(57)【要約】ランプ（１０）に結合されたユニバーサルランプドライバ（２０）を制御する適応補償回路（８０、９０）を開示する。適応補償回路（８０、９０）は、ランプ（１０）の種類の識別を利用して、ランプ（１０）の時定数を表わす信号を発生する。次に、適応補償回路（８０、９０）は、時定数に対応するゼロ位置（ＺS ）及び一対のポール位置（ＰS1、ＰS2）を決定し、ゼロ位置（ＺS ）及び一対のポール位置（ＰS1、ＰS2）の決定に応答して制御電圧（ＶC ）を発生する。この制御電圧（ＶC ）は、ランプ電流（ＩL ）をランプ（１０）に安定に与えるユニバーサルランプドライバ（２０）の動作を容易にする。
2005502168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプに結合されたランプドライバの適応制御方法において、
ランプに対応する時定数を決定する工程と、
ランプ電流をランプの時定数の関数としてランプに供給するようにユニバーサルランプドライバを動作させる工程と
を有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載のランプに結合されたランプドライバの適応制御方法において、
時定数の決定に応答してゼロ位置、第１ポール位置及び第２ポール位置を決定する工程と、
ゼロ位置、第１ポール位置及び第２ポール位置の関数として制御電圧を発生させる工程と、
ランプ電流を制御電圧の発生に応答してランプに供給するように前記ユニバーサルランプドライバを動作させる工程と
を有する方法。
【請求項３】
ランプ電流をランプに供給するように動作しうるユニバーサルランプドライバと、
ランプ電流をランプの時定数の関数として制御するように動作しうる適応補償回路と
を有する装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、前記適応補償回路が、ランプに対応する時定数を決定する手段を有する装置。
【請求項５】
請求項３に記載の装置において、前記適応補償回路が、前記時定数の決定に応答してゼロ位置、第１ポール位置及び第２ポール位置を決定する手段を有している装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、前記適応補償回路が、ランプに対応するゼロ位置、第１ポール位置及び第２ポール位置の関数としての制御電圧を発生する手段を有している装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、ランプ電流を制御電圧の発生に応答してランプに安定供給するようにランプドライバを動作させる手段を有する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、種々のランプの調光を制御することに関するものである。特に、本発明は、ランプのイオン化及び再結合遅延によるランプ内での不連続性及び発振を防止することに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１及び４は、ユニバーサル（共通デバイス）ランプドライバ２０の既知の構成配置を示し、このランプドライバ２０は、Ｎチャネルデプレション型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（“ＭＯＳＦＥＴ１”）と、Ｎチャネルデプレション型金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（“ＭＯＳＦＥＴ２”）と、キャパシタＣ1 と、インダクタＬ1 と、キャパシタＣ2 とを有し、電源電圧ＶSS及び電源電流ＩSSに応答してランプ電圧ＶL 及びランプ電流ＩL をランプ１０に与えるようになっている。図１は更に、通常の乗算器３０と、既知の構成配置の帰還補償回路４０とを示しており、この帰還補償回路４０は、通常のゲートドライバ４１と、通常のパルス幅変調器４２と、演算増幅器（“OP AMP１”）の形態の比較器と、キャパシタＣ3 と、抵抗Ｒ2 とを有している。乗算器３０は、ランプ電圧ＶL 及びランプ電流ＩL を表わすランプ電力信号ＬＰS を計算し、これを帰還補償回路４０に与える。帰還補償回路４０は、ランプ電力信号ＬＰS 及び基準電圧ＶREF に応答してＭＯＳＦＥＴ１の能動動作モード及びＭＯＳＦＥＴ２の能動動作モードを制御し、これによりランプ電流ＩL を調整してランプ１０の調光レベルを調整しうるようにする。
【０００３】
ユニバーサルランプドライバ２０の利点は、種々の形態のランプ１０を（例えば、いかなる型のガス放電ランプをも）駆動することができるということである。帰還補償回路４０の欠点は、あらゆる種類のランプ１０に対しランプ電流ＩL の調整を制御することができないということである。図２は、帰還補償回路４０がアクセス不能領域内でランプ電流ＩL の調整を制御することができないということを示している。その結果、図３Ａに示すようにランプ電流ＩL に不連続部分が生じる。
【０００４】
図４は、整流器５０及び既知の構成配置の帰還補償回路６０を示しており、この帰還補償回路６０は通常のゲートドライバ６１と、通常の電圧制御発振器６２と、演算増幅器（“OP AMP２”）の形態の比較器と、キャパシタＣ4 と、キャパシタＣ5 と、抵抗Ｒ3 と、抵抗Ｒ4 とを有する。整流器５０は、ランプ電流ＩL を表わすランプ電力信号ＬＣS を計算し、これを帰還補償回路６０に与える。帰還補償回路６０は、ランプ電力信号ＬＣS 及び基準電圧ＶREF に応答してＭＯＳＦＥＴ１の能動動作モード及びＭＯＳＦＥＴ２の能動動作モードを制御し、これにより、図３Ｂに示すように、連続性を保つようにランプ電流ＩL を調整しうるようにする。
【０００５】
しかし、帰還補償回路６０には、特定の種類のランプ１０に適合されているハーフブリッジ型のユニバーサルランプドライバ２０に対し補償を行なうことができないという欠点がある。その結果、ある種類のランプ１０に対するランプドライバ２０に不安定問題が生じる。例えば、帰還補償回路６０は、２００ｒａｄ／秒にゼロ点を有し、１０ｒａｄ／秒にポール（極）を有する２ポール‐１ゼロ補償を行なうように設計することができる。従って、ランプ電流ＩL は、ランプ１０が５０μ秒の時定数を有する種類のランプである場合に図５Ａに示すように不安定になるおそれがあり、ランプ１０が５００μ秒の時定数を有する種類のランプである場合に図５Ｂに示すように安定となりうる。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の欠点を解決することを目的とする。
【０００７】
発明の概要
本発明は、ユニバーサルランプドライバの適応制御に関するものである。本発明の種々の特徴は新規で、非自明であり、種々の利点を提供するものである。ここで保護される本発明の実際の範囲は特許請求の範囲のみにより決定しうるが、実施例を表わすある特徴を以下に簡単に説明する。
【０００８】
本発明の一形態は、ランプに結合されたランプドライバを適応制御する方法である。最初に、ランプに対応する時定数を決定する。次に、ランプドライバを動作させて、ランプ電流をランプの時定数の関数としてランプに与える。
【０００９】
本発明の他の形態は、ランプドライバと適応補償回路とを有する装置である。ランプドライバは、ランプにランプ電流を与えるように動作しうる。適応補償回路は、ランプ電流をランプの時定数の関数として制御するように動作しうる。
【００１０】
本発明の、上述した形態やその他の形態、特徴及び利点は、添付図面を参照して以下に詳細に説明する好適実施例から更に明らかとなるであろう。以下の詳細な説明及び図面は本発明を単に例示的に説明するものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲の記載及びこれと等価なものにより規定されるものである。
【実施例】
【００１１】
図６は、図１と関連して前述したユニバーサルランプドライバ２０と、通常の乗算器７０と、本発明による適応補償回路８０とを示す。適応補償回路８０は、通常のゲートドライバ８１と、通常のパルス幅変調器８２とを有する。この適応補償回路８０は更に、ランプ識別装置８４と、ポール‐ゼロ計算器８５と、ルックアップテーブル８６と、適応補償器８３とを有し、これらは全てデジタル回路又はアナログ回路をもって構成するか、或いはまた、その双方をもって構成しうる。
【００１２】
ランプ識別装置８４は、ランプ１０の時定数を表わす時定数信号ＴＣS を、ランプ電圧ＶL に応答して、ポール‐ゼロ計算器８５に供給するように動作しうる。一実施例では、ランプ識別装置８４が、２０００年１２月１２日に“For Improvements In A Lamp Type Recognition Scheme”と題して発行された米国特許第 6,160,361号明細書に開示されているように、ランプ１０の種類を識別することにより、時定数信号ＴＣS を発生する。この米国特許明細書は参考のために導入したものである。
【００１３】
ポール‐ゼロ計算器８５は、時定数信号ＴＣS 及びランプ電力信号ＬＰS に応答して、第１ポール位置信号ＰS1、ゼロ位置信号ＺS 及び第２ポール位置信号ＰS2をルックアップテーブル８６から取出すように動作しうる。これらの信号は全てランプ１０の時定数に対応するものである。ポール位置信号ＰS1は低周波（例えば、１０〜２０ｒａｄ／秒）を表わす。ポール位置信号ＰS2は高周波（例えば、１，０００〜５０，０００ｒａｄ／秒）を表わす。ゼロ位置信号ＺS は、ポール位置信号ＰS1により表わされる低周波とポール位置信号ＰS2により表わされる高周波との間の周波数を表わす。以下の表１はルックアップテーブル８６の代表例である。
【表１】
2005502168.tif 000003
【００１４】
ポール‐ゼロ計算器８５は、ポール位置信号ＰS1、ゼロ位置信号ＺS 及びポール位置信号ＰS2を適応補償器８３に与える。適応補償器８３は、これらの信号や、ランプ電力信号ＬＰS 及び基準電圧ＶREF に応答して、通常のように動作するパルス幅変調器８２及びゲートドライバ８１に対する制御電圧ＶC を計算し、これによりランプ電流ＩL を図３Ｂ及び図５Ｂに示すように連続的に且つ安定に制御する。一実施例では、適応補償器８３は、周波数領域の以下のラプラス変換関数［１］に応じて制御電圧ＶC を計算する。
Ｋ［（Ｓ＋ＺS ）／｛（Ｓ＋ＰS1）（Ｓ＋ＰS2）｝］        ［１］
ここで、Ｋは、補償回路８０より構成された帰還ループにより調整される補償の直流利得である。当業者にとって明らかなように、図６の回路はランプ１０の種類の識別前は開ループとし、制御電圧ＶC を最初に計算してから閉負荷回路とする。
【００１５】
図７は、図１につき前述したユニバーサルランプドライバ２０及び乗算器７０と、本発明による適応補償回路９０とを示す。適応補償回路９０は、図６につき前述したように、通常のゲートドライバ８１と、通常のパルス幅変調器８２と、ポール‐ゼロ計算器８５と、ルックアップテーブル８６と、適応補償器８３とを有する。適応補償器９０は、ランプ識別装置８４（図６）の代わりに、中央制御ユニットから直列ポート又はＲＦインターフェースを介して供給されるランプ識別信号ＬＩＤS に応答して、時定数信号ＴＣS をポール‐ゼロ計算器８５に供給するように動作しうるランプ識別装置８７を有する。
【００１６】
本発明の他の実施例では、電流帰還制御、マルチループ制御及び周波数変調に基づく適応補償器を適応補償器８３に代えて用いることができる。
【００１７】
上述した本発明の実施例は好適例に過ぎず、本発明の精神及び範囲を逸脱することなしに本発明を種々に変更することができる。本発明の範囲は特許請求の範囲に記載した通りであるが、これと等価なあらゆる変更は本発明の範囲に含まれるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】既知のユニバーサルランプドライバ及び電力帰還補償回路を示す回路図である。
【図２】図１のユニバーサルランプドライバ及び電力帰還補償回路により発生され且つ制御されるランプ電流対ランプ電圧のグラフを示す線図である。
【図３Ａ】不連続性を呈するランプ電流のグラフを示す線図である。
【図３Ｂ】連続性を呈するランプ電流のグラフを示す線図である。
【図４】既知のユニバーサルランプドライバ及び電流帰還補償回路を示す回路図である。
【図５Ａ】不安定なランプ電流を示すグラフ線図である。
【図５Ｂ】安定なランプ電流を示すグラフ線図である。
【図６】ユニバーサルランプドライバと、本発明による適応帰還補償回路との第１実施例を示す回路図である。
【図７】ユニバーサルランプドライバと、本発明による適応帰還補償回路との第２実施例を示す回路図である。
【図１】
2005502168.tif 000004
【図２】
2005502168.tif 000005
【図３Ａ】
2005502168.tif 000006
【図３Ｂ】
2005502168.tif 000007
【図４】
2005502168.tif 000008
【図５Ａ】
2005502168.tif 000009
【図５Ｂ】
2005502168.tif 000010
【図６】
2005502168.tif 000011
【図７】
2005502168.tif 000012
【国際公開パンフレット】
2005502168.tif 000013
2005502168.tif 000014
2005502168.tif 000015
2005502168.tif 000016
2005502168.tif 000017
2005502168.tif 000018
2005502168.tif 000019
2005502168.tif 000020
2005502168.tif 000021
2005502168.tif 000022
2005502168.tif 000023
2005502168.tif 000024
2005502168.tif 000025
2005502168.tif 000026
2005502168.tif 000027
【国際調査報告】
2005502168.tif 000028
2005502168.tif 000029
2005502168.tif 000030