放電ランプ用の低コストでコンパクト・サイズの単一段高力率回路
【課題】従来技術よりも構成要素の数を少なくして力率を高くし且つ全高調波歪みを低することを可能とする放電ランプ用の安定器のコンパクトで低コストのトポロジイ解決策を提供する。
【解決手段】本トポロジイは、ランプ寿命及び製品ついての始動の数を増大させるような低い波高率及び急速始動の特徴を提供する。主スイッチとして電界効果トランジスタの代わりにバイポーラ接合トランジスタを使用し且つより低い値の電解コンデンサを使用することによって、コスト及びサイズを大幅に減少させる。
【解決手段】本トポロジイは、ランプ寿命及び製品ついての始動の数を増大させるような低い波高率及び急速始動の特徴を提供する。主スイッチとして電界効果トランジスタの代わりにバイポーラ接合トランジスタを使用し且つより低い値の電解コンデンサを使用することによって、コスト及びサイズを大幅に減少させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子式照明システムを対象とし、より詳しくは、放電ランプと接続して使用される集積ブリッジ・インバータ回路を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
一体型コンパクト蛍光ランプ用途のような放電ランプ用に設計された既存の単一段高力率電子式安定器回路は、様々な欠点を持ち、例えば、ゼロ電圧スイッチング範囲が望ましくないほどに制限され、また運転中及び始動中に高い不必要なコンポーネント・ストレスが掛かる。既存のシステムはまた、波高率及び高周波成分が望ましくないほど大きく、これらは、製品が国際電気標準会議の規格（例えば、ＩＥＣ−６１０００−３−２）を遵守するのを妨げる。このようなランプはまた嵩張る大きさであり、スペースに余裕のない用途ではその使用が制限される。
【０００３】
放電ランプに使用することのできる既存の一つの電子式安定器は、米国特許第５４２６３４４号（発明者：Ｗｏｎｇ）に開示されているような自励振動式高力率電子式安定器である。上記米国特許の回路、並びに他の安定器は、入力ブリッジ回路部分とインバータ回路部分とを使用し、これらは互いから区別され且つ離れている。上記米国特許の方式は２．０以上の波高率を生じる。波高率（これは「ピーク対ＲＭＳ比」とも呼ばれる）は、波形のピーク振幅を波形のＲＭＳ値（実効値）で除算することによって計算される波形の測定値である。波高率は、ランプの寿命に直接的な影響を持つパラメータである。
【０００４】
上記米国特許の方式の欠点は、コンデンサの両端間の電圧のような高い母線電圧ストレスを生じることであり、これにより高い電圧定格のトランジスタを使用することが必要になる。上記米国特許の方式の別の欠点は、入力ダイオード・ブリッジより前に存在する入力電流の不連続な性質を緩和するために大きなＥＭＩフィルタを必要とすることである。高いピーク電流は、より大きい高周波成分を持っており、入力ＥＭＩフィルタによって濾波して除去する必要がある。上記米国特許に記載のような既存の安定器の更に別の欠点は、スイッチング・トランジスタ及び共振回路構成要素に高電流ストレスが掛かることである。
【０００５】
別の関連した特許は、米国特許第６４１７６３１号（発明者：Ｗｏｎｇ及びＣｈｅｎ）である。この特許のトポロジイは、従来の単一段力率補正（ＰＦＣ）回路の多くの欠点を解消しているが、依然として通常のコンパクト蛍光ランプ（ＣＦＬ）よりも多数の構成要素を使用していて、より高価なＦＥＴスイッチの使用を必要としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６１６９３７４号
【発明の概要】
【０００７】
本願では既存の従来技術の欠点を克服する。
【０００８】
コンデンサ、インダクタ、ダイオードのような構成要素の数を少なくし、且つ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の代わりにより廉価なバイポーラ接合トランジスタを使用し、従って製造し動作させるコストをも低くする回路を用いることに利点がある。
【０００９】
また、該回路において力率を高くし、全高調波歪みを低くし、波高率を低くし、且つゼロ電圧スイッチング範囲を拡大することに利点がある。
【００１０】
また更に、照明ユニットの始動及び運転中に部品に掛かるコンポーネント・ストレスを低くし、その結果として安定器の寿命を延長させることに利点がある。
【００１１】
更にまた、設計を非常にコンパクトにすることは有利である。
【００１２】
本発明の開示の更に他の特徴及び利益は、以下の説明を読み且つ理解することにより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本願の一実施形態の概略回路図である。
【図２】図２は、本願の一実施形態の概略回路図である。
【図３】図３は、本願の一実施形態の性能の有用な結果を表すグラフである。
【図４】図４は、本願の一実施形態の性能の有用な結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１について説明すると、本願の一実施形態の概略回路図１００が示されている。回路図１００には説明文１０１も示されている。装置１００は、ヒューズ１１２の隣りに配置されたＡＣ電源１１０を有し、ヒューズ１１２は接合点１１３に接続される。該接合点からの１つの枝路がフィルタへ延在し、また他の枝路がＥＭＩインダクタ１１６へ延在して、該インダクタ１１６は接合点１２１に接続される。上記フィルタは直列のコンデンサ１１４及び抵抗器１１５で構成されていて、別の接合点１１７に接続される。該接合点１１７は電源の他方の端子１１１に接続され且つその別の枝路が別の端子１２５に接続される。両方の端子１２１及び１２５はコンデンサ１２３の両端にある。代替実施形態では、線路１２９を点１２１に直接配線することが可能である。代替実施形態では、線路１２７を点１２５に直接配線することが可能である。
【００１５】
インダクタ１１６側の接合点１２１は、コンデンサ１９７へ続く外側ループ線路１２７に接続される。この接合点はまた、コンデンサ１２３と、別のコンデンサ１３１と、４つのダイオードより成るブリッジ１３０の１つの辺の中間（すなわち、ダイオード１３３と他のダイオード１３４との間）とに接続される。コンデンサ１３１及びダイオード１３３の両方が内側ループ１３９に接続され、またダイオード１３４が内側ループ１４９に接続される。代替実施形態では、コンデンサ１３１は回路内の他の点へ移すこと、例えば、限定するものではないが、ダイオード１３３，１３４と並列に、又はダイオード１３５及び１３６と並列になるように移すこと等ができる。代替実施形態では、ダイオード１３３、１３４、１３５及び１３６と並列に何らコンデンサを接続しないか、或いは２つ以上のコンデンサを接続してもよい。
【００１６】
代替実施形態では、ダイオード１３３，１３４，１３５，１３６は、全て又は個別に取り除いて、１対の超高速回復ダイオードと置換することができる。ここで、超高速ダイオードは通常のダイオードと同様な仕様を持っているが、２５ナノ秒又はそれより速い回復を持つ。更に別の実施形態では、ダイオード１３３，１３４，１３５，１３６は１つのパッケージに集積化することができる。
【００１７】
インダクタのない側の接合点１２５は、コンデンサ１２３に接続され、またコンデンサ１９９へ続く外側ループ１２９に接続される。代替実施形態では、コンデンサ１９９及びランプ１９３が直列に接続されるので、ランプ１９３が接合点１２５に接続される。接合点１２５はまた、４つのダイオードより成るブリッジ１３０の他の辺の中間（すなわち、ダイオード１３５と他のダイオード１３６との間）に接続される。コンデンサ１３１及びダイオード１３５の両方が内側ループ１３９に接続される。ダイオード１３６が内側ループ１４９に接続される。
【００１８】
両方の内側ループ１３９及び１４９はエネルギ蓄積コンデンサ１３７の両端に接続され、且つ第２の共通の線路１６３に接続される。共通の線路１６３の内の、内側ループ１３９に最も近い部分が、直列に２つの抵抗器１４１，１４３を含んでおり、その後に直列に線路１６０が続き、線路１６０は内側ループ１３９及び１４９の間に存在する。線路１４７が抵抗器１４３と抵抗器１４１との間に接続される。この線路１４７は中央の線路１６０に接続される。中央の線路１６０は抵抗器１４１と線路１４７との間にダイオード１４５を含む。
【００１９】
中央の線路１６０は延在して巻線１５４、抵抗器１５５及びランジスタ１５０のベース端子１５１に接続される。巻線１５４はインダクタ１８３に電気的に結合される。トランジスタ１５０は、Ｂ端子すなわちベース端子１５１、Ｃ端子すなわちコレクタ端子１５２、及びＥ端子すなわちエミッタ端子１５３を有する。中央の線路１６０はまた、別の抵抗器１５６及びトランジスタ１５０のＥ端子すなわちエミッタ端子１５３に接続される。このトランジスタ１５０のコレクタ端子１５２は内側ループ１３９に接続される。
【００２０】
中央の線路１６０の反対側では、抵抗器１４１，１４３と同じ線路に接続された線路が、ダイアック（交流用のダイオード）１６５をコンデンサ１６１に接続する。該コンデンサの他の側が内側ループ１４９に接続される。ダイアックの後の線路がダイアック・ダイオードを接合点に接続し、該接合点の一方の側が抵抗器１７５及び巻線１７６に接続される。巻線１７６はまた、インダクタ１８３に電気的に結合されると共に、内側線路１４９に接続され且つ回路アース１７７に接続される。接合点の他方の側が第２のトランジスタ１７０のベース端子１７１に接続される。第２のトランジスタ１７０は、ベース端子１７１、コレクタ端子１７２、及びエミッタ端子１７３を有する。中央の線路１６０はまた、別の抵抗器１５６及びトランジスタ１５０のエミッタ端子１５３に接続される。トランジスタ１７０のコレクタ端子１７２が中央の線路１６０に接続され、且つトランジスタ１７０のエミッタ端子１７３が抵抗器１７４に接続され、抵抗器１７４は次いで内側ループ１４９に接続される。コンデンサ１８９が内側ループ１４９に接続され且つ接合点１７８で中央の線路１６０に接続される。
【００２１】
２つのインダクタ１８３，１８５が直列に接続され、その一方の側が接合点１７８に接続され、且つ他方の側が、コンデンサ１９７へ続く外側ループ・ブリッジ１９６の部分１８７に接続される。接合点１８７はまたランプ・ユニット１９０に接続され、具体的には、線路１９１を介してランプ１９３のＡ端子１９２に接続される。ランプ１９３のＣ端子１９４が別の線路１９５によって、コンデンサ１９９へ続く内側ループ１９８の部分に接続される。代替実施形態では、接合点１８７はコンデンサ１９９に接続され、次いでランプ１９３に接続される。これは、コンデンサ１９９及びランプ１９３が直列に接続されてるからである。
【００２２】
４つのダイオードより成るブリッジは、インバータ回路のスイッチング周波数で、ピーク変化の時ではないときに一度に１つ導通するに過ぎない。ダイオード１３３及び１３６が一方の半サイクル中に交互にオン・オフし、また、ダイオード１３４及び１３５が線路周波数の他方の半サイクル中にオンになる。コンデンサ１９７はまた、高周波帰還を行うように作用する。同様に、コンデンサ１９９もまた、帰還によりダイオードを高周波数で動作させる。
【００２３】
本回路構成では、新しいトポロジイにより、Ｒｋ−ａ及びＲｋ−ｂ回路のベース・ドライバ１５４及び１７６が、共振タンク回路の入力と直列にＲｋ−ｃ一次巻線１８３を挿入することにより導き出される。タンク回路（「共振回路」とも呼ばれる）が、ランプを始動し且つ運転するためのエネルギを供給する。逆位相の２つの二次巻線Ｒｋ−ａ１５４及びＲｋ−ｂ１７６が２つのバイポーラ接合トランジスタのベースのドライバに接続される。２つのバイポーラ接合トランジスタは直列に且つ半ブリッジ構成で接続される。この構成では、一次巻線はランプの電流を検知するばかりでなく、コンデンサ１９７からの共振電流も検知する。回路の枝路１９７及びランプ１９９の両方が入力ブリッジに接続されているので、線路電圧はコンデンサ１９７及び１９９についての実効コンデンサ値を変調する。瞬時線路電圧が変化するので、コンデンサ１９７及び１９９についての実効コンデンサがそれにつれて変化する。従って、共振タンクの入力への電流が変化する。共振タンクへの入力電流を検知するベース・ドライバが半線路サイクルにわたって差を増幅し、その結果として、ランプの波高率が１．８〜２．０の範囲でより高くなり、これはランプ寿命に悪影響を持つ。更に、半線路サイクルにわたる動作周波数の大きな変化により、バイポーラ接合トランジスタのゼロ電圧スイッチングを維持するのが困難であり、その結果として部品の温度が高くなり、製品の効率及び寿命が低くなる。
【００２４】
この駆動装置の他の欠点は、ランプの寿命末期に近づくにつれて、陰極が過熱することがあり、陰極が切断するほどになることである。しかしながら、インバータはランプにエネルギを供給し続けて、陰極の周りの温度を更に高くする。
【００２５】
入力ブリッジ回路の高周波動作は２００００Ｈｚ以上で行われる。高周波回路は全高調波歪み（ＴＨＤ）を低くし、且つ力率を高くする。従来の設計と異なり、本設計はまた、殆どの既存の取付け具に嵌合するように小さくした一体ランプ輪郭を持つ利点を提供する。既存の高力率安定器は、追加の構成要素を持つ別個の力率補正段を含み、その結果、回路の複雑さを増大させ、価格を高くし且つサイズを大きくしている。
【００２６】
本回路設計はまた、連続的なランプ電流導通を確実に行うことのできる小さい値の電解コンデンサを使用することができ、その結果、ランプ寿命に重大な影響を及ぼすことのある各サイクルにおける不所望なランプ・ターンオフ現象が避けられる。電解コンデンサの値は、この特徴を達成するのに丁度充分な大きさにされるが、サイズ及びコストに悪影響を与えるほどに大き過ぎないようにする。コンデンサ回路を備えたバイポーラ接合トランジスタ・スイッチ１５０の使用により、設計全体について低コストの解決策を提供する。本設計は、既存の安定器よりも高ＰＦ及び低ＴＨＤのような良好な性能を提供し、また使用される構成要素の数を少なくしており、これは製造プロセス、コンパクトなサイズ及び低コストに役立つ。
【００２７】
トポロジイは、全てコンパクトなサイズで、高ＰＦ及び低ＴＨＤのような特別な特徴を達成するために少ない構成要素を用いる特徴を持つ。このトポロジイは、ランプ全体のサイズを、通常の力率補正なしのコンパクト蛍光ランプや発熱電球と同じサイズにして、相異なるＣＦＬのサイズ及び外観の問題を解消する。本開示では、２つの種類の低コスト・バイポーラ接合トランジスタ利用電子式安定器回路が提供される。両方の回路で、平均動作周波数は約１００ＫＨｚに設計されており、これは、磁気素子及びコンデンサのサイズを考慮して約４０ＫＨｚで動作する従来の回路より遙かに高い。
【００２８】
図２について説明すると、本願の一実施形態の概略回路図２００が示されている。回路図２００は、新規なインバータ回路のための新規な改良ベース駆動装置を示している。装置２００は、ヒューズ２１２の隣りに配置されたＡＣ電源２１０を有し、ヒューズ２１２は接合点２１３に接続される。接合点からの１つの枝路がコンデンサ２１５へ延在し、また他の枝路がＥＭＩインダクタ２１６を介して接合点２２１に接続される。コンデンサ２１５は別の接合点２１７に接続される。該接合点２１７は電源の他方の端子２１１に接続され且つその別の枝路が別の端子２２５に接続される。両方の端子２２１及び２２５はコンデンサ２２３の両端にある。代替実施形態では、線路２２９を点２２１に直接配線することが可能である。代替実施形態では、線路２２７を点２２５に直接配線することが可能である。
【００２９】
インダクタ２１６側の接合点２２１は、コンデンサ２９７へ続く外側ループ・ブリッジ線路２２７に接続される。この接合点はまた、コンデンサ２２３と、別のコンデンサ２３１と、４つのダイオードより成るブリッジ２３０の１つの辺の中間（すなわち、ダイオード２３３と他のダイオード２３４との間）とに接続される。コンデンサ２３１及びダイオード２３３の両方が内側ループ２３９に接続され、またダイオード２３４が内側ループ２４９に接続される。代替実施形態では、コンデンサ２３１は回路内の他の点へ移すこと、例えば、限定するものではないが、ダイオード２３３，２３４と並列に、又はダイオード２３５ 及び２３６と並列になるように移すこと等ができる。代替実施形態では、ダイオード２３３、２３４、２３５及び２３６と並列に何らコンデンサを接続しないか、或いは２つ以上のコンデンサを接続してもよい。
【００３０】
インダクタのない側の接合点２２５は、コンデンサ２２３に接続され、またコンデンサ２９９へ続く外側ループ２２９に接続される。代替実施形態では、コンデンサ２９９及びランプ２９３が直列に接続されているので、ランプ２９３が接合点２２５に接続される。接合点２２５はまた、４つのダイオードより成るブリッジ２３０の他の辺の中間（すなわち、ダイオード２３５と他のダイオード２３６との間）に接続される。コンデンサ２３１及びダイオード２３５の両方が内側ループ２３９に接続される。ダイオード２３６が内側ループ２４９に接続される。代替実施形態では、コンデンサ２３１は回路内の他の点へ移すこと、例えば、限定するものではないが、他の線路２２７，２２９へ、ダイオード２３３，２３４間、又はダイオード２３５，２３６間に移すこと等ができる。代替実施形態では、ダイオード２３３，２３４，２３５，２３６は、全て又は個別に取り除いて、少なくとも１つの超高速回復ダイオードと置換することができる。
【００３１】
両方の内側ループ２３９及び２４９はコンデンサの両端に接続され、且つ内側ループ２３９及び２４９の間にある中央の線路２６０に接続される。共通の線路２６３の内の、内側ループ２３９に最も近い部分が、直列に２つの抵抗器２４１，２４３を含んでおり、その後に内側ループ２３９及び２４９の間にある線路が直列に続く。線路２４７が抵抗器２４３と抵抗器２４１との間に接続される。この線路２４７は中央の線路２６０に接続される。中央の線路２６０は抵抗器２４１と線路２４７との間にダイオード２４５を含む。
【００３２】
中央の線路２６０は、巻線２５４、抵抗器２５５及びランジスタ２５０のベース端子２５１に接続される。トランジスタ２５０は、ベース端子２５１、コレクタ端子２５２、及びエミッタ端子１５３を有する。中央の線路２６０はまた、別の抵抗器２５６及びトランジスタ２５０のエミッタ端子２５３に接続される。中央の線路２６０はまた、別の抵抗器２５６及び同じトランジスタ２５０のエミッタ接合点２５３に接続される。このトランジスタ２５０のコレクタ端子２５２は内側ループ２３９に接続される。
【００３３】
中央の線路２６０の反対側では、抵抗器２４１，２４３が接続されたのと同じ線路に接続された線路が、ダイアック２６５に且つコンデンサ２６１に接続される。該コンデンサの他の側が内側ループ２４９に接続される。ダイアックの後の線路が接合点に接続され、該接合点の一方の側が抵抗器２７５及び巻線２７６に接続される。巻線２７６は、内側線路２４９に接続され且つ回路アース２７７に接続される。接合点の他方の側が第２のトランジスタ２７０のベース端子２７１に接続される。このトランジスタ２７０は、Ｂ又はベース端子２７１、Ｃ又はコレクタ端子２７２、及びＥ又はエミッタ端子２７３を有する。中央の線路１６０はまた、別の抵抗器２５６及びトランジスタ２７０のコレクタ端子２７３に接続される。トランジスタ２７０のコレクタ端子２７２は中央の線路２６０に接続され、且つトランジスタのエミッタ端子２７３が抵抗器２７４に接続され、抵抗器２７４は次いで内側ループ２４９に接続される。コンデンサ２８９が内側ループ２４９に接続され且つ接合点２７８で中央の線路２６０に接続される。
【００３４】
中央の線路２６０はインダクタ２８３に直列に接続され、インダクタ２８３は、コンデンサ２９７に続く外側ループ２９６の部分に接続される。中央の線路２６０はまた、接合点２８７でランプ・ユニット２９０に接続される。ランプ・ユニット２９０は、フィラメント２９２を有する陰極２９１を含み、それに制限するものでないが１５ワットのようなワット数定格２９３を持つ。ランプ・ユニット２９０はまた、別のフィラメント２９５を有する第２の陰極２９４を含む。両方のフィラメント２９２，２９５は一緒に一次巻線２８８及びコンデンサ２８５と直列に接続される。第２のランプのフィラメント２９５は線路２９８によってブリッジ２２９に結合される。代替実施形態では、接合点２８７は、コンデンサ２９９とランプ２９３とが直列に接続されるので、コンデンサ２９９に接続し、次いでランプ２９３に接続する。
【００３５】
ベース駆動変圧器の一次巻線Ｒｋ−ｃ２８８がコンデンサ２８５及び２つの陰極抵抗器２９２，２９５と直列に且つランプと並列に接続される。ランプ電圧がランプ電流とは逆に変化するので、一次駆動変圧器を通る駆動電流もまたランプ電流とは逆に変化する。半線路サイクルにわたる動作周波数もまた、駆動特性の負帰還により、図１の回路に比べて変化が少ない。従って、この新規な回路におけるランプの波高率はかなり低くなる（１．５〜１．６５）。低い波高率はランプ寿命を延長させる。これはまた、バイポーラ接合トランジスタのためのゼロ電圧スイッチングを維持し、安定器効率を増大し且つスイッチング装置の温度を低くするのに一層有効な手段を提供する。
【００３６】
駆動変圧器の一次巻線が２つのランプの陰極と直列に挿入されているので、１つの陰極がランプ寿命に達した場合、回路は自動的に動作を停止して、ランプ陰極の過熱を防止する。
【００３７】
図３について説明すると、本発明を適用することによって発生された波形３００により、図１に示された回路の機能を実証する。Ｘ軸３１０は５ミリ秒の増分で時間を表し、またＹ軸３２０はボルトで測った電圧の変化及びアンペアで測った電流の変化を表す。コレクタ−エミッタ間電圧３３０、バイポーラ接合トランジスタのコレクタ電流３４０、ランプ電流３５０及び入力電流３６０についての波形がそれぞれ示されている。
【００３８】
グラフ３７０の説明文には、それぞれの波形についての平均値が含まれている。コレクタ−エミッタ間電圧３３０については、グラフの説明文３７２に表示されているように、値は３００ミリアンペア／目盛である。バイポーラ接合トランジスタのコレクタ電流３４０については、説明文３７４に表示されているように、平均値は１００ボルト／目盛である。ランプ電流３５０については、説明文３７６に表示されているように、スケールは３００ミリアンペア／目盛である。また入力電流３６０については、説明文３７８に表示されているように、スケールは２０ミリアンペア／目盛である。ランプのランプ電流波形３５０は、より高く且つより長く持続するピーク３８０、それに続く谷３８５、それに続くより小さく且つより短く持続するより短いピーク３９０、それに続くより深い谷３９５を持つ。ここで、持続時間の最も長いピーク３８０はまた、高さが最も高い。
【００３９】
図４について説明すると、本発明を適用することによって発生された波形４００により、図２に示された回路の機能を実証する。Ｘ軸３１０は５ミリ秒の増分で時間を表し、またＹ軸４２０はボルトで測った電圧の変化及びアンペアで測った電流の変化を表す。コレクタ−エミッタ間電圧４３０、バイポーラ接合トランジスタのコレクタ電流４４０、ランプ電流４５０及び入力電流４６０についての波形がそれぞれ示されている。
【００４０】
グラフの説明文４７８のように、コレクタ−エミッタ間電圧４３０については、値は３００ミリアンペア／目盛である。バイポーラ接合トランジスタのコレクタ電流４４０については、説明文４７６のように、スケールは１００ボルト／目盛である。ランプ電流４５０については、説明文４７４のように、スケールは３００ミリアンペア／目盛である。また入力電流４６０については、説明文４７２のように、スケールは２０ミリアンペア／目盛である。ランプのランプ電流波形４５０は、小さい持続するピーク４８０、それに続く小さい谷４８５、より高い且つより短く持続するピーク４９０、及び深い谷４９５を持つ。ここで、持続時間の最も長いピーク４８０はまた、高さが最も低い。
【００４１】
図３のランプ電流波形３５０を図４のランプ電流波形４５０と比較すると、波高率の低下が実証されている。図３では、持続するピーク３８０は短いピーク３９０よりも長い。図４では、持続するピーク４８０は短いピーク４９０よりも低い。同様に、図３での深い谷３９５は、図４の深い谷４９５よりも深い。ピークの高さが低くなり且つ谷がより浅くなることは、波高率の低下を実証しており、また本願の有用で具体的で明確な結果を実証している。
【００４２】
本発明を好ましい実施態様について説明した。明らかに、上記の詳しい説明を読み且つ理解したとき当業者には種々の修正および変更をなし得よう。従って、本発明は、この様な全ての変更および変形が「特許請求の範囲」の範囲内に入り又は等価なものである限り、この様な全ての変更および変形を包含するものと見なされるものとする。
【符号の説明】
【００４３】
１００ 回路図
１３０ ４つのダイオードよりなるブリッジ
１５０ トランジスタ
１６５ ダイアック
１７０ トランジスタ
１９０ ランプ・ユニット
１９３ ランプ
２００ 回路図
２３０ ４つのダイオードより成るブリッジ
２５０ トランジスタ
２６５ ダイアック
２７０ トランジスタ
２９０ ランプ・ユニット
２９１ 陰極
２９２ フィラメント
２９３ ランプ
２９４ 陰極
２９５ フィラメント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子式照明システムを対象とし、より詳しくは、放電ランプと接続して使用される集積ブリッジ・インバータ回路を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
一体型コンパクト蛍光ランプ用途のような放電ランプ用に設計された既存の単一段高力率電子式安定器回路は、様々な欠点を持ち、例えば、ゼロ電圧スイッチング範囲が望ましくないほどに制限され、また運転中及び始動中に高い不必要なコンポーネント・ストレスが掛かる。既存のシステムはまた、波高率及び高周波成分が望ましくないほど大きく、これらは、製品が国際電気標準会議の規格（例えば、ＩＥＣ−６１０００−３−２）を遵守するのを妨げる。このようなランプはまた嵩張る大きさであり、スペースに余裕のない用途ではその使用が制限される。
【０００３】
放電ランプに使用することのできる既存の一つの電子式安定器は、米国特許第５４２６３４４号（発明者：Ｗｏｎｇ）に開示されているような自励振動式高力率電子式安定器である。上記米国特許の回路、並びに他の安定器は、入力ブリッジ回路部分とインバータ回路部分とを使用し、これらは互いから区別され且つ離れている。上記米国特許の方式は２．０以上の波高率を生じる。波高率（これは「ピーク対ＲＭＳ比」とも呼ばれる）は、波形のピーク振幅を波形のＲＭＳ値（実効値）で除算することによって計算される波形の測定値である。波高率は、ランプの寿命に直接的な影響を持つパラメータである。
【０００４】
上記米国特許の方式の欠点は、コンデンサの両端間の電圧のような高い母線電圧ストレスを生じることであり、これにより高い電圧定格のトランジスタを使用することが必要になる。上記米国特許の方式の別の欠点は、入力ダイオード・ブリッジより前に存在する入力電流の不連続な性質を緩和するために大きなＥＭＩフィルタを必要とすることである。高いピーク電流は、より大きい高周波成分を持っており、入力ＥＭＩフィルタによって濾波して除去する必要がある。上記米国特許に記載のような既存の安定器の更に別の欠点は、スイッチング・トランジスタ及び共振回路構成要素に高電流ストレスが掛かることである。
【０００５】
別の関連した特許は、米国特許第６４１７６３１号（発明者：Ｗｏｎｇ及びＣｈｅｎ）である。この特許のトポロジイは、従来の単一段力率補正（ＰＦＣ）回路の多くの欠点を解消しているが、依然として通常のコンパクト蛍光ランプ（ＣＦＬ）よりも多数の構成要素を使用していて、より高価なＦＥＴスイッチの使用を必要としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６１６９３７４号
【発明の概要】
【０００７】
本願では既存の従来技術の欠点を克服する。
【０００８】
コンデンサ、インダクタ、ダイオードのような構成要素の数を少なくし、且つ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の代わりにより廉価なバイポーラ接合トランジスタを使用し、従って製造し動作させるコストをも低くする回路を用いることに利点がある。
【０００９】
また、該回路において力率を高くし、全高調波歪みを低くし、波高率を低くし、且つゼロ電圧スイッチング範囲を拡大することに利点がある。
【００１０】
また更に、照明ユニットの始動及び運転中に部品に掛かるコンポーネント・ストレスを低くし、その結果として安定器の寿命を延長させることに利点がある。
【００１１】
更にまた、設計を非常にコンパクトにすることは有利である。
【００１２】
本発明の開示の更に他の特徴及び利益は、以下の説明を読み且つ理解することにより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本願の一実施形態の概略回路図である。
【図２】図２は、本願の一実施形態の概略回路図である。
【図３】図３は、本願の一実施形態の性能の有用な結果を表すグラフである。
【図４】図４は、本願の一実施形態の性能の有用な結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１について説明すると、本願の一実施形態の概略回路図１００が示されている。回路図１００には説明文１０１も示されている。装置１００は、ヒューズ１１２の隣りに配置されたＡＣ電源１１０を有し、ヒューズ１１２は接合点１１３に接続される。該接合点からの１つの枝路がフィルタへ延在し、また他の枝路がＥＭＩインダクタ１１６へ延在して、該インダクタ１１６は接合点１２１に接続される。上記フィルタは直列のコンデンサ１１４及び抵抗器１１５で構成されていて、別の接合点１１７に接続される。該接合点１１７は電源の他方の端子１１１に接続され且つその別の枝路が別の端子１２５に接続される。両方の端子１２１及び１２５はコンデンサ１２３の両端にある。代替実施形態では、線路１２９を点１２１に直接配線することが可能である。代替実施形態では、線路１２７を点１２５に直接配線することが可能である。
【００１５】
インダクタ１１６側の接合点１２１は、コンデンサ１９７へ続く外側ループ線路１２７に接続される。この接合点はまた、コンデンサ１２３と、別のコンデンサ１３１と、４つのダイオードより成るブリッジ１３０の１つの辺の中間（すなわち、ダイオード１３３と他のダイオード１３４との間）とに接続される。コンデンサ１３１及びダイオード１３３の両方が内側ループ１３９に接続され、またダイオード１３４が内側ループ１４９に接続される。代替実施形態では、コンデンサ１３１は回路内の他の点へ移すこと、例えば、限定するものではないが、ダイオード１３３，１３４と並列に、又はダイオード１３５及び１３６と並列になるように移すこと等ができる。代替実施形態では、ダイオード１３３、１３４、１３５及び１３６と並列に何らコンデンサを接続しないか、或いは２つ以上のコンデンサを接続してもよい。
【００１６】
代替実施形態では、ダイオード１３３，１３４，１３５，１３６は、全て又は個別に取り除いて、１対の超高速回復ダイオードと置換することができる。ここで、超高速ダイオードは通常のダイオードと同様な仕様を持っているが、２５ナノ秒又はそれより速い回復を持つ。更に別の実施形態では、ダイオード１３３，１３４，１３５，１３６は１つのパッケージに集積化することができる。
【００１７】
インダクタのない側の接合点１２５は、コンデンサ１２３に接続され、またコンデンサ１９９へ続く外側ループ１２９に接続される。代替実施形態では、コンデンサ１９９及びランプ１９３が直列に接続されるので、ランプ１９３が接合点１２５に接続される。接合点１２５はまた、４つのダイオードより成るブリッジ１３０の他の辺の中間（すなわち、ダイオード１３５と他のダイオード１３６との間）に接続される。コンデンサ１３１及びダイオード１３５の両方が内側ループ１３９に接続される。ダイオード１３６が内側ループ１４９に接続される。
【００１８】
両方の内側ループ１３９及び１４９はエネルギ蓄積コンデンサ１３７の両端に接続され、且つ第２の共通の線路１６３に接続される。共通の線路１６３の内の、内側ループ１３９に最も近い部分が、直列に２つの抵抗器１４１，１４３を含んでおり、その後に直列に線路１６０が続き、線路１６０は内側ループ１３９及び１４９の間に存在する。線路１４７が抵抗器１４３と抵抗器１４１との間に接続される。この線路１４７は中央の線路１６０に接続される。中央の線路１６０は抵抗器１４１と線路１４７との間にダイオード１４５を含む。
【００１９】
中央の線路１６０は延在して巻線１５４、抵抗器１５５及びランジスタ１５０のベース端子１５１に接続される。巻線１５４はインダクタ１８３に電気的に結合される。トランジスタ１５０は、Ｂ端子すなわちベース端子１５１、Ｃ端子すなわちコレクタ端子１５２、及びＥ端子すなわちエミッタ端子１５３を有する。中央の線路１６０はまた、別の抵抗器１５６及びトランジスタ１５０のＥ端子すなわちエミッタ端子１５３に接続される。このトランジスタ１５０のコレクタ端子１５２は内側ループ１３９に接続される。
【００２０】
中央の線路１６０の反対側では、抵抗器１４１，１４３と同じ線路に接続された線路が、ダイアック（交流用のダイオード）１６５をコンデンサ１６１に接続する。該コンデンサの他の側が内側ループ１４９に接続される。ダイアックの後の線路がダイアック・ダイオードを接合点に接続し、該接合点の一方の側が抵抗器１７５及び巻線１７６に接続される。巻線１７６はまた、インダクタ１８３に電気的に結合されると共に、内側線路１４９に接続され且つ回路アース１７７に接続される。接合点の他方の側が第２のトランジスタ１７０のベース端子１７１に接続される。第２のトランジスタ１７０は、ベース端子１７１、コレクタ端子１７２、及びエミッタ端子１７３を有する。中央の線路１６０はまた、別の抵抗器１５６及びトランジスタ１５０のエミッタ端子１５３に接続される。トランジスタ１７０のコレクタ端子１７２が中央の線路１６０に接続され、且つトランジスタ１７０のエミッタ端子１７３が抵抗器１７４に接続され、抵抗器１７４は次いで内側ループ１４９に接続される。コンデンサ１８９が内側ループ１４９に接続され且つ接合点１７８で中央の線路１６０に接続される。
【００２１】
２つのインダクタ１８３，１８５が直列に接続され、その一方の側が接合点１７８に接続され、且つ他方の側が、コンデンサ１９７へ続く外側ループ・ブリッジ１９６の部分１８７に接続される。接合点１８７はまたランプ・ユニット１９０に接続され、具体的には、線路１９１を介してランプ１９３のＡ端子１９２に接続される。ランプ１９３のＣ端子１９４が別の線路１９５によって、コンデンサ１９９へ続く内側ループ１９８の部分に接続される。代替実施形態では、接合点１８７はコンデンサ１９９に接続され、次いでランプ１９３に接続される。これは、コンデンサ１９９及びランプ１９３が直列に接続されてるからである。
【００２２】
４つのダイオードより成るブリッジは、インバータ回路のスイッチング周波数で、ピーク変化の時ではないときに一度に１つ導通するに過ぎない。ダイオード１３３及び１３６が一方の半サイクル中に交互にオン・オフし、また、ダイオード１３４及び１３５が線路周波数の他方の半サイクル中にオンになる。コンデンサ１９７はまた、高周波帰還を行うように作用する。同様に、コンデンサ１９９もまた、帰還によりダイオードを高周波数で動作させる。
【００２３】
本回路構成では、新しいトポロジイにより、Ｒｋ−ａ及びＲｋ−ｂ回路のベース・ドライバ１５４及び１７６が、共振タンク回路の入力と直列にＲｋ−ｃ一次巻線１８３を挿入することにより導き出される。タンク回路（「共振回路」とも呼ばれる）が、ランプを始動し且つ運転するためのエネルギを供給する。逆位相の２つの二次巻線Ｒｋ−ａ１５４及びＲｋ−ｂ１７６が２つのバイポーラ接合トランジスタのベースのドライバに接続される。２つのバイポーラ接合トランジスタは直列に且つ半ブリッジ構成で接続される。この構成では、一次巻線はランプの電流を検知するばかりでなく、コンデンサ１９７からの共振電流も検知する。回路の枝路１９７及びランプ１９９の両方が入力ブリッジに接続されているので、線路電圧はコンデンサ１９７及び１９９についての実効コンデンサ値を変調する。瞬時線路電圧が変化するので、コンデンサ１９７及び１９９についての実効コンデンサがそれにつれて変化する。従って、共振タンクの入力への電流が変化する。共振タンクへの入力電流を検知するベース・ドライバが半線路サイクルにわたって差を増幅し、その結果として、ランプの波高率が１．８〜２．０の範囲でより高くなり、これはランプ寿命に悪影響を持つ。更に、半線路サイクルにわたる動作周波数の大きな変化により、バイポーラ接合トランジスタのゼロ電圧スイッチングを維持するのが困難であり、その結果として部品の温度が高くなり、製品の効率及び寿命が低くなる。
【００２４】
この駆動装置の他の欠点は、ランプの寿命末期に近づくにつれて、陰極が過熱することがあり、陰極が切断するほどになることである。しかしながら、インバータはランプにエネルギを供給し続けて、陰極の周りの温度を更に高くする。
【００２５】
入力ブリッジ回路の高周波動作は２００００Ｈｚ以上で行われる。高周波回路は全高調波歪み（ＴＨＤ）を低くし、且つ力率を高くする。従来の設計と異なり、本設計はまた、殆どの既存の取付け具に嵌合するように小さくした一体ランプ輪郭を持つ利点を提供する。既存の高力率安定器は、追加の構成要素を持つ別個の力率補正段を含み、その結果、回路の複雑さを増大させ、価格を高くし且つサイズを大きくしている。
【００２６】
本回路設計はまた、連続的なランプ電流導通を確実に行うことのできる小さい値の電解コンデンサを使用することができ、その結果、ランプ寿命に重大な影響を及ぼすことのある各サイクルにおける不所望なランプ・ターンオフ現象が避けられる。電解コンデンサの値は、この特徴を達成するのに丁度充分な大きさにされるが、サイズ及びコストに悪影響を与えるほどに大き過ぎないようにする。コンデンサ回路を備えたバイポーラ接合トランジスタ・スイッチ１５０の使用により、設計全体について低コストの解決策を提供する。本設計は、既存の安定器よりも高ＰＦ及び低ＴＨＤのような良好な性能を提供し、また使用される構成要素の数を少なくしており、これは製造プロセス、コンパクトなサイズ及び低コストに役立つ。
【００２７】
トポロジイは、全てコンパクトなサイズで、高ＰＦ及び低ＴＨＤのような特別な特徴を達成するために少ない構成要素を用いる特徴を持つ。このトポロジイは、ランプ全体のサイズを、通常の力率補正なしのコンパクト蛍光ランプや発熱電球と同じサイズにして、相異なるＣＦＬのサイズ及び外観の問題を解消する。本開示では、２つの種類の低コスト・バイポーラ接合トランジスタ利用電子式安定器回路が提供される。両方の回路で、平均動作周波数は約１００ＫＨｚに設計されており、これは、磁気素子及びコンデンサのサイズを考慮して約４０ＫＨｚで動作する従来の回路より遙かに高い。
【００２８】
図２について説明すると、本願の一実施形態の概略回路図２００が示されている。回路図２００は、新規なインバータ回路のための新規な改良ベース駆動装置を示している。装置２００は、ヒューズ２１２の隣りに配置されたＡＣ電源２１０を有し、ヒューズ２１２は接合点２１３に接続される。接合点からの１つの枝路がコンデンサ２１５へ延在し、また他の枝路がＥＭＩインダクタ２１６を介して接合点２２１に接続される。コンデンサ２１５は別の接合点２１７に接続される。該接合点２１７は電源の他方の端子２１１に接続され且つその別の枝路が別の端子２２５に接続される。両方の端子２２１及び２２５はコンデンサ２２３の両端にある。代替実施形態では、線路２２９を点２２１に直接配線することが可能である。代替実施形態では、線路２２７を点２２５に直接配線することが可能である。
【００２９】
インダクタ２１６側の接合点２２１は、コンデンサ２９７へ続く外側ループ・ブリッジ線路２２７に接続される。この接合点はまた、コンデンサ２２３と、別のコンデンサ２３１と、４つのダイオードより成るブリッジ２３０の１つの辺の中間（すなわち、ダイオード２３３と他のダイオード２３４との間）とに接続される。コンデンサ２３１及びダイオード２３３の両方が内側ループ２３９に接続され、またダイオード２３４が内側ループ２４９に接続される。代替実施形態では、コンデンサ２３１は回路内の他の点へ移すこと、例えば、限定するものではないが、ダイオード２３３，２３４と並列に、又はダイオード２３５ 及び２３６と並列になるように移すこと等ができる。代替実施形態では、ダイオード２３３、２３４、２３５及び２３６と並列に何らコンデンサを接続しないか、或いは２つ以上のコンデンサを接続してもよい。
【００３０】
インダクタのない側の接合点２２５は、コンデンサ２２３に接続され、またコンデンサ２９９へ続く外側ループ２２９に接続される。代替実施形態では、コンデンサ２９９及びランプ２９３が直列に接続されているので、ランプ２９３が接合点２２５に接続される。接合点２２５はまた、４つのダイオードより成るブリッジ２３０の他の辺の中間（すなわち、ダイオード２３５と他のダイオード２３６との間）に接続される。コンデンサ２３１及びダイオード２３５の両方が内側ループ２３９に接続される。ダイオード２３６が内側ループ２４９に接続される。代替実施形態では、コンデンサ２３１は回路内の他の点へ移すこと、例えば、限定するものではないが、他の線路２２７，２２９へ、ダイオード２３３，２３４間、又はダイオード２３５，２３６間に移すこと等ができる。代替実施形態では、ダイオード２３３，２３４，２３５，２３６は、全て又は個別に取り除いて、少なくとも１つの超高速回復ダイオードと置換することができる。
【００３１】
両方の内側ループ２３９及び２４９はコンデンサの両端に接続され、且つ内側ループ２３９及び２４９の間にある中央の線路２６０に接続される。共通の線路２６３の内の、内側ループ２３９に最も近い部分が、直列に２つの抵抗器２４１，２４３を含んでおり、その後に内側ループ２３９及び２４９の間にある線路が直列に続く。線路２４７が抵抗器２４３と抵抗器２４１との間に接続される。この線路２４７は中央の線路２６０に接続される。中央の線路２６０は抵抗器２４１と線路２４７との間にダイオード２４５を含む。
【００３２】
中央の線路２６０は、巻線２５４、抵抗器２５５及びランジスタ２５０のベース端子２５１に接続される。トランジスタ２５０は、ベース端子２５１、コレクタ端子２５２、及びエミッタ端子１５３を有する。中央の線路２６０はまた、別の抵抗器２５６及びトランジスタ２５０のエミッタ端子２５３に接続される。中央の線路２６０はまた、別の抵抗器２５６及び同じトランジスタ２５０のエミッタ接合点２５３に接続される。このトランジスタ２５０のコレクタ端子２５２は内側ループ２３９に接続される。
【００３３】
中央の線路２６０の反対側では、抵抗器２４１，２４３が接続されたのと同じ線路に接続された線路が、ダイアック２６５に且つコンデンサ２６１に接続される。該コンデンサの他の側が内側ループ２４９に接続される。ダイアックの後の線路が接合点に接続され、該接合点の一方の側が抵抗器２７５及び巻線２７６に接続される。巻線２７６は、内側線路２４９に接続され且つ回路アース２７７に接続される。接合点の他方の側が第２のトランジスタ２７０のベース端子２７１に接続される。このトランジスタ２７０は、Ｂ又はベース端子２７１、Ｃ又はコレクタ端子２７２、及びＥ又はエミッタ端子２７３を有する。中央の線路１６０はまた、別の抵抗器２５６及びトランジスタ２７０のコレクタ端子２７３に接続される。トランジスタ２７０のコレクタ端子２７２は中央の線路２６０に接続され、且つトランジスタのエミッタ端子２７３が抵抗器２７４に接続され、抵抗器２７４は次いで内側ループ２４９に接続される。コンデンサ２８９が内側ループ２４９に接続され且つ接合点２７８で中央の線路２６０に接続される。
【００３４】
中央の線路２６０はインダクタ２８３に直列に接続され、インダクタ２８３は、コンデンサ２９７に続く外側ループ２９６の部分に接続される。中央の線路２６０はまた、接合点２８７でランプ・ユニット２９０に接続される。ランプ・ユニット２９０は、フィラメント２９２を有する陰極２９１を含み、それに制限するものでないが１５ワットのようなワット数定格２９３を持つ。ランプ・ユニット２９０はまた、別のフィラメント２９５を有する第２の陰極２９４を含む。両方のフィラメント２９２，２９５は一緒に一次巻線２８８及びコンデンサ２８５と直列に接続される。第２のランプのフィラメント２９５は線路２９８によってブリッジ２２９に結合される。代替実施形態では、接合点２８７は、コンデンサ２９９とランプ２９３とが直列に接続されるので、コンデンサ２９９に接続し、次いでランプ２９３に接続する。
【００３５】
ベース駆動変圧器の一次巻線Ｒｋ−ｃ２８８がコンデンサ２８５及び２つの陰極抵抗器２９２，２９５と直列に且つランプと並列に接続される。ランプ電圧がランプ電流とは逆に変化するので、一次駆動変圧器を通る駆動電流もまたランプ電流とは逆に変化する。半線路サイクルにわたる動作周波数もまた、駆動特性の負帰還により、図１の回路に比べて変化が少ない。従って、この新規な回路におけるランプの波高率はかなり低くなる（１．５〜１．６５）。低い波高率はランプ寿命を延長させる。これはまた、バイポーラ接合トランジスタのためのゼロ電圧スイッチングを維持し、安定器効率を増大し且つスイッチング装置の温度を低くするのに一層有効な手段を提供する。
【００３６】
駆動変圧器の一次巻線が２つのランプの陰極と直列に挿入されているので、１つの陰極がランプ寿命に達した場合、回路は自動的に動作を停止して、ランプ陰極の過熱を防止する。
【００３７】
図３について説明すると、本発明を適用することによって発生された波形３００により、図１に示された回路の機能を実証する。Ｘ軸３１０は５ミリ秒の増分で時間を表し、またＹ軸３２０はボルトで測った電圧の変化及びアンペアで測った電流の変化を表す。コレクタ−エミッタ間電圧３３０、バイポーラ接合トランジスタのコレクタ電流３４０、ランプ電流３５０及び入力電流３６０についての波形がそれぞれ示されている。
【００３８】
グラフ３７０の説明文には、それぞれの波形についての平均値が含まれている。コレクタ−エミッタ間電圧３３０については、グラフの説明文３７２に表示されているように、値は３００ミリアンペア／目盛である。バイポーラ接合トランジスタのコレクタ電流３４０については、説明文３７４に表示されているように、平均値は１００ボルト／目盛である。ランプ電流３５０については、説明文３７６に表示されているように、スケールは３００ミリアンペア／目盛である。また入力電流３６０については、説明文３７８に表示されているように、スケールは２０ミリアンペア／目盛である。ランプのランプ電流波形３５０は、より高く且つより長く持続するピーク３８０、それに続く谷３８５、それに続くより小さく且つより短く持続するより短いピーク３９０、それに続くより深い谷３９５を持つ。ここで、持続時間の最も長いピーク３８０はまた、高さが最も高い。
【００３９】
図４について説明すると、本発明を適用することによって発生された波形４００により、図２に示された回路の機能を実証する。Ｘ軸３１０は５ミリ秒の増分で時間を表し、またＹ軸４２０はボルトで測った電圧の変化及びアンペアで測った電流の変化を表す。コレクタ−エミッタ間電圧４３０、バイポーラ接合トランジスタのコレクタ電流４４０、ランプ電流４５０及び入力電流４６０についての波形がそれぞれ示されている。
【００４０】
グラフの説明文４７８のように、コレクタ−エミッタ間電圧４３０については、値は３００ミリアンペア／目盛である。バイポーラ接合トランジスタのコレクタ電流４４０については、説明文４７６のように、スケールは１００ボルト／目盛である。ランプ電流４５０については、説明文４７４のように、スケールは３００ミリアンペア／目盛である。また入力電流４６０については、説明文４７２のように、スケールは２０ミリアンペア／目盛である。ランプのランプ電流波形４５０は、小さい持続するピーク４８０、それに続く小さい谷４８５、より高い且つより短く持続するピーク４９０、及び深い谷４９５を持つ。ここで、持続時間の最も長いピーク４８０はまた、高さが最も低い。
【００４１】
図３のランプ電流波形３５０を図４のランプ電流波形４５０と比較すると、波高率の低下が実証されている。図３では、持続するピーク３８０は短いピーク３９０よりも長い。図４では、持続するピーク４８０は短いピーク４９０よりも低い。同様に、図３での深い谷３９５は、図４の深い谷４９５よりも深い。ピークの高さが低くなり且つ谷がより浅くなることは、波高率の低下を実証しており、また本願の有用で具体的で明確な結果を実証している。
【００４２】
本発明を好ましい実施態様について説明した。明らかに、上記の詳しい説明を読み且つ理解したとき当業者には種々の修正および変更をなし得よう。従って、本発明は、この様な全ての変更および変形が「特許請求の範囲」の範囲内に入り又は等価なものである限り、この様な全ての変更および変形を包含するものと見なされるものとする。
【符号の説明】
【００４３】
１００ 回路図
１３０ ４つのダイオードよりなるブリッジ
１５０ トランジスタ
１６５ ダイアック
１７０ トランジスタ
１９０ ランプ・ユニット
１９３ ランプ
２００ 回路図
２３０ ４つのダイオードより成るブリッジ
２５０ トランジスタ
２６５ ダイアック
２７０ トランジスタ
２９０ ランプ・ユニット
２９１ 陰極
２９２ フィラメント
２９３ ランプ
２９４ 陰極
２９５ フィラメント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの高周波全波入力ブリッジ・ダイオードと、
前記入力ブリッジ・ダイオードの一方の側に接続されたインバータ回路からの共振コンデンサと、
直接的及び間接的シーケンスの少なくとも一方で前記入力ブリッジ・ダイオードの他方の側に接続されたインバータからの第２のコンデンサと、
少なくとも１つの入力ブリッジ・ダイオードと並列に接続された少なくとも１つのコンデンサと、
を有する回路。
【請求項２】
前記少なくとも１つの高周波全波入力ブリッジ・ダイオードが高速回復ダイオードで構成されている、請求項１記載の回路。
【請求項３】
前記少なくとも１つの高周波全波入力ブリッジ・ダイオードが少なくとも１つの超高速回復ダイオードで構成されている、請求項１記載の回路。
【請求項４】
第１のコンデンサが共振コンデンサである、請求項３記載の回路。
【請求項５】
前記第２のコンデンサは、半ブリッジ構成で直列に接続された少なくとも１つのバイポーラ接合トランジスタと直列である、請求項１記載の回路。
【請求項６】
４つのダイオードより成るブリッジが入力ＥＭＩフィルタと少なくとも１つのバイポーラ接合トランジスタとの間に配置されている、請求項１記載の回路。
【請求項７】
１つのバイポーラ接合トランジスタのエミッタ端子が別のバイポーラ接合トランジスタのコレクタ端子に接続されている、請求項１記載の回路。
【請求項８】
複数の枝路回路の各々が前記入力ブリッジから直列にコンデンサ及びランプへ延在している、請求項１記載の回路。
【請求項９】
少なくとも１つの高周波全波入力ブリッジ・ダイオードと、
前記入力ブリッジ・ダイオードに接続された共振コンデンサと、
直接的及び間接的シーケンスの少なくとも一方で、前記入力ブリッジ・ダイオードに接続されたインバータからの第２のコンデンサと、
を有する回路。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの高周波全波入力ブリッジ・ダイオードが高速回復ダイオードで構成されている、請求項９記載の回路。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの高周波全波入力ブリッジ・ダイオードが少なくとも１つの超高速回復ダイオードで構成されている、請求項９記載の回路。
【請求項１２】
前記第２のコンデンサは少なくとも１つの他のコンデンサと直列に接続されている、請求項９記載の回路。
【請求項１３】
少なくとも１つの第３のコンデンサが前記入力ブリッジ・ダイオードと並列に接続されている、請求項９記載の回路。
【請求項１４】
全波入力ブリッジ・ダイオードの高周波数が２０ＫＨｚよりも高い、請求項９記載の回路。
【請求項１５】
直接検知のランプ電圧によるベース駆動回路であって、
高周波全波入力ブリッジ・ダイオードと、
コンデンサと直列に接続されたベース駆動変圧器と、
前記入力ブリッジ・ダイオード回路に接続された共振コンデンサと、
前記ベース駆動変圧器に接続されたランプ及び前記入力ブリッジ・ダイオードに接続された第２のコンデンサと、
を有するベース駆動回路。
【請求項１６】
前記ベース駆動変圧器の一次巻線が前記コンデンサに直列に接続されている、請求項１５記載の回路。
【請求項１７】
前記コンデンサに直列に接続されている前記ベース駆動変圧器の一次巻線が、前記ランプと並列に接続されている、請求項１５記載の回路。
【請求項１８】
前記駆動変圧器の一次巻線が前記ランプの陰極と直列に挿入されている、請求項１５記載の回路。
【請求項１９】
前記回路は、入力ＥＭＩ回路と少なくとも１つのバイポーラ接合トランジスタとの間に配置された、４つのダイオードより成るブリッジを含んでいる、請求項１５記載の回路。
【請求項２０】
１つのバイポーラ接合トランジスタのエミッタ端子が別のバイポーラ接合トランジスタのコレクタ端子に接続されている、請求項１５記載の回路。
【請求項２１】
複数のバイポーラ接合トランジスタ半ブリッジ構成で直列に接続されている、請求項１５記載の回路。
【請求項２２】
共振入力電流検知によるベース駆動回路であって、
共振タンク回路の入力と直列に一次巻線を挿入することによって得られたベース・ドライバと、
複数のバイポーラ接合トランジスタのベースに接続された逆位相の２つの二次回路と、
各々がコンデンサとランプとに直列に接続された複数の入力ブリッジと、
を有するベース駆動回路。
【請求項１】
少なくとも１つの高周波全波入力ブリッジ・ダイオードと、
前記入力ブリッジ・ダイオードの一方の側に接続されたインバータ回路からの共振コンデンサと、
直接的及び間接的シーケンスの少なくとも一方で前記入力ブリッジ・ダイオードの他方の側に接続されたインバータからの第２のコンデンサと、
少なくとも１つの入力ブリッジ・ダイオードと並列に接続された少なくとも１つのコンデンサと、
を有する回路。
【請求項２】
前記少なくとも１つの高周波全波入力ブリッジ・ダイオードが高速回復ダイオードで構成されている、請求項１記載の回路。
【請求項３】
前記少なくとも１つの高周波全波入力ブリッジ・ダイオードが少なくとも１つの超高速回復ダイオードで構成されている、請求項１記載の回路。
【請求項４】
第１のコンデンサが共振コンデンサである、請求項３記載の回路。
【請求項５】
前記第２のコンデンサは、半ブリッジ構成で直列に接続された少なくとも１つのバイポーラ接合トランジスタと直列である、請求項１記載の回路。
【請求項６】
４つのダイオードより成るブリッジが入力ＥＭＩフィルタと少なくとも１つのバイポーラ接合トランジスタとの間に配置されている、請求項１記載の回路。
【請求項７】
１つのバイポーラ接合トランジスタのエミッタ端子が別のバイポーラ接合トランジスタのコレクタ端子に接続されている、請求項１記載の回路。
【請求項８】
複数の枝路回路の各々が前記入力ブリッジから直列にコンデンサ及びランプへ延在している、請求項１記載の回路。
【請求項９】
少なくとも１つの高周波全波入力ブリッジ・ダイオードと、
前記入力ブリッジ・ダイオードに接続された共振コンデンサと、
直接的及び間接的シーケンスの少なくとも一方で、前記入力ブリッジ・ダイオードに接続されたインバータからの第２のコンデンサと、
を有する回路。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの高周波全波入力ブリッジ・ダイオードが高速回復ダイオードで構成されている、請求項９記載の回路。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの高周波全波入力ブリッジ・ダイオードが少なくとも１つの超高速回復ダイオードで構成されている、請求項９記載の回路。
【請求項１２】
前記第２のコンデンサは少なくとも１つの他のコンデンサと直列に接続されている、請求項９記載の回路。
【請求項１３】
少なくとも１つの第３のコンデンサが前記入力ブリッジ・ダイオードと並列に接続されている、請求項９記載の回路。
【請求項１４】
全波入力ブリッジ・ダイオードの高周波数が２０ＫＨｚよりも高い、請求項９記載の回路。
【請求項１５】
直接検知のランプ電圧によるベース駆動回路であって、
高周波全波入力ブリッジ・ダイオードと、
コンデンサと直列に接続されたベース駆動変圧器と、
前記入力ブリッジ・ダイオード回路に接続された共振コンデンサと、
前記ベース駆動変圧器に接続されたランプ及び前記入力ブリッジ・ダイオードに接続された第２のコンデンサと、
を有するベース駆動回路。
【請求項１６】
前記ベース駆動変圧器の一次巻線が前記コンデンサに直列に接続されている、請求項１５記載の回路。
【請求項１７】
前記コンデンサに直列に接続されている前記ベース駆動変圧器の一次巻線が、前記ランプと並列に接続されている、請求項１５記載の回路。
【請求項１８】
前記駆動変圧器の一次巻線が前記ランプの陰極と直列に挿入されている、請求項１５記載の回路。
【請求項１９】
前記回路は、入力ＥＭＩ回路と少なくとも１つのバイポーラ接合トランジスタとの間に配置された、４つのダイオードより成るブリッジを含んでいる、請求項１５記載の回路。
【請求項２０】
１つのバイポーラ接合トランジスタのエミッタ端子が別のバイポーラ接合トランジスタのコレクタ端子に接続されている、請求項１５記載の回路。
【請求項２１】
複数のバイポーラ接合トランジスタ半ブリッジ構成で直列に接続されている、請求項１５記載の回路。
【請求項２２】
共振入力電流検知によるベース駆動回路であって、
共振タンク回路の入力と直列に一次巻線を挿入することによって得られたベース・ドライバと、
複数のバイポーラ接合トランジスタのベースに接続された逆位相の２つの二次回路と、
各々がコンデンサとランプとに直列に接続された複数の入力ブリッジと、
を有するベース駆動回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１２−５０６２３３（Ｐ２０１２−５０６２３３Ａ）
【公表日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３２１１３（Ｐ２０１１−５３２１１３）
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５６８９１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４４９６８
【国際公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５６８９１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４４９６８
【国際公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
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