(57)【要約】電流入力部（２４）を有し、動作電流定格及び突入電流定格を有する磁気バラスト（２２）と、電流入力部（２４）と直列に動作上接続され、連続電流定格及び過負荷電流定格を有する高速ヒューズ（２６）とを有する磁気バラスト故障隔離システム及び方法が提供される。高速ヒューズ（２６）のアンペア数は、所定の電流係数を乗じた動作電流定格に対する連続電流定格及び突入電流定格に対する過負荷電流定格のうちの大きい方に関して選択される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流入力部を有し、動作電流定格及び突入電流定格を有する磁気バラスト；及び
前記電流入力部と直列に動作上接続され、連続電流定格及び過負荷電流定格を有する高速ヒューズ；
を有し、
前記高速ヒューズのアンペア数は、所定の電流係数を乗じた前記動作電流定格に対する前記連続電流定格及び前記突入電流定格に対する前記過負荷電流定格のうちの大きい方に関して選択される、故障隔離システム。
【請求項２】
前記所定の電流係数は１．５から２．５の間である、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記電流入力部は前記磁気バラストへ２００ボルト未満を供給する、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記電流入力部に動作上直列に接続される熱保護装置を更に有する、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記熱保護装置はサーマルプロテクタである、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記熱保護装置は熱遮断である、請求項４記載のシステム。
【請求項７】
前記電流入力部は前記磁気バラストへ２００ボルト超を供給する、請求項４記載のシステム。
【請求項８】
電流入力部を有し、動作電流定格及び突入電流定格を有する磁気バラストを設けるステップ；
所定の電流係数を乗じた前記動作電流定格に関して連続電流定格を決定するステップ；
前記突入電流定格に関して過負荷電流定格を決定するステップ；
前記連続電流定格及び前記過電流定格のうちの大きい方のアンペア数を有する高速ヒューズを選択するステップ；及び
前記電流入力部と直列に高速ヒューズを動作上接続するステップ；
を有する、磁気バラスト故障隔離システムの製造方法。
【請求項９】
前記所定の電流係数は１．５から２．５の間である、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記連続電流定格及び前記過負荷電流定格が所定の差分を上回って異なる場合に前記電流入力部に直列に熱保護装置を動作上接続するステップを更に有する、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記熱保護装置はサーマルプロテクタである、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記熱保護装置は熱遮断である、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記所定の差分は約２から３アンペアである、請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記所定の差分は前記過負荷電流定格の約５０パーセントである、請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
動作電流及び突入電流を受け取って、電源からランプ電流を供給する磁気電流供給手段；及び
連続電流定格及び過負荷電流定格を有し、前記供給電流が定格電流を超える場合に前記磁気電流供給手段を電気的に分離する高速分離手段；
を有し、
前記定格電流は、所定の電流係数を乗じた前記動作電流に対する前記連続電流定格及び前記突入電流に対する前記過負荷電流定格のうちの大きい方である、故障隔離システム。
【請求項１６】
前記所定の電流係数は１．５から２．５の間である、請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
前記磁気電流供給手段の温度が所定温度を超える場合に前記磁気電流供給手段を電気的に分離する熱分離手段を更に有する、請求項１５記載のシステム。
【請求項１８】
前記熱分離手段はサーマルプロテクタである、請求項１７記載のシステム。
【請求項１９】
前記熱分離手段は熱遮断である、請求項１７記載のシステム。
【請求項２０】
前記磁気電流供給手段は２００ボルトよりも大きい電圧を有する、請求項１５記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、磁気バラストに関し、より具体的には、磁気バラストの故障を隔離するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気バラストは、電力をＨＩＤ又は蛍光ランプへ供給するために、例えば高輝度放電（ＨＩＤ）及び蛍光性の照明器具のような電気的な照明器具で使用される。時々、磁気バラストは、内部又は外部の故障に見舞われる。現在、遅効性のヒューズ（スローブロー・ヒューズ）及び／又はサーマルプロテクタ（thermal  protector）が、故障の場合に磁気バラストを隔離するように、磁気バラストへの入力ラインに直列に挿入されている。遅効性ヒューズは、現在、高い突入起動電流を許容するために使用されている。即ち、遅効性ヒューズは、通常動作が起動可能であるように、磁気バラストがオンにされる場合には開かない。サーマルプロテクタは、磁気バラスト内に又はその巻線上に物理的に配置され、高温がサーマルプロテクタで検出される場合に、磁気バラストへの入力電流を遮断するよう開く。サーマルプロテクタは、高温でなくなると、閉じられるようリセットする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
遅効性ヒューズ及びサーマルプロテクタの使用は、単独で又は組み合わせて、全ての故障から保護することはできない。遅効性ヒューズは、ヒューズ定格を上回る故障を取り除くために、数分又は数十分程度の十分な時間を必要としうる。例えば巻線−コア間の接地事故の場合に発生しうるように故障電流が極めて急速に上昇する場合は、バラストは、遅効性ヒューズが故障を取り除くことができる前に、破滅的に機能しなくなる。同様の故障により磁気バラストの温度上昇が引き起こされる場合は、サーマルプロテクタは、故障を取り除くよう開いて、温度が通常に戻るとリセットすることができるが、これは更なる問題を引き起こす。故障が恒久的である場合は、サーマルプロテクタは、ヒューズが恒久的に故障を取り除くことがない状態で、繰り返してリセットしうる。本来、サーマルプロテクタの温度設定点は繰り返しサイクリングとともに増大する。故に、ますます高い磁気バラスト温度が、サーマルプロテクタが開く前に必要とされる。サーマルプロテクタは、最終的には閉じることができなくなり、保護により故障を取り除くことはできない。
【０００４】
上記欠点を解消する磁気バラスト故障隔離システム及び方法を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの態様は、電流入力部を有し、動作電流定格及び突入電流定格を有する磁気バラスト；及び、前記電流入力部と直列に動作上接続され、連続電流定格及び過負荷電流定格を有する高速ヒューズを有する磁気バラスト故障隔離システムを提供する。前記高速ヒューズのアンペア数は、所定の電流係数を乗じた前記動作電流定格に対する前記連続電流定格及び前記突入電流定格に対する前記過負荷電流定格のうちの大きい方に関して選択される。
【０００６】
本発明の他の態様は、電流入力部を有し、動作電流定格及び突入電流定格を有する磁気バラストを設けるステップ；所定の電流係数を乗じた前記動作電流定格に関して連続電流定格を決定するステップ；前記突入電流定格に関して過負荷電流定格を決定するステップ；前記連続電流定格及び前記過電流定格のうちの大きい方のアンペア数を有する高速ヒューズを選択するステップ；及び、前記電流入力部と直列に高速ヒューズを動作上接続するステップを有する、磁気バラスト故障隔離システムの製造方法を提供する。
【０００７】
本発明の他の態様は、動作電流及び突入電流を受け取って、電源からランプ電流を供給する磁気電流供給手段；及び、連続電流定格及び過負荷電流定格を有し、前記供給電流が定格電流を超える場合に前記磁気電流供給手段を電気的に分離する高速分離手段を有する磁気バラスト故障隔離システムを提供する。前記定格電流は、所定の電流係数を乗じた前記動作電流に対する前記連続電流定格及び前記突入電流に対する前記過負荷電流定格のうちの大きい方である。
【０００８】
本発明の上記及び他の特徴及び効果は、添付の図面と関連して読まれる目下好ましい実施形態に関する以下の詳細な記載から更に明らかとなるであろう。詳細な記載及び図面は、本発明を限定するのではなく、単に説明するにすぎない。本発明の適用範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価なものによって定義される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明に従って作られた磁気バラスト故障隔離システムの回路図である。磁気バラスト故障隔離システム２０は、電流入力部２４を有する磁気バラスト２２と、電流入力部２４に動作上直列接続をされた高速ヒューズ２６とを有する。磁気バラスト２２は、例えばＨＩＤ又は蛍光ランプのようなランプ１８へ電流を供給するよう電源１６から電力を受ける。磁気バラスト２２は、受け取った動作電流に対する動作電流定格と、受け取った突入電流に対する突入電流定格とを有する。いわゆる当業者には明らかであるように、磁気バラスト２２は、説明の明りょうさのために簡単な変圧器として図示されており、磁気バラスト２２は、簡単な変圧器、インダクタ、単巻変圧器、例えば力率補正回路及び／又は点灯装置システムのような付加的な回路又はシステムを備えた変圧器、あるいは、特定の用途に望まれるその他磁気バラストであっても良い。高速ヒューズ２６は、連続電流定格及び過負荷電流定格を有する。高速ヒューズ２６のアンペア数は、所定の電流係数を乗じられた動作電流定格に対する連続電流定格及び突入電流定格に対する過負荷電流定格のうちの大きい方に関して選択される。所定の電流係数は、通常、１．５から２．５の間であり、約１．７５でありうる。一実施例として、磁気バラスト故障隔離システム２０は、電流入力部２４に動作上直列接続をされた、例えばサーマルプロテクタ又は熱遮断のような任意の熱保護装置２８を有する。熱保護装置２８は、熱的に磁気バラスト２２へ接続されており、磁気バラスト２２の温度を検知して、例えば摂氏１３５度といった所定の温度で開き、磁気バラスト２２への電流を遮断する。熱保護装置２８は、外側で磁気バラスト２２の外部に物理的に配置されても、あるいは、例えば巻線内といった磁気バラスト２２の内側内部に物理的に配置されても良い。
【００１０】
高速ヒューズ２６は、磁気バラスト２２の動作パラメータに適した如何なる高速ヒューズであっても良い。高速ヒューズ２６は、供給される電流が所与の時間に定格電流を超える場合に、磁気バラスト２２を電気的に分離する。高速ヒューズはスローブロー特性を有さず、過負荷及び短絡状態で極めて高速に開く。高速ヒューズは、スローブロー・ヒューズよりも一層短い時間で故障を取り除くことができる。ＵＬ（Underwriters  Laboratories）規格に従って、高速ヒューズは、最大時間で故障を取り除くことを要求され、一方、スローブロー・ヒューズは、時間範囲内に故障を取り除くことを要求される。２００パーセント過負荷故障の例に関して、高速ヒューズは、５秒足らずで故障を取り除くが、スローブロー・ヒューズは、５〜３０秒かけて故障を取り除く。
【００１１】
高速ヒューズ２６のアンペア数は、所定の電流係数を乗じられた動作電流定格に対する連続電流定格及び突入電流定格に対する過負荷電流定格のうちの大きい方に関して選択される。所定の電流係数を乗じられた動作電流定格に対する連続電流定格及び突入電流定格に対する過負荷電流定格は、通常は、例えば低電圧磁気ＨＩＤバラストのような低電圧磁気バラストに関しておおよそ等しい。ここで定義されるように、“大きい方に関して選択されること”は、所定の電流係数を乗じられた動作電流定格に対する連続電流定格及び突入電流定格に対する過負荷電流定格が等しいか、又は、おおよそ等しい場合におけるいずれか一方の値の選択を含む。例となる３ＡＢ、３ＡＧ、２ＡＢ、及び２ＡＧシリーズの高速ヒューズは、イリノイ州デスプレーンズにある株式会社リテルヒューズから販売されている。他の例となるＧＤＡシリーズの高速ヒューズは、ミズーリ州セントルイスにあるクーパー・バスマン社から販売されている。
【００１２】
任意の熱保護装置２８は、磁気バラスト２２の動作パラメータに適した如何なる熱保護装置であっても良い。熱保護装置２８は、磁気バラスト２２の検知部分が所定温度に達した場合に開く。その所定温度は、磁気バラスト２２の動作環境及び通常の動作温度から決定され得る。１つの実施例では、所定温度は摂氏１３５度である。１つの実施例では、熱保護装置２８は、磁気バラスト２２の検知部分が所定温度に達した場合に開き、磁気バラスト２２がその所定温度を下回って冷える場合にリセットするよう閉じるサーマルプロテクタである。例となる７ＡＭ系のサーマルプロテクタは、マサチューセッツ州アトルバロにあるテキサスインスツルメントから販売されている。他の実施例では、熱保護装置２８は、磁気バラスト２２の検知部分が所定温度に達した場合に開き、開いたままとなる熱遮断（thermal  cutoff）である。例となるＧ４２１６マイクロテンプ（Microtemp）熱遮断は、エマソン社の関連子会社である、オハイオ州マンスフィールドにあるサーモディスクから販売されている。他の例となる熱遮断は、ニュージャージ州モリスタウンにあるハニーウェルから販売されているＤシリーズの熱遮断である。
【００１３】
図２は、本発明に従って作られた磁気バラスト故障隔離システムの製造方法のフローチャートである。この方法は、電流入力部を有し、動作電流定格及び突入電流定格を有する磁気バラストを設けるステップ５０と、所定の電流係数を乗じた動作電流定格に関して連続電流定格を決定するステップ５２と、突入電流定格に関して過負荷電流定格を決定するステップ５４と、連続電流定格及び過電流定格のうちの大きい方を有する高速ヒューズを選択するステップ５６と、電流入力部と直列に高速ヒューズを動作上接続するステップ５８とを有する。連続電流定格及び過負荷電流定格が所定の差分を上回って異なる場合は、この方法は、電流入力部に直列に、例えばサーマルプロテクタ又は熱遮断のような熱保護装置を動作上接続するステップを更に有することができる。
【００１４】
図３は、本発明に従って作られた磁気バラスト故障隔離システムの様々な実施例の表である。この表は、高速ヒューズの定格電流を選択し且つ熱保護装置が望まれる場合を決定するために使用される。
【００１５】
図３の最初の列（バラスト＃）は、フィリップスエレクトロニクス・ノースアメリカの事業部である、イリノイ州ローズモントにあるアドバンス・トランスフォーマ・カンパニから販売されている、例となる磁気バラストの型番を列挙する。図３の２列目（バラスト詳細）は、最初の列のバラストモデルに関する詳細を列挙する。この詳細には、例えば４００、２５０といったワット量と、例えばＭ（金属ハロゲン化物）、Ｓ（高圧ナトリウム）といったランプ種類と、例えばＳＣＷＡ（超一定ワット量単巻変圧器；Super  Constant  Wattage  Autotransformer）のような回路種類と、例えば１２０、２０８、２４０といった動作電圧とが含まれる。図３の３列目及び４列目は、夫々、最初の列のバラストモデルに関して、動作電流定格（入力I）及び突入電流定格（突入I）を列挙する。動作電流定格は、磁気バラストに関する単位アンペアのスタンバイ状態動作電流であり、一方、突入電流定格は、単位アンペアの最大起動電流である。図３の５列目（ヒューズ突入）は、過負荷電流定格、即ち、最初の列のバラストモデルの突入電流定格に対応する高速ヒューズに流すことができる電流である。図３の６列目（１．７５Iヒューズ）は、所定の電流係数を乗じられた最初の列のバラストモデルの動作電流定格に対応する連続電流定格を列挙する。かかる例で、所定の電流係数は１．７５である。図３の７列目（推奨ヒューズ）は、所定の電流係数を乗じられた動作電流定格に対する連続電流定格及び突入電流定格に対する過負荷電流定格のうちの大きい方に基づく高速ヒューズの推奨されるアンペア数を列挙する。図３の８列目（熱遮断装置）は、所定の電流係数が乗じられた動作電流定格及び過負荷電流定格が所定の差分を上回って異なる場合に、推奨される熱保護装置を列挙する。かかる例で、推奨される熱保護装置は、エマソン社の関連子会社である、オハイオ州マンスフィールドにあるサーモディスクから販売されているＧ４２１６マイクロテンプ熱遮断である。他の実施例では、熱保護装置はサーマルプロテクタである。８列目の行は、熱保護装置が必要とされない場合には空白である。熱保護装置が必要とされない場合でさえ、任意の熱保護装置は、総体的な隔離有効性を増すために使用され得る。
【００１６】
磁気バラスト故障隔離システムのパラメータを決定する際に、動作電流定格及び突入電流定格は、選択された磁気バラストに関する製品仕様から又は経験的に決定され得る。過負荷電流定格は、高速ヒューズの製品仕様を精査し、選択された磁気バラストの突入電流定格に耐えることができる高速ヒューズを特定することによって決定される。過負荷電流定格は、特定された高速ヒューズの定常電流定格である。連続電流定格は、選択された磁気バラストの動作電流定格に所定の電流係数を乗じることによって決定される。所定の電流係数は、通常、１．５から２．５の間であり、本例では１．７５であった。所定の電流係数は、例えば、バラスト出力定格のユニットごとのばらつき、バラスト入力電流変動のランプごとのばらつき、ランプの寿命にわたって（特に、ランプの寿命の終わりに）増大する電流引き込み、高い周囲温度による高バラスト動作温度の可能性などのような要因による過負荷電流定格のばらつきを考慮する。高速ヒューズの推奨されるアンペア数は、連続電流定格及び過負荷電流定格のうちの大きい方に基づく。ここで定義されるように、“大きい方”は、連続電流定格及び過負荷電流定格が等しいか、又は、おおよそ等しい場合は、いずれか一方の値を有する。連続電流定格及び過負荷電流定格が所定の差分を下回って異なる場合は、熱保護装置は必要とされない。しかし、任意の熱保護装置が、付加的な保護が望まれる場合に使用され得る。連続電流定格及び過負荷電流定格が所定の差分を上回って異なる場合は、熱保護装置が使用され得る。１つの実施例では、所定の差分は約２から３アンペアである。他の実施例では、所定の差分は、過負荷電流定格の約５０パーセントである。
【００１７】
一例として図３の最初の行にある１２０ボルトの７１Ａ６０９１−６００Ａ磁気バラストを用いると、７１Ａ６０９１−６００Ａ磁気バラストは、製造者データによって示されるように、４．１アンペアの動作電流定格と、７７アンペアの突入電流定格を有する。７７アンペアの突入電流定格を扱うために必要とされる高速ヒューズの過負荷電流定格は、高速ヒューズの製造者データによって示されるように、８アンペアの定常動作電流を有する。１．７５の所定電流係数を乗じられた４．１アンペアの動作電流定格に対応する連続電流定格は７アンペアである。７アンペアの連続電流定格及び８アンペアの過負荷電流定格のうちの大きい方に基づく高速ヒューズに推奨されるアンペア数は８アンペアである。７アンペアの連続電流定格及び８アンペアの過負荷電流定格は所定の差分を下回って異なる。故に、熱保護装置は必要とされない。入力電圧が２００ボルトである場合は、通常、高速ヒューズのみで、例えば１２０ボルト磁気バラストのような低電圧磁気バラストに関しては十分な隔離保護となる。図３の２行目にある１２０ボルトの７１Ａ６０９２−５００Ｄ磁気バラストに関する他の例では、７アンペアの連続電流定格及び７アンペアの過負荷電流定格は等しい。従って、いずれか一方が、７アンペアの高速ヒューズに関して推奨されるアンペア数を決定する際に大きい方の値として使用され得る。
【００１８】
他の例として図３の４行目にある２０８ボルトの７１Ａ６０９１−６００Ａ磁気バラストを用いると、７１Ａ６０９１−６００Ａ磁気バラストは、製造者データによって示されるように、２．３６アンペアの動作電流定格と、６２アンペアの突入電流定格を有する。６２アンペアの突入電流定格を扱うために必要とされる高速ヒューズの過負荷電流定格は、高速ヒューズの製造者データによって示されるように、７アンペアの定常動作電流を有する。１．７５の所定電流係数を乗じられた２．３６アンペアの動作電流定格に対応する連続電流定格は４アンペアである。４アンペアの連続電流定格及び７アンペアの過負荷電流定格のうちの大きい方に基づく高速ヒューズに推奨されるアンペア数は７アンペアである。４アンペアの連続電流定格及び７アンペアの過負荷電流定格は所定の差分を上回って異なる。故に、熱保護装置が望ましい。この例では、エマソン社の関連子会社である、オハイオ州マンスフィールドにあるサーモディスクから販売されているＧ４２１６マイクロテンプ熱遮断が使用される。高速ヒューズを備えた熱保護装置は、通常、高速ヒューズの過負荷電流定格がヒューズ部分を決定づけるところの２００ボルトを上回る入力電圧がある場合は、より高い電圧の磁気バラストの隔離保護にとって望ましい。熱保護がない場合、低故障電流による巻線故障は、巻線故障が接地故障となり、高速ヒューズが開くまでの延長された時間の間存在しうる。図３の５行目にある２７７ボルトの７１Ａ６０９２−６００Ａ磁気バラストに関する他の例では、３アンペアの連続電流定格及び７アンペアの過負荷電流定格は、過負荷電流定格の約５０パーセントの所定差分を上回って異なる。故に、熱保護装置が望ましい。
【００１９】
ここに開示される本発明の実施形態は今のところ好ましいと考えられているが、様々な変更及び修正が、本発明の適用範囲から逸脱することなく行われ得る。本発明の適用範囲は、添付の特許請求の範囲において示唆され、均等の意味及び範囲内にある全ての変更は、それに包含されるよう意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に従って作られた磁気バラスト故障隔離システムの回路図である。
【図２】本発明に従って作られた磁気バラスト故障隔離システムの製造方法のフローチャートである。
【図３】本発明に従って作られた磁気バラスト故障隔離システムの様々な実施例の表である。
【図１】
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【図２】
2009510672.tif 000004
【図３】
2009510672.tif 000005
【国際調査報告】
2009510672.tif 000006
2009510672.tif 000007
2009510672.tif 000008