(57)【要約】ハーフブリッジ変換器として好適に実行される気体放電ランプ（１１）を駆動するドライバは、上昇ランプ電流（ｄＩ／ｄｔ＞０）及び下降ランプ電流（ｄＩ／ｄｔ＜０）のそれぞれに対応する２つの状態を有する。制御器（１２）は常に、ランプ電流の所定位相（φＳ＝２／８；φＳ＝６／８）において状態を変更する（ＳＳ１→ＳＳ２；ＳＳ２→ＳＳ１）。他の所定位相（φＳ＝１／８；φＳ＝３／８；φＳ＝５／８；φＳ＝７／８）において、制御器は、状態を変更する（ＳＳ１→ＳＳ２；ＳＳ２→ＳＳ１）べきか否かをランダムに判定し、ここで、変更のための確率（ｐ）は０以上且つ１以下の範囲内にある。その結果、ランプ電力の周波数スペックとるはスムージングされ、個々の周波数における電力は減少され、それ故、ランプにおいて音響共振を刺激する確率は減される。
2010507208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体放電ランプを駆動するドライバであって、該ドライバは、制御可能スイッチと、該スイッチを制御する制御器とを有し、該制御器は、前記スイッチの制御状態が、ランプ電流の時間微分が正であるような第１スイッチ状態と、前記スイッチの前記制御状態が、前記ランプ電流の前記時間微分が負であるような第２スイッチ状態とを有する、ドライバであり：
前記制御器は、前記ランプ電流の第１所定位相において前記第１スイッチ状態から前記第２スイッチ状態に常に変更し、前記ランプ電流の第２所定位相において前記第１スイッチ状態から前記第１スイッチ状態に常に変更するようにデザインされていて；
前記制御器は、前記第１所定位相と前記第２所定位相との間の少なくとも１つの第３所定位相において前記第１スイッチ状態から前記第２スイッチ状態に変更するべきか否かをランダムに判定するように、ここでは、変更するための確率が０乃至１の範囲内にあるように、デザインされていて；
前記制御器は、前記第１所定位相と前記第２所定位相との間の少なくとも１つの第４所定位相において前記第２スイッチ状態から前記第１スイッチ状態に変更するべきか否かをランダムに判定するように、ここでは、変更するための前記確率が０乃至１の範囲内にあるように、デザインされている；
ドライバ。
【請求項２】
請求項１に記載のドライバであって、前記第２スイッチ状態から前記第１スイッチ状態への前記ランダム変更のための前記確率は、前記第１スイッチ状態から前記第２スイッチ状態への前記ランダム変更のための前記確率に等しい、ドライバ。
【請求項３】
請求項１に記載のドライバであって、前記第３所定位相及び前記第４所定位相は、電流の大きさが大きくなることに関連し、前記スイッチ状態は常に、前記電流の大きさの絶対値が減少するときに維持される、ドライバ。
【請求項４】
請求項３に記載のドライバであって、前記第３所定位相と前記第２所定位相との間の位相差は前記第４所定位相と前記第１所定位相との間の位相差に等しい、ドライバ。
【請求項５】
請求項１に記載のドライバであって、前記制御器は、前記第２所定位相と前記第１所定位相との間の２つの所定位相において前記第１スイッチ状態から前記第２スイッチ状態に変更すべきか否かをランダムに判定するようにデザインされ、前記制御器は、前記第１所定位相と前記第２所定位相との間の２つの所定位相において前記第２スイッチ状態から前記第１スイッチ状態に変更すべきか否かをランダムに判定するようにデザインされている、ドライバ。
【請求項６】
請求項５に記載のドライバであって、前記制御器は、複数の位相Δφ、１／４＋Δφ、１／２＋Δφ、３／４＋Δφにおいてスイッチ状態を変更するべきか否かをランダムに判定するようにデザインされている、ドライバ。
【請求項７】
請求項６に記載のドライバであって、Δφ＝１／８である、ドライバ。
【請求項８】
請求項１に記載のドライバであって、ハーフブリッジ変換器として実行される、ドライバ。
【請求項９】
請求項１に記載のドライバであって、フルブリッジ変換器として実行される、ドライバ。
【請求項１０】
請求項１に記載のドライバであって、前記ランプは高圧気体放電ランプである、ドライバ。
【請求項１１】
請求項１に記載のドライバであって、前記ランプは投影システムにおいて用いられる、ドライバ。
【請求項１２】
請求項１に記載のドライバであって、前記ランプは照明システムにおいて用いられる、ドライバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、交流ランプ電流を用いて、気体放電ランプを駆動する方法及び装置に関する。本発明は、具体的には、高強度放電ランプ（ＨＩＤ）、例えば、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプのような高圧ランプの駆動に関する。以下、本発明のＨＩＤについて具体的に説明するが、本発明のアプリケーションはＨＩＤランプに限定されるものではない。本発明は、一般に、他の種類の気体放電ランプに適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
気体放電ランプについては当該技術分野で知られていて、それ故、気体放電ランプの詳しい説明は、ここでは必要ない。気体放電ランプは、イオン化可能気体又は蒸気で満たされた密閉容器内に位置している２つの電極を有するといえば十分であろう。その密閉容器は、典型的には、石英又はセラミックであり、具体的には、多結晶アルミナ（ＰＣＡ）である。それらの電極は互いに特定の距離を置いて備えられ、動作中、電気アークがそれらの電極間で維持される。
【０００３】
特定の種類のガス放電ランプが、投影システム、照明システム等の異なるアプリケーションにおける特定の使用のために開発されてきている。
【０００４】
気体放電ランプの重要な課題は、音響共振、即ち、９ｋＨｚ乃至１ＭＨｚの範囲内で一般に発生する圧力共振の可能性である。音響共振の結果として、アークの挙動は予測不可能になり、不安定になる可能性があり、そのアークは容器に接触し、容器を損傷し、アークが消える可能性がある。また、可聴周波数範囲における音響共振は可聴雑音に繋がる可能性があり、イライラさせるものである。
【０００５】
音響共振は、共振圧力変化を含み、圧力変化の重要なソースは電力変化であり、ランプ電力が変化する場合、アークにおける電力損失が変化し、発生熱における変化を、それ故、その圧力における変化をもたらす。それ故、一定電力でランプを動作させることが要請されている。
【０００６】
一定電力で放電ランプを動作させる１つの明らかな方法は直流（ＤＣ）電流動作である。しかしながら、ＤＣ動作はまた、電極の非対称な腐食を含む幾つかの不利点を有する。それらの不利点を回避するように、整流したＤＣ電流により、即ち、一定の大きさであるが交番方向を有するランプ電流により放電ランプを動作させることが知られている。
【０００７】
現在、ＨＩＤのための標準的なドライバは、フルブリッジ整流回路及び共振点灯回路によりダウンコンバータを有するデザインを有する。このデザインは、成功裏に動作する。しかしながら、ランプドライバのコストを削減することが要請されている。
【０００８】
上記の標準的なドライバに比べてコストが低いドライバのデザインはハーフブリッジ回路である。そのようなデザインは、一般に、従来技術に従った気体放電ランプ１１を駆動する例示としてのランプドライバ１０のブロック図である図１に示されている。そのようなハーフブリッジ回路トポロジについて、当業者は知っている筈であるため、そのデザイン及び機能については、簡単な説明に留めることにする。２つのスイッチＭ１及びＭ２は、実質的に一定電圧Ｖのソースに結合された２つの電圧列間に、対応するダイオードＤ１、Ｄ２を伴って、直列に備えられている。この電圧ソースのデザインは、本発明に関連するものではない。２つのコンデンサＣ１及びＣ２がまた、２つの電圧列間に直列に備えられている。ランプ１１は、ランプ１１と直列に備えられているインダクタＬ及びランプ１１と並列に備えられているコンデンサＣ１を伴って、一方の２つのスイッチＭ１及びＭ２間の接合部と他方の２つのコンデンサＣ１及びＣ２間の接合部との間に結合されている。２つのスイッチＭ１及びＭ２は、制御器１２により交互に制御され、それ故、それらのスイッチは、同時に閉じられる（即ち、導電状態）ことはない。２つのコンデンサＣ１及びＣ２は、比較的高い容量値を有し、２つのスイッチＭ１及びＭ２のスイッチング頻度は比較的高く、それ故、２つのコンデンサＣ１及びＣ２間の接合部における電圧は実質的に一定である。
【０００９】
その動作は以下のようである。第１スイッチング状態ＳＳ１において、上方スイッチＭ１は閉状態にあり、下方スイッチＭ２は開状態（即ち、非導電状態）にあり、ランプ電流Ｉ（インダクタを流れる電流に等しい）は高くなる。第２スイッチング状態ＳＳ２においては、下方スイッチＭ２は閉状態にあり、上方スイッチＭ１は開状態にあり、ランプ電流は低くなる。回路は、連続して、第１スイッチング状態及び第２スイッチング状態にある。電流は、第１スイッチング状態から第２スイッチング状態への遷移において最大値に達する。電流波形が０に対して対称的であるように、即ち、前記最小電流値が、前記最大値と同じ大きさであるが、逆方向にあるように制御される。フル電流回路は、一の第１スイッチング状態及び一の第２スイッチング状態の組み合わせを有する。
【００１０】
そのランプは、電圧電源のように、即ち、ランプにおける電圧が各々のスイッチング状態の間、一定であるように振る舞うことを前提とすることが可能である。従って、インダクタＬにおける電圧は、各々のスイッチング状態の間、一定であり、それ故、第１スイッチング状態ＳＳ１の間、増加する電流、及び第２スイッチング状態ＳＳ２の間、減少する電流は時間に対して線形であり、即ち、時間微分ｄＩ／ｄｔ＝一定である。このことは、ランプ電流Ｉ（上方のグラフ）が時間の関数として模式的に図２に示されているように、電流波形が三角波であることを意味し、ランプ電力Ｐ（下方のグラフ）に対応している。ランプ電力Ｐはまた、三角波を有するが、その周波数は、電流の周波数の２倍である。電流期間はＴで示され、電力期間の２倍である。
【００１１】
上記説明及び対応する図２においては、幾分、理想的であるように電流挙動をモデル化している。実際には、ランプは、ｋＨｚ領域ではより抵抗性であるが、ランプ電流Ｉは、一定電流にも拘わらず、変動し、それ故、一定周期Ｔ／２においてランプ電力を変動させ、従って、例示目的で、三角波が、本発明の説明で用いるために連続されている。
【００１２】
ハーフブリッジ回路は、蛍光ランプのための標準的なドライバトポロジであり、十分に利用可能であり、比較的低コストであるために、魅力的である。しかしながら、周期的に変動する電流の大きさ及び対応して変動するランプ電力は、上記のように、そのような電力の変動は共振をもたらす可能性があるために、ＨＩＤランプにおいて問題をもたらす可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、上記の課題を排除する又は少なくとも低減することである。
【００１４】
具体的には、本発明の目的は、高周波交番ランプ電流で気体放電ランプを駆動する方法、及びその方法を実行するランプドライバであって、それ故、電力変動によりもたらされる音響共振が低減される、方法及びランプドライバを提供することである。
【００１５】
また、本発明の具体的な目的は、その方法を実行する標準ハーフブリッジ回路を改善することである。更に具体的には、本発明の目的は、ハードウェアの改善の必要なく、そのような標準ハーフブリッジ回路の制御器のソフトウェアを改善することにより実行される解決方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の重要な特徴に従って、ドライバのスイッチングの瞬間はランダム化される。その結果、電流の位相はランダムジャンプをするようになり、従って、電流変動によりもたらされる圧力変動はもはや、１つの特定の周波数で周期的ではないが、それらの圧力変動は、ある周波数領域に広がり、単独の周波数における電力の寄与は実質的に低減される。
【００１７】
更なる有利な詳細については、従属請求項に記載されている。
【００１８】
本発明の上記の及び他の特徴、側面及び有利点については、参照番号が同じ又は類似する構成要素を表す複数の図を参照して、１つ又はそれ以上の好適な実施形態についての以下の記載により更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ハーフブリッジトポロジを有するランプドライバの模式的なブロック図である。
【図２】時間の関数としてランプ電流及びランプ電力を示す時間線図である。
【図３】電流周期の異なる位相を示す、図２に匹敵する時間線図である。
【図４】電流周期の幾つかの瞬間における判定処理を示す図である。
【図５】異なる位相シフト波形を示す、図３に匹敵する時間線図である。
【図６】ある例示としてのシミュレーションにおけるランプ電流及びランプ電力の周波数スペクトルを示すグラフである。
【図７】ある例示としてのシミュレーションにおけるランプ電流及びランプ電力の周波数スペクトルを示すグラフである。
【図８】他の実施例におけるランプ電流及びランプ電力の周波数スペクトルを示すグラフである。
【図９】他の実施例におけるランプ電流及びランプ電力の周波数スペクトルを示すグラフである。
【図１０】ランプドライバの動作を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図３は、１つの完全な電流周期又は電流期間を示す、電流周期図２に匹敵する時間線図である。横軸は時間を表し、その横軸は、上昇方向であるようにとる任意方向において電流が０と交差するときに０であるようにとられる。以下、位相φは、φ＝ｔ／Ｔと定義され、それ故、位相φは、完全な電流期間について０以上且つ１以下の範囲内にある。図３の横軸に沿った数字は期間を表す。
【００２１】
制御器１２の挙動の説明のために、位相領域は位相セグメントに分割され、それらの位相セグメントは制御器１２により連続的に進められ、特定の位相セグメントに対応する状態が位相“状態”により示されている。位相セグメントは位相境界により境界付けられ、それらの位相境界は、制御器１２について１つの状態から他の状態への状態遷移を示している。
【００２２】
従来技術においては、位相境界は次のような位相０、１／４、２／４、３／４（及び１（０と同等である））に位置している。
φ＝１／４は最大の正電流の大きさＩＭＡＸに対応している。
φ＝３／４は最大の負電流の大きさＩＭＡＸに対応している。
φ＝０は０であり、増加する電流に対応している。
φ＝１／２は０であり、減少する電流に対応している。
【００２３】
上記の境界は、“一次位相境界”ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３、ＰＢ４として示され、このようにして規定される位相セグメントは、“一次位相セグメント”ＰＰＳ１、ＰＰＳ２、ＰＰＳ３、ＰＰＳ４として示される。それらの一次位相セグメントは更に、電流の符号に依存して、“正”又は“負”の位相により、及び電流の時間微分の符号に依存して、“上昇”又は“下降”の位相により特徴付けられる。
【００２４】
本発明に従って、少なくとも１つの更なる位相境界が付加される。そのような付加された位相境界は、“二次位相境界”ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４として示される。二次位相境界は常に、２つの連続した一次位相境界の対の間に位置し、即ち、一次位相セグメント内に位置している。好適な実施形態においては、下で説明するように、１つの二次位相境界が、常に正確に、２つの連続した一次位相境界の各々の対の間に位置し、即ち、各々の一次位相セグメントは、正確に、１つの二次位相境界を有する。しかしながら、このことは重要でなく、二次位相境界を含まない一次位相セグメントが存在するが、また、２つ又はそれ以上の二次位相境界を有する一次位相セグメントが存在することに留意する必要がある。しかしながら、そのような場合、対称性を考慮して、上昇する正の一次位相セグメントＰＰＳ１における二次位相境界の数が、下降する負の一次位相セグメントＰＰＳ３における二次位相境界の数に等しく、下降する正の一次位相セグメントＰＰＳ２における二次位相境界の数が、上昇する負の一次位相セグメントＰＰＳ４における二次位相境界の数に等しいことは好ましいことである。
【００２５】
二次及び／又は一次である、隣接する位相境界間に規定される位相セグメントは、“二次位相セグメント”ＳＰＳ１、ＳＰＳ２、ＳＰＳ３、ＳＰＳ４、ＳＰＳ５、ＳＰＳ６、ＳＰＳ７、ＳＰＳ８として示される。以下、位相“制御器状態”は、その状態で制御器が瞬間的に動作する一方、特定の制御器の状態は常に、特定の二次位相セグメントに対応していることを示すように用いられる。それ故、好適な実施形態においては、８つの二次位相セグメントに対応する８つの制御器状態が存在する。
【００２６】
例示している実施形態においては、二次位相境界ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４は、φ＝１／８、３／８、５／８、７／８に位置し、それ故、８つの二次位相セグメントＳＰＳ１、ＳＰＳ２、ＳＰＳ３、ＳＰＳ４、ＳＰＳ５、ＳＰＳ６、ＳＰＳ７、ＳＰＳ８が互いに等しい持続時間を有する。しかしながら、このことはまた、重要でない。一般に、各々の一次位相セグメントにおいては、二次位相境界（存在する場合）の場所φＳはφＳ＝φＰ＋Δφで表され、ここで、φＰはこの一次位相セグメントの開始時の一次位相境界の位相であり、Δφは全ての一次位相セグメントについて等しい一定値である。それ故、例示している実施形態においては、この一定値Δφは、位相“位相オフセット”で示されて、１／８に等しい。
【００２７】
図４は、１乃至８で番号付けされた円として示されている８つの制御器を模式的に示している。制御器１２がそれらの８つの制御器状態１乃至８を連続的に進む従来の手段に従った動作は、次に、ループ４１で示されているように、第１制御器状態１に戻る。スイッチング状態ＳＳ１又はＳＳ２は前記円内に示されている。そのような従来技術の動作は、位相境界に近づくときに全てにおいて、制御器は、すぐに後続する位相セグメントに対応する状態への遷移を行う。
【００２８】
本発明に従ってプログラムされる制御器１２は、それとは異なるように動作する。一次位相境界ＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３、ＰＢ４においては、制御器１２は、上記のように、すぐ後続の位相セグメントに対応する状態への遷移を行い、このことは、図４における遷移２→３、４→５、６→７及び８→１に対応する。しかしながら、二次移動境界ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４においては、制御器１２は２つのオプションから選択し、第１のオプションは、スイッチＭ１及びＭ２のスイッチング状態を維持することであり、他のオプションは、スイッチＭ１及びＭ２のスイッチング状態を変えることである。第１オプションは、電流の増加又は減少のそれぞれの寄与に対応し、第２オプションは、電流の時間微分の符号を逆にすること、即ち、増加から減少への又は減少から増加へのそれぞれの遷移に対応する。それ故、第１オプションは、図４における遷移１→２、３→４、５→６、７→８に対応する一方、第２オプションは、図４の遷移１→４、３→２、５→８、７→６に対応する。
【００２９】
制御器１２は、第２オプションを選択する確率ｐが、０より大きい及び１より小さい所定の固定値を有する但し書きを有する場合、どのオプションがランダムに選択されるべきか、判定する（同様なことは、勿論、第１オプションを選択する確率１−ｐに適用できる）。好適な実施形態においては、この確率ｐは、全ての二次位相境界において同じ値を有するが、このことは重要でなく、位相φＳに対応する個々の二次位相境界において、確率ｐは異なる値ｐ（φＳ）を有することが可能であり、それらの確率は時間が経過しても一定である。しかしながら、対称性を考慮すると、ｐ（φＳ）＝ｐ（φＳ＋０．５）が適用される必要がある。更に、好適な実施形態においては、この確率ｐは０．５も等しい。
【００３０】
図５は、制御器１２が、次の状態の進行、即ち、１→４→５→６→７→６→７→８→１→２→３→２→３→４を行う場合の電流及び電力の波形を示す図３に匹敵するものである。
【００３１】
制御器１２がスイッチＭ１及びＭ２のスイッチング状態を変化される第２オプションを選択するとき、このことは、連続的なゼロクロス間の時間間隔を増加又は減少させる電流波形の位相シフトを含むことに留意されたい。上記の実施形態においては、それらの位相シフトは、値＋０．２５又は−０．２５を有する。絶対時間軸に基づいて、このことは、電流が波形ＷＦ（０）、ＷＦ（０．２５）、ＷＦ（０．５）、ＷＦ（０．７５）の何れかに従うことができ、ＷＦ（０）は、電流の元々の波形を示し（図２を参照されたい）、括弧内の値は、元々の波形に対するその波形の位相シフトを示す。時間経過した何れかの任意の瞬間において、それらの波形の全ては同じ確率（即ち、０．２５）を有する。それ故、平均電流の予測値は全ての時間において０である。同様に、平均電力の予測値は全ての時間においてＰＭＡＸ／２である。このことにより、好適な実施形態であるように、特に、ｐ＝０．５と組み合わされたΔφ＝１／８の実施形態が得られる。
【００３２】
遷移１→４及び５→８は、電流の大きさが増加している間、トランジスタＭ１、Ｍ２をスイッチングすること、即ち、最大電流値に達する前に、導電状態のトランジスタをオフに切り換え、このことは、“オン→オフスイッチング”と表され、異なる電流レベルにおける遷移２→３及び６→７におけるスイッチングに匹敵する。他方、遷移３→２及び７→６は、電流の大きさが減少している間、トランジスタＭ１、Ｍ２をスイッチングすること、即ち、電流が他のトランジスタにより導電状態にある間に、非導電状態のトランジスタがオンにスイッチングされ、このことは、“オフ→オンスイッチング”と表され、連続モードスイッチングに匹敵する。スイッチングの両方のモードを用いることは、平均電流、平均電力及び平均周波数が影響されずに維持されるという有利点を有する。しかしながら、連続モードスイッチングは、ＭＯＳトランジスタの場合に、導電性を有する本体ダイオードからの必要な電荷の除去のために、更なる損失に繋がる可能性がある。それが回避される好ましい場合、オン→オフスイッチングのみを適用することが可能であるが、その場合、平均電流の大きさ及び平均電力は、ｐの値に依存して幾らか減少される。
【００３３】
本発明の効果について、オン→オフのスイッチングのみの場合、並びにオン→オフのスイッチング及びオフ→オンのスイッチングの両方について、そしてｐの２つの異なる値について、上記の実施形態、即ち、φＳ＝０．２５を用いて、シミュレーションにより示されている。その結果として得られた電流及び電力の周波数スペクトルについて、図６及び７に示している。図７の電力スペクトルを参照するに、そのスペクトルは基本周波数２／Ｔの周りに広がっていて、基本周波数２／Ｔにおけるスペクトルの大きさの関連減少及び広がりの大きさはｐの値に依存する。これは、ランプ共振の減少した励振をもたらす。
【００３４】
他の実施例について、図８乃至９に示す。この実施例は、１０ｋＨｚの電流周波数において動作する２００ＷのＨＩＤランプに基づいている。オン→オフのスイッチング及びオフ→オンのスイッチングの両方、即ち、φＳ＝０．２５、ｐ＝０．５が適用され、それ故、その結果として得られる（理想的な）波形は、図５に示されている。電流及び電力の周波数スペクトルはシミュレーションにより計算される。状態の長いランダムシーケンスが生成され、電流及び電力の自動補正関数の計算により後続される。それらのスペクトルはフーリエ変換（ウィーナー  ヒンチンの定理）により得られた。比較のために、変調されていない（ｐ＝０に対応する）場合のフーリエ係数が計算され、上記のグラフに含まれていて、それらの離散的な係数が図８における白抜きの三角形として及び図９の白抜きの四角形として示されている。図８及び９は、本発明に従った動作の場合に、明確なスペクトルピークがそれ以上存在しないこと、及び共振についての感度が減少されたことを示している。２０ｋＨｚの基本周波数において、変調していない場合には、８１Ｗの電力寄与を有する。本発明に従って、１００Ｈｚの共振帯域幅を前提とするスイッチングの瞬間のランダム変調の場合には、電力周波数スペクトルは、２０Ｈｚにおいて８．２Ｗの電力を有し、それ故、１０倍の電力改善を有する。電流周波数スペクトルは、何れかの離散的な成分を示さず、瞬間的な電流における変動は、変調されていない場合より十分に小さい。
【００３５】
位相境界は、電流の大きさに関して規定されることが可能であることに留意されたい。例えば、最大電流レベルＩＭＡＸを予め規定し、第２電流レベルＩ２＝ＩＭＡＸ／２を規定することが可能であり、制御器１２は、瞬間的な電流の大きさを絶えずモニタし、この電流の大きさを第２電流レベルＩ２と比較し、瞬間的な電流の大きさが第２電流レベルＩ２を越えるとき、スイッチＭ１、Ｍ２のスイッチング状態を変化させるか否かをランダムに判定することが可能である。しかしながら、本発明は、時間制御により、より便利に実行される。制御器１２は、クロック信号ＳＣＬを発生させるクロック信号発生器１３と、カウンタ１４とを備えている。クロック信号発生器１３は、制御器１２の一体部分であることが可能であり、図１においては外部の装置として示されている。同様なことはカウンタ１４にも適用できる。クロック信号は固定周波数ｆＣＬ及び対応するクロック期間ｔＣＬ＝１／ｆＣＬを有する。電流期間Ｔは、クロック周期の所定数ＮＴとして定義されている。８つの二次位相セグメントＳＰＳ１、ＳＰＳ２、ＳＰＳ３、ＳＰＳ４、ＳＰＳ５、ＳＰＳ６、ＳＰＳ７、ＳＰＳ８の持続時間ＮＳＢＳは、クロック周期の所定数ＮＳＢＳをまた、ＮＳＢＳ＝ＮＴ／８を伴って有し、その所定数は少なくとも１に等しい必要があるが、好適には、少なくとも１０のオーダーである。
【００３６】
制御器１２の動作については、図１０のフロー図に示している。そのフロー図は、時間ｔ＝０においてステップ１０１から開始し、カウンタの値ＮＣは０であり、瞬間電流Ｉ（ｔ）は０であり、そしてドライバ１０は第１スイッチング状態ＳＳ１にある。電流は増加する。
【００３７】
ステップ１０２においては、制御器１２は、新しいクロックイベント（クロックパルス、トリガリングエッジなどであることが可能である）が到達することを検出する。新しいクロックイベントの検出時に、制御器１２は、１だけカウンタのカウンタ値ＮＣを増加させ（ステップ１０３）、その新しい値ＮＣをチェックする。
【００３８】
ステップ１０においては、制御器１２は、カウンタ値ＮＣが、第１二次位相境界ＳＢ１に達した（即ち、φ＝１／８）ことを意味するＮＳＢＳに等しいかどうかを調べる。
【００３９】
それが否定的な場合、制御器１２は、ステップ１２０において、カウンタ値ＮＣが、第２一次位相境界ＰＢ２に達した（即ち、φ＝２／８）ことを意味する２ＮＳＢＳに等しいかどうかを調べる。
【００４０】
それが否定的な場合、制御器１２は、ステップ１３０において、カウンタ値ＮＣが、第２二次位相境界ＳＢ２に達した（即ち、φ＝３／８）ことを意味する３ＮＳＢＳに等しいかどうかを調べる。
【００４１】
それが否定的な場合、制御器１２は、ステップ１４０において、カウンタ値ＮＣが、第３一次位相境界ＰＢ３に達した（即ち、φ＝４／８）ことを意味する４ＮＳＢＳに等しいかどうかを調べる。
【００４２】
それが否定的な場合、制御器１２は、ステップ１５０において、カウンタ値ＮＣが、第３二次位相境界ＳＢ３に達した（即ち、φ＝５／８）ことを意味する５ＮＳＢＳに等しいかどうかを調べる。
【００４３】
それが否定的な場合、制御器１２は、ステップ１６０において、カウンタ値ＮＣが、第４一次位相境界ＰＢ４に達した（即ち、φ＝６／８）ことを意味する６ＮＳＢＳに等しいかどうかを調べる。
【００４４】
それが否定的な場合、制御器１２は、ステップ１７０において、カウンタ値ＮＣが、第４二次位相境界ＳＢ４に達した（即ち、φ＝７／８）ことを意味する７ＮＳＢＳに等しいかどうかを調べる。
【００４５】
それが否定的な場合、制御器１２は、ステップ１８０において、カウンタ値ＮＣが、第１一次位相境界ＳＢ４（次の電流周期の）に達した（即ち、φ＝８／８）ことを意味する８ＮＳＢＳに等しいかどうかを調べる。それが肯定的である場合、カウンタ１４はリセットされ（ステップ１８１）、制御器はステップ１０２に戻る。
【００４６】
上記の位相境界の何れにも達していない場合、制御器は単に、ステップ１０２に戻る。
【００４７】
ステップ１２０において、カウンタ値ＮＣが２ＮＳＢＳに等しいことが判明すると、カウンタは、スイッチ状態を、第１状態ＳＳ１から第２状態ＳＳ２に変更し（ステップ１２１）、ステップ１０２に戻る。
【００４８】
ステップ１４０において、カウンタ値ＮＣが４ＮＳＢＳに等しいことが判明すると、カウンタは単に、ステップ１０２に戻る。このステップ１４０はまた、スキップされることが可能であることに留意する必要がある。ステップ１６０において、カウンタ値ＮＣが６ＮＳＢＳに等しいことが判明すると、制御器は、スイッチ状態を、第２状態ＳＳ２から第１状態ＳＳ１に変更し（ステップ１６１）、ステップ１０２に戻る。
【００４９】
ステップ１１０において、カウンタ値ＮＣがＮＳＢＳに等しいことが判明すると、カウンタ１２は、カウンタが２つのオプションからランダムに選択する、選択ステップ１１１に入いる。確率１−ｐを有する第１オプション１１２においては、カウンタは単に、ステップ１０２に戻る。確率ｐを有する第２オプションにおいては、カウンタは、スイッチ状態を、第１状態ＳＳ１から第２状態ＳＳ２に変更し（ステップ１１３）、カウンタ値を３ＮＳＢＳに変更し（位相ジャンプを反映して；ステップ１１４）、そしてステップ１０２に戻る。
【００５０】
ステップ１３０において、カウンタ値ＮＣが３ＮＳＢＳに等しいことが判明すると、カウンタ１２は、カウンタが２つのオプションからランダムに選択する、選択ステップ１３１に入いる。確率１−ｐを有する第１オプション１３２においては、カウンタは単に、ステップ１０２に戻る。確率ｐを有する第２オプションにおいては、カウンタは、スイッチ状態を、第２状態ＳＳ２から第１状態ＳＳ１に変更し（ステップ１３３）、カウンタ値をＮＳＢＳに変更し（位相ジャンプを反映して；ステップ１３４）、そしてステップ１０２に戻る。
【００５１】
ステップ１５０において、カウンタ値ＮＣが５ＮＳＢＳに等しいことが判明すると、カウンタ１２は、カウンタが２つのオプションからランダムに選択する、選択ステップ１５１に入いる。確率１−ｐを有する第１オプション１５２においては、カウンタは単に、ステップ１０２に戻る。確率ｐを有する第２オプションにおいては、カウンタは、スイッチ状態を、第２状態ＳＳ２から第１状態ＳＳ１に変更し（ステップ１５３）、カウンタ値を７ＮＳＢＳに変更し（位相ジャンプを反映して；ステップ１５４）、そしてステップ１０２に戻る。
【００５２】
ステップ１７０において、カウンタ値ＮＣが７ＮＳＢＳに等しいことが判明すると、カウンタ１２は、カウンタが２つのオプションからランダムに選択する、選択ステップ１７１に入いる。確率１−ｐを有する第１オプション１７２においては、カウンタは単に、ステップ１０２に戻る。確率ｐを有する第２オプションにおいては、カウンタは、スイッチ状態を、第１状態ＳＳ１から第２状態ＳＳ２に変更し（ステップ１１３）、カウンタ値を５ＮＳＢＳに変更し（位相ジャンプを反映して；ステップ１７４）、そしてステップ１０２に戻る。
【００５３】
要約すると、本発明は、上昇ランプ電流（ｄＩ／ｄｔ＞０）及び下降ランプ電流（ｄＩ／ｄｔ＜０）に対応する２つのスイッチ状態を有するハーフブリッジ変換器として好適に実行される気体放電ランプ１１を駆動するドライバ１０を提供する。制御器１２は常に、ランプ電流の所定の位相（φＳ＝２／８；φＳ＝６／８）においてスイッチ状態（ＳＳ１→ＳＳ２；ＳＳ２→ＳＳ１）を変える。
【００５４】
他の所定の位相（φＳ＝１／８；φＳ＝３／８；φＳ＝５／８；φＳ＝７／８）において、制御器は、スイッチ状態（ＳＳ１→ＳＳ２；ＳＳ２→ＳＳ１）を変えるか否かをランダムに判定する。
【００５５】
その結果、ランプ電力の周波数スペクトルはスムージングされ、個々の周波数における電力は減少され、それ故、ランプにおける音響共振を刺激する確率は低減される。
【００５６】
本発明については、例示され、図及び上記の詳細説明において詳細に説明されている一方、そのような例示及び説明は、例示であって、それに限定されるものではない。本発明は、上で開示している実施形態に限定されるものではなく、同時提出の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲において多くの変形及び修正が可能である。
【００５７】
例えば、ハーフブリッジ構成を用いることが好ましいが、上記の有利点はまた、フルブリッジ構成が用いられるときにも、得られる。
【００５８】
更に、第１スイッチ状態ＳＳ１中の｜ｄＩ／ｄｔ｜は第２スイッチ状態ＳＳ２中の｜ｄＩ／ｄｔ｜に等しいことは重要でない。
【００５９】
上で開示している他の変形は、図、詳細説明及び特許請求の範囲を学習することにより、請求している本発明を実行する当業者により理解される及び達成されることが可能である。請求項において、用語“を有する”は、他の要素又はステップを排除するものではなく、単数表現は複数の存在を排除するものではない。単独のプロセッサ又は他の装置は、請求項に記載の複数のアイテムの機能を実行することが可能である。特定の手段が互いに異なる独立請求項に記載されているということのみにより、それらの手段の組み合わせが有利に用いられないことを意味するものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又は他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又は固体媒体等の適切な媒体に記憶／分配されることが可能であるが、インターネット若しくは他の有線又は無線通信システム等を介して、他の方式で配送されることも可能である。
【００６０】
上記では、本発明について、本発明に従った装置の機能ブロックを示すブロック図を参照して説明している。上記の機能ブロックの１つ又はそれ以上がハードウェアにおいて実行されることが可能であり、その機能ブロックの機能は個々のハードウェア構成要素により実行されるが、また、上記の機能ブロックの１つ又はそれ以上がソフトウェアにおいて実行され、それ故、その機能ブロックの機能が、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ディジタル信号プロセッサ等のようなコンピュータプログラム又はプログラム可能装置の１つ又はそれ以上のプログラム線により実行されることが可能である。
【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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【図１０】
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【国際調査報告】
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