JP2002343592A - 誘電体バリア放電ランプ用電源装置 - Google Patents

誘電体バリア放電ランプ用電源装置

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JP2002343592A
JP2002343592A JP2001144944A JP2001144944A JP2002343592A JP 2002343592 A JP2002343592 A JP 2002343592A JP 2001144944 A JP2001144944 A JP 2001144944A JP 2001144944 A JP2001144944 A JP 2001144944A JP 2002343592 A JP2002343592 A JP 2002343592A
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JP
Japan
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dielectric barrier
barrier discharge
inverter
power supply
lamp
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Takao Monju
孝夫 文字
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Japan Storage Battery Co Ltd
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Japan Storage Battery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基準信号の種類を増加させることなく、ま
た、誘電体バリア放電ランプの数を増加させてもノイズ
を低減する。 【解決手段】 対としたランプ1A,1Bに対応するイ
ンバータ装置3A,3Bのゲート制御回路10A,10
Bに周波数が同一で逆相の関係にある基準信号を入力さ
せる。ゲート制御回路によって動作するインバータ11
A、11Bのスイッチングは反転し出力電圧、電流の関
係も互いに逆相の関係となる。ランプ1Aから発生する
電磁ノイズとランプ1Bから発生する電磁ノイズは逆相
の関係となるので互いに打ち消し合うことになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体バリア放電
ランプ用電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】誘電体バリア放電装置は紫外線光源とし
て利用されており、そのランプの構造は例えば特開平6
−215735号公報に掲載されるように、内筒と外筒
とからなる、二重筒の放電容器を備え、その内外両筒間
に放電用ガスが充填され、内筒内側と外筒の外側に対を
なす電極が配置された構成である。そして、このランプ
の点灯用の電源としてはインバータ装置が用いており、
周波数20kHz程度の交流電圧が使用されている。
【0003】さて、実用面で要求される光源としての条
件は、ランプ出力の大容量化と照射面積の広大化そして
照射エネルギー密度の均一化または可制御化があり、そ
れと同時に、電磁ノイズの放射水準を定められた基準以
下とすることである。この要求に応えようとしたものと
して例えば特開平8−146198号公報が挙げられ
る。
【0004】その構造は誘電体バリア放電ランプとこの
ランプに電力供給を行うインバータ装置とが一対となっ
ており、それが複数並列接続されている。また、インバ
ータ装置を駆動するための基準信号として1つの発振器
を用いている。発振器とインバータ装置の基準信号入力
前段との間には周波数変換器が設けられている。周波数
変換器は互いに非同期であり、発振器の周波数を基にし
て新しく別の周波数の信号を作り出し、それぞれのイン
バータ装置にはすべて異なる周波数の制御信号が入力さ
れる。誘電体バリア放電装置を動作させると電源装置や
ランプから電磁ノイズが発生し、その周波数スペクトル
はインバータ装置への基準信号の周波数を頂点に裾広が
りな分布となる。前記のようにすべて異なる基準信号の
周波数であればスペクトルの重畳部分はなくなり、たと
え重畳部分があったとしても基準信号は非同期で生成さ
れるので電磁ノイズが調協的に増加することが無くな
る。このように、上記従来技術では電磁ノイズのスペク
トルの周波数帯域幅を広げて低密度化することで他の機
器等への影響の低減を図っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構造では
電磁ノイズのエネルギーをスペクトル分散させることに
よって低く抑えており、そのために誘電体バリア放電ラ
ンプの数だけ周波数の異なる基準信号を作り出す装置が
必要となる。また、発生した電磁ノイズは干渉性がなく
ノイズが互いに打ち消し合うことがないのでランプの数
だけノイズが増加することになる。
【0006】本発明は上記のような事情に基づいて完成
されたものであって、基準信号の周波数の種類を増加さ
せることなく、またランプの数を増加させてもノイズを
低減することができる誘電体バリア放電ランプ用電源装
置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの手段として、請求項1の発明は、複数本の誘電体バ
リア放電ランプの各電極対間に交流電圧を印加して点灯
するための電源装置において、前記誘電体バリア放電ラ
ンプの各1本に対応して各1台のインバータ主回路を備
え、前記誘電体バリア放電ランプの少なくとも1対につ
いて前記各インバータ主回路の出力位相が逆相とされて
いるところに特徴を有する。
【0008】請求項2の発明は、請求項1記載の誘電体
バリア放電ランプ用電源装置において、前記各インバー
タ主回路は、発振回路からの基準信号を受けてゲート信
号を出力するゲート回路によって駆動され、前記対をな
す誘電体バリア放電ランプに対応する2つのインバータ
主回路の各ゲート回路には前記発振回路から互いに逆相
の基準信号が出力されるところに特徴を有する。
【0009】請求項3の発明は、請求項1記載の誘電体
バリア放電ランプ用電源装置において、前記各インバー
タ主回路は、2次巻線が前記誘電体バリア放電ランプの
電極対に接続される出力トランスを備え、前記対をなす
誘電体バリア放電ランプに対応する2つのインバータ主
回路の各出力トランスは、1次又は2次巻線が互いに逆
巻きとされているところに特徴を有する。
【0010】請求項4の発明は、請求項1ないし3のい
ずれかに記載の誘電体バリア放電ランプ用電源装置にお
いて、前記インバータ主回路は偶数個設けられており、
全てのインバータ主回路が対を構成して互いに逆相出力
とされているところに特徴を有する。
【0011】
【発明の作用及び効果】本発明によれば、任意の対をな
す誘電体バリア放電ランプにおいてインバータ主回路の
出力位相が逆相とされており、ランプにかかる電圧の周
波数は同一でなおかつ位相が逆相となっている。放電時
にランプから発生する電磁ノイズの位相も反対となるか
ら互いの電磁ノイズが打ち消し合うことになる。このよ
うに基準信号の周波数を同一として互いの電磁ノイズを
低減することができる。
【0012】また、請求項4の発明によればインバータ
主回路を偶数個設けて、全てのインバータ主回路が対を
構成して互いに逆相出力としているから、全てのランプ
が対をなし互いに電磁ノイズを打ち消しあう。従って、
より効果的にノイズの低減を図ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】<第1実施形態>以下本発明を例
えば誘電体バリア放電ランプを点灯させる電源装置に適
用した一実施形態について図1を参照して説明する。誘
電体バリア放電ランプ1(以下単にランプ1という)は
放電容器にエキシマ分子を形成する放電用ガスを充填し
て誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成し、エ
キシマ分子から放射される光を利用したもので紫外線光
源として使用されている。本実施形態では4つのランプ
1A,1B,1C,1Dがあり、電源装置2からの電力
供給によってランプ1を点灯している。電源装置2は1
つのランプに対応して各1台のインバータ装置3A,3
B,3C,3Dを備え、各インバータ装置3A,3B,
3C,3Dは発振回路4から出力される基準信号を基に
商用電源ライン5の電力を所望の電力に変換している。
また、インバータ装置3に使用されている素子、回路構
成は基準信号の入力以外各インバータ装置同一となって
いる。以下、ランプ1Aに対応するインバータ装置の構
成要素は番号の後ろにAを、ランプ1BはB、ランプ1
CにはC、ランプ1DにはDを付す。
【0014】ランプ1Aに対応するインバータ装置3A
についてその内部構成を説明する。インバータ装置3A
は整流回路6A、直流チョッパ7A、インバータ主回路
8A、直流チョッパを制御するゲート制御回路9Aとイ
ンバータ主回路を制御するゲート制御回路10Aにより
構成されている。インバータ装置3Aに入力された商用
交流電力は整流回路6Aにて整流され、直流チョッパ7
Aのデューティーサイクルによって電力変換された後イ
ンバータ主回路8Aの入力後段にあるフルブリッジ方式
のスイッチングインバータ11A(以下単にインバータ
11Aという)にて周波数約20kHzの矩形波の交流
に変換される。インバータ11Aの出力はインバータ主
回路8Aの出力側にある出力トランス12Aでランプ放
電に必要な電圧に昇圧されランプ1Aに印加される。イ
ンバータはスイッチング素子に4個のFETをブリッジ
型に構成し、FETのスイッチング動作によって矩形波
の電圧を作り出している。また、FETのスイッチング
動作はゲート制御回路10Aから出力される各FETへ
のゲート信号によって行われ、さらにゲート制御回路1
0Aは発振回路4からの基準信号をもとにゲート信号を
出力している。
【0015】発振回路3は例えばRC型の発振器13と
Tフリップフロップ14(以下FF14という)とから
構成されている。発振器13から出力された一定の周期
をもった信号波形はFF14のクロックパルスとして入
力される。FF14からは2つの出力Q,Q(−)を取
り出し、本実施形態ではランプ1Aとランプ1Cに対応
したインバータ装置3A、インバータ装置3CにはQを
出力し、ランプ1Bとランプ1Dに対応したインバータ
装置3B、インバータ装置3DにはQ(−)を出力する。
QとQ(−)とは周波数が同一で逆相の関係となってい
る。
【0016】さて、上記構成によるインバータ装置の動
作についてここでは、対としたインバータ装置3Aとイ
ンバータ装置3Bとを対比させて図2を参照して説明す
る。図2(A)はインバータ装置3Aのインバータとゲ
ート制御回路10Aを示し、図2(B)はインバータ装
置3Bのインバータとゲート制御回路10Bを示す。ゲ
ート制御回路10Aとゲート制御回路10Bでは入力さ
れる基準信号は逆相となり、互いのゲート制御回路の回
路素子、構成ともに同一であるから出力されるゲート信
号は互いに逆相となる。各インバータ11のQ1,Q3
が正極にQ2,Q4が負極に接続されており、FETの
スイッチング動作は、インバータ11AのQ1,Q2が
オンの場合インバータ11BではQ3,Q4がオン状態
となって電流方向は共に図中の(破線)の方向とな
る。インバータ11AのQ3,Q4がオンの場合インバ
ータ11BのQ1,Q2がオンとなり、電流方向は図中
の(実線)の方向となる。従ってランプに供給される
電圧、電流の方向は互いに逆相となっている。
【0017】インバータからの出力は出力トランス12
A,12Bを介してランプ1A,1Bに印加され、放電
が起り点灯する。放電時には電磁ノイズが発生するが、
電磁ノイズと供給された電圧、電流との周波数、位相関
係は一定であるから対となっているランプ1Aとランプ
1Bとから発生する電磁ノイズは周波数が同一で位相が
180度ずれた関係となっている。従って、ランプ1A
とランプ1Bとから発生した電磁ノイズは互いに打ち消
し合うことになる。また、ゲート制御回路9は図示しな
い制御装置からの信号を受けてそれぞれのランプの照射
エネルギーが均一となるように直流チョッパのデューテ
ィーサイクルを制御している。
【0018】このように本実施形態では対としたランプ
1Aとランプ1Bではゲート制御回路10A、ゲート制
御回路10Bに入力する基準信号の周波数を同じにして
位相を逆相としているので、ランプ1Aとランプ1Bと
から発生する電磁ノイズは互いに打ち消し合い、他の機
器に影響を与える虞のある電磁ノイズを低減することが
できる。
【0019】<第2実施形態>次に、本発明の第2実施
形態を図3によって説明する。図3は対としたランプ1
Aとランプ1Bとそれぞれに対応する出力トランス12
Aと出力トランス12Bを示したものである。また、本
実施形態ではインバータ主回路8のゲート制御回路10
に入力される基準信号を同相としている。まずは1次巻
線15Aと一次巻線15Bの巻方向を互いに同一として
2次巻線16Aと2次巻線16Bの巻方向を互いに逆巻
きとする。コイルの相互誘導作用によって1次巻線の電
流の時間変化によって2次巻線に誘導起電力が発生す
る。1次巻線15Aと一次巻線15Bの電流方向は図中
の矢印で示すように互いに同一であるが、2次巻線16
Aと2次巻線16Bに発生する起電力の方向は互いに反
対となり電流方向も矢印で示す通り反対となる。
【0020】次に、1次巻線15Aと1次巻線15Bと
を互いに逆巻きとし、2次巻線16Aと2次巻線16B
の巻方向を互いに同じとしても2次巻線16Aと2次巻
線16Bに発生する誘導起電力は互いに反対となり、電
流方向も図中の矢印で示すように反対となる。従って、
前記第1実施形態と同様にランプ1Aとランプ1Bとか
ら発生する電磁ノイズは互いに打ち消されるので電磁ノ
イズの低減を図ることができる。
【0021】<第3実施形態>本発明の第3実施形態を
図4を用いて説明する。インバータ装置を4個設け、イ
ンバータ装置3Aとインバータ装置3Bとを対とし、ま
た、インバータ装置3Cとインバータ装置3Dとを対と
する。全ての対で前記第1実施形態または第2実施形態
を適用して対としたインバータ主回路8Aとインバータ
主回路8B、インバータ主回路8Cとインバータ主回路
8Dで出力を逆相とすると、ランプ1Aとランプ1Bと
で発生した電磁ノイズ、ランプ1Cとランプ1Dで発生
した電磁ノイズはそれぞれ互いに打ち消されることにな
る。従って、より効果的に電磁ノイズの低減を図ること
ができる。
【0022】<他の実施形態>本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。 (1)本実施例ではスイッチングインバータ11をフル
ブリッジ方式としたがハーフブリッジ方式等の他方式の
インバータ回路としてもよい。
【0023】(2)対としたインバータ装置で出力が逆
相であればよいので、例えば、基準信号の入力、トラン
スの巻線の巻方向を共に同一として直流チョッパとイン
バータの接続極性を互いに逆としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す誘電体バリア放電装置
の回路図
【図2】対としたランプに接続されたインバータ・ゲー
ト制御回路の回路図
【図3】対としたランプに接続された出力トランスの結
線図
【図4】第3実施形態に係る当該装置の回路図
【符号の説明】
1A,1B,1C,1D…誘電体バリア放電ランプ 3A,3B,3C,3D…インバータ装置 4…発振回路 5…商用電源ライン 8A…インバータ主回路 10A,10B…ゲート制御回路 11A,11B…スイッチングインバータ 12A,12B…出力トランス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数本の誘電体バリア放電ランプの各電
    極対間に交流電圧を印加して点灯するための電源装置に
    おいて、前記誘電体バリア放電ランプの各1本に対応し
    て各1台のインバータ主回路を備え、前記誘電体バリア
    放電ランプの少なくとも1対について前記各インバータ
    主回路の出力位相が逆相とされていることを特徴とする
    誘電体バリア放電ランプ用電源装置。
  2. 【請求項2】前記各インバータ主回路は、発振回路から
    の基準信号を受けてゲート信号を出力するゲート回路に
    よって駆動され、前記対をなす誘電体バリア放電ランプ
    に対応する2つのインバータ主回路の各ゲート回路には
    前記発振回路から互いに逆相の基準信号が出力されるこ
    とを特徴とする請求項1記載の誘電体バリア放電ランプ
    用電源装置。
  3. 【請求項3】 前記各インバータ主回路は、2次巻線が
    前記誘電体バリア放電ランプの電極対に接続される出力
    トランスを備え、前記対をなす誘電体バリア放電ランプ
    に対応する2つのインバータ主回路の各出力トランス
    は、1次又は2次巻線が互いに逆巻きとされていること
    を特徴とする請求項1記載の誘電体バリア放電ランプ用
    電源装置。
  4. 【請求項4】前記インバータ主回路は偶数個設けられて
    おり、全てのインバータ主回路が対を構成して互いに逆
    相出力とされていることを特徴とする請求項1ないし3
    のいずれかに記載の誘電体バリア放電ランプ用電源装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006047376A (ja) * 2004-07-30 2006-02-16 Optrex Corp 液晶表示装置およびバックライト装置
KR101009661B1 (ko) * 2004-03-02 2011-01-19 엘지디스플레이 주식회사 백 라이트 어셈블리
WO2011070842A1 (ja) * 2009-12-10 2011-06-16 シャープ株式会社 インバータ装置並びにそれを備えた表示装置用照明装置及び表示装置

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