(57)【要約】  本発明は、ガス放電ランプを駆動する方法に関し、前記方法に従ってガス放電ランプを駆動するランプ駆動回路に関する。前記方法は、前記ガス放電ランプに電流を供給するステップと、前記ガス放電ランプに供給される前記電流の方向を反転させるステップと、ほぼ同時に、相対的に高い電圧を生成するステップとを有する。生成される前記高い電圧は、前記ガス放電ランプの目に見えるちらつき又は前記ガス放電ランプの消灯をもたらし得る前記ガス放電ランプの再点火の連続を防止するのに役立つ。
2009521085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス放電ランプを駆動する方法であって、前記方法が、
−前記ガス放電ランプに電流を供給し、それによって、前記ガス放電ランプの動作電圧を生成するステップと、
−前記ランプに供給される前記電流の方向を反転させるステップと、
−前記電流を反転させる前記ステップとほぼ同時に前記動作電圧より高い反転電圧を前記ガス放電ランプに印加するステップとを有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記反転電圧が、前記動作電圧の約２倍である方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法であって、前記方法が、前記反転電圧を共振回路によって生成するステップを有する方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の方法であって、前記ランプに供給される前記電流がほぼゼロであるときに、前記ランプの最大付加電圧が生じる方法。
【請求項５】
ガス放電ランプを駆動するランプ駆動回路であって、前記駆動回路が、
−前記ガス放電ランプに電流を供給するための電流源と、
−前記電流源に動作可能なように接続される転流回路であって、前記ガス放電ランプに供給される前記電流の方向を反転させるための転流回路と、
−前記ガス放電ランプに接続可能な点火回路であって、前記ガス放電ランプを点火するのに適した点火電圧を生成するための点火回路と、
−前記電流の方向の反転とほぼ同時に前記ガス放電ランプに印加されるべき、動作電圧より高い反転電圧を生成するための反転電圧生成回路とを有するランプ駆動回路。
【請求項６】
請求項５に記載のランプ駆動回路であって、前記反転電圧生成回路が、前記電流源の出力部に接続される共振回路であるランプ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス放電ランプを駆動する方法及び回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス放電ランプ、例えば自動車用キセノンランプを駆動する既知の方法においては、ガス放電ランプに交流が供給される。例えば、約４００Ｈｚの周波数の方形波電流がランプ駆動回路において生成される。ランプ駆動回路は、直流電源と、直流を交流に変換するための転流回路(commutation circuit)とを有し得る。更に、ランプを点火(iginite)するための点火回路が設けられ得る。点火回路は、ランプを点火するための所望の電圧パルスを供給するためにパルス変成器を有し得る。
【０００３】
駆動回路と、点火回路と、ガス放電ランプとを有する既知のシステムにおいては、電流の方向の反転のほぼ直後に、詳細には、ランプへの電流がゼロ電流を通過した直後に、電流の相対的に短い中断が生じることが観察された。 
【０００４】
既知のランプ駆動回路においては、電流反転後、ランプ駆動回路によって出力される電圧は、動作電圧、即ち、安定動作中のランプの電圧とほぼ等しい。ランプ駆動回路の動作電圧と、ランプの実際のランプ電圧との間の差は相対的に小さい。この相対的に小さい電圧差、及び駆動回路とランプとの間の点火回路のインダクタンスのために、電流変化、詳細には、電流がゼロ電流レベルを通過した後の電流変化は、ゆっくりである。電流のゆっくりとした変化、即ち、増加のため、電流の中断が生じる。通常、前記中断は、人の目には見えないかもしれないが、場合によっては、前記中断は、ランプの目に見えるちらつきをもたらす。それどころか、ランプが消えるかもしれない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、電流中断が少なくとも部分的に取り除かれる、ガス放電ランプを駆動する方法及び回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的は、ガス放電ランプを駆動する方法であって、前記方法が、前記ガス放電ランプに電流を供給し、それによって、前記ガス放電ランプの動作電圧を生成するステップと、前記ランプに供給される前記電流の方向を反転させるステップと、前記電流を反転させる前記ステップとほぼ同時に前記動作電圧より高い反転電圧を前記ガス放電ランプに印加するステップとを有する方法で達成される。
【０００７】
前記動作電圧よりかなり高い電圧レベルを持つ反転電圧を印加することによって、前記ランプ駆動電圧と、前記ランプ電圧との間の電圧差は増大させられる。前記電圧差の増大は、前記電流がゼロ電流レベルを通過した後の電流の増加の高速化を可能にする。更に、より高い再点火電圧(re-ignition voltage)が、点火回路に印加され、従って、前記ガス放電ランプに印加される。有利には、ランプ電流がゼロレベルを横切るときに、最大電圧レベルが供給される。その結果、前記電流中断は、生じない、又は少なくとも、ガス放電ランプのちらつき及び／若しくは消灯(extinction)をもたらさないよう減らされる。
【０００８】
本発明の実施例においては、前記反転電圧は、前記動作電圧の約２倍である。
【０００９】
実施例においては、本発明による方法は、前記反転電圧を共振回路によって生成するステップを有する。
【００１０】
本発明の別の態様においては、ガス放電ランプを駆動するランプ駆動回路であって、前記ランプ駆動回路が、前記ガス放電ランプに電流を供給するための電流源と、前記電流源に動作可能なように接続される転流回路であって、前記ガス放電ランプに供給される前記電流の方向を反転させるための転流回路と、前記ガス放電ランプに接続可能な点火回路であって、前記ガス放電ランプを点火するのに適した点火電圧を生成するための点火回路と、前記電流の方向の反転とほぼ同時に前記ガス放電ランプに印加されるべき反転電圧を生成するための反転電圧生成回路とを有するランプ駆動回路が提供される。
【００１１】
実施例においては、前記反転電圧生成回路は、前記電流源の出力部に接続される共振回路である。適切な共振回路は、前記共振回路に供給される電圧、即ち、前記電流源によって供給される電圧の瞬時の極性遷移に応じて相対的に高い電圧を生成するよう設計され、構成される。従来技術において、例えば米国特許番号第6,124,682号から、高周波点火電流（又は電圧）に応じて高い点火電圧を供給するために、電流源の出力部に結合される付加的な共振回路を設けることは、既知であることに注意されたい。安定動作中には、即ち、点火後には、より低い周波数を持つ動作電流が用いられる。しかしながら、このような共振回路は、適さない、即ち、前記より低い周波数での通常動作中に、電流の方向の反転と同時に適切な高電圧を生成するよう設計されておらず、構成されていない。
【００１２】
下記の実施例を参照して、本発明のこれら及び他の態様を説明し、明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、ランプ駆動電圧１、ランプ電圧２及びランプ電流３（縦軸）のグラフを時間ｔ（横軸）の関数として図示している。ランプ駆動電圧１、ランプ電圧２及びランプ電流３は、ガス放電ランプ、詳細には、自動車用キセノンランプに結合された従来技術のランプ駆動回路において測定された。 
【００１４】
安定動作期間ｔ０−ｔ１中、ランプ駆動電圧１は、負の動作電圧レベル−Ｖｏｐにある。ランプ電圧２は、ランプ駆動電圧１とほぼ等しい。ランプ電流３は、安定動作電流レベル−Ｉｏｐにある。 
【００１５】
時間ｔ１において、ランプ駆動電圧１は、ほぼ瞬時に、負の動作電圧レベル−Ｖｏｐから正の動作電圧レベルＶｏｐへ変えられる。その結果、ランプ電圧２及びランプ電流３も変わり始めるが、回路のインピーダンスのために、ランプ電圧２及びランプ電流３は徐々に変わる。期間ｔ１−ｔ２中、（絶対）ランプ電圧２及び（絶対）ランプ電流３は、ゼロレベルまで減少し、時間ｔ２後、ランプ電圧２及びランプ電流３は、逆方向に、再び増加し始める。 
【００１６】
示されているランプ電流３のグラフから明らかなように、ゼロ電流において、ランプ電流３の増加は非常にゆっくりである。このゆっくりとした増加は、ランプ駆動電圧１とランプ電圧２との間の差であって、電流増加の原動力である差が相対的に小さいことに起因する。期間ｔ２−ｔ３中には、低い電流レベルのため、ランプの再点火が多数回行われる。時間ｔ３において、ランプ電流３は、ランプが安定的に点火されるような電流レベルに達し、ランプ電流３は、再び、徐々に増加し得る。
【００１７】
図２は、ランプ駆動電圧１１、ランプ電圧１２及びランプ電流１３（縦軸）のグラフを時間ｔ（横軸）の関数として示している。ランプ駆動電圧１１、ランプ電圧１２及びランプ電流１３は、ガス放電ランプ、詳細には、自動車用キセノンランプに結合された本発明によるランプ駆動回路において測定された。 
【００１８】
安定動作期間ｔ０−ｔ１中、ランプ駆動電圧１１は、負の動作電圧レベル−Ｖｏｐにある。ランプ電圧１２は、ランプ駆動電圧１１とほぼ等しい。ランプ電流１３は、安定動作電流レベル−Ｉｏｐにある。 
【００１９】
時間ｔ１において、ランプ駆動電圧１１は、負の動作電圧レベル−Ｖｏｐから正の反転電圧レベルＶｒｅｖへ変えられ、最終的に、ランプ駆動電圧１１は、正の動作電圧レベルＶｏｐに変わる。その結果、ランプ電圧１２及びランプ電流１３も変わり始めるが、回路のインピーダンスのために、ランプ電圧１２及びランプ電流１３は徐々に変わる。期間ｔ１−ｔ２中、（絶対）ランプ電圧１２及び（絶対）ランプ電流１３は、ゼロまで減少し、時間ｔ２後、ランプ電圧１２及びランプ電流１３は、逆方向に、再び増加し始める。 
【００２０】
ランプ駆動電圧１１の変更は、時間ｔ２に反転電圧レベルＶｒｅｖに達するよう設定される。従って、時間ｔ２において、ランプ電圧１２とランプ駆動電圧１１との間の差は最大になる。前記差が時間ｔ２後の電流増加の原動力であることから、ランプ電流１３は、図１に示されているような電流増加と比べて速く増加する。ランプ電流１３のゼロ交差時のランプ電流１３の速い増加により、ランプは、速やかに再点火し、少なくとも、図１に示され、図１に関して記載されているような多数回の再点火を防止するが、期間ｔ２−ｔ３中のランプ電流１３のリップルから明らかであるように、多少の再点火は依然として行われ得る。 
【００２１】
図２に示されているような、負の電圧レベルから正の電圧レベルへの変更後のランプ駆動電圧１１は、図３に示されているような、従来技術のランプ駆動回路に付加される共振回路によって生成される。ランプ駆動回路２０は、交流電源２２と、反転電圧生成回路２４と、点火回路２６とを有し、ガス放電ランプ２８に結合される。交流電源２２は、従来技術の電流源又は任意の他の適切な種類の電流源であってもよい。例えば、交流電源２２は、直流電源と、多数の、適切なトランジスタなどの電子スイッチのハーフブリッジ又はフルブリッジ構成の転流回路とを有する。点火回路２６もまた、従来技術の点火回路又は任意の他の適切な種類の点火回路であってもよく、例えば、ガス放電ランプ２８を点火するために高電圧パルスを生成する電圧パルスイグナイタであってもよい。反転電圧生成回路２４は、交流電源２２によって出力されるランプ駆動電圧が負のレベルから正のレベルへ、又は正のレベルから負のレベルへ転じるときに、相対的に高い電圧を生成するよう設計され、構成される。 
【００２２】
実施例においては、反転電圧生成回路２４は、例えば、１つ以上の静電容量素子、１つ以上のインダクタンス素子及び／又は１つ以上の他の電子素子を有する、共振回路である。共振回路２４は、ランプ駆動電圧の急激な電圧変化に応じて、高い電圧、即ち、反転電圧を生成する。適切な共振回路２４によって生成される反転電圧レベルは、例えば、図２に示されているように、動作電圧レベルの２倍であり得る。動作電圧レベルにおいて、ガス放電ランプ２８は、安定的に動作し得る。共振回路を設計する当業者は、交流電源２２における急激な電圧変化と同時に、所望の、適切な電圧レベルが生成されるような共振回路２４を設計する方法を理解し、前記共振回路２４を設計することが出来ることに注意されたい。
【００２３】
図１及び２、並びにそれらの各々の上記の説明においては、反転電圧が、従来技術のランプ駆動回路に付加される共振回路によって生成されてもよいことが示されており、記載されている。このような共振回路は本発明の単なる実施例に過ぎないことに注意されたい。このような実施例は、簡素であり、費用対効果が高く、例えば、従来技術のランプ駆動回路に容易に組み込まれ得る。他の実施例は、例えば、交流電源の出力端子における電圧変化に応じて付加的な電圧を供給する付加的な電圧源を有してもよい。更に、実施例においては、まだ行われる少数回の再点火を防止するために、図２に示されているような反転電圧レベル到達後のランプ駆動電圧の振動が取り除かれてもよい。この少数回の再点火は、期間ｔ２−ｔ３（図２）中のランプ電流（図２、参照符号１３）のリップルによって図示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来技術のランプ駆動回路の電圧及び電流のグラフを時間の関数として図示する。
【図２】本発明によるランプ駆動回路の電圧及び電流のグラフを時間の関数として図示する。
【図３】本発明によるランプ駆動回路の実施例を図示する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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