(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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。
【請求項１９】
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。
【請求項２０】
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。
【請求項２１】
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。
【請求項２２】
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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的には放電ランプに給電するための回路に関する。より詳細には、本発明は１つまたは複数の気体放電ランプのプログラムスタート動作を行うための安定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体放電ランプ用の電子的安定器はしばしば、２つのグループに分類されることが多く、ランプをどのように点灯するかにしたがって、予熱型とインスタントスタート型とに分類されることが多い。予熱型の安定器では、ランプフィラメントは最初、比較的高いレベル（たとえば７Ｖのピーク）で、制限された期間にわたって（たとえば１秒以下にわたって）予熱され、その後に、適度に高い電圧（たとえば５００Ｖのピーク）がランプに印加されてランプは点灯される。インスタントスタート型の安定器ではランプフィラメントは予熱されないので、ランプを点灯するためには格段に高い始動電圧（たとえば１０００Ｖのピーク）が必要とされる。インスタントスタート型の動作は特定の利点を提供し、たとえばランプを比較的低い周辺温度で点灯できるという利点や、ランプの通常の動作中のフィラメント加熱に係る電力の消費がないことに起因してエネルギー効率が比較的高い（すなわちワットあたりの光出力が比較的高い）という利点を提供するということが一般的に認知されている。それに対して、予熱型動作は通常、ランプ寿命をインスタントスタート型動作より著しく長くする。
【０００３】
予熱型安定器として分類される安定器のグループの中では、２つの主なカテゴリーが存在し、ラピッドスタート安定器およびプログラムスタート安定器がある。プログラムスタート安定器は一般的に、ラピッドスタート安定器より有利である。その理由は主に、通常動作中のランプフィラメントの加熱で消費されるエネルギー量が一般的に、この型の安定器では格段に低減されることにある。
【０００４】
予熱型安定器は典型的には、１つまたは複数の共振出力回路を有する。これらの１つまたは複数の共振出力回路は数多くの機能を提供するのに使用され、たとえばランプフィラメントの予熱、ランプを点灯するための高電圧の供給、および定常動作中のランプに給電するための大きさが制限された電流の供給等に使用される。ランプの有効動作寿命を確保および最適化するためには、安定器が、適切なレベルのフィラメント予熱と、ランプ点灯のために適切に高い点灯電圧とをランプに提供することが重要である。
【０００５】
プログラムスタート安定器は典型的には、高周波インバータおよび共振出力回路を含む回路を使用する。当業者に公知であるように、共振回路の実効共振周波数は、共振インダクタのインダクタンスおよび共振コンデンサのキャパシタンスを含む所定のパラメータに依存する。実際には、これらのパラメータは構成要素の公差の影響を受け、また著しく大きい量で変動する可能性もある。付加的に、共振回路の実効共振周波数は安定器をランプに接続するリード線の長さおよび／または電気的な配線の性質による影響を受ける。電気的な配線により寄生容量（「浮遊容量」とも称される）が生じ、この寄生容量は実質的に共振回路の実効共振周波数を変化させ、このことによって、安定器によってランプに供給される予熱電圧および点灯電圧の大きさに影響を及ぼす。このようなパラメータの変化により、適切な予熱電圧および点灯電圧がランプに供給されることを保証するためのインバータの動作周波数を事前に（すなわち先験的に）規定することが困難になり、かつ／または、非現実的になる。
【０００６】
パラメータ変動から生じる上記の問題は、安定器が複数の共振回路を有する場合、かつ／または、安定器出力接続部とランプとの間の配線が著しく長い場合に一層深刻化する。後者の場合、これによって生じる寄生容量が非常に重要なファクタとなる。したがって、事前に規定された所与のインバータ動作周波数で、共振出力回路によって提供されるフィラメント予熱電圧および点灯電圧の大きさは著しく変化する可能性があり、また場合によっては、所望のようにランプの予熱および点灯を行うのに十分でないか、もしくは少なくとも理想的なものには遥かに及ばないという検証結果が出る場合もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、共振出力回路に影響するパラメータ変動を補償するプログラムスタート型安定器を提供し、該プログラムスタート型安定器が、ランプフィラメントに対する適切なレベルの予熱と、ランプを点灯するために十分に高い点灯電圧とを提供することを保証する必要がある。このような能力を有し、便利かつ高い費用対効果で実現できる安定器は、従来技術より著しく大きな利点を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題は、
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。
【実施例】
【０００９】
図１に、フィラメント７２，７４の対を有する気体放電ランプ７０に給電するための安定器１０が示されている。安定器１０は、インバータ２００、共振出力回路４００および制御回路６００を有する。
【００１０】
インバータ２００は入力側２０２およびインバータ出力端子２０４を有する。動作中、インバータ２００は入力側２０２を介して実質的に直流（ＤＣ）の電圧ＶＲＡＩＬを受け取る。ＶＲＡＩＬは典型的には、適切な整流回路（例えば全波ブリッジ整流器と力率改善（power factor correcting）ＤＣ／ＤＣコンバータとの組み合わせ、例えばブーストコンバータ）によって供給され、この整流回路は、慣用されている交流（ＡＣ）電圧源（例えば６０Ｈｚで１２０Ｖｒｍｓまたは２７７Ｖｒｍｓ）から電力を受け取る。安定器１０の動作中、インバータ２００はインバータ出力端子２０４において（また回路アースに関して）、典型的には約２０，０００Ｈｚよりも高く選択されている動作周波数を有するインバータ出力電圧を供給する。
【００１１】
共振出力回路４００はインバータ出力端子２０４とランプ７０との間に接続されている。共振出力回路４００は、ランプ７０に結合するために適合された出力接続部４０２，４０４，４０６，４０８を有する。安定器１０の動作中、共振出力回路４００は以下のことを実現する：
（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
【００１２】
制御回路６００はインバータ２００および共振出力回路４００に接続されている。安定器１０の動作中、制御回路６００は共振出力回路４００内の電圧を監視する。フィラメント電圧（たとえば出力接続部４０２と４０４との間の電圧と、出力接続部４０６と４０８との間の電圧）がランプ７０のフィラメント７２，７４を適切に予熱するのに十分な大きさに達したことを示唆する指定された第１のレベルに、監視されている電圧が達したことに応答して、制御回路６００はインバータ２００に、該インバータ２００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させる。動作周波数を、指定された期間にわたって第１の現在値に維持することにより、制御回路６００は共振回路４００に、予熱期間にわたって、フィラメント７２，７４を適切かつ十分に予熱するのに適切なレベルにフィラメント電圧を維持させる。予熱期間の終了に基づいて、制御回路６００はインバータ２００の動作周波数を、第１の現在値から低減させる。
【００１３】
インバータ２００の動作周波数が第１の現在値から低減するにつれ、（共振出力回路４００内の）監視されている電圧は第２の指定レベルに達するまで上昇する。この第２の指定レベルは、点灯電圧（すなわち、出力接続部の対４０２，４０４および４０６，４０８にそれぞれ存在する電圧）が、ランプ７０の適切な点灯に十分な大きさに達したことを示唆するレベルである。この時点で、制御回路６００はインバータ２００に、該インバータ２００の動作周波数を所定の点灯期間にわたって第２の現在値に維持させる。動作周波数を第２の現在値に維持することにより、制御回路６００は共振出力回路４００に、所定の点灯期間にわたって点灯電圧を次のようなレベルに、すなわち、高信頼性でありかつランプ７０の有効動作寿命の最適化に繋がるようにランプ７０の点灯に適したレベルに維持させる。
【００１４】
このようにして制御回路６００は、インバータ２００に適した動作周波数を（すなわち予熱期間中および点灯期間中に）選択するように動作し、ランプフィラメントが十分に予熱されてランプの適切かつ高信頼性の点灯に適切な点灯電圧が提供されることを保証する。
【００１５】
ここで、安定器１０を実現するための有利な回路構成を、図２を参照して説明する。
【００１６】
図２に図解されているように、出力回路４００は有利には、並列負荷される直列共振型の出力回路として構成される。この出力回路は、第１の出力接続部４０２と第２の出力接続部４０４と第３の出力接続部４０６と第４の出力接続部４０８と、共振インダクタ（１次側巻線４２０と第１の２次側巻線４５０と第２の２次側巻線４６０とを有し、２次側巻線４５０，４６０は、１次側巻線４２０に磁気的に結合されていると解釈することとする）と、共振コンデンサ４２２と、分圧コンデンサ４２６と、直流（ＤＣ）ブロックコンデンサ４２８と、第１のフィラメントコンデンサ４５２と、第２のフィラメントコンデンサ４６２とを有する。第１の出力接続部４０２および第２の出力接続部４０４はランプ７０の第１のフィラメント７２に結合されるように適合されており、第３の出力接続部４０６および第４の出力接続部４０８はランプ７０の第２のフィラメント７４に結合されるように適合されている。（共振インダクタの）１次側巻線４２０は、インバータ出力端子２０４と第２の出力接続部４０４との間に結合されている。第１のフィラメントコンデンサ４５２は第１の２次側巻線４５０に直列に結合されており、第１のフィラメントコンデンサ４５２と第１の２次側巻線４５０とのこの直列結合体は、第１の出力接続部４０２と第２の出力接続部４０４との間に結合されている。第２のフィラメントコンデンサ４６２は第２の２次側巻線４６０に直列に結合されており、第２のフィラメントコンデンサ４６２と第２の２次側巻線４６０とのこの直列結合体は、第３の出力接続部４０６と第４の出力接続部４０８との間に結合されている。共振コンデンサ４２２は第２の出力接続部４０４に結合されており、分圧コンデンサ４２６は共振コンデンサ４２２と回路アース６０との間に結合されている。当業者であれば、出力回路４００の実効共振容量は、共振コンデンサ４２２と分圧コンデンサ４２６との直列結合体の等価容量に等しいことが理解できる。ＤＣブロックコンデンサ４２８は第４の出力接続部４０８と回路アース６０との間に接続されている。
【００１７】
安定器１０の動作中、出力回路４００はインバータ出力電圧を（インバータ出力端子２０４を介して）受け取り、（出力接続部４０２，４０４，４０６，４０８を介して）ランプフィラメント７２，７４の加熱のための電圧と、ランプ７０の点灯のための高電圧と、ランプ７０の動作用の大きさが制限された電流とを供給する。たとえば、ランプ７０がＴ８型のランプとして構成される場合、フィラメント７２，７４の加熱用の電圧は典型的には、約３．５Ｖｒｍｓのオーダになるように選択され、ランプ７０の点灯用の高電圧は典型的には、約６００Ｖｒｍｓのオーダになるように選択され、大きさが制限された動作電流は典型的には、１８０ｍＡのオーダになるように選択される。
【００１８】
図２に示されているように、インバータ２００は有利には駆動ハーフブリッジ型（driven half-bridge type）のインバータとして実現されており、インバータ入力側２０２、インバータ出力端子２０４、第１のインバータスイッチ２１０、第２のインバータスイッチ２２０およびインバータ駆動回路２３０を有する。上記で言及したように、入力側２０２が実質的なＤＣ電圧ＶＲＡＩＬを受け取るように適合されている。第１のインバータスイッチ２１０および第２のインバータスイッチ２２０は有利にはＮチャネル型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）によって実現されている。インバータ駆動回路２３０はインバータＦＥＴ２１０，２２０に接続されており、またこのインバータ駆動回路２３０は、多数の入手可能なデバイスのうち任意のデバイスによって実現することができる。有利にはインバータ駆動回路２３０は適切な集積回路（ＩＣ）デバイス、例えばInternational Rectifier, Inc社製のＩＲ２５２０ハイサイドドライバＩＣによって実現されている。
【００１９】
安定器２０の動作中、インバータ駆動回路２３０は実質的に相補的なやり方で（すなわち、ＦＥＴ２１０がオンのときＦＥＴ２２０はオフ、ＦＥＴ２２０がオンのときＦＥＴ２１０はオフ）インバータＦＥＴ２１０，２２０を整流し、実質的に矩形波の電圧をインバータ出力端子２０４と回路アース６０との間に供給する。インバータ駆動回路２３０はＤＣ給電入力側２３２（２３０のピン１）および電圧制御発振器（ＶＣＯ）入力側２３４（２３０のピン４）を有する。ＤＣ給電入力側２３２は動作電流（すなわちインバータ駆動回路２３０の給電用の電流）をＤＣ電圧源＋ＶＣＣから受け取る。このＤＣ電圧源は典型的には、約＋１５ボルトのオーダの電圧を供給するよう選定されている。インバータ２００の動作周波数はＶＣＯ入力側２３４に供給される電圧に依存して設定されている。より詳細には、ＶＣＯ入力側２３４に存在する瞬時電圧により、インバータ駆動回路２３０がインバータトランジスタ２１０，２２０を整流する瞬時周波数が求められる。殊に、ＶＣＯ入力側２３４における電圧が増加すると、周波数は低下する。当業者であれば、インバータ駆動回路２３０がインバータトランジスタ２１０，２２０を整流する瞬時周波数は、インバータ出力端子２０４と回路アース６０との間に供給されるインバータ出力電圧の基本周波数（本明細書においては「動作周波数」と称する）と同じであることが分かる。インバータ駆動回路２３０に関連する他の構成要素はコンデンサ２４４，２６２および抵抗器２４２，２４６，２４８を含み、これらの構成要素の動作は当業者には公知である。
【００２０】
有利には、安定器１０は分圧コンデンサ４２６の電圧を監視し、インバータ２００の動作周波数を制御することによって、ランプフィラメント７２，７４の予熱とランプ７０の適切な点灯とのために十分な電圧が供給されることを保証する。分圧コンデンサ４２６の電圧は、フィラメント７２，７４の予熱およびランプ７０の点灯のために供給される電圧を表すので、フィラメント７２，７４の適切な予熱およびランプ７０の適切な点灯のために適切な電圧が供給されているか否かを示唆することが理解できる。さらに制御回路６００は、適用可能な標準技術とランプ７０の有効な動作寿命を最適化する目的とで説明されたように、予熱電圧および点灯電圧が指定された期間にわたって供給されることを保証する。
【００２１】
上記で挙げられたように、監視されている電圧（すなわち分圧コンデンサ４２６の電圧）が２つの指定されたレベルのうち１つのレベルに達する時点まで、制御回路６００はインバータ動作周波数を低減させる。監視されているこの電圧が第１の指定レベルに達した場合、制御回路６００は動作周波数を第１の現在レベルに、所定の予熱期間にわたって維持し（これによって、フィラメント加熱電圧が所望のレベルで供給されることを保証し）、ランプ７０の点灯を試行する前にフィラメント７２，７４に対して十分な加熱時間が与えられるようにする。予熱期間が終了すると、監視されている電圧が第２の指定レベルに達する時点まで制御回路６００はインバータ動作周波数を低減させ、この時点で制御回路６００は、動作周波数を第２の現在レベルに所定の点灯のために維持し（これによって、出力接続部４０２と４０４との対の間に存在する点灯電圧および４０６と４０８との対の間に存在する点灯電圧が、ランプ７０を高い信頼性で点灯するのに十分に高いレベルになるのを保証する）、適切な点灯を行う十分な機会がランプ７０に与えられるようにする。このようにして、安定器１０は自動的に（共振回路の構成要素の値の変化または安定器出力接続部４０２，４０４，４０６，４０８とランプ７２との間の配線による寄生容量に起因する）出力回路４００内のパラメータ変動を自動的に補償し、このことによって、フィラメント７２，７４を適切かつ高信頼性で予熱しランプ７２を適切かつ高信頼性で点灯するのに適した電圧が供給されることを保証する。
【００２２】
以下で、インバータ２００および制御回路６００を実現するための有利な回路構成について、図２を参照しながら次のように説明する。
【００２３】
図２に示されているように、インバータ２００は有利にはさらに、スタートアップ回路とブートストラップ給電回路とを有する。ブートストラップ給電回路は電荷ポンプ回路を含むことができる。
【００２４】
インバータ駆動回路２３０を最初に作動化するために電力を供給するのに使用されるスタートアップ回路は、有利には、スタートアップ抵抗器２５０および給電コンデンサ２５２を有する。スタートアップ抵抗器２５０は＋ＶＲＡＩＬとインバータ駆動回路２３０のＤＣ給電入力側２３２との間に結合されている。給電コンデンサ２５２はＤＣ給電入力側２３２と回路アース６０との間に結合されている。動作中、電力がまず最初に安定器１０に印加された後、給電コンデンサ２５２は（抵抗器２５０を介して）電圧＋ＶＲＡＩＬから荷電される。コンデンサ２５２の電圧が十分なレベル（すなわち、インバータ駆動回路２３０に必要なスタートアップ電圧）に達すると、インバータ駆動回路２３０は動作を開始し、インバータのスイッチングを行う。
【００２５】
定常動作電力をインバータ駆動回路２３０に供給するために使用されるブートストラップ給電回路は、有利には、結合コンデンサ２７０と第１のダイオード２７２と第２のダイオード２７８と抵抗器２８４とを有する。結合コンデンサ２７０はインバータ出力端子２０４に結合されている。第１のダイオード２７２は、回路アース６０に結合されたアノード２７４と、結合コンデンサ２７０に結合されたカソード２７６とを有する。第２のダイオード２７８はアノード２８０およびカソード２８２を有し、アノード２８０は第１のダイオード２７２のカソード２７６に結合されている。抵抗器２８４は第２のダイオード２７８のカソード２８２とインバータ駆動回路２３０のＤＣ給電入力側２３２との間に結合されている。動作中、インバータ２００が動作中である場合、ブートストラップ給電回路は一種の半波整流回路として、給電コンデンサ２５２の電圧（ＤＣ給電側２３２と回路アース６０との間の電圧に等しい）を、インバータ駆動回路２３０の動作の維持に必要なレベルに維持する。
【００２６】
図２に示されているように、安定器１０の有利な実施形態では制御回路６００は、電圧検出回路６１０と、周波数ホールド回路７００と、タイミング制御回路９００とを有する。電圧検出回路６１０、周波数ホールド回路７００およびタイミング制御回路９００を実現するための有利な構造、ならびにこれらの回路の種々の動作の詳細を以下において説明する。
【００２７】
電圧検出回路６１０は共振出力回路４００に結合されており、検出出力側６１２を有する。動作中、電圧検出回路６１０は、監視される電圧（すなわちコンデンサ４２６の電圧）が第１の指定レベルおよび第２の指定レベルに到達したことに応答して、検出出力側６１２で第１の検出信号および第２の検出信号を供給する。より詳細には、
（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。
【００２８】
図２に示されたような安定器１０の有利な実施形態では、電圧検出回路６１０は第１のダイオード６１６と第２のダイオード６２２とローパスフィルタとを有し、該ローパスフィルタはフィルタ抵抗器６２８およびフィルタコンデンサ６３２を有する。第１のダイオード６１６はアノード６１８およびカソード６２０を有する。第２のダイオード６２２はアノード６２４およびカソード６２６を有する。第１のダイオード６１６のアノード６１８は第２のダイオード６２２のカソード６２６と接続されている。第２のダイオード６２２のアノード６２４は回路アース６０に結合されている。フィルタ抵抗器６２８は第１のダイオード６１６のカソード６２０と検出出力側６１２との間に結合されている。フィルタコンデンサ６３２は検出出力側６１２と回路アース６０との間に結合されている。
【００２９】
安定器１０および電圧検出回路６１０の動作中、フィルタコンデンサ６３２（ひいては検出出力側６１２）で生じる電圧は単に、分圧コンデンサ４２６の電圧の正の半周期の縮小版であり、フィルタリングされたバージョンである。フィルタ抵抗器６２８およびフィルタコンデンサ６３２は、監視されている電圧中にあるすべての高周波成分を抑圧するのに使用される。
【００３０】
周波数ホールド回路７００は電圧検出回路６１０の検出出力側６１２とインバータ駆動回路２３０のＶＣＯ入力側２３４との間に接続されている。動作中、検出出力側６１２で出力された（フィラメント予熱電圧または点灯電圧のいずれかが十分に高いレベルに達したことを示唆する）第１の検出信号または第２の検出信号のいずれかに応答して、周波数ホールド回路７００は実質的に、ＶＣＯ入力側２３４に供給された電圧を特定の値に（すなわち第１の値または第２の値のいずれかに）所定の期間にわたって（すなわち、フィラメント予熱期間または点灯期間にわたって）維持する。ＶＣＯ入力側２３４における電圧をその時点の適切なレベルに維持することによって、インバータ２００の動作周波数は相応に（構成要素の製造公差または配線の容量に起因するあらゆるパラメータ変動を考慮する）適切なレベルに維持されるか、または該適切なレベルの近くに維持され、ランプ７０のフィラメントを予熱するのに適した電圧と、ランプ７０を適切に点灯するための適切な点灯電圧が維持される。
【００３１】
詳細には、
（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。
【００３２】
図２に示されているように、周波数ホールド回路７００は有利には、第１の電子的スイッチ７３０と、第２の電子的スイッチ７５０と、第３の電子的スイッチ７１０と、プルダウン抵抗器７４４と、第１の抵抗器７４０と、第２の抵抗器７４２と、第３の抵抗器７２６と、第４の抵抗器７２８とを有する。第１の電子的スイッチ７３０はベース７３２とコレクタ７３４とエミッタ７３６とを有し、エミッタ７３６は回路アース６０に結合されている。第２の電子的スイッチ７５０はゲート７５２とドレイン７５４とソース７５６とを有し、ドレイン７５４は第１の電子的スイッチ７３０のベース７３２に結合されており、ソース７５６は回路アース６０に結合されている。第３の電子的スイッチ７１０はベース７１２とコレクタ７１４とエミッタ７１６とを有し、コレクタ７１４は第１の電子的スイッチ７３０のコレクタ７３４に結合されており、エミッタ７１６は回路アース６０に結合されている。プルダウン抵抗器７４４はインバータ駆動回路２３０のＶＣＯ入力側２３４と第１の電子的スイッチ７３０のコレクタ７３４との間に結合されている。第１の抵抗器７４０は（電圧検出回路６１０の）検出出力側６１２と第１の電子的スイッチ７３０のベース７３２との間に結合されている。第２の抵抗器７４２は第１の電子的スイッチ７３０のベース７３２と回路アース６０との間に結合されている。第３の抵抗器７２６は（電圧検出回路６１０の）検出出力側６１２と第３の電子的スイッチ７１０のベース７１２との間に結合されている。第４の抵抗器７２８は第３の電子的スイッチ７１０のベース７１２と回路アース６０との間に結合されている。
【００３３】
有利には、図２に示されているように、第１の電子的スイッチ７３０および第３の電子的スイッチ７１０はそれぞれ、ＮＰＮバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）として構成されている。第２の電子的スイッチ７５０は有利には、Ｎチャネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）によって構成されている。付加的に、周波数ホールド回路７００はさらに、第３の抵抗器７２６に並列に結合されたツェナーダイオード７２０も有することが有利である。より詳細には、ツェナーダイオード７２０は、（電圧検出回路６１０の）検出出力側６１２に結合されたカソード７２２と、第３の電子的スイッチ７１０のベース７１２に結合されたアノード７２４とを有する。ツェナーダイオード７２０は有利には、第２の検出信号（すなわち、十分な大きさの点灯電圧が共振出力回路４００によって供給されていることを示唆する信号）が検出出力側６１２で供給される時点まで第３の電子的スイッチ７１０が作動化されないことを保証するために、周波数ホールド回路７００に含まれる。
【００３４】
安定器１０の動作中、周波数ホールド回路７００内では、監視されている電圧が第１の指定レベルに達したことを検出出力側６１２の電圧信号が示唆する場合、ＢＪＴ７３０はアクティベートされる。したがって抵抗器７４０，７４２は、検出出力側６１２の電圧が第１の指定レベルに達した場合にＢＪＴ７３０をアクティベートするように形成される。ＢＪＴ７３０がオンされると、インバータ駆動回路２３０のＶＣＯ入力側２３４における電圧がさらに上昇することを一時的に阻止するために、ＶＣＯ入力側２３４は基本的にプルダウン抵抗器７４４を介して回路アース６０と接続される。その結果として、ＶＣＯ入力側２３４の電圧は、ＢＪＴ７３０がオンされ続ける時間にわたって（すなわちフィラメント予熱期間にわたって）実質的に第１の現在レベルに維持される（このことによって、インバータ動作周波数は実質的に第１の現在値に維持される）。
【００３５】
タイミング制御回路９００が予熱制御信号を第１の出力側９０２で供給すると、ＢＪＴ７３０はオフされる（このことによって、フィラメント予熱期間は終了する）。より詳細には、タイミング制御回路９００が予熱制御信号を第１の出力側９０２で供給すると、ＦＥＴ７５０はアクティベートされる。ＦＥＴ７５０がオンされることにより、ＢＪＴ７３０のベース７３２は回路アース６０に結合され、ＢＪＴ７３０はデアクティベートされる。ＢＪＴ７３０がオフされると、インバータ駆動回路２３０のＶＣＯ入力側２３４の電圧は上昇し続けられるようになる（このことによって、インバータ２００の動作周波数は減少する）。
【００３６】
フィラメント加熱期間の完了後にインバータ２００の動作周波数が低減するにつれ、監視されているコンデンサ４２６の電圧は上昇する。監視されている電圧が第２の指定レベルに達した場合、ＢＪＴ７１０はアクティベートされる。したがって抵抗器７２６，７２８は、検出出力側６１２の電圧が第２の指定レベルに達した場合にＢＪＴ７１０をアクティベートするように形成されている。ＢＪＴ７１０がオンされると、ＶＣＯ入力側２３４における電圧がさらに上昇することを一時的に阻止するために、ＶＣＯ入力側２３４は基本的に再び、プルダウン抵抗器７４４を介して回路アース６０と接続される。その結果として、ＶＣＯ入力側２３４の電圧は、ＢＪＴ７１０がオンされ続ける時間にわたって（すなわち点灯期間にわたって）実質的に第２の現在レベルに維持される（このことによって、インバータ動作周波数は実質的に第２の現在値に維持される）。
【００３７】
ランプ７０が点灯して電流を流し始めると、点灯／動作しているランプが共振出力回路４００の電圧応答に及ぼす「負荷」効果（loading effect）によって、監視されている（コンデンサ４２６の）電圧は（第２の指定レベルから）格段に低減する。その時点で、検出出力側６１２における電圧信号のレベルはＢＪＴ７１０の導通状態を維持するには十分でないレベルに戻り、これによってＢＪＴ７１０はオフされる。ＢＪＴ７１０がオフされると、ＶＣＯ入力側２３４における電圧が上昇できるようになり、これによりインバータ２００の動作周波数が低減される。
【００３８】
タイミング制御回路９００は少なくとも、周波数ホールド回路７００に結合されている第１の出力側９０２を有する。安定器１０の動作中、タイミング制御回路９００は第１の出力側９０２で、予熱期間の完了に関して予熱制御信号を供給する。予熱制御信号は周波数ホールド回路７００によって、予熱期間が完了したことを示唆し、インバータ動作周波数がランプ７０の点灯のための点灯電圧を生成するために低減するのを許可するために、（すなわち、ＦＥＴ７５０のゲート７５２に対する駆動信号として）使用される。
【００３９】
タイミング制御回路９００は有利にはプログラミング可能なマイクロコントローラとして実現される。このようなマイクロコントローラは例えば、パーツ番号ＰＩＣ１０Ｆ５１０（Microchip, Inc.社製）のような適切な集積回路によって構成することができ、このような集積回路は比較的コストが低く、また必要とされる動作電力が低いという利点を有する。動作中、マイクロコントローラ９００は、（マイクロコントローラ９００にプログラミングされる）内部タイミング機能にしたがって、予熱期間に関連して周波数ホールド回路７００のタイミングおよびアクティベートを制御するために使用される。
【００４０】
有利には、図２に示されているように、マイクロコントローラ９００はさらに第２の出力側９０４および第３の出力側９０６を有する。タイミング制御回路９００の第２の出力側９０４は、電流制御信号を供給するために構成されている（この有利な使用に関して、ここで詳細に説明する）。タイミング制御回路９００の第３の出力側９０６は、シャットダウン制御信号を供給するために構成されている（この有利な使用に関して、ここで詳細に説明する）。付加的に、インバータ駆動回路２３０は有利には、さらに周波数制御入力側（すなわち、インバータ駆動回路２３０のピン３）も有する。
【００４１】
制御回路６００は有利には、さらにインバータシャットダウン回路８５０およびランプ電流制御回路８００も有する。ここで図２を参照して、インバータシャットダウン回路８５０およびランプ電流制御回路８００に関する有利な構造および／または適切な動作の詳細を以下のように説明する。
【００４２】
安定器１０の有利な実施形態では、インバータシャットダウン回路８５０はマイクロコントローラ９００の第３の出力側９０６とインバータ駆動回路２３０のＤＣ給電入力側２３２との間に結合されている。図２に示されているように、インバータシャットダウン回路８５０は電子的スイッチ８６０および抵抗器８５４を有する。（有利には、Ｐチャネル電界効果トランジスタによって構成されている）電子的スイッチ８６０はゲート８６２とドレイン８６４とソース８６６とを有し、ゲート８６２はマイクロコントローラ９００の第３の出力側９０６に結合されており、ソース８６６は回路アース６０に結合されている。抵抗器８５４はインバータ駆動回路２３０のＤＣ給電入力側２３２とＦＥＴ８６０のドレイン８６４との間に結合されている。抵抗器８５４は次のように（たとえば１００Ω等に）形成されている。すなわち、ＤＣ給電入力側２３２から回路アース６０への電流流出量が、ブートストラップ給電回路の供給量より格段に多くなり、かつ、なおＦＥＴ８６０のパルス電流定格内にあることを保証するように形成されている。
【００４３】
安定器１０の動作中、（ランプの障害状態等に応答して）シャットダウン制御信号がマイクロコントローラ９００の第３の出力側９０６で出力されると、インバータシャットダウン回路８５０はインバータ駆動回路２３０をデアクティベートするように動作する。より詳細には、ＦＥＴ８６０が（マイクロコントローラ９００からのシャットダウン信号によって）アクティベートされると、インバータ駆動回路２３０のＤＣ給電入力側２３２は抵抗器８５４を介して回路アース６０に有効に結合される。その結果、給電コンデンサ２５２に蓄積された電荷が（抵抗器８５４による電流放電を介して）低減され、ＤＣ給電入力側２３２の電圧が減少する。ＤＣ給電入力側２３２の電圧が（インバータ駆動回路２３０を構成するために使用されるデバイスの）不足電圧閾値を下回ると、インバータ駆動回路２３０はデアクティベートされ、インバータ２００は動作を終了する。インバータ駆動回路２３０は、ＦＥＴ８６０がオン状態に維持される限り、非作動状態に維持される。
【００４４】
シャットダウン信号（すなわち、マイクロコントローラ９００の第３の出力側９０６で出力される信号）が（たとえば、ランプ障害状態等の補正の後に）終了されると、インバータシャットダウン回路８５０はインバータ駆動回路２３０の再アクティベートを許可する。このことにより、本来はインバータ駆動回路２３０のデアクティベートを必要としていたすべての状態の補正後に通常の動作を再開するために、安定器１０へ入力電力を循環する必要は全くなくなる。
【００４５】
安定器１０の有利な実施形態では、ランプ電流制御回路８００がマイクロコントローラ９００の第２の出力側９０４とインバータ駆動回路２３０の周波数制御入力側（ピン３）との間に結合されている。図２で図解されているように、ランプ電流制御回路は電子的スイッチ８１０と第１の抵抗器８０４と第２の抵抗器８２２とコンデンサ８２０とを有する。有利にはＮＰＮバイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）によって実現される電子的スイッチ８１０は、ベース８１２とコレクタ８１４とエミッタ８１６とを有し、ベース８１２はマイクロコントローラ９００の第２の出力側９０４に結合されており、エミッタ８１６は回路アースに結合されている。第１の抵抗器８０４は、インバータ駆動回路２３０の周波数制御入力側（すなわちピン３）とＢＪＴ８１０のコレクタ８１４との間に結合されている。第２の抵抗器８２２およびコンデンサ８２０はそれぞれ、ＢＪＴ８１０のベース８１２と回路アース６０との間に結合されている。
【００４６】
安定器１０の動作中、（たとえばランプ７０の動作電流ひいては光出力を低減するための調光コマンドに応答して）電流制御信号がマイクロコントローラ９００の第２の入力側９０４で出力されると、ランプ電流制御回路８００はインバータ２００の動作周波数の変化を引き起こすように動作する。より詳細には、電流制御信号はＢＪＴ８１０をアクティベートし、抵抗器８０４を抵抗器２４２に有効に並列にすることにより、周波数制御入力側（すなわちインバータ駆動回路２３０のピン３）と回路アース６０との間に存在する等価抵抗が低減される。その結果、当業者であれば理解できるように、インバータ２００の動作周波数は上昇され、ランプ７０に供給される動作電流は相応に低減される。
【００４７】
このようにして安定器１０は、プログラムスタートモードでのランプの動作の問題を経済的かつ高信頼性で解決する手段を提供する。上記のことを安定器１０は、共振出力回路におけるパラメータの変動（構成要素の公差および／または出力配線による寄生容量に起因するパラメータの変動）を自動的に補償することにより達成し、これにより、信頼性が高く且つランプの有効動作寿命を確保するように、ランプ７０に適切なフィラメント加熱電圧および点灯電圧が供給される。付加的に、安定器１０は付加的な構成を収容するためのフレキシブルなプラットフォームを提供し、たとえばランプ障害保護部およびランプ電流制御部等を収容するためのフレキシブルなプラットフォームを提供する。このことは、適切かつ低コストに実現することができる。
【００４８】
本発明を特定の有利な実施形態に関連させて説明したが、当業者であれば本発明の新規の思想および範囲から逸脱することなく、多くの修正および変更をなすことができる。たとえば、ここで記載された特定の有利な実施形態は、１つの気体放電ランプに給電するための安定器を対象とするが、当業者であれば、本発明の原理は、２つまたは複数の気体放電ランプに給電するための安定器に適用できるように容易に変更することができ、また、複数の共振回路を含む出力回路に適用できるように容易に変更することもできる。付加的に、当業者であれば想到できるように、制御回路６００およびタイミング制御回路９００は種々の付加的な構成を提供するように適合することができ、たとえばランプ障害保護を提供するように適合することができる。たとえばタイミング制御回路９００は、ＤＣブロックコンデンサ４２８の電圧と検出出力側６１２の電圧とを監視してランプ障害状態を指示するために、１つまたは複数の入力側と、所属の周辺回路とを有するように変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の有利な実施形態による、気体放電ランプに給電するためのプログラムスタート安定器のブロック回路図である。
【図２】本発明の有利な実施形態による、気体放電ランプに給電するためのプログラムスタート安定器の詳細な回路図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０        安定器
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
【図１】
0005478839.tif 000002
【図２】
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