(57)【要約】スイッチ及び該スイッチを制御するための制御回路を具備し、高周波の交流ランプ電流を生成する直流−交流変換器を用いてランプは動作される。前記制御回路により生成される制御信号の各半周期において、スイッチング素子は、連続する時間間隔の間導通状態にされる。前記ランプは、前記制御信号の各半周期における第２の時間間隔を調整することにより不安定さなしに調光され得る。
2004501498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数ｆの交流電流をランプに供給する回路装置であり、当該回路装置が、
・　当該回路装置を直流電圧を供給する供給電圧源に接続するための入力端子と、
・　第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子の直列配列を含む第１分岐と、
・　前記スイッチング素子の各々の制御電極に結合される、該スイッチング素子を導通状態及び非導通状態にするための制御回路と、
・　前記ランプを収容するための端子及び誘導性素子の直列配列を具備し、前記スイッチング素子のうちの１つを分路する負荷分岐とを有する直流−交流変換器を具備する回路装置において、
前記制御回路が、前記ランプの動作中、
・　前記制御信号の各第１半周期において、連続的に、第１時間間隔の間前記第１スイッチング素子を導通状態にし、第２時間間隔の間前記第２スイッチング素子を導通状態にし、これらスイッチング素子は各々、前記制御信号の前記第１半周期の残りの部分の間は導通していないようにし、
・　前記制御信号の各第２半周期において、連続的に、第３時間間隔の間前記第２スイッチング素子を導通状態にし、第４時間間隔の間前記第１スイッチング素子を導通状態にし、これらスイッチング素子は各々、前記制御信号の前記第２半周期の残りの部分の間は導通していないようにする、周波数ｆの制御信号を生成し、
前記制御回路が、前記制御信号の各半周期中の２つの前記時間間隔のうちの少なくとも１つの、前記スイッチング素子のうちの１つが導通している長さを設定するための調光回路を更に具備することを特徴とする回路装置。
【請求項２】
前記調光回路が、前記第２時間間隔及び前記第４時間間隔の長さを設定するための手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の回路装置。
【請求項３】
前記第２時間間隔の長さが前記第４時間間隔の長さに等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の回路装置。
【請求項４】
前記第１時間間隔の長さが前記第３時間間隔の長さに等しいことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の回路装置。
【請求項５】
前記第２時間間隔及び前記第４時間間隔が、それぞれ、０乃至Ｔ／２−Δｔ１の範囲及び０乃至Ｔ／２−Δｔ３の範囲で調整可能であり、ここで、Ｔは、前記制御信号の１周期の長さであり、Δｔ１及びΔｔ３は、それぞれ、前記第１時間間隔の長さ及び前記第３時間間隔の長さであることを特徴とする請求項２に記載の回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数ｆの交流電流をランプに供給する回路装置であり、当該回路装置が、
・  当該回路装置を直流電圧を供給する供給電圧源に接続するための入力端子と、
・  第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子の直列配列を含む第１分岐と、
・  前記スイッチング素子の各々の制御電極に結合される、該スイッチング素子を導通状態及び非導通状態にするための制御回路と、
・  前記ランプを収容するための端子及び誘導性素子の直列配列を具備し、前記スイッチング素子のうちの１つを分路する負荷分岐とを有する直流−交流変換器を具備する回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
斯様な回路装置は欧州特許ＥＰ０３２３６７６に開示されている。斯様な回路装置においては、ランプによって消費される電力が、例えば、制御信号の周波数ｆを調整することにより調整され得る。ランプによって消費される電力を調整するこの方式の不利な点は、制御信号の周波数とランプによって消費される電力との間の関係が該ランプによって消費される電力の範囲全体にわたって一義的ではないことにある。とりわけ、ランプによる電力消費が比較的低い場合に、このことはランプの動作における不安定さの原因となり得る。ランプによって消費される電力を調整する別の可能性は、制御信号の周波数が一定のままで、制御信号の各周期においてスイッチング素子が導通している期間を調整することにある。これは対称的に行われ得る。このことは、スイッチング素子の各々が制御信号の各周期において等しい期間の間導通していることを意味する。しかしながら、これは非対称的にも行われ得る。このことは、制御信号の各周期において、第１スイッチング素子が導通している時間間隔が、第２スイッチング素子が導通している時間間隔と等しくないことを意味する。更に、制御信号の１周期において如何なる瞬間にもスイッチング素子のうちの１つが導通している状況と、どちらのスイッチング素子も導通していない時間間隔がある状況との区別をつけることもできる。実際には、スイッチング素子を非対称的に駆動することは、ランプによって消費される電力のある予測不能な値に対して、ランプにおける不安定さの原因となることが分った。スイッチング素子が対称的に駆動される場合、制御信号の１周期における各スイッチング素子が導通している長さの減少は、制御信号の各周期中に両スイッチング素子が導通していない時間間隔があることを意味する。このスイッチング素子を駆動する方式も、ランプによって消費される電力の値は予測可能であるが、ランプにおける不安定さの原因となることが分った。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ランプにおいて不安定さを生じさせることなく、ランプによって消費される電力を比較的大きな範囲で調整することが可能な回路装置を提供することにある。
【０００４】
これを達成するため、冒頭の段落に記載の回路装置が、本発明によれば、前記制御回路が、前記ランプの動作中、
・  前記制御信号の各第１半周期において、連続的に、第１時間間隔の間前記第１スイッチング素子を導通状態にし、第２時間間隔の間前記第２スイッチング素子を導通状態にし、これらスイッチング素子は各々、前記制御信号の前記第１半周期の残りの部分の間は導通していないようにし、
・  前記制御信号の各第２半周期において、連続的に、第３時間間隔の間前記第２スイッチング素子を導通状態にし、第４時間間隔の間前記第１スイッチング素子を導通状態にし、これらスイッチング素子は各々、前記制御信号の前記第２半周期の残りの部分の間は導通していないようにする、周波数ｆの制御信号を生成し、
前記制御回路が、前記制御信号の各半周期中の２つの前記時間間隔のうちの少なくとも１つの、前記スイッチング素子のうちの１つが導通している長さを設定するための調光回路を更に具備することを特徴とする。例えば、前記調光回路が、前記第１時間間隔及び前記第３時間間隔の長さを設定するための手段を具備することが可能である。本発明による回路装置の好ましい実施例においては、前記調光回路が、前記第２時間間隔及び前記第４時間間隔の長さを設定するための手段を具備する。この好ましい実施例によれば、ランプの電力を不安定さなしに非常に大きな範囲で調整可能であることが分かった。
【０００５】
本発明による回路装置の動作中、制御信号が、各スイッチング素子を導通状態及び非導通状態にする。結果として、周波数ｆの交流電流が負荷分岐内を流れる。例えば、前記第２時間間隔及び前記第４時間間隔の長さを前記調光回路により設定することができ、これらの長さが、前記第１時間間隔の長さと前記第２時間間隔の長さとの差が最大になり、前記第３時間間隔の長さと前記第４時間間隔の長さとの差も最大になるように設定される場合、ランプによって消費される電力は最大になる。これらの差がより小さくなるように前記第２時間間隔及び前記第４時間間隔の長さを設定した場合、ランプによって消費される電力もより小さくなる。このようにして、例えば前記第２時間間隔及び前記第４時間間隔の長さを設定することにより、比較的大きな範囲でランプによる電力消費、従ってランプの光束を調整することが可能である。この範囲内で、不安定さがランプにおいて何等生じないことが分かった。
【０００６】
満足のいく結果が、前記第２時間間隔の長さが前記第４時間間隔の長さに等しい本発明による回路装置の実施例により得られた。
【０００７】
満足のいく結果が、前記第１時間間隔の長さが前記第３時間間隔の長さに等しい本発明による回路装置の実施例によっても得られた。
【０００８】
本発明による回路装置は、前記第２時間間隔及び前記第４時間間隔が、それぞれ、０乃至Ｔ／２−Δｔ１の範囲及び０乃至Ｔ／２−Δｔ３の範囲で調整可能であり、ここで、Ｔは、前記制御信号の１周期の長さであり、Δｔ１及びΔｔ３は、それぞれ、前記第１時間間隔の長さ及び前記第３時間間隔の長さであるように実施することができる。この場合、第２時間間隔及び第４時間間隔の長さが増すにつれて、ランプによって消費される電力は増加する。
【０００９】
本発明のこれら及び他の特徴を以下に記載の実施例を参照して説明し、明らかにする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１において、Ｋ１及びＫ２は、低周波交流電圧を供給する供給電圧源に接続される端子である。端子Ｋ１及びＫ２は、ダイオード・ブリッジにより形成される整流手段ＧＭの各々の入力部に接続される。整流手段ＧＭの各々の出力部は、直流電圧を供給する供給電圧源に接続される入力端子Ｋ５及びＫ６に接続される。入力端子Ｋ５及びＫ６は、バッファコンデンサであるコンデンサＣ１により互いに接続される。直流電圧を供給する供給電圧源は、この例においては、交流電圧を供給する供給電圧源、端子Ｋ１及びＫ２、整流手段ＧＭ、並びにコンデンサＣ１によって形成される。コンデンサＣ１は、第１スイッチング素子Ｓ１及び第２スイッチング素子Ｓ２の直列配列によって分路される。この例においては、この直列配列は第１分岐を形成する。Ｓｃは、スイッチング素子を導通状態及び非導通状態にするための周波数ｆの制御信号を生成する制御回路である。制御回路Ｓｃの各々の出力部は、スイッチング素子の各々の制御電極に接続される。スイッチング素子Ｓ２は、コイルＬ１、端子Ｋ３、コンデンサＣ３、端子Ｋ４及びコンデンサＣ２の直列配列により形成される負荷分岐によって分路される。端子Ｋ３及びＫ４はランプを収容する端子を形成する。ランプＬＡはこれらの端子に接続される。この例においては、コイルＬ１は誘導性素子を形成する。
【００１１】
図１に示されている例の動作は以下の通りである。
【００１２】
端子Ｋ１及びＫ２が低周波交流電圧を供給する供給電圧源の電極に接続されると、この低周波交流電圧が、整流手段ＧＭにより整流され、直流電圧が、コンデンサＣ１の両端に、従って入力端子Ｋ５と入力端子Ｋ６との間に印加される。制御回路Ｓｃは、スイッチング素子の各々を交互に導通状態及び非導通状態にするための周波数ｆの制御信号を生成する。
【００１３】
図２は、２つのスイッチング素子Ｓ１及びＳ２への制御信号を示している。制御信号の１周期の長さはＴである。この図は、各第１半周期の始まりにおいて、第１スイッチング素子Ｓ１が一定の第１時間間隔Δｔ１の間導通状態にされることを示している。制御信号の第１半周期の後期において、第２スイッチング素子Ｓ２が、第２時間間隔Δｔ２の間導通状態にされる。時間間隔Δｔ２の長さは、０とＴ／２−Δｔ１との間の範囲で調整可能である。制御信号の各第２半周期の始まりにおいて、第２スイッチング素子Ｓ２は、一定の第３時間間隔Δｔ３の間導通状態にされる。Δｔ３は、Δｔ１に等しくなるように選ばれている。制御信号の第２半周期の後期において、第１スイッチング素子Ｓ１は、第４時間間隔Δｔ４の間導通状態にされる。時間間隔Δｔ４の長さは、０とＴ／２−ｔ３との間の範囲で調整可能である。しばしば、上記調整可能な範囲全体における第２時間間隔の長さは第１時間間隔の長さを越え、上記調整可能な範囲全体における第４時間間隔の長さは第３時間間隔の長さを越える。ランプを流れる電流の第１半周期の間のランプの平均電力消費は、第１時間間隔と第２時間間隔との長さの差により決定される。第２時間間隔の長さと第１時間間隔の長さとの差が最小になる場合に、ランプを流れる電流の第１半周期の間のランプの平均電力消費は最小になる。同様に、ランプを流れる電流の第２半周期の間のランプの平均電力消費は、第３時間間隔と第４時間間隔との長さの差により決定される。第４時間間隔の長さと第３時間間隔の長さとの差が最小になる場合に、ランプを流れる電流の第２半周期の間のランプの平均電力消費は最小になる。
【００１４】
図３（Ａ）は、図１に示される回路装置内のコイルＬ１を流れる電流の１周期を示している。この図は、この電流が各周期において６回符号を変えることを示している。図３（Ｂ）は、両スイッチの接続点における電圧の１周期を示している。この電圧も、各周期中６回符号を変える。図３（Ｃ）は、ランプＬＡにかかる電圧の１周期を示している。
【００１５】
図１に示される回路装置の具体的な実施例が、３５ワットの定格出力を持つＴＬタイプの低圧水銀蒸気放電ランプに給電するために使用された。制御信号の周波数ｆ、従ってランプ電流の周波数ｆは、５４ｋＨｚであった。第１時間間隔及び第３時間間隔は、制御信号の１周期の１０％に等しく選ばれた。第２時間間隔及び第４時間間隔の長さを制御信号の１周期の長さの２５％から１７％に低減させることにより、３５ワットから１ワットへのランプによって消費される電力の低減を実現できることが確かめられた。ランプによって消費される電力のこの低減の間に、不安定さがランプにおいて何等生じなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回路装置の例を概略的に示す。
【図２Ａ】図１に示される回路装置の一部を形成する制御回路により生成される制御信号の形状を示す。
【図２Ｂ】図１に示される回路装置の一部を形成する制御回路により生成される制御信号の形状を示す。
【図３Ａ】図２に示される制御信号に相当する形状の制御信号によりスイッチング素子が駆動される場合の、ランプ動作中の図１に示される回路装置における電流及び二つの電圧の形状を示す。
【図３Ｂ】図２に示される制御信号に相当する形状の制御信号によりスイッチング素子が駆動される場合の、ランプ動作中の図１に示される回路装置における電流及び二つの電圧の形状を示す。
【図３Ｃ】図２に示される制御信号に相当する形状の制御信号によりスイッチング素子が駆動される場合の、ランプ動作中の図１に示される回路装置における電流及び二つの電圧の形状を示す。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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