(57)【要約】垂直にマザーボード（４０）上に搭載される貫通スロット（４２）のウエーブはんだ付け可能なドーターカード（２）上に与えられるバラスト制御部である。このバラストは、蛍光ランプ（４）を駆動し、カバー（６）が回路ボード（８）上に搭載される内蔵バラスト制御回路部品の上に与えられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子バラストであって、
マザーボードと、
ドーターボードと、
複数の電力切り替え装置と、前記電力切り替え装置の動作を制御するための制御ＩＣと
を備え、
前記電力切り替え装置と前記制御ＩＣとは、前記ドーターボード上に置かれ、ドーターボードは、垂直に搭載され、電気的にマザーボードに接続されることを特徴とする電子バラスト。
【請求項２】
前記ドーターボードには、前記マザーボードに電気的に接続するために端部コネクタが含まれることを特徴とする請求項１記載の電子バラスト。
【請求項３】
前記マザーボード上に置かれる外部部品と、プログラム可能な特徴を提供するための前記ドーターボード上に置かれる制御部品とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の電子バラスト。
【請求項４】
前記プログラム可能な特徴には、直流バス電圧レベルと、予熱の時間及び周波数と、点火ランプ特性と、実行モード動作周波数との内の少なくとも一つが含まれることを特徴とする請求項４記載の電子バラスト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バラスト（ballast）制御カードに関し、より詳細には、マザーボード上に垂直に搭載することのできる、貫通スロット（through-slot）のウェーブはんだ付け可能なドーターカード（daughter card）上に与えられるバラスト制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ランプあるいはＨＩＤ（High-Intensity Discharge）ランプを制御するための電子バラストは、通常、ランプのフィラメントを予熱したり、ランプを再加熱発色させたり、ランプを所定の電力まで駆動したり、ランプの故障の状態を見付けたり、回路を安全に停止したりするのに必要な電子回路を必要とする。
【０００３】
気体を放出する回路のための電子バラストは、従来使われていた電力バイポーラスイッチング素子と置き換えることのできる、電力ＭＯＳＦＥＴスイッチング素子と絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が利用可能になったおかげで、広く使用されるようになった。電子バラストにおける電力ＭＯＳＦＥＴあるいはＩＧＢＴのゲートを駆動するために、多くの集積回路（ＩＣ）が考え出された。その例として、International Rectifier Corporationが販売するIR2155,IR2157,IR21571があり、また、特許文献１と特許文献２に記載があり、これらは、その全体をここに参照のために組み入れる。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５５４５９５５号公報
【特許文献２】米国特許第６２１１６２３号公報
【特許文献３】米国特許出願第０９／９８１７５３号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、全ての種類の蛍光ランプを駆動するように設計された、十分に集積され、十分に保護された６００Ｖバラスト制御カードを提供する。バラスト制御カードには、完全に動的な力率電子バラストを制御するために、ブーストタイプの力率補正（ＰＦＣ）制御部と半ブリッジ制御部とが含まれる。本発明のバラスト制御カードは、２００１年１０月１９日出願の特許文献３に開示される力率補正を持った、バラスト制御ＩＣを組み込んでおり、また、そのＩＣと共に２つの電力ＦＥＴとＰＦＣ  ＦＥＴと関連する受動素子を含んでおり、前記特許の全開示内容はここに参考のために組み入れられる。
【０００６】
本発明に沿って、制御のＩＣとＦＥＴを含んだバラスト制御回路が、貫通スロットのウェーブはんだ付け可能なドーターカード上に与えられる。そのドーターカードは、マザーボード上に垂直に搭載される。マザーボードを通して作られるスロットの回りのパッドは、製造過程でウエーブはんだ槽内において、垂直のドーターカード上のパッドにはんだ付けされる。
【０００７】
本発明のバラスト制御カードは、バラストの設計を大きく簡素化し、バラスト部品点数を劇的に減らす。直流バス電圧レベルや、余熱の時間と周波数や、点火ランプ特性や、実行モード動作周波数のような外部でプログラムが可能な特徴は、バラスト設計の技術者にとって非常な柔軟性をもたらす。
【０００８】
ランプの再加熱発色の故障や、フィラメントの故障や、ランプ電圧の非対称性（寿命末期）や、交流電源の低電圧化や、熱的過負荷や、通常の動作中のランプ故障から保護するような広範囲の保護特性が、自動再始動機能と共に、本設計に含まれてきた。
【０００９】
本発明のバラスト制御カードには、以下のような特徴がある。
−完全に集積されたバラスト制御カード
−クリティカルな誘導モードのブーストタイプＰＦＣ
−半ブリッジバラスト出力
−チャージポンプ供給入力
−プログラム可能な、余熱の時間と周波数
−プログラム可能な点火ランプ
−プログラム可能な過電流
−内部の故障計数器
−非対称なランプ電圧の保護
−ランプフィラメントの検知と保護
−容量性モードの保護
−電圧低下（brown-out）の保護
−動的な再始動
−ランプ交換のための自動再始動
−熱的過負荷の保護
−ＶＣＣ上の内部１５.６Ｖツェナークランプダイオード
−貫通スロットのウェーブはんだ付け可能なカードパッケージ
【００１０】
本発明の他の特徴と利点とは、添付の図面を参照する、以下の本願の説明から明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を見ると、本発明のバラスト制御カード２の典型的な接続図が示されている。バラストは、蛍光ランプ４を駆動する。カバー６は、回路ボード８上に搭載される内蔵バラスト制御回路部品（後に詳述する）の上に与えられる。このカードは、典型的には、３７.０５ｍｍ×１４.５ｍｍである。カードの厚さは、約２５ミルである。
【００１２】
直流バス電圧レベルや、予熱の時間と周波数や、点火ランプの特性や、実行モードの動作周波数のような、バラスト制御部のプログラム可能な特徴は、外部部品を、バラスト制御カードの端部上に与えられる接続パッドに接続することで得られる、それらは以下の様なものである。
【００１３】
＋  整流された交流ライン入力
ＢＤ  ブーストＦＥＴのドレイン
ＺＸ  ゼロ交差、ＰＦＣ誘導
ＢＳ  ブーストＦＥＴのソース
ＶＢＵＳ  直流バス電圧レベルプログラミング抵抗
ＯＣ  過電流（ＳＣ＋）閾値プログラミング
ＲＵＮ  実行周波数抵抗
ＲＴ  発振器時間抵抗
ＲＰＨ  予熱周波数抵抗および点火ランプコンデンサ
ＣＰＨ  予熱時間コンデンサ
ＶＤＣ  交流ライン・オン電圧プログラミング抵抗
ＣＯＭ２  プログラム可能な部品接地
ＶＣＣ  論理回路および低位側ゲート駆動供給電圧
ＨＳＤ  高位側ＦＥＴのドレイン
ＶＳ  半ブリッジ出力
ＣＰ  チャージポンプ入力
ＬＳ  低位側ＦＥＴのソースと電流検知入力
ＣＯＭ１  ＩＣ電力と信号接地
ＳＤ  停止入力
【００１４】
典型的な外部部品が、図１に図示されている。外部部品は、バラスト制御ドーターボードを受けるマザーボード上に搭載されるのが好ましく、このことは以下に詳述される。
【００１５】
バラスト制御部は、変圧器１０を通してＰＦＣ回路と主制御回路の両方に印加される、正に整流された交流ライン入力からの電力を受け取る。抵抗１２によって、直流バス電圧レベルの外部プログラムが可能となる。過電流閾値は、抵抗１４を用いて抵抗１６は、実行モード周波数を定める。予熱時間は、抵抗１８とコンデンサ２０とによってプログラムされる。コンデンサ２２は、点火ランプをプログラムする。
【００１６】
図２〜７を見ると、バラスト制御カードの機械的な配置が示されている。図２には、最上位層のトレースが示され、図３には、最上位のはんだマスクが示される。最上位のシルクスクリーン層は、図４に示される。最下位のトレース層は、図５に示される。図６は、最下位のはんだマスクを示している。ボンディングワイヤーは、図７に示される。
【００１７】
図８〜１１は、本発明によるマザーバラストボード４０の機械的図面である。マザーボード４０には、バラストカード２の接続端部を受ける貫通スロット４２が含まれる。図８には、マザーボード４０上の最下位の銅層が示されている。図９には、部品の配置を示す最上位のシルクスクリーン層が示されており、一方、図１０には、最下位のシルクスクリーン層が示されている。図１１は、マザーボード４０の最下位はんだマスクである。
【００１８】
図１２を見ると、本発明のバラスト制御カード用の内部と外部の回路図が示されている。部品の標示は、他の図面、特にドーターカードの部品配置を示す図４と図７における部品標示に対応する。図１２でＲＶＢＵＳ１〜３と標示された抵抗は、図４のＲＢＵＳ１〜３に対応することに注意されたい。また、図４のＣＣＯＭＰ１と２は、図１２のＣＣＯＭＰと等価である。同様に、図１２にはブートストラップコンデンサＣＶＣＣ１と２が示されているが、図４には、コンデンサＣＶＣＣ３が追加されて含まれる。図１２でＣＢＯＯＴと標示されるコンデンサとＲ７と標示される抵抗は、図４の配置での、それぞれコンデンサＣＢＳと抵抗ＲＬＩＭ１とに対応する。
【００１９】
バラスト制御部は、ＩＣ５０の周囲に作られ、このＩＣは、International Rectifier Corporationから市販される、IR2167ICとされる製品である。実施する際のこれ以上の詳細については、IR2167のデータシートで与えられるが、これは、International Rectifier Corporation、及び２００１年１０月９日出願の係属中の特許文献３から入手可能であり、これらは共に、ここにその全体を参考のために組み入れる。
【００２０】
バラスト制御カードは、一つのボード上に、高位側と低位側両方の駆動ＭＯＳＦＥＴ５２と５４および力率補正ＭＯＳＦＥＴ（ＭＰＦＣ）を組み込んでいる。
【００２１】
本発明は、その特定の実施形態に関連して説明してきたが、他の多くの変種と変更と他の使用法が当業者には、明らかであろう。従って、本発明は、ここに開示した特定のものによってでなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のバラスト制御カードの典型的な実例の図である。
【図２】図１のバラスト制御カードの上位のトレース層の図である。
【図３】図１のバラスト制御カードのための上位のはんだマスクの図である。
【図４】図１のバラスト制御カードの上位のシルク層の図である。
【図５】図１のバラスト制御カードの下位のトレース層の図である。
【図６】図１のバラスト制御カードのための下位のはんだマスクの図である。
【図７】図１のバラスト制御カードのボンディングワイヤーの図である。
【図８】本発明に沿ったバラストマザーボードのための下位の銅層の図である。
【図９】本発明に沿ったバラストマザーボードのための上位のシルクスクリーン層の図である。
【図１０】本発明に沿ったバラストマザーボードのための下位のシルクスクリーン層の図である。
【図１１】本発明に沿ったバラストマザーボードのための下位のはんだマスクの図である。
【図１２】本発明に沿った制御カード回路の回路図である。
【符号の説明】
【００２３】
２…バラスト制御カード
４…蛍光ランプ
６…カバー
８…回路ボード
１０…変圧器
１２，１４，１６，１８…抵抗
２０，２２…コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年10月4日(2004.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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