(57)【要約】      （修正有）【課題】照明器具の電子安定器の過熱を検出する感熱スイッチの感熱素子用電源に適した絶縁型検出器用電源を提供する。【解決手段】絶縁検出器電源１００は、照明器具の電子安定器から供給電力１０４を受け、感熱素子用電力１０２を感熱素子３２に供給する。絶縁検出器電源１００は、感熱素子用電力１０２を感熱素子３２に供給する電力回路１２０と、感熱素子３２に流れる電流を監視するための短絡プロテクタ１０８と、感熱素子３２の存在を監視するための絶縁検出器センサ１１０とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱素子及び該加熱素子に熱的に結合される感温スイッチを持つ絶縁検出器のための電源であって、
加熱素子電力を前記加熱素子に供給するようにオペラブルな電力回路と、
前記加熱素子を介す電流フローを監視するため前記電力回路にオペラブルに接続される短絡プロテクタと、
前記加熱素子の存在を監視するため前記電力回路にオペラブルに接続される絶縁検出器センサと、
を有する電源。
【請求項２】
前記電力回路は電圧増倍回路であることを特徴とする請求項１に記載の電源。
【請求項３】
前記電圧増倍回路は、電圧二倍回路、電圧三倍回路、電圧四倍器及び電圧五倍器からなる群から選択されることを特徴とする請求項２に記載の電源。
【請求項４】
前記電力回路はスイッチモード電源であることを特徴とする請求項１に記載の電源。
【請求項５】
前記スイッチモード電源は、バックコンバータ、ブーストコンバータ、バックブーストコンバータ、フライバックコンバータ、フォワードコンバータ、Ｃｕｋコンバータ及びＳＥＰＩＣコンバータからなる群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の電源。
【請求項６】
前記スイッチモード電源は、パルス幅変調器回路を持ち、前記短絡プロテクタは、該パルス幅変調器回路であることを特徴とする請求項４に記載の電源。
【請求項７】
前記スイッチモード電源は、パルス幅変調器回路を持ち、前記絶縁検出器センサは、該パルス幅変調器回路であることを特徴とする請求項４に記載の電源。
【請求項８】
前記短絡プロテクタは、電圧範囲検出器であることを特徴とする請求項１に記載の電源。
【請求項９】
前記電圧範囲検出器は、前記電流フローが所定の範囲外にある場合ランプスタンバイ信号を生成することを特徴とする請求項８に記載の電源。
【請求項１０】
前記電圧範囲検出器は、ランプオフ信号に応じて前記ランプスタンバイ信号を抑制することを特徴とする請求項９に記載の電源。
【請求項１１】
前記絶縁検出器センサは、電圧範囲検出器であることを特徴とする請求項１に記載の電源。
【請求項１２】
前記電圧範囲検出器は、前記加熱素子が存在しない場合ランプスタンバイ信号を生成することを特徴とする請求項１１に記載の電源。
【請求項１３】
前記電圧範囲検出器は、ランプオフ信号に応じて前記ランプスタンバイ信号を抑制することを特徴とする請求項１２に記載の電源。
【請求項１４】
前記加熱素子を絶縁するため前記電力回路にオペラブルに接続される絶縁検出器アイソレーションをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の電源。
【請求項１５】
加熱素子及び該加熱素子に熱的に結合される感温スイッチを持つ絶縁検出器のための電源システムであって、
加熱素子電力を前記加熱素子に供給するための電力供給手段と、
前記電力供給手段にオペラブルに接続される、前記電力供給手段を短絡から保護するための手段と、
前記電力供給手段にオペラブルに接続される、絶縁検出器の存在を検出するための手段と、
を有する電源システム。
【請求項１６】
前記電力供給手段にオペラブルに接続される、前記加熱素子を絶縁するための手段をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の電源システム。
【請求項１７】
前記電力供給手段にオペラブルに接続される、加熱素子電流が所定の範囲外にある場合を検出するための手段をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の電源システム。
【請求項１８】
加熱素子及び該加熱素子に熱的に結合される感温スイッチを持つ絶縁検出器のための電子安定器であって、
電子安定器電源と、
前記電子安定器電源から供給電力を受ける、加熱素子電力を前記加熱素子に供給するようにオペラブルな電力回路と、
前記加熱素子を介す電流フローを監視するため前記電力回路にオペラブルに接続される短絡プロテクタと、
前記加熱素子の存在を監視するため前記電力回路にオペラブルに接続される絶縁検出器センサと、
を有する電子安定器。
【請求項１９】
前記電力回路は電圧増倍回路であることを特徴とする請求項１８に記載の電子安定器。
【請求項２０】
前記電圧増倍回路は、電圧二倍回路、電圧三倍回路、電圧四倍器及び電圧五倍器からなる群から選択されることを特徴とする請求項１９に記載の電子安定器。
【請求項２１】
前記電力回路はスイッチモード電源であることを特徴とする請求項１８に記載の電子安定器。
【請求項２２】
前記スイッチモード電源は、バックコンバータ、ブーストコンバータ、バックブーストコンバータ、フライバックコンバータ、フォワードコンバータ、Ｃｕｋコンバータ及びＳＥＰＩＣコンバータからなる群から選択されることを特徴とする請求項２１に記載の電子安定器。
【請求項２３】
前記スイッチモード電源は、パルス幅変調器回路を持ち、前記短絡プロテクタは、該パルス幅変調器回路であることを特徴とする請求項２１に記載の電子安定器。
【請求項２４】
前記スイッチモード電源は、パルス幅変調器回路を持ち、前記絶縁検出器センサは、該パルス幅変調器回路であることを特徴とする請求項２１に記載の電子安定器。
【請求項２５】
前記短絡プロテクタは、電圧範囲検出器であることを特徴とする請求項１８に記載の電子安定器。
【請求項２６】
前記電圧範囲検出器は、前記電流フローが所定の範囲外にある場合ランプスタンバイ信号を生成することを特徴とする請求項２５に記載の電子安定器。
【請求項２７】
前記電圧範囲検出器は、ランプオフ信号に応じて前記ランプスタンバイ信号を抑制することを特徴とする請求項２６に記載の電子安定器。
【請求項２８】
前記絶縁検出器センサは、電圧範囲検出器であることを特徴とする請求項１８に記載の電子安定器。
【請求項２９】
前記電圧範囲検出器は、前記加熱素子が存在しない場合ランプスタンバイ信号を生成することを特徴とする請求項２８に記載の電子安定器。
【請求項３０】
前記電圧範囲検出器は、ランプオフ信号に応じて前記ランプスタンバイ信号を抑制することを特徴とする請求項２９に記載の電子安定器。
【請求項３１】
前記加熱素子を絶縁するため前記電力回路にオペラブルに接続される絶縁検出器アイソレーションをさらに有することを特徴とする請求項１８に記載の電子安定器。
【請求項３２】
加熱素子及び該加熱素子に熱的に結合される感温スイッチを持つ絶縁検出器を備える電子安定器であって、
一次巻線及び二次巻線を持つブースト変圧器を持つ電子安定器電源と、
前記二次巻線を含む、加熱素子電力を前記加熱素子に供給するようにオペラブルな電圧増倍回路と、
を有する電子安定器。
【請求項３３】
前記電圧増倍回路は、電圧二倍回路であることを特徴とする請求項３２に記載の電子安定器。
【請求項３４】
前記電圧増倍回路にオペラブルに結合される電圧調整器をさらに有することを特徴とする請求項３２に記載の電子安定器。
【請求項３５】
前記電圧増倍回路にオペラブルに結合される短絡プロテクタをさらに有することを特徴とする請求項３２に記載の電子安定器。
【請求項３６】
前記電圧増倍回路は、前記加熱素子を受けるようにオペラブルな供給出力部を持ち、当該電子安定器はさらに、該供給出力部にオペラブルに接続される絶縁検出器アイソレーションを有することを特徴とする請求項３２に記載の電子安定器。
【請求項３７】
前記加熱素子を介す電流フローを監視するため前記電圧増倍回路にオペラブルに結合される電圧範囲検出器をさらに有することを特徴とする請求項３２に記載の電子安定器。
【請求項３８】
前記電圧範囲検出器は、前記電流フローが所定の範囲外にある場合ランプスタンバイ信号を生成することを特徴とする請求項３７に記載の電子安定器。
【請求項３９】
前記電圧範囲検出器は、ランプオフ信号に応じて前記ランプスタンバイ信号を抑制することを特徴とする請求項３８に記載の電子安定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは、照明器具(lighting fixture)のための電子安定器に関し、とりわけ、絶縁検出器電源(insulation detector power supply)に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子安定器を用いるある照明システムは、該照明システムが熱絶縁(thermal insulation)により覆われないことを保証するため絶縁検出器(insulation detector)を用いる。絶縁検出器は、熱絶縁が照明システムへの電源を遮断することにより意図せず導入された場合、該照明システムを過熱から保護する。絶縁検出器は、典型的には、感温スイッチに熱的に結合される加熱素子を含む。加熱素子は、抵抗素子であり、絶縁検出器電源から電力を受ける。加熱素子が、該加熱素子が発生する熱を放散できない場合、絶縁検出器の温度は、感温スイッチにおける温度が設定値を超え、該感温スイッチが開くまで上昇する。感温スイッチは、典型的には、照明システムへの主電源と直列に配線される。ゆえに、感温スイッチが開いた場合、照明システムへの主電源が遮断される。
【０００３】
あいにく、絶縁検出器電源は、照明システムへの主電源により給電される。主電源の電圧は、変動し得る。これは、絶縁検出器電源の電圧出力を変化させる。絶縁検出器の加熱素子内で生成されるパワーは、該加熱素子両端間の電圧の二乗に比例する。ゆえに、小さな電圧変動が、加熱素子内の熱生成に大きな変化をもたらす。加熱素子が設計値よりも少ないパワーしか生成しない場合、より多くの絶縁が、絶縁検出器が主電源を遮断する前に照明システムに加えられ得る。その結果、照明システムは所望の動作温度を越えるかもしれない。
【０００４】
他の問題点は、絶縁検出器が欠けている又は短絡した等の絶縁検出器に関する問題の検出である。照明システムが、絶縁検出器を欠いている又は絶縁検出器が短絡している状態で通常動作している場合、熱絶縁の問題が存在し、該照明システムが過熱している恐れがあるにもかかわらず、ユーザは、該照明システムの設置(installation)は正しいと誤って結論付け得る。短絡絶縁検出器はまた、絶縁検出器電源の過熱を引き起こす恐れもある。
【０００５】
絶縁検出器に関連するさらに他の問題点は、絶縁検出器及び電子安定器の間の欠線又は接続不良(miswiring or loose connection)である。絶縁検出器は、絶縁検出器電源から給電される。ゆえに、欠線又は接続不良は、短絡又は照明システムの過熱をもたらし得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の不利な点を解消する絶縁検出器電源を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、加熱素子及び該加熱素子に熱的に結合される感温スイッチを持つ絶縁検出器のための電源であって、加熱素子電力を前記加熱素子に供給するようにオペラブルな(operable)電力回路と、前記加熱素子を介す電流フローを監視するため前記電力回路にオペラブルに(operably)接続される短絡プロテクタ(short protector)と、前記加熱素子の存在を監視するため前記電力回路にオペラブルに接続される絶縁検出器センサと、を含む電源を提供する。
【０００８】
本発明の他の態様は、加熱素子及び該加熱素子に熱的に結合される感温スイッチを持つ絶縁検出器のための電源システムであって、加熱素子電力を前記加熱素子に供給するための電力供給手段と、前記電力供給手段にオペラブルに接続される、前記電力供給手段を短絡から防止するための手段と、前記電力供給手段にオペラブルに接続される、絶縁検出器の存在を検出するための手段と、を含む電源システムを提供する。
【０００９】
本発明の他の態様は、加熱素子及び該加熱素子に熱的に結合される感温スイッチを持つ絶縁検出器のための電子安定器であって、電子安定器電源と、前記電子安定器電源から供給電力を受ける、加熱素子電力を前記加熱素子に供給するようにオペラブルな電力回路と、前記加熱素子を介す電流フローを監視するため前記電力回路にオペラブルに接続される短絡プロテクタと、前記加熱素子の存在を監視するため前記電力回路にオペラブルに接続される絶縁検出器センサと、を含む電子安定器を提供する。
【００１０】
本発明の他の態様は、加熱素子及び該加熱素子に熱的に結合される感温スイッチを持つ絶縁検出器を備える電子安定器であって、一次巻線及び二次巻線を持つブースト変圧器(boost transformer)を持つ電子安定器電源と、前記二次巻線を含む、加熱素子電力を前記加熱素子に供給するようにオペラブルな電圧増倍回路と、を含む電子安定器を提供する。
【００１１】
本発明の上述した及びその他の特徴及び利点は、添付の図面と共に読まれる、目下好ましい実施例の以下の詳細な記載からさらに明らかになるであろう。この詳細な記載及び図面は、本発明を限定するものではなく単なる例示であり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等により規定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明に従って作られた絶縁検出器電源を持つ電子安定器を備える照明システムのブロック図である。絶縁検出器電源は、電子安定器への主電源電圧とは無関係に絶縁検出器に所望の電圧を供給する。絶縁検出器電源は、絶縁検出器センシング(insulation detector sensing)、絶縁検出器アイソレーション(insulation detector isolation)、短絡保護及び／又は電圧範囲検出等の保護回路を含むことができる。
【００１３】
電子安定器１０は、主電源２０から絶縁検出器３０を介して主電源電力１２を受け、ＨＩＤランプ等のランプ４０のためのランプ電力４２を供給する。絶縁検出器３０は、感温スイッチ３４に熱的に結合される加熱素子３２を含む。加熱素子３２は、供給口(supply outlet)２９において絶縁検出器電源１００から加熱素子電力１０２を受ける。感温スイッチ３４が加熱素子３２の加熱に起因して所定温度を越えると、感温スイッチ３４が開き、電子安定器１０への主電源電力１２を遮断する。絶縁検出器電源１００は、電子安定器１０から供給電力１０４を受ける。
【００１４】
例示の電子安定器１０は、全波ブリッジ整流器１４、ブーストコンバータ／力率コントローラ（ＰＦＣ）１６及びステップダウンコンバータ／インバータ１８を含む電子安定器電源１３、並びに絶縁検出器電源１００を含む。全波ブリッジ整流器１４は、主電源電力１２を整流電力１５に整流する。整流電力１５は、ブーストコンバータ／ＰＦＣ１６に供給される。主電源電力１２は、典型的には、約１２０乃至２７７ＶＡＣの範囲であるが、特定のアプリケーションのために所望に応じて他の電圧又は直流とすることができる。ブーストコンバータ／ＰＦＣ１６は、ＤＣバス電力１７をステップダウンコンバータ／インバータ１８に供給する。ステップダウンコンバータ／インバータ１８は、ランプ電力４２をランプ４０に供給する。当業者は、電子安定器１０の構成及び構成部品が主電源電力１２の大きさ及び性質（ＡＣ又はＤＣ）等の要因に依存して変わり得ることを理解するであろう。電子安定器１０の構成部品はまた、所望のランプ電力４２を生成するように変わることもできる。電子安定器電源１３は、主電源電力１２をランプ電力４２に変換することができる任意の電源とすることができる。
【００１５】
供給電力１０４は、所望とされる任意の位置において電子安定器１０からタップが出され得る。電子安定器から電力をタッピングする例は、"Electronic Ballast with Low Voltage Output"とタイトルが付けられたDeurloo等への米国特許出願公開第20040263091号に与えられている。この文献は、参照により本願明細書に組み込まれる。一実施例においては、供給電力１０４は、典型的には１２０乃至２７７ＶＡＣの値を持つ主電源電力１２、典型的には１２０乃至２７７ＶＤＣの値を持つ整流電力１５又は典型的には４６０乃至５００ＶＤＣの値を持つＤＣバス電力１７等の電子安定器１０の構成部品内又は電子安定器１０の構成部品からの電力である。他の実施例においては、供給電力１０４は、当該回路において他の目的のために用いられる既存の変圧器又はインダクタ等の電子安定器１０の構成部品のうちの一つからの電力である。一例においては、供給電力１０４は、ブーストインダクタ、バックインダクタ、ブーストインダクタのゼロ電流検出部又はバックインダクタのゼロ電流検出部における補助巻線からである。
【００１６】
図２は、本発明に従って作られた絶縁検出器電源のブロック図である。図２において、図１と同様の構成要素は同様の参照数字を共用している。絶縁検出器電源１００は、電力回路１２０において電子安定器１０から供給電力１０４を受け、加熱素子電力１０２を加熱素子３２に供給する。絶縁検出器電源１００は、絶縁検出器電源１００を電子安定器１０の残りの部分から絶縁するための絶縁検出器アイソレーション１０６、出力部が短絡された場合に絶縁検出器電源１００を保護するための短絡プロテクタ１０８、絶縁検出器３０の存在を検出するための絶縁検出器センサ１１０、及び加熱素子電力１０２の電流が所定の範囲外にある場合を検出するための電圧範囲検出器１１２等の、電力回路１２０にオペラブルに接続される一つ以上の保護回路を含むことができる。これら保護回路のうちの一つ以上は、異常な状態(off-normal condition)が検出された場合にランプ４０へのランプ電力４２を遮断するためランプスタンバイ信号１１４を生成することができる。当業者は、一つの回路が二つ以上の保護機能を備えるようにこれら保護回路はオーバーラップできることを理解するであろう。例えば、電圧範囲検出器１１２は、絶縁検出器の欠落、絶縁検出器電源１００の短絡及び／又は絶縁検出器電源１００の欠線に対して保護することができる。これら問題のいずれも、加熱素子電力１０２の電流を所定の範囲外にもたらし得るものであり、その結果、電圧範囲検出器１１２は異常状態を感知する。絶縁検出器アイソレーション１０６、短絡プロテクタ１０８、絶縁検出器センサ１１０及び／又は電圧範囲検出器１１２のうちの一つ以上は、特定のアプリケーションのために所望に応じて省略されることができる。
【００１７】
電力回路１２０は、電子安定器１０からの供給電力１０４を加熱素子電力１０２に望ましい電圧に変換することができる任意の電力回路とすることができる。一実施例においては、供給電力１０４は、９０乃至５００ボルトＡＣ又はＤＣの範囲であり、加熱素子電力１０２の電圧は１２０ＶＤＣである。一実施例においては、電力回路１２０は、電圧増倍回路である。供給電力１０４が、ブーストインダクタ、バックインダクタ、ブーストインダクタのゼロ電流検出部又はバックインダクタのゼロ電流検出部における補助巻線からの場合、該補助巻線は、電力回路１２０の一部とすることができる。例えば、供給電力１０４が、ブーストコンバータ／ＰＦＣ内のブースト変圧器における二次巻線からの場合、該二次巻線は、所望の加熱素子電力１０２を生成するため、電圧二倍回路(voltage doubler circuit)、電圧三倍回路(voltage tripler circuit)、電圧四倍器(voltage quadra puller)、電圧五倍器(voltage pent puller)または同種のもの等の電圧増倍回路の一部として用いられ得る。他の実施例においては、電力回路１２０は、スイッチモード電源（ＳＭＰＳ:switched mode power supply）である。電力回路１２０は、特定のアプリケーションに適うように、バックコンバータ、ブーストコンバータ、バックブーストコンバータ、フライバックコンバータ、フォワードコンバータ、Ｃｕｋコンバータ、ＳＥＰＩＣコンバータまたは同種のもの等のスイッチモード電源とすることができる。
【００１８】
図３は、本発明に従って作られた他の絶縁検出器電源の概略図である。図３において、図１及び２と同様の構成要素は同様の参照数字を共用している。本例において、絶縁検出器電源のスイッチモード電源は、短絡プロテクタ及び絶縁検出器センサとして作用するパルス幅変調を備えたフライバックコンバータである。絶縁検出器電源はまた、付加的な短絡プロテクタ、付加的な絶縁検出器センサ及び欠線検出器として作用する電圧範囲検出器を含む。
【００１９】
絶縁検出器電源１００は、パルス幅変調器（ＰＷＭ）回路１４０を持つ電力回路１２０、及び電圧範囲検出器１１２を含む。絶縁検出器電源１００は、整流電力１５から供給電力１０４を受ける。一実施例においては、整流電力１５は、約１２０乃至２７７ＶＤＣである。絶縁検出器３０の加熱素子３２は、絶縁検出器電源１００の供給出力部２９に接続されている。電圧範囲検出器１１２は、異常状態が検出された場合ランプへのランプ電力を遮断するためランプスタンバイ信号１１４を生成する。
【００２０】
動作中、電力回路１２０は、変圧器１４２において供給電力１０４を受ける。変圧器１４２及び接地の間に接続されたパルス幅変調器（ＰＷＭ）１４４は、変圧器１４２の補助巻線１４８から検知されるヒータ電圧フィードバック信号１４６に応じて供給電力１０４を変調する。変圧器１４２は、加熱素子３２を給電する。電圧範囲検出器１１２は、加熱素子電圧信号１５２として加熱素子３２を介す加熱素子電流１５０を監視する。加熱素子電圧信号１５２は、比較器１５４及び１５６に供給される。比較器１５４及び１５６は、加熱素子電流１５０が所望の範囲内にあることを保証するため加熱素子電圧信号１５２を監視する。比較器１５４は、加熱素子電圧信号１５２を、一方の分圧器により生成される下位基準電圧(lower reference voltage)と比較し、比較器１５６は、加熱素子電圧信号１５２を、他方の分圧器により生成される上位基準電圧(upper reference voltage)と比較する。加熱素子電圧信号１５２が下位基準電圧を下回ると、比較器１５４はランプスタンバイ信号１１４を生成する。加熱素子電圧信号１５２が上位基準電圧を越えると、比較器１５６はランプスタンバイ信号１１４を生成する。ランプスタンバイ信号１１４は、ランプへのランプ電力を遮断することができる電子安定器内の任意の場所に供給され得る。一例においては、ランプスタンバイ信号１１４は、ステップダウンコンバータ／インバータにおけるマイクロプロセッサに供給され、該マイクロプロセッサは、ランプへランプ電力を供給する該ステップダウンコンバータ／インバータを遮断する。
【００２１】
ＰＷＭ回路１４０及び電圧範囲検出器１１２は、絶縁検出器電源１００のための保護回路として作用する。ＰＷＭ回路１４０は、短絡プロテクタ及び絶縁検出器センサとして作用する。供給出力部２９が短絡されている場合、補助巻線１４８は加熱素子３２両端間の電圧を何ら検出せず、ヒータ電圧フィードバック信号１４６はゼロになり、ＰＷＭ１４４は変圧器１４２を介す供給電力１０４を遮断する。絶縁検出器が設けられていない場合等、供給出力部２９が開放している場合、ＰＷＭ回路１４０は変圧器１４２を介す電流フローが無いことを検出することとなり、ヒータ電圧フィードバック信号１４６はゼロになり、ＰＷＭ１４４は変圧器１４２を介す供給電力１０４を遮断する。
【００２２】
電圧範囲検出器１１２は、付加的な短絡プロテクタ、付加的な絶縁検出器センサ及び欠線検出器として作用する。供給出力部２９が短絡されている場合、電圧範囲検出器１１２は、加熱素子電圧信号１５２により示される加熱素子電流１５０が高すぎることを検出するであろう。絶縁検出器が設けられていない場合等、供給出力部２９が開放している場合、電圧範囲検出器１１２は、加熱素子電圧信号１５２により示される加熱素子電流１５０が低すぎることを検出するであろう。欠線は、短絡、開放、又は部分的な短絡若しくは部分的な開放をもたらし得る。電圧範囲検出器１１２が、加熱素子電圧信号１５２により示される加熱素子電流１５０が所望の範囲外にあるものと検出する場合、電圧範囲検出器１１２は、ランプへのランプ電力を遮断するためランプスタンバイ信号１１４を生成する。
【００２３】
図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、本発明に従って作られた電子安定器の一部及び絶縁検出器電源の概略図である。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、互いに並びに図１及び２と同様の構成要素は同様の参照数字を共用している。図５Ａ乃至図５Ｃは、図４Ａの電子安定器及び図４Ｂの絶縁検出器電源に関する波形図である。本例においては、絶縁検出器電源のスイッチモード電源は、電圧二倍回路である。絶縁検出器電源はまた、短絡プロテクタ、絶縁検出器アイソレーション、及び電圧範囲検出器を含む。
【００２４】
図４Ａを参照すると、図示された電子安定器１０の部分は、主電源電力１２を全波ブリッジ整流器１４に供給する主電源２０を含む。全波ブリッジ整流器１４は、整流電力１５をブーストコンバータ／力率コントローラ（ＰＦＣ）１６に供給する。ブーストコンバータ／力率コントローラ（ＰＦＣ）１６は、一次巻線２００及び二次巻線２０２を含むブースト変圧器２０１を含む。本実施例においては、二次巻線２０２は、絶縁検出器電源１００に電力を供給する。図５Ａは、ブースト変圧器２０１の一次巻線における電圧の波形である。波形は、ゼロ電圧を中心とした約５１０Ｖのピークツーピーク（２６５Ｖの最大値）の矩形波である。一例においては、ブースト変圧器２０１の巻線比は４：１である。ゆえに、ブースト変圧器２０１の二次巻線２０２を渡る波形は、図５Ｂに示されるようにゼロ電圧を中心とした約１２５Ｖのピークツーピーク（６２．５Ｖの最大値）の矩形波である。
【００２５】
図４Ｂを参照すると、絶縁検出器電源１００は、電圧二倍回路２０４、電圧調整器２０６、短絡プロテクタ１０８、絶縁検出器アイソレーション１０６、供給出力部２９、及び電圧範囲検出器１１２を含む。本実施例においては、絶縁検出器電源１００はまた、逆電流防止ダイオード２０８及び開回路負荷(open circuit load)２１０を含む。絶縁検出器電源１００は、ブーストコンバータ／ＰＦＣ１６の二次巻線２０２から電力を受け、供給出力部２９において加熱素子３２に調整された電圧における電力を供給する。絶縁検出器電源１００は、ランプスタンバイ信号１１４を生成する。ランプスタンバイ信号１１４は、ランプオフ信号２３４により抑制され得る。
【００２６】
この例示的な実施例においては、電圧二倍回路２０４は、ブーストコンバータ／ＰＦＣ１６の二次巻線２０２を含むように示されている。電圧二倍回路２０４は、二次巻線２０２から受けた電圧を二倍する、すなわち、図５Ｂに示される６２．５Ｖの最大値が、図５Ｃに示されるような１２５ＶＤＣの増倍電力２０５に倍化される。図５Ｃに示される波形は、図の明白さのために、調整されていない増倍電力２０５において予想される電圧リップル及び変動を省略している。当業者は、電圧二倍回路２０４が、特定のアプリケーションのために所望に応じて、電圧三倍回路、電圧四倍器、電圧五倍器または同種のものにより置換され得ることを理解するであろう。
【００２７】
図４Ｂを参照すると、電圧調整器２０６は、電圧二倍回路２０４及び短絡プロテクタ１０８にオペラブルに接続されている。図示された例示のツェナー電圧調整器等の電圧調整器２０６は、電圧二倍回路２０４から受けた増倍電力２０５を調整し、調整電力２０７を生成する。一例においては、電圧調整器２０６は、電圧二倍回路２０４からの未調整の１２５ＶＤＣを、調整された１２０ＶＤＣ電力に変換する。調整１２０ＶＤＣ電力は、供給出力部２９において加熱素子３２に供給される。短絡プロテクタ１０８は、供給出力部２９において加熱素子３２両端間の電圧を監視する。供給出力部２９が短絡されている場合、短絡プロテクタ１０８は、短絡信号２４０を電圧調整器２０６に供給し、電圧調整器２０６は、調整電力２０７を遮断する。
【００２８】
逆電流防止ダイオード２０８及び開回路負荷２１０は、絶縁検出器電源１００の回路を保護する。逆電流防止ダイオード２０８は、供給出力部２９における加熱素子３２から絶縁検出器電源１００への電流の流れを防止する。開回路負荷２１０は、加熱素子３２が設けられていない場合供給出力部２９をまたぐ負荷を与える。一実施例においては、開回路負荷２１０の抵抗は、加熱素子３２が設けられていない場合に電圧範囲検出器１１２が依然として加熱素子３２がないことを検出するほど十分小さいものが選択される。
【００２９】
絶縁検出器アイソレーション１０６は、絶縁検出器電源１００を電子安定器１０の残りの部分から絶縁する。絶縁検出器アイソレーション１０６は、加熱素子３２のための供給出力部２９における電圧が、電子安定器１０の残りの部分に通るのを防止する、または電子安定器１０の残りの部分からの電圧が、絶縁検出器電源１００に通るのを防止する。一実施例においては、絶縁検出器アイソレーション１０６は、供給出力部２９及び加熱素子３２を絶縁する抵抗である。
【００３０】
電圧範囲検出器１１２は、異常状態が検出された場合ランプへのランプ電力を遮断するためランプスタンバイ信号１１４を生成する。電圧範囲検出器１１２は、加熱素子電圧信号２２２として加熱素子３２を介す加熱素子電流２２０を監視する。加熱素子電圧信号２２２は、上限比較器(upper limit comparator)２２４及び下限比較器(lower limit comparator)２２６に供給される。上限比較器２２４及び下限比較器２２６は、加熱素子電流２２０が所望の範囲内にあることを保証するため加熱素子電圧信号２２２を監視する。一実施例においては、加熱素子電圧信号２２２の範囲は、約７乃至８ＶＤＣである。上限比較器２２４は、加熱素子電圧信号２２２を、基準電圧回路２２８により生成される上位基準電圧信号２３０と比較する。下限比較器２２６は、加熱素子電圧信号２２２を、基準電圧回路２２８により生成される下位基準電圧信号２３２と比較する。加熱素子電圧信号２２２が上位基準電圧信号２３０を越えると、上限比較器２２４はランプスタンバイ信号１１４を生成する。加熱素子電圧信号２２２が下位基準電圧信号２３２を下回ると、下限比較器２２６はランプスタンバイ信号１１４を生成する。ランプスタンバイ信号１１４は、ランプへのランプ電力を遮断することができる電子安定器内の任意の場所に供給され得る。一例においては、ランプスタンバイ信号１１４は、ステップダウンコンバータ／インバータにおけるマイクロプロセッサに供給され、該マイクロプロセッサは、ランプへランプ電力を供給する該ステップダウンコンバータ／インバータを遮断する。本例においては、電圧範囲検出器１１２は、ランプオフ信号２３４に応答する。ランプオフ信号２３４は、ランプスタンバイ信号１１４を抑制する。ランプオフ信号２３４によりランプスタンバイ信号１１４を抑制することにより、ランプスタンバイ信号１１４が干渉することなくランプを始動させることができる。
【００３１】
短絡プロテクタ１０８、絶縁検出器アイソレーション１０６、及び電圧範囲検出器１１２は、絶縁検出器電源１００のための保護回路として作用する。短絡プロテクタ１０８は、加熱素子３２のための供給出力部２９をまたぐ短絡がある場合の短絡プロテクタとして作用する。絶縁検出器アイソレーション１０６は、絶縁検出器電源１００を電子安定器１０の残りの部分から絶縁する。電圧範囲検出器１１２は、短絡プロテクタ、絶縁検出器センサ及び欠線検出器として作用する。供給出力部２９が短絡されている場合、電圧範囲検出器１１２は、加熱素子電圧信号２２２により示される加熱素子電流２２０が高すぎることを検出するであろう。絶縁検出器が設けられていない場合等、供給出力部２９が開放している場合、電圧範囲検出器１１２は、加熱素子電圧信号２２２により示される加熱素子電流２２０が低すぎることを検出するであろう。欠線は、短絡、開放、又は部分的な短絡若しくは部分的な開放をもたらし得る。電圧範囲検出器１１２が、加熱素子電圧信号２２２により示される加熱素子電流２２０が所望の範囲外にあるものと検出する場合、電圧範囲検出器１１２は、ランプへのランプ電力を遮断するためランプスタンバイ信号１１４を生成する。
【００３２】
本願明細書に開示された本発明の実施例は目下好ましいと考えられているが、様々な変更及び修正が本発明の範囲を逸脱することなくなされ得る。当業者は、図１乃至図５Ｃについて記載された実施例は例示的であり、代替的な回路が特定のアプリケーションのため所望に応じて用いられ得ることを理解するであろう。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲に示され、均等の意味合い及び範囲に入る全ての変更はこの特許請求の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、本発明に従って作られた絶縁検出器電源を持つ電子安定器を備える照明システムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明に従って作られた絶縁検出器電源のブロック図である。
【図３】図３は、本発明に従って作られた他の絶縁検出器電源の概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明に従って作られた電子安定器の一部の概略図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明に従って作られた絶縁検出器電源の概略図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図４Ａの電子安定器及び図４Ｂの絶縁検出器電源に関する波形図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図４Ａの電子安定器及び図４Ｂの絶縁検出器電源に関する波形図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図４Ａの電子安定器及び図４Ｂの絶縁検出器電源に関する波形図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【外国語明細書】
2008141939000001.pdf