(57)【要約】点灯中のランプの個数に関係なく、ランプフィラメント電流のモニタリングに基づいて、複数の（並列な）放電灯の固定装置のランプ出力電圧を調整する方法及び装置を提供する。方法及び装置の変形例は、点灯中のランプの個数に関係なく放電灯に一定かつ均一の電流を発生する。
2004514250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の放電灯を駆動する方法であって、
−　これら複数の放電灯に高周波交流電圧を供給し、
−　前記放電灯を流れる総フィラメント電流のレベルを検出し、
−　前記総フィラメント電流のレベルによって決定される基準電圧を取得し、
−　前記基準電圧と前記放電灯に関連した電気パラメータとの比較の関数として、周波数制御パラメータを取得し、
−　前記高周波交流電圧の周波数を前記周波数制御パラメータに基づいて取得して、点灯中の前記放電灯の個数に関係なく所定のレベルのランプ出力電圧を維持することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記電気パラメータを前記ランプ出力電圧としたことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記複数の放電灯を並列接続し、前記高周波交流電圧を、共振回路を通じて前記放電灯に結合した高周波ＤＣ／ＡＣインバータによって発生することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
−　前記複数の放電灯に放電灯を追加して、前記高周波交流電圧が供給される前記放電灯の個数を増加した瞬時に、前記高周波交流電圧を、追加した前記放電灯の点弧電圧より上の電圧レベルまで増大することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記放電灯の点灯電圧を、前記放電灯の点弧電圧より低くし、前記高周波交流電圧の周波数を、前記放電灯の点灯電圧に等しい電圧を前記放電灯に供給するように調整することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
−　点灯中の前記放電灯の個数に関係なく各放電灯を流れる電流のレベルをほぼ一定に維持するように、前記放電灯の電圧のレベルを調整することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
複数の放電灯を駆動する装置であって、
−　その装置の電源を接続するための第１及び第２入力端子と、
−　複数の放電灯を接続する接続端子を有する出力回路に接続するための第１及び第２出力端子と、
−　前記第１及び第２入力端子に結合された少なくとも第１スイッチングトランジスタを有し、高周波交流出力電圧を発生する手段と、
−　前記高周波出力電流を発生する手段を前記第１及び第２出力端子に結合するＬＣ共振回路と、
−　接続された１個以上の放電灯を流れる総ランプフィラメント電流のレベルを検出するとともに、それに対応する制御信号を取得する手段と、
−　前記制御信号によって少なくとも部分的に制御され、それによって決定された基準信号を取得する手段と、
−　前記高周波交流出力電圧及び前記基準電圧によって制御され、前記出力回路に接続した点灯中の放電灯の個数に基づいて周波数制御信号を取得する手段と、
−　前記周波数制御信号によって制御され、前記第１スイッチングトランジスタの切替周波数を制御して、前記出力端子の出力電圧を、前記出力回路に接続した点灯中の放電灯の個数に関係なく前記放電灯の安定した点灯電圧に維持する手段とを具えることを特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項８】
前記出力回路が、前記複数の放電灯に接続するように適合され、前記高周波交流電圧を発生する手段が、前記入力端子に結合されるとともに前記ＬＣ共振回路を通じて前記出力端子に結合されるＤＣ／ＡＣインバータを具えることを特徴とする請求項７記載の放電灯駆動装置。
【請求項９】
前記基準電圧を取得する手段が、追加した放電灯を前記出力回路に接続した瞬時の前記制御信号の増大に応答して前記基準電圧の電圧レベルを瞬時に増大するように適合し、
−　前記周波数制御信号を取得する手段が、前記周波数制御信号を調整するよう前記基準電圧の電圧レベルの瞬時的な増大に応答し、前記第１スイッチングトランジスタの切替周波数を、前記追加の放電灯の少なくとも点弧電圧レベルの電圧が前記出力端子に発生するレベルまで前記高周波交流電圧を発生する手段の出力電圧を増大する値に瞬時的に変えることを特徴とする請求項７記載の放電灯駆動装置。
【請求項１０】
前記複数の放電灯の全てが、同一の点弧電圧及び同一の点灯電圧を有することを特徴とする請求項７記載の放電灯駆動装置。
【請求項１１】
前記基準電圧を取得する手段が、
−　前記制御信号を受信するための第１入力部を有するマイクロコントローラと、
−　前記制御信号を受信するとともに、前記制御信号の一方の極性のエッジのみに応答するエッジ検出器と、
−　前記制御信号の一方の極性のエッジに対してのみ前記基準電圧の出力レベルを瞬時に変更する前記マイクロプロセッサの第２入力部に前記エッジ検出器の出力部を結合する手段とを具えることを特徴とする請求項７記載の放電灯駆動装置。
【請求項１２】
前記基準電圧を取得する手段が、
−　前記制御信号を受信するための第１入力部を有するマイクロコントローラと、
−　前記制御信号を受信するとともに、前記制御信号の一方の極性のエッジのみに応答するエッジ検出器と、
−　前記制御信号の一方の極性のエッジに対してのみ前記基準電圧の出力レベルを瞬時に変更する前記マイクロプロセッサの第２入力部に前記エッジ検出器の出力部を結合する手段とを具えることを特徴とする請求項９記載の放電灯駆動装置。
【請求項１３】
前記周波数制御信号を取得する手段及び前記切替周波数を制御する手段が共に、前記マイクロコントローラの出力部からの入力としての基準電圧、前記出力端子の出力電圧によって決定される電圧、前記総ランプ電流によって少なくとも一部が決定される信号電圧、前記共振回路の入力部の電圧及び前記スイッチングトランジスタの制御電極に結合した少なくとも一つの出力を受信する制御ＩＣを具えることを特徴とする請求項１１記載の放電灯駆動装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２入力端子を、力率を補正するブーストコンバータの出力端子に結合され、そのブーストコンバータが、
−　前記第１入力端子に直列に結合したインダクタ及びダイオードと、
−　前記インダクタと前記ダイオードの間の接合点に結合したパワートランジスタスイッチと、
−　前記ブーストコンバータの出力端子の両端間に結合した蓄積キャパシタと、
−　前記蓄積キャパシタの両端間の電圧及び前記パワートランジスタスイッチを流れる電流によって制御され、切替を制御するように前記パワートランジスタスイッチの制御電極に結合した出力部を有する制御回路とを具えることを特徴とする請求項７記載の放電灯駆動装置。
【請求項１５】
前記高周波交流出力電圧を発生する手段が、前記第１及び第２入力端子の両端間の第１スイッチングトランジスタ及び前記ＬＣ共振回路の入力部に結合した回路点を有する直列回路に接続した第２スイッチングトランジスタを具え、
−　前記ＬＣ共振回路が、前記出力回路に接続される放電灯に並列になるように前記第１及び第２出力端子の両端間に結合したキャパシタを有し、
−　前記制御信号を取得する手段が、ランプフィラメント電流を受信するよう結合した入力部及び前記制御信号を前記基準電圧を取得する手段に供給する出力部を有するオプトカプラを具えることを特徴とする請求項７記載の放電灯駆動装置。
【請求項１６】
前記基準電圧を取得する手段が、放電灯を前記出力回路から取り外した瞬時の前記制御信号の減少に応答して前記基準電圧の電圧レベルを瞬時に減少するように適合させ、
−　前記周波数制御信号を取得する手段が、前記周波数制御信号を調整するよう前記基準電圧の電圧レベルの瞬時の減少に応答して、前記第１スイッチングトランジスタの切替周波数を、前記高周波交流電圧を発生する手段の出力電圧を減少する値に瞬時に変えることを特徴とする請求項９記載の放電灯駆動装置。
【請求項１７】
前記基準電圧に応答して、前記周波数制御信号を取得する手段が、前記出力回路の点灯中の放電灯の個数に依存する周波数の値に前記周波数制御信号を調整し、前記切替周波数を制御する手段が、前記第１トランジスタの切替周波数を制御して、前記出力電圧を、前記点灯中の放電灯の個数によって決定される互いに相違する安定した点灯電圧に調整し、前記出力回路に接続した点灯中の放電灯の個数に関係なく各ランプに対するランプ電流をほぼ一定に維持することを特徴とする請求項９記載の放電灯駆動装置。
【請求項１８】
複数の放電灯を駆動する装置であって、
−　スイッチングトランジスタを有するＤＣ／ＡＣコンバータ回路と、
−　前記ＤＣ／ＡＣコンバータ回路の出力部に結合され、前記複数の放電灯を並列接続するための接続端子を有する出力回路と、
−　総ランプ電流を検出するとともにその総ランプ電流に比例する制御信号を取得する手段と、
−　前記制御信号によって制御され、その制御信号によって決定される基準電圧を取得する手段と、
−　前記ＤＣ／ＡＣコンバータ回路出力電圧及び前記基準電圧によって制御され、前記出力回路に接続された点灯中の放電灯の個数によって決定された周波数制御信号を取得する手段と、
−　前記周波数制御信号によって制御され、前記スイッチングトランジスタの切替周波数を制御して、前記出力回路に接続された点灯中の放電灯の個数に関係なく前記ＤＣ／ＡＣコンバータ回路の出力電圧を前記放電灯の安定した点灯電圧に維持する手段とを具えることを特徴とする放電灯駆動装置。
【請求項１９】
前記周波数制御信号を、前記出力回路に接続した点灯中の放電灯の個数によって決定される互いに相違する周波数の各々に任意の瞬時で自動的に調整し、安定した点灯中に定格のランプ点灯電圧で前記放電灯を点灯するように前記ＤＣ／ＡＣコンバータ回路の出力部に一定の点灯電圧を維持することを特徴とする請求項１８記載の放電灯駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術の分野
本発明は、複数のガス放電灯の点弧及び点灯を行うための電子安定装置に関し、更に詳しくは、並列接続されたランプのバンクに１個以上の放電灯が存在しない又は点灯していないにもかかわらず放電灯に供給される出力電圧を調整する、複数の放電灯用の向上した高周波電子安定器に関する。さらに、本発明は、調整されたランプ出力電圧を有する複数の放電灯、すなわち、互いに独立した点灯（ＩＬＯ）を行う複数のランプを点弧し及び点灯する方法に関する。
【０００２】
背景技術
複数のガス放電灯を点灯するための高周波電子安定器の一形態は、Ｃｈａｎｇ等の名で１９９９年１２月２０日に出願された係属米国出願番号０９／４６７，５９６号に記載されており、添付した図１に示す。この電子安定回路は、基本的には２個の構成ブロックからなる。そのフロントエンドは、力率を補正するとともに全体的な入力線電圧の調整を行うブーストコンバータである。主要な構成要素は、パワートランジスタスイッチＱ１、インダクタＬ１、ダイオードＤ５及び直流蓄積キャパシタＣ１であり、直流蓄積キャパシタＣ１は、ＥＭＩフィルタと、（例えば６０Ｈｚの）交流電源とブーストコンバータとの間に介在するダイオードブリッジ整流器に沿って配置されている。トランジスタスイッチＱ１は、キャパシタＣ１の両端間の電圧並びにトランジスタスイッチＱ１及び直列接続した検知抵抗６を流れる電流の関数として制御回路７によって周期的にオンオフされる。
【０００３】
バックエンドは、共振タンク回路Ｌ２−Ｃ３を通じて１群の並列接続された放電灯を設けた典型的な電圧供給ハーフブリッジインバータである。主要な構成要素は、パワースイッチＱ２及びＱ３並びに共振構成要素であり、共振構成要素は、キャパシタＣ３及びインダクタＬ２を有し、場合によっては出力変圧器（変成器）Ｔ１の磁化インダクタンスを有する。通常、ランプ電流を安定にするとともにランプの寿命の末期におけるランプのあり得るちらつきに対する保護を行うために変圧器Ｔ１の２次回路にキャパシタＣｌｐを設ける。パワースイッチＱ２及びＱ３の動作は、トランジスタスイッチＱ３を流れる電流及びキャパシタＣ３の電圧の関数として高電圧制御ＩＣ１１によって制御される。
【０００４】
図１に示すような回路において複数のランプの独立した点灯（ＩＬＯ）を行うために、複数の並列接続された放電灯の両端間に印加される出力電圧（Ｖｏ）は、通常、取り付けられたガス放電灯の点弧電圧を超えるｒｍｓ値で一定に保持される。複数の放電灯のうちの１個以上が複数個のランプの固定装置に存在しない場合、ランプ点弧電圧のレベルは、ランプ点灯電圧より高くなり、電気的な影響が及ぼされる。
【０００５】
例えば、製造者による型番号Ｆ３２ＴＳ／ＴＬ７３５のような複数の蛍光ＴＬランプを支持する固定装置の場合、信頼性のある点弧電圧は約５５０Ｖ（ｒｍｓ）である。独立したランプの点灯（ＩＬＯ）を行うために、出力（ランプ）電圧は、通常、全ての放電灯が点灯していないときでも、ランプの安定状態の点灯モードにおいて約５５０Ｖに調整され、すなわち、４個のランプ用の固定装置において、１，２又は３個のランプが点灯されていない又はランプの固定装置から取り外されたとしても、出力電圧は、５５０Ｖ（ｒｍｓ）の点弧電圧に調整されたままである。この場合、ランプコネクタ端子の両端間の開回路電圧は、新たに取り付けられた１個以上のランプの点弧に要求される点弧電圧５５０Ｖ（ｒｍｓ）となる。これによって、特にランプの固定装置の放電灯を取り外し又はランプの固定装置に新たなランプを取り付ける間、既に説明したような電気的な悪影響が及ぼされる。
【０００６】
この問題は、欧州においてイライラを募らせており、ＩＥＣ９２８安全要求、例えば、電気的な影響に対する保護に関連するセクション１２は、「出力端子を２５０Ｖ定格の素子に接続すべき安定器に対して、任意の出力端子間及び任意の出力端子と中性点すなわちアースとの間の電圧は、通常状態と異常状態の両方の下で、スイッチングオンすなわち始動プロセスの開始後の５秒以内に７００Ｖ（ピーク）未満の値に減少する．．．」と説明している。この７００Ｖのピーク値は、正弦波形に対して４９５Ｖ（ｒｍｓ）に変わる。したがって、安定状態の出力電圧は、開回路安全電圧を超える。安定状態の点灯中に５５０Ｖ（ｒｍｓ）のランプ出力電圧で動作する安定器は、明らかに、欧州のＩＥＣ９２８の電気的な影響に対する安全要求に違反している。
【０００７】
東芝による放電灯発光装置及び照明システムの日本語の要約５−２８３１８３にも注目する。この要約は、１個のランプが２個の並列なランプのバンクから取り外されたか否かを電圧検出回路及びランプフィラメント検出回路を使用することによって検出する複数のランプの装置を記載している。しかしながら、これは、フィラメント回路の検出に基づくランプ取付け／取外し検出の複数の既知の形態の一つである。これら従来の回路のほとんどは、電子的な安定器をターンオフするとともに安定器を待機モードにすることによってランプを取り外す際に回路の保護を行う。特開平５−２８３，１８３号公報は、ＡＮＤ論理ゲート回路３０を使用しているためにこの範疇の安定器に当てはまる。この回路は、複数のランプの装置の点灯していないランプの個数を決定するのに利用できない。
【０００８】
発明の開示
本発明の目的は、実際の点灯中のランプ（ＩＬＯ）の個数に関係なく調整されたランプ出力電圧で複数の放電灯を点灯するための高周波電子安定器を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、このタイプの装置に望ましい電気的な影響に対する安全要求を満足する独立したランプの点灯を同時に行う複数の放電灯の点灯を行うための高周波電子安定器を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、点灯中のランプの個数が変化しうる場合にもランプ電流を例えば一定に調整して、ランプの寿命を延長するとともに部分的な負荷状態に対する安定器の効率を向上する上記タイプの電子的な安定器を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、上記目的及び効果を達成するにもかかわらず簡単かつ廉価な構成の電子的な安定器を提供することである。
本発明の他の目的は、上記発明の目的を達成する複数のガス高圧放電灯の向上した点灯方法を提供することである。
【００１２】
上記目的及び他の目的及び効果は、ランプの総数のうちの１個以上が点灯していない又はその接続端子から取り外された場合でも、出力ランプ電圧を調整する高周波電子安定器によって複数の並列な放電灯を独立して点灯することにより、本発明によって達成される。
【００１３】
ランプ出力電圧の調整は、回路を流れる総ランプフィラメント電流のレベルをモニタし及び検出することによって行われ、そのレベルは、点灯中の放電灯の実際の個数を表す。検出した総ランプフィラメント電流のレベルによって決定される基準電圧を発生する。フィードバックループによって、ランプ出力電圧と、発生した基準電圧とが比較され、ランプ出力電圧の周波数が自動的に調整されて、任意の瞬時における点灯中の放電灯の個数に関係なく、固定された（一定の）出力電圧レベルを維持する。
【００１４】
複数のランプ形態をとる固定装置に放電灯を取り付けると、検知された総フィラメント電流に上昇すなわち飛越しが発生する。短くて高い基準電圧が発生し、フィードバックループは、取り付けられた放電灯の点弧を促進するのに十分な電圧レベルの高いランプ出力電圧を瞬時に発生するように応答する。このように高い出力電圧は、ランプの点弧を確実に行う短期間中、例えば、１００ｍｓのような５秒未満の期間中発生する。ランプ点弧後、装置は、出力ランプ電圧を自動的に再調整して、並列接続した複数の放電灯の安定状態の点灯に適切な固定された（一定の）電圧レベルに戻す。
【００１５】
放電灯をランプ固定装置から取り外す場合、電子安定器は、以前と同一レベルの（変化のない）発生した基準電圧を維持し、ランプ出力電圧は、一定の電圧レベルに維持される。この形態の変形例において、発生した基準電圧を低電圧レベルまで瞬時に減少し、その結果、ランプ取外し中の回路による出力電圧の調整が迅速になる。
【００１６】
任意の瞬時における複数ランプの固定装置の実際に点灯しているランプの個数に関係なく放電灯の電流を一定に維持することも望ましい。したがって、本発明の他の好適例において、基準電圧発生形態を設けて、ランプ固定装置の１個以上のランプが点灯されない又は取り外されるとともに直ぐに取り付けられなくなった後の残りのランプのオーバードライブを防止する。本発明のこの例において、安定状態のランプ出力電圧は、複数のランプの固定装置の点灯中の放電灯の実際の個数に応じて変動する。点灯中の実際のランプの個数に応じて、電子安定回路の動作周波数が自動的に調整され、その結果、安定状態のランプ出力電圧は、点灯中のランプの実際の個数に関係なく点灯中のランプの各々の電流が最適な点灯値に固定されるような値となる。したがって、点灯中のランプの個数に応じて、互いに相違する回路の動作周波数が調整され、その結果、調整された回路の動作周波数に従って各ランプ電流が同一となるように、安定状態のランプ電圧が調整される。したがって、点灯中の放電灯の組合せの各々に対して個別の動作周波数が存在する。
したがって、本発明の他の目的は、複数のランプの装置の点灯中のランプの個数に関係なくほぼ一定のランプ電流を発生する高周波電子安定回路を提供することである。
【００１７】
発明を実施するための最良の形態
互いに相違する図の対応する素子には同一の参照符号を付す。
図１は、複数の放電灯Ｒｌｐを点灯するための一般的な従来の高周波電子安定回路を示す。５０又は６０Ｈｚの交流電源は、磁気的に結合したインダクタＬＯ及びキャパシタＣＯの対からなるＥＭＩフィルタの入力部に接続される。ＥＭＩフィルタの出力部は、４−ダイオード全波ブリッジ整流器２の入力端子の対に接続される。ブリッジ整流回路の第１直流出力端子１３は、変圧器（変成器）３の一部であるブーストインダクタＬ１の一方の端子に接続される。第２ブリッジ整流器出力端子は、共通線路４に接続される。インダクタＬ１の他方の端子は、ダイオードＤ５とパワートランジスタスイッチＱ１との間の共通接合点５に接続される。
【００１８】
電流検知抵抗６は、パワートランジスタスイッチＱ２と直列に共通線路４に接続される。トランジスタスイッチＱ１と検知抵抗６との接合点１２は、第１制御入力として、制御回路７、例えば、モトローラ社によって製造された製品番号ＭＣ３４２６２の集積回路に接続される。この制御入力は、１９９３年に発行されたモトローラ社による技術データの刊行物に記載されている。制御回路７は、トランジスタスイッチＱ１のオン／オフの切替を制御する出力線８を有する。
【００１９】
ダイオードＤ５は、パワートランジスタＱ１及び検知回路６からなる直列回路の両端間にある蓄積キャパシタＣ１に直列接続されている。蓄積キャパシタＣ１の両端間にある他の電流検知抵抗９に直列接続したパワートランジスタスイッチＱ２及びＱ３を有する半波ブリッジインバータを、出力段に設ける。電流検知抵抗９を、ＭＯＳＦＥＴ　Ｑ３及びキャパシタＣ３が共通線路４に接続する回路点間で共通線路４に接続してもよい。遮断キャパシタＣ２及び共振インダクタＬ２は、トランジスタスイッチＱ２及びＱ３間の接合点１０と出力分離変圧器Ｔ１の一次巻線の端子との間で直列接続される。変圧器の一次巻線の他方の端子は、共通線路４に接続される。共振キャパシタＣ３は、出力変圧器の一次巻線に並列接続される。
【００２０】
制御入力線は、共振インダクタＬ２、共振キャパシタＣ３及び一次巻線の上側端子の間の接合点に結合されるとともに、スイッチングトランジスタＱ２及びＱ３の各制御電極に結合した２本の出力制御線を有する第２の制御回路１１の第１制御入力端子に結合される。第２制御線は、検知抵抗９の両端間の電圧を、高電圧回路、例えば集積回路ＵＢＡ２０１０の第２制御入力に結合する。第３制御線は、接合点１０を制御回路１１の第３入力に接続する。制御回路１１として使用するのに適切な高電圧制御ＩＣは、フィリップス社によるＵＢＡ２０１０仕様書に記載されている。
【００２１】
出力変圧器Ｔ１の二次巻線は、各々が直列接続した４個の安定キャパシタＣｌｐを通じて並列接続した４個の放電灯Ｒｌｐのバンクに接続される。
【００２２】
トランジスタスイッチＱ１は、出力線８を通じて制御回路７から制御電極に供給される制御信号によって周期的にターンオン及びオフされる。制御回路７は、ブーストインダクタＬ１の二次巻線によって供給される信号、蓄積キャパシタＣ１の電圧及びトランジスタスイッチＱ１を流れる電流によって決定される信号の制御の下で切替動作を行う。フロントエンドフーストコンバータに対する入力は、５０又は６０Ｈｚの全波整流正弦入力ライン電圧となる。パワースイッチＱ１がオフになると、ダイオードＤ５は、ターンオンし、ブーストインダクタＬ１に蓄積された電磁気的なエネルギーに基づいて、蓄積キャパシタＣ１に対する電流を流す。キャパシタＣ１に格納された電圧は、パワースイッチＱ２及びＱ３を有するハーフブリッジインバータに供給される電圧に対する動作電圧を提供する。インダクタＬ２及びキャパシタＣ３は、ハーフブリッジインバータの切替周波数で共振回路を形成する。この高周波電子安定回路の動作は、周知であり、したがって更に詳細に説明しない。
【００２３】
本発明の好適な実施の形態を図２に示す。例えば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの低周波交流電源１は、磁気的に結合したインダクタＬＯ及びキャパシタＣＯの対からなるＥＭＩフィルタの入力部に接続される。ＥＭＩフィルタの出力部は、４ダイオード全波ブリッジ整流器２の入力端子の対に接続される。
【００２４】
ブリッジ整流器の第１直流出力端子１３は、変圧器３の一部であるブーストインダクタＬ１の一方の端子に接続される。第２ブリッジ整流器出力端子は、共通線路４に接続される。インダクタＬ１の他方の端子は、ダイオードＤ５とパワートランジスタスイッチＱ１との間の共通接合点に接続されている。
【００２５】
電流検知抵抗６は、共通線路４に対してパワートランジスタスイッチＱ１に直列接続されている。トランジスタスイッチＱ１及び検知抵抗６の接合点１２は、第１制御入力として、制御回路７、例えばモトローラ社によって製造された製品番号ＭＣ３４２６２の集積回路に接続される。この制御回路は、図１に示すものと同一である。制御回路は、トランジスタスイッチのオン／オフの切替を制御するトランジスタスイッチＱ１のゲート電極に接続した出力線８を有する。
【００２６】
ダイオードＤ５は、パワートランジスタスイッチＱ１及び検知抵抗６の直列回路の両端間にある蓄積コンデンサＣ１に直列接続する。蓄積コンデンサＣ１の両端間にある他の電流検知抵抗９に直列接続したパワートランジスタＱ２及びＱ３を有するハーブブリッジインバータを有する出力段を設ける。遮断コンデンサＣ２及び共振インダクタＬ２は、トランジスタスイッチＱ２，Ｑ３間の接合点１０と共振インダクタＬ２及び共振キャパシタの一方の端子の接合点１４との間に直列接続されている。共振キャパシタＣ３の他方の端子は、共通線路４に接続されている。インダクタＬ２及びキャパシタＣ３は共振回路を形成する。電流検知抵抗９は、共通線路４に接続され、トランジスタＱ２及びＱ３の零電圧スイッチングに対する制御電圧を提供する。
【００２７】
ノード１４は、各々が直列接続した４個のコンデンサＣｌｐを通じて４個の並列接続した放電灯Ｒｌｐのバンクに接続されている。放電灯の下側フィラメントは全て、電流検知抵抗９を通じて共通線路４に接続され、発光ダイオード１１及びそれに光学的に結合した光検知トランジスタ（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１５からなる全ランプ電流センサＳの一方の端子、更に詳しくはＬＥＤ１１の一方の端子に接続されている。ＬＥＤ１１の他方の端子はバイアス電圧供給回路に接続され、この回路は、キャパシタ１６と、ダイオード１７と、２個の巻線を結合する破線で示したように共振インダクタＬ２に磁気的に結合した巻線１８とを有する。巻線１８及びダイオード１７は、共通線路４とＬＥＤ１１の他方の端子との間の直列回路に接続される。キャパシタ１６は、この直列回路１７，１８の両端間に接続される。バイアス電圧供給回路１６−１８は、発光ダイオード１１の他方の端子に、ほぼ一定のバイアス電圧を供給する。
【００２８】
ＬＥＤ１１に光学的に結合した光検知トランジスタ１５は、接地された一方の端子と、基準抵抗Ｒｆ及び基準電圧発生器１９の一方の入力線の接合点に接続した他方の端子とを有する。光検知トランジスタは制御回路１９に電圧ＶＲｆを供給し、それは、全ランプフィラメント電流したがって任意の瞬時におけるランプの個数の関数である。基準電圧発生器１９の第２入力は、基準電圧発生器１９の出力部で基準電圧Ｖｒｅｆの制限を決定する電圧Ｖｉｎを受信する端子２０に接続される。
【００２９】
基準電圧発生器１９の出力端子２１は、基準電圧Ｖｒｅｆを、オペアンプ及びＲＣ帰還回路を具える補償／制御回路２２の第１入力部に供給する。基準電圧Ｖｒｅｆのレベルは、与えられた任意の瞬時にランプ固定装置に存在する点灯中の放電灯の個数によって決定される。同時に、共振インダクタＬ２と共振キャパシタＣ３との間の回路ノードに出現するランプ出力電圧は、ダイオード２３、第１抵抗２４、第２抵抗２４及び第３抵抗２５からなる分圧器を通じて、補償／制御回路２２の第２入力部に供給される。ダイオード２３、抵抗２４及び抵抗２５は、回路出力ノード１４と補償器／コントローラ２２の第２入力部との間で直列接続される。抵抗２５の一端は、抵抗２４，２６間の分圧器の接合点に接続され、その他端は接地される。したがって、回路点１４の電圧は、基準電圧発生器１９の出力部から回路２２の第１入力に供給される基準電圧の電圧レベルまでスケールダウンされる。回路２２における処理の後、この回路の出力部の制御電圧は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）２７の入力部に供給される。
【００３０】
ＶＣＯ２７の周波数制御（調整）された出力電圧は、位相検出／制御論理回路２８の入力端子に供給される。回路２８の第２入力は、電流検知抵抗９に接続される。回路２８の出力部は、トランジスタ駆動回路３０、例えば、インターナショナルレクティファイア（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）社によって製造された型番号ＩＲ２１１１の回路の入力部に接続される。駆動回路３０は、位相が互いに１８０°相違する駆動電圧を電界効果トランジスタＱ２及びＱ３のゲート電極にそれぞれ供給して、これらトランジスタを交互に導通状態及び遮断状態にする。電界効果トランジスタＱ２及びＱ３間の回路ノード１０は、駆動回路３０に接続される。
【００３１】
図３は、既知のマイクロプロセッサ、例えば、フィリップス社の型番号８７ＬＰＣ７６７の使用に基づく制御回路１９の好適な実施の形態を示す。添付された付記Ａは、図３のマイクロコントローラ３１のピン接続を示すとともにその概略を機能的に説明している。図５は、マイクロコントローラの制御アルゴリズムのフローチャートを示す。光検知トランジスタ１５（図２参照）から受信されるとともに点灯中の放電灯の個数に比例する電圧ＶＲｆは、ＩＣ３１のピン１７に供給され、ＩＣ３１は、Ａ／Ｄ変換によってこの電圧を対応するデジタル値に内的に変換する。
【００３２】
同時に、信号電圧ＶＲｆは、エッジ検出回路３３の入力部に供給される。図４（ａ）の波形を参照して説明する本発明の一実施の形態において、電圧ＶＲｆの正の立上り縁が検出され及び応答される。ＩＣ３１の端子１のデジタル出力電圧ＶＲｆは、端子２１から回路２２（図２）に出力される前にＤ／Ａコンバータ３２でデジタル−アナログ変換される。
【００３３】
型番号Ｆ３２Ｔ８／ＴＬ７３５の蛍光ＴＬランプを用いる４−ランプ固定装置の場合、信頼性のある点弧電圧は約５５０Ｖ（ｒｍｓ）となる。出力電圧を安全値に制限するとともに上記ＩＥＣ９２８に従うようにするために、４９５Ｖ（ｒｍｓ）のＩＥＣ安全要求より下である４５０Ｖの安定状態点灯ランプ電圧の値を選択する。図２の回路は、４ランプ固定装置の全てのあり得るランプの組合せすなわち０，１，２，３又は４個の点灯中のランプに対して安定状態の出力電圧を４５０Ｖに調整する。
【００３４】
図４に示すように、ランプが回路に追加される度に、ホトトランジスタ１１，１５（図２）から供給される電圧ＶＲｆは、新たな電圧レベルまで上昇する。その結果、エッジ検出器３３は、この電圧の正の立上り縁に応答し、信号をマイクロコントローラ３１の端子９に送信する。マイクロプロセッサは、図５に示す制御アルゴリズムに従う。
【００３５】
更に詳しくは、ＶＲｆが公称電圧値に設定される初期手順及びシステム停止信号が検知されないと仮定したときの１秒の待機期間の後、電圧ＶＲｆが検知され、回路出力電圧が閉ループで調整される。図２の回路に１個の点灯中のランプが存在するとともに第２のランプが追加されると仮定すると、ＶＲｆ＜０．１Ｖに対するテストでＮｏの表示が行われる。その理由は、このテストでは回路中の零ランプに対してのみＹｅｓの表示が行われるからである。
【００３６】
同様に、回路中の１個のランプに対応するＶＲｆ＜１Ｖの次のテストでも、Ｎｏの表示が行われる。ＶＲｆ＜２Ｖの次のテストでＹｅｓの表示が行われ、その結果、図２の回路の２個のランプに対応するフラグが設定される。短い待機期間の後、２個のランプが存在することが決定され、電圧Ｖｒｅｆが、ＩＣ３１のピン１及びＤ／Ａコンバータ３２を通じて端子２１に送信され、その後、制御入力として図２のオペアンプに供給される。図２の電圧制御発振器２７は、それ自体の周波数を変更するように応答し、トランジスタ駆動回路３０を通じたスイッチングトランジスタＱ２及びＱ３に対する駆動を変える。その結果、端子１４（図２）のランプ出力電圧は、５５０Ｖの点弧電圧まで急速に上昇し、これによって、回路に新たに追加された第２のランプが点弧される。
【００３７】
出力電圧は、短時間中にランプ点弧電圧（５５０Ｖ）に維持され、その結果、ダイオード２３、オペアンプ２２、ＶＣＯ２７等を有する閉ループ回路は、端子１４の出力電圧を、４５０Ｖの安定状態の点灯電圧に戻す。この点弧手順は、５秒より著しく短い期間、通常約１００ｍｓの間に生じる。
【００３８】
図４（ａ）の右側からわかるように、放電灯が回路から取り除かれると、エッジ演出器３３は、ＶＲｆ電圧波形の立下り縁に応答せず、その結果、ランプ出力電圧は、ＩＣ３０が動作状態とならないので４５０Ｖの通常の安定な点灯電圧で一定のままである。しかしながら、図４（ｂ）の波形に示すように、ＶＲｆ波形の正の立上り縁及び負の立上り縁の両方に応答するエッジ検出器を設けることもでき、この場合、ランプが固定装置から取り外され又は点灯されていない状態になる度に、出力電圧は、一時的に放電灯の通常の安定状態の点灯電圧（例えば４５０Ｖ）より下の電圧レベルまで減少する。このタイプの点灯によって、装置の応答時間が速くなる。
【００３９】
本発明の動作を、以下のように要約することができる。簡単なフィラメント電流検出回路を用いて、点灯中のランプの個数及びランプの個数の変化を検出する。この場合、出力電圧は、適切な電圧基準の発生及び上記フィードバックループに従って調整される。
【００４０】
図２において、点灯中のランプの個数は、総フィラメント電流検出回路によって識別され、電圧ＶＲｆと点灯中のランプの個数との関係を図４に示す。図２において、ブロック参照番号Ｉを、入力ＶＲｆ及び出力Ｖｒｅｆを有する基準電圧発生器とする。発生した基準電圧と（ＶＲｆに換算される）検知された総フィラメントランプ電流との典型的な関係を図４（ａ）に示す。ブロックＩＩは、誤り増幅器（ｅｒｒｏｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２２からの入力を有する電圧制御発振器（ＶＣＯ）である。ブロックＩＩＩは、位相検出器及び制御論理である。ブロックＩＶは、ハーフブリッジ駆動回路である。
【００４１】
通常の点灯状態において、Ｖｒｅｆは、図４（ａ）に示すような調整された出力電圧Ｖｏが４５０Ｖ（ｒｍｓ）となるように一定値に設定される。放電灯が固定装置に取り付けられると、図２に示すようなオプトカプラＳ及び抵抗Ｒｆを通じて検出された総フィラメント電流に飛越しが生じる。図４（ａ）に設定された制御規則によれば、ブロックＩは、ランプ点弧の際に出力電圧が瞬時的に５５０Ｖ（ｒｍｓ）まで増大するように短くて高い電圧基準を発生する。このように高い電圧の持続時間は、５秒より著しく短くなる。ランプ点弧後、出力電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆの対応する減少に従って公称の４５０Ｖ（ｒｍｓ）に戻るよう調整される。固定装置から１個のランプが取り外される場合、図４（ａ）に示すように基準電圧が不変となりうる。第２の実施の形態において、基準電圧Ｖｒｅｆを図４（ｂ）に示すように瞬時的に減少するよう設定して、放電灯を固定装置から取り外す間に回路が出力電圧の調整を迅速に行うことができる。
【００４２】
図２の電子的な安定装置のランプ回路を以下のように表すことができる。
【数１】
2004514250.tif 000003
この式において、Ｖ０を出力（ランプ）電圧とし、Ｒｌｐをランプインピーダンスとし、
【外１】
2004514250.tif 000004
を回路の動作周波数とし、Ｃｌｐを、放電灯の直列安定器キャパシタのキャパシタンスとする。
【００４３】
共振回路の動作において、互いに相違する個数の点灯中のランプに対して一定の出力電圧Ｖ０を維持するように動作周波数を調整する必要がある。その結果、ランプ電流は、既に設定した関係（１）で表したように、ランプ電流は、互いに相違する動作周波数に対して互いに相違する。量的には、相対周波数が広がる範囲は、相対ランプ電流が広がる範囲にほぼ等しくなりうる。例えば、相対周波数が広がる範囲が１個のランプと４個のランプとの間で４０％である場合、相対ランプ電流が広がる範囲も約４０％となる。
【００４４】
一部の回路用途において、ランプ電流の大幅な上昇（ｏｖｅｒｄｒｉｖｅ）を防止することが重要である。この場合、本発明を図４（ｃ）の波形によって示すように更に変更して、ランプ電流の大幅な上昇を防止する基準電圧発生形態を提供することができる。図４（ｃ）に示す本発明の実施の形態において、安定状態のランプ点灯電圧は、点灯中のランプの互いに相違したあり得る組合せ（すなわち、本例における１〜４個のランプ）に対して同一でない。代わりに、回路に対して互いに相違する動作周波数をそれぞれ必要とする点灯中のランプの個数（１〜４）に従って、安定状態の点灯電圧は、互いに相違する動作周波数に対して各ランプ電流がほぼ同一となるように調整される。この場合も、支配される関係は、上記式（１）である。
【００４５】
図４（ｃ）に示すように、放電灯を追加する度に、出力電圧は、ランプ点弧電圧まで上昇し、その後、各ランプのランプ電流をランプの追加前とほぼ同一に維持するのに十分な量だけ以前の安定状態の点灯電圧よりも高い安定状態の点灯電圧に戻す。ランプを取り外す場合又はランプが点灯しない場合、安定状態の点灯電圧は、残りの点灯中のランプのランプ電流をほぼ一定に維持するように新たなレベルに再調整される。これは、ＶＣＯ２７を通じて動作周波数を再調整することによって行われる。（ランプの個数を増加する）左側の波形の各レベルに対する安定状態の作動電圧は、（ランプの個数を減少する）右側の波形のものと同一である。既に説明したように、互いに相違する作動電圧レベルは、総ランプフィラメント電流のレベルを検出することによる点灯中の放電灯の個数の検知及びそれに応じた図２の回路のＶＣＯ２７の周波数の調整によって達成される。
【００４６】
図２の装置２２，２７，２８及び３０によって構成された装置の好適例は、フィリップス社の製品である多ピン（ｍｕｌｔｉ−ｐｉｎ）集積回路ＵＢＡ２０１０に基づくものであり、その集積回路は、Ｄ．Ｊ． Ｇｉａｎｎｏｐｏｕｌｏｓ等による米国特許番号第５，６９６，４３１号に詳細に記載されており、ここで参照することによってこの米国特許出願に組み込まれる。この集積回路の例において、スイッチングパワーＭＯＳＦＥＴ　Ｑ２及びＱ３のゲート（制御）電極は、ＩＣ　ＵＢＡ２０１０のＧ１（ピン７）端子及びＧ２（ピン１０）端子にそれぞれ接続される。電界効果トランジスタＱ２及びＱ３間の接合点１０は、ＩＣのＳ１（ピン６）端子に接続され、図２の出力端子１４は、分圧器を通じてＩＣの端子Ｌｉ１，Ｌｉ２，ＶＬ及びＧＮＤすなわちピン１５，１６，２及び９にそれぞれ接続されている。ＩＣのＤＩＭ（ピン４）端子は、（図２の制御回路１９の端子２１から）Ｖｒｅｆ入力端子に接続される。検知抵抗９（図２）の右側は、ＩＣ，ＵＢＡ２０１０のＲＩＮＤ（ピン１４）端子に接続される。ＩＣのピン１（ＣＲＥＣＴ）は、並列ＲＣ回路を通じて接地される。
【００４７】
ＩＣのピン２及び３は、ピン１３（Ｃｆ）のように各キャパシタを通じて接地される。ピン１２（Ｒｒｅｆ）は、抵抗を通じて接地される。制御ＩＣ　ＵＢＡ２０１０の動作は、特に図３に関連して米国特許番号第５，６９６，４３１号に記載されており、図２に関連する回路２２，２７，２８及び３０に対して説明した機能を実行する。更に詳しくは、端子１４のランプ出力電圧及び制御回路１９の端子２１からのＶｒｅｆ電圧は、ＩＣに入力され、スイッチングトランジスタＱ２及びＱ３の切替周波数を制御するように処理されて、端子１４のランプ出力電圧を一定（本例では４５０Ｖ）に維持する。さらに、ＩＣは、ランプを出力回路に追加する度にトランジスタＱ２及びＱ３の切替周波数を瞬時に調整して、端子１４の出力電圧をランプ点弧電圧より上すなわち所定の例において５５０Ｖの電圧レベルまで上げる。
【００４８】
本発明によれば、電子的な安定装置の複数の放電灯に対する出力回路の出力電圧を簡単かつ信頼性を以って調整することができ、その結果、独立したランプの点灯要求及び電気的な影響に対する安全要求が、比較的簡単かつ廉価に満足される。さらに、例えば図４（ｃ）を参照して説明したように少しの変形によって、安定出力回路の点灯中及び点灯していない（又は存在しない）放電灯のあり得る組合せの各々に対してほぼ一定のランプ電流を発生することもできる。その結果、局所的な負荷状態でも、ランプの寿命が延長され、かつ、安定効率が向上する。
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の高周波電子安定回路の一般的な回路構造を示す線形図である。
【図２】本発明の好適な実施の形態のブロック形態の回路図である。
【図３】図２の制御回路１９のマイクロコントローラに基づく形態を示す図である。
【図４】本発明の動作を説明するのに有用な時間に対する電圧の波形図である。
【図５】図３に示すマイクロコントローラに存在する制御アルゴリズムのフローチャートである。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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