(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、ランプ固定部と、
少なくとも１つのガス放電ランプを有するランプ負荷に給電するための安定器と、を備えたランプ装置において、
該安定器は、第１のインバータ入力端子と第２のインバータ入力端子とインバータ出力端子とを備えたインバータと、出力回路とを有し、
前記出力回路は、
前記ランプ負荷との接続に適合されており、且つ第１の出力接続部および戻り出力接続部を含む複数の出力接続部と、
前記インバータ出力端子と接続されている一次コイルと、前記第１の出力接続部および前記戻り出力接続部と接続されており、且つタップ接続部を備えた二次コイルとを含む出力変換器と、
前記二次コイルの前記タップ接続部とアースとの間に接続されている電圧制限インピーダンスとを有し、
前記ランプ固定部の電位（８０）が前記アースの電位であり、
前記第１の出力接続部と前記アースとの間に第１の電圧が存在し、
前記戻り出力接続部と前記アースとの間に第２の電圧が存在し、
前記第１の電圧および前記第２の電圧が約４３０ボルト以下の二乗平均値にそれぞれ制限されるように、前記タップの接続位置および前記電圧制限インピーダンスが選定されている、ことを特徴とする、ランプ装置。
【請求項２】
前記アースの電位は前記ランプ固定部の電位（８０）であり、かつ、前記インバータのアースの電位は回路アースの電位（６０）である、請求項１記載のランプ装置。
【請求項３】
前記第１の出力接続部と前記戻り出力接続部との間の電圧が約６５０ボルトの二乗平均値を有する、請求項１記載のランプ装置。
【請求項４】
前記電圧制限インピーダンスは約２０万オームのオーダのインピーダンスを有する、請求項１記載のランプ装置。
【請求項５】
前記二次コイルの前記タップ接続部はセンタータップである、請求項１記載のランプ装置。
【請求項６】
前記電圧制限インピーダンスは抵抗を有する、請求項１記載のランプ装置。
【請求項７】
前記抵抗は約２０万オームのオーダである、請求項６記載のランプ装置。
【請求項８】
前記第１の出力接続部と前記戻り出力接続部との間の電圧が約６５０ボルトの二乗平均値を有する、請求項１記載のランプ装置。
【請求項９】
前記出力回路はさらに、
前記出力変換器の前記一次コイルと並列に接続されている共振キャパシタと、
前記共振キャパシタと回路アースとの間に接続されている直流電流（ＤＣ）阻止キャパシタと、
前記出力変換器の前記二次コイルと前記第１の出力接続部との間に接続されている第１のバラストキャパシタとを有する、請求項１記載のランプ装置。
【請求項１０】
インバータは、
ハーフブリッジタイプのインバータ、
自己発振型のインバータ、
給電型のインバータのうちの少なくとも１つである、請求項１記載のランプ装置。
【請求項１１】
インバータは給電自己発振型のハーフブリッジタイプのインバータである、請求項１記載のランプ装置。
【請求項１２】
少なくとも、ランプ固定部と、
少なくとも１つのガス放電ランプを有するランプ負荷に給電するための安定器と、を備えたランプ装置であって、
該安定器は、
実質的な直流（ＤＣ）電圧を受け取り、交流（ＡＣ）出力電圧を供給するインバータ手段と、
前記インバータ手段の前記交流（ＡＣ）出力電圧を受け取り、前記少なくとも１つのガス放電ランプを作動させるための振幅制限された電流を供給する出力回路手段とを有し、
前記出力回路手段は、
前記少なくとも１つのガス放電ランプとの接続に適合されている複数の出力接続部と、
アースと前記出力接続部の各々との間の電圧を約４３０ボルト以下の二乗平均値に制限する電圧制限インピーダンス手段とを有する、ランプ装置において、
前記ランプ固定部の電位（８０）が前記アースの電位であり、
前記インバータ手段はハーフブリッジタイプのインバータであり、
該インバータは、
前記実質的な直流（ＤＣ）電圧を受け取ることに適合されている第１のインバータ入力端子および第２のインバータ入力端子と、
前記交流（ＡＣ）出力電圧を供給するインバータ出力端子とを有し、
前記出力回路手段は並列共振タイプの出力回路であり、
該出力回路は、
前記少なくとも１つのガス放電ランプとの接続に適合されている第１の出力接続部および戻り出力接続部と、
前記インバータ出力端子と接続されている一次コイルと、前記第１の出力接続部と前記戻り出力接続部との間に接続されており、且つタップ接続部を備えた二次コイルとを有する出力変換器と、前記出力変換器の前記一次コイルと並列に接続されている共振キャパシタと、
前記共振キャパシタと回路アースとの間に接続されている直流（ＤＣ）阻止キャパシタと、
前記二次コイルと前記第１の出力接続部との間に接続されている第１のバラストキャパシタとを有し、
前記電圧制限インピーダンス手段は前記タップ接続部とアースとの間に接続されており、
前記第１の出力接続部と前記アース間の電圧である第１の電圧、および、前記戻り出力接続部と前記アース間の電圧である第２の電圧が、約４３０ボルト以下の二乗平均値にそれぞれ制限されるように、前記タップの接続位置および前記電圧制限インピーダンス手段が選定されている、
ことを特徴とする、ランプ装置。
【請求項１３】
前記アースの電位は前記ランプ固定部の電位（８０）であり、かつ、前記インバータのアースの電位は回路アースの電位（６０）である、請求項１２記載のランプ装置。
【請求項１４】
前記電圧制限インピーダンス手段は約２０万オームのオーダのインピーダンスを有する、請求項１２記載のランプ装置。
【請求項１５】
前記二次コイルの前記タップ接続部はセンタータップである、請求項１２記載のランプ装置。
【請求項１６】
前記電圧制限インピーダンス手段は抵抗を有する、請求項１２記載のランプ装置。
【請求項１７】
前記抵抗は約２０万オームのオーダである、請求項１６記載のランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのガス放電ランプを有するランプ負荷に給電するための安定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプをいわゆる「瞬時始動」モードで作動させるための安定器は当業者に広く知られている。瞬時始動による作動は、安定器がランプの適切な点弧のために非常に高い電圧（例えば６５０ボルトＲＭＳなど）を供給することを必要とする。
【０００３】
瞬間始動式の安定器を実現するための一般的な回路トポロジは給電自己発振型のハーフブリッジタイプインバータおよび絶縁された並列共振型の出力回路を含む。このトポロジはその信頼性およびコストパフォーマンスに基づき広く使用されている。
【０００４】
前述の回路トポロジを実現する既存の安定器１０の一例が図１に示されている。作動中、安定器１０はランプ３２，３４を点弧するために比較的高い電圧（例えば６５０ボルトＲＭＳ）を出力接続部２１０と各出力接続部２０２，２０４との間に供給する。ランプ３２，３４が一度点弧されると、安定器１０はランプ３２，３４を定常状態で動作させるために振幅が制限された電流を供給する。
【０００５】
Ｔ８タイプのランプを含む用途に関して、安定器１０によって供給される高い点弧電圧はランプソケット（出力接続部２０２，２０４，２１０に接続されている）とランプ固定部のハウジング（アースに接続されている）との間に生じてよい最大電圧に関する適用規則または安全性要求との関連において実質的に問題ない。したがって図１に示されている回路トポロジはソケット固定部間の最大電圧に関するあらゆる規則または安全性要求に違反することなくＴ８タイプのランプへの給電に広く使用されている。
【０００６】
これに対して比較的低いワット数のＴ５タイプのランプ（例えば２８ワット、３５ワットおよび４０ワットのＴ５ランプ）を含む用途に関しては状況が異なる。比較的低いワット数のＴ５タイプのランプは一般的に、Ｔ８タイプのランプに対して要求されるレベルとほぼ同じレベル（例えば６５０ボルトＲＭＳ）の点弧電圧を要求する。しかしながら、Ｔ５タイプのランプのためのランプ固定部に関する規定は一般的に、ソケット固定部間の電圧が４３０ボルトＲＭＳ（すなわち４３０ＶＡＣ）を上回ってはならないことを要求とする。残念ながら安定器１０は一般的に、Ｔ５タイプ（またはそれよりも小さい直径）のランプを含む用途のための高い点弧電圧（例えば６５０ボルトＲＭＳ）およびソケット固定部間の最大電圧（すなわち、４３０ボルトＲＭＳより低い電圧）との二重性、衝突および要求を満たすことはできない。
【０００７】
図２は簡略化された回路モデル（すなわち等価回路）を示し、この回路モデルはソケット固定部間の電圧に関する安定器１０の動作を理解するために有用である。この装置は出力接続部２０２，２１０（これらはまたランプ固定部４０内の対応するソケットと接続されている）間に接続されている６５０ＶＡＣ電圧源として設計されている。出力接続部２０２，２１０およびそれらの対応するソケットは通常の場合、ランプ固定部４０およびアース８０から電気的に絶縁されている。理想的な状況においては、６５０ＶＡＣ電圧源は均等に分散されており、ソケット固定部間の電圧（すなわち各ランプソケットとアースとの間に存在する電圧）は約３２５ＶＡＣを上回らず、これは十分に４３０ＶＡＣの要求される限界内にある。しかしながら実際の安定器においては、漏れインピーダンスおよびアースへの浮遊容量の存在に起因して出力回路２００は一般的に著しく不平衡である。したがって安定器１０の実際の実現形態においては、６５０ＶＡＣは一般的に十分には分散されておらず、また少なくとも１つのランプソケットを含むソケット固定部間の電圧は４３０ＶＡＣの要求される限界を上回る可能性がある。さらには、安定器１０内の出力回路２００の構造はバラストキャパシタ２５２，２５４が両方とも二次コイル２３４の単一の端部に接続されているということに基づき内在的に非対称であり、この非対称性は無負荷状態のもとで（すなわちランプ３２，３４の点弧に先行して、またはランプ３２，３４の内の一方または両方が非動作であるか、ランプ固定部から取り外されている場合に）２つのランプソケット間の（アースに関する）電圧分布における不均衡にさらに影響を及ぼす。
【０００８】
前述したように、安定器１０の回路トポロジは信頼性が高く、また経済的なものとして公知である。安定器１０がＴ８タイプのランプへの給電に使用される場合、ソケット固定部間の電圧は一般的に問題ないが、Ｔ５タイプのランプ（または同様の直径のランプ）を含む用途に関しては問題がある。したがって、安定器１０の回路トポロジを比較的低いワット数のＴ５タイプのランプへの供給に適合でき、他方ではＴ５タイプのランプ固定部に関するソケット固定部間のより厳密な電圧制限を満たすことができるアプローチが必要とされている。したがって、そのようなアプローチを効果的にエネルギー効率良く、また経済的に実現する安定器は従来技術のものよりも遥かに進歩している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、Ｔ５タイプのランプを含む用途に関する上述の問題を解消する安定器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、安定器が、第１のインバータ入力端子と第２のインバータ入力端子とインバータ出力端子とを備えたインバータと、出力回路とを有し、出力回路は、ランプ負荷との接続に適合されており、且つ第１の出力接続部および戻り出力接続部を含む複数の出力接続部と、インバータ出力端子と接続されている一次コイルと、第１の出力接続部および戻り出力接続部と接続されており、且つタップ接続部を備えた二次コイルとを含む出力変換器と、二次コイルのタップ接続部とアースとの間に接続されている電圧制限インピーダンスとを有することにより解決される。
【００１１】
またこの課題は、安定器が、実質的な直流電圧を受け取り、交流出力電圧を供給するインバータ手段と、インバータ手段の交流出力電圧を受け取り、少なくとも１つのガス放電ランプを作動させるための振幅制限された電流を供給する出力回路手段とを有し、出力回路手段は、少なくとも１つのガス放電ランプとの接続に適合されている複数の出力接続部と、アースと出力接続部の各々との間の電圧を約４３０ボルト以下の二乗平均値に制限する電圧制限インピーダンス手段とを有することにより解決される。
【００１２】
さらにこの課題は、安定器が、実質的な直流電圧を受け取ることに適合されている第１のインバータ入力端子および第２のインバータ入力端子と、インバータ出力端子とを有する給電型のハーフブリッジタイプのインバータと、並列共振タイプの出力回路とを有し、出力回路は、少なくとも１つのガス放電ランプとの接続に適合されている第１の出力接続部および戻り出力接続部と、インバータ出力端子と接続されている一次コイルと、第１の出力接続部と戻り出力接続部との間に接続されており、且つセンタータップ接続部を備えた二次コイルとを有する出力変換器と、出力変換器の一次コイルと並列に接続されている共振キャパシタと、共振キャパシタと回路アースとの間に接続されている直流阻止キャパシタと、二次コイルと第１の出力接続部との間に接続されている第１のバラストキャパシタと、アースと出力変換器の二次コイルのセンタータップ接続部との間に接続されている電圧制限抵抗とを有し、電圧制限抵抗は約２０万オーム以上の抵抗を有することにより解決される。
【実施例】
【００１３】
図３は、１つまたは複数のガス放電ランプ３２，３４を含むランプ負荷３０に給電するための安定器１０’を示す。安定器１０’はインバータ１００および出力回路２００’を含む。
【００１４】
インバータ１００は第１のインバータ入力端子１０２、第２のインバータ入力端子１０４およびインバータ出力端子１０６を有する。動作中、インバータ１００は（入力端子１０２，１０４を介して）実質的な直流電流（ＤＣ）源の電圧ＶRAILを受け取り、また（出力端子１０６に）交流（ＡＣ）出力電圧を供給する。図１に関して説明したように、インバータ１００は有利には給電自己発振型のハーフブリッジタイプのインバータとして実現されており、このインバータ１００の構造および動作に関する詳細は当業者には周知である。しかしながらインバータ１００を、（自己発振型とは対照的な）駆動型のハーフブリッジタイプのインバータ、フルブリッジタイプのインバータまたはプッシュプルタイプのインバータ、自己発振型のインバータ、給電型のインバータのようなものとして知られている複数の択一的な装置のいずれかによって実現することが検討されている。
【００１５】
出力回路２００’は複数の出力接続部２０２〜２１０、出力変換器２３０および電圧制限インピーダンス２６０を含む。複数の出力接続部２０２〜２１０はランプ負荷３０（ランプ負荷３０は一般的にランプを幾つでも有することができるが、一般的には１個〜４個のランプに制限されている）内の１つまたは複数のランプとの接続に適合されており、少なくとも第１の出力接続部２０２および戻り出力接続部２１０を有する。図３においては、第１の出力接続部２０２および戻り出力接続部２１０は両方とも第１のランプ３２に接続されており、他方では第２の出力接続部２０４および戻り出力接続部２１０は両方とも第２のランプ３４に接続されている。出力変換器２３０は一次コイル２３２および二次コイル２３４を有する。一次コイル２３２はインバータ出力端子１０６と接続されている。二次コイル２３４は動作的に第１の出力接続部２０２、第２の出力接続部２０４および戻り出力接続部２１０と接続されている。当業者であれば、一次コイル２３２および二次コイル２３４が磁気的に相互に接続されているだけでなく、インバータ１００内のベース駆動コイル２３６，２３８（トランジスタ１３０，１５０の整流を制御するための信号を供給する）とも接続されていることが分かる。二次コイル２３４はタップ接続部２４０を有し、このタップ接続部２４０を一般的に二次コイル２３４に沿った複数の個所のいずれかに配置することができる。電圧制限インピーダンス２６０は二次コイル２３４のタップ接続部２４０とアース８０との間に接続されている。
【００１６】
以下においてさらに説明するように、出力回路２００’内に電圧制限インピーダンス２６０が設けられていることにより、安定器１０’を経済的に（すなわち、例えば自己発振型のハーフブリッジインバータおよび絶縁された並列共振出力回路を含む経済的な回路トポロジを使用することによって）実現することができ、それと同時に安定器１０’はランプ固定部（アース８０と接続されている）と各ランプ固定部ソケット（すなわちこれらのソケットは出力接続部２０２〜２１０）との間に生じてもよい最大電圧に関する適用安全性／規制要求を満たすことができる。安定器１０’は最も有利には比較的低いワット数（例えば２８ワット、３５ワットおよび４０ワット）をＴ５タイプのランプに給電するために使用され、これらのランプのための固定部に関係するソケット固定部間のより厳密な電圧制限を満たし、安定器１０’が同様に有利には他のタイプのランプ（例えばＴ８タイプのランプ、またＴ５タイプのランプの直径よりも小さい直径を有するランプ）に給電するために有利には使用できることが分かる。
【００１７】
安定器１０’および出力回路２００’の動作中に、第１の電圧は第１の出力接続部２０２とアース８０との間に存在し、第２の電圧は戻り出力接続部２１０とアース８０との間に存在する。電圧制限インピーダンス２６０が設けられているために、第１の電圧および第２の電圧は約４３０ボルトよりも低い二乗平均（ＲＭＳ）値に制限されている。前述したようにＴ５タイプのランプを含む用途に関して、関連する安全性／規則要求はランプ固定部（アースに接続されている）と各ランプ固定部ソケット（出力接続部２０２〜２１０に接続されている）との間に存在してもよい電圧に関する４３０ボルトＲＭＳの制限を規定している。
【００１８】
安定器１０’および出力回路２００’の有利な実施形態においては、第１の出力接続部２０２と戻り出力接続部２１０との間における電圧が約６５０ボルトＲＭＳの値（この値は、Ｔ８タイプのランプまたは比較的低いワット数、例えば２８ワット、３５ワットおよび４０ワットのＴ５タイプのランプを含む用途の瞬間始動にとって一般的である）を有している場合に、アース８０と第１の出力接続部２０２および戻り出力接続部２１０のいずれか一方との間の電圧が４３０ボルトＲＭＳよりも低い値に制限されるように、二次コイル２３４におけるタップ接続部２４０は配置されており、また電圧制限インピーダンス２６０は設計されている。
【００１９】
有利には、以下において詳細に説明するように、電圧制限インピーダンス２６０は約２０万オームのオーダのインピーダンスを有するよう選択されている。
【００２０】
有利には、二次コイル２３４のタップ接続部２４０はセンタータップである。すなわちタップ接続部２４０は有利には二次コイル２３４の中央に配置されている。しかしながら、タップ接続部２４０を二次コイル２３４の正確に中央に配置しなくても良いようにすることが試みられている。もっともこの場合においても、アース８０と各出力接続部２０２〜２１０との間に結果として生じる最大電圧が適用可能な限界（例えば４３０ボルトＲＭＳ）を超えることはない。
【００２１】
有利には、簡易性およびコストパフォーマンスを考慮して、電圧制限インピーダンス２６０は抵抗によって実現される。電圧制限インピーダンス２６０を実現するために使用される抵抗は、適切な電圧および電力定格によって規定されているような１つ以上の抵抗器を要求することができる。ガイドラインに従い、電圧制限インピーダンス２６０を実現するために使用される抵抗は、約２ワットのオーダの電力定格を有する、約２０万オームのオーダの抵抗を有するべきである。
【００２２】
安定器１０’の有利な実施形態においては、出力回路２００’は絶縁された並列共振型の出力回路によって実現されており、この出力回路は（既述の構成要素の他に）共振キャパシタ２２０、直流（ＤＣ）阻止キャパシタ２２２および第１のバラストキャパシタ２５２を有する。共振キャパシタ２２０は出力変換器２３０の一次コイル２３２に並列に接続されている。ＤＣ阻止キャパシタ２２２は共振キャパシタ２２０と回路アース６０との間に接続されている。第１のバラストキャパシタ２５２は出力変換器２３０の二次コイル２３４と第１の出力接続部２０２との間に接続されている。１つ以上のランプに給電する安定器１０’の用途に関して、出力回路２００’は安定器１０’によって給電されるべきランプの数によって規定される、付加的な出力接続部（例えば出力接続部２０４、第２のランプ３４が給電されるべき場合に設けられている）およびバラストキャパシタ（例えばバラストキャパシタ２５４、同様に第２のランプ３４が給電されるべき場合に設けられている）を有する。
【００２３】
図４は簡略化された回路モデル（すなわち等化回路）を示す。この回路モデルは、二次コイル２３４におけるタップ接続部２４０がセンタータップである有利なコンフィギュレーションでの図３の安定器１０’における電圧制限インピーダンス２６０の動作上の作用を理解するために有用である。図４に示されているように、電圧制限インピーダンスはセンタータップと接続されており、二次コイルを介する電圧（例えば６５０ボルトＲＭＳ）は効果的に２つの電圧源（各々が３２５ＶＡＣまたは３２５ボルトＲＭＳを有する）に分割されている。したがって、また電圧制限インピーダンス２６０が適切に設計されていれば、出力接続部２０２とアース８０との間に生じてよい最大電圧、また出力接続部２１０とアース８０との間に生じてよい最大電圧は４３０ボルトＲＭＳ以下に安全に制限されることになる。これは従来技術の安定器１０（図１）とは対称的である。この従来技術の安定器１０では出力接続部２０２，２１０とアース８０との間に生じるソケット固定部間電圧の内の少なくとも１つは一般的な条件下で４３０ボルトＲＭＳを上回る可能性がある。
【００２４】
電圧制限インピーダンス２６０のサイズに関しては、効果的に電圧を制限するため、またソケット固定部間の電圧が約４３０ＶＡＣの制限を上回らないようにするために、インピーダンス２６０はランプソケット（および／または二次コイル２３４）とランプ固定部（すなわちアース８０）との間に存在するいかなる漏れインピーダンスよりも低くなるよう選択されるべきである。他方では、インピーダンス２６０は安定器１０’が（アンダーライターラボラトリーズによって規定された）最大限に許容される漏れ電流に関する適切な安全基準に従うことを保証しなければならない。約２００キロオームのオーダのインピーダンスがこれらの競合する要求を両方とも満たす適切な値（すなわち電圧制限インピーダンス２６０のインピーダンスに関する値）であると考えられる。
【００２５】
したがって安定器１０’はガス放電ランプ、殊に比較的低いワット数のＴ５タイプのガス放電ランプに給電するための経済的な解決手段であり、他方ではソケット固定部間の電圧に関する適切な制限を満たす。
【００２６】
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精神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。例えば、安定器１０’は（図３に示したように）２つのガス放電ランプへの給電に制限されるものではなく、単一のガス放電ランプまたは３つ以上のガス放電ランプへの給電に使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術による、ガス放電ランプに給電するための安定器を示す。
【図２】図１の従来技術による安定器に関する回路モデルを示す。
【図３】本発明の有利な実施形態による、ガス放電ランプに給電するための安定器を示す。
【図４】本発明の有利な実施形態による、図３の安定器に関する回路モデルを示す。
【図１】
0005383077.tif 000002
【図２】
0005383077.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005383077.tif 000005