ゼロ電流スイッチングおよび任意周波数のパルス幅変調を利用した共振インバータの駆動方法
【課題】ガス放電ランプに電力を供給する電子安定器に使用されるような共振インバータの周波数変調制御で、インバータトランジスタのゼロ電圧スイッチングを確実に行う。
【解決手段】インバータ回路１０は、ＤＣ源１６と直列共振回路２２とに接続されるハーフブリッジインバータ１４を備える。ハーフブリッジインバータ１４は、トップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０とを有し、トップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０との切り替えをインバータ駆動回路で行う。インバータ駆動回路は、共振インダクタ２４に流れる電流ＩＬを検出し、ゼロクロス検出回路３２で、(ａ）共振回路２２の共振周波数に近い周波数で、（ｂ）共振インダクタ２４を流れる電流の特定の変化率と同期して、トップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０との切替を行う。
【解決手段】インバータ回路１０は、ＤＣ源１６と直列共振回路２２とに接続されるハーフブリッジインバータ１４を備える。ハーフブリッジインバータ１４は、トップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０とを有し、トップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０との切り替えをインバータ駆動回路で行う。インバータ駆動回路は、共振インダクタ２４に流れる電流ＩＬを検出し、ゼロクロス検出回路３２で、(ａ）共振回路２２の共振周波数に近い周波数で、（ｂ）共振インダクタ２４を流れる電流の特定の変化率と同期して、トップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０との切替を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ガス放電ランプに電力を供給する電子安定器に使用されるような共振インバータに関する。より詳細には、本発明は、ガス放電ランプの安定した駆動を実現し、ガス放電ランプへの電力を制御する共振インバータ型の電子安定器の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子安定器は、一般に、蛍光ランプのようなガス放電ランプに電力を供給するために使用される。典型的な電子安定器は、インバータ駆動回路で駆動されるハーフブリッジ型の共振インバータを備える。インバータ駆動回路は、インバータ自身の共振周波数またはその付近でインバータが動作するように、トップインバータスイッチとボトムインバータスイッチとのスイッチングを制御する。駆動可能な共振インバータを使用すれば、インバータ周波数および／またはインバータ出力のパルス幅を変えることによって、（調光および／または安定電力の調整のために）ランプ電力を制御できる。
【０００３】
電子安定器の設計・動作において、ランプを安定して駆動することは重要である。様々な用途のために、理想的な共振インバータは、インバータで生成された全ての電流がランプに流れるようにオープンループの出力インピーダンスが無限大である理想的な電流源として作用する。また、構成要素のストレスを低減しながらも最適な効率を達成するために、インバータトランジスタのゼロ電圧スイッチングを確実に行える共振インバータを設計することが好ましい。
【０００４】
しかし、電流源として作用する従来技術の共振インバータには、インバータのスイッチング方法の不備に起因する様々な問題があった。例えば、インバータ出力を制御するために周波数変調を使用すると、ゼロ電圧スイッチングを行うことができない。さらに、周波数変調では、ランプの調光時に周波数およびランプ電圧を高くしていくと、回路の構成要素および寄生容量を流れる望ましくない循環電流が生じる。対称パルス幅変調（デッドタイム変調ともいう）を用いる共振インバータであっても、ゼロ電圧スイッチングにならない可能性が高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そのため、インバータを自身の共振状態に近付けてオープンループの出力インピーダンスを最大にし、インバータトランジスタのゼロ電圧スイッチングを保証する共振インバータの駆動方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の方法は、ハーフブリッジ型に配置されたトップインバータスイッチおよびボトムインバータスイッチと、インバータの出力端間に接続された直列共振回路とを有するインバータにより実現される。また、このインバータは、トップインバータスイッチとボトムインバータスイッチとの切り替えを制御する駆動回路に接続される。直列共振回路は、共振インダクタに直列接続される共振キャパシタを備える。ガス放電ランプのような負荷は、共振キャパシタの両端間に接続される。
【０００７】
本発明の方法は、共振インダクタに流れる電流が増加してゼロ軸を横切るときに、直列共振ハーフブリッジインバータのボトムスイッチをオフ、トップスイッチをオンに切り替えるステップを含む。これによって、インバータスイッチのゼロ電圧スイッチングが保証される。また、この操作は、実際のインバータ周波数が直列共振回路の共振周波数に近づくように、全体的なスイッチング期間を増加させる。インバータを共振状態に近付けると、インバータのオープンループの出力インピーダンスが増加して、ガス放電ランプのような負荷がより安定して動作する。
【０００８】
オン時間制御回路を用いる場合、本発明の方法は、トップインバータスイッチのオン時間を変更することによって、負荷（例えば、ガス放電ランプ）に供給される電流を制御するステップをさらに含む。このことは、実施形態において、共振インダクタの電流が基準値に達したときにトップインバータスイッチが切り替わるように、共振インダクタに流れる電流の測定結果を次々にフィードバックすることによって実現される。実施形態２では、トップインバータスイッチがオンに切り替わったときに始動するタイマに基づいてトップインバータスイッチを切り替えることによって、トップインバータスイッチのオン時間を制御する。
【０００９】
本発明の実施形態では、インバータ駆動回路は、（ａ）トップインバータスイッチおよびボトムインバータスイッチに接続されるスイッチング回路と、（ｂ）共振インダクタに流れるＡＣ負荷電流を監視するためにインバータに接続されるゼロクロス検出回路とを備える。ゼロクロス検出回路は、測定されたＡＣ負荷電流を第１基準電流値と比較する。また、ゼロクロス検出回路は、測定されたＡＣ負荷電流の微分を変化率基準値と比較する。測定されたＡＣ負荷電流が第１基準電流値または第１基準電流値に近い値であり、かつ測定されたＡＣ負荷電流の変化率が変化率基準値を上回るか下回るかのいずれか一方であるとき、ゼロクロス検出回路は、第１指示信号を生成する。好ましくは、第１参照電流値は０である。加えて、電流が正であるときに指示信号が生成されるように、変化率基準値は、好ましくは０である。
【００１０】
第１指示信号は、スイッチング回路の入力に入力される。スイッチング回路は、トップインバータスイッチとボトムインバータスイッチとを切り替える動作が可能である。第１指示信号を使用することによって、スイッチング回路は、インダクタの電流が増加して共振インダクタの電流がゼロ軸と交差するときに、トップインバータスイッチをオンに切り替え、ボトムインバータスイッチをオフに切り替える。これによって、インバータスイッチのゼロ電流スイッチングが保証されるとともに全体的なスイッチング期間が増加し、その結果、インバータが共振状態に近付くように動作する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１の概略図である。
【図２】本発明の実施形態２の概略図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一形態に基づいたＡＣ負荷電流（ＩＬＯＡＤ）と共振インダクタ電流（ＩＬＳｅｒ）とトップインバータスイッチ（ＳＴＯＰ）の切り替えとの間のタイミングおよび強度の関係を示すグラフ、（ｂ）は、ＤＣ遮断キャパシタの両端間の電圧（ＶＣｓｅｒ）と共振インダクタの両端間の電圧（ＶＬＳｅｒ）と共振キャパシタの両端間の電圧（ＶＣＰａｒ）との間のタイミングおよび強度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明のインバータ回路１０の実施形態１を示す。インバータ回路１０は、負荷１２がガス放電ランプであるときに特に有用である。好ましい実施形態は、インバータ回路のオープンループの出力インピーダンスを最大にすることによって、ランプの動作を安定させる。
【００１３】
インバータ回路１０は、ＤＣ源１６と直列共振回路２２とに接続されるハーフブリッジインバータ１４を備える。インバータ１４と直列共振回路２２とは、通常、ガス放電ランプのような負荷１２に供給される高周波・高電圧のＡＣ電流にＤＣ源１６からのＤＣ電圧を変換する。この実施形態では、インバータ１４は、トップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０との切り替えがインバータ駆動回路によって制御される駆動式のインバータである。
【００１４】
ＤＣ遮断キャパシタ１９は、インバータ１４と共振回路２２との間に配置されていてもよい。インバータ出力１８の時間と周波数と包絡線特性とは、共振回路２２の特性と所望の適用例とに応じて変化する。
【００１５】
好ましい実施形態では、インバータ１４は、ハーフブリッジインバータ型に配置されたトップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０とを有する。好ましくは、直列共振回路２２は、共振インダクタ２４と共振キャパシタ２６とを備える。負荷１２は、共振キャパシタ２６の両端間に接続されて、ＡＣ負荷電流２３（図３（ａ）ではＩＬＯＡＤで示す）を受け取る。
【００１６】
インバータ駆動回路は、共振回路２２に接続されるゼロクロス検出回路３２を備える。ゼロクロス検出回路３２は、（ａ）共振回路２２の共振周波数に近い周波数で、（ｂ）共振インダクタ２４を流れる電流の特定の変化率と同期して、インバータスイッチ２８，３０の切り替えが起こるように、共振インダクタ２４に流れる電流ＩＬＳｅｒを監視する。電流と電流の変化率基準値とを適宜選択すれば、ゼロクロス検出回路３２によって、トップインバータトランジスタ（トップインバータスイッチ）２８およびボトムインバータトランジスタ（ボトムインバータスイッチ）３０のゼロ電圧スイッチングが確実に行われる。
【００１７】
ゼロクロス検出回路３２は、共振インダクタ２４に流れる電流ＩＬＳｅｒに対応するＡＣ電流信号２５を受ける。ＡＣ電流信号２５は、ＡＣ電流信号２５の周波数および強度がＡＣ負荷電流２３の周波数および強度とおおよそ比例している限り、ＡＣ負荷電流２３と関連したどんな電流信号であってもよい。しかしながら、ＡＣ電流信号２５とＡＣ負荷電流２３とは周波数で同じであることが好ましい。共振インダクタとの誘導結合または電流検出抵抗（図示せず）の両端間の電圧の測定などの様々な周知の方法でＡＣ電流信号２５を生成できる。このことは、当業者にとって自明なことである。
【００１８】
ゼロクロス検出回路３２は、ＡＣ電流信号２５を第１基準電流値３４と比較する動作を行う。図１，２に示すように、この動作は、第１比較器３５を用いることで実現される。第１比較器３５は、ＡＣ電流信号２５が第１基準電流値３４または第１基準電流値３４に近い値になったときに、電流値交差信号を出力する。
【００１９】
また、ゼロクロス検出回路３２は、ＡＣ電流信号２５の変化率を変化率基準値３６と比較する動作を行う。この動作は、電流微分（変化率）検出器４２および第２比較器４４を利用することで実現される。電流微分検出器４２は、ＡＣ電流信号２５の変化率に対応する信号を生成する。電流微分検出器４２は、受動素子と能動素子とを組み合わせて構成される。例えば、電流微分検出器４２は、他の受動素子または能動素子に接続されるインダクタを備えていても良い。あるいは、電流微分検出器４２は、ＡＣ電流信号２５の微分を算出して電流信号のおおよその変化率を出力する処理装置であっても良い。その後、この信号（電流微分検出器４２で生成された信号）は、第２比較器４４の一方の入力に与えられる。
【００２０】
第２比較器４４は、ＡＣ電流信号２５の変化率を変化率基準値３６と比較する。ゼロクロス検出回路３２は、ＡＣ電流信号２５の変化率がおおよそ変化率基準値３６を上回るか下回るかのいずれか一方であれば、変化率交差信号３９を生成する。論理装置３３は、比較器３５，４４の出力に接続される。論理装置３３は、電流値交差信号３７が第１比較器３５によって生成されるとともに変化率交差信号３９が第２比較器４４によって生成されたときに、第１指示信号４９を生成する機能を有する。好ましくは、論理装置３３は、ＡＮＤゲートである。
【００２１】
ゼロクロス検出回路３２は、ゼロ電圧スイッチングに必要な全ての測定結果を提供する。ゼロ電圧スイッチングは、電流が０又は０付近でインバータスイッチ２８，３０が切り替わるとき、および、電流の変化率が正であるときに、起こる。そのため、第１基準値３４と変化率基準値３６とは、０または０付近である。さらに、ＡＣ電流信号２５の変化がおおよそ変化率基準値３６を上回ったときに、第１指示信号４９が出力される。このように、ＡＣ負荷電流２３が０または０付近であり、かつＡＣ負過電流の変化率が正であるときに、指示信号４９が出力される。
【００２２】
ＡＣ電流信号２５の周波数は、ＡＣ負荷電流２３の周波数と同じである必要はない。ＡＣ電流信号２５の周波数は、ＡＣ負荷電流２３の周波数とおおよそ比例する必要はある。そのため、ＡＣ負荷電流２３の周波数とＡＣ電流信号２５の周波数との間の既知の比に応じて第１指示信号４９が出力されるように、インバータ回路１０は、追加の装置（図示せず）を備えていても良い。例えば、回路は、ＡＣ電流信号の周波数がＡＣ負過電流２３の周波数の約２倍であるなら、ゼロクロスひとつおきに指示信号４９を出力させてもよい。しかしながら、好ましい実施形態では、ＡＣ電流信号は、ＡＣ負荷電流２３と同じ周波数を有する。
【００２３】
再び図１，２を参照すると、インバータ駆動回路は、インバータ１４とゼロクロス検出回路３２とに接続されるスイッチング回路３８を備える。スイッチング回路３８は、ゼロクロス検出回路３２から出力される第１指示信号４９に応答して、トップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０とを切り替える。上述したように、ＡＣ電流信号２５のゼロクロス時かつＡＣ電流信号２５の変化率が正であるときに第１指示信号４９を生成することが好ましい。
【００２４】
図１，２に示すように、スイッチング回路３８は、一方のスイッチ２８，３０がオンであるときに他方のスイッチ３０，２８がオフとなるように、トップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０とに接続される。そのため、スイッチング回路３８は、セット入力Ｓが第１指示信号４９を受け取る周知のＳＲフリップフロップ装置であっても良い。
【００２５】
オン時間制御回路を利用してトップインバータスイッチ２８のオン時間を変えることによって、負荷１２に供給される電力が制御される。図１に示す実施形態では、トップインバータスイッチ２８のオン時間は、共振回路２２に接続された比較回路４０によって制御される。比較回路４０は、共振インダクタ２４に接続される信号入力と、第２基準電流値４１が入力される基準入力とを有する。比較回路４０は、ＡＣ電流信号２５を第２基準電流値４１と比較する。ＡＣ電流信号２５が第２基準電流値４１に等しい又は第２基準電流値４１に近い場合、第２指示信号５０がスイッチング回路３８のリセット入力Ｒに送られる。スイッチング回路３８は、第２指示信号５０に応答して、インバータスイッチ２８，３０の切り替えを行う。さらに詳しくは、スイッチング回路３８の出力Ｑは、トップインバータスイッチ２８に接続される。相補出力Ｑ’は、ボトムインバータスイッチ３０に接続される。一実施形態では、トップインバータスイッチ２８およびボトムインバータスイッチ３０は、トランジスタのベース（またはゲート）がフリップフロップの出力ＱおよびＱ’に接続されたスイッチングトランジスタであっても良い。セット入力Ｓが第１指示信号４９を受け取ると、出力（通常出力）Ｑがハイに切り替わるとともに相補出力Ｑ’がロウに切り替わる。図３（ａ）では、この信号をＳＴＯＰとして示す。これによって、トップインバータスイッチ２８がオンになり、ボトムインバータスイッチ３０がオフになる。リセット入力Ｒが第２指示信号５０を受け取ると、通常出力Ｑがロウに切り替わるとともに相補出力Ｑ’がハイに切り替わる。これによって、トップインバータスイッチ２８がオフになり、ボトムインバータスイッチ３０がオンになる。
【００２６】
図２に示されるインバータ回路１０の第２実施形態では、トップインバータスイッチ２８のオン時間は、タイマ回路４１によって制御される。タイマ回路４１は、好ましくは、トップインバータスイッチ２８がオンになったときに起動される。その後、遅延時間後に第２指示信号５０が生成されて、トップインバータスイッチ２８がオフになる。好ましくは、図３（ｂ）に示されるように、遅延時間は、ＡＣ電流信号２５のピーク電流値またはその付近でトップインバータスイッチ２８がオフになる時間に合わせられる。上述したように、ゼロクロス検出器３２は、負荷電流が増加して０または０近くになったときに確実に切り替えを行う。
【００２７】
図３（ａ），（ｂ）は、インバータ回路２０の動作を説明するグラフである。特に図３（ａ）を参照すれば、グラフは、スイッチング回路３８の通常出力Ｑからの出力３１を描いている。出力３１がロウであるとき、トップインバータスイッチ２８はオフになる。ＡＣ電流信号２５の変化率が正であり且つＡＣ電流信号２５が０または０近くであるとゼロクロス検出回路２１で決定されると、セット入力Ｓに第１指示信号４９が入力され、出力３１がハイに切り替わる。これによって、トップインバータスイッチ２８がオンになる。リセット入力Ｒが第２指示信号を受け取ると、トップインバータスイッチ２８はオフになる。図３（ａ）に示すように、出力３１は、ＡＣ電流信号２５のピーク値またはピーク値近くでロウに戻る。グラフには、結果として生じるＡＣ負荷電流２３が示されている。
【００２８】
図３（ｂ）は、インバータ回路１０から結果として得られる電圧出力とＤＣ遮断キャパシタ１９の両端間の電圧５９とのグラフを示す。また、共振インダクタ２４の両端間の電圧６０が示される。また、負荷１２の両端間のＡＣ電圧に等しい共振キャパシタ２６の両端間の電圧６１が示される。
【００２９】
本明細書では、インバータ回路１０の様々な動作が開始されるとき又は実行されるタイミングを、”おおよそ”および”近く”という語句を用いて記述している。これらの語句は、どのような電子機器であっても特定の瞬間に特定の動作を正確に行うものではないことを意味している。どれだけ正確に設計されていても実際には電子機器が１００％正確に動作することはないという認識を当業者は持っている。”おおよそ”および”近く”という語句は、全ての電子機器にこのような不正確さがあることを意味する。インバータ回路１０の特定の動作が基準値の”おおよそ”および”近く”で実行されるかどうかを考える際には、これらの誤差を修正するために電子回路および技術で用いられる標準誤差を考慮すべきである。
【００３０】
以上、ゼロ電流スイッチングおよび任意の周波数パルス幅変調を用いる共振インバータの新規で有用な駆動方法の本発明の特定の実施形態を説明してきたが、このような言及によって、請求の範囲の記載を除いて本発明の範囲が限定されることはない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ガス放電ランプに電力を供給する電子安定器に使用されるような共振インバータに関する。より詳細には、本発明は、ガス放電ランプの安定した駆動を実現し、ガス放電ランプへの電力を制御する共振インバータ型の電子安定器の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子安定器は、一般に、蛍光ランプのようなガス放電ランプに電力を供給するために使用される。典型的な電子安定器は、インバータ駆動回路で駆動されるハーフブリッジ型の共振インバータを備える。インバータ駆動回路は、インバータ自身の共振周波数またはその付近でインバータが動作するように、トップインバータスイッチとボトムインバータスイッチとのスイッチングを制御する。駆動可能な共振インバータを使用すれば、インバータ周波数および／またはインバータ出力のパルス幅を変えることによって、（調光および／または安定電力の調整のために）ランプ電力を制御できる。
【０００３】
電子安定器の設計・動作において、ランプを安定して駆動することは重要である。様々な用途のために、理想的な共振インバータは、インバータで生成された全ての電流がランプに流れるようにオープンループの出力インピーダンスが無限大である理想的な電流源として作用する。また、構成要素のストレスを低減しながらも最適な効率を達成するために、インバータトランジスタのゼロ電圧スイッチングを確実に行える共振インバータを設計することが好ましい。
【０００４】
しかし、電流源として作用する従来技術の共振インバータには、インバータのスイッチング方法の不備に起因する様々な問題があった。例えば、インバータ出力を制御するために周波数変調を使用すると、ゼロ電圧スイッチングを行うことができない。さらに、周波数変調では、ランプの調光時に周波数およびランプ電圧を高くしていくと、回路の構成要素および寄生容量を流れる望ましくない循環電流が生じる。対称パルス幅変調（デッドタイム変調ともいう）を用いる共振インバータであっても、ゼロ電圧スイッチングにならない可能性が高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そのため、インバータを自身の共振状態に近付けてオープンループの出力インピーダンスを最大にし、インバータトランジスタのゼロ電圧スイッチングを保証する共振インバータの駆動方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の方法は、ハーフブリッジ型に配置されたトップインバータスイッチおよびボトムインバータスイッチと、インバータの出力端間に接続された直列共振回路とを有するインバータにより実現される。また、このインバータは、トップインバータスイッチとボトムインバータスイッチとの切り替えを制御する駆動回路に接続される。直列共振回路は、共振インダクタに直列接続される共振キャパシタを備える。ガス放電ランプのような負荷は、共振キャパシタの両端間に接続される。
【０００７】
本発明の方法は、共振インダクタに流れる電流が増加してゼロ軸を横切るときに、直列共振ハーフブリッジインバータのボトムスイッチをオフ、トップスイッチをオンに切り替えるステップを含む。これによって、インバータスイッチのゼロ電圧スイッチングが保証される。また、この操作は、実際のインバータ周波数が直列共振回路の共振周波数に近づくように、全体的なスイッチング期間を増加させる。インバータを共振状態に近付けると、インバータのオープンループの出力インピーダンスが増加して、ガス放電ランプのような負荷がより安定して動作する。
【０００８】
オン時間制御回路を用いる場合、本発明の方法は、トップインバータスイッチのオン時間を変更することによって、負荷（例えば、ガス放電ランプ）に供給される電流を制御するステップをさらに含む。このことは、実施形態において、共振インダクタの電流が基準値に達したときにトップインバータスイッチが切り替わるように、共振インダクタに流れる電流の測定結果を次々にフィードバックすることによって実現される。実施形態２では、トップインバータスイッチがオンに切り替わったときに始動するタイマに基づいてトップインバータスイッチを切り替えることによって、トップインバータスイッチのオン時間を制御する。
【０００９】
本発明の実施形態では、インバータ駆動回路は、（ａ）トップインバータスイッチおよびボトムインバータスイッチに接続されるスイッチング回路と、（ｂ）共振インダクタに流れるＡＣ負荷電流を監視するためにインバータに接続されるゼロクロス検出回路とを備える。ゼロクロス検出回路は、測定されたＡＣ負荷電流を第１基準電流値と比較する。また、ゼロクロス検出回路は、測定されたＡＣ負荷電流の微分を変化率基準値と比較する。測定されたＡＣ負荷電流が第１基準電流値または第１基準電流値に近い値であり、かつ測定されたＡＣ負荷電流の変化率が変化率基準値を上回るか下回るかのいずれか一方であるとき、ゼロクロス検出回路は、第１指示信号を生成する。好ましくは、第１参照電流値は０である。加えて、電流が正であるときに指示信号が生成されるように、変化率基準値は、好ましくは０である。
【００１０】
第１指示信号は、スイッチング回路の入力に入力される。スイッチング回路は、トップインバータスイッチとボトムインバータスイッチとを切り替える動作が可能である。第１指示信号を使用することによって、スイッチング回路は、インダクタの電流が増加して共振インダクタの電流がゼロ軸と交差するときに、トップインバータスイッチをオンに切り替え、ボトムインバータスイッチをオフに切り替える。これによって、インバータスイッチのゼロ電流スイッチングが保証されるとともに全体的なスイッチング期間が増加し、その結果、インバータが共振状態に近付くように動作する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１の概略図である。
【図２】本発明の実施形態２の概略図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一形態に基づいたＡＣ負荷電流（ＩＬＯＡＤ）と共振インダクタ電流（ＩＬＳｅｒ）とトップインバータスイッチ（ＳＴＯＰ）の切り替えとの間のタイミングおよび強度の関係を示すグラフ、（ｂ）は、ＤＣ遮断キャパシタの両端間の電圧（ＶＣｓｅｒ）と共振インダクタの両端間の電圧（ＶＬＳｅｒ）と共振キャパシタの両端間の電圧（ＶＣＰａｒ）との間のタイミングおよび強度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明のインバータ回路１０の実施形態１を示す。インバータ回路１０は、負荷１２がガス放電ランプであるときに特に有用である。好ましい実施形態は、インバータ回路のオープンループの出力インピーダンスを最大にすることによって、ランプの動作を安定させる。
【００１３】
インバータ回路１０は、ＤＣ源１６と直列共振回路２２とに接続されるハーフブリッジインバータ１４を備える。インバータ１４と直列共振回路２２とは、通常、ガス放電ランプのような負荷１２に供給される高周波・高電圧のＡＣ電流にＤＣ源１６からのＤＣ電圧を変換する。この実施形態では、インバータ１４は、トップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０との切り替えがインバータ駆動回路によって制御される駆動式のインバータである。
【００１４】
ＤＣ遮断キャパシタ１９は、インバータ１４と共振回路２２との間に配置されていてもよい。インバータ出力１８の時間と周波数と包絡線特性とは、共振回路２２の特性と所望の適用例とに応じて変化する。
【００１５】
好ましい実施形態では、インバータ１４は、ハーフブリッジインバータ型に配置されたトップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０とを有する。好ましくは、直列共振回路２２は、共振インダクタ２４と共振キャパシタ２６とを備える。負荷１２は、共振キャパシタ２６の両端間に接続されて、ＡＣ負荷電流２３（図３（ａ）ではＩＬＯＡＤで示す）を受け取る。
【００１６】
インバータ駆動回路は、共振回路２２に接続されるゼロクロス検出回路３２を備える。ゼロクロス検出回路３２は、（ａ）共振回路２２の共振周波数に近い周波数で、（ｂ）共振インダクタ２４を流れる電流の特定の変化率と同期して、インバータスイッチ２８，３０の切り替えが起こるように、共振インダクタ２４に流れる電流ＩＬＳｅｒを監視する。電流と電流の変化率基準値とを適宜選択すれば、ゼロクロス検出回路３２によって、トップインバータトランジスタ（トップインバータスイッチ）２８およびボトムインバータトランジスタ（ボトムインバータスイッチ）３０のゼロ電圧スイッチングが確実に行われる。
【００１７】
ゼロクロス検出回路３２は、共振インダクタ２４に流れる電流ＩＬＳｅｒに対応するＡＣ電流信号２５を受ける。ＡＣ電流信号２５は、ＡＣ電流信号２５の周波数および強度がＡＣ負荷電流２３の周波数および強度とおおよそ比例している限り、ＡＣ負荷電流２３と関連したどんな電流信号であってもよい。しかしながら、ＡＣ電流信号２５とＡＣ負荷電流２３とは周波数で同じであることが好ましい。共振インダクタとの誘導結合または電流検出抵抗（図示せず）の両端間の電圧の測定などの様々な周知の方法でＡＣ電流信号２５を生成できる。このことは、当業者にとって自明なことである。
【００１８】
ゼロクロス検出回路３２は、ＡＣ電流信号２５を第１基準電流値３４と比較する動作を行う。図１，２に示すように、この動作は、第１比較器３５を用いることで実現される。第１比較器３５は、ＡＣ電流信号２５が第１基準電流値３４または第１基準電流値３４に近い値になったときに、電流値交差信号を出力する。
【００１９】
また、ゼロクロス検出回路３２は、ＡＣ電流信号２５の変化率を変化率基準値３６と比較する動作を行う。この動作は、電流微分（変化率）検出器４２および第２比較器４４を利用することで実現される。電流微分検出器４２は、ＡＣ電流信号２５の変化率に対応する信号を生成する。電流微分検出器４２は、受動素子と能動素子とを組み合わせて構成される。例えば、電流微分検出器４２は、他の受動素子または能動素子に接続されるインダクタを備えていても良い。あるいは、電流微分検出器４２は、ＡＣ電流信号２５の微分を算出して電流信号のおおよその変化率を出力する処理装置であっても良い。その後、この信号（電流微分検出器４２で生成された信号）は、第２比較器４４の一方の入力に与えられる。
【００２０】
第２比較器４４は、ＡＣ電流信号２５の変化率を変化率基準値３６と比較する。ゼロクロス検出回路３２は、ＡＣ電流信号２５の変化率がおおよそ変化率基準値３６を上回るか下回るかのいずれか一方であれば、変化率交差信号３９を生成する。論理装置３３は、比較器３５，４４の出力に接続される。論理装置３３は、電流値交差信号３７が第１比較器３５によって生成されるとともに変化率交差信号３９が第２比較器４４によって生成されたときに、第１指示信号４９を生成する機能を有する。好ましくは、論理装置３３は、ＡＮＤゲートである。
【００２１】
ゼロクロス検出回路３２は、ゼロ電圧スイッチングに必要な全ての測定結果を提供する。ゼロ電圧スイッチングは、電流が０又は０付近でインバータスイッチ２８，３０が切り替わるとき、および、電流の変化率が正であるときに、起こる。そのため、第１基準値３４と変化率基準値３６とは、０または０付近である。さらに、ＡＣ電流信号２５の変化がおおよそ変化率基準値３６を上回ったときに、第１指示信号４９が出力される。このように、ＡＣ負荷電流２３が０または０付近であり、かつＡＣ負過電流の変化率が正であるときに、指示信号４９が出力される。
【００２２】
ＡＣ電流信号２５の周波数は、ＡＣ負荷電流２３の周波数と同じである必要はない。ＡＣ電流信号２５の周波数は、ＡＣ負荷電流２３の周波数とおおよそ比例する必要はある。そのため、ＡＣ負荷電流２３の周波数とＡＣ電流信号２５の周波数との間の既知の比に応じて第１指示信号４９が出力されるように、インバータ回路１０は、追加の装置（図示せず）を備えていても良い。例えば、回路は、ＡＣ電流信号の周波数がＡＣ負過電流２３の周波数の約２倍であるなら、ゼロクロスひとつおきに指示信号４９を出力させてもよい。しかしながら、好ましい実施形態では、ＡＣ電流信号は、ＡＣ負荷電流２３と同じ周波数を有する。
【００２３】
再び図１，２を参照すると、インバータ駆動回路は、インバータ１４とゼロクロス検出回路３２とに接続されるスイッチング回路３８を備える。スイッチング回路３８は、ゼロクロス検出回路３２から出力される第１指示信号４９に応答して、トップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０とを切り替える。上述したように、ＡＣ電流信号２５のゼロクロス時かつＡＣ電流信号２５の変化率が正であるときに第１指示信号４９を生成することが好ましい。
【００２４】
図１，２に示すように、スイッチング回路３８は、一方のスイッチ２８，３０がオンであるときに他方のスイッチ３０，２８がオフとなるように、トップインバータスイッチ２８とボトムインバータスイッチ３０とに接続される。そのため、スイッチング回路３８は、セット入力Ｓが第１指示信号４９を受け取る周知のＳＲフリップフロップ装置であっても良い。
【００２５】
オン時間制御回路を利用してトップインバータスイッチ２８のオン時間を変えることによって、負荷１２に供給される電力が制御される。図１に示す実施形態では、トップインバータスイッチ２８のオン時間は、共振回路２２に接続された比較回路４０によって制御される。比較回路４０は、共振インダクタ２４に接続される信号入力と、第２基準電流値４１が入力される基準入力とを有する。比較回路４０は、ＡＣ電流信号２５を第２基準電流値４１と比較する。ＡＣ電流信号２５が第２基準電流値４１に等しい又は第２基準電流値４１に近い場合、第２指示信号５０がスイッチング回路３８のリセット入力Ｒに送られる。スイッチング回路３８は、第２指示信号５０に応答して、インバータスイッチ２８，３０の切り替えを行う。さらに詳しくは、スイッチング回路３８の出力Ｑは、トップインバータスイッチ２８に接続される。相補出力Ｑ’は、ボトムインバータスイッチ３０に接続される。一実施形態では、トップインバータスイッチ２８およびボトムインバータスイッチ３０は、トランジスタのベース（またはゲート）がフリップフロップの出力ＱおよびＱ’に接続されたスイッチングトランジスタであっても良い。セット入力Ｓが第１指示信号４９を受け取ると、出力（通常出力）Ｑがハイに切り替わるとともに相補出力Ｑ’がロウに切り替わる。図３（ａ）では、この信号をＳＴＯＰとして示す。これによって、トップインバータスイッチ２８がオンになり、ボトムインバータスイッチ３０がオフになる。リセット入力Ｒが第２指示信号５０を受け取ると、通常出力Ｑがロウに切り替わるとともに相補出力Ｑ’がハイに切り替わる。これによって、トップインバータスイッチ２８がオフになり、ボトムインバータスイッチ３０がオンになる。
【００２６】
図２に示されるインバータ回路１０の第２実施形態では、トップインバータスイッチ２８のオン時間は、タイマ回路４１によって制御される。タイマ回路４１は、好ましくは、トップインバータスイッチ２８がオンになったときに起動される。その後、遅延時間後に第２指示信号５０が生成されて、トップインバータスイッチ２８がオフになる。好ましくは、図３（ｂ）に示されるように、遅延時間は、ＡＣ電流信号２５のピーク電流値またはその付近でトップインバータスイッチ２８がオフになる時間に合わせられる。上述したように、ゼロクロス検出器３２は、負荷電流が増加して０または０近くになったときに確実に切り替えを行う。
【００２７】
図３（ａ），（ｂ）は、インバータ回路２０の動作を説明するグラフである。特に図３（ａ）を参照すれば、グラフは、スイッチング回路３８の通常出力Ｑからの出力３１を描いている。出力３１がロウであるとき、トップインバータスイッチ２８はオフになる。ＡＣ電流信号２５の変化率が正であり且つＡＣ電流信号２５が０または０近くであるとゼロクロス検出回路２１で決定されると、セット入力Ｓに第１指示信号４９が入力され、出力３１がハイに切り替わる。これによって、トップインバータスイッチ２８がオンになる。リセット入力Ｒが第２指示信号を受け取ると、トップインバータスイッチ２８はオフになる。図３（ａ）に示すように、出力３１は、ＡＣ電流信号２５のピーク値またはピーク値近くでロウに戻る。グラフには、結果として生じるＡＣ負荷電流２３が示されている。
【００２８】
図３（ｂ）は、インバータ回路１０から結果として得られる電圧出力とＤＣ遮断キャパシタ１９の両端間の電圧５９とのグラフを示す。また、共振インダクタ２４の両端間の電圧６０が示される。また、負荷１２の両端間のＡＣ電圧に等しい共振キャパシタ２６の両端間の電圧６１が示される。
【００２９】
本明細書では、インバータ回路１０の様々な動作が開始されるとき又は実行されるタイミングを、”おおよそ”および”近く”という語句を用いて記述している。これらの語句は、どのような電子機器であっても特定の瞬間に特定の動作を正確に行うものではないことを意味している。どれだけ正確に設計されていても実際には電子機器が１００％正確に動作することはないという認識を当業者は持っている。”おおよそ”および”近く”という語句は、全ての電子機器にこのような不正確さがあることを意味する。インバータ回路１０の特定の動作が基準値の”おおよそ”および”近く”で実行されるかどうかを考える際には、これらの誤差を修正するために電子回路および技術で用いられる標準誤差を考慮すべきである。
【００３０】
以上、ゼロ電流スイッチングおよび任意の周波数パルス幅変調を用いる共振インバータの新規で有用な駆動方法の本発明の特定の実施形態を説明してきたが、このような言及によって、請求の範囲の記載を除いて本発明の範囲が限定されることはない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ回路であって、
共振回路に接続されるインバータスイッチを備え、ＡＣ負荷電流を負荷に供給するインバータと、
上記インバータに接続され、上記インバータスイッチの切り替えを行うインバータ駆動回路とを備え、
上記インバータ駆動回路は、上記共振回路に接続され、ＡＣ電流信号を受け取るゼロクロス検出回路を備え、
上記ゼロクロス検出回路は、上記ＡＣ電流信号を第１基準電流値と比較する動作と、上記ＡＣ電流信号の変化率を変化率基準値と比較する動作と、上記ＡＣ電流信号が上記第１基準値または上記第１基準値近くであり且つ上記ＡＣ電流信号の変化率が上記変化率基準値または上記変化率基準値近くであるときに第１指示信号を生成する動作とを行うように構成され、
上記インバータ駆動回路は、さらに、上記インバータスイッチと上記ゼロクロス検出回路とに接続されるスイッチング回路を備え、
上記スイッチング回路は、上記第１指示信号に応答して上記ＡＣ電流信号の増加時に上記インバータスイッチをゼロ電流で切り替えるように構成されることを特徴とするインバータ回路。
【請求項２】
上記共振回路に接続される比較回路を備え、
上記比較回路は、上記ＡＣ電流信号を第２基準値と比較し、上記ＡＣ電流信号が上記第２基準値または上記第２基準値近くであるときに第２指示信号を生成するように動作し、
上記スイッチング回路は、上記比較回路に接続され、上記第２指示信号に応答して上記少なくとも１つの上記インバータスイッチのオン時間を制御することを特徴とする請求項１記載のインバータ回路。
【請求項３】
上記第１基準値は約０であり、
上記変化率基準値は０または０近くであり、
上記第１指示信号は、上記ＡＣ電流信号の上記変化率が上記変化率基準値を上回ったときに生成されることを特徴とする請求項１または２記載のインバータ回路。
【請求項４】
上記第２基準値は、上記ＡＣ電流信号のピーク電流値または上記ピーク電流値近くであることを特徴とする請求項２記載のインバータ回路。
【請求項５】
上記共振回路に接続され、遅延時間の後に第２指示信号を生成するタイマ回路を備え、
上記スイッチング回路は、上記タイマ回路に接続され、上記第２指示信号に対応して少なくとも１つの上記インバータスイッチのオン時間を制御することを特徴とする請求項１記載のインバータ回路。
【請求項６】
上記遅延時間は、上記ＡＣ電流信号のピーク電流値または上記ピーク電流値近くで上記少なくとも１つのインバータスイッチがオフになる時間に合わせられることを特徴とする請求項５記載のインバータ回路。
【請求項７】
上記スイッチング回路は、フリップフロップ装置であることを特徴とする請求項１記載のインバータ回路。
【請求項８】
上記ゼロクロス検出回路は、上記ＡＣ電流信号の変化率に応答する電流微分回路を備えることを特徴とする請求項１記載のインバータ回路。
【請求項９】
上記ゼロクロス検出回路は、上記ＡＣ電流信号の上記変化率と上記変化率基準値とを比較して、上記ＡＣ電流信号の上記変化率が上記変化率基準値をおおよそ上回ったときに変化率交差信号を生成する第１比較器を備えることを特徴とする請求項１記載のインバータ回路。
【請求項１０】
上記変化率基準値は、上記変化率交差信号が送信されたときに上記ＡＣ電流信号の上記変化率がおおよそ正となるように、おおよそ０であることを特徴とする請求項９記載のインバータ回路。
【請求項１１】
上記ゼロクロス検出回路は、
上記ＡＣ電流信号と上記第１基準電流値とを比較して、上記ＡＣ電流信号が上記第１基準電流値または上記第１基準電流値近くであるときに電流値交差信号を生成する第２比較器と、
上記第１比較器と上記第２比較器とに接続され、上記電流値交差信号と上記変化率交差信号とが上記第１比較器と上記第２比較器とで生成されたときに上記第１指示信号を生成する動作を行う論理装置とを備えることを特徴とする請求項１０記載のインバータ回路。
【請求項１２】
上記共振回路は、キャパシタに直列接続される共振インダクタと、上記共振インダクタに流れるＡＣ電流に対応する上記ＡＣ電流信号とを備えることを特徴とする請求項１記載のインバータ回路。
【請求項１３】
上記インバータは、トップインバータスイッチとボトムインバータスイッチとを有するハーフブリッジインバータであることを特徴とする請求項１２記載のインバータ回路。
【請求項１４】
ガス放電ランプに電力を供給するための電子安定器であって、以下の（ａ）〜（ｈ）を備えることを特徴とする電子安定器、
（ａ）ハーフブリッジインバータ、上記インバータ（ハーフブリッジインバータ）は、共振キャパシタに直列接続された共振インダクタに接続されたトップインバータスイッチおよびボトムインバータスイッチを有する、
（ｂ）ゼロクロス検出回路とスイッチング回路とを備えるインバータ駆動回路、上記スイッチング回路は、第１および第２制御入力を有する、
（ｃ）上記ゼロクロス検出回路は、上記スイッチング回路の上記第１制御入力に接続される出力を有し、上記共振インダクタに接続される、
（ｄ）上記スイッチング回路の上記第２制御入力に接続されて第２指示信号を出力する出力を有するオン時間制御回路、
（ｅ）上記トップインバータスイッチとボトムインバータスイッチとにそれぞれ接続されるトップ制御出力とボトム制御出力とを有する上記スイッチング回路、
（ｆ）上記共振インダクタに流れるＡＣ電流に応答して、上記共振インダクタの電流が増加してゼロ電流軸と交差するときに、上記スイッチング回路の上記第１制御入力に第１指示信号を与える上記ゼロクロス検出回路、
（ｇ）上記第１指示信号に応答して、上記共振インダクタの電流が増加して上記ゼロ電流軸と交差するときに、上記トップインバータスイッチをオンにし、上記ボトムインバータスイッチをオフにする上記スイッチング回路、
（ｈ）上記第２指示信号に応答して上記トップインバータスイッチの上記オン時間を制御する上記スイッチング回路。
【請求項１５】
上記オン時間制御回路は、基準入力と、上記共振インダクタに接続される信号入力と、上記スイッチング回路の上記第２制御入力に接続される出力とを備え、
比較回路は、上記共振インダクタに流れる上記ＡＣ電流に応答し、上記共振インダクタの電流が上記基準入力に与えられる基準レベルを超えるときに上記スイッチング回路の上記第２制御入力に上記第２指示信号を与えるように構成されることを特徴とする請求項１４記載の電子安定器。
【請求項１６】
上記オン時間制御回路は、タイマ回路を備え、
上記タイマ回路は、上記タイマ回路が、上記トップインバータスイッチがオンになったときに上記第２指示信号を与え、遅延時間後に上記第２指示信号を終了させるように上記共振インダクタに接続されることを特徴とする請求項１４記載の電子安定器。
【請求項１７】
上記スイッチング回路はフリップフロップ装置であることを特徴とする請求項１５または１６記載の電子安定器。
【請求項１８】
トップインバータスイッチとボトムインバータスイッチと直列インダクタとを備えるインバータのオープンループ出力インピーダンスを最大にして負荷に供給される電力を制御するための直列共振、ハーフブリッジインバータの駆動方法であって、
上記インダクタ電流が増加して上記ゼロ電流軸に交差する時を決定するために上記共振インダクタに流れる電流を監視するステップと、
上記インダクタ電流が増加して上記ゼロ電流軸に交差する時に上記トップインバータスイッチをオンにするとともに上記ボトムインバータスイッチをオフにするステップとを備えることを特徴とする駆動方法。
【請求項１９】
測定された上記共振インダクタに流れる電流を基準レベルと比較して、上記測定された共振インダクタの電流が上記基準レベルと超えたときに上記トップインバータスイッチをオフにするとともに上記ボトムインバータスイッチをオンにすることによって、上記トップインバータスイッチのオン時間を制御するステップを備えることを特徴とする請求項１８記載の駆動方法。
【請求項２０】
上記トップインバータスイッチがオンになるとタイマ回路を動作させ、遅延時間後に上記タイマ回路を停止させて上記トップインバータスイッチをオフにするとともに上記ボトムインバータスイッチをオンにすることによって、上記トップインバータスイッチのオン時間を制御するステップを備えることを特徴とする請求項１８記載の駆動方法。
【請求項１】
インバータ回路であって、
共振回路に接続されるインバータスイッチを備え、ＡＣ負荷電流を負荷に供給するインバータと、
上記インバータに接続され、上記インバータスイッチの切り替えを行うインバータ駆動回路とを備え、
上記インバータ駆動回路は、上記共振回路に接続され、ＡＣ電流信号を受け取るゼロクロス検出回路を備え、
上記ゼロクロス検出回路は、上記ＡＣ電流信号を第１基準電流値と比較する動作と、上記ＡＣ電流信号の変化率を変化率基準値と比較する動作と、上記ＡＣ電流信号が上記第１基準値または上記第１基準値近くであり且つ上記ＡＣ電流信号の変化率が上記変化率基準値または上記変化率基準値近くであるときに第１指示信号を生成する動作とを行うように構成され、
上記インバータ駆動回路は、さらに、上記インバータスイッチと上記ゼロクロス検出回路とに接続されるスイッチング回路を備え、
上記スイッチング回路は、上記第１指示信号に応答して上記ＡＣ電流信号の増加時に上記インバータスイッチをゼロ電流で切り替えるように構成されることを特徴とするインバータ回路。
【請求項２】
上記共振回路に接続される比較回路を備え、
上記比較回路は、上記ＡＣ電流信号を第２基準値と比較し、上記ＡＣ電流信号が上記第２基準値または上記第２基準値近くであるときに第２指示信号を生成するように動作し、
上記スイッチング回路は、上記比較回路に接続され、上記第２指示信号に応答して上記少なくとも１つの上記インバータスイッチのオン時間を制御することを特徴とする請求項１記載のインバータ回路。
【請求項３】
上記第１基準値は約０であり、
上記変化率基準値は０または０近くであり、
上記第１指示信号は、上記ＡＣ電流信号の上記変化率が上記変化率基準値を上回ったときに生成されることを特徴とする請求項１または２記載のインバータ回路。
【請求項４】
上記第２基準値は、上記ＡＣ電流信号のピーク電流値または上記ピーク電流値近くであることを特徴とする請求項２記載のインバータ回路。
【請求項５】
上記共振回路に接続され、遅延時間の後に第２指示信号を生成するタイマ回路を備え、
上記スイッチング回路は、上記タイマ回路に接続され、上記第２指示信号に対応して少なくとも１つの上記インバータスイッチのオン時間を制御することを特徴とする請求項１記載のインバータ回路。
【請求項６】
上記遅延時間は、上記ＡＣ電流信号のピーク電流値または上記ピーク電流値近くで上記少なくとも１つのインバータスイッチがオフになる時間に合わせられることを特徴とする請求項５記載のインバータ回路。
【請求項７】
上記スイッチング回路は、フリップフロップ装置であることを特徴とする請求項１記載のインバータ回路。
【請求項８】
上記ゼロクロス検出回路は、上記ＡＣ電流信号の変化率に応答する電流微分回路を備えることを特徴とする請求項１記載のインバータ回路。
【請求項９】
上記ゼロクロス検出回路は、上記ＡＣ電流信号の上記変化率と上記変化率基準値とを比較して、上記ＡＣ電流信号の上記変化率が上記変化率基準値をおおよそ上回ったときに変化率交差信号を生成する第１比較器を備えることを特徴とする請求項１記載のインバータ回路。
【請求項１０】
上記変化率基準値は、上記変化率交差信号が送信されたときに上記ＡＣ電流信号の上記変化率がおおよそ正となるように、おおよそ０であることを特徴とする請求項９記載のインバータ回路。
【請求項１１】
上記ゼロクロス検出回路は、
上記ＡＣ電流信号と上記第１基準電流値とを比較して、上記ＡＣ電流信号が上記第１基準電流値または上記第１基準電流値近くであるときに電流値交差信号を生成する第２比較器と、
上記第１比較器と上記第２比較器とに接続され、上記電流値交差信号と上記変化率交差信号とが上記第１比較器と上記第２比較器とで生成されたときに上記第１指示信号を生成する動作を行う論理装置とを備えることを特徴とする請求項１０記載のインバータ回路。
【請求項１２】
上記共振回路は、キャパシタに直列接続される共振インダクタと、上記共振インダクタに流れるＡＣ電流に対応する上記ＡＣ電流信号とを備えることを特徴とする請求項１記載のインバータ回路。
【請求項１３】
上記インバータは、トップインバータスイッチとボトムインバータスイッチとを有するハーフブリッジインバータであることを特徴とする請求項１２記載のインバータ回路。
【請求項１４】
ガス放電ランプに電力を供給するための電子安定器であって、以下の（ａ）〜（ｈ）を備えることを特徴とする電子安定器、
（ａ）ハーフブリッジインバータ、上記インバータ（ハーフブリッジインバータ）は、共振キャパシタに直列接続された共振インダクタに接続されたトップインバータスイッチおよびボトムインバータスイッチを有する、
（ｂ）ゼロクロス検出回路とスイッチング回路とを備えるインバータ駆動回路、上記スイッチング回路は、第１および第２制御入力を有する、
（ｃ）上記ゼロクロス検出回路は、上記スイッチング回路の上記第１制御入力に接続される出力を有し、上記共振インダクタに接続される、
（ｄ）上記スイッチング回路の上記第２制御入力に接続されて第２指示信号を出力する出力を有するオン時間制御回路、
（ｅ）上記トップインバータスイッチとボトムインバータスイッチとにそれぞれ接続されるトップ制御出力とボトム制御出力とを有する上記スイッチング回路、
（ｆ）上記共振インダクタに流れるＡＣ電流に応答して、上記共振インダクタの電流が増加してゼロ電流軸と交差するときに、上記スイッチング回路の上記第１制御入力に第１指示信号を与える上記ゼロクロス検出回路、
（ｇ）上記第１指示信号に応答して、上記共振インダクタの電流が増加して上記ゼロ電流軸と交差するときに、上記トップインバータスイッチをオンにし、上記ボトムインバータスイッチをオフにする上記スイッチング回路、
（ｈ）上記第２指示信号に応答して上記トップインバータスイッチの上記オン時間を制御する上記スイッチング回路。
【請求項１５】
上記オン時間制御回路は、基準入力と、上記共振インダクタに接続される信号入力と、上記スイッチング回路の上記第２制御入力に接続される出力とを備え、
比較回路は、上記共振インダクタに流れる上記ＡＣ電流に応答し、上記共振インダクタの電流が上記基準入力に与えられる基準レベルを超えるときに上記スイッチング回路の上記第２制御入力に上記第２指示信号を与えるように構成されることを特徴とする請求項１４記載の電子安定器。
【請求項１６】
上記オン時間制御回路は、タイマ回路を備え、
上記タイマ回路は、上記タイマ回路が、上記トップインバータスイッチがオンになったときに上記第２指示信号を与え、遅延時間後に上記第２指示信号を終了させるように上記共振インダクタに接続されることを特徴とする請求項１４記載の電子安定器。
【請求項１７】
上記スイッチング回路はフリップフロップ装置であることを特徴とする請求項１５または１６記載の電子安定器。
【請求項１８】
トップインバータスイッチとボトムインバータスイッチと直列インダクタとを備えるインバータのオープンループ出力インピーダンスを最大にして負荷に供給される電力を制御するための直列共振、ハーフブリッジインバータの駆動方法であって、
上記インダクタ電流が増加して上記ゼロ電流軸に交差する時を決定するために上記共振インダクタに流れる電流を監視するステップと、
上記インダクタ電流が増加して上記ゼロ電流軸に交差する時に上記トップインバータスイッチをオンにするとともに上記ボトムインバータスイッチをオフにするステップとを備えることを特徴とする駆動方法。
【請求項１９】
測定された上記共振インダクタに流れる電流を基準レベルと比較して、上記測定された共振インダクタの電流が上記基準レベルと超えたときに上記トップインバータスイッチをオフにするとともに上記ボトムインバータスイッチをオンにすることによって、上記トップインバータスイッチのオン時間を制御するステップを備えることを特徴とする請求項１８記載の駆動方法。
【請求項２０】
上記トップインバータスイッチがオンになるとタイマ回路を動作させ、遅延時間後に上記タイマ回路を停止させて上記トップインバータスイッチをオフにするとともに上記ボトムインバータスイッチをオンにすることによって、上記トップインバータスイッチのオン時間を制御するステップを備えることを特徴とする請求項１８記載の駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２８３９９８（Ｐ２０１０−２８３９９８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−１３５４１６（Ｐ２００９−１３５４１６）
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【出願人】（５０８０５７４３８）ユニバーサル ライティング テクノロジーズ， インコーポレイテッド (6)
【氏名又は名称原語表記】Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】２６ Ｃｅｎｔｕｒｙ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ， Ｓｕｉｔｅ ５００， Ｎａｓｈｖｉｌｌｅ， Ｔｅｎｎｅｓｓｅｅ ３７２１４， Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３５４１６（Ｐ２００９−１３５４１６）
【出願日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【出願人】（５０８０５７４３８）ユニバーサル ライティング テクノロジーズ， インコーポレイテッド (6)
【氏名又は名称原語表記】Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】２６ Ｃｅｎｔｕｒｙ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ， Ｓｕｉｔｅ ５００， Ｎａｓｈｖｉｌｌｅ， Ｔｅｎｎｅｓｓｅｅ ３７２１４， Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
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