(57)【要約】  本発明は、高圧放電ランプＬａを動作させるための回路に関する。本回路は、電圧供給源に接続するための入力端子と、前記入力端子に結合された第１の容量手段Ｃ１と、前記第１の容量手段Ｃ１と並列に前記入力端子に結合された第２の容量手段Ｃ２とを有する。切り替え可能要素Ｄ１は、使用中に前記第２の容量手段Ｃ２が前記第１の容量手段Ｃ１を充電する電流を遮断するために、前記第１の容量手段Ｃ１と前記第２の容量手段Ｃ２との間に設けられる。前記高圧放電ランプＬａと誘導手段との接続のための出力端子が設けられ、前記高圧放電ランプが前記出力端子に接続されたときに前記高圧放電ランプＬａに交流電流を供給する、前記入力端子及び前記出力端子に結合された整流子ＢＲが前記出力端子に接続される。当該回路は、前記交流電流の半期間の後段部分において前記出力端子に電流パルスを供給するパルス供給部を有する。
2012500463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電ランプを動作させるための回路であって、
電圧供給源に接続するための入力端子と、
前記入力端子に結合された第１の容量手段と、
前記第１の容量手段と並列に前記入力端子に結合された第２の容量手段と、
使用中に前記第２の容量手段が前記第１の容量手段を充電する電流を遮断する、前記第１の容量手段と前記第２の容量手段との間の切り替え可能要素と、
前記高圧放電ランプと誘導手段との接続のための出力端子と、
前記高圧放電ランプが前記出力端子に接続されたときに前記高圧放電ランプに交流電流を供給する、前記入力端子及び前記出力端子に結合された整流子とを有し、
当該回路は、前記交流電流の半期間の後段部分において前記出力端子に電流パルスを供給するパルス供給部を有する、回路。
【請求項２】
前記パルス供給部は、同一方向の電流パルスを前記交流電流として供給するように構成され設けられる、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記パルス供給部は、反対方向の電流パルスを前記交流電流として供給するように構成され設けられる、請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記切り替え可能要素は、前記電流の方向に依存して閉状態と開状態との間で切り替えられ得るダイオードである、請求項１に記載の回路。
【請求項５】
当該回路は、前記整流子の前記交流電流を前記パルス供給部のパルスと同期させるコントローラを有する、請求項１に記載の回路。
【請求項６】
前記切り替え可能要素は、前記コントローラで制御可能である、請求項５に記載の回路。
【請求項７】
前記切り替え可能要素は、電界効果トランスミッタ（ＦＥＴ）である、請求項６に記載の回路。
【請求項８】
前記コントローラは、前記コントローラに設けられたプログラム可能なメモリに予めプログラムされる際に、前記第１の容量手段及び前記第２の容量手段上の電荷を分割するように前記切り替え可能要素を制御するように構成され設けられる、請求項６に記載の回路。
【請求項９】
前記容量手段は、キャパシタであり、前記第２の容量手段は、前記第１の容量手段よりも小さい容量をもつ、請求項１に記載の回路。
【請求項１０】
高圧放電ランプを動作させるための方法であって、
回路の入力端子に供給電圧を供給するステップと、
前記入力端子に結合された第１の容量手段を充電するステップと、
前記第１の容量手段と並列に前記入力端子に結合された第２の容量手段を充電するステップと、
前記第１の容量手段と前記第２の容量手段との間の切り替え可能要素により、使用中に前記第２の容量手段が前記第１の容量手段を充電する電流を遮断するステップと、
前記高圧放電ランプと誘導手段とを接続するための出力端子に交流電流を供給するために、前記入力端子の両極間を整流子で切り替えるステップとを有し、
前記交流電流の半期間の後段部分にパルスが供給される、方法。
【請求項１１】
前記切り替え可能要素は、前記ランプの準備段階の間、前記第２の容量手段が前記第１の容量手段を充電し得るように、閉状態にされる、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電ランプを動作させるための回路及び方法に関する。本回路及び方法は、例えば、自動車産業で用いられる高圧放電ランプに用いられ得る。
【背景技術】
【０００２】
高圧放電ランプを動作させるための回路構成は国際公開第９８／１０６２４号に開示されている。本回路構成は、第１の容量手段と、第１の容量手段に存在するＤＣ電圧から高圧放電ランプを介して低周波交流電流を生成するための整流子とを備える。整流子は、第１の容量手段に結合された入力端子、及び、高圧放電ランプと誘導手段との接続のための端子を有する負荷分岐部を有する。第１の容量手段は、第２の容量手段と第２の容量手段が第１の容量手段を充電する電流を遮断するための単方向要素の直列回路とを有する分岐部Ｋにより短絡される。
【０００３】
第２の容量手段で生成され得る電圧パルスは、大部分が誘導手段内の電流に依存する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、電圧パルスが良好に制御される改良された回路、又は、前述した回路の代替手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態によれば、高圧放電ランプを動作させるための回路であって、電圧供給源に接続するための入力端子と、前記入力端子に結合された第１の容量手段と、前記第１の容量手段と並列に前記入力端子に結合された第２の容量手段と、使用中に前記第２の容量手段が前記第１の容量手段を充電する電流を遮断する、前記第１の容量手段と前記第２の容量手段との間の切り替え可能要素と、前記高圧放電ランプと誘導手段との接続のための出力端子と、前記高圧放電ランプが前記出力端子に接続されたときに前記高圧放電ランプに交流電流を供給する、前記入力端子及び前記出力端子に結合された整流子とを有し、当該回路は、前記交流電流の半期間の後段部分において前記出力端子に電流パルスを供給するパルス供給部を有する、回路が提供される。
【０００６】
交流電流の半期間の後段部分においてパルス供給部で電流パルスを供給することにより、整流子が電流を切り替える直前の誘導手段の電流が制御され得る。整流直前の誘導手段の電流が第２の容量手段の電圧パルスを決定し、その電流パルスで電流を制御することにより、整流の間、電圧パルスが制御され得る。電圧パルスを制御することは、高圧放電ランプの再発弧において重要な役割を果たすので有利である。
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、パルス供給部は、同一方向の電流パルスを交流電流として供給するように構成され設けられる。整流直前の追加電流は、高圧放電ランプに電圧パルスを生成し、これは、ランプの整流を助け、ランプのちらつきを回避することができる。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、パルス供給部は、反対方向の電流パルスを交流電流として供給するように構成され設けられる。本結果は、誘導手段のより小さな電流、及び、第２の容量手段のより小さな電圧パルスをもたらすだろう。これは、ランプを起動するための準備段階において、ランプの電流がランプの通常動作の間におけるものよりも既に高いときに役立つ。整流直前の反対方向のパルスは、整流子での電圧パルスを制限し得る。準備段階におけるより高い電流によれば、整流子は、整流子上の非常に大きな電圧パルスにより損傷し得る。
【０００９】
本回路は、整流子の交流電流をパルス供給部のパルスと同期させるコントローラを有し得る。このパルスは、誘導手段に影響を与えるために交流電流の半期間の後段部分において電流パルスが流れるように同期されるだろう。コントローラは、例えば電界効果トランスミッタ（ＦＥＴ）であり得る切り替え可能要素を制御し得る。コントローラは、コントローラに設けられたプログラム可能なメモリに予めプログラムされる際に、第１及び第２の容量手段上の電荷を分割するように切り替え可能要素を制御するように構成され設けられ得る。切り替え可能要素は、電流方向に依存して閉状態と開状態との間で切り替えられ得るダイオードであり得る。
【００１０】
本発明の他の実施形態によれば、高圧放電ランプを動作させるための方法であって、回路の入力端子に供給電圧を供給するステップと、前記入力端子に結合された第１の容量手段を充電するステップと、前記第１の容量手段と並列に前記入力端子に結合された第２の容量手段を充電するステップと、使用中に前記第２の容量手段が前記第１の容量手段を充電する電流を遮断するステップと、前記高圧放電ランプと誘導手段とを接続するための出力端子に交流電流を供給するために、前記入力端子の両極間を整流子で切り替えるステップとを有し、前記交流電流の半期間の後段部分にパルスが供給される、方法が提供される。
【００１１】
本発明のこれら及び他の態様は、後述される実施形態から明らかになりこれらを参照して説明されるだろう。
【００１２】
本発明の実施形態は、図面を参照してより詳細に説明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の高圧放電ランプを動作させるための回路の回路図を示す。
【図２ａ】高圧放電ランプを動作させるための回路図における電流及び信号を示す図である。
【図２ｂ】高圧放電ランプを動作させるための回路図における電流及び信号を示す図である。
【図２ｃ】高圧放電ランプを動作させるための回路図における電流及び信号を示す図である。
【図３ａ】本発明の一実施形態の高圧放電ランプを動作させるための回路図における電流及び信号を示す図である。
【図３ｂ】本発明の一実施形態の高圧放電ランプを動作させるための回路図における電流及び信号を示す図である。
【図３ｃ】本発明の一実施形態の高圧放電ランプを動作させるための回路図における電流及び信号を示す図である。
【図４ａ】本発明の他の実施形態の高圧放電ランプを動作させるための回路図における電流及び信号を示す図である。
【図４ｂ】本発明の他の実施形態の高圧放電ランプを動作させるための回路図における電流及び信号を示す図である。
【図４ｃ】本発明の他の実施形態の高圧放電ランプを動作させるための回路図における電流及び信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の高圧放電ランプを動作させるための回路の回路図を示している。本回路図は、インダクタ及び高圧放電ランプを含んでいるが、回路、インダクタ及びランプが別個のユニットとして供給されてもよい。
【００１５】
ＤＣ−ＤＣコンバータＤＣは、回路の入力端子にＤＣ電流を供給し、本回路の動作のための正しい電流を供給するように調節可能である。入力端子は、第１のキャパシタＣ１及び第２のキャパシタＣ２に結合される。Ｃ２はＣ１よりも小さく、例えば、Ｃ２はＣ１よりも１０の倍数で小さい。Ｃ１が４７０ｎＦでありＣ２が２２ｎＦ又は４７ｎＦである場合に良好な結果が得られた。これらキャパシタの代替手段として、バッテリのような任意の電気ストレージが容量手段として用いられてもよいが、キャパシタがこれらの簡素さのため好ましい。本回路においてこれらのキャパシタの間にダイオードＤ１が結合される。入力端子は、インダクタＬ１を介して高圧放電ランプＬａに供給されるＡＣ電流を作るための整流子ＢＲ（整流ブリッジ）に更に結合される。整流子ＢＲは、例えば、４つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を有し得る。これらＦＥＴのうち２つが開である一方で、他の２つは閉である。閉状態のＦＥＴを開にして開状態のＦＥＴを閉にすることにより、出力端子で交流電流が生成され得る。コントローラＣｏｎは、ＡＣ電流の整流のタイミングのための信号を整流子ＢＲに供給する。また、コントローラＣｏｎは、ＤＣ−ＤＣコンバータＤＣが入力端子に与え得る電流パルスを、トランジスタＢＲの整流と同期させるように、ＤＣ−ＤＣコンバータＤＣに接続される。電流パルスは、整流直前に生じるように合わせられ、従って、この電流パルスが、整流の間、インダクタＬ１により電圧パルスをもたらす。
【００１６】
コントローラのより詳細な回路図は、参照によりここに組み込まれる米国特許第５，６０８，２９４号明細書において公表されている。米国特許第５，６０８，２９４号明細書の図２は、整流子ＢＲの制御信号と、同時に、出力端子に電流パルスを生成するために駆動回路を介してＤＣ−ＤＣコンバータＤＣの電流パルスを制御するための同期化信号とを供給し得る手段IIIを開示している。
【００１７】
図２ａ〜ｃは、高圧放電ランプを動作させるための回路図における電流及び信号を示す図を示している。図２ａは、ＤＣコンバータが回路の入力端子に供給し得る一定電流を時間の関数として示している。図２ｂは、コントローラＣｏｎが整流子ＢＲに供給し得る信号を時間の関数として開示している。信号は、高電圧と低（ゼロ信号）電圧との間で交互に生じ、これは、ＡＣ電流を生成するためにＤＣ電流を交互に生じさせるように整流子を制御する。生ずる交流ランプ電流は図２ｃに示される。
【００１８】
図３ａ〜ｃは、本発明の一実施形態の高圧放電ランプを動作させるための回路図における電流及び信号を示す図を示している。図３ａは、ＤＣコンバータが回路の入力端子に供給し得る一定電流を時間の関数として示している。電流は、ＤＣ−ＤＣコンバータにより生成される正の電流パルスを除いて一定である。図３ｂは、コントローラＣｏｎが整流子ＢＲに供給し得る信号を時間の関数として開示している。この信号は、図２ｂの信号と変わらない。整流前の電流パルスを伴って生ずる交流ランプ電流が図３ｃに示される。電流パルスは、整流直前にランプ中により高い電流をもたらし、これは、インダクタＬを介して第２のキャパシタに格納されるより高い電圧パルスをもたらす。より高い電圧パルスは、高圧放電ランプの再発弧において有利である。整流の間における高電圧パルスは、ランプのちらつきを回避し得る。ランプ電圧が新しいランプよりも高くランプ電流が新しいランプよりも低いより古いランプに関して、これは、この古いランプが、生成され得る再発弧のための高電圧パルスを必要とするので有利である。
【００１９】
図４ａ〜ｃは、本発明の他の実施形態の高圧放電ランプを動作させるための回路図における電流及び信号を示す図を示している。図４ａは、ＤＣコンバータが回路の入力端子に供給し得る一定電流を時間の関数として示している。電流は、ＤＣ−ＤＣコンバータにより生成される負の電流パルスを除いて一定である。図４ｂは、コントローラＣｏｎが整流子ＢＲに供給し得る信号を時間の関数として開示している。信号は、図２ｂの信号と変わらない。整流前の負の電流パルスを伴って生ずる交流ランプ電流が図４ｃに示される。電流パルスは、整流直前にランプ中により低い電流をもたらし、これは、インダクタＬを介して第２のキャパシタに格納されるより低い電圧パルスをもたらす。より低い電圧パルスは、ランプの準備段階の間において有利であり得る。準備段階において、ランプ電流は、通常動作の間のものよりも非常に高くなり得る。より高い準備段階の電流は、インダクタＬ１及びキャパシタＣ２を介して、整流子に非常に高い電圧パルスを生成し得る。実際には、準備段階における電圧パルスは、整流子がダメージを受けるほど高くなり得る。負の電流パルスは、準備段階における整流子のダメージを回避し得る。
【００２０】
正のパルス及び負のパルスの概念は、一定のパルスを選択することにより組み合わせられてもよい。例えば、ランプの最適な準備電流が４Ａであり、ランプの最適な動作電流が１Ａであってもよい。一定電流パルスが２Ａになるように選択されてもよく、従って、準備段階の間、２Ａの負の電流パルスが必要となり、通常動作の間、２Ａの電流を有するように１Ａの正のパルスが必要となる。準備段階の間において、負の電流パルスは、整流子を保護し、通常動作の間において、正の電流パルスはランプのちらつきを回避する。
【００２１】
一代替手段として、これは、調節コントローラにより、交流電流の半期間の後段部分において電流パルスを独立して調節することができる。調節コントローラは、より古いランプがより再発弧するのを困難にすることから、ランプの寿命に依存して、正の電流パルスを高くすることができる。また、調節コントローラは、ランプが調光される場合に、より高い正の電流パルスを与えることができる。ちらつきの機会がランプの調光の間に増大するためである。
他の代替手段として、これは、例えば電界効果トランスミッタＦＥＴのような切り替え可能要素を用いることができる。ＦＥＴは、図１のダイオードＤ１を置換し、第２及び第１のキャパシタに渡って電圧パルスの分配を制御し得る。例えば、準備段階の間、電流が通常動作の間の電流よりも高いときには、非常に高い電圧パルスにより切り替え可能トランスミッタにダメージを与える恐れがある。ＦＥＴが閉状態にある場合には、電流はＦＥＴを介して流れ、電圧パルスは双方のキャパシタに渡って分配され、これは、負の電流パルスを用いることなく、電圧パルスを制限し、整流子を保護するだろう。これは、コントローラに設けられたメモリに予めプログラムされ得る。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
2012500463.tif 000010
【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【国際調査報告】
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