(57)【要約】本発明は、高動作周波数駆動電圧により無電極ガス放電ランプを点弧及び点灯させる点弧点灯回路であって、２つのスイッチング素子を有し、その各々がエミッタ電極と制御電極とを有するようにしたハーフブリッジインバータを具える点弧点灯回路に関するものである。前記２つのスイッチング素子は、変圧器を介して発振器に結合された共振制御回路により交互に導通状態にスイッチングされる。この共振制御回路は、前記発振器の一部を構成するキャパシタ手段と、この発振器により駆動される駆動回路段とを具え、この駆動回路段はＥ級型である。直流電源電圧は電流制限回路を介して駆動回路段に供給される。本発明によれば、高動作周波数駆動電圧の振幅がある選択した周波数範囲内でほぼ一定となるように、点弧点灯回路を構成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高動作周波数駆動電圧により放電ランプを点弧及び点灯させる点弧点灯回路であって、この点弧点灯回路は、２つのスイッチング素子を有するハーフブリッジインバータを具え、これらスイッチング素子の各々は、エミッタ電極と制御電極とを有し、これらスイッチング素子は、変圧器を介して外部駆動発振器に結合されている共振制御回路により導通状態に交互にスイッチングされるようになっており、この共振制御回路は、前記発振器の一部を構成するキャパシタ手段を有し、前記発振器により駆動される駆動回路により、前記共振制御回路から前記発振器への結合を成し、この駆動回路はＥ級型とし、この駆動回路には電流制限回路を介して直流電源電圧が供給されるようになっており、前記点弧点灯回路は、高動作周波数駆動電圧の振幅がある選択した周波数範囲内でほぼ一定となるように構成されている当該点弧点灯回路。
【請求項２】
請求項１に記載の点弧点灯回路において、動作周波数は１ＭHzよりも高くする点弧点灯回路。
【請求項３】
請求項２に記載の点弧点灯回路において、この点弧点灯回路は無電極ガス放電ランプを点弧及び点灯させるのに適しており、動作周波数は約（２．６５±０．１５）ＭHzであり、選択した周波数範囲は約０．３０ＭHzである点弧点灯回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高動作周波数駆動電圧により放電ランプを点弧及び点灯させる点弧点灯回路であって、この点弧点灯回路は、２つのスイッチング素子を有するハーフブリッジインバータを具え、これらスイッチング素子の各々は、エミッタ電極と制御電極とを有し、これらスイッチング素子は、変圧器を介して外部駆動発振器に結合されている共振制御回路により導通状態に交互にスイッチングされるようになっており、この共振制御回路は、前記発振器の一部を構成するキャパシタ手段を有している当該点弧点灯回路に関するものである。
【０００２】
このような回路は、国際公開パンフレットＷＯ００／２１３４１に開示されており、既知である。この既知の回路は、無電極ガス放電ランプを点弧及び点灯させるのに用いられている。この既知の回路では、ハーフブリッジインバータ（直流‐交流変換器）と共振制御回路とが相俟って、電力を負荷に与える電力段を構成している。この従来の点弧点灯回路では、従来の無電極ガス放電ランプにおいて負荷に電力を与える電力段に印加する直流電圧の振幅は、電力段が共振型変圧器を有するという事実の為に周波数に依存する。無電極放電ランプの場合一般に２．５〜２．８ＭHzの高動作周波数の為に、技術的な観点から変圧器を点弧点灯回路から省略することができない。振幅が変化すると、電力段におけるゼロ電圧スイッチングによる損失を生ぜしめ、振幅があまりにも高いと、駆動回路における損失を高くし、振幅があまりにも低いと、電力段における導通損失を高くする。この点が技術的な問題となるものである。
【０００３】
本発明の目的は、上述した技術的な問題を解決するように、前述した種類の点弧点灯回路を設計することにある。本発明の他の目的は、変換器の動作周波数が負荷回路の共振周波数に正確に等しなるようにすることにある。この場合、当然ながら、共振周波数は素子の製造誤差や温度の影響によりかなり変化するおそれがある。点弧点灯回路では、電圧制御発振器（ＶＣＯ）が、ハーフブリッジ電圧と回路電圧との間の位相差を正確に９０°の値に維持する周波数ループの一部を構成している。従って、ＶＣＯはこれに適合したものにする必要がある。その理由は、ゲート駆動回路が特定の周波数範囲においてほぼ一定の振幅を有する電圧を生じる必要がある為である。
【０００４】
更に、特に放電ランプの点弧段階において、常規の使用段階で用いる周波数とは異なる周波数を用いるのが好ましい。
【０００５】
上述したことを考慮するに、本発明による点弧点灯回路においては、前記発振器により駆動される駆動回路により、前記共振制御回路から前記発振器への結合を成し、この駆動回路はＥ級型とし、この駆動回路には電流制限回路を介して直流電源電圧が供給されるようになっており、前記点弧点灯回路は、高動作周波数駆動電圧の振幅がある選択した周波数範囲内でほぼ一定となるように構成されているようにする。本発明の点弧点灯回路は、メタルハライドランプのような高輝度放電ランプを点弧及び点灯させる回路にも適しているという追加の利点が得られる。
【０００６】
本発明による回路の実際例では、動作周波数を１ＭHzよりも高くする。
【０００７】
特に無電極ガス放電ランプを点弧及び点灯させるには、本発明の回路は、動作周波数が約（２．６５±０．１５）ＭHzであり、選択した周波数範囲が約０．３０ＭHzである特徴を呈するようにする。
【０００８】
以下、図面につき本発明の実施例を説明する。図面には、無電極ガス放電ランプを点弧及び点灯させる点弧点灯回路の実施例を示す図１のみが存在する。以下の説明では、この図１を参照するものである。
【０００９】
図１による点弧点灯回路は、電力段１と、Ｅ級駆動回路２と、電流リミッタ３と、外部駆動発振器を構成する電圧制御発振器（ＶＣＯ）４とを具えている。
【００１０】
電力段１は、２つの３ＮＡ５０型のＦＥＴトランジスタＴ1 、Ｔ2 と、４．７ｎＦの２つのキャパシタＣｒと、一次巻線５及び２つの二次巻線８、９を有し、これらの巻線比を１：１：１とした変圧器とを具えている。端子１０における電源電圧Ｖddの値は約４００Ｖである。
【００１１】
変圧器Ｔｒの一次巻線５の下側端子１２はＥ級駆動回路２に接続され、このＥ級駆動回路は、ＢＳＢ１２２型のＦＥＴトランジスタＴ３と、１．５μＨのインダクタＬｅと、４７０ｐＦのキャパシタＣｅとを有している。このＥ級駆動回路２はＨＥＦ４０４６型のＶＣＯ４により供給される制御電圧により制御される。このＶＣＯ４により得られる出力電圧の周波数は約２．５〜２．８ＭHzである。
【００１２】
変圧器Ｔｒの一次巻線５の上側端子６は電流リミッタ３に接続されており、この電流リミッタ３は、ＢＤ１３６型のトランジスタＱ１と、値が１５Ωの抵抗Ｒ１と、値が５ｋΩの抵抗Ｒ２と、ツェナー電圧が２ＶのツェナーダイオードＺと、１μＦの電解キャパシタＣ１とを有する。電源電圧Ｖccの値は１５Ｖある。電力段１のＦＥＴトランジスタＴ1 、Ｔ2 のゲートに発生される駆動電圧振幅はＥ級駆動回路２により引かれるＤＣ電流にほぼ比例する。電流リミッタ３を変圧器Ｔｒの一次巻線５の上側端子６とＶcc端子７との間に挿入することにより、駆動電圧振幅は中心周波数が２．６５ＭHzである３００ｋHzの幅の周波数範囲内でほぼ一定となり、一方、電流リミッタが存在しないと、駆動電圧振幅は同じ周波数範囲内で２倍まで変化するおそれがある。
【００１３】
電力が供給されるべき負荷は負荷端子１１に接続される。
【００１４】
電流リミッタが存在することによる他の重要な利点は、駆動回路２自体における電力損失の減少である。
【００１５】
従来の点弧点灯回路に本発明の技術により電流リミッタを加えることにより、ほんの僅かな費用を追加するだけで重要な利点をもたらす。
【００１６】
図１に示す電流リミッタ３は一実施例にすぎないことを銘記すべきである。他の回路構成、例えば、集積回路に基づく電流源を用いることができる。
【００１７】
ＦＥＴトランジスタＴ1 、Ｔ2 の各々はそれぞれのキャパシタＣｒに有効に並列に接続された寄生キャパシタンスを有する。これらのキャパシタンスの値は、電力段１の電力定格に応じて例えば数百ｐＦ〜数ｎＦ程度にあり、無視できない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による点弧点灯回路の実施例を示す回路図である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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