(57)【要約】高周波で放電ランプを点灯する電気安定器回路において、単一フィードバック回路及び二重ポンプフィードバック回路を合成的に構成する。これによる、電気安定器回路は、構成が簡単であるという利点と、力率、ＴＨＤ、効率、ランプ電流の波高率及びＥＭＩ抑制に関する好ましい性質とを併せもつようになる。
2004515892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧電源に接続するための電源入力端子と、
この電源入力端子に結合され、前記電圧電源により供給されるＡＣ電源電圧を整流する整流器と、
この整流器の各出力端子に結合されている入力端子を具え、ＤＣ電圧から高周波ランプ電流を発生させるインバータと、
前記整流器の第１出力端子と前記インバータの入力端子との間に接続されている第１単方向素子と、
整流器の前記第１出力端子と第１単方向素子との間の端子と、動作中高周波電圧が存在するインバータ中の端子との間を結合している第１分岐と
を有するランプ点灯回路装置において、
当該ランプ点灯回路装置が、さらに、
第２、第３、第４、及び第５単方向素子の直列回路であって、前記インバータの出力端子を相互接続している当該直列回路を有する第２分岐と、
第１容量性素子を有し、第２単方向素子の陰極を第４単方向素子の陽極と接続している第３分岐と、
第２容量性素子を有し、第５単方向素子の陽極を第３単方向素子の陰極と接続している第４枝路と、
第３及び第４単方向素子間の端子を、高周波電圧が存在する前記インバータの前記端子と接続している第５分岐と
を具えることを特徴とするランプ点灯回路装置。
【請求項２】
請求項１に記載のランプ点灯回路装置において、このランプ点灯回路装置には、第３容量素子を有するとともに第１単方向性素子の陰極を第３及び第４単方向性素子間の前記端子と接続している第６分岐が設けられているランプ点灯回路装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のランプ点灯回路装置において、前記インバータがブリッジ回路を有し、このブリッジ回路には、２つのスイッチング素子の直列回路を有する第７分岐が設けられているランプ点灯回路装置。
【請求項４】
請求項３に記載のランプ点灯回路装置において、高周波電圧が存在する前記インバータの前記端子が、前記２つのスイッチング素子間の前記第７分岐の端子であるランプ点灯回路装置。
【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回路装置において、前記第１分岐が容量手段を有するランプ点灯回路装置。
【請求項６】
気密に封止され且つ可視光を透過する放電容器を具える光源と、
この光源に連結され、口金を具えるハウジングと、
前記光源に電気的に接続され、前記光源を点灯させる安定器手段であって、この安定器手段が、前記ハウジングにより囲まれる空間内に少なくとも一部配置されている当該安定器手段と
を具える小型ランプにおいて、
前記安定器手段が、請求項１〜５のいずれか一項に記載したランプ点灯回路装置を有することを特徴とする小型ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、電圧電源に接続するための電源入力端子と、
この電源入力端子に結合され、前記電圧電源により供給されるＡＣ電源電圧を整流する整流器と、
この整流器の各出力端子に結合されている入力端子を具え、ＤＣ電圧から高周波ランプ電流を発生させるインバータと、
前記整流器の第１出力端子と前記インバータの入力端子との間に接続されている第１単方向素子と、
整流器の前記第１出力端子と第１単方向素子との間の端子と、動作中高周波電圧が存在するインバータ中の端子との間を結合している第１分岐と
を有するランプ点灯回路装置に関するものである。
本発明は、このような回路装置を備える小型ランプにも関するものである。
【０００２】
頭書に記載した回路装置は既知である。この既知の回路装置では、第１単方向素子及び第１分岐により実現した電力フィードバック回路が組み込まれている。既知の回路装置の構成は比較的簡単で従って安価であるが、この電力フィードバック装置により、この既知の回路装置の力率は比較的高くなる。しかし、この既知の回路装置には、効率が比較的低く、ＥＭＩを抑制することが極めて困難であるという欠点がある。
【０００３】
本発明の目的は、比較的安価で簡単に構成でき、しかも力率が良好であると共に効率が比較的高く且つＥＭＩを良好に抑制し得る回路装置を提供することにある。
【０００４】
本発明によれば、頭書に記載した回路装置が、さらに、
第２、第３、第４、及び第５単方向素子の直列回路であって、前記インバータの出力端子を相互接続している当該直列回路を有する第２分岐と、
第１容量性素子を有し、第２単方向素子の陰極を第４単方向素子の陽極と接続している第３分岐と、
第２容量性素子を有し、第５単方向素子の陽極を第３単方向素子の陰極と接続している第４枝路と、
第３及び第４単方向素子間の端子を、高周波電圧が存在する前記インバータの前記端子と接続している第５分岐と
を具えることを特徴とする。
【０００５】
本発明による回路装置は良好な力率を有することを確かめた。さらに、本発明による回路装置の効率が比較的高く、且つＥＭＩを容易に抑制できることを確かめた。
【０００６】
本発明による回路装置には、第３容量素子を有するとともに第１単方向性素子の陰極を第３及び第４単方向性素子間の前記端子と接続している第６枝路を設けると有利である。この第３容量性素子は、第３及び第４単方向性素子間の端子に存在する電圧の振幅を制御するもので、電圧電源により供給される電流の形状を更に改善するような大きさとすることができる。
【０００７】
インバータがブリッジ回路を有し、このブリッジ回路が、２つのスイッチング素子の直列回路を有する第７分岐を具え、高周波電圧が存在するこのインバータの前記端子がこれら２つのスイッチング素子間の第７分岐の端子となるようにした本発明による回路装置によれば、良好な結果が得られた。
【０００８】
第１分岐が容量手段を有する本発明による回路装置の例においても良好な結果が得られた。
【０００９】
本発明による回路装置は比較的簡単な構成を有するため、本発明の回路装置は極めて小さくなるように製造できる。そのため、本発明による回路装置は、
気密に封止され且つ可視光を透過する放電容器を具える光源と、
この光源に連結され、口金を具えるハウジングと、
前記光源に電気的に接続され、前記光源を点灯させる安定器手段であって、この安定器手段が、前記ハウジングにより囲まれる空間内に少なくとも一部配置されている当該安定器手段と
を具える小型ランプの安定器手段に用いるのに極めて適している。
【００１０】
本発明の実施例を図面を用いて更に説明する。
図１において、Ｋ１及びＫ２は電圧電源に接続するための電源入力端子である。電源入力端子Ｋ１は、電圧電源により給電されるＡＣ電源電圧を整流する整流器の第１入力端子に誘導素子Ｌ１により接続されている。電源入力端子Ｋ２は、誘導素子Ｌ２により整流器の第２入力端子に接続されている。整流器のこれら第１入力端子及び第２入力端子は、キャパシタＣ４により接続されている。誘導素子Ｌ１及びＬ２は、キャパシタＣ４と共に入力フィルタを形成している。整流器は、ダイオードＤ１１〜１４により形成されている。この整流器の第１出力端子は、ダイオードＤ１と、キャパシタＣ１と、ダイオードＤ４と、ダイオードＤ３と、キャパシタＣ２との直列回路により第２出力端子に接続されている。キャパシタＣ１とダイオードＤ４及びＤ３とは、ダイオードＤ２により分路されている。ダイオードＤ４及びＤ３とキャパシタＣ２とはダイオードＤ５により分路されている。キャパシタＣ３は、ダイオードＤ１の陰極をダイオードＤ３及びＤ４の共通端子Ｎ５に接続している。キャパシタＣ８は、整流器の第１出力端子とダイオードＤ１の陽極との間の端子Ｎ１をダイオードＤ３及びＤ４の共通端子Ｎ５に接続している。キャパシタＣ８は抵抗Ｒ２により分路されている。ダイオードＤ１の陰極は、端子Ｎ３と、第１スイッチング素子Ｑ１と、抵抗Ｒ１４と、端子Ｎ２と、スイッチング素子Ｑ２と、抵抗Ｒ６と、端子Ｎ４との直列回路により整流器の第２出力端子に接続されている。第１スイッチング素子Ｑ１は、ダイオードＤ９により分路されている。第２スイッチング素子Ｑ２は、ダイオードＤ１０により分路されている。端子Ｎ２は、一次巻線Ｔ１Ａと、誘導素子Ｌ３と、ランプＬＡとの直列回路により端子Ｎ５に接続されている。ランプＬＡは、キャパシタＣ６により分路されている。このキャパシタＣ６は、ＰＴＣ抵抗ＰＴＣ１とキャパシタＣ７との直列回路により分路されている。端子Ｎ２は、キャパシタＣ１０により端子Ｎ５にも接続されている。このキャパシタＣ１０は抵抗Ｒ３により分路されている。スイッチング素子Ｑ１の制御電極は、抵抗Ｒ１２により端子Ｎ２に接続されている。抵抗Ｒ１２は、抵抗Ｒ４と、誘導性素子Ｌ４と、二次巻線Ｔ１Ｂとの直列回路により分路されている。スイッチング素子Ｑ２の制御電極は、抵抗Ｒ１３により端子Ｎ４に接続されている。抵抗Ｒ１３は、抵抗Ｒ５と、誘導素子Ｌ５と、二次巻線Ｔ１Ｃとの直列回路により分路されている。一次巻線Ｔ１Ａと、二次巻線Ｔ１Ｂ及びＴ１Ｃとが相俟って、動作中スイッチング素子Ｑ１及びスイッチング素子Ｑ２を交互に導通及び非導通とする制御信号を発生する制御変圧器Ｔ１を形成している。本例では、ダイオードＤ１〜Ｄ５が、第１〜第５単方向性素子をそれぞれ形成している。ダイオードＤ２〜Ｄ５は、インバータの入力端子を互いに接続している第２分岐を形成している。キャパシタＣ１はダイオードＤ２の陰極をダイオードＤ４の陽極に接続している第３分岐を形成している。キャパシタＣ２は、ダイオードＤ５の陽極をダイオードＤ３の陰極に接続している第４分岐を形成している。キャパシタＣ８及びＣ１０は抵抗Ｒ２及びＲ３と共に、端子Ｎ１及び端子Ｎ２を互いに接続している第１分岐を形成している。端子Ｎ３及びＮ４はインバータの入力端子を形成しており、このインバータは端子Ｎ３及びＮ４と、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２と、ダイオードＤ９及びＤ１０と、制御変圧器Ｔ１と、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４及びＲ６と、誘導素子Ｌ４、Ｌ５及びＬ３と、キャパシタＣ６、Ｃ７及びＣ１０と、ＰＴＣ抵抗ＰＴＣ１とにより形成されている。本実施例においては、一次巻線Ｔ１Ａと、誘導素子Ｌ３と、キャパシタＣ６、Ｃ７及びＣ１０と、抵抗Ｒ３と、ＰＴＣ抵抗ＰＴＣ１と、ランプＬＡとは、端子Ｎ５及び端子Ｎ２を互いに接続する第５分岐を形成している。キャパシタＣ３は、ダイオードＤ１の陰極をダイオードＤ３及びＤ４の共通端子Ｎ５に接続している第６分岐を形成している。スイッチング素子Ｑ１と、抵抗Ｒ１４と、端子Ｎ２と、スイッチング素子Ｑ２と、抵抗Ｒ６との直列回路は、ブリッジ回路を形成しているとともに、２つのスイッチング素子の直列回路を有する第７分岐を形成している。
【００１１】
図１に示す回路装置の動作は以下の通りである。
ＡＣ電源電圧を生じる電圧電源に入力端子を接続すると、ＡＣ電源電圧が整流器により整流され、インバータの入力端子Ｎ３及びＮ４の間にＤＣ電圧が存在するようになる。図１には示していないが、当該技術分野において周知である回路部分によりインバータが発振し始める。インバータが発振すると、制御変圧器はスイッチング素子Ｑ１及びＱ２を周波数ｆで交互に導通及び非導通とする。その結果、周波数ｆのＡＣ電流が、一次巻線Ｔ１Ａと、誘導素子Ｌ３と、キャパシタＣ６及びＣ７と、ＰＴＣ抵抗ＰＴＣ１とにより形成されている分岐を通って流れる。インバータが発振し始めた直後では、ＰＴＣ抵抗ＰＴＣ１の温度は低く、従ってＰＴＣ抵抗ＰＴＣ１のインピーダンスも低い。このため、ＡＣ電流がランプの電極ＥＬ１及びＥＬ２を通って流れ、これら電極を予熱する。ＰＴＣ抵抗ＰＴＣ１を通って流れるこの電流がＰＴＣ抵抗ＰＴＣ１を暖めることにより、ＰＴＣ抵抗ＰＴＣ１のインピーダンスを高める。このようにインピーダンスが高くなることにより、ＰＴＣ抵抗ＰＴＣ１とキャパシタＣ６及びＣ７とにより形成される容量の実効値が変化し、その結果、インバータが発振する周波数ｆの値も変化する。この周波数の変化がランプを点弧させ、この時からインバータはほぼ一定の周波数ｆｓｔａｔで振動し続ける。ランプの点灯中は、周波数ｆの高周波電圧が端子Ｎ５に存在している。この高周波電圧によりダイオードＤ２〜Ｄ５と、キャパシタＣ１、Ｃ２及びＣ３とが二重ポンプフィードバック回路として機能し、またダイオードＤ１及びキャパシタＣ８が単一フィードバック回路として機能する。ＡＣ電源電圧の周期中のほぼいかなる時にも高周波電流パルスが電圧電源から確実に引き出されるようにすることにより、これら二重ポンプフィードバック回路及び単一フィードバック回路の双方が、回路装置の力率を著しく改善する。この回路装置は、力率、ＴＨＤ、ランプ電流の波高率、効率及びＥＭＩ抑制に関する好ましい性質を簡単な構成で組合わせたものであることを確認した。図１に示す構成を有する実際的な回路の場合、力率が０．９９で、ＴＨＤが１３％であり、この場合ランプ電流の波高率は１．７であることを確かめた。さらに、実際上の回路の効率が極めて高く、誘導素子Ｌ１及びＬ２とキャパシタＣ４とにより形成されたフィルタを比較的小さい寸法とでき、同時にＥＭＩを許容できる値に抑え得ることを確認した。
【００１２】
図２において、光源８に放電容器が設けられている。この放電容器は気密に封止されており、可視光を透過し、２つの電極（図示せず）を具える。この光源には希ガス、又は希ガス混合物が水銀と一緒に入れられている。光源８にはハウジング６が連結されており、このハウジングには、口金３、本実施例ではハウジング６の破線Ａより下の部分が設けられている。ハウジングは、例えば合成樹脂から形成することができる。回路装置Ｂは、光源を点灯させる回路装置である。この回路装置Ｂの構成は図１に示すとおりである。回路装置Ｂは光源８中の電極と電気的に接続している。この接続を破線９で示す。回路装置Ｂは、筐体６により囲まれた空所７内に配置されている。符号Ｅは、回路装置Ｂと、口金に配置した接点１及び２との間の導電体である。ランプ点灯中は電源電圧が接点１及び２間に存在する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ランプＬＡが接続されている本発明による回路装置の一実施例を示す線図的回路図である。
【図２】図１に示す回路装置を具えた小型ランプの断面図である。
【国際公開パンフレット】
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2004515892.tif 000011
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【国際調査報告】
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