(57)【要約】本発明は、高周波交流電源により給電される負荷が非対称であるかどうかを検出する回路を提供する。入力電圧及び直流阻止電圧を差動増幅器に供給し、その電圧のいかなる差も信号化する。負荷電圧と直流阻止電圧とを、これらのもとの完全値に比例させてそれぞれ例えばその１０％及び２０％まで減少させる。
2004529481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）直流電源電圧から交流ランプ電流を発生させるインバータと、
（ｂ）ランプ接続端子及び直流阻止キャパシタの直列回路を有する負荷回路と、
（ｃ）非対称の電気負荷を検出する検出回路と
を具えるランプ点灯用安定器回路であって、前記検出回路が、
（ｄ）直流電源電圧をサンプリングする手段と、
（ｅ）前記直流阻止キャパシタの両端間に存在する直流阻止電圧をサンプリングする手段と、
（ｆ）直流電源電圧のサンプリング電圧と直流阻止電圧のサンプリング電圧との間の差に応じて対称信号を発生する手段と
を有するランプ点灯用安定器回路。
【請求項２】
請求項１に記載のランプ点灯用安定器回路において、対称信号を発生する前記手段が演算増幅器を有し、この演算増幅器に直流電源電圧及び直流阻止電圧が供給されるようになっているランプ点灯用安定器回路。
【請求項３】
請求項１に記載のランプ点灯用安定器回路において、直流電源電圧のサンプリング電圧を直流電源電圧よりも減少した電圧とし、直流阻止電圧のサンプリング電圧を直流阻止電圧よりも減少した電圧とするようにしたランプ点灯用安定器回路。
【請求項４】
請求項３に記載のランプ点灯用安定器回路において、直流電源電圧よりも減少した前記電圧と、直流阻止電圧よりも減少した前記電圧とを、それぞれ全直流電源電圧のほぼ１０％及び直流阻止電圧のほぼ２０％とするようにしたランプ点灯用安定器回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のランプ点灯用安定器回路において、直流電源電圧から減少電圧を取出すように分圧抵抗が接続されているランプ点灯用安定器回路。
【請求項６】
請求項５に記載のランプ点灯用安定器回路において、直流阻止電圧から減少電圧を取出すように分圧抵抗が接続されているランプ点灯用安定器回路。
【請求項７】
請求項５に記載のランプ点灯用安定器回路において、対称信号を発生する前記手段が計器に結合されているランプ点灯用安定器回路。
【請求項８】
（ａ）直流電源電圧をサンプリングする工程と、
（ｂ）直流阻止電圧をサンプリングする工程と、
（ｃ）直流電源電圧及び直流阻止電圧のサンプリング電圧が互いに等しいかどうかを決定する工程と
を有する非対称電気負荷の検出方法。
【請求項９】
請求項８に記載の非対称電気負荷の検出方法において、直流電源電圧及び直流阻止電圧のサンプリング電圧が互いに等しいかどうかを決定する前記工程が、直流電源電圧及び直流阻止電圧のサンプリング電圧を演算増幅器の両入力端子に供給するとともにこの演算増幅器の出力を評価する工程を有している非対称電気負荷の検出方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の非対称電気負荷の検出方法において、直流電源電圧をサンプリングする前記工程が、減少電圧を抽出する工程を有し、抽出阻止電圧をサンプリングする前記工程が、減少電圧を抽出する工程を有する非対称電気負荷の検出方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の非対称電気負荷の検出方法において、直流電源電圧のサンプリング電圧及び直流阻止電圧のサンプリング電圧を、それぞれ全直流電源電圧のほぼ１０％及び直流阻止電圧のほぼ２０％とする非対称電気負荷の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電源回路の分野に関するものであり、特に負荷特性を非対称にしうる交流電源回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気的な負荷の対称性は、供給される駆動電力が正である場合と、負である場合とで負荷のインピーダンスがほぼ等しくなるものとして規定される。対称性は、代表的にこの対称性によりシステムの動作を最適に保つ為に望ましいことである。
【０００３】
ある場合、例えば、放電ランプの場合には、基本構造は対称的に設計されているが、この放電ランプが非対称に動作するおそれがある。例えば、水平に配置した際に対称的なインピーダンスで動作するランプが垂直に配置された際に対称的に動作しなくなるおそれがある。ランプの両端間の電圧降下は正のサイクル部分と負のサイクル部分とで異なる。対称性の欠乏を最初に検出する手段が得られれば、上述した状態の評価及び可能な補正を達成しうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、負荷における対称性又はその欠乏を決定する手段を有するように変更した交流電源駆動回路を提供することにある。
【０００５】
この目的及びその他の目的は以下の本発明の説明から明らかとなるであろう。
【０００６】
高周波交流電源で給電した際に非対称の負荷特性を検出する回路及び方法を提供する。演算増幅器により、直流阻止キャパシタの両端間の電圧を入力電圧の減少電圧と比較し、いかなる差も信号化する。直流阻止電圧及び入力電圧の減少電圧の各々をそれぞれもとの完全値に比例させて更に、例えば、１０％に減少させ、比較すべき電圧を減少させる。
【０００７】
以下、図面につき詳細に説明するも、各図間で同様な素子には同じ符号を付してある。
図１は、負荷に対する高周波駆動交流電源の既知の代表的な回路１０を示す。この回路１０は、第１キャパシタ１４と並列に且つ一対の直列接続されたＭＯＳＦＥＴスイッチ１８及び２０と並列に接続された直流電源１２を有する。スイッチ１８及び２０は、高周波で、例えば５０ＫHzで交互に動作させられる。ラインはスイッチ１８とスイッチ２０との相互接続点のタップから第２キャパシタ２４に接続され、このキャパシタがインダクタ２６に給電する。インダクタ２６の出力端は、第３キャパシタ２８と負荷３２との並列回路に接続されている。第１キャパシタ１４、スイッチ２０、第３キャパシタ２８、負荷３２の各々の出力端は大地３４に接続されている。
【０００８】
スイッチ１８とスイッチ２０とは５０％のデューテイサイクルで交互に駆動され、直流電源１２からの直流電圧を方形波の交流電圧に変換し、この交流電圧がキャパシタ２４及び２８と、インダクタ２６と、負荷３２とより成るフィルタに給電される。第２キャパシタ２４は、直流成分がフィルタに供給されるのを回避し、交流成分のみが負荷に与えられるようにする直流阻止キャパシタである。この直流阻止キャパシタ２４はデューテイサイクルに生じるおそれのある不平衡をも補正する。インダクタ２６とキャパシタ２８とが相俟って高周波成分を排除するとともに方形波の交流を好ましい正弦波形状に有効に変換する。
【０００９】
図１に関して上述した回路は、負荷が電気的に対称である場合に満足に動作する。しかし、前述したように負荷３２が非対称である場合には、システムの動作が悪くなるおそれがある。
【００１０】
図２を参照するに、本発明により変更した回路３６には、非対称な負荷状態が存在するかどうかを決定する機能が追加されている。実際には、回路３６が、入力電圧及び直流阻止キャパシタ電圧に比例する電圧をサンプリングする手段と、これらの電圧が等しいことを決定する手段とを有する。回路３６は図１の基本回路１０を利用しており、これに素子を加えて、不平衡の負荷を決定しうるようにしてある。直流阻止キャパシタ２４は、その電圧を容易に検出しうるように接地基準位置に移動させた。スイッチ１８及び２０と並列に直列接続抵抗４０及び４２の第１の分圧器対が接続されており、抵抗４０及び４２間の中央タップは直列接続抵抗５０及び５２の第２の分圧器対に給電するものであり、この第２の分圧器対も大地３４に接続されている。抵抗４０及び４２は、好適例ではほぼ同じ抵抗値にするが、これらの抵抗値が分っている限り、或る状態の下で抵抗値が互いに異なるものを用いることができるものである。抵抗５０及び５２は、検出電圧を演算増幅器６４に対し適したレベルまで減少させるのに用いられる。抵抗５０及び５２により分圧された電圧が第１給電抵抗５８に与えられ、この第１給電抵抗の出力端が、出力抵抗６２を通る大地に対する入力電圧のサンプルを与えるものとして演算増幅器６４の正入力端子に接続されている。第１給電抵抗に印加される電圧は、入力電圧の１０％程度とするのが好ましい。抵抗４４及び４６の第３の分圧器対が第２キャパシタ２４と並列に接続されており、これらの抵抗間には中央タップがある。抵抗４４及び４６により分圧された電圧が第２給電抵抗５６に与えられ、この第２給電抵抗の出力端が、負荷電圧のサンプルを与えるものとして演算増幅器６４の負入力端子に接続されている。第２給電抵抗５６に与えられる電圧は直流阻止キャパシタ電圧の２０％程度とするのが好ましい。スイッチ１８及び２０を５０％のデューテイサイクルで駆動し、負荷が対称的である場合には、直流阻止キャパシタ２４の両端間の電圧は、正確に入力電圧の半分になる。負荷が非対称である場合には、直流阻止キャパシタの電圧は入力電圧の半分と相違する。従って、その差を検出して負荷が対称であるか、非対称であるかを決定することができる。
【００１１】
上述したように、回路３６は、入力電圧及び直流阻止キャパシタ２４の両端間の電圧を減少させた電圧で一対の並列信号を演算増幅器６４の入力端に供給し、これらの電圧差を検出する。演算増幅器６４の出力電圧は検出装置、例えば、計器又は信号発生器（図示せず）に供給する。
【００１２】
図３を参照するに、本発明による第２の好適例を示す。図３に示す回路の前段部分は図２に示す回路の前段部分に類似している。すなわち、当業者にとって明らかなように、直流電圧源１２と、第１キャパシタ１４と、交互にスイッチングするスイッチ１８及び２０と、分圧抵抗４０及び４２と、分圧抵抗５０及び５２と、第１給電抵抗５８と、接地抵抗６２とが上述したのと同様に位置している。図３の回路構成では、インダクタ２６が、キャパシタ２８及び負荷３２の並列対と直列に接続されている。又、第１分圧キャパシタ７２が、スイッチ１８のドレイン電極から、一対の直列接続された分圧抵抗７６及び７８の一方の側に接続されている。第２分圧キャパシタ７４は、直列接続された分圧抵抗７６及び７８と並列に接続されている。分圧抵抗７６及び７８間のタップは、演算増幅器６４の負端子に給電する第２給電抵抗５６に接続されている。第１給電抵抗５８の出力端は演算増幅器６４の正端子に且つ接地抵抗６２に接続され、この接地抵抗６２は大地にも接続されている。演算増幅器６４からの出力信号は、抵抗６０を経て演算増幅器６４の負端子及び第２給電抵抗５６の出力端子に帰還される。
【００１３】
従って、図３に示す上述した回路は、一対の整合したキャパシタ７２及び７４により直流阻止電圧機能を実行する。演算増幅器により入力電圧の減少電圧と直流阻止電圧とをアナログ比較することにより、負荷の対称性を表わすことができる。演算増幅器６４の出力端には計器又はその他の検出装置（図示せず）が接続される。図２の回路においても、図３の回路においても、同様な比較により負荷の非対称が検出される。
【００１４】
本発明の特定な実施例につき説明したが、本発明はその範囲及び精神を逸脱することなく、種々に変更しうること勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】負荷に対する従来の高周波駆動交流電源を示す回路図である。
【図２】負荷に対する本発明の好適実施例による高周波駆動交流電源を示す回路図である。
【図３】負荷に対する本発明の他の実施例による高周波駆動交流電源を示す回路図である。
【国際公開パンフレット】
2004529481.tif 000003
2004529481.tif 000004
2004529481.tif 000005
2004529481.tif 000006
2004529481.tif 000007
2004529481.tif 000008
2004529481.tif 000009
2004529481.tif 000010
2004529481.tif 000011
【国際調査報告】
2004529481.tif 000012
2004529481.tif 000013