(57)【要約】  向上した高周波安定器が開示されている。高周波安定器は、ガス放電ランプ（１０）の安定動作中にガス放電ランプ（１０）に対するランプ電流（ＩＬ）を確立し、ランプ電流（ＩＬ）の作動アンペアレベルは、ガス放電ランプ（１０）に関連した色の表示によって十分な向上を容易にする。その後、ガス放電ランプ（１０）の安定動作中、高周波安定器は、ランプ電流（ＩＬ）の作動周波数に対する周波数変調及び／又はランプ電流（ＩＬ）の振幅変調を行う。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス放電灯に結合したハーフブリッジを操作する方法であって、
前記ガス放電ランプの高周波動作範囲内の全ての音響共振より上のランプ電流の動作周波数を確立するよう前記ハーフブリッジを操作し、
前記動作周波数に対して周波数変調を適用するよう前記ハーフブリッジを操作することを特徴とする方法。
【請求項２】
ガス放電灯に結合したハーフブリッジを操作する方法であって、
ランプ電流の動作周波数を確立するよう前記ハーフブリッジを操作し、
所定の波形を有する駆動電圧のハーフブリッジに応答して、前記ランプ電流に振幅変調を適用するよう前記ハーフブリッジを操作することを特徴とする方法。
【請求項３】
ガス放電灯に結合したハーフブリッジを操作する方法であって、
前記ガス放電ランプの高周波動作範囲内の全ての音響共振より上のランプ電流の動作周波数を確立するよう前記ハーフブリッジを操作し、
前記動作周波数に対して周波数変調を適用し、
所定の波形を有する駆動電圧のハーフブリッジに応答して、前記ランプ電流に振幅変調を適用するよう前記ハーフブリッジを操作することを特徴とする方法。
【請求項４】
ガス放電灯に結合したハーフブリッジを操作する方法であって、
前記ガス放電灯の始動中に前記ランプにランプ電流を供給するよう前記ハーフブリッジを操作し、
前記ガス放電ランプの加熱段階中に、最大ランアップレベル以上の動作アンペアレベルのランプ電流を確立するよう前記ハーフブリッジを操作して、前記ガス放電ランプ内の逆アークを抑制し、これによって、前記ガス放電ランプが、前記ガス放電ランプに対する十分な色の表示を達成することを特徴とする方法。
【請求項５】
前記ガス放電ランプの安定動作中に、前記ランプ電流の動作周波数を確立するよう前記ハーフブリッジを操作し、前記動作周波数を、前記ガス放電ランプの高周波動作範囲内の全ての音響共振より上とし、
前記動作周波数に周波数変調を適用するよう前記ハーフブリッジを操作することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ランプ電流の動作周波数を確立するよう前記ハーフブリッジを操作し、
所定の波形を有する駆動電圧のハーフブリッジに応答して、前記ランプ電流に振幅変調を適用するよう前記ハーフブリッジを操作することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記ガス放電ランプの安定動作中に、前記ランプ電流の動作周波数を確立するよう前記ハーフブリッジを操作し、前記動作周波数を、前記ガス放電ランプの高周波動作範囲内の全ての音響共振より上とし、
前記動作周波数に周波数変調を適用するよう前記ハーフブリッジを操作し、
所定の波形を有する駆動電圧のハーフブリッジに応答して、前記ランプ電流に振幅変調を適用するよう前記ハーフブリッジを操作することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項８】
前記放電ランプのアーク加熱段階中のランプ電流の動作アンペアレベルを、前記ランプ電流に対する最大アンペアレベルの少なくとも８５％としたことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項９】
ガス放電灯に結合したハーフブリッジであって、
前記ガス放電ランプの高周波動作範囲内の全ての音響共振より上のランプ電流の動作周波数を確立する手段と、
前記動作周波数に対して周波数変調を適用する手段とを具えることを特徴とするハーフブリッジ。
【請求項１０】
ガス放電灯に結合したハーフブリッジであって、
ランプ電流の動作周波数を確立する手段と、
所定の波形を有する駆動電圧のハーフブリッジに応答して、前記ランプ電流に振幅変調を適用する手段とを具えることを特徴とするハーフブリッジ。
【請求項１１】
ガス放電灯に結合したハーフブリッジであって、
前記ガス放電ランプの高周波動作範囲内の全ての音響共振より上のランプ電流の動作周波数を確立する手段と、
前記動作周波数に対して周波数変調を適用する手段と、
所定の波形を有する駆動電圧のハーフブリッジに応答して、前記ランプ電流に振幅変調を適用する手段とを具えることを特徴とするハーフブリッジ。
【請求項１２】
ガス放電灯に結合したハーフブリッジであって、
前記ガス放電灯の始動中に前記ランプにランプ電流を供給する手段と、
前記ガス放電ランプの加熱段階中に、最大ランアップレベル以上の動作アンペアレベルのランプ電流を確立して、前記ガス放電ランプ内の逆アークを抑制し、これによって、前記ガス放電ランプが、前記ガス放電ランプに対する十分な色の表示を達成する手段とを具えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、種々のタイプのガス放電ランプの動作（点灯）の制御に関する。本発明は、特に、ガス放電ランプの高周波範囲内の電子安定器の動作（点灯）パフォーマンスの向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
高強度放電（ＨＩＤ）ランプは、数ｋＨｚと数百ｋＨｚとの間の高周波（ＨＦ）動作内で点灯するとランプのタイプに応じて音響共振を被ることが従来知られている。しかしながら、音響共振は、そのようなガス放電ランプ内で十分に弱まり、これによって、最高の音響共振である非常に高い周波数動作（例えば、４００Ｗ  ＭＨランプに対して１５０ｋＨｚ）内でガス放電ランプが点灯されるときに、音響共振がガス放電ランプの派フォー案スに悪影響が及ぼされない。ＶＨＦ動作中にガス放電ランプを点灯した結果、電磁干渉が発生する。さらに、ガス放電ランプがＨＦランプ電流で点灯されると、電極温度変調（すなわち、アノードとカソードとの間の温度差）が消滅する。この結果、互いに相違する電極動作状態となり、電極上のアークアタッチメントに変化が生じる。アーク電極アタッチメントに関連した不安定性は、４００Ｗ  ＭＨランプを５００ｋＨｚまでの高周波数で点灯したときに確認されている。また、個々のランプ間の大きなコイル差も、ランプを高周波数で点灯する際に確認されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ガス放電ランプの逆アーク(back-arcing)は、電極の先端のアークの理想的なアークアタッチメントとは反対のランプの電極コイルの後方におけるアークのアークアタッチメントを伴う。これは、アーク管の端部の熱平衡に悪影響を及ぼすおそれがあり、したがって、蒸気圧に悪影響を及ぼす。その結果、ランプの色特性に悪影響が及ぼされる。現在のところ、関連の従来技術は、逆アークに注意が向けられていない。
【０００４】
本発明は、従来の欠点に注意を向ける。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、向上した高周波安定器に関する。本発明の種々の態様は、新規であり、自明でなく、かうｔ、種々の利点を提供する。ここでカバーした本発明の実際の性質を、ここに添付した特許請求の範囲を参照して決定することができるが、ここに開示した実施の形態の特徴である所定の形態を、以下簡単に説明する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の第１形態は、ガス放電灯に結合したハーフブリッジを操作する第１の方法である。先ず、前記ガス放電ランプの高周波動作範囲内の全ての音響共鳴より上のランプ電流の動作周波数を確立するよう前記ハーフブリッジを操作する。次いで、前記動作周波数に対して周波数変調を適用するよう前記ハーフブリッジを操作する。
【０００７】
本発明の第２形態は、ガス放電灯に結合したハーフブリッジを操作する第２の方法である。先ず、ランプ電流の動作周波数を確立するよう前記ハーフブリッジを操作する。次いで、所定の波形を有する駆動電圧のハーフブリッジに応答して、前記ランプ電流に振幅変調を適用するよう前記ハーフブリッジを操作する。
【０００８】
本発明の第３形態は、ガス放電灯に結合したハーフブリッジを操作する第３の方法である。先ず、前記ガス放電ランプの高周波動作範囲内の全ての音響共振より上のランプ電流の動作周波数を確立するよう前記ハーフブリッジを操作する。次いで、前記動作周波数に対して周波数変調を適用する。最後に、所定の波形を有する駆動電圧のハーフブリッジに応答して、前記ランプ電流に振幅変調を適用するよう前記ハーフブリッジを操作する。
【０００９】
本発明の第４形態は、ガス放電灯に結合したハーフブリッジを操作する第４の方法である。先ず、前記ガス放電灯の始動中に前記ランプにランプ電流を供給するよう前記ハーフブリッジを操作する。次いで、前記ガス放電ランプの加熱段階中に、最大ランアップレベル以上の動作アンペアレベルのランプ電流を確立するよう前記ハーフブリッジを操作して、前記ガス放電ランプ内の逆アークを抑制し、これによって、前記ガス放電ランプが、前記ガス放電ランプに対する十分な色の表示を達成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、通常のランプ１０にランプ電流ＩＬを供給する本発明の安定器２０を示す。安定器２０は、通常の配置で結合された電磁干渉フィルタ３０、ＭＡＩＮＳ整流器４０、ブーストコンバータ５０、エネルギーバッファ６０及びハーフブリッジ７０を具え、これによって、駆動電圧ＶＤは、ハーフブリッジ７０に印加される。
【００１１】
図２は、ハーフブリッジ７０を示し、このハーフブリッジ７０は、マイクロコントローラ７１と、電圧制御発振器（ＶＣＯ）７２と、ハーフブリッジドライバ７３と、トランジスタＴ１と、トランジスタＴ２と、変成器ＴＦと、インダクタＬと、キャパシタＣ１と、キャパシタＣ２と、インピーダンス素子Ｚとを有する。マイクロコントローラ７１及びトランジスタＴ１のドレインは、駆動電圧ＶＤを受信するノードＮ１に結合される。トランジスタＴ１のソース、トランジスタＴ２のドレイン及び変成器は、ノードＮ２に結合される。マイクロコントローラ７１、トランジスタＴ２のソース及びインピーダンス素子Ｚは、ノードＮ３に結合され、これによって、マイクロコントローラ７１は駆動電流ＩDを受信する。マイクロコントローラ７１は、帰還電流ＩＦを受信するよう変成器ＴＦにも結合される。変成器ＴＦ、インダクタＬ及びキャパシタＣ１は直列結合される。キャパシタＣ１、キャパシタＣ２及びランプ１０はノードＮ４に結合され、キャパシタＣ２及びランプ１０は、ノードＮ４とノードＮ５との間で並列結合される。
【００１２】
通常、ＶＣＯ７２は、動作周波数範囲内で、全ての音響共振より上のランプ電流ＩＬの動作周波数を確立する。マイクロコントローラ７１は、アナログ回路、デジタル回路又はアナログ回路とデジタル回路の組合せを具え、駆動電圧ＶＤ、駆動電流ＩＤ及び帰還電流ＩＦに応答して変調電圧ＶＦＭＳを発生する。周波数変調電圧ＶＦＭＳに応答して、ＶＣＯ７２は、対応する周波数変調をランプ電流ＩＬの動作周波数に対して行う。ＶＣＯ７２は、ランプ電流ＩＬの動作周波数に対する周波数変調の表示として制御電圧ＶＣを発生する。制御電圧ＶＣに応答して、ハーフブリッジ７３は、トランジスタＴ１，Ｔ２を作動させ、これによってランプ電流ＩＬがランプ１０に供給される。
【００１３】
マイクロコントローラ７１は、駆動電圧ＶＤを測定するとともに駆動電流ＩＤを平均化することによって、ハーフブリッジ７０に対する入力電力ＰＩＮを決定する。一実施の形態において、入力電力ＰＩＮは、駆動電圧ＶＤと平均駆動電流ＩＤを乗算することによって決定される。以下の式［１］に示すように、ランプ電圧ＶＬを、計算された入力電力ＰＩＮからハーフブリッジ７０による任意の電力消失ＰＬＯＳＳを減算するとともにこの結果をランプ電流ＩＬによって除算することによって取得することができる。
（ＰＩＮ−ＰＬＯＳＳ）／ＩＬ  ［１］
【００１４】
図３は、時間に亘るランプ電圧ＶＬを示す。ガス放電ランプ１０の始動は、ラグタイム段階、ブレークダウン（ＢＤ）段階、電極加熱段階及びアーク管加熱段階からなる。アーク管加熱段階中のガス放電ランプ１０内の任意の逆アークを（除去されない場合には）最小にする必要があり、これによって、ガス放電ランプ１０に関連した色の表示の十分な向上を容易に行うことができる。そのようにして、マイクロコントローラ７１は、図４に示すようなランアップアンペアレベルＩＲＵＮ−ＵＰ以上のランプ電流ＩＬの動作アンペアレベルを確立する。一実施の形態において、ランアップアンペアレベルＩＲＵＮ−ＵＰを、ガス放電ランプ１０に対して確立されるようなランプ電流ＩＬに対する最大アンペアレベルＩＭＡＸの８５％とする。
【００１５】
図５は、ランプ電流ＩＬを取得する際の駆動電圧ＶＤと、周波数変調Δｆ（例えば５ｋＨｚ）及び周波数掃引ＦＳＷＥＥＰ（例えば、２００Ｈｚ）を有する変調電圧ＶＦＭＳとの一例を示す。結果的には、ランプ１０のアーク（図示せず）が安定する。
【００１６】
図６は、ランプ電流ＩＬを取得する際の駆動電圧ＶＤと、周波数変調Δｆ（例えば５ｋＨｚ）及び周波数掃引ＦＳＷＥＥＰ（例えば、２００Ｈｚ）を有する変調電圧ＶＦＭＳとの第２の例を示す。
【００１７】
図７は、ランプ電流ＩＬを取得する際の振幅変調及び周波数（例えば、１２０Ｈｚ）を有する駆動電圧ＶＤと、変調電圧ＶＦＭＳとの第３の例を示す。当業者は、安定器２０がバレーフィル技術(valley fill technique)に基づいて駆動電圧ＶＤを発生していることがわかる。
【００１８】
図８は、ランプ電流ＩＬを取得する際の振幅変調及び周波数（例えば、１２０Ｈｚ）を有する駆動電圧ＶＤと、変調電圧ＶＦＭＳとの第４の例を示す。当業者は、安定器２０がホロワブースト技術(follower boost technique)に基づいて駆動電圧ＶＤを発生していることがわかる。
【００１９】
図９は、ランプ電流ＩＬを取得する際の振幅変調及び周波数（例えば、１２０Ｈｚ）を有する駆動電圧ＶＤと、周波数変調Δｆ（例えば５ｋＨｚ）及び周波数掃引ＦＳＷＥＥＰ（例えば、２００Ｈｚ）を変調電圧ＶＦＭＳとの第５の例を示す。
【００２０】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による安定器の一実施の形態を示す。
【図２】本発明によるハーフブリッジの一実施の形態を示す。
【図３】時間に亘るランプ電圧のグラフの一例を示す。
【図４】ランプ電流に対する逆アークのリスクのグラフの一例を示す。
【図５】駆動電圧、変調電圧及びランプ電流の第１セットのグラフの例である。
【図６】駆動電圧、変調電圧及びランプ電流の第２セットのグラフの例である。
【図７】駆動電圧、変調電圧及びランプ電流の第３セットのグラフの例である。
【図８】駆動電圧、変調電圧及びランプ電流の第４セットのグラフの例である。
【図９】駆動電圧、変調電圧及びランプ電流の第５セットのグラフの例である。
【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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【国際調査報告】
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