JP2003332089A - 無電極放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数特性を持つ無電極放電灯を、励起コイ
ルと組み合わせて適切な出力周波数で動作させることが
できる無電極放電灯点灯装置を提供する。 【解決手段】 無電極放電灯１と、直流電源２と、制御
信号に従って直流電源２からの直流電力を高周波電力に
変換する電力変換器３と、この電力変換器３によって変
換された高周波電力を受けて無電極放電灯１に高周波電
磁界を作用させる励起コイル４と、発振信号を上記制御
信号として出力する発振器６とを備える無電極放電灯点
灯装置に対し、制御回路７ａを設けた。電力変換器３の
出力を検出する出力検出器７１ａと、検出された出力が
所定の設定出力になるように発振器６の発振信号の周波
数を制御する周波数制御回路７３ａとにより制御回路７
ａを構成し、周波数制御回路７３ａによって制御される
周波数の変化幅を所定範囲内に制限する制限部７３１ａ
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換器によっ
て直流電力を高周波電力に変換して励起コイルに供給
し、この励起コイルから高周波電磁界を無電極放電灯に
作用させることでこれを点灯する無電極放電灯点灯装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の無電極放電灯点灯装置は、無電
極放電灯の内部に電極が存在しないために全体として長
寿命であるという大きな特徴を持つことから、様々な分
野に幅広く展開されていくことが期待されている。

【０００３】図２５に従来の無電極放電灯点灯装置（例
えば特開平６−７６９７１号公報など）の構成図を示
す。

【０００４】図２５において、無電極放電灯点灯装置
は、透光性の容器に放電ガスを封入してなる無電極放電
灯１と、商用電源ＡＣからの交流電圧を例えば７５Ｖの
直流電圧に変換して出力する直流電源２と、制御信号に
従って直流電源２からの直流電力を高周波電力に変換す
る電力変換器３と、この電力変換器３によって変換され
た高周波電力を受けて無電極放電灯１に高周波電磁界を
作用させる励起コイル４と、この励起コイル４と電力変
換器３の出力との間に介設され励起コイル４に対して直
列および並列に接続される２つのコンデンサ（容量性素
子）によりなる整合回路５と、発振信号を上記制御信号
として出力する発振器６と、この発振器６による発振信
号の発振周波数を制御する制御回路７とにより構成され
ている。

【０００５】無電極放電灯１は、例えば石英ガラスまた
は多結晶アルミナなどの球状または筒状の耐熱透光性容
器で形成され、その内部には、発光媒体が気密に封入さ
れている。例えば可視光を放射するように、発光媒体と
してよう化ナトリウムと、塩化セリウムとが同重量比で
封入され、また、バッファガスとして約５００torrの分
圧のキセノンが封入される。

【０００６】電力変換器３は、直流電源２の出力に接続
されインダクタおよびキャパシタ等よりなるノイズフィ
ルタ３０と、このノイズフィルタ３０を介して直流電源
２の出力間に直列に接続される一対のスイッチング素子
（ＭＯＳ型ＦＥＴ）Ｑ１，Ｑ２と、発振器６からの制御
信号を入力して互いに逆相で出力するトランスＴ１，Ｔ
２と、これらのトランスＴ１，Ｔ２から出力される制御
信号に従ってスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をそれぞれス
イッチング制御する負バイアス回路３１，３２とにより
構成されている。

【０００７】励起コイル４は、例えばアルミニウムなど
の良導電性金属を２〜３ターン巻き回してコイル状に形
成したものであり、無電極放電灯１を取り巻くように配
設される。

【０００８】発振器６は、例えば１３．２〜１３．８Ｍ
Ｈｚで発振周波数が連続的に変化する電圧制御形の発振
器である。

【０００９】制御回路７は、上記制御信号による電力変
換器３の入力電圧を検出する入力電圧検出器７０と、電
力変換器３の出力電流を検出する出力電流検出器７１
と、入力電圧検出器７０によって検出された入力電圧と
出力電流検出器７１によって検出された出力電流との位
相差を検出する位相差検出器７２と、この位相差検出器
７２によって検出された位相差に応じて発振器６に供給
する電圧値を変化させることで、発振器６による発振信
号の周波数を制御する周波数制御回路７３とにより構成
されている。

【００１０】入力電圧検出器７０は、トランスＴ１，Ｔ
２の１次巻線に１次巻線が直列に接続されるトランスＴ
３と、このトランスＴ３の２次巻線に直列に接続される
抵抗Ｒ７０とにより構成され、この抵抗Ｒ７０の両端電
圧を電力変換器３の入力電圧として検出するようになっ
ている。出力電流検出器７１は、スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２の接続点に１次巻線が直列に介設される電流ト
ランスによりなり、この電流トランスの２次巻線から、
検出した電力変換器３の出力電流を取り出すようになっ
ている。

【００１１】上記構成の無電極放電灯点灯装置では、図
示しないスイッチが閉成されて電源が投入されると、発
振器６から例えば１３．５ＭＨｚの制御信号が出力さ
れ、トランスＴ１，Ｔ２を通過して互いに逆相となる。
この互いに逆相となった制御信号は、それぞれ、負バイ
アス回路３１，３２を介してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ
２の両制御端子（ゲート）に入力する。これにより、ス
イッチング素子Ｑ１，Ｑ２がスイッチング動作を始め、
直流電源２から出力される例えば７５Ｖの直流電圧の直
流電力が約３００Ｖ程度の実効値電圧の高周波電力に変
換されて出力されることになる。

【００１２】そして、その高周波電力の出力電流が出力
電流検出器７１によって検出される一方、上記制御信号
による電力変換器３の入力電圧が入力電圧検出器７０に
よって検出される。続いて、それらの位相差が位相差検
出器７２によって検出され、そこから位相差に応じたオ
ン幅の矩形波電圧が出力される。例えば、電圧が電流よ
りも遅れた位相のときには、オン幅の小さな矩形波電圧
が出力され、逆に進んだ位相のときには、オン幅の大き
な矩形波電圧が出力される。このような矩形波電圧が周
波数制御回路７３に入力すると、周波数制御回路７３
は、矩形波電圧を積分し、位相が遅れているときには、
発振器６に印加する電圧を下げて発振周波数を例えば１
３．２ＭＨｚに低下させる一方、位相が進んでいるとき
には、発振器６に印加する電圧を上げて発振周波数を１
３．８ＭＨｚに上昇させるように制御する。

【００１３】このようにして電力変換器３から出力され
る高周波電力が励起コイル４に供給され、そこから交番
磁界が発生する。これにより、閉電界が無電極放電灯１
の内部に発生し、封入された発光媒体を導通する電流が
流れて、励起コイル４の内形状に沿ったドーナツ形のア
ーク放電が生起する。

【００１４】このような従来の無電極放電灯点灯装置に
よれば、高周波電力の電圧と電流との位相差を低減する
ように発振器６の発振周波数が変化する結果、無効電流
の発生を低減することができ、無電極放電灯点灯装置の
素子が破壊されるのを防止することができる。

【００１５】なお、上記従来の無電極放電灯点灯装置で
は、位相差検出器７２に入力される電圧が制御信号によ
る電力変換器３の入力信号になっているが、スイッチン
グ素子Ｑ１，Ｑ２の接続点の電圧を分圧して得た信号を
入力する場合がある（特開平６−７６９７１号公報な
ど）。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２５
の従来の無電極放電灯点灯装置では、電力変換器の出力
電圧を検出せずに、電力変換器に対する入力電圧と出力
電流とを検出して、これらの位相差を低減するように発
振信号の周波数を制御するため、負荷の状態の変化によ
って電力変換器から出力される電力に差が生じたとして
も、その差を補正することができない。その差を補正で
きないと、出力される高周波電力が過大となって回路素
子が破壊するおそれがあるほか、高周波電力が過小とな
って無電極放電灯が不点灯ないし立ち消えとなるおそれ
がある。

【００１７】また、特開平６−７６９７１号公報などの
ように、電力変換器のスイッチング素子の接続点からそ
の出力電圧を検出する仕方でも、負荷の状態によって変
化する出力電力を検出するという点で不十分であり、上
記と同様の課題がある。

【００１８】ところで、負荷に対する出力を直接的に知
る方法としては、励起コイルに対する電圧または電流を
検出して制御回路にフィードバックする方法が考えられ
ており、この方法では、励起コイルの電圧、電流、電力
などをある所定の値になるようにフィードバックするこ
とで、発振信号の周波数を制御することになる。

【００１９】しかし、無電極放電灯点灯装置において
は、無電極放電灯と励起コイルとがトランス結合の関係
にあり、励起コイルによって発生した電磁界により無電
極放電灯が点灯する。励起コイルによって発生する電磁
界は、同一の電圧・電流であっても出力（動作）周波数
が異なると違った強度を持つ。このため、無電極放電灯
と励起コイルとの組み合わせにおいて、各種の特性が周
波数依存性を持つことになる。この特性は、一般の電極
を持つ放電灯のそれとは大きく相違している。例えば、
電極を持つ放電灯の始動特性では、電極の予熱時間、お
よびその後の電極間に印加する電圧値によって始動特性
のほとんどが決まり、その特性が出力周波数によって大
きく異なるということはない。

【００２０】一方、無電極放電灯の特性は、無電極放電
灯と組み合わされた励起コイルの発生する電磁界によっ
て決まる。励起コイルの発生する電磁界は、電圧・電流
はもちろんであるが、出力周波数によって大きく異なる
ようになる。このため、無電極放電灯点灯装置におい
て、検出した電圧・電流のレベルを同一に保つような制
御を行っても、印加させる電磁界の強度が異なるため、
無電極放電灯の状態が出力周波数によって大きく異なる
ことになる。

【００２１】例えば、無電極放電灯の始動特性は出力周
波数に依存するが、電圧・電流などを制御するために出
力周波数を変化させると、無電極放電灯にとって特性の
悪化する周波数領域に入ることになりかねない。一般
に、無電極放電灯を低い出力周波数で点灯すると、励起
コイルに流れる電流が増加してコイルでの損失（銅損）
が増加する。励起コイルに磁性体を使用した場合には、
磁性体内の磁束密度が上昇して鉄損が増加する。これら
のことにより、無電極放電灯を低い出力周波数で点灯し
た場合には、励起コイルに供給する電力に対する電磁界
の出力効率（励起コイル効率）が低下したり、損失が増
加し、放熱が困難となる。一方、無電極放電灯を高い出
力周波数で点灯すると、無電極放電灯点灯装置によって
発生する雑音に対する対策が困難になる。

【００２２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、周波数特性を持つ無電極放電灯を、励起コイル
と組み合わせて適切な出力周波数で動作させることがで
きる無電極放電灯点灯装置を提供することを目的とす
る。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１記載の発明の無電極放電灯点灯装置は、透光
性の容器に放電ガスを封入してなる無電極放電灯と、直
流電力を出力する直流電源と、制御信号に従って前記直
流電源からの直流電力を高周波電力に変換する電力変換
器と、この電力変換器によって変換された高周波電力を
受けて前記無電極放電灯に高周波電磁界を作用させる励
起コイルと、この励起コイルと直列または並列に接続さ
れる容量性素子と、発振信号を前記制御信号として出力
する発振器と、前記電力変換器の出力を検出する出力検
出手段と、この出力検出手段によって検出された出力が
所定の設定出力になるように前記発振器の発振信号の周
波数を制御する周波数制御手段と、この周波数制御手段
によって制御される周波数の変化幅を所定範囲内に制限
する制限手段とを備えることを特徴とする。

【００２４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の無
電極放電灯点灯装置において、前記制限手段は、前記周
波数制御手段によって制御される周波数の変化幅を、所
定の出力周波数に対応する周波数を中心に±２０％の周
波数の範囲内に制限することを特徴とする。

【００２５】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の無電極放電灯点灯装置において、前記制限手段
は、前記無電極放電灯の点灯前後で異なる周波数の範囲
内に制限すること、前記制限手段は、前記無電極放電灯
が点灯した旨の検出結果または計時手段による計時結果
を受けて、前記無電極放電灯の点灯後に動作すること、
前記制限手段は、前記無電極放電灯が点灯した旨の検出
結果または計時手段による計時結果を受けた点灯後に動
作を停止し、その結果を受けるまで動作すること、前記
制限手段は、前記発振信号の周波数の変化に対して上限
周波数のみを制限すること、前記制限手段は、前記発振
信号の周波数の変化に対して下限周波数のみを制限する
ことのいずれかであることを特徴とする。

【００２６】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
いずれかに記載の無電極放電灯点灯装置において、前記
周波数制御手段は、前記発振器による発振信号もしくは
前記電力変換器の出力の周波数を検出する手段を有する
こと、または前記周波数制御手段は、一定の周波数で発
振する固定発振手段、およびこの固定発振手段による周
波数と前記発振器による発振信号の周波数とを比較する
周波数比較手段とを有し、この周波数比較手段により比
較されて得られるそれら周波数の差を利用して、前記発
振器の発振信号の周波数を制御することを特徴とする。

【００２７】請求項５記載の発明は、請求項４記載の無
電極放電灯点灯装置において、前記固定発振手段による
周波数は、前記制限手段によって制限される所定範囲内
における上限または下限の周波数と等しいことを特徴と
する。

【００２８】請求項６記載の発明は、請求項１から５の
いずれかに記載の無電極放電灯点灯装置において、前記
発振器による発振信号の周波数と前記制限手段によって
制限される所定範囲内における上限または下限の周波数
とが等しく、前記電力変換器の出力が前記設定出力と異
なる場合、前記電力変換器の出力を前記設定出力に一致
させる出力可変手段を備えることを特徴とする。

【００２９】請求項７記載の発明は、請求項６記載の無
電極放電灯点灯装置において、前記出力可変手段は、前
記直流電源から出力される直流電圧を変動すること、ま
たは前記出力可変手段は、前記発振器による発振信号の
デューティを変動することを特徴とする。

【００３０】請求項８記載の発明は、請求項１から７の
いずれかに記載の無電極放電灯点灯装置において、前記
制限手段によって制限される所定範囲内における上限は
１５０〜２００ｋＨｚの間の周波数であることを特徴と
する。

【００３１】請求項９記載の発明は、請求項１から８の
いずれかに記載の無電極放電灯点灯装置において、前記
電力変換器はスイッチング素子を含み、前記制限手段に
よって制限される所定範囲内における下限は、前記スイ
ッチング素子と前記励起コイルとを接続する配線上にお
いてそのスイッチング素子に最も近い点の電圧と電流と
の位相関係を同相にするような周波数に設定されている
ことを特徴とする。

【００３２】請求項１０記載の発明の無電極放電灯点灯
装置は、透光性の容器に放電ガスを封入してなる無電極
放電灯と、直流電力を出力する直流電源と、制御信号に
従って前記直流電源からの直流電力を高周波電力に変換
する電力変換器と、この電力変換器によって変換された
高周波電力を受けて前記無電極放電灯に高周波電磁界を
作用させる励起コイルと、この励起コイルと直列または
並列に接続される容量性素子と、発振信号を前記制御信
号として出力する発振器と、前記電力変換器の出力を検
出する出力検出手段と、この出力検出手段によって検出
された出力が所定の設定出力になるように前記発振器の
発振信号の周波数を制御する周波数制御手段と、この周
波数制御手段によって制御される周波数の変化幅を所定
範囲内に制限する制限手段とを備え、前記制限手段は、
前記周波数制御手段によって制御される周波数の変化幅
を、所定の出力周波数に対応する周波数を中心に±２０
％の周波数の範囲内に制限するとともに、前記無電極放
電灯の点灯前後で異なる周波数の範囲内に制限し、前記
周波数制御手段は、一定の周波数で発振する固定発振手
段、およびこの固定発振手段による周波数と前記発振器
による発振信号の周波数とを比較する周波数比較手段と
を有し、この周波数比較手段により比較されて得られる
それら周波数の差を利用して、前記発振器の発振信号の
周波数を制御し、前記固定発振手段による周波数は、前
記制限手段によって制限される所定範囲内における上限
または下限の周波数と等しいことを特徴とする。

【００３３】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は本発明に
係る第１実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図であ
り、この図を参照しながら第１実施形態について説明す
る。

【００３４】第１実施形態の無電極放電灯点灯装置は、
図１に示すように、透光性の容器に放電ガスを封入して
なる無電極放電灯１と、直流電力を出力する直流電源２
と、制御信号に従って直流電源２からの直流電力を高周
波電力に変換する電力変換器３と、無電極放電灯１の近
傍に巻回され、電力変換器３によって変換された高周波
電力を受けて無電極放電灯１に高周波電磁界を作用させ
る励起コイル４と、可変周波数（発振周波数）の発振信
号を上記制御信号として出力する発振器６とを図２５で
説明した従来の無電極放電灯点灯装置と同様に備え、こ
の従来の無電極放電灯点灯装置とは相違する制御回路７
ａが組み込まれて構成されている。

【００３５】ただし、図１では、励起コイル４に対して
直列に接続される容量性素子または並列に接続される容
量性素子の図示を省略してあり、また以下の他の実施形
態でも同様である。図２５の整合回路５は、コンデンサ
により構成されているが、インダクタのみで構成される
場合もある。第１実施形態および他の実施形態では、励
起コイル４に対して上記の図示しない容量性素子が直列
ないし並列に接続される。

【００３６】制御回路７ａは、電力変換器３の出力を検
出する出力検出器７１ａと、この出力検出器７１ａによ
って検出された出力が所定の設定出力になるように発振
器６の発振信号の周波数を制御する（必要時に変化させ
る）周波数制御回路７３ａとにより構成され、出力検出
器７１ａによって、電力変換器３の出力（励起コイル４
に対する電圧または電流）を検出してこれを周波数制御
回路７３ａにフィードバックし、このフィードバックさ
れた出力が所定の設定出力になるように周波数制御回路
７３ａが発振器６の発振信号の周波数を制御することに
より、励起コイル４の電圧、電流、電力などを上記所定
の設定出力に対応したある値になるようにする。

【００３７】そして、第１実施形態では、無電極放電灯
１および励起コイル４に対する出力周波数を所定の周波
数変動幅に抑えるべく、周波数制御回路７３ａによって
制御される周波数の変化幅を所定範囲内に制限する制限
部７３１がその周波数制御回路７３ａ内に設けられてい
る。

【００３８】上記構成の無電極放電灯点灯装置では、動
作中、出力検出器７１ａによって電力変換器３の出力
（電圧または電流）が検出され、周波数制御回路７３ａ
にフィードバックされる。この後、周波数制御回路７３
ａによって、出力検出器７１ａからフィードバックされ
た出力が所定の設定出力になるように、発振器６の発振
信号の周波数が制御される。このとき、発振信号の周波
数の変化幅が所定範囲内に収まるように周波数制御され
る。

【００３９】このように、発振信号の周波数の変化幅を
所定範囲内に制限することにより、周波数特性を持つ無
電極放電灯を、励起コイルと組み合わせて適切な出力周
波数で動作させることができる。換言すると、効率が低
下したり、ノイズ対策が困難になるような発振周波数で
動作するのを防止することができる。

【００４０】（第２実施形態）図２は本発明に係る第２
実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図、図３は図２
の制限部によって制限される周波数の変化幅を示す図で
あり、これらの図を参照しながら第２実施形態について
説明する。

【００４１】第２実施形態の無電極放電灯点灯装置は、
図２に示すように、無電極放電灯１と、直流電源２と、
電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを第１実
施形態と同様に備え、第１実施形態とは相違する制御回
路７ｂが組み込まれて構成されている。

【００４２】制御回路７ｂは、第１実施形態の制御回路
７ａとの相違点として、制限部７３１に代えて、図３に
示すように、周波数制御回路７３ａによって制御される
発振信号の周波数の変化幅を、所定の出力周波数に対応
する周波数ｆを中心に±２０％の周波数の範囲内に制限
する制限部７３１ａを含んでいる。なお、図３における
矢印を両端にもつ線の範囲が制限部７３１ａによって制
限される周波数の範囲を示す。

【００４３】このように、発振信号の周波数の変化幅を
制限すると、電力変換器３の出力自体の変動幅が縮小す
るように懸念されるが、この点は共振を利用することで
解決可能である。以下、具体的に説明する。

【００４４】無電極放電灯１および励起コイル４の組合
せに着目すると、無電極放電灯１の点灯前はプラズマに
よる抵抗分がないので、励起コイル４のＱ値が大きく、
出力周波数の変動幅が狭くても、インピーダンスの変動
幅が大きく、電力変換器３の出力が大きく変動する。つ
まり、出力周波数の変動幅を縮小することが許容され
る。

【００４５】一方、無電極放電灯１の点灯後はプラズマ
による低抗分があるが、励起コイル４のインダクタンス
分が残る（一般の放電灯のようにほぼ抵抗とみなせな
い）ために、点灯前と同様に、出力周波数の変動幅が狭
くても、インピーダンスの変動幅が大きく、電力変換器
３の出力が大きく変動する。

【００４６】これらに加えて、第２実施形態でも、励起
コイル４に対して直列または並列に容量性素子が接続さ
れるが、この場合、その容量性素子を含めた共振に対
し、近い周波数範囲に出力周波数の変動幅を設定すれ
ば、それらの合成インピーダンスの変動幅を広げること
ができるので、電力変換器３の出力の変動幅をさらに拡
大することができる。

【００４７】研究によると、上記の条件を満足するよう
に周波数ｆを中心に±２０％の周波数の範囲内に制限し
たとき、出力の広い変動幅を維持することができること
が分かった。また、電力変換器３の回路効率の変動や、
その他回路素子の周波数特性が影響のない範囲に収まる
ことを確認することができた。つまり、電力変換器３の
出力の変動幅と、電力変換器３の回路効率の変動、およ
び回路素子の周波数特性において、それぞれの条件を両
立できるようになった。

【００４８】（第３実施形態）図４は本発明に係る第３
実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図、図５は図４
の制限部によって制限される周波数の変化幅を示す図で
あり、これらの図を参照しながら第３実施形態について
説明する。

【００４９】第３実施形態の無電極放電灯点灯装置は、
図４に示すように、無電極放電灯１と、直流電源２と、
電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを上記各
実施形態のうち例えば第１実施形態と同様に備え、第１
実施形態と相違する制御回路７ｃが組み込まれて構成さ
れている。

【００５０】制御回路７ｃは、第１実施形態との相違点
として、周波数制御回路７３ａによって制御される発振
信号の周波数の変化幅を所定範囲内に制限するととも
に、無電極放電灯１の点灯前後で異なる周波数の範囲内
に制限する制限部７３１ｂを含んでいる。

【００５１】図４，図５の例では、点灯前の始動時にお
ける周波数の範囲はｆ１ｓ〜ｆ２ｓであり、その境界値
を示す制限部７３１ｂ内の電圧基準値はそれぞれＥ１
ｓ，Ｅ２ｓである。点灯時における周波数の範囲は、ｆ
１ｓ〜ｆ２ｓ内のｆ１ｔ〜ｆ２ｔであり、その境界値を
示す制限部７３１ｂ内の電圧基準値はそれぞれＥ１ｔ，
Ｅ２ｔである。

【００５２】このように、無電極放電灯１の点灯前後で
異なる周波数の範囲内に制限することにより、無電極放
電灯１の点灯前後において励起コイル４のインピーダン
スが変動し、電力変換器３の周波数特性が異なるように
なる場合でも、適切な周波数で電力変換器３を動作させ
ることができる。

【００５３】（第４実施形態）図６は本発明に係る第４
実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図である。この
図を参照しながら第４実施形態について説明する。

【００５４】第４実施形態の無電極放電灯点灯装置は、
図６に示すように、無電極放電灯１と、直流電源２と、
電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを上記各
実施形態のうち例えば第１実施形態と同様に備え、第１
実施形態と相違する制御回路７ｄが組み込まれて構成さ
れている。

【００５５】制御回路７ｄは、第１実施形態との相違点
として、タイマ７３２と、このタイマ７３２による計時
結果を受けて無電極放電灯１の点灯後に動作し、周波数
制御回路７３ａによって制御される発振信号の周波数の
変化幅を所定範囲内に制限する制限部７３１ｃとを周波
数制御回路７３ａ内に含んでいる。図６では、タイマ７
３２の計時結果を受けてスイッチがオンになることによ
り制限部７３１ｃが動作するようになっている。

【００５６】そして、制限部７３１ｃが無電極放電灯１
の点灯後に動作したとき、発振信号の周波数の変化幅
を、励起コイル４の効率が低下するような低い出力周波
数になる範囲内に制限すれば、無電極放電灯１の点灯後
の連続動作で温度が上昇する状況下でも、励起コイルの
放熱を困難にする要因がなくなるとともに、出力周波数
の変動による電力変換器３の効率の低下を防ぐことがで
きる。

【００５７】なお、タイマに代えて、無電極放電灯の点
灯を検出する点灯検出部を設け、この点灯検出部によっ
て無電極放電灯が点灯した旨の検出結果を受けて、制限
部が無電極放電灯の点灯後に動作するようにしてもよ
い。

【００５８】（第５実施形態）図７は本発明に係る第５
実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図であり、この
図を参照しながら第５実施形態について説明する。

【００５９】第５実施形態の無電極放電灯点灯装置は、
図７に示すように、無電極放電灯１と、直流電源２と、
電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを上記各
実施形態のうち例えば第１実施形態と同様に備え、第１
実施形態と相違する制御回路７ｅが組み込まれて構成さ
れている。

【００６０】制御回路７ｅは、第１実施形態との相違点
として、無電極放電灯１の点灯を検出する点灯検出部７
３３と、この点灯検出部７３３によって無電極放電灯１
が点灯した旨の検出結果を受けた点灯後に動作を停止
し、その結果を受けるまで動作する制限部７３１ｄとを
周波数制御回路７３ａ内に含んでいる。図７では、点灯
した旨の検出結果を受けてスイッチがオンになることに
より制限部７３１ｄが動作を停止するようになってい
る。

【００６１】そして、制限部７３１ｄが、無電極放電灯
１の点灯時と比べ、電力変換器３の効率が低下し、電力
変換器３内のスイッチング素子に流れる電流・電圧のス
トレスが増加するような点灯前の始動時において、特に
調整された周波数の変化幅に制限するようにすれば、ス
イッチング素子の電流・電圧のストレスの悪化する領域
で電力変換器３が動作するのを防ぐことができる。

【００６２】（第６実施形態）図８は本発明に係る第６
実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図、図９は図８
の制限部によって制限される周波数の変化幅を示す図で
あり、これらの図を参照しながら第６実施形態について
説明する。

【００６３】第６実施形態の無電極放電灯点灯装置は、
図８に示すように、無電極放電灯１と、直流電源２と、
電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを上記各
実施形態のうち例えば第１実施形態と同様に備え、第１
実施形態と相違する制御回路７ｆが組み込まれて構成さ
れている。

【００６４】制御回路７ｆは、第１実施形態との相違点
として、周波数制御回路７３ａによって制御される発振
信号の周波数の変化幅を所定範囲内に制限するとき、図
９に示すように、発振信号の周波数の変化に対して上限
周波数のみを制限する制限部７３１ｅを周波数制御回路
７３ａ内に含んでいる。

【００６５】このように、発振信号の周波数の変化に対
して上限周波数のみを制限することにより、出力周波数
が高くなると対策の困難な雑音に対して抑制効果を保ち
つつ制御回路の構成を簡易にすることができる。

【００６６】（第７実施形態）図１０は本発明に係る第
７実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図、図１１は
図１０の制限部によって制限される周波数の変化幅を示
す図であり、これらの図を参照しながら第７実施形態に
ついて説明する。

【００６７】第６実施形態の無電極放電灯点灯装置は、
図１０に示すように、無電極放電灯１と、直流電源２
と、電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを上
記各実施形態のうち例えば第１実施形態と同様に備え、
第１実施形態と相違する制御回路７ｇが組み込まれて構
成されている。

【００６８】制御回路７ｇは、第１実施形態との相違点
として、周波数制御回路７３ａによって制御される発振
信号の周波数の変化幅を所定範囲内に制限するとき、図
１１に示すように、発振信号の周波数の変化に対して下
限周波数のみを制限する制限部７３１ｆを周波数制御回
路７３ａ内に含んでいる。

【００６９】このように、発振信号の周波数の変化に対
して下限周波数のみを制限することにより、励起コイル
４の効率を高く保ちつつ制御回路の構成を簡易にするこ
とができる。

【００７０】（第８実施形態）図１２は本発明に係る第
８実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図であり、こ
の図を参照しながら第８実施形態について説明する。

【００７１】第８実施形態の無電極放電灯点灯装置は、
図１２に示すように、無電極放電灯１と、直流電源２
と、電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを上
記各実施形態のうち例えば第１実施形態と同様に備え、
第１実施形態と相違する制御回路７ｈが組み込まれて構
成されている。

【００７２】制御回路７ｈは、第１実施形態との相違点
として、発振器６による発振信号を検出する手段を周波
数制御回路７３ａ内にさらに含んでいる。このように、
発振器６による発振信号を検出することにより、周波数
制御部７３ａから出力される発振信号の周波数を所定範
囲内に正確に収めることができる。

【００７３】（第９実施形態）図１３は本発明に係る第
９実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図であり、こ
の図を参照しながら第９実施形態について説明する。

【００７４】第９実施形態の無電極放電灯点灯装置は、
図１３に示すように、無電極放電灯１と、直流電源２
と、電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを上
記各実施形態のうち例えば第１実施形態と同様に備え、
第１実施形態と相違する制御回路７ｉが組み込まれて構
成されている。

【００７５】制御回路７ｉは、第１実施形態との相違点
として、一定の周波数で発振する固定発振部７３４と、
この固定発振部７３４による周波数と発振器６による発
振信号の周波数とを比較する周波数比較部７３５と、制
限部７３１ｈとを周波数制御回路７３ａ内に含んでい
る。そして、周波数制御回路７３ａは、周波数比較部７
３５により比較されて得られる差を利用して、発振器６
の発振信号の周波数を制御するようになっている。

【００７６】このような構成において、制限部７３１ｈ
によって固定発振部７３４の周波数を基準に発振信号の
周波数を制御するようにすれば、発振信号の周波数の変
化幅を所定範囲内に正確に収めることができる。

【００７７】（第１０実施形態）図１４は本発明に係る
第１０実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図、図１
５は図１４の固定発振部の周波数の説明図であり、これ
らの図を参照しながら第１０実施形態について説明す
る。

【００７８】第１０実施形態の無電極放電灯点灯装置
は、図１４に示すように、無電極放電灯１と、直流電源
２と、電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを
第９実施形態と同様に備え、第９実施形態と相違する制
御回路７ｊが組み込まれて構成されている。

【００７９】制御回路７ｊは、第９実施形態との相違点
として、図１５に示すように、固定発振部７３４による
周波数（ｆ３）が制限部７３１ｈによって制限される変
化幅における上限の周波数（ｆ４）と等しくなるように
設定されている。

【００８０】このように、固定発振部７３４による周波
数を制限部７３１ｈによって制限される変化幅における
上限の周波数と等しくすることで、励起コイル４に対す
る出力周波数が制限周波数より低いか高いかの判定を行
うだけで、周波数を制限幅内に抑えることができ、制御
回路を簡略化することができる。

【００８１】（第１１実施形態）図１６は本発明に係る
第１１実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図、図１
７は図１６の出力可変部の動作説明図であり、これらの
図を参照しながら第１１実施形態について説明する。

【００８２】第１１実施形態の無電極放電灯点灯装置
は、図１６に示すように、無電極放電灯１と、直流電源
２と、電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを
上記各実施形態のうち例えば第１実施形態と同様に備
え、第１実施形態と相違する制御回路７ｋが組み込まれ
て構成されている。

【００８３】制御回路７ｋは、第１実施形態との相違点
として、発振器６による発振信号の周波数と制限部７３
１ａによって制限される変化幅における上限または下限
の周波数とが等しく、電力変換器３の出力が設定出力と
異なる場合、電力変換器３の出力を設定出力（図では
「設定値」）に一致させる出力可変部７３６を周波数制
御回路７３ａ内にさらに含んでいる。なお、出力可変部
７３６は、例えば発振器６の出力信号の周波数を変化さ
せる以外の方法（後述の実施形態参照）で電力変換器３
の出力を設定出力に一致させる。

【００８４】これにより、発振信号に対する周波数の制
限によって出力を所望の値に設定できないような場合に
おいても、出力可変部７３６によりさらに出力を変動す
ることができ、出力の調整幅を広くすることができる。

【００８５】（第１２実施形態）図１８は本発明に係る
第１２実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図であ
り、この図を参照しながら第１２実施形態について説明
する。

【００８６】第１２実施形態の無電極放電灯点灯装置
は、図１８に示すように、無電極放電灯１と、直流電源
２と、電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを
第１１実施形態と同様に備え、第１１実施形態と相違す
る制御回路７ｍが組み込まれて構成されている。

【００８７】制御回路７ｍは、第１１実施形態との相違
点として、直流電源２から出力される直流電圧を変動す
る（変化させる）ことにより、電力変換器３の出力を設
定出力に一致させる出力可変部７３６ａを含んでいる。

【００８８】このように、直流電源２から出力される直
流電圧を変動する場合、電力変換器３の効率の変動が少
なく、また安全な広い動作領域となる。

【００８９】（第１３実施形態）図１９は本発明に係る
第１３実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図であ
り、この図を参照しながら第１３実施形態について説明
する。

【００９０】第１３実施形態の無電極放電灯点灯装置
は、図１９に示すように、無電極放電灯１と、直流電源
２と、電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを
第１１実施形態と同様に備え、第１１実施形態と相違す
る制御回路７ｎが組み込まれて構成されている。

【００９１】制御回路７ｎは、第１１実施形態との相違
点として、発振器６による発振信号のデューティを変動
する（変化させる）ことにより、電力変換器３の出力を
設定出力に一致させる出力可変部７３６ｂを含んでい
る。

【００９２】このように、発振器６による発振信号のデ
ューティを変動する場合、制御部７３１ａおよび出力可
変部７３６ｂを含む周波数制御回路７３ａの出力が発振
器６に対してのみとなり、周波数の変化を含めてデュー
ティを変動することで、簡易な構成で幅広い出力可変範
囲を設定することができる。つまり、発振信号に対して
周波数制御およびデューティ制御を実行するだけですむ
ので、簡易な構成で幅広い出力可変範囲を設定すること
ができる。

【００９３】（第１４実施形態）図２０は本発明に係る
第１４実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図、図２
１は図２０の制限部によって制限される周波数の説明図
であり、これらの図を参照しながら第１４実施形態につ
いて説明する。

【００９４】第１４実施形態の無電極放電灯点灯装置
は、図２０に示すように、無電極放電灯１と、直流電源
２と、電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを
上記各実施形態のうち例えば第１実施形態と同様に備
え、第１実施形態と相違する制御回路７ｏが組み込まれ
て構成されている。

【００９５】制御回路７ｏは、第１実施形態との相違点
として、発振信号に対する周波数の変化幅における上限
を１５０〜２００ｋＨｚの間の値に制限する制限部７３
１ｉを含んでいる（図２１参照）。

【００９６】一般に、電力変換器の効率は周波数が高く
なると低下する。電極を持つ放電灯用のインバータなど
の動作周波数は２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度である。
無電極放電灯点灯装置では、励起コイル内の銅損は周波
数が低下すると増大する。励起コイル内の磁性体内の磁
束密度も周波数が低下すると上昇し、鉄損の増大を招
く。

【００９７】研究によると、動作周波数が１００ｋＨｚ
〜２００ｋＨｚであれば、励起コイルの発熱量が許容範
囲内に収まり、電力変換器に用いる回路素子も一般の照
明用途の素子が使用できることが判明した。

【００９８】第１４実施形態のように、発振信号に対す
る周波数の変化幅における上限を１５０〜２００ｋＨｚ
の間の値に制限することにより、励起コイルの発熱量が
許容範囲内に収まり、電力変換器に用いる回路素子も一
般の照明用途の素子が使用でき、無電極放電灯点灯装置
を安価に製造することができる。

【００９９】（第１５実施形態）図２２は本発明に係る
第１５実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図、図２
３は図２２の制限部によって制限される周波数の説明図
であり、これらの図を参照しながら第１５実施形態につ
いて説明する。

【０１００】第１５実施形態の無電極放電灯点灯装置
は、図２２に示すように、無電極放電灯１と、直流電源
２と、電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを
上記各実施形態のうち例えば第１実施形態と同様に備
え、第１実施形態と相違する制御回路７ｐが組み込まれ
て構成されている。ただし、電力変換器３は、例えば図
２５の従来構成と同様に、一対のスイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２を含むものとする。

【０１０１】制御回路７ｐは、第１実施形態との相違点
として、制限するべき発振出力の周波数の変化幅におけ
る下限が、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の出力と励起コ
イル４とを接続する配線上においてスイッチング素子の
出力に最も近い点Ａの電圧と電流の関係を同相にする
（換言すれば位相差φを０にする）ような周波数に設定
されている制限部７３１ｊを含んでいる。

【０１０２】このように、発振出力の周波数の変化幅に
おける下限を設定することにより、電力変換器３の進相
状態での動作の防止、安全性および耐久性の確保、電力
変換器３による同相状態での最高出力動作、無電極放電
灯１の始動性の向上ならびに光出力の増大が可能とな
る。

【０１０３】（第１６実施形態）図２４は本発明に係る
第１６実施形態の無電極放電灯点灯装置の構成図であ
り、この図を参照しながら第１６実施形態について説明
する。

【０１０４】第１６実施形態の無電極放電灯点灯装置
は、図２４に示すように、無電極放電灯１と、直流電源
２と、電力変換器３と、励起コイル４と、発振器６とを
上記各実施形態のうち例えば第１実施形態と同様に備
え、第１実施形態と相違する制御回路７ｑが組み込まれ
て構成されている。

【０１０５】制御回路７ｑは、第１実施形態との相違点
として、一定の周波数で発振する固定発振部７３４と、
この固定発振部７３４による周波数と発振器６による発
振信号の周波数とを比較する周波数比較部７３５とをさ
らに含むとともに、制限部７３１ａに代わる制限部７３
１ｋを含んでいる。

【０１０６】この制限部７３１ｋは、第２実施形態と同
様に、周波数制御回路７３ａによって制御される発振信
号の周波数の変化幅を、所定の出力周波数に対応する周
波数を中心に±２０％の周波数の範囲内に制限し、第３
実施形態と同様に、周波数制御回路７３ａによって制御
される発振信号の周波数の変化幅を無電極放電灯１の点
灯前後で異なる周波数の範囲内に制限する。また、周波
数制御回路７３ａは、周波数比較部７３５により比較さ
れて得られる差を利用して、発振器６の発振信号の周波
数を制御する。そして、固定発振部７３４による周波数
は、制限部７３１ｋによって制限される変化幅における
上限または下限の周波数と等しくなるように設定されて
いる。

【０１０７】このように構成することにより、電力変換
器３の出力の変動幅と、電力変換器３の回路効率の変
動、および回路素子の周波数特性において、それぞれの
条件を両立できるようになる。無電極放電灯１の点灯前
後において励起コイル４のインピーダンスが変動し、電
力変換器３の周波数特性が異なるようになる場合でも、
適切な周波数で電力変換器３を動作させることができ
る。励起コイル４に対する出力周波数が制限周波数より
低いか高いかの判定を行うだけで、周波数を制限幅内に
抑えることができ、制御回路を簡略化することができ
る。

【０１０８】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明は、透光性の容器に放電ガスを封入してな
る無電極放電灯と、直流電力を出力する直流電源と、制
御信号に従って前記直流電源からの直流電力を高周波電
力に変換する電力変換器と、この電力変換器によって変
換された高周波電力を受けて前記無電極放電灯に高周波
電磁界を作用させる励起コイルと、この励起コイルと直
列または並列に接続される容量性素子と、発振信号を前
記制御信号として出力する発振器と、前記電力変換器の
出力を検出する出力検出手段と、この出力検出手段によ
って検出された出力が所定の設定出力になるように前記
発振器の発振信号の周波数を制御する周波数制御手段
と、この周波数制御手段によって制御される周波数の変
化幅を所定範囲内に制限する制限手段とを備えるので、
発振信号の周波数の変化幅を所定範囲内に制限すること
により、周波数特性を持つ無電極放電灯を、励起コイル
と組み合わせて適切な出力周波数で動作させることがで
きる。

【０１０９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の無
電極放電灯点灯装置において、前記制限手段は、前記周
波数制御手段によって制御される周波数の変化幅を、所
定の出力周波数に対応する周波数を中心に±２０％の周
波数の範囲内に制限するので、出力の広い変動幅を維持
することが可能になる。

【０１１０】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の無電極放電灯点灯装置において、前記制限手段
は、前記無電極放電灯の点灯前後で異なる周波数の範囲
内に制限すること、前記制限手段は、前記無電極放電灯
が点灯した旨の検出結果または計時手段による計時結果
を受けて、前記無電極放電灯の点灯後に動作すること、
前記制限手段は、前記無電極放電灯が点灯した旨の検出
結果または計時手段による計時結果を受けた点灯後に動
作を停止し、その結果を受けるまで動作すること、前記
制限手段は、前記発振信号の周波数の変化に対して上限
周波数のみを制限すること、前記制限手段は、前記発振
信号の周波数の変化に対して下限周波数のみを制限する
ことのいずれかであるので、無電極放電灯の点灯前後で
異なる周波数の範囲内に制限することにより、無電極放
電灯の点灯前後において励起コイルのインピーダンスが
変動し、電力変換器の周波数特性が異なるようになる場
合でも、適切な周波数で電力変換器を動作させることが
できる。制限手段が無電極放電灯の点灯後に動作するこ
とにより、例えば、発振信号の周波数の変化幅を、励起
コイルの効率が低下するような低い出力周波数になる範
囲内に制限すれば、無電極放電灯の点灯後の連続動作で
温度が上昇する状況下でも、励起コイルの放熱を困難に
する要因がなくなるとともに、出力周波数の変動による
電力変換器の効率の低下を防ぐことができる。制限手段
が点灯後に動作を停止しそれまで動作することにより、
例えば、無電極放電灯の点灯時と比べ、電力変換器の効
率が低下し、電力変換器内のスイッチング素子に流れる
電流・電圧のストレスが増加するような点灯前の始動時
において、特に調整された周波数の変化幅に制限するよ
うにすれば、スイッチング素子の電流・電圧のストレス
の悪化する領域で電力変換器が動作するのを防ぐことが
できる。制限手段が発振信号の周波数の変化に対して上
限周波数のみを制限することにより、出力周波数が高く
なると対策の困難な雑音に対して抑制効果を保ちつつ周
波数制御手段などの構成を簡易にすることができる。制
限手段が発振信号の周波数の変化に対して下限周波数の
みを制限することにより、励起コイルの効率を高く保ち
つつ周波数制御手段などの構成を簡易にすることができ
る。

【０１１１】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
いずれかに記載の無電極放電灯点灯装置において、前記
周波数制御手段は、前記発振器による発振信号もしくは
前記電力変換器の出力の周波数を検出する手段を有する
こと、または前記周波数制御手段は、一定の周波数で発
振する固定発振手段、およびこの固定発振手段による周
波数と前記発振器による発振信号の周波数とを比較する
周波数比較手段とを有し、この周波数比較手段により比
較されて得られるそれら周波数の差を利用して、前記発
振器の発振信号の周波数を制御することを特徴とするの
で、周波数制御手段によって制御される周波数を所定範
囲内に正確に収めることができる。

【０１１２】請求項５記載の発明は、請求項４記載の無
電極放電灯点灯装置において、前記固定発振手段による
周波数は、前記制限手段によって制限される所定範囲内
における上限または下限の周波数と等しいので、例え
ば、励起コイルに対する出力周波数が制限周波数より低
いか高いかの判定を行うだけで、周波数を制限幅内に抑
えることができ、周波数比較手段などを簡略化すること
ができる。

【０１１３】請求項６記載の発明は、請求項１から５の
いずれかに記載の無電極放電灯点灯装置において、前記
発振器による発振信号の周波数と前記制限手段によって
制限される所定範囲内における上限または下限の周波数
とが等しく、前記電力変換器の出力が前記設定出力と異
なる場合、前記電力変換器の出力を前記設定出力に一致
させる出力可変手段を備えるので、発振信号に対する周
波数の制限によって出力を所望の値に設定できないよう
な場合においても、さらに出力を変動することができ、
出力の調整幅を広くすることができる。

【０１１４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の無
電極放電灯点灯装置において、前記出力可変手段は、前
記直流電源から出力される直流電圧を変動すること、ま
たは前記出力可変手段は、前記発振器による発振信号の
デューティを変動することを特徴とするので、直流電圧
を変動することにより、電力変換器の効率の変動が少な
く、また安全な広い動作領域となる。発振信号のデュー
ティを変動することにより、発振信号に対して周波数制
御およびデューティ制御を実行するだけですむので、簡
易な構成で幅広い出力可変範囲を設定することができ
る。

【０１１５】請求項８記載の発明は、請求項１から７の
いずれかに記載の無電極放電灯点灯装置において、前記
制限手段によって制限される所定範囲内における上限は
１５０〜２００ｋＨｚの間の周波数であるので、励起コ
イルの発熱量が許容範囲内に収まり、電力変換器に用い
る回路素子も一般の照明用途の素子が使用でき、無電極
放電灯点灯装置を安価に製造することができる。

【０１１６】請求項９記載の発明は、請求項１から８の
いずれかに記載の無電極放電灯点灯装置において、前記
電力変換器はスイッチング素子を含み、前記制限手段に
よって制限される所定範囲内における下限は、前記スイ
ッチング素子と前記励起コイルとを接続する配線上にお
いてそのスイッチング素子に最も近い点の電圧と電流と
の位相関係を同相にするような周波数に設定されている
ので、電力変換器の進相状態での動作の防止、安全性お
よび耐久性の確保、電力変換器による同相状態での最高
出力動作、無電極放電灯の始動性の向上ならびに光出力
の増大が可能となる。

【０１１７】請求項１０記載の発明の無電極放電灯点灯
装置は、透光性の容器に放電ガスを封入してなる無電極
放電灯と、直流電力を出力する直流電源と、制御信号に
従って前記直流電源からの直流電力を高周波電力に変換
する電力変換器と、この電力変換器によって変換された
高周波電力を受けて前記無電極放電灯に高周波電磁界を
作用させる励起コイルと、この励起コイルと直列または
並列に接続される容量性素子と、発振信号を前記制御信
号として出力する発振器と、前記電力変換器の出力を検
出する出力検出手段と、この出力検出手段によって検出
された出力が所定の設定出力になるように前記発振器の
発振信号の周波数を制御する周波数制御手段と、この周
波数制御手段によって制御される周波数の変化幅を所定
範囲内に制限する制限手段とを備え、前記制限手段は、
前記周波数制御手段によって制御される周波数の変化幅
を、所定の出力周波数に対応する周波数を中心に±２０
％の周波数の範囲内に制限するとともに、前記無電極放
電灯の点灯前後で異なる周波数の範囲内に制限し、前記
周波数制御手段は、一定の周波数で発振する固定発振手
段、およびこの固定発振手段による周波数と前記発振器
による発振信号の周波数とを比較する周波数比較手段と
を有し、この周波数比較手段により比較されて得られる
それら周波数の差を利用して、前記発振器の発振信号の
周波数を制御し、前記固定発振手段による周波数は、前
記制限手段によって制限される所定範囲内における上限
または下限の周波数と等しいので、周波数特性を持つ無
電極放電灯を、励起コイルと組み合わせて適切な出力周
波数で動作させることができる。電力変換器の出力の変
動幅と、電力変換器の回路効率の変動、および回路素子
の周波数特性において、それぞれの条件を両立できるよ
うになる。無電極放電灯の点灯前後において励起コイル
のインピーダンスが変動し、電力変換器の周波数特性が
異なるようになる場合でも、適切な周波数で電力変換器
を動作させることができる。励起コイルに対する出力周
波数が制限周波数より低いか高いかの判定を行うだけ
で、周波数を制限幅内に抑えることができ、制御回路を
簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の無電極放電灯点灯
装置の構成図である。

【図２】本発明に係る第２実施形態の無電極放電灯点灯
装置の構成図である。

【図３】図２の制限部によって制限される周波数の変化
幅を示す図である。

【図４】本発明に係る第３実施形態の無電極放電灯点灯
装置の構成図である。

【図５】図４の制限部によって制限される周波数の変化
幅を示す図である。

【図６】本発明に係る第４実施形態の無電極放電灯点灯
装置の構成図である。

【図７】本発明に係る第５実施形態の無電極放電灯点灯
装置の構成図である。

【図８】本発明に係る第６実施形態の無電極放電灯点灯
装置の構成図である。

【図９】図８の制限部によって制限される周波数の変化
幅を示す図である。

【図１０】本発明に係る第７実施形態の無電極放電灯点
灯装置の構成図である。

【図１１】図１０の制限部によって制限される周波数の
変化幅を示す図である。

【図１２】本発明に係る第８実施形態の無電極放電灯点
灯装置の構成図である。

【図１３】本発明に係る第９実施形態の無電極放電灯点
灯装置の構成図である。

【図１４】本発明に係る第１０実施形態の無電極放電灯
点灯装置の構成図である。

【図１５】図１４の固定発振部の周波数の説明図であ
る。

【図１６】本発明に係る第１１実施形態の無電極放電灯
点灯装置の構成図である。

【図１７】図１６の出力可変部の動作説明図である。

【図１８】本発明に係る第１２実施形態の無電極放電灯
点灯装置の構成図である。

【図１９】本発明に係る第１３実施形態の無電極放電灯
点灯装置の構成図である。

【図２０】本発明に係る第１４実施形態の無電極放電灯
点灯装置の構成図である。

【図２１】図２０の制限部によって制限される周波数の
説明図である。

【図２２】本発明に係る第１５実施形態の無電極放電灯
点灯装置の構成図である。

【図２３】図２２の制限部によって制限される周波数の
説明図である。

【図２４】本発明に係る第１６実施形態の無電極放電灯
点灯装置の構成図である。

【図２５】従来の無電極放電灯点灯装置の構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 無電極放電灯 ２ 直流電源 ３ 電力変換器 ４ 励起コイル ６ 発振器 ７ａ 制御回路７ａ ７１ａ 出力検出器 ７３ａ 周波数制御回路 ７３１ａ 制限部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA16 AC02 AC11 CB02 DD03 DD04 DE02 DE03 DE04 DE06 EA03 FA04 HA05 HA06 HA10

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性の容器に放電ガスを封入してなる
   無電極放電灯と、直流電力を出力する直流電源と、制御
   信号に従って前記直流電源からの直流電力を高周波電力
   に変換する電力変換器と、この電力変換器によって変換
   された高周波電力を受けて前記無電極放電灯に高周波電
   磁界を作用させる励起コイルと、この励起コイルと直列
   または並列に接続される容量性素子と、発振信号を前記
   制御信号として出力する発振器と、前記電力変換器の出
   力を検出する出力検出手段と、この出力検出手段によっ
   て検出された出力が所定の設定出力になるように前記発
   振器の発振信号の周波数を制御する周波数制御手段と、
   この周波数制御手段によって制御される周波数の変化幅
   を所定範囲内に制限する制限手段とを備えることを特徴
   とする無電極放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 前記制限手段は、前記周波数制御手段に
   よって制御される周波数の変化幅を、所定の出力周波数
   に対応する周波数を中心に±２０％の周波数の範囲内に
   制限することを特徴とする請求項１記載の無電極放電灯
   点灯装置。
3. 【請求項３】 前記制限手段は、前記無電極放電灯の点
   灯前後で異なる周波数の範囲内に制限すること、前記制
   限手段は、前記無電極放電灯が点灯した旨の検出結果ま
   たは計時手段による計時結果を受けて、前記無電極放電
   灯の点灯後に動作すること、前記制限手段は、前記無電
   極放電灯が点灯した旨の検出結果または計時手段による
   計時結果を受けた点灯後に動作を停止し、その結果を受
   けるまで動作すること、前記制限手段は、前記発振信号
   の周波数の変化に対して上限周波数のみを制限するこ
   と、前記制限手段は、前記発振信号の周波数の変化に対
   して下限周波数のみを制限することのいずれかであるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の無電極放電灯点
   灯装置。
4. 【請求項４】 前記周波数制御手段は、前記発振器によ
   る発振信号もしくは前記電力変換器の出力の周波数を検
   出する手段を有すること、または前記周波数制御手段
   は、一定の周波数で発振する固定発振手段、およびこの
   固定発振手段による周波数と前記発振器による発振信号
   の周波数とを比較する周波数比較手段とを有し、この周
   波数比較手段により比較されて得られるそれら周波数の
   差を利用して、前記発振器の発振信号の周波数を制御す
   ることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
   無電極放電灯点灯装置。
5. 【請求項５】 前記固定発振手段による周波数は、前記
   制限手段によって制限される所定範囲内における上限ま
   たは下限の周波数と等しいことを特徴とする請求項４記
   載の無電極放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 前記発振器による発振信号の周波数と前
   記制限手段によって制限される所定範囲内における上限
   または下限の周波数とが等しく、前記電力変換器の出力
   が前記設定出力と異なる場合、前記電力変換器の出力を
   前記設定出力に一致させる出力可変手段を備えることを
   特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の無電極放
   電灯点灯装置。
7. 【請求項７】 前記出力可変手段は、前記直流電源から
   出力される直流電圧を変動すること、または前記出力可
   変手段は、前記発振器による発振信号のデューティを変
   動することを特徴とする請求項６記載の無電極放電灯点
   灯装置。
8. 【請求項８】 前記制限手段によって制限される所定範
   囲内における上限は１５０〜２００ｋＨｚの間の周波数
   であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記
   載の無電極放電灯点灯装置。
9. 【請求項９】 前記電力変換器はスイッチング素子を含
   み、前記制限手段によって制限される所定範囲内におけ
   る下限は、前記スイッチング素子と前記励起コイルとを
   接続する配線上においてそのスイッチング素子に最も近
   い点の電圧と電流との位相関係を同相にするような周波
   数に設定されていることを特徴とする請求項１から８の
   いずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。
10. 【請求項１０】 透光性の容器に放電ガスを封入してな
    る無電極放電灯と、直流電力を出力する直流電源と、制
    御信号に従って前記直流電源からの直流電力を高周波電
    力に変換する電力変換器と、この電力変換器によって変
    換された高周波電力を受けて前記無電極放電灯に高周波
    電磁界を作用させる励起コイルと、この励起コイルと直
    列または並列に接続される容量性素子と、発振信号を前
    記制御信号として出力する発振器と、前記電力変換器の
    出力を検出する出力検出手段と、この出力検出手段によ
    って検出された出力が所定の設定出力になるように前記
    発振器の発振信号の周波数を制御する周波数制御手段
    と、この周波数制御手段によって制御される周波数の変
    化幅を所定範囲内に制限する制限手段とを備え、前記制
    限手段は、前記周波数制御手段によって制御される周波
    数の変化幅を、所定の出力周波数に対応する周波数を中
    心に±２０％の周波数の範囲内に制限するとともに、前
    記無電極放電灯の点灯前後で異なる周波数の範囲内に制
    限し、前記周波数制御手段は、一定の周波数で発振する
    固定発振手段、およびこの固定発振手段による周波数と
    前記発振器による発振信号の周波数とを比較する周波数
    比較手段とを有し、この周波数比較手段により比較され
    て得られるそれら周波数の差を利用して、前記発振器の
    発振信号の周波数を制御し、前記固定発振手段による周
    波数は、前記制限手段によって制限される所定範囲内に
    おける上限または下限の周波数と等しいことを特徴とす
    る無電極放電灯点灯装置。