JP2002511641A - 始動困難な無電極ランプ用の電源装置 - Google Patents
始動困難な無電極ランプ用の電源装置Info
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- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
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- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/36—Controlling
- H05B41/38—Controlling the intensity of light
- H05B41/382—Controlling the intensity of light during the transitional start-up phase
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 無電極ランプの毎回の確実な始動のために必要な電力出力を供給できる、無電極ランプ用の電源装置を提供する。
【解決手段】 無電極ランプ(R)用の電源装置においてランプが外部の始動電極(26)とランプ(2)へ結合された第1及び第2のマグネトロン(8,10)とを有しており、第1及び第2のマグネトロンへそれぞれ接続された第1及び第2の電源(12,14)と、第1の位置がランプの始動中に第2の電源を第2のマグネトロンから切り離しかつ第2の電源の出力を第1の電源の出力へ接続することによりそれらを互いに足し合せて第1のマグネトロンへ接続する位置であり、第2の位置がランプの始動後に第2の電源を第1のマグネトロンから切り離しかつ第2の電源を第2のマグネトロンへ接続する位置であるスイッチ(16)と、第1及び第2の電源並びに始動電極の始動を同期させることによりランプの始動中にそれらを同時にオンとするべく適応された制御装置(32)とを有する。
Description
【0001】
本発明は、一般的には、高圧及び/又は電気陰性充填物を内包する無電極ラン
プに関し、特に始動困難な無電極ランプを始動させるに十分な出力を供給する電
源装置に関する。
プに関し、特に始動困難な無電極ランプを始動させるに十分な出力を供給する電
源装置に関する。
【0002】
本願は、係属中の米国特許出願No.08/696,706"Method and Apparatus for Sta
rting Difficult to Start Electrodeless Lamps"に関連し、ここに参照するこ
とによりその内容を含める。
rting Difficult to Start Electrodeless Lamps"に関連し、ここに参照するこ
とによりその内容を含める。
【0003】 1気圧を超える静止した充填物圧力及び/又は電気陰性充填物組成をもつ無電
極ランプは、通常、始動が困難である。高圧であることと電気陰性充填物添加物
があることの双方により、自由電子数の増加を抑制する機構をもたらす。これら
の自由電子の所与の局所的密度は、バルブの点灯事象の達成において重要である
。点灯抑制機構を克服するためには、通常、どのような励起モードを使用する場
合であってもその励起モードの振幅を増大させることが行われる。無電極ランプ
においては、バルブ充填物をイオン化するために必要な電界強度がバルブを取り
巻く空気及び構造のパッシェン・パラメータを超える場合にこの手法における危
険性が顕在化する。この場合、マイクロウェーブすなわちRF(高周波)エネルギ
ーがアークへ供給され、バルブが点灯するのを妨げランプを損傷させることもあ
る。
極ランプは、通常、始動が困難である。高圧であることと電気陰性充填物添加物
があることの双方により、自由電子数の増加を抑制する機構をもたらす。これら
の自由電子の所与の局所的密度は、バルブの点灯事象の達成において重要である
。点灯抑制機構を克服するためには、通常、どのような励起モードを使用する場
合であってもその励起モードの振幅を増大させることが行われる。無電極ランプ
においては、バルブ充填物をイオン化するために必要な電界強度がバルブを取り
巻く空気及び構造のパッシェン・パラメータを超える場合にこの手法における危
険性が顕在化する。この場合、マイクロウェーブすなわちRF(高周波)エネルギ
ーがアークへ供給され、バルブが点灯するのを妨げランプを損傷させることもあ
る。
【0004】 米国特許No.5,571,439は、加熱用途に用いられるマグネトロン用の種々の電源
装置を開示する。その電源装置は、三相交流主電源ラインからの供給を受ける2
個の同一の電源ユニットを具備する。各電源ユニットはマグネトロンへ接続され
、マグネトロンのマイクロウェーブ出力は、中に紫外線ランプが固定されたマイ
クロウェーブ・キャビティへ接続された導波管を通して紫外線ランプへ結合され
る。このランプは、印刷用途等のにおいて硬化目的で使用される。無電極ランプ
においては、マイクロウェーブが、エンベロープの内側に設置された放電発生充
填物へ結合される。エンベロープは、そのエンベロープの内壁の所定領域上に設
置された電場又は二次電子放出物質を内包する。外部の高電圧電極が動かされて
、始動物質を含む所定領域近傍にてエンベロープに接触させられる。電源及び電
極は、ランプを始動するために作動させられる。始動後、電極はエンベロープか
ら離され後退させられる。
装置を開示する。その電源装置は、三相交流主電源ラインからの供給を受ける2
個の同一の電源ユニットを具備する。各電源ユニットはマグネトロンへ接続され
、マグネトロンのマイクロウェーブ出力は、中に紫外線ランプが固定されたマイ
クロウェーブ・キャビティへ接続された導波管を通して紫外線ランプへ結合され
る。このランプは、印刷用途等のにおいて硬化目的で使用される。無電極ランプ
においては、マイクロウェーブが、エンベロープの内側に設置された放電発生充
填物へ結合される。エンベロープは、そのエンベロープの内壁の所定領域上に設
置された電場又は二次電子放出物質を内包する。外部の高電圧電極が動かされて
、始動物質を含む所定領域近傍にてエンベロープに接触させられる。電源及び電
極は、ランプを始動するために作動させられる。始動後、電極はエンベロープか
ら離され後退させられる。
【0005】 出願人は、従来の電源装置を用いて始動困難なランプを始動させることに、確
実性がないことを認知した。ときには、ランプは最初の試みで始動する。別のと
きには、ランプが始動する前に何回か試みることが必要である。出願人は、電場
又は二次電子放出物質へ印加される高電圧インパルスが、マグネトロン電流のピ
ーク近傍で確実に印加されなければならないことを見出した。さらに、自由電子
数が点灯に必要な局所的密度を達成するために十分な時間の高電場が発生される
ように双方のマグネトロンが調整されなければならない。現状の技術では、電源
装置はこれらの要求を満足せず、結果的にランプ始動は信頼性のないものとなっ
ている。
実性がないことを認知した。ときには、ランプは最初の試みで始動する。別のと
きには、ランプが始動する前に何回か試みることが必要である。出願人は、電場
又は二次電子放出物質へ印加される高電圧インパルスが、マグネトロン電流のピ
ーク近傍で確実に印加されなければならないことを見出した。さらに、自由電子
数が点灯に必要な局所的密度を達成するために十分な時間の高電場が発生される
ように双方のマグネトロンが調整されなければならない。現状の技術では、電源
装置はこれらの要求を満足せず、結果的にランプ始動は信頼性のないものとなっ
ている。
【0006】
本発明の目的は、無電極ランプの毎回の確実な始動のために必要な電力出力を
供給できる、無電極ランプ用の電源装置を提供することである。
供給できる、無電極ランプ用の電源装置を提供することである。
【0007】 本発明の更なる目的は、ランプを始動するために必要な電力レベルを与えるべ
く利用可能な電源を同期させる、無電極ランプ用の電源装置を提供することであ
る。
く利用可能な電源を同期させる、無電極ランプ用の電源装置を提供することであ
る。
【0008】
概説すると、本発明は、無電極ランプ用のマルチチャネル電源を提供する。こ
のランプは、第1及び第2のマグネトロンを有し、各々が独立した電源チャネル
により電力供給され、そしてバルブの設置された共通のマイクロウェーブ・キャ
ビティへ結合される。またランプは、第1及び第2の位置をもつスイッチを有し
、第1の位置は、ランプ始動中に第2の電源の出力を第2のマグネトロンから切
り離しかつ第2の電源を第1の電源と並列にする位置である。第2の位置は、ラ
ンプの始動後に第2の電源を第1のマグネトロンから切り離しかつ第2の電源を
第2のマグネトロンへ接続する位置である。そしてランプは、第1及び第2の電
源の始動と、始動電極用電源の始動とを同期させるべく適応された制御装置を有
し、それによりそれらはランプ始動の際に同時にオンとなる。
のランプは、第1及び第2のマグネトロンを有し、各々が独立した電源チャネル
により電力供給され、そしてバルブの設置された共通のマイクロウェーブ・キャ
ビティへ結合される。またランプは、第1及び第2の位置をもつスイッチを有し
、第1の位置は、ランプ始動中に第2の電源の出力を第2のマグネトロンから切
り離しかつ第2の電源を第1の電源と並列にする位置である。第2の位置は、ラ
ンプの始動後に第2の電源を第1のマグネトロンから切り離しかつ第2の電源を
第2のマグネトロンへ接続する位置である。そしてランプは、第1及び第2の電
源の始動と、始動電極用電源の始動とを同期させるべく適応された制御装置を有
し、それによりそれらはランプ始動の際に同時にオンとなる。
【0009】 本発明はさらに、マイクロウェーブにより電力供給される無電極ランプを始動
させる方法を提供する。この方法は、高電圧電源へ接続された容量結合始動電極
を設けるステップと、第1及び第2のマイクロウェーブ源へそれぞれ接続された
第1及び第2の電源を設けるステップと、第1及び第2の電源を第1のマイクロ
ウェーブ源へ接続しかつ第2の電源を第2のマイクロウェーブ源から切り離すこ
とにより第1及び第2の電源の出力を組み合わせるステップと、第1及び第2の
電源並びに高電圧電源を同時に起動させるステップと、始動電極への高電圧電源
をオフにするステップと、電極をエンベロープから後退させるステップと、第1
及び第2の電源を互いに切り離しかつ第2の電源を第2のマイクロウェーブ源へ
接続するステップとを有する。 これらの及び他の本発明の目的は、以下の詳細な説明から明らかとされよう。
させる方法を提供する。この方法は、高電圧電源へ接続された容量結合始動電極
を設けるステップと、第1及び第2のマイクロウェーブ源へそれぞれ接続された
第1及び第2の電源を設けるステップと、第1及び第2の電源を第1のマイクロ
ウェーブ源へ接続しかつ第2の電源を第2のマイクロウェーブ源から切り離すこ
とにより第1及び第2の電源の出力を組み合わせるステップと、第1及び第2の
電源並びに高電圧電源を同時に起動させるステップと、始動電極への高電圧電源
をオフにするステップと、電極をエンベロープから後退させるステップと、第1
及び第2の電源を互いに切り離しかつ第2の電源を第2のマイクロウェーブ源へ
接続するステップとを有する。 これらの及び他の本発明の目的は、以下の詳細な説明から明らかとされよう。
【0010】
図1は、本発明により作製された無電極ランプRを概略的に開示する。ランプ
は、プラズマ充填物4を具備するエンベロープ2を有する。エンベロープ2はマ
イクロウェーブ・キャビティ6の内部に設置されている。第1及び第2のマイク
ロウェーブ源すなわちマグネトロン8及び10は、導波管を介してマイクロウェ
ーブ・キャビティの対向する両端のそれぞれに動作可能に結合されることにより
、充填物4からの放電を維持する。第1及び第2の可変電源12及び14は直流
電力を発生し、それぞれマグネトロン8及び10へ動作可能に接続される。各電
源は、マグネトロンに必要な高電圧出力、通常4.8kV、880mAを付与す
るべくステップアップ変圧器を具備する。電源12及び14は、米国特許No.5,5
71,439に開示されている。始動位置18にある高電圧単極二切換(SPDT)リ
レー16は、ランプの始動時に電源14の出力をマグネトロン8へ切り換えるこ
とにより、マグネトロン8に対して電源12及び14の組み合わされた出力を供
給する。ランプが無事始動した後は、リレー16はその稼動位置20へ切り替わ
ることにより電源14をマグネトロン10へ再接続する。タイマ22は予め設定
された時間約1280msを規定し、その間リレー16は始動位置に保持される
。キャパシタ24がリレー16を跨いで接続されることにより、リレーの切換中
に電源12及び14の変圧器に蓄積されるエネルギーを吸収する利点がある。電
源12及び14は、好適には480VACの三相電源へ接続される。
は、プラズマ充填物4を具備するエンベロープ2を有する。エンベロープ2はマ
イクロウェーブ・キャビティ6の内部に設置されている。第1及び第2のマイク
ロウェーブ源すなわちマグネトロン8及び10は、導波管を介してマイクロウェ
ーブ・キャビティの対向する両端のそれぞれに動作可能に結合されることにより
、充填物4からの放電を維持する。第1及び第2の可変電源12及び14は直流
電力を発生し、それぞれマグネトロン8及び10へ動作可能に接続される。各電
源は、マグネトロンに必要な高電圧出力、通常4.8kV、880mAを付与す
るべくステップアップ変圧器を具備する。電源12及び14は、米国特許No.5,5
71,439に開示されている。始動位置18にある高電圧単極二切換(SPDT)リ
レー16は、ランプの始動時に電源14の出力をマグネトロン8へ切り換えるこ
とにより、マグネトロン8に対して電源12及び14の組み合わされた出力を供
給する。ランプが無事始動した後は、リレー16はその稼動位置20へ切り替わ
ることにより電源14をマグネトロン10へ再接続する。タイマ22は予め設定
された時間約1280msを規定し、その間リレー16は始動位置に保持される
。キャパシタ24がリレー16を跨いで接続されることにより、リレーの切換中
に電源12及び14の変圧器に蓄積されるエネルギーを吸収する利点がある。電
源12及び14は、好適には480VACの三相電源へ接続される。
【0011】 高電圧始動電極26は、マグネトロン8へ接続されるエンベロープの一端近傍
に設置される。マグネトロン8は、始動中に電源12及び14の組み合わされた
出力を受ける。ランプが始動するとき、電極26はマイクロウェーブ・キャビテ
ィ6中へ動かされてエンベロープ壁と接触させられ、300msの間電圧を印加
され、その後エンベロープ2から離されマイクロウェーブ・キャビティ6の外側
へ後退させられる。無事に始動した後ランプが動作している間、電極26は、マ
イクロウェーブ・キャビティの外側に留まる。高電圧源28は、始動電極26へ
動作可能に接続される。係属中の米国特許出願No.08/696,706は、さらに詳細に
始動電極18を開示しており、ここに参照することによりその内容を含める。
に設置される。マグネトロン8は、始動中に電源12及び14の組み合わされた
出力を受ける。ランプが始動するとき、電極26はマイクロウェーブ・キャビテ
ィ6中へ動かされてエンベロープ壁と接触させられ、300msの間電圧を印加
され、その後エンベロープ2から離されマイクロウェーブ・キャビティ6の外側
へ後退させられる。無事に始動した後ランプが動作している間、電極26は、マ
イクロウェーブ・キャビティの外側に留まる。高電圧源28は、始動電極26へ
動作可能に接続される。係属中の米国特許出願No.08/696,706は、さらに詳細に
始動電極18を開示しており、ここに参照することによりその内容を含める。
【0012】 図2A及び図2Cは、電源12及び14の出力の電流波形をそれぞれ示す。こ
れらの出力は、標準的な位相制御SCRを用いて全波整流される。これらの波形
は位相が120度シフトしている。これは、ライン電源が標準の商用60若しく
は50Hz三相交流だからである。
れらの出力は、標準的な位相制御SCRを用いて全波整流される。これらの波形
は位相が120度シフトしている。これは、ライン電源が標準の商用60若しく
は50Hz三相交流だからである。
【0013】 図2Bは、電極電源28へのライン入力を示す。
【0014】 フォトセル30は、始動から約1280ms後にエンベロープ2内部から伝わ
る光の存在を監視する。ランプが無事に始動しなかったならば、光は存在しない
ためフォトセル30は制御装置32に対して電源12及び14をオフにするため
の信号を発生する。ランプが無事始動したならば、フォトセル32はエンベロー
プ2から伝わる光の存在を監視し続け、バルブが点灯しているという信号を与え
る。バルブが消灯したならば、フォトセルは制御装置に対して電源12及び14
をオフにするための信号を送る。光ファイバ・ケーブル34は、エンベロープの
端部からフォトセル32まで光を伝送する。1997年4月25日出願の係属中の米国
特許出願No.08/840,709は、フォトセル構成を開示しており、ここに参照するこ
とによりその内容を含める。
る光の存在を監視する。ランプが無事に始動しなかったならば、光は存在しない
ためフォトセル30は制御装置32に対して電源12及び14をオフにするため
の信号を発生する。ランプが無事始動したならば、フォトセル32はエンベロー
プ2から伝わる光の存在を監視し続け、バルブが点灯しているという信号を与え
る。バルブが消灯したならば、フォトセルは制御装置に対して電源12及び14
をオフにするための信号を送る。光ファイバ・ケーブル34は、エンベロープの
端部からフォトセル32まで光を伝送する。1997年4月25日出願の係属中の米国
特許出願No.08/840,709は、フォトセル構成を開示しており、ここに参照するこ
とによりその内容を含める。
【0015】 高電圧電源28は、図3にさらに詳細に開示される。変圧器36は、キャパシ
タ38を充電するために供給電圧を約10kVへ昇圧する。スパーク間隙スイッ
チ40は、サイン波入力の正及び負のピーク近傍の所定の電圧で閉じることによ
り、キャパシタ38を自動変圧器42へ放電させる。自動変圧器42は始動電極
26へ接続される。自動変圧器は、120Hz周期で約1μs(マイクロ秒)持続
する約80kVのインパルス出力を発生するべく2MHz程度で共振する。
タ38を充電するために供給電圧を約10kVへ昇圧する。スパーク間隙スイッ
チ40は、サイン波入力の正及び負のピーク近傍の所定の電圧で閉じることによ
り、キャパシタ38を自動変圧器42へ放電させる。自動変圧器42は始動電極
26へ接続される。自動変圧器は、120Hz周期で約1μs(マイクロ秒)持続
する約80kVのインパルス出力を発生するべく2MHz程度で共振する。
【0016】 制御装置32は、電源12及び14、並びにフォトセル32へ動作可能に接続
される。制御装置32が電源12及び14の同期的始動を実行することにより、
それぞれが120度位相シフトした状態で同時に起動することになる。図4A及
び図4Bに最もよく示されている。制御装置はさらに、電源12及び14の始動
と同時に電源28を電極26へ接続する。これにより電極26は、電源12及び
14からの出力電力があるときに電力供給される。これは図4Cに最もよく示さ
れる。従って、電源12及び14並びに始動電極26は、ランプの始動中に同期
されるという利点があり、これにより、発生するプラズマを維持するためのマグ
ネトロンへの電力があるときのみに電極へ電力が供給されることを確保する。ラ
ンプを始動させるために同期は重要であり、これについては後述する。システム
の回路構造により課されるいかなる遅延もこれにより排除される。
される。制御装置32が電源12及び14の同期的始動を実行することにより、
それぞれが120度位相シフトした状態で同時に起動することになる。図4A及
び図4Bに最もよく示されている。制御装置はさらに、電源12及び14の始動
と同時に電源28を電極26へ接続する。これにより電極26は、電源12及び
14からの出力電力があるときに電力供給される。これは図4Cに最もよく示さ
れる。従って、電源12及び14並びに始動電極26は、ランプの始動中に同期
されるという利点があり、これにより、発生するプラズマを維持するためのマグ
ネトロンへの電力があるときのみに電極へ電力が供給されることを確保する。ラ
ンプを始動させるために同期は重要であり、これについては後述する。システム
の回路構造により課されるいかなる遅延もこれにより排除される。
【0017】 動作において、リレー16はその始動位置18に切り替わり、電源14の出力
をマグネトロン8へ接続する。電源12及び14はその後制御装置を通して起動
されることにより、双方の電源の出力が120度移送シフトし同期してライン上
に現れる。これは図4A及び図4Bに示される。いずれの電源も、それぞれがそ
の始動信号を受信するまでは始動しない。1つの電源出力が他方の電源出力より
先にライン上に現れる原因となる回路構造によって生じるランダムな遅延は、取
り除かれる。双方の電源出力は、一緒にライン上に現れ、ただ120度のライン
移送シフトによってのみ区別される。このようにして電源12及び14の出力は
足し合わされ、マグネトロン8へ接続される。マグネトロン8は始動電極26に
近い方にある。図4A及び図4Bを組み合わせた出力は、図4Dに示される。高
電圧始動電極26が動かされ、エンベロープ2と接触させられると、高電圧電源
28が、電源12及び14と同時にオンとされる。これは図4Cに最もよく示さ
れる。電極26は約300msの間電力供給され、高電圧電場を電場放射源44
に対して及ぼす。電場放射源44は、例えばセシウム、カリウム、ルビジウム、
及びナトリウム含有化合物である。これは、上記の米国特許出願No.08/696,706
に開示されている。電源12及び14の組合せ出力の各周期の最初すなわち前端
(フロント・エッジ)における高電圧サイン波入力の正及び負のほぼピークにお
いて、スパーク間隙40が短絡するとき、電極26は、120Hzでエネルギー
を供給される。これにより組合せ出力のエネルギーを最大限に活用することとな
る。図4C及び図4Dを参照すると、図4Cの波形における不連続は、組合せ出
力波形の負のピークの前端で放電するスパーク間隙スイッチ40により生じる。
ライン45は、組合せ出力に関する半周期毎のスパーク間隙の放電のタイミング
を示す。ここで、一般的に47で示される各放電は、組合せ出力の前端で起きる
ことを注記する。マイクロウェーブ場と連携して電極26により与えられる高電
場は、電場及び/又は二次電子放出物質から電子を放射させる。これらの電子は
、マイクロウェーブ場により加速されさらにイオン化事象を発生させ、ついには
バルブ充填物4が通常動作に必要なイオン化レベルに到達する。組合せ出力の広
い負のピーク46は、マグネトロン8に対してより長い「オン」時間を与えるこ
とにより、エンベロープ内の電子数を増大させる。それにより、各サイクル毎に
電力出力が零になるときでもプラズマは消失しない。
をマグネトロン8へ接続する。電源12及び14はその後制御装置を通して起動
されることにより、双方の電源の出力が120度移送シフトし同期してライン上
に現れる。これは図4A及び図4Bに示される。いずれの電源も、それぞれがそ
の始動信号を受信するまでは始動しない。1つの電源出力が他方の電源出力より
先にライン上に現れる原因となる回路構造によって生じるランダムな遅延は、取
り除かれる。双方の電源出力は、一緒にライン上に現れ、ただ120度のライン
移送シフトによってのみ区別される。このようにして電源12及び14の出力は
足し合わされ、マグネトロン8へ接続される。マグネトロン8は始動電極26に
近い方にある。図4A及び図4Bを組み合わせた出力は、図4Dに示される。高
電圧始動電極26が動かされ、エンベロープ2と接触させられると、高電圧電源
28が、電源12及び14と同時にオンとされる。これは図4Cに最もよく示さ
れる。電極26は約300msの間電力供給され、高電圧電場を電場放射源44
に対して及ぼす。電場放射源44は、例えばセシウム、カリウム、ルビジウム、
及びナトリウム含有化合物である。これは、上記の米国特許出願No.08/696,706
に開示されている。電源12及び14の組合せ出力の各周期の最初すなわち前端
(フロント・エッジ)における高電圧サイン波入力の正及び負のほぼピークにお
いて、スパーク間隙40が短絡するとき、電極26は、120Hzでエネルギー
を供給される。これにより組合せ出力のエネルギーを最大限に活用することとな
る。図4C及び図4Dを参照すると、図4Cの波形における不連続は、組合せ出
力波形の負のピークの前端で放電するスパーク間隙スイッチ40により生じる。
ライン45は、組合せ出力に関する半周期毎のスパーク間隙の放電のタイミング
を示す。ここで、一般的に47で示される各放電は、組合せ出力の前端で起きる
ことを注記する。マイクロウェーブ場と連携して電極26により与えられる高電
場は、電場及び/又は二次電子放出物質から電子を放射させる。これらの電子は
、マイクロウェーブ場により加速されさらにイオン化事象を発生させ、ついには
バルブ充填物4が通常動作に必要なイオン化レベルに到達する。組合せ出力の広
い負のピーク46は、マグネトロン8に対してより長い「オン」時間を与えるこ
とにより、エンベロープ内の電子数を増大させる。それにより、各サイクル毎に
電力出力が零になるときでもプラズマは消失しない。
【0018】 約300ms後、電極電源28への入力は落とされ、電極26はエンベロープ
から離されマイクロウェーブ・キャビティ6の外側へ後退させられる。始動電極
が後退させられて約1秒後、リレー16は、電源14をマグネトロン8から切り
離し、電源14をマグネトロン10へ接続するべく操作される。その後、フォト
セル30は、エンベロープ2内部から来る光の監視を開始する。フォトセル30
が光を検出すると直ちに制御装置32は、電源12及び14の電力出力を、予め
設定された100%までの動作レベルへ変更する。光が検出されない場合は、電
源12及び14はシャットダウンされる。
から離されマイクロウェーブ・キャビティ6の外側へ後退させられる。始動電極
が後退させられて約1秒後、リレー16は、電源14をマグネトロン8から切り
離し、電源14をマグネトロン10へ接続するべく操作される。その後、フォト
セル30は、エンベロープ2内部から来る光の監視を開始する。フォトセル30
が光を検出すると直ちに制御装置32は、電源12及び14の電力出力を、予め
設定された100%までの動作レベルへ変更する。光が検出されない場合は、電
源12及び14はシャットダウンされる。
【0019】 電源12及び14の出力を互いに接続して足し合わせた出力をマグネトロン8
へ供給することにより、マグネトロン8はエンベロープの高電圧始動電極26に
近い方の端部に結合されているので、その端部において確実にプラズマが発生し
、そしてエンベロープ2の他方の端部へと進行していく。
へ供給することにより、マグネトロン8はエンベロープの高電圧始動電極26に
近い方の端部に結合されているので、その端部において確実にプラズマが発生し
、そしてエンベロープ2の他方の端部へと進行していく。
【0020】 制御装置32の同期機能は、図5に示される。始動ボタン48は、ランプを始
動させるために押される。始動信号は、電源12、14及び28のそれぞれの制
御装置50、52及び54へ送られる。それぞれのANDゲート56、58及び
60は、それぞれの電源スイッチ62、64及び66を同時にオンとするために
用いられる。
動させるために押される。始動信号は、電源12、14及び28のそれぞれの制
御装置50、52及び54へ送られる。それぞれのANDゲート56、58及び
60は、それぞれの電源スイッチ62、64及び66を同時にオンとするために
用いられる。
【0021】 本発明は、好適例について説明されたが、本発明の原理に一般的に従って更な
る変更、用途及び又は適応が可能であり、本発明に関連する技術における公知の
若しくは通常の実施の範囲内で行われ又は上述の本質的特徴に当てはまる本発明
の開示からの発展を含み、本発明の範囲に含まれることは明らかである。 (図面の簡単な説明) 図1は、本発明により作製された電源を用いた無電極ランプの概略構成図であ
る。 図2A及び図2Cは、各々マグネトロンへ接続された一対の電源の電流出力プ
ロットである。 図2Bは、始動電極用電源に接続されたライン電源の電力入力プロットである
。 図3は、本発明に用いられる始動電極用の高電圧電源の概略構成図である。 図4A及び図4Bは、ランプ始動中の一対の電源の電流出力プロットである。 図4Cは、ランプ始動中のスパーク間隙スイッチの点火により生ずる歪みを示
す図2Bのプロットである。 図4Dは、ランプの始動中に用いられる図4A及び図4Bの組み合わされた波
形のプロットである。 図5は、数個の電源の始動を同期させるための制御方式の概略図である。
る変更、用途及び又は適応が可能であり、本発明に関連する技術における公知の
若しくは通常の実施の範囲内で行われ又は上述の本質的特徴に当てはまる本発明
の開示からの発展を含み、本発明の範囲に含まれることは明らかである。 (図面の簡単な説明) 図1は、本発明により作製された電源を用いた無電極ランプの概略構成図であ
る。 図2A及び図2Cは、各々マグネトロンへ接続された一対の電源の電流出力プ
ロットである。 図2Bは、始動電極用電源に接続されたライン電源の電力入力プロットである
。 図3は、本発明に用いられる始動電極用の高電圧電源の概略構成図である。 図4A及び図4Bは、ランプ始動中の一対の電源の電流出力プロットである。 図4Cは、ランプ始動中のスパーク間隙スイッチの点火により生ずる歪みを示
す図2Bのプロットである。 図4Dは、ランプの始動中に用いられる図4A及び図4Bの組み合わされた波
形のプロットである。 図5は、数個の電源の始動を同期させるための制御方式の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,V N,YU,ZW (72)発明者 ペンゼンスタドラー、アーネスト、ジー アメリカ合衆国 20878−1357 メリーラ ンド州、ガイザースバーグ、クロッパー・ ロード 910 Fターム(参考) 3K072 AA17 BA01 CB10 DA00 DD04 DD06 DE03 DE06
Claims (18)
- 【請求項1】 無電極ランプ用の電源装置においてランプが外部の始動電極
と該ランプへ結合された第1及び第2のマグネトロンとを有しており、前記電源
装置が、 a)第1及び第2のマグネトロンへそれぞれ接続された第1及び第2の電源と
、 b)第1及び第2の位置をもつスイッチであって、前記第1の位置が前記ラン
プの始動中に前記第2の電源を前記第2のマグネトロンから切り離しかつ前記第
2の電源の出力を前記第1の電源の出力へ接続することによりそれらを互いに足
し合せて前記第1のマグネトロンへ接続する位置であり、前記第2の位置が前記
ランプの始動後に前記第2の電源を前記第1のマグネトロンから切り離しかつ前
記第2の電源を前記第2のマグネトロンへ接続する位置である、その第1及び第
2の位置をもつスイッチと、 c)前記第1及び第2の電源並びに前記始動電極の始動を同期させることによ
り前記ランプの始動中にそれらを同時にオンとするべく適応された制御装置とを
有する 電源装置。 - 【請求項2】 a)前記第1及び第2の電源の出力の間に接続されたキャパ
シタをさらに有する請求項1に記載の電源装置。 - 【請求項3】 a)前記スイッチと動作可能に連携するタイマをさらに有し
、 b)前記タイマが予め設定された時間の後、前記スイッチを前記第2の位置と
するべく動作するよう適応されている 請求項1に記載の電源装置。 - 【請求項4】 無電極ランプにおいて、 a)充填物を内包するエンベロープと、 b)前記ランプが始動するとき前記エンベロープの所定領域の近傍に設置され
た始動電極と、 c)放電を維持すべく前記充填物へ結合された第1及び第2の励起源へそれぞ
れ接続された第1及び第2の電源と、 d)第1及び第2の位置をもつスイッチであって、前記第1の位置が前記ラン
プの始動中に前記第2の電源を前記第2の励起源から切り離しかつ前記第2の電
源の出力を前記第1の電源の出力へ接続することによりそれらを互いに足し合わ
せて前記第1の励起源へ結合させる位置であり、前記第2の位置が前記ランプの
始動後に前記第2の電源を前記第1の励起源から切り離しかつ前記第2の電源を
前記第2の励起源へ接続する位置である、その第1及び第2の位置をもつスイッ
チと、 e)前記ランプの始動中に前記電極へ動作可能に接続される高電圧電源と、 f)前記第1及び第2の電源並びに前記高電圧電源を同期させることにより前
記ランプの始動中にそれらを同時にオンとするべく適応された制御装置とを有す
る 無電極ランプ。 - 【請求項5】 a)前記第1及び第2の電源の出力の間に接続されたキャパ
シタをさらに有する請求項4に記載の無電極ランプ。 - 【請求項6】 a)前記スイッチと動作可能に連携するタイマをさらに有し
、 b)前記タイマが予め設定された時間の後、前記スイッチを前記第2の位置と
するべく動作するよう適応されている 請求項1に記載の無電極ランプ。 - 【請求項7】 a)前記高圧電源がスパーク間隙スイッチを有する請求項4
に記載の無電極ランプ。 - 【請求項8】 a)前記高圧電源が前記スパーク間隙スイッチの出力へ接続
された自動変圧器を有する請求項7に記載の無電極ランプ。 - 【請求項9】 a)前記第1及び第2の励起源がマイクロウェーブ源を含む
請求項4に記載の無電極ランプ。 - 【請求項10】 マイクロウェーブにより電力供給される無電極ランプを始
動させる方法において、 a)高電圧電源へ接続された始動電極を設けるステップと、 b)第1及び第2のマイクロウェーブ源へそれぞれ接続された第1及び第2の
電源を設けるステップと、 c)前記第1及び第2の電源を前記第1のマイクロウェーブ源へ接続しかつ前
記第2の電源を前記第2のマイクロウェーブ源から切り離すことにより前記第1
及び第2の電源の出力を組み合わせるステップと、 d)前記第1及び第2の電源並びに前記高電圧電源を同時に起動させるステッ
プと、 e)前記始動電極への前記高電圧電源をオフとするステップと、 f)前記電極をエンベロープから離して後退させるステップと、 g)前記第1及び第2の電源を互いに切り離しかつ前記第2の電源を前記第2
のマイクロウェーブ源へ接続するステップとを有する 無電極ランプの始動方法。 - 【請求項11】 予め設定された時間後に前記ランプから来る光を検出する
ステップをさらに含む請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 前記予め設定された時間が約1秒である請求項10に記載
の方法。 - 【請求項13】 前記ランプからの光が検出されない場合、前記第1及び第
2の電源をオフとするステップをさらに含む請求項10に記載の方法。 - 【請求項14】 前記ランプからの光が検出された場合、前記第1及び第2
の電源の出力レベルを予め設定されたレベルに上げるステップを含む請求項10
に記載の方法。 - 【請求項15】 前記第1及び第2の電源が、ステップd)において100
%未満の出力レベルで電力供給される請求項10に記載の方法。 - 【請求項16】 前記電極が約300msの間電力供給される請求項10に
記載の方法。 - 【請求項17】 前記第1及び第2の電源が互いに約1秒の間接続される請
求項10に記載の方法。 - 【請求項18】 前記電極が、前記第1及び第2の電源の組み合わされた出
力の各周期のほぼ前端において周期的に電力供給される請求項10に記載の方法
。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/056,792 US5886480A (en) | 1998-04-08 | 1998-04-08 | Power supply for a difficult to start electrodeless lamp |
US09/056,792 | 1998-04-08 | ||
PCT/US1998/014190 WO1999053730A1 (en) | 1998-04-08 | 1998-07-13 | Power supply for a difficult to start electrodeless lamp |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002511641A true JP2002511641A (ja) | 2002-04-16 |
Family
ID=22006605
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000544162A Pending JP2002511641A (ja) | 1998-04-08 | 1998-07-13 | 始動困難な無電極ランプ用の電源装置 |
Country Status (8)
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---|---|
US (1) | US5886480A (ja) |
EP (1) | EP1070439A1 (ja) |
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AU (1) | AU8295598A (ja) |
CA (1) | CA2327651A1 (ja) |
DE (1) | DE1070439T1 (ja) |
IL (1) | IL138893A0 (ja) |
WO (1) | WO1999053730A1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013534037A (ja) * | 2010-07-13 | 2013-08-29 | セラビジョン・リミテッド | マグネトロンを動力源とするランプ |
KR20150132160A (ko) * | 2013-03-15 | 2015-11-25 | 헤라우스 노블라이트 아메리카 엘엘씨 | 듀얼 전원을 사용하여 듀얼 마그네트론들에 전력을 공급하기 위한 시스템 및 방법 |
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JP3927387B2 (ja) * | 2001-08-29 | 2007-06-06 | 株式会社オーク製作所 | 無電極ランプシステム |
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CN101534595B (zh) * | 2009-04-17 | 2013-07-24 | 永磁电子(东莞)有限公司 | 一种无极灯高频发生器及其延迟启动电路 |
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US8629616B2 (en) | 2011-01-11 | 2014-01-14 | Topanga Technologies, Inc. | Arc tube device and stem structure for electrodeless plasma lamp |
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US9099291B2 (en) | 2013-06-03 | 2015-08-04 | Topanga Usa, Inc. | Impedance tuning of an electrode-less plasma lamp |
US9392752B2 (en) | 2014-05-13 | 2016-07-19 | Topanga Usa, Inc. | Plasma growth lamp for horticulture |
EP3905304A1 (en) * | 2020-04-29 | 2021-11-03 | Lumartix SA | Tubular electrodeless lamp |
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US4633140A (en) * | 1984-12-24 | 1986-12-30 | Fusion Systems Corporation | Electrodeless lamp having staggered turn-on of microwave sources |
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-
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- 1998-07-13 WO PCT/US1998/014190 patent/WO1999053730A1/en not_active Application Discontinuation
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- 1998-07-13 JP JP2000544162A patent/JP2002511641A/ja active Pending
- 1998-07-13 DE DE1070439T patent/DE1070439T1/de active Pending
- 1998-07-13 IL IL13889398A patent/IL138893A0/xx unknown
- 1998-07-13 EP EP98933273A patent/EP1070439A1/en not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040525 |