(57)【要約】【課題】好適な安定器を提供する。【解決手段】整流回路は交流（ＡＣ）電圧を第１の直流（ＤＣ）電圧に変換する。フィルタは、整流された第１のＤＣ電圧をフィルタし、交流（ＡＣ）成分またはリップル電圧を含むフィルタされた第１のＤＣ電圧をフィルタの出力に出力する。バックコンバータは、フィルタされた第１のＤＣ電圧を受け、第２の直流（ＤＣ）バス電圧を生成する。電力制御回路はバックコンバータに結合され、制御電圧信号をバックコンバータに与え、それによってバックコンバータは所定の値の第２のＤＣ電圧を生成する。リップル検出回路は、フィルタの出力に結び付けられフィルタされた第１のＤＣ電圧内のリップル電圧を検出し、そのリップル電圧に基づいて電力制御回路が制御電圧信号を修正し、それによって第２のＤＣ電圧は予め決められたレベルのリップル電圧を含む。【選択図】図１
2009522727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流（ＡＣ）電圧を第１の直流（ＤＣ）電圧に変換する整流回路と、
前記第１のＤＣ電圧をフィルタし、交流（ＡＣ）電圧成分またはリップル電圧を含む前記フィルタされた第１のＤＣ電圧をフィルタ出力で出力するフィルタと、
前記フィルタ出力に作動的に結合され、前記フィルタされた第１のＤＣ電圧を受け、第２の直流（ＤＣ）バス電圧を生成するバックコンバータと、
前記バックコンバータに作動的に結合され、前記バックコンバータに制御電圧信号を与え、それによって前記バックコンバータが所定の値の前記第２のＤＣ電圧を生成する電力制御回路と、
前記フィルタ出力に作動的に結合され、前記フィルタされた第１のＤＣ電圧内のリップル電圧を検出して前記制御電圧信号を修正し、それによって前記第２のＤＣ電圧が予め決められたレベルの前記リップル電圧を含むリップル検出回路とを備える
ランプを作動させるための連続モード電子安定器。
【請求項２】
前記リップル電圧の前記レベルが前記第２のＤＣ電圧の平均振幅の５％より低い請求項１記載の安定器。
【請求項３】
前記第２のＤＣ電圧内の前記リップル電圧の前記レベルが実質上０Ｖに等しい請求項２記載の安定器。
【請求項４】
前記電力制御回路が、
入力電圧ラインに接続された第１の入力と、
セットポイント増幅器が電圧セットポイント信号をセットポイント増幅器出力ラインで前記ライン入力電圧および基準電圧に基づいて生成する、基準電圧を備える第２の入力とを含む
セットポイント増幅器を含む
請求項１記載の安定器。
【請求項５】
前記リップル検出回路が、
前記フィルタ出力に作動的に結び付けられているキャパシタと、
前記キャパシタと直列接続され、前記セットポイント増幅器の出力ラインに作動的に結合されている第１の抵抗器と、
前記第１の抵抗器と並列であり、前記フィルタ出力およびセットポイント増幅器の出力ラインに作動的に結合されている第２の抵抗器であって、前記第１の抵抗器、第２の抵抗器およびキャパシタが協働して前記フィルタされた第１のＤＣ電圧中の前記リップル電圧を検出する第２の抵抗器とを含む
請求項４記載の安定器。
【請求項６】
前記電力制御回路が、
第１の端部が前記セットポイント増幅器出力ラインに作動的に結合され、前記バックコンバータに与えられる修正されたセットポイント電圧信号の割合を決定する抵抗分割器をさらに含む
請求項５記載の安定器。
【請求項７】
前記バックコンバータが、
前記電圧制御信号を受け、ランプ電流を所定のレベルで制御するために前記第２のＤＣ電圧信号を出力するマルチプライヤを含む
バックコンバータコントローラを含む
請求項１記載の安定器。
【請求項８】
前記電力制御回路が、セットポイント増幅器であり、
入力電圧ラインに接続された第１の入力と、
基準電圧を備える第２の入力であって、前記セットポイント増幅器が前記ライン入力電圧および基準電圧に基づいて電圧セットポイント信号を生成し、前記制御電圧信号が前記電圧セットポイント信号に基づいて生成される第２の入力とを含む
セットポイント増幅器と、
前記第２のＤＣ電圧、セットポイント電圧および検出されたリップル電圧を受け、前記セットポイント電圧と前記リップル電圧および前記第２のＤＣ電圧とを比較し、前記比較に基づいて誤差信号を決定し、増幅器出力で前記決定された誤差を表す増幅誤差信号を生成する誤差増幅器とを含む
請求項１記載の安定器。
【請求項９】
前記バックコンバータコントローラが、
前記増幅された誤差信号を前記誤差増幅器の出力ラインを経由して受け、前記受け取った増幅された誤差信号に基づいて前記制御電圧信号を補償する補償ネットワークをさらに含む
請求項８記載の安定器。
【請求項１０】
前記第２のＤＣ電圧が実質的にリップルを含まない請求項８記載の安定器。
【請求項１１】
前記電力制御回路およびリップル検出回路が、前記リップル電圧を検出し、減衰させるために協働し、
前記バックコンバータに作動的に結合され、実質上リップルを含まない前記減衰された第２のＤＣ電圧を受け、前記リップルを含まない第２のＤＣ電圧を前記ランプを駆動するためのＡＣ電圧に変換するインバータ回路をさらに含む
請求項１記載の安定器。
【請求項１２】
交流（ＡＣ）電圧を整流回路出力で第１の直流（ＤＣ）電圧に変換するように構成された整流回路と、
前記整流回路のＤＣ出力に作動的に結合され、前記第１のＤＣ電圧をフィルタし、ＡＣ電圧成分またはリップル電圧を含む前記フィルタされたＤＣ電圧をフィルタの出力で出力するフィルタと、
前記フィルタの出力に作動的に結合され、前記フィルタされた第１のＤＣ電圧を受け、第２の直流（ＤＣ）バス電圧をバックコンバータの出力で生成するバックコンバータと、
前記バックコンバータに作動的に結合され、制御電圧信号を前記バックコンバータに与え、それによって前記バックコンバータが第２のＤＣ電圧および所定の値の電流を生成する電力制御回路と、
前記フィルタの出力に作動的に結合され、前記フィルタされた第１のＤＣ電圧内の前記リップル電圧を検出して前記制御電圧信号を修正し、それによって前記第２のＤＣ電圧が予め決められたレベルのリップル電圧を含むリップル検出回路と、
前記バックコンバータに作動的に結合され、実質上リップルを含まない前記生成された第２のＤＣ電圧を受け、前記第２のＤＣ電圧をランプを駆動させるためのＡＣ電圧に変換するインバータ回路とを備える
ランプを作動させるための連続モード電子安定器。
【請求項１３】
前記リップル電圧の前記レベルが前記第２のＤＣ電圧の平均振幅の５％より低い請求項１２記載の安定器。
【請求項１４】
前記第２のＤＣ電圧内の前記リップル電圧の前記レベルが実質上０Ｖである請求項１３記載の安定器。
【請求項１５】
前記電力制御回路が、
セットポイント増幅器であり、
入力電圧ラインに接続された第１の入力と、
基準電圧を備える第２の入力であって、前記セットポイント増幅器が前記ライン入力電圧および基準電圧に基づいて電圧セットポイント信号をセットポイント増幅器の出力ラインで生成する第２の入力とを含む
セットポイント増幅器を含む
請求項１２記載の安定器。
【請求項１６】
前記リップル検出回路が、
前記フィルタの出力に作動的に結合されているキャパシタと、
前記キャパシタに直列接続され、前記セットポイント増幅器の出力に作動的に結合されている第１の抵抗器と、
前記第１の抵抗器と並列であり、前記フィルタの出力およびセットポイント増幅器の出力に作動的に結合されている第２の抵抗器であって、前記第１の抵抗器、第２の抵抗器およびキャパシタが協働して前記フィルタされた第１のＤＣ電圧内の前記リップル電圧を検出する第２の抵抗器とを含む
請求項１５記載の安定器。
【請求項１７】
前記電力制御回路が、
第１の端部が前記セットポイント増幅器の出力に作動的に結合され、前記バックコンバータに与えられる修正されたセットポイント電圧信号の割合を決定する抵抗分割器をさらに含む
請求項１６記載の安定器。
【請求項１８】
前記バックコンバータが、
前記電圧制御信号を受け、前記第２のＤＣ電圧を出力してランプ電流を所定のレベルに制御するマルチプライヤを含む
バックコンバータコントローラを含む
請求項１２記載の安定器。
【請求項１９】
前記電力制御回路が、
セットポイント増幅器であり、
入力電圧ラインに接続されている第１の入力と、
基準電圧を備える第２の入力であって、前記セットポイント増幅器が前記ライン入力電圧および基準電圧に基づいて電圧セットポイント信号を生成し、前記制御電圧信号が前記電圧セットポイント信号に基づいて生成される、第２の入力とを含む
セットポイント増幅器と、
前記第２のＤＣ電圧、セットポイント電圧および検出されたリップル電圧を入力端子で受け、前記セットポイント電圧を前記リップル電圧および前記第２のＤＣ電圧と比較し、前記比較に基づいて誤差信号を決定し、前記決定された誤差を表す増幅された誤差信号を誤差増幅器の出力ラインで生成する誤差増幅器とを含む
請求項１８記載の安定器。
【請求項２０】
前記バックコンバータが、
前記増幅された誤差信号を前記誤差増幅器の出力ラインを経由して受け、前記受け取った増幅された誤差信号に基づいて前記制御電圧信号を補償する補償ネットワークをさらに含む
請求項１９記載の安定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下記は電子安定器に関する。その具体的用途は、高輝度放電ランプ（ＨＩＤ）に関連しており、具体的にそのランプを参照にして説明する。しかし下記は、その他の蛍光灯および同等物のように電子的に安定化されたランプにも適していることを理解されたい。
【背景技術】
【０００２】
安定器は、放電ランプなどの負荷に電力を供給し、その電流を制御するのに使用される装置である。安定器は、ランプを始動するために高電圧をもたらし、ガスをイオン化してアークを形成するプロセスを開始させる。アークが確立されると安定器は、適切な制御された電流の流れをランプに供給することによってランプが動作し続けることを可能にする。
【０００３】
一般的に低周波の矩形波用安定器は３段階の電力変換プロセスを含む。初めに段階１でＡＣ電源ライン電圧が整流されフィルタされる。中間段階２ではＤＣ電圧がＤＣ電流に変換される。段階３ではＤＣ電流がインバータによってＡＣ電流に変換され、ランプを励磁する共振回路を駆動する。ＡＣ電源入力電圧は、全波ブリッジを通して整流され、キャパシタを通してフィルタされる。フィルタは一般的にエネルギ蓄積用キャパシタを含む。キャパシタは、完全にフィルタするわけではないので出力ＤＣ電圧は、ＡＣ成分またはリップル電圧を含む。低周波の矩形波用安定器は、常に電源ライン電圧のＡＣ成分を排除するわけではない。その結果、ＡＣリップルが安定器出力へ広がり要らざるランプの変調を引き起こす。
【０００４】
ＤＣ電圧のＡＣ成分またはリップルを最小限にするための１つの取組みは、大きなエネルギ貯蔵能力を有する比較的大きなキャパシタンスを使用することである。しかし大きなキャパシタは高価であり安定器内で多くのスペースを占める。さらにこのようなキャパシタは、ＡＣ成分がそのピーク値に近いときに短い期間でのみ充電を継続する。このような短期間に大きな量の電流が引き出され、安定器出力波形に要らざる高調波および高調波歪を引き起こす。
【特許文献１】欧州特許出願公開ＥＰ０２４１２７９Ａ１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本適用例は上述の問題点およびその他を克服する新しい方法および器機を企図している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１態様によりランプを作動させるための連続モード電子安定器が開示されている。整流回路が交流（ＡＣ）電圧を第１の直流（ＤＣ）電圧に変換する。フィルタは、整流された第１のＤＣ電圧をフィルタし、交流（ＡＣ）電圧成分またはリップル電圧を含むフィルタされた第１のＤＣ電圧を出力する。バックコンバータは、フィルタされた第１のＤＣ電圧を受け、第２の直流（ＤＣ）バス電圧を生成する。電力制御回路は、バックコンバータに結び付けられておりバックコンバータに制御電圧信号を与え、それによってバックコンバータが第２のＤＣ電圧および所定の値の電流を生成する。リップル検出回路がフィルタの出力に結び付けられておりフィルタされた第１のＤＣ電圧内のリップルを検出し、それに基づいて電力制御回路は、第２のＤＣ電圧が予め決められたレベルのリップル電圧を含むように制御電圧信号を修正する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１を参照すると、電子安定器１０は、交流（ＡＣ）電圧を直流（ＤＣ）電圧に変換する整流回路１２を含む。整流回路１２は、正電圧端子１６および中立端子１８を介してＡＣ電源１４に結び付けられている。一般的には、ＡＣ電源の電源周波数は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。整流回路１２はＡＣ入力電圧を全波整流電圧に変換する。整流回路１２は、直流（ＤＣ）電圧−直流（ＤＣ）電圧変換器であるバックコンバータ２０に接続されている。１つまたは複数のフィルタキャパシタ２２がバックコンバータ２０の正およびグラウンド入力端子３０、３２の間に接続されている。バックコンバータ２０の正および負の出力端子３４、３６は、インバータ回路４４の入力ライン３８、４０に結び付けられている。インバータ回路４４はＤＣをＡＣに変換する。波高率削減回路４６は、インバータのＤＣバスの電圧変動率の増加を検出し、バックコンバータ２０をある時間シャットダウンして、下記に詳細に説明するようにバックコンバータの出力電流を減少させるためにバックコンバータの正の出力端子３４およびグラウンドに結び付けられている。電力制御回路４８は、バックコンバータの動作を制御するためにバックコンバータの正の入力端子３０およびグラウンドに結び付けられ、かつバックコンバータ２０に流入する電流量を測定する感知抵抗器に結び付けられている。これら２つの信号は一緒になってバックコンバータに流れ込んでいる電力量を確定し、結局ランプに流入する電力の量を調整する。リップル検出回路５０は、バックコンバータの正の入力端子３０およびグラウンドに結び付けられＤＣ電圧内のＡＣ成分を感知する。全波整流器１２ゆえにＡＣ成分は電源ライン周波数の２倍である。電力制御回路４８は感知されたＡＣ電圧を減衰し、それによって下記に詳細に検討するようにリップル電圧が大幅に削減される。短絡保護回路５２は、バックコンバータの正の出力端子３４およびグラウンドに結び付けられており不足電圧を検出し、下記に説明するようにランプ電圧が所定の閾値を下回るときインバータ回路４４をシャットダウンする。インバータ回路４４は、出力回路５６に接続されており、その出力回路は一般的にインダクタおよび巻線を含みランプをパルススタートさせる。出力回路５６は、第１および第２の負荷端子つまり電極５８、６０に接続されＨＩＤランプ、蛍光灯、または電子安定器によって動作させられるその他任意のランプのような負荷６２を駆動する。
【０００８】
図１を継続して参照し、さらに図２を参照するとバックコンバータ２０は、例えばＳＴ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓによって製造されるコントローラ、ＰＮ  Ｌ６５６２のようなバックコンバータコントローラ６４を含む。バックコントローラ６４は、制御可能に導通する第１の、またはバックスイッチ６６をオンおよびオフする。電力がバックコントローラのピン６８に抵抗器７０を介して正の端子３０から供給される。第１のスイッチ６６がオンされると入力電圧が、その第１のスイッチ６６に直列に接続されている第１またはバックインダクタ７４に供給される。電力がバックコンバータの出力端子３４、３６に送られる。第１のインダクタ７４で電流が増加してゆく。第１のまたはバックフリーホイールダイオード７８のカソードおよび第１のインダクタ７４に結ばれている第１のまたはバック充電キャパシタ７６が第１のインダクタ７４を通して充電される。第１のスイッチ６６がオフされると第１のインダクタ７４間の電流方向が逆転する。第１のダイオード７８は順方向バイアス状態になる。第１のインダクタ７４および第１のキャパシタ７６に蓄えられたエネルギがバックコンバータの出力端子３４、３６に送られる。第１のスイッチ６６のデューティサイクルを変化させることによって出力電圧の調整ができる。電力制御回路４８は、感知またはコンバータバス電圧信号ＶＳおよびバックコンバータの入力電流ＩＳに比例する信号を抵抗器８０を介して受ける。電力制御回路４８によって設けられるセットポイントＳＰを下記で検討するように調整することによって、感知電圧信号ＶＳを利用してランプ６２の電力を制御し電力がセットポイントＳＰをたどるようにすることができる。電圧感知信号ＶＳは、電源ライン電圧が変化するときランプに加えられる電力を調整する助けになる。より具体的にはバス電流ＩＳは、抵抗器８０およびキャパシタ８６を有するローパスフィルタ８２に向けられる。ローパスフィルタ８２の出力８８における出力電圧信号ＶＯはバス電流ＩＳの平均を表しランプ６２によってもたらされる実際の出力電力に比例する。
【０００９】
誤差増幅器９０は、出力電圧信号ＶＯを直列接続された抵抗９６，９７を含む抵抗分割器９４を介して誤差増幅器入力端子９２で受け、出力電圧信号ＶＯとセットポイント電圧ＳＰの差を決定する。キャパシタ９８が抵抗器９６、９７と直列に接続されている。ダイオード９９が端子９２とグラウンドの間に接続されている。
【００１０】
セットポイント電圧信号ＳＰは、セットポイント増幅器１００によってセットポイント増幅器出力ライン１０１および抵抗器１０２を介してもたらされる。より具体的にはセットポイント増幅器１００は、電圧信号Ｖｂを入力としてセットポイント増幅器の第１の入力ライン１０４を経由し抵抗器１０６を通して受ける。基準電圧信号ＶＲがセットポイント増幅器の第２の入力ライン１０８を介してセットポイント増幅器１００に与えられる。入力ＤＣ電圧Ｖｂからのフィードバックを利用することによってセットポイント電圧信号ＳＰが実際の入力ライン電圧Ｖｂに従って調整されランプ６２の動作電圧の変動を少なくする。
【００１１】
バックコントローラ６４に対する制御電圧信号ＶＸはセットポイント電圧信号ＳＰから導き出され、直列接続された抵抗器１１８、１１９を含む抵抗分割器１１６からライン１１４を介してバックコントローラのマルチプライヤ１１３の入力部１１２に供給される。
【００１２】
誤差増幅器９０は、誤差増幅器の出力ライン１２０に出力電圧信号ＶＯとセットポイント電圧信号ＳＰの間の確定された差に比例する増幅誤差信号ＶＣを生成する。増幅された誤差信号ＶＣまたは誤差増幅器の出力は、直列に接続された抵抗器１２６、１２８を含む抵抗分割器１２４を介してバックコントローラ６４の反転入力ピン１２２に供給される。増幅誤差信号ＶＣは抵抗器１２６、１２８を介してバックコントローラ６４の補償入力ピン１３０にも供給される。電圧制御ループの安定性を達成し、高い力率を確実にするために補償ネットワーク１３１が反転と補償ピン１２２、１３０の間に配置されている。
【００１３】
バックスイッチ６４の電圧出力１３２はパルス幅変調された信号１ＶＰＷＭを出力する。パルス幅変調された信号は抵抗器１３４を介してバックスイッチ６６に供給される。コンパレータの非反転入力１３６は、バックスイッチ６６に直列接続された抵抗器１３８からＰＷＭ電圧信号ＶＰＷＭを受ける。ＰＷＭ電圧信号ＶＰＷＭは、バックスイッチ６６の導通期間中にバックスイッチ６６および第１のインダクタ７４を通って流れる電流に比例する。電圧信号ＶＰＷＭは、制御電圧信号ＶＸによって決定される内部基準電圧信号と比較される。バックコントローラ６４は、電圧信号ＶＰＷＭが内部基準電圧信号に等しいときバックスイッチ６６をオフさせる。
【００１４】
その結果ＰＷＭ電圧信号ＶＰＷＭは、バックスイッチ６６を通るピーク電流を決定し、そのバックスイッチがインバータ４４にどれだけの電流が供給されるか確定する。
【００１５】
図１を継続して参照し、さらに図３を参照するとバックコンバータ２０によって供給されたＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換し、ＡＣ電流を提供してランプ６２を駆動するためにインバータ４４がバックコンバータ２０の出力端子３４、３６に接続されている。インバータ４４は、例えばＳＴ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓによって製造されるＰＮ  Ｌ６２６９Ａのような第１および第２のドライバ１８０、１８２を含む。各ドライバ１８０、１８２は、第１および第２の低および高い側のバッファ１８８、１９０、１９２、１９４の対応するペアを含む。第１の下側および上側スイッチ１９６、１９８は各々対応する第１の低い、高い側のバッファ１８８、１９０にそれぞれの抵抗器２００、２０２を通して接続されている。第２の下側および上側スイッチ２０４、２０６は各々対応する第２の低い、高い側のバッファ１９２、１９４にそれぞれの抵抗器２０８、２１０を通して接続されている。
【００１６】
各バッファのペアは、補完的な様式で対応する第１の下側および上側スイッチ１９６、１９８、ならびに第２の下側および上側スイッチ２０４、２０６を駆動する。第１および第２の下側および上側スイッチ１９６、１９８、２０４、２０６は、例えばＭＯＳＦＥＴのような制御可能に導通する装置である。第１の下側スイッチ１９６は第１の上側スイッチ１９８に直列接続されており、その上側スイッチは第１の高い側のバッファ１９０に接続されている。第２の下側スイッチ２０４は第２の上側スイッチ２０６に直列接続されており、その上側スイッチは第２の高い側のバッファ１９４に接続されている。第１および第２の下側スイッチ１９６、２０４がオンになると対応する第１および第２の高い側のバッファ１９０、１９４への電力が供給される。第１および第２の下側スイッチ１９６、２０４がオフになると、第１および第２の高い側のバッファ１９０、１９４への電力は、対応する第１および第２の側の充電キャパシタ２２０、２２２を通して供給される。第１および第２の下側スイッチ１９６、２０４ならびに第１および第２の上側スイッチ１９８、２０６は交互にオンになり対応する充電キャパシタ２２０、２２２の電荷を補充する。
【００１７】
第１および第２のドライバ１８０、１８２へのコンバータバス電圧ＶＳは電源ライン抵抗器２２４を介して、端子３４を介して対応する第１および第２の電源ピン２３０，２３２に供給される。抵抗器２２４は、対応する第１および第２の電解貯蔵用キャパシタ２３４，２３６に直列接続されている。抵抗器２２４は、最初の電力をドライバ１８０および１８２に与える。キャパシタ２３４および２３６は端子３４を介し抵抗器２２４およびＤＣバスを介して充電する。第１の電源ピン２３０における電圧がドライバ１８０および１８２の不足電圧ロックアウト電圧を超えているとき、第２のドライバ１８２の発振器は動作を始める。発振器タイミング抵抗器２５０は、第２のドライバ１８２の発振器タイミング抵抗器ピン２５２に接続されている。発振器タイミングキャパシタ２５４は、第２のドライバ１８２の発振器タイミングキャパシタピン２５６に接続される。発振器タイミング抵抗器およびキャパシタ２５０、２５４は協働して第２のドライバ１８２の発振周波数を決定する。抵抗器２５８がキャパシタ２５９と第２のドライバ１８２の発振器出力の間に接続されている。キャパシタ２５９および抵抗器２５８は、ほんの少しの遅れを設け第１のドライバ１８０の低いおよび高い側のバッファ１８８、１９０が同時に導通することを防止しており、したがって第１の下側および上側スイッチ１９６および１９８が同時にオンになることを防いでいる。これが、第１の下側および上側スイッチ１９６および１９８によってＤＣバスがショートされることを防止している。第２のドライバ１８２の発振回路の抵抗器２５０およびキャパシタ２５４が、それによりランプ６２が動作される周波数（約１３０Ｈｚのような、バック段階のスイッチング周波数より大幅に遅い周波数）を設定する。第１および第２のスナバキャパシタ２６０、２６２が対応する第１および第２の下側スイッチ１９６、２０４と並列に接続されておりインバータ４４が無電圧スイッチングで動作することを可能にしている。
【００１８】
第１のインダクタ２６４は第２のインダクタ２６５に相互に結び付けられている。第１のインダクタ２６４は第１の上側スイッチ１９８および第１の出力ランプ端子５８に接続されている。第２のインダクタ２６５は、第１の上側スイッチ１９８と、直列接続された出力回路抵抗器２６６、素子２７２およびキャパシタ２７４を経由して第２の上側スイッチ２０６に接続されている。第２の上側スイッチ２０６は、第２の出力ランプ端子６０に直列接続されている。出力回路抵抗２６８および直列接続された出力回路ダイオード２７０が並列で第１および第２のインダクタ２６４、２６５に接続されている。キャパシタ２７６が並列でランプ出力５８、６０に接続されている。出力回路５６の素子が協働してランプ６２を点火し、初期予熱電流およびランプが通常動作する間の所定交流電圧を与える。インダクタ２６４は、前のバック段階から生成された高周波リップル電流も減衰させる。
【００１９】
図１および３を継続して参照し、さらに図４を参照すると、短絡保護回路５２がバックコンバータ２０とインバータ４４の間に接続されコンバータバス電圧ＶＳを検出し、低電圧状態、例えば約２０Ｖが検出されるときインバータ４４をシャットダウンする。簡単のために第１のドライバ１８２のみが図示されているが、短絡保護回路５２は、第１および第２のドライバ１８２、１８４を同様の方式で制御することが企図されている。点火直後でランプ６２が冷状態にあるときランプ６２は低インピーダンスを特徴とする。この状態ではランプ６２は事実上短絡状態にあり、例えばランプ端子５８、６０間の電圧は約２０Ｖである可能性がある。一般的には、インバータ４４は、ランプ６２が点火する前に動作を開始し、例えばインバータの出力端子は点火に先立って開いている。ランプが点火するときランプのインピーダンスは急速にその定常状態の値の約５％に降下する。一般的に低出力電圧モードの間は、短絡保護回路の始動は望ましくない。ガス温度はフルアークモードで増加するのでランプ電圧は定常状態に達するまで増加する。例えば安定器の取り付けプロセスを誤った結果インバータ４４の出力が短絡すると、第１および第２の下側および上側スイッチ１９６、１９８、２０４、２０６が過熱することもあり、バックコンバータ２０の第１のスイッチ６６に熱的なストレスを加える。短絡保護回路５２は、不足電圧、例えば２０Ｖより低い例えば電圧を検出し、インバータ４４をシャットダウンし、したがってスイッチ６６、１９６、１９８、２０４、２０６を過熱させる短絡に陥ることを回避する。インバータは、ドライバ１８０および１８２の電源電圧ピン２３０、２３２を短絡することによりシャットダウンされる。
【００２０】
より具体的には短絡保護回路５２は第１および第２のラッチトランジスタ２８２、２８４を含むラッチ２８０を含む。ラッチ２８０は、ラッチ２８０に電源ライン抵抗器２２４を経由して供給されるコンバータのバス電圧ＶＳを感知する。
【００２１】
ランプが通常動作をしている間、第１および第２のドライバ１８０、１８２は、下側および上側スイッチ１９６、１９８、２０４、２０６を駆動する。コンバータのバス電圧ＶＳが１５Ｖまたは２０Ｖのような所定の閾値より下降した場合第１のラッチトランジスタ２８２のベース２８６から電流が引き出される。第２のトランジスタ２８４のコレクタ２８７は第１のトランジスタ２８２のベース２８６に接続されている。第２のトランジスタ２８４のベース２８８は、第１のトランジスタ２８２のコレクタ２８９に接続されている。第１のトランジスタのベース２８６から電流が引き出されるとき、第２のトランジスタのベース２８８からも電流が引き出される。ラッチ２８０がトリガされる。例えば、第１および第２のラッチトランジスタ２８２、２８４が再生プロセスを介してオンされる。
【００２２】
第１および第２のラッチトランジスタ２８２、２８４は、導通状態のとき第１および第２の蓄積キャパシタ２３４、２３６のエネルギを放出し第１および第２のドライバ１８０、１８２の不足電圧ロックアウト回路を関与させ、したがってインバータ４４を遮断する。蓄積キャパシタ２３４，２３６が約１または２Ｖにまでほぼ完全に放電されるとラッチ２８０が開く。インバータが遮断されつつあるので、この時点でコンバータバス電圧ＶＳは高電圧にあり蓄積キャパシタ２３４、２３６は電源ラインの抵抗器２２４を介して充電しつつある。蓄積キャパシタ２３４、２３６が、第１および第２のドライバ１８０、１８２が始動される電圧、約８〜９Ｖまで充電するとドライバ１８２、１８４がオンされスイッチ１９６、１９８、２０４、２０６を作動させ始め、それによりコンバータバス電圧ＶＳを出力短絡回路または低インピーダンスに放電させ、コンバータバス電圧ＶＳを１５Ｖまたは２０Ｖより低くさせる。ラッチングプロセスが反復し、インバータ４４をシャットオフし、スイッチ６６、１９６、１９８、２０４、２０６を保護する。このプロセスのデューティサイクルは、基本的に、電源ライン抵抗器２２４を介して蓄積キャパシタ２３４、２３６を充電するのにどの位かかるのかによって決定される。１実施形態では、短絡保護回路５２は非常に短いデューティサイクルを有する。このような回路ではこの条件の下でのインバータのオン時間は、プロセスの周期に比べ非常に短い。短絡が除去されるとインバータは再スタートする。点火、予熱およびランプ電力の定常状態制御が回復する。
【００２３】
第２のトランジスタのベース２８８とグラウンドの間に接続されている抵抗器２９０がラッチ２８０をトリップする電流レベルを決める。キャパシタ２９２、２９４は、低域フィルタとして動作することによって誤トリガを排除する助けをする。抵抗器２９６は、蓄積キャパシタ２３４、２３６に直列接続されておりラッチ２８０への電流を制限する。１実施形態ではダイオード２９８が蓄積キャパシタ２３４，２３６と並列に接続され第１のラッチトランジスタ２８２のベース−エミッタ接合の破損を防止している。
【００２４】
再度図２を参照すると、波高率削減回路４６はコンバータバスの電圧変化の割合を検出している。より具体的には、インバータの移行間隔中に感知電圧ＶＳが増加するときに、バックコンバータの正の端子３４に結び付けられているキャパシタ３００にパルスが加えられる。トランジスタ３０２のベースに結び付けられているキャパシタ３００はトランジスタ３０２をオンさせる。トランジスタ３０２は、制御電圧信号ＶＸをバックコンバータコントローラのピン１１２において抵抗３０４を介して殆どゼロボルトに脈動させ、したがって電圧が大幅に立ち上がるまでバックコントローラ２０に対する電圧セットポイントを無効にする。バックコンバータ２０の出力において正に向かう過渡事象が起こらなければ、つまりコンバータバス電圧ＶＳが正に向かう過渡的動きをしなければトランジスタ３０２はオンしない。コンバータバス電圧ＶＳはそのままであり、したがってバックコントローラ２０に正確な出力電流を達成するための所要のセットポイント電圧を与える。抵抗器３０６、３０８はキャパシタ３００とトランジスタ３０２のベースの間に直列接続されている。ダイオード３１０は抵抗器３０６およびトランジスタ３０２のエミッタに結び付けられている。トランジスタ３０２のコレクタは誤差増幅器９０の電力出力３１２に接続されている。
【００２５】
このように、制御電圧信号ＶＸをインバータ４４の移行期間中にバックコンバータコントローラピン１１２で無効にするまたは変調することが、バス電圧が上昇する前にバックコンバータ２０の出力電流を無効にし、したがってインバータの移行が終わるまでインバータ４４に与えられる電流を少なくしている。例えば電圧が大幅に変化する前に高い率の電圧変化が検出される。これがバックコンバータ出力電圧のオーバーシュートを大きく減少させ、したがってランプ電流の波高率を約１．０から約１．５に大幅に減少させる。
【００２６】
リップル検出回路５０は、変換されたＤＣ電圧内のＡＣ成分を測定する。上記に説明したように、セットポイント増幅器１００は、入力電圧信号Ｖｂを受け、与えられた基準電圧ＶＲと共にバックコンバータ２０に対する電圧セットポイントＳＰを決め、その結果としてＤＣバスからどれ程の電力を引き出すかを決める。リップル検出回路５０はキャパシタ４０２に直列接続された抵抗器４００を含む。抵抗器４０４は抵抗器４００およびキャパシタ４０２と並列に接続されている。抵抗器１０２は抵抗器４００およびキャパシタ４０２と直列接続されている。抵抗器１０２、４００、４０４、キャパシタ４０２およびセットポイント増幅器１００は、協働して入力ＤＣ電圧Ｖｂ内のＡＣ成分を測定し、バックコンバータコントローラのピン１１２において制御電圧信号ＶＸを介してバックコンバータコントローラ６４を変調し、それによってＤＣ電圧のＡＣ成分を排除するための変調の正確なレベルおよび位相がバックコンバータコントローラ６４に与えられる。このようにＡＣ成分が測定され、減衰される。
【００２７】
適用例が好ましい実施形態を参照して説明されてきた。前述の詳細説明を読み理解した上では改変形態および変更形態が他の人の心に浮かぶであろうことは明らかである。適用例はこれらの改変形態および変更形態をすべて含むと解釈するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】安定器の概略図である。
【図２】安定器の一詳細部分の概略図である。
【図３】安定器の他の詳細部分の概略図である。
【図４】安定器の他の詳細部分の概略図である。
【符号の説明】
【００２９】
１２    整流回路
２０    バックコンバータ
４４    インバータ回路
４６    波高率削減回路
４８    電力制御回路
５０    リップル検出回路
５２    短絡保護回路
５６    出力回路
６２    ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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