(57)【要約】ランプに電力供給するための電子安定器は、動作パラメータのｒｍｓ値が一定であるように制御するための制御ループを有する。制御ループにおいて、パラメータの実際のｒｍｓ値は、その平均値とそのピーク値との線形結合として生成される。
2005502162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に給電するための回路構成であって、
供給電圧源に接続されるべき入力端子と、
前記供給電圧源によって供給される供給電圧から前記負荷を通して電流を生成するためのパワー変換器と、
動作パラメータのｒｍｓ値を制御するための制御回路とを備え、前記制御回路が、
前記動作パラメータの実際のｒｍｓ値の目安である第１の信号を生成するための第１の回路と、
前記動作パラメータの所望のｒｍｓ値の目安である第２の信号を生成するための第２の回路と、
前記第１及び前記第２の信号に依存して第３の信号を生成し、該第３の信号に依存して前記回路構成の動作状態に影響を与えるための、前記第１及び前記第２の回路に結合された第３の回路とを有する回路構成であって、前記第１の回路が、
前記動作パラメータの実際の平均値の目安である第４の信号を生成するための第４の回路と、
前記動作パラメータの実際の最大振幅の目安である第５の信号を生成するための第５の回路と、
前記第３の信号及び前記第４の信号の線形結合である信号を生成するための第６の回路と、
を有することを特徴とする、回路構成。
【請求項２】
前記負荷がランプであり、前記動作パラメータが、ランプ電流とランプ電圧とからなるグループから選択される、請求項１に記載の回路構成。
【請求項３】
前記第６の回路が、一般的な式、
Ａ＊ＯＰａｖｇ＋Ｂ＊ＯＰｍａｘ
の信号を生成し、ここで、ＯＰａｖｇ及びＯＰｍａｘは、それぞれ前記第４の信号の値及び前記第５の信号の値であり、
０＜Ａ＜１  及び  ０＜Ｂ＜１
である、請求項１に記載の回路構成。
【請求項４】
０．７６＜Ａ＜０．９３  及び  ０．１２＜Ｂ＜０．１９
である、請求項３に記載の回路構成。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回路構成における使用のための第１の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に給電するための回路構成であって、
供給電圧源に接続されるべき入力端子と、
供給電圧源によって供給される供給電圧から負荷を通して電流を生成するためのパワー変換器と、
動作パラメータのｒｍｓ値（実効値）を制御するための制御回路とを備え、前記制御回路が、
動作パラメータの実際のｒｍｓ値の目安（measure）である第１の信号を生成するための第１の回路と、
動作パラメータの所望のｒｍｓ値の目安である第２の信号を生成するための第２の回路と、
第１及び第２の信号に依存して第３の信号を生成し、該第３の信号に依存して回路構成の動作状態に影響を与えるための、第１及び第２の回路に結合された第３の回路とを有する回路構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のような回路構成は既知である。第１の信号は、多くの場合、動作パラメータを表す信号を逐次整流し平均化することにより生成される。正弦波信号に関しては、Ｖｒｍｓ＝１．１１１＊Ｖａｖｇが当てはまり、ここで、Ｖｒｍｓは信号のｒｍｓ値であり、Ｖａｖｇは平均値である。それゆえ、上述の演算は、正弦波信号について信頼できるｒｍｓ値を与える。しかしながら、上述の演算が正弦波形の信号からかなり逸れる信号に適用される場合、演算の結果もまた信号の実際のｒｍｓ値からかなり逸れる可能性がある。このような非正弦波信号のｒｍｓ値を決定するため、「本当のｒｍｓ値センサ」が使用されうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような「本当のｒｍｓ値センサ」は、多くの（能動）素子を有する複雑な回路であり、その結果、上述の回路もまたかなり高価になってしまう。
【０００４】
本発明の目的は、動作パラメータのｒｍｓ値がかなり単純な手段によって決定されるとともに所望のレベルを得るように調整されうる回路構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これを実現するため、冒頭の段落で述べた回路構成は、本発明により第１の回路が、
動作パラメータの実際の平均値の目安である第４の信号を生成するための第４の回路と、
動作パラメータの実際の最大振幅の目安である第５の信号を生成するための第５の回路と、
第３の信号及び第４の信号の線形結合である信号を生成するための第６の回路と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明による回路構成の第１の回路によって生成されるｒｍｓ値は、時間の関数としての動作パラメータの形が正弦形状からかなり逸れるとしても、動作パラメータの実際のｒｍｓ値と実質的に等しいことが分かった。それによって、動作パラメータのｒｍｓ値もまた、所望の値を得るように正確に調整される。第４の回路及び第５の回路は、かなり単純な電子部品を使用して達成されることができ、従ってこれらの回路もまたかなり安価である。同じことが第６の回路にも当てはまる。
【０００７】
良好な結果は、負荷がランプであり、動作パラメータがランプ電流、ランプ電圧及びランプによって消費されるパワーからなるグループから選択される本発明による回路構成の実施例を使用して得られた。
【０００８】
更に、良好な結果は、第６の回路が一般的な式、
Ａ＊ＯＰａｖｇ＋Ｂ＊ＯＰｍａｘ
の信号を生成し、ここでＯＰａｖｇ及びＯＰｍａｘがそれぞれ第４の信号の値及び第５の信号の値であり、
０＜Ａ＜１  及び  ０＜Ｂ＜１
であるような本発明による回路構成の実施例を使用して得られた。
【０００９】
より具体的には、良好な結果が、
０．７６＜Ａ＜０．９３  及び  ０．１２＜Ｂ＜０．１９
である実施例について得られた。
【００１０】
本発明のこれら及び他の見地は、以下に述べる１つ又は複数の実施例から明らかであり、そのような実施例を参照して明確にされるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１において、Ｋ５及びＫ６は、供給電圧源の電極に接続されるべき入力端子である。入力端子Ｋ５及びＫ６は、ダイオードブリッジの形の整流器を形成する回路部分ＧＭのそれぞれの入力部に接続される。回路部分ＧＭの第１の出力部Ｋ１は、キャパシタＣ１によって、また、スイッチング素子Ｓ１及びスイッチング素子Ｓ２の直列構成によって第２の出力部Ｋ２に接続される。スイッチング素子Ｓ１の制御電極は、回路部分Ｓｃ１の第１の出力部に接続される。スイッチング素子Ｓ２の制御電極は、回路部分Ｓｃ１の第２の出力部に接続される。回路部分Ｓｃ１は、スイッチング素子Ｓ１及びＳ２を周波数ｆで交互に導通及び非導通にするための制御信号を生成する制御回路である。スイッチング素子Ｓ１は、コイルＬ１、ランプ端子Ｋ３、ランプＬＡ、ランプ端子Ｋ４及びキャパシタＣ２の直列構成によってシャントされる。ランプＬＡは、キャパシタＣ３によってシャントされる。回路部分ＧＭ及びＳｃ１、スイッチング素子Ｓ１及びＳ２、コイルＬ１、ランプ端子Ｋ３及びＫ４並びにキャパシタＣ２及びＣ３は協働して、供給電圧源によって供給される供給電圧から電流を生成するためのパワー変換器を形成する。この電流は、ランプＬＡにより形成される負荷を流れる。回路部分Ｓｃ１の入力部は、回路部分ＩＩＩの出力部に結合される。回路部分ＩＩＩの第１の入力部は、回路部分ＩＩの出力部に接続される。回路部分ＩＩＩの他の入力部は、回路部分Ｉの出力部に接続される。回路部分Ｉの入力部は、ランプＬＡに結合される。図１において、この結合は破線によって示されている。回路部分Ｉは、この例ではランプ量である動作パラメータのｒｍｓ値（実効値）の目安である第１の信号を生成するための第１の回路を形成する。回路部分Ｉは、互いに結合される回路部分ＩＶ、Ｖ及びＶＩを有する。回路部分ＩＶは、動作パラメータの実際の平均値の目安である第４の信号を生成するための第４の回路を形成する。回路部分Ｖは、動作パラメータの実際の最大振幅の目安である第５の信号を生成するための第５の回路を形成する。回路部分ＶＩは、第３の信号及び第４の信号の線形結合である信号を生成するための第６の回路を形成する。この理由のため、回路部分ＶＩのそれぞれの入力部は、回路部分ＩＶの出力部及び回路部分Ｖの出力部に結合される。回路部分ＩＩは、動作パラメータの所望のｒｍｓ値の目安である第２の信号を生成するための第２の回路を形成する。回路部分ＩＩＩは、第１の信号及び第２信号に依存する第３の信号を生成するとともに第３の信号に依存して回路構成の動作状態に影響を与えるための第３の回路を形成する。回路部分Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩは協働して、動作パラメータのｒｍｓ値を制御するための制御回路を形成する。
【００１２】
次に、図１に示す回路構成の動作について説明する。
【００１３】
入力端子Ｋ５及びＫ６が、低周波交流電圧を供給する電力源のような供給電圧源に接続される場合、この低周波交流電圧は回路部分ＧＭによって整流され、実質的に一定の直流電圧がキャパシタＣ１の両端に存在する。回路部分Ｓｃ１は、スイッチング素子Ｓ１及びＳ２を周波数ｆで交互に導通及び非導通にする。その結果、周波数ｆの実質的に方形波の電圧が２つのスイッチング素子の接合点に存在し、周波数ｆの交流電流がランプを流れる。回路部分Ｉは、ランプ電流、ランプ電圧又はランプパワーのようなランプ量のｒｍｓ値の目安である第１の信号を生成する。第１の信号は、回路部分ＩＶによって生成される第４の信号と回路部分Ｖによって生成される第５の信号との線形結合として回路部分ＶＩを通して形成される。より具体的には、第１の信号は、０．８４５＊ＯＰａｖｇ＋０．１５５＊ＯＰｐｋに等しく、ここでＯＰａｖｇ及びＯＰｐｋはそれぞれ第４の信号及び第５の信号を形成する。回路部分ＩＩは、ランプ量の所望のｒｍｓ値の目安である第２の信号を生成する。回路部分ＩＩＩは、第１及び第２の信号から第３の信号を生成する。この第３の信号は、いかなる時点においてもランプ量のｒｍｓ値が所望の値に実質的に等しくなるように、制御信号の周波数及び／又はデューティサイクルを介して回路構成の動作状態に影響を与えるために使用される。例えば、これは制御信号の周波数及び／又はデューティサイクルを介して達成されうる。図１に図示しない手段によって、スイッチング素子の導通時間又はキャパシタＣ１の両端の電圧を調整することも可能である。
【００１４】
図２Ａは、動作パラメータを形成するランプ量がランプ電圧である図１に示す回路構成の回路部分Ｉの実施例を示している。Ｋ２及びＫ７は、図１に示す回路構成の動作中、ランプ電圧のｒｍｓ値の目安である信号が端子間に存在する該端子である。これは、例えば一次巻線及び二次巻線を具備するトランスの一次巻線をランプの上に設け、端子Ｋ２及びＫ７を二次巻線のそれぞれの端部に接続することによって達成されうる。端子Ｋ７及びＫ２は、ダイオードＤ１、オーム抵抗器Ｒ１及びキャパシタＣ５の直列構成によって相互接続される。ダイオードＤ１及びオーム抵抗器Ｒ１の直列構成は、ダイオードＤ２及びオーム抵抗器Ｒ４の直列構成によってシャントされる。ダイオードＤ１及びオーム抵抗器Ｒ１の接合点は、オーム抵抗器Ｒ３によって端子Ｋ２に接続される。オーム抵抗器Ｒ３は、キャパシタＣ４によってシャントされる。ダイオードＤ２及びオーム抵抗器Ｒ４の接合点は、オーム抵抗器Ｒ２によって端子Ｋ２に接続される。オーム抵抗器Ｒ１、オーム抵抗器Ｒ４及びキャパシタＣ５の接合点は、端子Ｋ８を形成する。図１に示す回路構成の動作中、第１の信号は、端子Ｋ８及び端子Ｋ２間に存在する。ダイオードＤ２、オーム抵抗器Ｒ２及びＲ４並びにキャパシタＣ５は協働して回路部分ＩＶを形成する。ダイオードＤ１、キャパシタＣ４及びＣ５並びにオーム抵抗器Ｒ３及びＲ１は協働して回路部分Ｖを形成する。回路ＶＩは、オーム抵抗器Ｒ１、オーム抵抗器Ｒ４及びキャパシタＣ５の接合点によって形成される。
【００１５】
次に、図２Ａに示す例の動作について説明する。
【００１６】
実際のランプ電圧の目安である信号が端子Ｋ７及びＫ２間に存在する場合、回路部分ＩＶは、ランプ電圧の実際の平均値の目安である第４の信号を生成する。回路部分Ｖは、ランプ電圧の振幅の実際の最大値の目安である信号を生成する。回路部分ＶＩは、第１及び第２の信号の線形結合である第１の信号を生成する：Ａ＊ＯＰａｖｇ＋Ｂ＊ＯＰｐｋ。ここで、ＯＰａｖｇは第４の信号を形成し、ＯＰｐｋは第５の信号を形成する。定数Ａ及びＢの値は、オーム抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４の抵抗値によって決定される。第１の信号は、キャパシタＣ５の両端の電圧によって形成される。
【００１７】
図２Ｂは、ｒｍｓ値が制御される動作パラメータがランプ電流である回路部分Ｉの例を示す。Ｋ９及びＫ１０は、トランスＴ１の一次巻線の端部を形成する端子である。図１に示す回路構成の動作中、ランプ電流のｒｍｓ値の目安である信号が、端子Ｋ９及びＫ１０間に存在する。これは、例えばトランス及びランプを直列に配置することによって達成されうる。トランスＴ１の二次巻線のそれぞれの端部は、ダイオードＤ１−Ｄ４によって形成されるダイオードブリッジのそれぞれの入力部に接続される。ダイオードブリッジの第１の出力部は、オーム抵抗器Ｒ２によって、また、ダイオードＤ５及びキャパシタＣ４の直列構成によって第２の出力部に接続される。キャパシタＣ４は、オーム抵抗器Ｒ３によって、また、オーム抵抗器Ｒ１及びキャパシタＣ５の直列構成によってシャントされる。オーム抵抗器Ｒ２は、オーム抵抗器Ｒ４及びキャパシタＣ５の直列構成によってシャントされる。オーム抵抗器Ｒ４及びキャパシタＣ５の接合点は、端子Ｋ８を形成する。回路構成の動作中、第１の信号は、キャパシタＣ５の両端の電圧の形で端子Ｋ８及び端子Ｋ２間に存在する。回路部分ＩＶは、トランスＴ１、ダイオードブリッジ、オーム抵抗器Ｒ４及びＲ２並びにキャパシタＣ５によって形成される。回路部分Ｖは、トランスＴ１、ダイオードブリッジ、ダイオードＤ５、オーム抵抗器Ｒ３及びＲ１並びにキャパシタＣ４及びＣ５によって形成される。回路部分ＶＩは、オーム抵抗器Ｒ１、オーム抵抗器Ｒ４及びキャパシタＣ５の接合点によって形成される。
【００１８】
図２に示す例の動作は、図２Ａに示す例の動作に対応しており、ここで別途に説明しない。この例においても、定数Ａ及びＢの値は、オーム抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４の抵抗値によって決定される。
【００１９】
図２Ｃは、ｒｍｓ値が制御される動作パラメータがランプ電圧である回路部分Ｉの他の実施例を示す。Ｋ２及びＫ７は、図１に示す回路構成の動作中、ランプ電圧のｒｍｓ値の目安である信号が端子間に存在する該端子である。これは、例えば一次及び二次巻線を具備するトランスの一次巻線をランプの上に配置し、端子Ｋ２及びＫ７を二次巻線のそれぞれの端部に接続することによって達成されうる。端子Ｋ７及びＫ２は、キャパシタＣ３、オーム抵抗器Ｒ６及びダイオードＤ１の直列構成によって互いに接続される。ダイオードＤ１は、ダイオードＤ２及びオーム抵抗器Ｒ２の直列構成によってシャントされる。ダイオードＤ２及びオーム抵抗器Ｒ２の接合点は、ダイオードＤ５及びキャパシタＣ４の直列構成によって端子Ｋ２に接続される。ダイオードＤ５は、オーム抵抗器Ｒ４及びオーム抵抗器Ｒ１の直列構成によってシャントされる。キャパシタＣ４は、オーム抵抗器Ｒ３によってシャントされる。オーム抵抗器Ｒ４及びオーム抵抗器Ｒ１の接合点は、端子Ｋ８を形成する。端子Ｋ８は、キャパシタＣ５によって端子Ｋ２に接続される。回路構成の動作中、第１の信号は、キャパシタＣ５の両端の電圧の形で端子Ｋ８及びＫ２間に存在する。キャパシタＣ３、オーム抵抗器Ｒ６及びＲ２並びにダイオードＤ１及びＤ２は、動作中、端子Ｋ７及びＫ２間に存在する信号を整流する単相整流器を形成する。この整流器及びオーム抵抗器Ｒ４、Ｒ１及びＲ３並びにキャパシタＣ５は協働して回路部分ＩＶを形成する。回路部分Ｖは、ダイオードＤ５、キャパシタＣ４及びＣ５並びにオーム抵抗器Ｒ１及びＲ３との組み合わせで整流器によって形成される。回路部分ＶＩは、オーム抵抗器Ｒ４、オーム抵抗器Ｒ１及びキャパシタＣ５の接合点によって形成される。
【００２０】
図２Ｃに示す例の動作は、図２Ａ及び図２Ｂで示す例の動作に対応しており、ここで別途説明しない。この例においても、定数Ａ及びＢの値は、オーム抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４の抵抗値によって決定される。
【００２１】
図２Ｄは、図２Ｃに示す例にほぼ対応する回路部分Ｉの第４の例を形成する。図２Ｄに示す例において、オーム抵抗器Ｒ６は、ダイオードＤ１と直列に配置される。ダイオードＤ１及びオーム抵抗器Ｒ６の直列構成は、キャパシタＣ６によってシャントされる。残りの部分については、図２Ｄに示す例の構造は、図２Ｃに示す例の構造に対応している。キャパシタＣ４及びキャパシタＣ３は協働して容量分圧器を形成する。オーム抵抗器Ｒ６の抵抗値は、オーム抵抗器Ｒ２のそれと実質的に等しくなるように選択される。結果として、ダイオードＤ１及びダイオードＤ２は実質的に等しい電流を通し、ダイオードのしきい値電圧の差による直流オフセットは生じない。
【００２２】
図２Ｄに示す例の動作は、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃに示す例の動作に対応しており、ここで別途説明しない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ランプが接続される本発明による回路構成の一例を示す図。
【図２Ａ】図１に示す回路構成の一部のさまざまな実施例を示す図。
【図２Ｂ】図１に示す回路構成の一部のさまざまな実施例を示す図。
【図２Ｃ】図１に示す回路構成の一部のさまざまな実施例を示す図。
【図２Ｄ】図１に示す回路構成の一部のさまざまな実施例を示す図。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2005502162.tif 000016