(57)【要約】  ２つの切り替え脚部を構成する複数のスイッチを含む駆動回路が提供される。各切り替え脚部は少なくとも２つのスイッチであり且つ２つのＤＣ電圧母線間を連結する。各スイッチは合致してダイアゴナルペアを形成する。駆動回路は各切り替え脚部を連結する負荷回路をも含み、切り替え脚部の一方の各スイッチ間を第１インダクタが連結し、切り替え脚部の他方の各スイッチ間を第２インダクタが連結し、各インダクタ間にはランプ端子が連結され且つ第２インダクタと直列接続される。駆動回路は、前記直列接続されたランプ端子と第２インダクタと並列接続したキャパシタをも含み、前記複数のスイッチには制御回路が接続される。遷移期間中、第１インダクタの通過電流が所定値になるまではダイアゴナルペアの一方が非導電性状態下に、他方が導電性状態下に各動作され、次いで、第１インダクタの通過電流がゼロになるまで、前記他方のダイアゴナルペアが非導電正状態下に動作される。
2013513357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動回路であって、
第１及び第２の各スイッチ脚部を含む複数のスイッチ部品にして、第１及び第２の各スイッチ脚部が第１直流電圧母線及び第２直流電圧母線との間に連結され、第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部が各々少なくとも第１スイッチ部品及び第２スイッチ部品を含み、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品が第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品に接続されて第１ダイアゴナルペアを形成し、第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品が第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品に接続されて第２ダイアゴナルペアを形成する複数のスイッチ部品、
第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部を連結する負荷回路にして、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ部品との間の端子に接続した第１インダクタ、第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ部品との間の端子に接続した第２インダクタ、第１インダクタと第２インダクタとの間に接続され且つ第２インダクタと直列接続したランプ端子、を含む負荷回路、
前記直列接続されたランプ端子及び第２インダクタに並列接続したキャパシタ、
前記複数のスイッチ部品に接続した制御回路にして、遷移期間中において、前記第１インダクタの通過電流が所定値になるまで前記第１ダイアゴナルペアを非導電性状態下に動作させ且つ前記第２ダイアゴナルペアを導電性状態下に動作させ、次いで、前記第１インダクタの通過電流がゼロになるまで第２ダイアゴナルペアを非導電性状態下に動作させる制御回路、
を含む駆動回路。
【請求項２】
前記第１スイッチ脚部が、第１直流電圧母線に接続した第１スイッチ部品、第１スイッチ部品を横断して接続した第１ダイオード、第１スイッチ部品と第２直流電圧母線との間に連結した第２スイッチ部品、第２スイッチ部品を横断して接続した第２ダイオード、を含み、前記第２スイッチ脚部が、第１直流電圧母線に接続した第３スイッチ部品、第３スイッチ部品を横断して接続した第３ダイオード、第３スイッチ部品と第２直流電圧母線との間に連結した第４スイッチ部品、第４スイッチ部品を横断して接続した第４ダイオード、を含み、前記第１スイッチ部品及び第４スイッチ部品が第１ダイアゴナルペアを形成し、第２スイッチ部品及び第３スイッチ部品が第２ダイアゴナルペアを形成する請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記制御回路が複数のスイッチ部品を、第１インダクタの通過電流がその間に第１極性を有する第１時間長に渡り第１動作モード下に動作させ、前記制御回路が前記複数のスイッチ部品を、第２インダクタの通過電流がその間に第２極性を有する第２時間にわたり第２動作モード下に動作させる構成を更に有し、前記第１時間長と第２時間長との間において遷移期間が発生する請求項１に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記制御回路が、遷移期間が５０マイクロ秒未満であるように複数のスイッチ部品を動作させる請求項１に記載の駆動回路。
【請求項５】
ランプ端子を横断して接続した安定器及び高輝度放電ランプを更に含み、前記安定器が、電源からの交流電圧を受ける構成を有する電磁波障害除去フィルタ、該電磁波障害除去フィルタに連結されて電源からの交流電圧を直流電圧に変換する整流器、当該整流器に連結され、第１直流電圧母線に接続した第１出力と、第２直流電圧母線に接続した第２出力とを有する力率制御回路、を含み、該力率制御回路が、第１及び第２の各出力を横断する高直流電圧出力を生成するべく構成される請求項１に記載の駆動回路。
【請求項６】
駆動回路であって、
第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部を含む複数のスイッチ部品にして、各脚部が第１直流電圧母線と第２直流電圧母線との間に連結され、第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部の各々が少なくとも第１スイッチ部品及び第２スイッチ部品を含み、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品が第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品に接続されて第１ダイアゴナルペアを形成し、第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品が第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品に接続されて第２ダイアゴナルペアを形成する複数のスイッチ部品、
第１スイッチ脚部と第２スイッチ脚部とを連結する負荷回路にして、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ部品との間の端子に接続した第１インダクタ、第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ部品との間の端子に接続した第２インダクタ、第１インダクタと第２インダクタとの間に接続され且つ第２インダクタと直列接続したランプ端子、を含む負荷回路、
前記直列接続したランプ端子及び第２インダクタに並列接続したキャパシタ、
複数の制御出力を有する制御回路にして、前記複数の制御出力の各々が、複数のスイッチ部品における相当するスイッチ部品に接続され、前記制御回路が、前記複数のスイッチ部品を、
（i）第１インダクタの通過電流が第１極性を有する第１時間長において第１動作モード下に、
（ii）第１インダクタの通過電流が前記第１極性とは逆の第２極性を有する第２時間長において第２動作モード下に、
(iii)キャパシタの通過電流の極性がその間に逆転する遷移時間長において第３運転モード下に夫々動作させ、
前記遷移時間の間、第１インダクタの通過電流が所定値となるまで、前記第１ダイアゴナルペアを非導電状態下に動作させ、第２ダイアゴナルペアを導電状態下に動作させ、次いで、第１インダクタの通過電流がゼロになるまで、第２ダイアゴナルペアを非導電状態下に動作させる構成を有する駆動回路。
【請求項７】
第１スイッチ脚部が、第１直流電圧母線に接続した第１スイッチ部品、第１スイッチ部品を横断して接続した第１ダイオード、第１スイッチ部品と第２直流電圧母線との間に連結した第２スイッチ部品、該第２スイッチ部品を横断して接続した第２ダイオード、第１直列電圧母線に接続した第３スイッチ部品、該第３スイッチ部品を横断して接続した第３ダイオード、第３スイッチ部品と第２直流電圧母線との間に連結した第４スイッチ部品、該第４スイッチ部品を横断して接続した第４ダイオード、を含み、前記第１スイッチ部品と第４スイッチ部品とがダイアゴナルペアを形成し、前記第２スイッチ部品と第３スイッチ部品とがダイアゴナルペアを形成する請求項６に記載の駆動回路。
【請求項８】
第１動作モードが、第１インダクタの当該動作モード間における通過電流が正極性である正サイクル動作モードであり、第２動作モードが、第１インダクタの当該動作モード間における通過電流が負極性である負サイクル動作モードであり、制御回路が、前記正サイクル動作モードから負サイクル動作モードへの、及び該負サイクル動作モードから正サイクル動作モードへの各移行中は第３動作モードで動作する構成を有する請求項６に記載の駆動回路。
【請求項９】
前記第３動作モードが、遷移期間中においてキャパシタの通過電流の極性が正から負に変化する正−負移行モードであり、該正−負移行モード中において、第１ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品とを含むスイッチ部品からなり、スイッチ部品の第２ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品と第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品とを含むスイッチ部品からなる請求項６に記載の駆動回路。
【請求項１０】
前記第３動作モードが、遷移期間中においてキャパシタの通過電流の極性が負から正に変化する負−正移行モードであり、該負−正移行モード中において、第１ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品と第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品とを含むスイッチ部品からなり、スイッチ部品の第２ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品とを含むスイッチ部品からなる請求項６に記載の駆動回路。
【請求項１１】
制御回路が、遷移期間が５０マイクロ秒未満であるように複数のスイッチ部品を動作させる構成を有する請求項６に記載の駆動回路。
【請求項１２】
ランプ端子を横断して接続した安定器及び高輝度放電ランプを更に含み、前記安定器が、電源からの交流電圧を受ける構成を有する電磁波障害除去フィルタ、該電磁波障害除去フィルタに連結されて交流電圧を直流電圧に変換する整流器、当該整流器に連結され、第１直流電圧母線に接続した第１出力と、第２直流電圧母線に接続した第２出力とを有する力率制御回路、を含み、該力率制御回路が、第１及び第２の各出力を横断する高直流電圧出力を生成するべく構成される請求項６に記載の駆動回路。
【請求項１３】
安定器であって、
電源からの交流電圧を受ける構成を有する電磁波障害除去フィルタ、
該電磁波障害除去フィルタに接続され、交流電圧を直流電圧に変換する整流器、
該整流器に接続した力率制御回路にして、第１及び第２の各出力を有し、該第１及び第２の各出力を横断する高直流電圧出力を生成する構成を有する力率制御回路、
該力率制御回路の第１出力に接続した第１直流電圧母線、
力率制御回路の第２出力に接続した第２直流電圧母線、
該第１直流電圧母線と第２直流電圧母線との間に夫々連結した第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部を含む複数のスイッチ部品にして、各前記第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部が少なくとも第１スイッチ部品及び第２スイッチ部品を含み、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品が第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品に接続されてダイアゴナルペアを形成し、第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品が第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品に接続されてダイアゴナルペアを形成する複数のスイッチ部品、
第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部を連結する負荷回路にして、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ部品との間の端子に接続した第１インダクタ、第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ部品との間の端子に節沿、第２インダクタ、第１インダクタと第２インダクタとの間に連結され且つ第２インダクタと直列接続したランプ端子、を含む負荷回路、
前記直列接続されたランプ端子及び第２インダクタに並列接続したキャパシタ、
複数のスイッチ部品に接続した制御回路にして、遷移期間中において、前記第１インダクタの通過電流が所定値になるまで前記第１ダイアゴナルペアを非導電性状態下に動作させ且つ前記第２ダイアゴナルペアを導電性状態下に動作させ、次いで、前記第１インダクタの通過電流がゼロになるまで第２ダイアゴナルペアを非導電性状態下に動作させる制御回路、
を含む安定器。
【請求項１４】
前記第１スイッチ脚部が、第１直流電圧母線に接続した第１スイッチ部品、該第１スイッチ部品を横断して接続した第１ダイオード、第１スイッチ部品と第２直流電圧母線との間に連結した第２スイッチ部品、第２スイッチ部品を横断して接続した第２ダイオード、を含み、前記第２スイッチ脚部が、第１直流電圧母線に接続した第３スイッチ部品、該第３スイッチ部品を横断して接続した第３ダイオード、第３スイッチ部品と第２直流電圧母線との間に連結した第４スイッチ部品、該第４スイッチ部品を横断して接続した第４ダイオード、を含み、第１スイッチ部品と第４スイッチ部品とがダイアゴナルペアを形成し、第２スイッチ部品と第３スイッチ部品とがダイアゴナルペアを形成する請求項１３に記載の安定器。
【請求項１５】
力率制御回路の第１及び第２の各出力を横断する分路形態下に接続した電解コンデンサを更に含む請求項１３に記載の安定器。
【請求項１６】
ランプ端子を横断して接続した高輝度放電（ＨＩＤ）ランプを更に含む請求項１３に記載の安定器。
【請求項１７】
前記制御回路が複数のスイッチ部品を、第１インダクタの通過電流がその間に正の極性を有する第１時間長に渡り第１動作モード下に動作させ、前記制御回路が前記複数のスイッチ部品を、第２インダクタの通過電流がその間に負の極性を有する第２時間にわたり第２動作モード下に動作させる構成を更に有し、前記第１時間長と第２時間長との間において遷移期間が発生する請求項１３に記載の安定器。
【請求項１８】
キャパシタの通過電流の極性が正から負に変化する遷移期間中、第１ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品とを含むスイッチ部品からなり、第２ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品と第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品とを含むスイッチ部品からなる請求項１３に記載の安定器。
【請求項１９】
キャパシタの通過電流の極性が負から正に変化する遷移期間中、第１ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品と第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品とを含むスイッチ部品からなり、第２ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品とを含むスイッチ部品からなる請求項１３に記載の安定器。
【請求項２０】
前記制御回路が、遷移期間が５０マイクロ秒未満となるよう複数のスイッチ部品を動作させる構成を有する請求項１３に記載の安定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ここでの参照により本明細書に含むものとする２００９年１２月８日付けで提出された米国仮出願特許第６１／２６７，６３８号の優先権を主張するものである。
本発明はエレクトロニクスに関し、詳しくは、光源用の電子安定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
安定器は代表的にはランプに電力を提供し、ランプに提供する電流及びまたは電力を調節する。高輝度放電（ＨＩＤ）ランプや蛍光灯等では安定器を用いてランプ用の適正な始動電圧を提供すると共に、ランプ点灯後の動作電流を制限する。安定器は一般に、正弦波入力電流を制御し且つ安定した直流（ＤＣ）母線電圧を発生させる力率制御（ＰＦＣ）回路を含む。インバータを含むランプドライバが、高ＤＣ電圧をランプ賦活に好適なＡＣ電圧に変換する。ランプに提供する電圧の極性をインバータが変化させる都度、遷移時間が発生する。従来型安定器における遷移時間長は凡そ１００マイクロ秒である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国仮出願特許第６１／２６７，６３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来型安定器における遷移時間長はランプ動作に関わる問題を生じさせ得る。これに限定するものではないが、それら問題には、高スペクトル強度比（ＳＰＲ）、再点灯スパイク、低光束維持率、ランプからの可聴ハムノイズ発生、が含まれる。本発明の実施例によれば、遷移時間長を１００マイクロ秒未満に制限することで前記問題の多くを排除及びまたは制限するランプ駆動回路が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１様相において、駆動回路が提供される。当該駆動回路は複数のスイッチ部品を含み、当該スイッチ部品が、第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部を含み、各スイッチ脚部が第１直流電圧母線と第２直流電圧母線との間に連結され、前記第１スイッチ脚部が少なくとも第１スイッチ部品及び第２スイッチ部品を含み、該第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品が第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品に連結されて第１ダイアゴナルペアを形成し、前記第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品が第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品に連結されて第２ダイアゴナルペアを形成する。前記駆動回路は、第１スイッチ脚部と第２スイッチ脚部とを繋ぐ負荷回路をも含む。当該負荷回路は、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ部品との間の端子に接続した第１インダクタと、第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ部品との間の端子に接続した第２インダクタとを含む。当該駆動回路は、前記直列接続した各ランプの端子及び第２インダクタに並列接続したキャパシタと、複数のスイッチ部品に接続した制御回路とをも含む。当該制御回路は、遷移時間中、第１インダクタの通過電流が所定値になるまで第１ダイアゴナルペアを非導電状態下に動作させ、第２ダイアゴナルペアを導電状態下に動作させ、次いで第１インダクタの通過電流がゼロになるまで第２ダイアゴナルペアを非導電状態下に動作させる構成を有する。
【０００６】
関連様相において、第１スイッチ脚部が、第１直流電圧母線に接続した第１スイッチ部品、第１スイッチ部品を横断して接続した第１ダイオード、第１スイッチ部品と第２直流電圧母線との間に接続した第２スイッチ部品、第２スイッチ部品を横断して接続した第２ダイオードを含み得、また、第２スイッチ脚部が、第１直流電圧母線に接続した第３スイッチ部品、第３スイッチ部品を横断して接続した第３ダイオード、第３スイッチ部品と第２直流電圧母線との間に接続した第４スイッチ部品、第４スイッチ部品を横断して接続した第４ダイオードを含み得、かくして、第１スイッチ部品と第４スイッチ部品とが第１ダイアゴナルペアを形成し得、第２スイッチ部品と第３スイッチ部品とが第２ダイアゴナルペアを形成し得る。
【０００７】
他の関連様相において、制御回路が、第１インダクタの通過電流が第１極性を有する第１時間において、複数のスイッチ部品を第１動作モード下に動作させるべく構成され得、また当該制御回路が、第２インダクタの通過電流が第２極性を有する第２時間において、スイッチ部品を第２動作モード下に動作させるべく構成され得、第１及び第２の各時間の間に遷移時間が生じ得る。
【０００８】
更に他の関連様相において、制御回路が複数のスイッチ部品を、遷移時間長が５０マイクロ秒未満となるように動作させるべく構成され得る。更に別の関連実施例では駆動回路が、安定器と、ランプ端子間を横断して接続した高輝度放電ランプとを更に含み得る。前記安定器は、電源からの交流電圧を受ける構成を有する電磁波障害除去フィルタ、該電磁波障害除去フィルタに連結されて交流電圧を直流電圧に変換する整流器、当該整流器に連結され、第１直流電圧母線に接続した第１出力及び、第２直流電圧母線に接続した第２出力を有する力率制御回路、を含み得、前記力率制御回路は、第１及び第２の各出力を横断する高直流電圧出力を生成するべく構成され得る。
【０００９】
他の様相によれば駆動回路が提供される。当該駆動回路は複数のスイッチ部品を含み、当該複数のスイッチ部品が、第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部を含み、各脚部が、第１直流電圧母線と第２直流電圧母線との間に連結され、第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部が各々少なくとも第１スイッチ部品及び第２スイッチ部品を含み、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品が第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品に接続されて第１ダイアゴナルペアを形成し、第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品が第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品に接続されて第２ダイアゴナルペアを形成する。前記駆動回路は、第１スイッチ脚部と第２スイッチ脚部とを繋ぐ負荷回路をも含み、当該負荷回路が、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ部品との間の端子に接続した第１インダクタ、第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ部品との間の端子に接続した第２インダクタ、第１インダクタと第２インダクタとの間に接続され且つ第２インダクタと直列接続したランプ端子と、を含む。前記駆動回路は、直列接続したランプ端子及び第２インダクタに並列接続したキャパシタ、複数の制御出力を有する制御回路をも含み、前記複数の制御出力の各々は、複数のスイッチ部品における相当するスイッチ部品に接続される。前記制御回路は前記複数のスイッチ部品を、（i）第１インダクタの通過電流が第１極性を有する第１時間長において第１動作モード下に、（ii）第１インダクタの通過電流が前記第１極性とは逆の第２極性を有する第２時間長において第２動作モード下に、(iii)キャパシタの通過電流の極性が逆転する遷移時間長において第３運転モード下に夫々動作し、その間、第１インダクタの通過電流が所定値となるまで前記第１ダイアゴナルペアを非導電状態下に動作させ、第２ダイアゴナルペアを導電状態下に動作させ、次いで、第１インダクタの通過電流がゼロになるまで、第２ダイアゴナルペアを非導電状態下に動作させる構成を有する。
【００１０】
関連様相において、第１スイッチ脚部が、第１直流電圧母線に接続した第１スイッチ部品、第１スイッチ部品を横断して接続した第１ダイオード、第１スイッチ部品と第２直流電圧母線との間に連結した第２スイッチ部品、第２スイッチ部品を横断して接続した第２ダイオード、を含み得、第２スイッチ脚部が、第１直流電圧母線に接続した第３スイッチ部品、該第３スイッチ部品を横断して接続した第３ダイオード、第３スイッチ部品と第２直流電圧母線との間に連結した第４スイッチ部品、該第４スイッチ部品を横断して接続した第４ダイオード、を含み得、かくして、第１スイッチ部品と第４スイッチ部品とがダイアゴナルペアを形成し、第２スイッチ部品と第３スイッチ部品とがダイアゴナルペアを形成し得る。
【００１１】
関連様相において、第１動作モードが、その間の第１インダクタの通過電流が正の極性を有する正サイクル動作モードであり得、第２動作モードが、その間の第２インダクタの通過電流が負の極性を有する負サイクル動作モードであり得、かくして、制御回路が、正サイクル動作モードから負サイクル動作モードへの及び負サイクル動作モードから正サイクル動作モードへの各遷移時間中は第３動作モードで動作する構成を有し得る。
【００１２】
更に他の様相において、キャパシタの通過電流極性が正から負に変化する遷移時間中は前記第３動作モードが正−負移行モードとされ得、当該正−負移行モード中は第１ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品及び第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアであり得、スイッチ部品の第２ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品及び第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアであり得る。
【００１３】
更に他の様相において、キャパシタの通過電流極性が負から正に変化する遷移時間中は前記第３運転モードが負−正移行モードとされ得、当該負−正移行モード中はスイッチ部品の第１ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品及び第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアであり得、スイッチ部品の第２ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品及び第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアであり得る。
【００１４】
更に他の様相において、前記制御回路が、遷移時間が５０マイクロ秒未満となるよう複数のスイッチ部品を動作させる構成を有し得る。
【００１５】
また別の様相において駆動回路が、安定器、ランプ端子を横断して接続した高輝度放電ランプを更に含み得、前記安定器が、電源からの交流電圧を受ける構成とした電磁波障害除去フィルタ、該電磁波障害除去フィルタに接続されて交流電圧を直流電圧に変換する整流器、当該整流器に接続した力率制御回路にして、第１直流電圧母線に接続した第１出力と、第２直流電圧母線に接続した第２出力とを有し、該第１及び第２の出力を横断する高直流電圧出力を発生する構成を有し得る力率制御回路、を含み得る。
【００１６】
更に他の様相によれば安定器が提供される。該安定器は、電源からの交流電圧を受ける構成とした電磁波障害除去フィルタ、該電磁波障害除去フィルタに接続され、交流電圧を直流電圧に変換する整流器、当該整流器に接続した力率制御回路にして、第１出力及び第２出力を有し、該第１出力及び第２出力を横断する高直流電圧出力を発生する構成を有する力率制御回路、該力率制御回路の第１出力に接続した第１直流電圧母線、前記力率制御回路の第２出力に接続した第２直流電圧母線、複数のスイッチ部品にして、第１直流電圧母線と第２直流電圧母線との間に各々連結した第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部を含み、前記第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部が各々少なくとも第１スイッチ部品及び第２スイッチ部品を含み、前記第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品が第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品に連結されてダイアゴナルペアを形成し、前記第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品が第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品に接続されてダイアゴナルペアを形成する複数のスイッチ部品、前記第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部を連結する負荷回路にして、前記第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ部品との間の端子に接続した第１インダクタ、前記第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品と第２スイッチ部品との間の端子に接続した第２インダクタを含む負荷回路、該第１インダクタと第２インダクタとの間に連結され且つ第２インダクタと直列接続したランプ端子、前記直列接続されたランプ端子及び第２インダクタと並列接続したキャパシタ、前記複数のスイッチ部品に接続した制御回路、を含み、該制御回路が、遷移時間中において、第１インダクタ通過電流が所定値となるまで前記第１ダイアゴナルペアを非導電状態下に動作させ、第２ダイアゴナルペアを導電状態下に動作させ、次いで、第１インダクタ通過電流がゼロになるまで、第２ダイアゴナルペアを非導電状態下に動作させる。
【００１７】
関連様相において、第１スイッチ脚部が、第１直流電圧母線に接続した第１スイッチ部品、第１スイッチ部品を横断して接続した第１ダイオード、第１スイッチ部品と第２直流電圧母線との間に接続した第２スイッチ部品、第２スイッチ部品を横断して接続した痔２ダイオード、を含み得、前記第２スイッチ脚部が、第１直流電圧母線に接続した第３スイッチ部品、該第３スイッチ部品を横断して接続した第３ダイオード、第３スイッチ部品と第２直流電圧母線との間に接続した第４スイッチ部品、該第４スイッチ部品を横断して接続した第４ダイオード、を含み得、かくして、第１スイッチ部品と第４スイッチ部品がダイアゴナルペアを形成し得、第２スイッチ部品と第３スイッチ部品とがダイアゴナルペアを形成し得る。
【００１８】
更に他の関連様相において、安定器が、力率制御回路の第１及び第２の各出力を横断する分路形態下に接続した電解コンデンサを更に含み得る。更に他の関連様相において、安定器が、ランプ端子を横断して接続した高輝度放電ランプ（ＨＩＤ）を更に含み得る。
【００１９】
更に他の様相において、制御回路が、その間の第１インダクタ通過電流が正の極性を有する第１時間において複数のスイッチ部品を正の動作モード下に動作させる構成を更に有し得、その間の第２インダクタ通過電流が負の極性を有する第２時間において複数のスイッチ部品を負の動作モード下に動作させる構成を更に有し得、第１及び第２の各時間の間に遷移時間が発生し得る。
【００２０】
尚他の様相において、キャパシタ通過電流の極性が正から負に変化する遷移時間中において、第１ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品及び第２スイッチ脚部の第２スイッチ部品を含むダイアゴナルペアであり得、スイッチ部品の第２ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品及び第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアであり得る。
【００２１】
更に尚他の関連様相において、キャパシタ通過電流の極性が負から正に変化する遷移時間中において、スイッチ部品の第１ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第２スイッチ部品及び第２スイッチ脚部の第１スイッチ部品を含むダイアゴナルペアであり得、スイッチ部品の第２ダイアゴナルペアが、第１スイッチ脚部の第１スイッチ部品及び第２スイッチ脚部の第２り替え用コンポーネントを含むスイッチ部品のダイアゴナルペアであり得る。
【００２２】
更に他の関連様相において、制御回路が、遷移時間長が５０マイクロ秒未満となるよう複数のスイッチ部品を動作させる構成を有し得る。
【発明の効果】
【００２３】
従来型安定器における遷移時間長により生じ得るランプ動作に関わる高スペクトル強度比(SPR)、再点灯スパイク、低光束維持率、ランプからの可聴ハムノイズ発生、等の問題の多くを排除及びまたは制限するランプ駆動回路及び安定器等が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、入力電源と共に使用してランプを賦活させるための、本発明に従うインバータ付き安定器を含むランプシステムの概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１のランプシステムの安定器のインバータの通過電流路の例示図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図１のランプシステムの安定器のインバータの通過電流路の例示図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１のランプシステムの安定器のインバータの通過電流路の例示図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図１のランプシステムの安定器のインバータの通過電流路の例示図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図１のランプシステムの安定器のインバータの通過電流路の例示図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図１のランプシステムの安定器のインバータの通過電流路の例示図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図１のランプシステムの安定器のインバータの通過電流路の例示図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図１のランプシステムの安定器のインバータの通過電流路の例示図である。
【図６】図６は、本発明に従う各実施例における動作モードのシーケンス例のフローチャート例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１には本発明に従う実施例におけるランプシステム１００が例示される。ランプシステム１００は交流（ＡＣ）電源等の入力電源１０２、電子安定器１０４、ランプ１０６を含む。ランプシステム１００は、例えば１つ以上のＨＩＤランプ１０６を賦活させるために使用する。これに限定しないが、ＨＩＤランプ例には、水銀灯、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ、低圧ナトリウムランプ、が含まれる。ランプシステム１００は、本発明の範囲を逸脱することなく、蛍光灯等のその他形式のランプ賦活用に使用し得る。
【００２６】
電子安定器１０４は、入力電源１０２に接続するようになっている１つ以上の入力端子と、設置電位に接続自在の接地端子とを含む。ある実施例では入力電源１０２は第１電圧源及び第２電圧源を含み、電子安定器１０４はこれら第１及び第２の各電圧源の何れかに作動上接続される。かくして、電子安定器１０４は第１電圧源（例えばＡＣ２０８ボルト）または第２電圧源（例えば３４７ボルト、４８０ボルト）の何れかから電力を受け得る。本発明の範囲を逸脱することなく、その他斯界に既知の入力電源１０２を使用できる。
【００２７】
電子安定器１０４は入力端子を介し入力電源１０２からＡＣ電力信号を受ける。ある実施例では電子安定器１０４は、全体を番号１１０で示す電磁波障害除去（ＥＭＩ）フィルタ及び整流器（例えば、全波整流器）を含む。ＥＭＩフィルタは、電子安定器１０４で発生し得るノイズの入力電源１０２への逆送を防止する。整流器は入力電力信号のＡＣボルトをＤＣ（直流）電圧に変換する。
【００２８】
電子安定器１０４は入力電源１０２から供給される電力をランプ１０６駆動用に変換するパワーステージを含む。図１では電子安定器１０４は力率制御回路１１２を含む第１パワーステージを含む。ブーストコンバータ等の力率制御回路１１２は、整流入力電力信号を受けて高ＤＣ電圧（例えばＤＣ４６０ボルト）を生成する。電子安定器１０４はランプ駆動体（ランプ駆動体及び点灯回路と略称する）１１４を含む第２パワーステージをも含む。詳しくは、以下に説明する如く、ランプ駆動体１１４は、高ＤＣ電圧をランプ１０６賦活用に好適なＡＣ電圧に変換するインバータ回路を含む。電解コンデンサ等のキャパシタ１１８が、第１パワーステージ（例えば力率制御回路１１２）と、第２パワーステージ（例えば、ランプ駆動体１１４）との間のシャント構成に接続され、かくしてインバータへの低インピーダンス電圧源を提供する。電子安定器１０４は、当該電子安定器１０４の各コンポーネントの動作を制御するコントローラ１２０（本明細書を通し、“制御回路”と略称する）を含む。ある実施例ではコントローラ１２０は、当該コントローラ１２０をランプ駆動体１１４に電気的に接続する１つ以上の出力を有する。コントローラ１２０は例えば、駆動体制御回路を介してランプ駆動体１１４に電気的に接続した制御出力を有し得るマイクロコントローラであり得る。
【００２９】
図１において、ランプ駆動体１１４（本明細書を通し“駆動体回路”と略称する）が、力率制御回路１１２及びキャパシタ１１８に接続した、第１ＤＣ電圧母線１２２及び第２ＤＣ電圧母線１２４（例えば、夫々高ＤＣ電圧母線及び低ＤＣ電圧母線）を含んでいる。第１ＤＣ電圧母線１２２と第２ＤＣ電圧母線１２４との間には第１スイッチ脚部及び第２スイッチ脚部が夫々連結される。第１スイッチ脚部は、第１ＤＣ電圧母線に接続した第１スイッチ部品Ｑ１と、当該第１スイッチ部品Ｑ１を横断して接続した（例えば、分路により）第１ダイオードＤ１とを含む。第１スイッチ脚部は、第１スイッチ部品Ｑ１と第２ＤＣ電圧母線１２４との間に連結した第２スイッチ部品Ｑ２と、当該第２スイッチ部品Ｑ２を横断して接続した（例えば、分路により）第２ダイオードＤ２をも含む。かくして、第１スイッチ部品Ｑ１及び第１ダイオードＤ１との組み合わせ部分が、第２スイッチ部品Ｑ２及び第２ダイオードＤ２との組み合わせ部分と直列接続される。
【００３０】
同様に、第２スイッチ脚部が、第１ＤＣ電圧母線１２２に接続した第３スイッチ部品Ｑ３を含み、当該第３スイッチ部品Ｑ３を横断して第３ダイオードＤ３が接続される（例えば分流して）。第２スイッチ脚部は、第３スイッチ部品Ｑ３と第２ＤＣ電圧母線１２４との間に連結した第４スイッチ部品Ｑ４と、当該第４スイッチ部品Ｑ４を横断して接続した（例えば分路により）第４ダイオードＤ４をも含む。かくして、第３スイッチ部品Ｑ３及び第３ダイオードＤ３との組み合わせ部分が、第４スイッチ部品Ｑ４及び第４ダイオードＤ４との組み合わせ部分と直列接続される。ある実施例では、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は酸化金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）である。しかしながら、本発明の範囲は特定形式のスイッチに限定されるものではない。
【００３１】
負荷回路１２６が、第１スイッチ脚部を第２スイッチ脚部に連結する。詳しくは、第１スイッチ部品Ｑ１と第２スイッチ部品Ｑ２との間で第１インダクタＬbuckが端子１２８に接続される。第２インダクタ（例えばイグナイタ）が、第３スイッチ部品Ｑ３と第４スイッチ部品Ｑ４との間で端子１３０に接続される。第１インダクタＬbuckと第２インダクタ（例えばイグナイタ）との間に負荷端子１３２が連結され且つ、ランプ１０６等の負荷をこれら第１インダクタＬbuck及び第２インダクタ（例えばイグナイタ）と直列に接続するようになっている。キャパシタＣbuckが、直列構成のランプ端子１３２及び第２インダクタ（例えば、イグナイタ）と並列接続される。
【００３２】
図１に示すように、コントローラ１２０は、、第１スイッチ部品Ｑ１に接続した第１制御出力１３４、第２スイッチ部品Ｑ２に接続した第２制御出力１３６、第３スイッチ部品Ｑ３に接続した第３制御出力１３８、第４スイッチ部品Ｑ４に接続した第４制御出力１４０を含む。運転上、コントローラ１２０は第１〜第４のこれら制御出力１３４、１３６、１３８、１４０を介し、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を夫々ダイアゴナルペアとする状態下に動作させ、かくして力率制御回路１１２が発生する高ＤＣ電圧をランプ１０６賦活用に好適なＡＣ電圧信号に変換させる。ＡＣ電圧信号は正及び負の各サイクルから成る。詳しくは、第１スイッチ部品Ｑ１及び第４スイッチ部品Ｑ４が、正サイクルのＡＣ電圧信号を発生するべく動作するダイアゴナルペアを形成する。同様に、第２スイッチ部品Ｑ２及び第３スイッチ部品Ｑ３が、負サイクルのＡＣ電圧信号を発生するべく動作するダイアゴナルペアを形成する。
【００３３】
従って、コントローラ１２０は第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を複数の動作モードに従い動作させる構成を有する。詳しくは、コントローラ１２０は、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を、第１インダクタＬbuckの通過電流または横断電圧がその間において第１極性（例えば正、負の）を有するところの第１時間長（例えば、Ｔ１）に渡り第１動作モードで動作させる構成を有しる。コントローラ１２０は、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を、第１インダクタＬbuckの通過電流または横断電圧がその間において第１極性とは逆の第２極性（例えば正、負の）を有するところの第２時間長（例えば、Ｔ２）に渡り第２動作モードで動作させる構成を有しる。例えば、第１及び第２の各動作モードは、以下に説明する正サイクル動作モード及び負サイクル動作モードであり得る。コントローラ１２０は、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を第３時間長（例えばＴ３）に渡り第３動作モードで動作させる構成を有する。当該第３時間長は、キャパシタの通過電流または横断電圧の極性がその間において逆転するところの遷移期間である。第３時間長（例えば遷移期間）は、キャパシタＣbuckの通過電流または横断電圧の極性スイッチに要する遷移時間である。かくして、コントローラ１２０が第１時間長Ｔ１から第２時間長Ｔ２に、また第２時間長Ｔ２から第１時間長Ｔ１に遷移する都度、遷移期間が発生する。
【００３４】
詳しくは、ある実施例ではコントローラ１２０は、各スイッチ部品を正、負、正−負遷移、負−正遷移、の各動作モード下に動作させる構成を有する。正サイクル動作モード中、コントローラ１２０は、ランプ１０６にＡＣ電圧信号の正の部分が提供されるようインバータ（即ち、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）を動作させる。負サイクル動作モード中、コントローラ１２０は、ランプ１０６にＡＣ電圧信号の負の部分が提供されるようインバータ（即ち、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）を動作させる。正−負遷移サイクル動作モード中、コントローラ１２０は、ランプ１０６に提供されるＡＣ電圧信号の極性を正から負に遷移させるようインバータ（即ち、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）を動作させる。同様に、負−正遷移サイクル動作モード中、コントローラ１２０は、ランプ１０６に提供されるＡＣ電圧信号の極性を負から正に遷移させるようインバータ（即ち、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）を動作させる。正−負遷移サイクルモード中及び負−正遷移サイクルモード中のコントローラ１２０による以下に説明するスイッチシーケンスは遷移期間を最小化する。かくして、本発明に従う各実施例によれば、高スペクトル強度比（ＳＰＲ）、再点灯スパイク、低光束維持率、ランプからの可聴ハムノイズ発生を低減させる。
【００３５】
図２Ａ及び図２Ｂを参照するに、正サイクル動作モード中、コントローラ１２０はインバータ（即ち、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）を異なる２つの状態下に動作させる。図２Ａに示す第１状態（即ち正サイクル状態１）では、第２スイッチ部品Ｑ２及び第３スイッチ部品Ｑ３を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアは非導電性である。第１スイッチ部品Ｑ１及び第４スイッチ部品Ｑ４を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアは導電性である。かくして、電流は第１ＤＣ電圧母線から第１スイッチ部品Ｑ１及び第１インダクタＬbuckを貫く通路を流れる。次いで当該電流路は分岐し、電流はキャパシタＣbuckと、ランプ１０６と、第２インダクタ（即ちイグナイタ）を貫いて流れる。当該電流路は引き続き第４スイッチ部品Ｑ４を貫き、第２ＤＣ電圧母線に至る。従って、第１インダクタＬbuckを貫く電流は増大し、ランプ１０６を横断する正の電圧が発生する。
【００３６】
正サイクル動作モード中の図２Ｂに示す第２状態（即ち、正サイクル状態２）において、第２スイッチ部品Ｑ２及び第３スイッチ部品Ｑ３は非導電性に維持される。第１スイッチ部品Ｑ１は電源オフされて非導電性となる。第１インダクタＬbuckに保存されたエネルギーを消費して発生する減衰電流が、キャパシタＣbuck、ランプ１０６、第２インダクタ（即ちイグナイタ）を経て第４スイッチ部品Ｑ４に至る閉ループ内を流動し、次いで第２ダイオードＤ２の陽極から陰極に流れる。かくして、ランプ１０６を横断する正電圧が維持される。第１インダクタＬbuckを貫く電流がゼロになると、コントローラ１２０がインバータを正サイクル状態１に戻す。かくして、第１スイッチ部品Ｑ１が電源オンされて導電性となる。
【００３７】
ある実施例では正サイクル状態１または正サイクル状態２の何れかであり、他の実施例では正サイクル状態１及び正サイクル状態２を共に含む正サイクル動作モードに引き続き、正−負移行モードが開始される。図３Ａ及び図３Ｂを参照するに、当該正−負移行モード中はコントローラ１２０は異なる２つの状態間でインバータ（即ち、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）を動作させる。図３Ａに示す第１状態（即ち、性−負状態１）では第１スイッチ部品Ｑ１及び第４スイッチ部品Ｑ４を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアは非導電性である。第２スイッチ部品Ｑ２及び第３スイッチ部品Ｑ３を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアは導電性である。かくして、電流は第１ＤＣ電圧母線から第３スイッチ部品Ｑ３を貫く電流路を流れる。次いで当該電流路は分岐し、電流はキャパシタＣbuck、ランプ１０６、第２インダクタ（即ちイグナイタ）を通過する。電流路は引き続き、第１インダクタＬbuck、第２スイッチ部品Ｑ２、を通過して第２ＤＣ電圧母線に至る。従って、第１インダクタＬbuckの通過電流が増大する。
【００３８】
第１インダクタＬbuckの通過電流が所定値（例えばピーク値）になると、正−負移行モードの第２状態（即ち、正−負状態２）が開始される。図３Ｂに示す当該正−負状態２では、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の各々は非導電性である。かくして、第１インダクタＬbuckの保存エネルギーを消費して発生する減衰電流が第２ＤＣ電圧母線から第４ダイオードＤ４を貫いて流れる。当該電流路は分岐し、電流はキャパシタＣbuck、ランプ１０６、第２インダクタ（即ちイグナイタ）を経て流動する。当該電流路は引き続き第１インダクタＬbuck、第１ダイオードＤ１を経て第１ＤＣ電圧母線に至る。第１インダクタＬbuckの通過電流がゼロになるとコントローラ１２０はインバータを正−負状態１に戻す。
【００３９】
図４Ａ及び図４Ｂを参照するに、負サイクル動作モード中、コントローラ１２０はインバータ（即ち、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）を異なる２つの状態間で動作させる。図４Ａに示す第１状態（即ち、負サイクル状態１）では、第１スイッチ部品Ｑ１及び第４スイッチ部品Ｑ４を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアは非導電性である。第２スイッチ部品Ｑ２及び第３スイッチ部品Ｑ３を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアは導電性である。かくして、電流は第１ＤＣ電圧母線から第３スイッチ部品Ｑ３を貫く電流路を流れる。次いで当該電流路は分岐し、電流はキャパシタＣbuck、ランプ１０６、第２インダクタ（即ちイグナイタ）を通過する。電流路は引き続き、第１インダクタＬbuck、第２スイッチ部品Ｑ２、を通過して第２ＤＣ電圧母線に至る。従って、第１インダクタＬbuckの通過電流が増大し、ランプ１０６を横断する負電圧が発生する。
【００４０】
図４Ｂに示す第２状態（即ち、負サイクル状態２）では、第１スイッチ部品Ｑ１及び第４スイッチ部品Ｑ４は非導電性に維持される。第２スイッチ部品Ｑ２は電源オフとされて非導電性となる。第１インダクタＬbuckの保存エネルギーを消費して発生する減衰電流が、第１ダイオードＤ１の陽極から陰極、第３スイッチ部品Ｑ３、を通過し、次いでキャパシタＣbuck、ランプ１０６、第２インダクタ（即ちイグナイタ）に至る平ループ内を流れる。かくして、ランプ１０６を横断する負電圧が維持される。第１インダクタＬbuckの通過電流がゼロになるとコントローラ１２０はインバータを負サイクル状態１に戻す。かくして、第２スイッチ部品Ｑ２が電源オンされて導電性となる。
【００４１】
ある実施例では負サイクル状態１または負サイクル状態２の何れかを含み、他の実施例ではそれらを共に含む負サイクル動作モードに続き、負−正移行モードが開始される。図５Ａ及び図５Ｂを参照するに、当該負−正移行モード中、コントローラ１２０はインバータ（即ち、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）を異なる２つの状態下に動作させる。図５Ａに示す第１状態（即ち、負−正状態１）では、第２スイッチ部品Ｑ２及び第３スイッチ部品Ｑ３を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアは非導電性である。第１スイッチ部品Ｑ１及び第４スイッチ部品Ｑ４を含むスイッチ部品のダイアゴナルペアは導電性である。かくして、電流は第１ＤＣ電圧母線から第１スイッチ部品Ｑ１及び第１インダクタＬbuckを貫く通路を流れる。次いで当該電流路は分岐し、電流はキャパシタＣbuckと、ランプ１０６と、第２インダクタ（即ちイグナイタ）を貫いて流れる。当該電流路は引き続き第４スイッチ部品Ｑ４を貫き、第２ＤＣ電圧母線に至る。従って、第１インダクタＬbuckを貫く電流が増大する。
【００４２】
第１インダクタＬbuckを貫く電流が所定値（例えばピーク値）になると、負−正移行モードの第２状態（即ち、負−正状態２）が開始される。図５Ｂに示す当該負−正状態２では、第１〜第４の各スイッチ部品Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の各々は非導電性である。かくして、第１インダクタＬbuckの保存エネルギーを消費して発生する減衰電流が第２ＤＣ電圧母線から第２ダイオードＤ２及び第１インダクタＬbuck、を貫いて流れる。次いで当該電流路は分岐し、電流はキャパシタＣbuck、ランプ１０６、第２インダクタ（即ちイグナイタ）を経て流動する。当該電流路は引き続き、第３ダイオードＤ３を経て第１ＤＣ電圧母線に至る。第１インダクタＬbuckの通過電流がゼロになるとコントローラ１２０はインバータを負−正状態１に戻す。
【００４３】
図６には、本発明に従う、ＡＣ電圧信号をランプ１０６に提供するためにコントローラ１２０が開始させる動作モードのフローチャートが例示される。２０２でコントローラ１２０はインバータを正サイクル動作モード下に動作を開始させる。当該正サイクル動作モードは所定時間長Ｔpositiveを有する。当該実施例では所定時間長Ｔpositiveは３．２ミリ秒である。正サイクル動作モードが開始されると、コントローラ１２０は当該２０２で時間長ｔpos cycle state 1に渡りインバータを動作させる。図示実施例では当該時間長ｔpos cycle state 1は５．０マイクロ秒である。２０４に示すように、仮に正サイクル動作モード用の所定時間長Ｔpositiveに達していない場合、コントローラ１２０は２０６でインバータを時間長ｔpos cycle state 2に渡り正サイクル状態２で動作させる。ある実施例では時間長ｔpos cycle state 2は、第１インダクタＬbuckの通過電流がゼロになるまでに要する時間に基づく前決定値１２．０マイクロ秒である。時間長ｔpos cycle state 2に渡りインバータを正サイクル状態２で動作させた後、コントローラ１２０は２０２でインバータを正サイクル状態１に戻す。コントローラ１２０は、引き続き、インバータを正サイクル状態１及び正サイクル状態２間で正サイクル動作モードの所定時間長Ｔpositiveに渡り交互動作させる。かくして、当該実施例では、正サイクル動作モード中に第１スイッチ部品Ｑ１が５８．５ｋＨｚの周波数で切替えられ、第４スイッチ部品Ｑ４が１５６．２５Ｈｚの周波数で切替えられる。
【００４４】
正サイクル動作モードの所定時間長Ｔpositiveに達すると、コントローラ１２０は正−負遷移動作モードを開始させる。当該正−負遷移動作モードは所定時間長Ｔpos to negを有する。ある実施例では当該所定時間長Ｔpos to negはおよそ４６ミリ秒である。正−負遷移動作モードが開始されるとコントローラ１２０は２０８で時間長ｔpos neg state 1に渡りインバータを正−負遷移状態１で動作させる。当該時間長ｔpos neg state 1は、第１インダクタＬbuckを貫いて流れて当該第１インダクタＬbuckを飽和させるピーク値ＩMAXの関数である。詳しくは、時間長ｔpos neg state 1は以下の式で表される。
【００４５】
ｔpos neg state 1＝ＬBUCKＩMAX／（ＤＣ母線電圧＋ランプ電圧）
【００４６】
電流のピーク値ＩMAXは第１インダクタＬbuckのインダクタンス値に基づく。ある実施例では第１インダクタＬbuckのインダクタンス値は２８５マイクロヘンリーであり、従って前記ピーク値ＩMAXは約９Ａｍｐｓとなる。当該実施例ではＤＣ母線電圧は４６０ボルトであり、ランプ電圧は１３５ボルトである。かくして、当該実施例の場合の時間長ｔpos neg state 1は約４．３マイクロ秒となる。
【００４７】
２１０に示すように、仮に正−負遷移動作モード用の所定時間長Ｔpos to negに達しない場合、コントローラ１２０は２１２でインバータを時間長ｔpos neg state 2に渡り正−負状態２で動作させる。ある実施例では前記時間長ｔpos neg state 2は、第１インダクタＬbuckの通過電流がゼロになるまでに要する時間に基づく前決定値７．９マイクロ秒である。時間長ｔpos neg state 2に渡りインバータを正−負状態２に動作させた後、コントローラ１２０は２０８でインバータを正−負状態１に戻す。コントローラ１２０は引き続き、正−負遷移動作モードの時間長時間長Ｔpos to negに渡りインバータを正−負状態１及び正−負状態２の間で交互動作させる。
【００４８】
正−負遷移動作モード用の所定時間長Ｔpos to negに達すると、コントローラ１２０は負サイクル動作モードを開始させる。当該負サイクル動作モードは所定時間長Ｔnegativeを有する。ある実施例ではＴnegativeは３．２ミリ秒である。負サイクル動作モードが開始されると、コントローラ１２０は２１４で時間長ｔneg cycle state 1に渡り負サイクル状態１でインバータを動作させる。ある実施例では当該時間長ｔneg cycle state 1は５．０マイクロ秒である。２１６に示す如く、仮に負サイクル動作モードの所定時間長Ｔnegativeに達していない場合、コントローラ１２０は２１８でインバータを時間長ｔneg cycle state 2に渡り負サイクル状態２で動作させる。ある実施例では時間長ｔneg cycle state 2は、第１インダクタＬbuckの通過電流がゼロになるまでに要する時間に基づく前決定値１２．０マイクロ秒である。時間長tneg cycle state 2に渡りインバータを負サイクル状態２で動作させた後、コントローラ１２０は２１４でインバータを負サイクル状態１に戻す。コントローラ１２０は引き続き、負サイクル動作モードの時間長時間長Ｔnegativeに渡りインバータを負サイクル状態１及び負サイクル状態２の間で交互動作させる。かくして、当該実施例では負サイクル動作モード中、正サイクル動作モード中に第２スイッチ部品Ｑ２が５８．８ｋＨｚの周波数で切替えられ、第３スイッチ部品Ｑ３が１５６．２５Ｈｚの周波数で切替えられる。
【００４９】
負サイクル動作モードの所定時間長Ｔnegativeに達すると、コントローラ１２０は負−正遷移動作モードを開始させる。当該負−正遷移動作モードは所定時間長Ｔneg to posを有する。ある実施例における負−正遷移動作モードの所定時間長Ｔneg to posは約４６マイクロ秒である。負−正遷移動作モードが開始されると、コントローラ１２０は２２０でインバータを負−正状態１の時間長ｔneg pos state 1に渡り動作させる。当該時間長ｔneg pos state 1は、第１インダクタＬbuckを貫いて流れて当該第１インダクタＬbuckを飽和させるピーク値ＩMAXの関数である。正−負状態１に関連して先に説明したと同様、時間長ｔneg pos state 1の値は以下の式で表される。
【００５０】
ｔneg pos state 1＝ＬBUCKＩMAX／（ＤＣ母線電圧＋ランプ電圧）
【００５１】
電流のピーク値ＩMAXは第１インダクタＬbuckのインダクタンス値に基づく。ある実施例では第１インダクタＬbuckのインダクタンス値は２８５マイクロヘンリーであり、従って前記ピーク値ＩMAXは約９Ａｍｐｓとなる。当該実施例ではＤＣ母線電圧は４６０ボルトであり、ランプ電圧は１３５ボルトである。かくして、当該実施例の場合の時間長ｔneg pos state 1は約４．３マイクロ秒となる。
【００５２】
２２２に示すように、仮に負−正遷移動作モードの所定時間長Ｔneg to posに達しない場合、コントローラ１２０は２２４でインバータを時間長ｔneg pos state 2に渡り負−正状態２で動作させる。ある実施例では前記時間長ｔneg pos state 2は、第１インダクタＬbuckの通過電流がゼロになるまでに要する時間に基づく前決定値７．９マイクロ秒である。時間長ｔneg pos state 2に渡りインバータを負−正状態２に動作させた後、コントローラ１２０は２２０でインバータを負−正状態１に戻す。コントローラ１２０は引き続き、負−正遷移動作モードの時間長時間長Ｔneg to posに渡りインバータを負−正状態１及び負−正状態２の間で交互動作させる。
【００５３】
負−正遷移動作モードの時間長Ｔneg to posに達するとコントローラ１２０はインバータを正サイクル移行モードに戻す。コントローラ１２０は、正サイクル動作モード、正−負移行モード、負サイクル動作モード、負−正移行モード下の動作サイクルを続けさせ、かくしてランプ１０６にＡＣ電圧信号を提供する。
【符号の説明】
【００５４】
１００  ランプシステム
１０２  入力電源
１０４  電子安定器
１０６  HIDランプ
１１２  力率制御回路
１１４  ランプ駆動体
１１８  キャパシタ
１２０  コントローラ
１２２  第１DC電圧母線
１２４  第２DC電圧母線
１２６  負荷回路
１２８  端子
１３０  端子
１３２  負荷端子
１３４  第１制御出力
１３６  第２制御出力
１３８  第３制御出力
１４０  第４制御出力
【図１】
2013513357.tif 000003
【図２Ａ】
2013513357.tif 000004
【図２Ｂ】
2013513357.tif 000005
【図３Ａ】
2013513357.tif 000006
【図３Ｂ】
2013513357.tif 000007
【図４Ａ】
2013513357.tif 000008
【図４Ｂ】
2013513357.tif 000009
【図５Ａ】
2013513357.tif 000010
【図５Ｂ】
2013513357.tif 000011
【図６】
2013513357.tif 000012
【国際調査報告】
2013513357.tif 000013
2013513357.tif 000014