(57)【要約】  本発明は、動作周波数を有する交流電圧の形で高圧放電ランプ（Ｌｐ）にランプ電力を供給する回路装置に関する。同詐取端数は広範な限界内で周波数変調されている。動作周波数の時間的な経過は、より高い周波数においてはより多くのエネルギがランプに供給されるように選定されている。これによりランプ内に音響的な共振が励起される危険が低減される。結合回路網（Ｌ１，Ｃ２，Ｃ３）の周波数応答による振幅変調が動作周波数の時間的な経過によって補償される。
2009518818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電ランプ（Ｌｐ）にランプ電力を供給する回路装置であって、
実質的に最小周波数と最大周波数との間の周波数領域において周波数変調されている動作周波数を有する交流電流であるランプ電流（ＩＬ）を前記高圧放電ランプに供給するインバータ（Ｔ１，Ｔ２）を備え、
一方では、最小周波数と最大周波数の和の２分の１に等しい限界平均値が規定されており、
他方では、動作周波数に関してランプ作動時にスイープされる周波数値の時間的な平均値に等しい算術的な平均値が規定されている型式の回路装置において、
前記限界平均値は前記算術的な平均値よりも小さいことを特徴とする、回路装置。
【請求項２】
前記インバータ（Ｔ１，Ｔ２）と前記ランプ（Ｌｐ）との間に接続されており、且つ前記ランプ電流（ＩＬ）の振幅と前記動作周波数との関係を表す伝達関数を有する結合回路網（Ｌ１，Ｃ２，Ｃ３）を備え、前記動作周波数の時間的な経過は、作動するランプ（Ｌｐ）の電力の出力スペクトル（ＰＬ）が等分分配されているように選定されているか、周波数と共に単調に上昇するように選定されている、請求項１記載の回路装置。
【請求項３】
前記動作周波数の周波数変調を１Ｈｚより大きい変調周波数を用いて周期的に行う、請求項１または２記載の回路装置。
【請求項４】
前記動作周波数はそれぞれの停滞時間にわたり離散的な周波数値のみを取る、請求項１から３までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項５】
前記限界平均値を上回る周波数値に関する平均的な停滞時間は、前記限界平均値を下回る周波数値に関する平均的な停滞時間よりも長い、請求項４記載の回路装置。
【請求項６】
前記限界平均値を上回る周波数値に関する２つの隣接する離散的な周波数値間の差は、前記限界平均値を下回る周波数値に関する２つの離散的な周波数値間の差よりも小さい、請求項４または５記載の回路装置。
【請求項７】
離散的な周波数値を有する前記動作周波数を形成する発振器を有し、
前記発振器にそれぞれ離散的な周波数値を設定する制御装置を有し、
前記離散的な周波数値および対応する停滞時間が記憶されている記憶装置を有し、前記の離散的な周波数値および対応する停滞時間が前記制御装置によって読み出される、請求項４から６までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項８】
離散的な周波数値を有する前記動作周波数を形成する発振器を有し、
前記発振器にそれぞれ離散的な周波数値を設定する制御装置を有し、
前記離散的な周波数値が記憶されている記憶装置を有し、前記の離散的な周波数値が前記制御装置によって読み出され、
前記ランプ電流の振幅を前記制御装置に供給する測定装置を有し、
前記制御装置は振幅の減少と共に長くなる停滞時間を選択するよう設計されている、請求項４から６までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項９】
前記インバータに給電電圧（Ｕｓ）を供給し、
前記給電電圧（Ｕｓ）は高圧放電ランプ（Ｌｐ）を作動させるためにエネルギを電源電圧から取り出し、
前記給電電圧（Ｕｓ）はランプの作動時に最大値および最小値を有し、
前記最大値と前記最小値の差は少なくとも５０Ｖである、請求項１から８までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項１０】
前記給電電圧（Ｕｓ）の時間的な経過と前記動作周波数の時間的な経過は、前記動作周波数が最大値を取るときに前記給電電圧（Ｕｓ）も最大値を取るように同期されている、請求項７記載の回路装置。
【請求項１１】
前記最大周波数と前記最小周波数の差は少なくとも１０ｋＨｚである、請求項１から１０までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項１２】
前記インバータはハーブブリッジインバータである、請求項１から１１までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項１３】
前記インバータは位相制御型のフルブリッジインバータである、請求項１から１２までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項１４】
高圧放電ランプ（Ｌｐ）を作動させる作動装置において、
請求項１から１３までのいずれか１項記載の回路装置を包含することを特徴とする、作動装置。
【請求項１５】
高圧放電ランプ（Ｌｐ）の作動方法において、
記憶装置から周波数値および所属の停滞時間を読み出すステップと、
最後に読み出した周波数値に対応する値の動作周波数を有する交流電流を高圧放電ランプ（Ｌｐ）に供給するステップと、
前記最後に読み出した周波数値を最後に読み出した停滞時間にわたり維持するステップと、
記憶装置から次の周波数値および所属の停滞時間を読み出すステップとを有し、
前記の４つのステップを繰り返し、
生じた最大周波数と最小周波数値の和の２分の１が、記憶装置から読み出され、所属の停滞時間により重み付けされた周波数値の平均値よりも小さいように、前記周波数値および所属の停滞時間を選定することを特徴とする、高圧放電ランプ（Ｌｐ）の作動方法。
【請求項１６】
作動するランプ（Ｌｐ）の電力の出力スペクトル（ＰＬ）が等分分配されているように、または周波数と共に単調に上昇するように周波数値および停滞時間を選定する、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
周波数値の停滞時間を１．２〜５の範囲にある係数だけ延長するステップと、
ランプ電流（ＩＬ）またはランプ電圧またはランプの光電流の変動を検査ステップと、
前記変動が所定の限界値を超える場合には、延長した前記停滞時間を本来の値の８０％を下回る値に戻すステップと、
前記変動が所定の限界値を超えていない場合には、延長した前記停滞時間を本来の値に対応する値に戻すステップと、
前記動作周波数を取る別の周波数値に対して前述のステップを実施する、請求項１５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、高圧放電ランプを作動させるための回路装置に関する。高圧放電ランプを以下では単にランプとも記す。さらに本発明は、この種のランプを作動させるための方法に関する。殊に本発明は、このランプの作動時に発生する可能性がある音響的な共振の回避に関する。
【０００２】
従来技術
音響的な共振は高圧放電ランプの作動時における周知の問題である。これらの共振はランプの幾何学および圧力に依存して５ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの周波数領域において発生じ、またアークを不安定にする可能性があり、それどころか共振が顕著な場合にはランプを損傷させる可能性がある。したがって前述の周波数領域にある周波数を有する交流電流でのランプの作動は必ずしも信頼性が高いわけではない。
【０００３】
したがって市場ではいわゆる矩形波モードでランプを作動させる作動装置が普及している。もっとも矩形波モードは高い回路コストが要求されるので、音響的な共振の危険があるにもかかわらずランプをいわゆる高周波モードで作動させることが試みられている。上述の周波数領域においては作動装置を殊に廉価に実現することができるので、この高周波モードではランプにこの周波数領域の交流電流が供給される。
【０００４】
刊行物US 2003/0111968A1 (Trestman)には、周波数変調されている動作周波数でランプを作動させる作動装置が記載されている。
【０００５】
変調の目的は、ランプが共振点を有している周波数ではランプ電流が共振を生じさせないように短時間しかランプに影響を及ぼさないようにすることである。
【０００６】
上述の従来技術では動作周波数が中心周波数を中心とした５０ｋＨｚの範囲において変調される。変調は給電電圧の残留リプルによって制御される。上述の刊行物においては一定の給電電圧が論じられており、この給電電圧はそれ自体が、給電される電源電圧に起因する例えば６Ｖｅｆｆの不所望な残留リプルを有している。残留リプルは整流に基づき６０Ｈｚの電源周波数では１２０Ｈｚを有する。したがってランプ電流は１２０Ｈｚの変調周波数で変調されている動作周波数を有する。
【０００７】
上述した従来技術の欠点は、ランプが弱い共振のみを有している周波数領域が選択されない場合には、動作周波数が変調されているにもかかわらず妨害的な共振現象が発生することである。また変調によってカバーされる動作周波数領域は作動させるべきランプの大きい主共振が生じる周波数領域を避けている。したがって従来技術においては、動作周波数が推移する周波数領域は作動すべきランプに適合されなければならない。従来技術においては、同等の性能データを有する２つのランプが同一の周波数領域において作動できることは保証されていない。
【０００８】
発明の説明
本発明の課題は、作動すべきランプが大きい音響的な共振を有する周波数領域を動作周波数がカバーする場合であってもランプのちらつきの無い動作が実現されるように、変調された動作周波数を用いて高圧放電ランプを作動させるための回路装置をさらに発展させることである。
【０００９】
この課題は、実質的に最小周波数と最大周波数との間の周波数領域において周波数変調されている動作周波数を有する交流電流であるランプ電流を高圧放電ランプに供給するインバータを備えた回路装置によって解決される。これによって一方では最小周波数と最大周波数の和の２分の１に等しい限界平均値が規定され、他方では動作周波数に関してランプの作動時にスイープされる周波数値の時間的な平均値に等しい算術的な平均値が規定される。前述の回路装置では限界平均値が算術的な平均値よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、周波数が高くなるにつれランプの共振点が一般的に明瞭でなくなるという認識を基礎とする。すなわち低い周波数においてはランプに多くのエネルギを供給すると大きい共振が生じる可能性があるので危険である。これに対し高い周波数においては共振がそれほど顕著でないのでランプにより多くのエネルギを供給することができる。以下論じる本発明による教示はこの認識を基礎とする。例えばEP 1 519 637 A2 (Butler)に記載されているような線形の変調においては動作周波数が時間と共に上昇する。この場合、動作周波数の算術的な平均値は動作周波数が取る最小周波数と最大周波数とから形成される平均値と同じ値を有する（限界平均値）。いずれの周波数値も好適ではない。ランプへのエネルギ供給は動作周波数が取る全ての周波数値において等しい。
【００１１】
刊行物US 2003/0111968A1 (Trestman)において変調は正弦波状である。したがってランプへのエネルギ供給はもはや全ての周波数値において等しくない。最大周波数近くの周波数値および最小周波数近くの周波数値が好適である。それにもかかわらず、動作周波数の算術的な平均値と限界平均値は等しい。
【００１２】
本発明による回路装置においては、動作周波数の算術的な平均値は限界平均値よりも高い。これにより、ランプへのエネルギ供給が有利にはより高い周波数値において行われることになる。低い周波数値においては比較的僅かなエネルギがランプに供給されるので、これによりその周波数値において優勢的な共振点は僅かにしか励起されない。この関係において「僅かにしか励起されない」とは、共振振動によって吸収されるエネルギが放電容器においてプラズマまたはガスを運ぶためには十分でないことを意味する。これによりアークの不安定性、したがってちらつきの現象が回避される。比較的高い周波数値とは限界平均値を上回る周波数値を表す。相応に低い周波数値とは限界平均値を下回る。
【００１３】
限界平均値を決定するために、上述の定義に従い平均値が最大周波数および最小周波数から形成される。最大周波数とは、動作周波数が周波数変調によりランプの作動中に取る最大周波数値である。動作周波数が例えば点弧中に取る周波数値は考慮されない。動作周波数の単なる揺らぎを表す周波数値も考慮されない。その種の周波数値においてランプに供給されるエネルギは取るに足らない量である。典型的には周波数変調が１０ミリ秒の範囲の周波数持続時間で周期的に行われる。１０ミリ秒よりも短い周期持続時間の間に取られる周波数値は揺らぎと見なされる。ランプ電力の出力スペクトルは典型的には矩形であり、矩形のプラトーは周波数の上昇と共に大きくなるランプであってもよい。矩形を規定する周波数値は最小周波数および最大周波数を表す。揺らぎを表す周波数値は矩形の外にあり、またプラトーの値を実質的に下回る振幅を有する。
【００１４】
本発明の１つの態様によれば、本発明による回路装置を用いる廉価な作動装置が提供される。本発明による思想をマイクロコントローラによっても実現することができるので、従来技術を基礎とする煩雑な回路変更は必要ない。むしろ、本発明を用いて安定したランプ動作を達成するためには、マイクロコントローラにおけるソフトウェアを変更すれば十分である。さらには、本発明による作動装置は種々の共振点でランプを作動させることもできる。
【００１５】
一般的に、インバータとランプとの間には結合回路網が接続されており、この結合回路網はランプ電流の振幅と動作周波数との関係を表す伝達関数を有する。結合回路網は一般的にローパス特性を有する。すなわち低い周波数においては高い周波数のときよりも多くのエネルギが供給される。これによって大きい共振が生じる周波数がより少なく減衰される。この効果は、動作周波数が変調される周波数帯域が広くなればなるほど大きくなる。したがって本発明の別の態様は、結合回路網の周波数依存性が補償されることである。このことは有利には、作動しているランプの電力の出力スペクトルが等分分配されている、または周波数と共に単調に上昇するように選定されている動作周波数の時間的な経過によって達成される。出力スペクトルが等分分配されている場合には伝達関数が補償される。ランプに供給されるエネルギの周波数値を更に高くするために、伝達関数の過剰補償も実現することができる。この場合、作動されるランプの電力の出力スペクトルは周波数と共に単調に上昇する。
【００１６】
ランプの安定性の他に、結合回路網の周波数依存性によって別の問題も生じる。この周波数依存性の補償が行われなければ、動作周波数の周波数変調によりランプ電流の振幅変調が行われる。このことは共振効果がなくともランプの揺らぎを生じさせる可能性がある。この問題は動作周波数の最小周波数と最大周波数とが相互に離れれば離れるほど一層明らかになる。殊に大きな揺らぎ現象は最小周波数と最大周波数との差が１０ｋＨｚの値以上であると生じる可能性がある。上述した伝達関数の有利な補償によりこの問題が解消される。離散的な周波数値においてランプに供給されるエネルギ成分は低下するので、動作周波数が生じる周波数領域の拡張は有利である。周波数値がランプの共振点にある場合には、共振に関係する妨害には僅かなエネルギしか供給されない。
【００１７】
変調周波数を用いた動作周波数の周期的な周波数変調が有利である。基本的には、ノイズまたはカオスによって表すことができる動作周波数の時間的な経過も考えられる。もっともその実現は煩雑であり、インバータスイッチにおける半導体スイッチの回路のスイッチング負荷の低減も常に保証されているわけではない。動作周波数は共振点が僅かにしか励起されないように迅速に変更されなければならない。「僅かにしか励起されない」とは上述の通りである。有利には変調周波数は１Ｈｚを上回る。
【００１８】
上述したように、有利には本発明はマイクロコントローラによって実現される。この場合動作周波数の時間的な経過は連続的ではなく、それぞれの停滞時間にわたる離散的な周波数値のみが生じる。ランプへのエネルギ供給を、２つの隣接する離散的な周波数値の差が低減されるか、停滞時間が延長されることによって周波数領域において増大することができる。両方の措置を同時に講じることもできる。本発明の意味におけるエネルギ供給は、限界平均値を上回る周波数値に関する平均的な停滞時間が、限界平均値を下回る周波数値に関する平均的な停滞時間よりも長い場合に行われる。
【００１９】
本発明は、限界平均値を上回る周波数値に関する２つの隣接する離散的な周波数値間の平均的な差が、限界平均値を下回る周波数値に関する２つの離散的な周波数値間の平均的な差よりも小さい場合にも同様に機能する。
【００２０】
通常の場合、発振器は動作周波数を形成する。マイクロコントローラを用いる有利な実現形態においては、動作周波数がその都度離散的な周波数値を有する。典型的には発振器がマイクロコントローラにおいていわゆるタイマを用いて実現される。発振器にその都度離散的な周波数値を設定する制御装置をマイクロコントローラによって実現することもできる。有利には、動作周波数が順次取るべき周波数値が記憶装置に記憶される。制御装置ないしマイクロコントローラは周波数値を順々に読み出し、発振器を相応に調整する。記憶装置をマイクロコントローラ内に集積することもできる。制御装置ないしマイクロコントローラは周波数値における発振器のそれぞれの停滞時間も制御する。それぞれの周波数値に関する停滞時間は周波数値と共に記憶装置に記憶される。
【００２１】
伝達関数の補償を制御して行うこともできる。このためにランプ電流の振幅を制御装置に供給する測定装置が必要とされる。制御装置は、振幅の減少と共に長くなる停滞時間を選択するよう設計されている。発振器はこれによって、ランプ電流の比較的小さい振幅が生じる周波数値においては長く停滞する。ランプ電力の出力スペクトルをこのようにして制御することができ、出力スペクトルは等分分配されているか、伝達関数の過剰補償が所望されている場合には周波数と共に単調に上昇する。停滞時間の代わりに、同等に作用する隣接する離散的な周波数値の差も制御の調整値として使用することができる。
【００２２】
インバータはエネルギを給電電圧から取り出す。この給電電圧はやはり大抵の場合電源電圧から形成される。一般的に給電電圧を可能な限り一定に維持することが試みられる。何故ならば、給電電圧の変動はインバータの出力電圧の振幅に直接的に影響を及ぼすからである。殊に、電源電圧の倍化された周波数を有する給電電圧のいわゆるリプルが一般的に可能な限り小さく維持される。これとは異なり、振幅変調を有利には本発明と組み合わせることができる。給電電圧はランプ作動時に最大値および最小値を有する。最大値と最小値の差が少なくとも５０Ｖである場合には実質的な補償効果が生じる。
【００２３】
動作周波数が最大値を取るときに給電電圧もその最大値を取るように、給電電圧（Ｕｓ）の時間的な経過と動作周波数の時間的な経過が同期されている場合には補償効果が最適になる。給電電圧の高い瞬時値は大きな減衰を伝達関数によって少なくとも部分的に補償調整する。給電電圧による補償効果を動作周波数の本発明による時間的な経過と組み合わせることができる。
【００２４】
有利にはインバータがハーブブリッジとして実現されている。何故ならば、ハーフブリッジは廉価であり、また高い効率を有するからである。しかしながら他のインバータトポロジ、例えばステップダウンコンバータ、ステップアップコンバータ、ブロックキング発振器型コンバータ、Ｃｕｋコンバータも使用することができる。
【００２５】
有利には、位相制御型のフルブリッジインバータも使用される。この種のインバータは刊行物「Phase Shifted Zero Voltage Transition Design Considerations and the UC3875 PWM Controller」Bill Andreycak著、Unitrode Application Note U-136A, 1997に記載されている。位相制御によりランプに供給されるエネルギを制御することができる。このことは動作周波数に依存して、結合回路網の伝達関数が少なくとも部分的に補償されるように行うことができる。この補償を有利には動作周波数の本発明による時間的な経過と組み合わせることができる。
【００２６】
有利には、本発明による回路装置は高圧放電ランプのための作動装置の一部である。本発明による回路装置の外部に作動装置はランプの点弧、点弧障害抑制、安全停止または他の補助機能に関する回路を有することもできる。さらに作動装置はランプおよび給電部を接続するための端子およびケーシングを有する。
【００２７】
本発明の別の態様は、音響的な共振による妨害が生じることなくランプを作動させ、作動しているランプ（Ｌｐ）の電力の出力スペクトルが等分分配されているか、単調に周波数と共に上昇する方法である。
【数１】
2009518818.tif 000003
【００２８】
動作周波数がその都度停滞時間ｔｎにわたり複数のＮ個の離散的な周波数値ｆｎを取るものとし、時間Ｔ後に離散的な周波数値ｆｎは新たにスイープされる。したがってＴは変調周波数の周期持続時間である。
【００２９】
有利には本方法を以下のように拡張することもできる。ランプの安定した動作を基礎として、ランプへのエネルギ供給が順々に、動作周波数が取ることができる全ての離散的な周波数値において所期のように係数１．２〜５高められる。１．２を下回る係数では効果を測定することが困難であり、５を上回る係数では既にランプが消弧する虞がある。共振現象を検出するための装置はランプ電流またはランプ電圧またはランプの光電流の変動を検査する。変動が所定の限界値を超える場合には、高まったエネルギ供給量が本来の値の８０％を下回る値に戻される。変動が所定の限界値を超えていない場合には、高まったエネルギ供給量が本来の値に対応する値に戻される。
【００３０】
本方法により共振現象に関する動作の安全性がさらに高められる。潜在的に存在する共振点が識別され、抑制される。エネルギ供給量を２つの方式で高めることができる。ある周波数値における停滞時間が延長されると、この周波数におけるエネルギ供給量も高められる。同様に作用する、ある周波数領域においてエネルギ供給量を高めるための第２の方式においては、隣接する２つの周波数値管の差を低減する。
【００３１】
図面の簡単な説明
以下では実施例に基づき本発明を詳細に説明する。図面において、
図１は、本発明を実現することができる回路装置の原理回路図を示す。
図２は、本発明による回路装置の動作周波数の時間的な経過を示す。
図３は、直流電流成分とランプ電力のスペクトル的な出力密度との関係を示す。
【００３２】
発明の有利な実施形態
図１は、本発明を実現することができる回路装置の原理回路図を示す。回路装置は２つの入力端子Ｊ１およびＪ２を有し、これらの入力端子Ｊ１，Ｊ２には整流された電源電圧が供給される。入力端子Ｊ１およびＪ２はＰＦＣ段と接続されており、このＰＦＣ段は力率補正を実施し、給電電圧Ｕｓを供給する。給電電圧Ｕｓに並列に蓄積コンデンサＣ１が接続されており、この蓄積コンデンサＣ１は給電電圧Ｕｓをバッファする。７０Ｗのランプを作動させるためには蓄積コンデンサＣ１に関して４．７マイクロファラッドの値が好適であることが分かった。この値により給電電圧の大きな振幅変調が生じ、この振幅変調を本発明と組み合わせて結合回路網の伝達関数を補償するために使用することができる。給電電圧の電位は回路装置の基準電位ＧＮＤとして使用される。
【００３３】
給電電圧はハーブブリッジインバータとして実施されているインバータに対してエネルギ給電を行う。このインバータは上部スイッチＴ１および下部スイッチＴ２の直列回路を有し、これらのスイッチＴ１，Ｔ２は給電電圧に並列に接続されている。スイッチはＭＯＳＦＥＴとして実施されているが、別の半導体スイッチとして実施してもよい。上部スイッチＴ１のソースは結合点Ｍにおいて下部スイッチのドレインと接続されている。この実施例ではＴ１およびＴ２のゲートであるスイッチの制御端子は制御装置Ｃｏｎｔと接続されている。制御装置Ｃｏｎｔは結合点Ｍ、給電電圧Ｕｓおよび基準電位ＧＮＤとも接続されている。制御装置Ｃｏｎｔは発振器を包含し、この発振器は動作周波数を形成する。この動作周波数でもってスイッチＴ１およびＴ２のゲートが交互に制御される。したがって結合点Ｍにおいては基準電位ＧＮＤに関して矩形波状の交流電圧Ｕｗが生じ、この交流電圧Ｕｗの振幅は給電電圧に従い、また動作周波数の周波数に対応する。交流電圧Ｕｗはハーブブリッジインバータのインバータ出力電圧を表す。
【００３４】
ランプチョークコイルＬ１および２つのコンデンサＣ２およびＣ３から構成されている直列回路は結合回路網を形成し、この結合回路網は結合点Ｍと基準電位ＧＮＤとの間に接続されている。コンデンサＣ３には端子Ｊ３およびＪ４を介してランプＬｐを接続することができる。ランプを始動させるために短時間高電圧を供給する点弧装置は図示していない。
【００３５】
結合回路網はランプへの交流電圧Ｕｗのインピーダンス変換を実施する。この結合回路網は変換器を包含することもできる。結合回路網のインピーダンス変換は伝達関数を有し、この伝達関数は交流電圧Ｕｗに関するランプ電流Ｉｌの周波数依存性を表す。この実施例において伝達関数は帯域通過特性を有する。一般的に、スイッチＳ１およびＳ２のスイッチング負荷の低減を利用することができるようにするために、動作周波数は伝達関数の共振周波数を常に上回っている。共振周波数を上回ると伝達関数はローパス特性を有する。
【００３６】
有利には制御装置ＣｏｎｔがマイクロコントローラおよびスイッチＴ１およびＴ２のためのドライバ回路を有する。動作周波数を形成する発振器がソフトウェアによってマイクロコントローラ内に実現されている。マイクロコントローラのメモリには離散的な周波数値が所属の停滞時間ないし持続時間と共に記憶されている。ソフトウェアは発振器に動作周波数を形成させ、この動作周波数は記憶されている停滞時間にわたり記憶されている周波数値を順々に有する。マイクロコントローラが記憶されている最後の周波数値を読み出した後には、後続の経過に関して２つの可能性が存在する。つまり、マイクロコントローラが周波数値を再び第１の周波数値から読み出し始めるか、第１の周波数値に再び到達するまで周波数値を逆の順序で読み出す。前者の場合には時間にわたるほぼノコギリ波状の周波数経過が得られ、後者の場合には時間にわたるほぼ三角波状の周波数経過が得られる。ほぼ三角波状の周波数経過は動作周波数の大きな急激な変化が生じないという利点を有する。
【００３７】
純粋なノコギリ波状および三角波状は時間と動作周波数との間の線形の関係を意味する。通常の場合このことは本発明の教示に対応しない。周波数値の間隔および／または停滞時間によって非線形または単に区分的な線形の関係が実現されなければならない。上述したように、高い周波数においては低い周波数の場合よりも多くのエネルギがランプに供給されることが重要である。これに関する技術的な教示として、上述したような動作周波数の限界平均値と算術的な平均値との関係が使用される。
【００３８】
図２には、本発明による回路装置の動作周波数の時間的な経過が示されている。この経過はほぼ三角波状で区分的に線形の経過である。動作周波数は最小周波数から５ｍｓにわたり最大周波数まで上昇し、即座に最小周波数まで低下するのではなく、さらに５ｍｓにわたり最小周波数に低下しているのでほぼ三角波状である。最小周波数は２００ｋＨｚであり、最大周波数は３００ｋＨｚである。したがって限界平均値は２５０ｋＨｚである。算術的な平均値は２６６ｋＨｚであり、したがって本発明によれば限界平均値よりも高い。本発明による周波数経過に関して典型的には、この周波数経過が最小周波数と最大周波数を結ぶ直線が表す経過よりも実質的に高い周波数経過を有している。
【００３９】
図２のグラフから見て取れるように、この実施例においては停滞時間が全ての周波数値に対してほぼ一定である。隣接する周波数値の異なる差によって時間的な経過が達成される。最小周波数に近い周波数値は最大周波数に近い周波数値よりも間隔が大きい。
【００４０】
１０ｍｓ経過するとこの時間的な経過が周期的に繰り返される。この繰り返しは図２においてもはや示していない。周期的な経過は１００Ｈｚの変調周波数を規定する。この変調周波数は１Ｈｚを遙かに上回るので、離散的な周波数値はランプの放電容器内のプラズマ流またはガス流が生じるほど長くはランプに作用しない。有利には１００Ｈｚの値が選定されている。何故ならばこの値は５０Ｈｚの電源周波数での給電電圧のリプル周波数の値だからである。したがって給電電圧の振幅変調は動作周波数の時間経過と同期して結合回路網の伝達関数を補償することができる。
【００４１】
図３は、ランプＬｐに給電される電力のスペクトル的な出力密度ｌｏｇＰＬに関する一例を対数的なグラフで示したものである。出力スペクトルにおいてはランプ電流Ｉｌのスペクトルに比べて、発生した周波数が倍化されている。１８０ｋＨｚの最小周波数と３１０ｋＨｚの最大周波数との間の動作周波数の周波数変調によって生じる３６０ｋＨｚ〜６２０ｋＨｚの周波数帯域がはっきりと見て取れる。出力密度はこの周波数帯域において実質的に一定である。これは結合回路網の伝達関数の補償の有利な結果である。
【００４２】
図３においては１８０ｋＨｚ〜３１０ｋＨｚの間にランプに電力が供給される別の周波数帯域が示されている。この周波数帯域はランプ電流Ｉｌに重畳される直流成分によって生じる。この直流成分は有利には、ハーブブリッジインバータにおいてスイッチが正確に対称的にスイッチングされるのではなく、その都度一方のスイッチのスイッチオン時間が長いことによって生じる。直流成分によって、最小周波数および最大周波数から形成される周波数帯域を拡張することなく、エネルギがランプに供給される周波数領域を広げることができる。直流成分によって形成される周波数帯域の振幅は重畳された直流成分の値に依存する。
【００４３】
図３では７２０ｋＨｚにおいて始まる別の周波数帯域が見て取れる。この周波数帯域は最小周波数および最大周波数のような基本周波数の数倍化によって生じる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明を実現することができる回路装置の原理回路図を示す。
【図２】本発明による回路装置の動作周波数の時間的な経過を示す。
【図３】直流電流成分とランプ電力のスペクトル的な出力密度との関係を示す。
【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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