(57)【要約】安定器システム内で混合モード・ゲート信号が安定器回路を制御するのに使用され、より直線的な安定器線を生成する。全動作範囲に渡って安定器線とランプ線間に単一の解決策のみが存在し、これによってランプ性能の安定性が達成される。好ましい実施形態において、対称および非対称モードが一つ置きのスイッチング・サイクル毎に交互に構成され混合モードＰＷＭゲート信号を生成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプを駆動する安定器であって、
各デューティサイクルのための安定器インピーダンス線を有するとともに少なくとも二つのスイッチを有し、前記スイッチがそれぞれのゲート電圧を印加することによってスイッチング・サイクルでオン・オフし、前記ランプのための安定駆動電圧を生成する安定器回路と、
それぞれ前記スイッチの各々と関連するゲート信号を発生するとともに、前記スイッチの各々の前記ゲート電圧を作動または不動作にするためにゲート信号を前記安定器回路に送信する制御装置とを備え、
前記ゲート信号が前記スイッチング・サイクルのあるサイクル中の第１モードであり、また他のスイッチング・サイクル中の第２モードであって、前記第１モードが前記安定器回路に凹型安定器インピーダンス線を生成させ、第２モードが前記安定器回路に凸型安定器インピーダンス線を生成させることを特徴とする、ランプ駆動用安定器。
【請求項２】
前記第１モードの前記ゲート信号と前記第２モードの前記ゲート信号が、前記スイッチング・サイクルの一つおきに交互に発生と送信とが行われる、請求項１に記載の安定器。
【請求項３】
前記第１モードが対称モードであり、また前記第２モード非対称モードである、請求項２に記載の安定器。
【請求項４】
前記ゲート信号がパルス幅変調（ＰＷＭ）信号である、請求項３に記載の安定器。
【請求項５】
前記安定器回路が、二つの前記スイッチを有する半波ブリッジ安定器回路である、請求項１に記載の安定器。
【請求項６】
前記制御装置が、前記安定器回路から分離したハードウエアとして設けられている、請求項１に記載の安定器。
【請求項７】
前記制御装置が、マイクロプロセッサ中のソフトウエアとして設けられている、請求項１に記載の安定器。
【請求項８】
前記制御装置が、プログラム可能なロジック装置として設けられている、請求項１に記載の安定器。
【請求項９】
先行請求項の一つまたはそれ以上に権利請求された安定器中に使用するのに適している、制御装置。
【請求項１０】
ランプを駆動するための安定器回路を制御する方法であって、前記安定器回路がスイッチング・サイクルでオン／オフされる少なくとも二つのスイッチを有しており、
あるスイッチング・サイクル中の第１モードと他のスイッチング・サイクル中の第２モードのゲート信号を発生する工程であって、前記第１モードが前記安定器回路に凹型安定器インピーダンス線を生成させ、前記第２モードが前記安定器回路に凸型安定器インピーダンス線を生成させる工程と、
前記ゲート信号を前記安定器回路に伝送し、前記スイッチの各々をオンまたはオフするゲート電圧を作動および不作動にする工程とを含むことを特徴とするランプを駆動する、安定器回路の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は安定器、より詳しくは安定器を制御して種々のタイプのランプを駆動し、また大きい動作範囲に渡ってランプの安定した性能を生成する改善された装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
安定器はスイッチ・モード回路を伴う装置であり、しばしばランプ、特に高輝度放電（ＨＩＤ）ランプを駆動するのに使用される。例として、安定器は図１に示すように半ブリッジ安定器回路１として実行される。スイッチ１１および１２は適切なゲート電圧をこれに印加することによってオン、オフさせ、安定駆動電圧を一つまたは複数のランプ１０に生成させる。
【０００３】
ゲート電圧は、ゲート信号を発生してこれを安定器回路１に送る制御装置２から送られたゲート信号によって、作動および不作動される。このことを安定器回路１の一般的なブロック図である図２に示す。特定動作の回路全体において、固定単一モード・ゲート信号パターンが制御装置２によってスイッチング・サイクルで発生され、スイッチ１１と１２のオンまたはオフ状態を制御するために安定器回路１に送られる。パルス幅変調（ＰＷＭ）または周波数変調が安定器回路に使用され、ランプに伝送される電力が調整される。使用される二つの主要パルス幅変調（ＰＷＭ）パターンは対称モード（図３ａ）と非対称モード（図３ｂ）である。いずれにしても単一モードのみが使用される。単一モード制御は単純であり、ほとんどの用途に対して有効である。
【０００４】
競争が市場において激しさを増すにつれて、機能性および容量が万能線入力および広範囲の付加のような単一安定器回路にますます必要とされるようになっている。これらの要件は単一モード制御を使用することとの一致が困難である。例えば、万能ランプ光度調整可能安定器システムにおいて、異なる温度およびランプの種類においてランプ特性に大きい差異があるので単一モードＰＷＭ制御は安定化することが困難である。これについては、安定器およびランプのインピーダンス線のグラフで示す図４ａと４ｂを参照してより詳細に説明する。
【０００５】
安定したシステムには、全ランプ動作範囲に渡る安定器線とランプ線間のただ一つの安定した解決策が必要である。しかし、これは時として単一モード制御で達成することができない。図４ａに示したように、対称モード制御の固定デューティ・サイクルによる安定器線と二つの種類のランプ線を畳重したものである。多数の解決策がランプの種類Ｔ５−１４Ｗのインピーダンス線上の点Ａ、ＢおよびＣで印した一つの特定するデユーティ・サイクルで示す。同じケースであるが非対称モード制御を示す図４ｂにおいて、ランプの種類Ｔ５−８０Ｗのインピーダンス線上の点ＡおよびＢで印した二つの解決策を一つの特定するデユーティ・サイクルで示す。従って、二つの解決策の間で発振が発生することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これまでに説明した観点において、全てのランプが全ランプ動作範囲に渡って安定して機能するように、上述した不安定性問題を解決する万能安定器システムが当該技術において必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
先行技術の上述した問題は、新規な制御技術を伴う安定器システムに関する本発明の教示によって解決できる。安定器回路のための制御装置は混合モードであるゲート信号を発生し、伝送する。より詳しく説明すると、ゲート信号はあるスイッチング・サイクル中の第１モードにあって、安定器回路をして凹型安定器インピーダンス曲線を生成し、また他のスイッチング・サイクル中の第２モードにあって安定器回路をして凸型安定器インピーダンス曲線を生成せしめる。これら二つのモードの組み合わせが、特に低い電圧領域で比較的直線的安定器曲線となり、これによって単一の解決策のみが安定器線とランプ線間に全動作範囲に渡って存在する。
【０００８】
好ましくは、ゲート信号はパルス幅変調（ＰＷＭ）信号であって、第１モードが対称モードで、一方第２モードが非対称モードであり、これらはスイッチング・サイクルの一つおきに交互に構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の特徴および利点は添付図面を参照して好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読むことによりより明確に理解することができる。
【００１０】
単一モード制御下にある安定器回路を示す図４ａと４ｂから分かるように、対称モード制御が凹型安定器曲線を生成する。曲線は平坦すぎ、また低電圧領域で不規則に曲がっている。非対称モード制御が図４ｂのように凸型安定器線を生成するが、曲線は低電圧領域で険しくなる。多数の解決策が図示した両曲線のこの低電圧領域で存在する。
【００１１】
本発明によれば、異なるモードが一緒に組み合わされ、混合モード制御が生成され、単一の解決策のみが全動作範囲に渡って安定器線とランプ線間に存在する平坦な安定器曲線となる。
【００１２】
好ましい実施形態として、混合モード制御が図５と図６に示すようにスイッチング・サイクル一つおきに対称モードと非対称モードを交互にすることによって発生される。対称モードと非対称モードはスイッチング・サイクル中の交互のパターン内に構成される。このような混合モード制御から得られた安定器曲線を図７に示し、また単一の解決策のみがランプ形式Ｔ５−８０Ｗとランプ形式Ｔ５−１４Ｗ両方のために存在する。安定器線の特徴は、ランプがこれらの高い周波数で平均的効果のみが「示す」ので、改善することができる。
【００１３】
図６の制御装置２は専用ハードウエア、プログラム可能論理装置または混合モードのゲート信号を生成するマイクロプロセッサ内のソフトウエアを使用することによって実行することができる。
【００１４】
図５から図７は混合モード制御の特定パターンを示しているが、混合モード制御の他のパターンも全動作範囲に渡って安定器線とランプ線間の単一の解決策となる限り可能であることを理解しなければならない。例えば、変化するデユーティ・パターンも同様の効果を達成することができる。さらに、ゲート信号はパルス幅変調（ＰＷＭ）信号に制限されず、また要素モードも対称および非対称モードに限定されない。従って、本発明の範囲は添付の請求項によってのみ決定される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】半ブリッジ安定器を示す回路図。
【図２】図１の安定器回路および制御装置の概略を示すブロック図。
【図３ａ】対称モードＰＷＭゲート信号を示す図。
【図３ｂ】非対称モードＰＷＭゲート信号を示す図。
【図４ａ】対称モード制御内の安定器線とランプ線を示す図。
【図４ｂ】非対称モード制御内の安定器線とランプ線を示す図。
【図５】本発明に導入される混合対称および非対称モード・ゲート信号を示す図。
【図６】図５に示す混合モードＰＷＭゲート信号の実行を示すブロック図。
【図７】図５のゲート信号を伴う混合対称および非対称モード制御による安定器線とランプ線を示す図。
【符号の説明】
【００１６】
１  半ブリッジ安定器回路
２  制御装置
１０  ランプ
１１，１２  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図６】
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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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