｈｚであるとき、約１２０ボルトの一定の実効電圧を持つ出力信号を発生させるためには、制御体１２２は以下の線形式を使用するように構成され得る。
【００５１】
遅延＝０．０６３１（測定電圧１−閾値電圧）＋１．９８８        （式６）
【００５２】
他の実施例では入力電圧信号の周波数は可変とされ得、制御体１２２は入力電圧信号の周波数を決定するように構成され得る。例えば制御体１２２は、入力電圧信号をサンプリングし、ゼロクロス点、最大値、またはその他の、入力電圧信号サイクル中に整合的に測定した位置間の時間を測定することで周波数を決定し得る。
【００５３】
制御体１２２は、複数の周波数に関するデータを保存する記憶メモリをも含み得る。詳しくは、記憶メモリは、周波数の各１つに各相当する定数セット（Ａ、Ｂ、Ｃ）を記憶し得る。定数セットは、相当する周波数に関する遅角を推定するために線形式で使用され得る。従って制御体１２２は、決定した周波数に相当する定数セットを引き出し、線形式と、引き出した定数セットとを用いて遅角を決定する構成とされる。図１０には測定した最大電圧値と、決定した周波数とに基づいて遅角を決定するための三次元的プロット図が例示される。ある実施例において、例示したプロットは、記憶した定数セットを用いる制御体１２２により開始され得る。
【００５４】
図１１には、可変周波数入力電圧信号を有するランプシステム１００の制御体１２２により開始される本方法のフローダイヤグラム図が例示される。制御体１２２は、入力電圧信号の周波数を決定し、決定した周波数に相当する定数セットに関するルックアップテーブルを検索する。制御体１２２は、ルックアップテーブルから定数セットを導出する。制御体１２２は入力信号から最大測定電圧値を設ける。制御体１２２は、導出した定数セット及び先に説明した式４により導出した最大電圧を用いて遅角を算出する。次いで制御体１２２は、正の半サイクルのゼロクロス点付近で且つ、正の半サイクルに関するトライアック開始位置からの、負の半サイクルのための約Ｔ／２（Ｔはサイクル期間）の位置で遅角を発生させるべくＡＣチョッパに制御信号を送るように構成される。
【符号の説明】
【００５５】
１００  ランプシステム
１０２  電源
１０４  ランプ賦活回路
１０６  一次ランプ
１０８  補助ランプ
１１２  整流器
１１４  平滑コンデンサ
１１６  力率制御回路
１１８  主ランプドライバ
１２０  制御回路
１２２  制御体
１２４  ＡＣコンバーター、ＡＣチョッパ回路
１３４  トライアック
Ｒ1、Ｒ2  抵抗器
【００５６】
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【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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