JP2005063861A - Electrodeless discharge lamp lighting apparatus and lighting device - Google Patents

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進吾 増本
Shinji Makimura
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrodeless discharge lamp lighting apparatus and a lighting device which can improve the startup performance of an electrodeless discharge lamp when starting up the discharge lamp at a low temperature or at a dark place, with no excessive stress applied to electronic components constituting the lighting device. <P>SOLUTION: A frequency control circuit CN performs control such that after applying a voltage to an induction coil 1b at a first operating frequency f1 at which the electrodeless discharge lamp 1a does not light up during the startup time of the discharge lamp 1a, the frequency is shifted to a second operating frequency f2 that is lower than the first operating frequency f1 to thereby light up the discharge lamp 1a. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は内部に放電ガスを封入したバルブに高周波電磁界を印加して発光させる無電極放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置及び照明装置に関する。   The present invention relates to an electrodeless discharge lamp lighting device and an illumination device for lighting an electrodeless discharge lamp that emits light by applying a high-frequency electromagnetic field to a bulb in which a discharge gas is sealed.

この種の従来例として、特開平10−208894号公報のものが挙げられる(以下、従来例1という。)。この従来例1は、図8に示すように制御回路6J1は無電極放電灯1J1が点灯するまで徐々に周波数可変発振回路OSC2J1からの出力周波数を変化させ、無電極放電灯1J1が点灯すると今度は点灯までとは逆向きに出力周波数を変化させ、基準周波数fあるいはその近傍まで周波数を戻す。その後スイッチSJ1を切替え、増幅回路5J1のスイッチング素子Q1J1、Q2J1のゲートにトランスTJ1を介して周波数固定発振回路OSC1J1からの一定周波数の信号を与え、無電極放電灯1J1の点灯を維持する。このようにして周波数の切替時における無電極放電灯のちらつき発生や不安定になることを防止している。   A conventional example of this type is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-208894 (hereinafter referred to as Conventional Example 1). In the conventional example 1, as shown in FIG. 8, the control circuit 6J1 gradually changes the output frequency from the variable frequency oscillation circuit OSC2J1 until the electrodeless discharge lamp 1J1 is lit, and this time when the electrodeless discharge lamp 1J1 is lit. The output frequency is changed in the opposite direction to the lighting, and the frequency is returned to the reference frequency f or the vicinity thereof. Thereafter, the switch SJ1 is switched, and a signal having a constant frequency from the frequency fixed oscillation circuit OSC1J1 is applied to the gates of the switching elements Q1J1 and Q2J1 of the amplifier circuit 5J1 via the transformer TJ1, and the electrodeless discharge lamp 1J1 is kept on. In this way, flickering or instability of the electrodeless discharge lamp during frequency switching is prevented.

また、別の従来例として、特開2001−118695号公報のものが挙げられる(以下、従来例2という。)。この従来例2は、図9に示すように整合回路4J2の入力電圧及び入力電流の位相が同位相となるように、又は高周波電源回路3J2のスイッチング素子8bJ2がターンオン又はターンオフする瞬間の電流値を検出し、検出信号がゼロになるように発振周波数を制御しており、これにより、始動時は負荷の共振周波数付近、安定点灯時は整合回路4J2の入力電力が一定となるように発振周波数を制御することが可能となり、回路素子の値のばらつきによって負荷の状態がばらついても始動性及び消費電力安定性に優れた無電極放電ランプ点灯装置を実現している。
特開平10−208894号公報 特開2001−118695号公報
Another conventional example is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-118695 (hereinafter referred to as Conventional Example 2). In the conventional example 2, the current value at the moment when the switching circuit 8bJ2 of the high frequency power supply circuit 3J2 is turned on or turned off is set so that the input voltage and the input current of the matching circuit 4J2 are in phase as shown in FIG. The oscillation frequency is controlled so that the detection signal becomes zero. By this, the oscillation frequency is controlled so that the input power of the matching circuit 4J2 is constant at the vicinity of the resonance frequency of the load at the start and at the stable lighting. Thus, an electrodeless discharge lamp lighting device excellent in startability and power consumption stability is realized even when the load state varies due to variations in circuit element values.
JP-A-10-208894 JP 2001-118695 A

従来例1においては、無電極放電灯1J1の始動時に出力周波数を徐々に周波数可変発振回路OSC2J1の発振周波数を増加方向に変化させ、無電極放電灯1J1が点灯すると今度は点灯までとは逆向きに出力周波数を変化させているが、無電極放電灯1J1の周囲温度が低い場合において、無電極放電灯1J1を始動させようとするとき(以下、低温始動時という。)や無電極放電灯1J1が長い間暗所に放置されていた場合において、無電極放電灯1J1を始動させようとするとき(以下、暗所始動時という。)には、無電極放電灯1J1が始動しにくい場合があった。また、無電極放電灯1J1を始動させるために上記のような周波数制御をすると、無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品に過度のストレスがかかる場合があった。 In the conventional example 1, when the electrodeless discharge lamp 1J1 is started, the output frequency is gradually changed in the increasing direction of the oscillation frequency of the frequency variable oscillation circuit OSC2J1. However, when the ambient temperature of the electrodeless discharge lamp 1J1 is low, the electrodeless discharge lamp 1J1 is started (hereinafter referred to as a low temperature start) or the electrodeless discharge lamp 1J1. However, when the electrodeless discharge lamp 1J1 is to be started (hereinafter referred to as “dark start”), the electrodeless discharge lamp 1J1 may be difficult to start. It was. Further, when the above-described frequency control is performed to start the electrodeless discharge lamp 1J1, excessive stress may be applied to the electronic components that constitute the electrodeless discharge lamp lighting device.

また、従来例2においては、無電極放電灯1J2の始動時に発振周波数を増加させ、共振周波数の一定値となるように制御しているが、従来例1と同様に低温始動時や暗所始動時には、無電極放電灯1J1が始動しにくい場合があり、共振周波数が一定値となるように制御すると無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品に過度のストレスがかかる場合があった。   In the conventional example 2, the oscillation frequency is increased at the start of the electrodeless discharge lamp 1J2, and the resonance frequency is controlled to be a constant value. However, as in the conventional example 1, the low temperature start and the dark place start are performed. In some cases, the electrodeless discharge lamp 1J1 may be difficult to start, and if the resonance frequency is controlled to be a constant value, excessive stress may be applied to the electronic components constituting the electrodeless discharge lamp lighting device.

本発明は、上記問題点に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、無電極放電灯の低温始動時又は暗所始動時において、無電極放電灯の始動性を向上させるとともに、無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品に過度のストレスがかからない無電極放電灯点灯装置及び照明装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to improve the startability of the electrodeless discharge lamp at the low temperature start or dark start of the electrodeless discharge lamp, An object of the present invention is to provide an electrodeless discharge lamp lighting device and an illuminating device in which excessive stress is not applied to electronic components constituting the electrodeless discharge lamp lighting device.

上記課題を解決するために、本願発明においては、周波数制御回路によって、無電極放電灯の始動期間内に無電極放電灯が点灯しない第1の動作周波数で誘導コイルに電圧を印加した後に、第1の動作周波数よりも低い第2又は第3の動作周波数に移行し無電極放電灯を点灯させる制御を行っている。   In order to solve the above-described problem, in the present invention, the frequency control circuit applies a voltage to the induction coil at a first operating frequency at which the electrodeless discharge lamp does not light up during the start-up period of the electrodeless discharge lamp. Control is performed to shift to the second or third operating frequency lower than the operating frequency of 1 and turn on the electrodeless discharge lamp.

本発明の無電極放電灯点灯装置においては、無電極放電灯が正常点灯する前に、無電極放電灯が点灯しない第1の動作周波数で誘導コイルに電圧を印加し、無電極放電灯が点灯しやすい状態にした後に、第2の動作周波数で誘導コイルに始動電圧を印加しているので、比較的低い始動電圧で無電極放電灯を正常点灯させることができるとともに、無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品に過度のストレスがかかることを防ぐことができる。 In the electrodeless discharge lamp lighting device of the present invention, before the electrodeless discharge lamp normally lights up, a voltage is applied to the induction coil at the first operating frequency at which the electrodeless discharge lamp does not light up, and the electrodeless discharge lamp lights up. Since the starting voltage is applied to the induction coil at the second operating frequency after making it easy to operate, the electrodeless discharge lamp can be normally lit at a relatively low starting voltage, and the electrodeless discharge lamp lighting device It is possible to prevent an excessive stress from being applied to the electronic components constituting the.

(第1の実施の形態)
以下、本発明の第1の実施の形態を図1から図6までを参照して説明する。図1は本実施の形態の回路図を示しており、図2は無電極放電灯1aの断面図を示している。また、図3は照明装置の断面図を示しており、図4は経過時間tと動作周波数f及び印加電圧V02との関係を示している。さらに、図5はインダクタL、コンデンサC、コンデンサC3及びC4から構成される回路の入力インピーダンスの周波数特性を示しており、図6は他の経過時間tと動作周波数f及び印加電圧V02との関係を示している。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a circuit diagram of the present embodiment, and FIG. 2 shows a cross-sectional view of an electrodeless discharge lamp 1a. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the lighting device, and FIG. 4 shows the relationship between the elapsed time t, the operating frequency f, and the applied voltage V02. 5 shows the frequency characteristics of the input impedance of the circuit composed of the inductor L, the capacitor C, and the capacitors C3 and C4. FIG. 6 shows the relationship between other elapsed time t, operating frequency f, and applied voltage V02. Is shown.

つぎに、各部の構成を説明する。   Next, the configuration of each unit will be described.

交流電源ACは、商用の交流電源であり、電圧は、たとえば、100V、200V又は240Vである。   The AC power supply AC is a commercial AC power supply, and the voltage is, for example, 100V, 200V, or 240V.

整流回路DBは、交流電源ACからの交流電圧を脈流状の直流電圧に整流し出力するものであり、たとえば、ダイオードブリッジで構成する。交流電源ACの電圧が100Vの場合、ダイオードブリッジの代わりに、たとえば、倍電圧整流回路を用いてもよい。倍電圧整流回路を用いると、交流電源ACの電圧が実質的に200Vと同等とみなせ、倍電圧整流回路以後に接続されている回路に流れる電流が、ダイオードブリッジを用いた場合と比べ約半分となるので、無電極放電灯点灯装置の効率を上げることができる。   The rectifier circuit DB rectifies an alternating voltage from the alternating current power supply AC into a pulsating direct current voltage and outputs the pulsating direct current voltage. When the voltage of the AC power supply AC is 100 V, for example, a voltage doubler rectifier circuit may be used instead of the diode bridge. When the voltage doubler rectifier circuit is used, the voltage of the AC power supply AC can be regarded as substantially equal to 200 V, and the current flowing through the circuit connected after the voltage doubler rectifier circuit is about half that when using the diode bridge. As a result, the efficiency of the electrodeless discharge lamp lighting device can be increased.

チョッパ回路は、整流回路DBからの脈流状の直流電圧を所望の直流電圧に変換し出力するものであり、スイッチング素子Sc、ダイオードDc、インダクタLc及びコンデンサCc及びスイッチング素子Scの動作周波数を制御するチョッパ制御回路CNcと、から構成されている。ここで、チョッパ制御回路CNcは、たとえば、モトローラ社製の集積回路MC34261から構成されており、該集積回路の1番ピンをスイッチング素子Scのゲートに接続し動作周波数を制御する。また、コンデンサCcは、チョッパ回路の出力電圧を平滑するものであり、たとえば、電解コンデンサで構成されている。
このチョッパ回路として本実施の形態では、昇圧チョッパ回路を用いている。もちろんチョッパ回路は、その他、昇降圧チョッパ回路であっても構わない。要は、ある直流電圧を別の直流電圧に変換し出力するものであれば、どのような回路構成でも構わない。
The chopper circuit converts the pulsating DC voltage from the rectifier circuit DB into a desired DC voltage and outputs it, and controls the operating frequency of the switching element Sc, the diode Dc, the inductor Lc, the capacitor Cc, and the switching element Sc. And a chopper control circuit CNc. Here, the chopper control circuit CNc is composed of, for example, an integrated circuit MC34261 manufactured by Motorola, and controls the operating frequency by connecting the first pin of the integrated circuit to the gate of the switching element Sc. The capacitor Cc smoothes the output voltage of the chopper circuit, and is composed of, for example, an electrolytic capacitor.
In the present embodiment, a boost chopper circuit is used as the chopper circuit. Of course, the chopper circuit may be a step-up / step-down chopper circuit. In short, any circuit configuration may be used as long as it converts a DC voltage into another DC voltage and outputs it.

この交流電源AC、整流回路DB及びチョッパ回路により直流電源Eを構成している。   The AC power source AC, the rectifier circuit DB, and the chopper circuit constitute a DC power source E.

つぎに、電力変換回路2は、コンデンサCcからの直流電圧を第1及び第2のスイッチング素子であるスイッチング素子Q1及びQ2の交互のオンオフ動作により矩形波電圧に変換するものであり、スイッチング素子Q1及びQ2の直列回路はコンデンサCcと並列に接続されている。そして、スイッチング素子Q1及びQ2は、たとえば、電界効果トランジスタで構成する。電力変換回路2として本実施の形態では、いわゆるハーフブリッジ型のインバータ回路を用いている。もちろん電力変換回路2は、その他フルブリッジ型、1石型、あるいは、プッシュプル型であってもよい。
インダクタL及びコンデンサCは、直列共振回路を構成するものであり、この直列共振回路の共振動作により、始動時に、後述する無電極放電灯1aに数kVの高電圧が印加され、無電極放電灯1aは点灯を開始する。
Next, the power conversion circuit 2 converts the DC voltage from the capacitor Cc into a rectangular wave voltage by alternately turning on and off the switching elements Q1 and Q2 which are the first and second switching elements. And the series circuit of Q2 are connected in parallel with the capacitor Cc. Switching elements Q1 and Q2 are composed of, for example, field effect transistors. In the present embodiment, a so-called half-bridge type inverter circuit is used as the power conversion circuit 2. Of course, the power conversion circuit 2 may be a full bridge type, a single stone type, or a push-pull type.
The inductor L and the capacitor C constitute a series resonance circuit. Due to the resonance operation of the series resonance circuit, a high voltage of several kV is applied to the electrodeless discharge lamp 1a, which will be described later, at the start, and the electrodeless discharge lamp 1a starts lighting.

整合回路3は、電力変換回路2と後述する誘導コイル1bとの間のインピーダンスを整合し、電力変換回路2からの高周波電力を効率よく誘導コイル1bに伝達するものであり、本実施の形態ではコンデンサC3及びC4から構成されている。
無電極放電灯1aは、後述する誘導コイル1bに近接配置され高周波電力により点灯するものである。ここで無電極放電灯1aを図2を参照して、さらに詳しく説明する。
この無電極放電灯1aは、少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部45を有する略球形状のバルブ41と、空洞部45内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイル1bと、誘導コイル1bが巻回される磁気性材料で円筒状のコア43と、コア43の内側であってコア43と接触する熱伝導性材料の部材42と、を備えている。
バルブ41は、略球形状であってその内部に少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスを封入しておくものであり、バルブ41の下端側には有底状であって断面凹形状の空洞部45が設けられている。バルブ41の材料は石英ガラス等の透光性材料であり、放電ガスは水銀、希ガス及び金属ハロゲン化物である。また、バルブ41の内側は蛍光体36及び保護膜37が塗布されている。蛍光体36は水銀からの放射された紫外線を可視光に変換するものであり、蛍光体36の材料としてはハロ燐酸カルシウム、赤色蛍光体である(Y、Gd)BO3:Eu、緑色蛍光体であるCaPO4、青色蛍光体であるBaMgAll4O23:Euが用いられる。保護膜37は水銀とバルブ41の材料である石英ガラスとの反応を抑えることにより、バルブ41の光束維持率を向上させるものである。保護膜37の材料としては、アルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)、チタニア(TiO2)、セリア(CeO2)、イットリア(Y2O3)、マグネシア(MgO)等の微粒子が用いられる。保護膜37は、通常のバルブ41では透過率が高い方が望ましいため、蛍光体36に比べ薄くバルブ41内面に形成される。
The matching circuit 3 matches impedance between the power conversion circuit 2 and an induction coil 1b described later, and efficiently transmits high-frequency power from the power conversion circuit 2 to the induction coil 1b. Consists of capacitors C3 and C4.
The electrodeless discharge lamp 1a is disposed close to an induction coil 1b described later and is lit by high-frequency power. Here, the electrodeless discharge lamp 1a will be described in more detail with reference to FIG.
The electrodeless discharge lamp 1a includes a substantially spherical bulb 41 having a hollow portion 45 having a concave cross section, in which a discharge gas containing at least mercury and a rare gas is enclosed, and a discharge disposed in the hollow portion 45. An induction coil 1b for supplying a high-frequency electromagnetic field to gas, a magnetic core around which the induction coil 1b is wound, a cylindrical core 43, and a member of a thermally conductive material that is inside the core 43 and contacts the core 43 42.
The bulb 41 has a substantially spherical shape, in which a discharge gas containing at least mercury and a rare gas is sealed, and a hollow portion having a bottom and a concave cross section is formed on the lower end side of the bulb 41. 45 is provided. The material of the bulb 41 is a translucent material such as quartz glass, and the discharge gas is mercury, a rare gas, and a metal halide. The inside of the bulb 41 is coated with a phosphor 36 and a protective film 37. The phosphor 36 converts ultraviolet rays emitted from mercury into visible light. The phosphor 36 is made of calcium halophosphate, red phosphor (Y, Gd) BO3: Eu, green phosphor. Some CaPO4 and blue phosphor BaMgAll4O23: Eu are used. The protective film 37 improves the luminous flux maintenance factor of the bulb 41 by suppressing the reaction between mercury and quartz glass which is the material of the bulb 41. As a material of the protective film 37, fine particles such as alumina (Al2O3), silica (SiO2), titania (TiO2), ceria (CeO2), yttria (Y2O3), magnesia (MgO), and the like are used. The protective film 37 is preferably formed thinner on the inner surface of the bulb 41 than the phosphor 36 because the normal bulb 41 preferably has a higher transmittance.

誘導コイル1bは、バルブ41内部の放電ガスに13.56MHzで発振する高周波電磁界を供給するものであり、一方は後述するコア43に巻回されており、他方は整合回路3に接続されている。本実施の形態では、放電ガスに13.56MHzの高周波電磁界を供給しているが、放射雑音による他の電気機器への悪影響を少なくできる2.6MHz〜15MHz程度であれば、他の周波数でもよい。ここで、誘導コイル1bは銅又は銅合金による条材を所定回数巻回して形成している。そして、誘導コイル1bには電力変換回路2が動作すると高周波電流が流れ、誘導コイル1bの周りに高周波電磁界が発生するように構成されている。つぎに、発生した高周波電磁界によりバルブ41内部の電子が加速され、放電ガスの原子に衝突して放電ガスを電離させ、新たな電子を発生させる。このようにして発生した電子は、誘導コイル1bの周りに発生した高周波電磁界によりエネルギーを受け取り、放電ガス原子に衝突しエネルギーを与える。放電プラズマ内の原子は、電離したり励起したりする。励起された原子は、基底状態に戻るときに発光する。この発光を光エネルギーとして利用するのである。   The induction coil 1b supplies a high-frequency electromagnetic field that oscillates at 13.56 MHz to the discharge gas inside the bulb 41. One is wound around a core 43 to be described later, and the other is connected to the matching circuit 3. Yes. In this embodiment, a high frequency electromagnetic field of 13.56 MHz is supplied to the discharge gas. However, if the frequency is about 2.6 MHz to 15 MHz, which can reduce the adverse effects of radiation noise on other electrical devices, even at other frequencies. Good. Here, the induction coil 1b is formed by winding a strip of copper or a copper alloy a predetermined number of times. When the power conversion circuit 2 is operated in the induction coil 1b, a high-frequency current flows, and a high-frequency electromagnetic field is generated around the induction coil 1b. Next, the electrons in the bulb 41 are accelerated by the generated high-frequency electromagnetic field, collide with the atoms of the discharge gas, ionize the discharge gas, and generate new electrons. The electrons generated in this way receive energy by the high-frequency electromagnetic field generated around the induction coil 1b, and collide with the discharge gas atoms to give energy. Atoms in the discharge plasma are ionized and excited. The excited atom emits light when returning to the ground state. This light emission is used as light energy.

部材42は、断面略凸状であって、部材42の凸部42aの外側にコア43が接触するように設けられている。   The member 42 has a substantially convex cross section, and is provided so that the core 43 contacts the outside of the convex portion 42 a of the member 42.

コア43は、空洞部45の内部にコア43の一端がバルブ41の中心に向かうようにコア43の他端が基台48に固定され立設おり、略円筒状であって略円筒状の部材42の凸部42aの外面と接触するように設けられている。本実施の形態ではこのコア43の材料として、透磁率が略150である軟磁性体であるニッケル亜鉛(NiZn)フィライトを用いている。もちろん、マンガン亜鉛(Mn−Zn)フェライト、軟磁性金属を含むものであればどのようなものでも構わない。また、軟磁性金属単体でもよい。ここで、軟磁性体とはバルク状態での保磁力Hcが10Oe程度以下のものである。   The core 43 has a substantially cylindrical shape and a substantially cylindrical member in which the other end of the core 43 is fixed to the base 48 so that one end of the core 43 faces the center of the valve 41 inside the hollow portion 45. It is provided so as to be in contact with the outer surface of the convex portion 42a of 42. In the present embodiment, nickel zinc (NiZn) phyllite, which is a soft magnetic material having a magnetic permeability of about 150, is used as the material of the core 43. Of course, any material including manganese zinc (Mn—Zn) ferrite and soft magnetic metal may be used. Alternatively, a soft magnetic metal alone may be used. Here, the soft magnetic material has a coercive force Hc in the bulk state of about 10 Oe or less.

基台48は、アルミダイカストにて形成された上面開口の有底状の略円筒体で、この基台48の底面には、上述した部材42がバルブ41の中心に向かうように立設固定されている。さらに、底部には蓋体(図示しない)が設けられている。
ここで21は、整流回路DB、チョッパ回路等から構成される無電極放電灯点灯装置を示している。本実施の形態では、無電極放電灯点灯装置21を基台48内に収納している。もちろん、無電極放電灯点灯装置21を基台48の外部に設けても構わない。
また、この無電極放電灯1aと無電極放電灯点灯装置21とから図3に示すような照明装置が構成されている。この照明装置はバルブ41の上方を取り外し自在であって、無電極放電灯1aからの放射ノイズ等を吸収するシールドケース40が覆っており、基台48には部材42が立設固定されている。もちろん、無電極放電灯1aを点灯させる照明装置としては、このものに限られない。
The base 48 is a bottomed substantially cylindrical body formed by aluminum die casting and having a top opening. The above-described member 42 is fixed to the bottom of the base 48 so as to face the center of the valve 41. ing. Further, a lid (not shown) is provided at the bottom.
Reference numeral 21 denotes an electrodeless discharge lamp lighting device including a rectifier circuit DB, a chopper circuit, and the like. In the present embodiment, the electrodeless discharge lamp lighting device 21 is housed in the base 48. Of course, the electrodeless discharge lamp lighting device 21 may be provided outside the base 48.
The electrodeless discharge lamp 1a and the electrodeless discharge lamp lighting device 21 constitute an illumination device as shown in FIG. In this lighting device, the upper portion of the bulb 41 can be freely removed, and a shield case 40 that absorbs radiation noise from the electrodeless discharge lamp 1a is covered, and a member 42 is fixed upright on the base 48. . Of course, the lighting device for lighting the electrodeless discharge lamp 1a is not limited to this.

周波数制御回路CNは、基準クロック信号を発生させるクロック信号生成部(図示しない)と、該基準クロック信号を受けてスイッチング素子Q1及びQ2のゲートにドライブ信号を出力するドライブ部(図示しない)とから構成されている。
クロック信号生成部は、無電極放電灯1aが始動及び点灯しているときにスイッチング素子Q1及びQ2の周波数(以下、動作周波数という。)を制御するものであり、本実施の形態では日本電気株式会社製のμPC1934を用いている。このμPC1934は低電圧入力の2出力DC−DCコンバータ制御用ICであり、1番ピン(図示しない)に接続するコンデンサの容量値、あるいは2番ピン(図示しない)に接続する抵抗の抵抗値を変えるだけで、7番ピン(図示しない)あるいは10番ピン(図示しない)から出力される基準クロック信号の周波数を変化させることができる。そして、この基準クロック信号をドライブ部に入力する。
ドライブ部は、クロック信号生成部からの基準クロック信号に基づいてスイッチング素子Q1及びQ2を交互にオンオフ動作させるために、スイッチング素子Q1及びQ2のゲートにドライブ信号を出力するものであり、本実施の形態では、三菱電機株式会社製の高耐圧ハーフブリッジドライバM63991を用いている。そして、基準クロック信号の周波数が変化するとスイッチング素子Q1及びQ2のゲートへのドライブ信号の周波数が変化し、無電極放電灯1aの出力を変化させることができる。
電圧検出回路9は、無電極放電灯1aの始動期間内に無電極放電灯1aが点灯しない程度の電圧を誘導コイル1bに電圧を印加した後から、誘導コイル1bに始動電圧を印加した状態に移行したときの誘導コイル1bの両端電圧を検出するものである(ここで、誘導コイル1bの両端電圧と無電極放電灯1aに印加される電圧とは等しく、以下、この電圧を印過電圧V02という。)。すなわち、無電極放電灯1aが点灯しない程度における印過電圧V02は小さいのだが、無電極放電灯1aに始動電圧を印加しているときは印過電圧V02も大きい。電圧検出回路9は、この印過電圧V02の大小を検出するのである。
そして、この電圧検出回路9は、抵抗R92からR94までと、ダイオードD92及びD93と、コンデンサC91からC95までと、ツェナ−ダイオードZD91と、トランジスタQ91と、から構成されている。また、電圧の検出態様としては、無電極放電灯1aの始動状態においては、印過電圧V02は大きいので、コンデンサC94、ダイオードD92及び抵抗R92を介したコンデンサC92の電圧は、ツェナ−ダイオードZD91のオン電圧を超えており、このようにツェナ−ダイオードZD91のオン電圧が超えると、トランジスタQ91がオンし、周波数切替手段CNfにロー信号が入力される。逆に無電極放電灯1aの微弱放電状態においては、印過電圧V02は小さいので、コンデンサC92の電圧がツェナ−ダイオードZD91のオン電圧に達することができず、周波数切替手段CNfにハイ信号が入力される。
なお、本実施の形態では、コンデンサC94の一端を誘導コイル1bの一端と接続しているが、コンデンサC94の一端を接続する箇所は、コンデンサC1とC2との接続点でもよい。要は、印過電圧V02に比例又は反映する電圧が発生する箇所であれば、いなかる箇所の電圧を検出してもよい。
周波数切替手段CNfは、電圧検出回路9からの検出信号を受けて無電極放電灯1aが微弱放電状態に移行したことを検知し、周波数制御回路CNのクロック信号生成部に基準クロック信号の周波数の変更信号を送信するものである。そして本実施の形態では、マイクロプロセッサ等により構成されている演算回路(CPU)、メモリ及びインターフェイス回路を備えたマイコンを使用している。そして、この種のマイコンとして、STマイクロエレクトロニクス製のST72Gシリーズを用いている。このようなマイコンを用いると、プログラムを設定するだけで上述ような制御を簡単に行うことができる。
The frequency control circuit CN includes a clock signal generator (not shown) that generates a reference clock signal, and a drive unit (not shown) that receives the reference clock signal and outputs a drive signal to the gates of the switching elements Q1 and Q2. It is configured.
The clock signal generator controls the frequency of the switching elements Q1 and Q2 (hereinafter referred to as the operating frequency) when the electrodeless discharge lamp 1a is started and lit. In this embodiment, NEC Corporation A company-made μPC1934 is used. This μPC 1934 is a low-voltage input 2-output DC-DC converter control IC, and the capacitance value of the capacitor connected to the first pin (not shown) or the resistance value of the resistor connected to the second pin (not shown) is set. The frequency of the reference clock signal output from the 7th pin (not shown) or the 10th pin (not shown) can be changed only by changing. Then, this reference clock signal is input to the drive unit.
The drive unit outputs a drive signal to the gates of the switching elements Q1 and Q2 to alternately turn on and off the switching elements Q1 and Q2 based on the reference clock signal from the clock signal generation unit. In the embodiment, a high voltage half-bridge driver M63991 manufactured by Mitsubishi Electric Corporation is used. When the frequency of the reference clock signal changes, the frequency of the drive signal to the gates of the switching elements Q1 and Q2 changes, and the output of the electrodeless discharge lamp 1a can be changed.
The voltage detection circuit 9 applies the voltage to the induction coil 1b so that the electrodeless discharge lamp 1a does not light up during the start-up period of the electrodeless discharge lamp 1a, and then applies the starting voltage to the induction coil 1b. The voltage between both ends of the induction coil 1b is detected when the transition is made (here, the voltage between both ends of the induction coil 1b is equal to the voltage applied to the electrodeless discharge lamp 1a. Hereinafter, this voltage is referred to as an overvoltage V02. .) That is, the overprint voltage V02 at a level at which the electrodeless discharge lamp 1a does not light is small, but the overprint voltage V02 is also large when the starting voltage is applied to the electrodeless discharge lamp 1a. The voltage detection circuit 9 detects the magnitude of this overvoltage V02.
The voltage detection circuit 9 includes resistors R92 to R94, diodes D92 and D93, capacitors C91 to C95, a Zener diode ZD91, and a transistor Q91. Further, as a voltage detection mode, in the starting state of the electrodeless discharge lamp 1a, since the overvoltage V02 is large, the voltage of the capacitor C92 via the capacitor C94, the diode D92, and the resistor R92 is the ON state of the zener diode ZD91. When the voltage exceeds the ON voltage of the Zener diode ZD91 in this way, the transistor Q91 is turned ON and a low signal is input to the frequency switching means CNf. On the contrary, in the weak discharge state of the electrodeless discharge lamp 1a, since the overvoltage V02 is small, the voltage of the capacitor C92 cannot reach the ON voltage of the Zener diode ZD91, and a high signal is input to the frequency switching means CNf. The
In the present embodiment, one end of the capacitor C94 is connected to one end of the induction coil 1b. However, the point where the one end of the capacitor C94 is connected may be a connection point between the capacitors C1 and C2. In short, as long as the voltage is proportional or reflected to the overprint voltage V02, the voltage at any point may be detected.
The frequency switching means CNf receives the detection signal from the voltage detection circuit 9 and detects that the electrodeless discharge lamp 1a has shifted to the weak discharge state, and the frequency signal of the reference clock signal is sent to the clock signal generation unit of the frequency control circuit CN. A change signal is transmitted. In this embodiment, a microcomputer provided with an arithmetic circuit (CPU) constituted by a microprocessor or the like, a memory, and an interface circuit is used. The ST72G series manufactured by STMicroelectronics is used as this type of microcomputer. When such a microcomputer is used, the above-described control can be performed simply by setting a program.

つぎに、本実施の形態の動作を図1及び図4を参照して説明する。
t=0において、交流電源ACが投入されると、チョッパ制御回路CNc、周波数制御回路CN及び周波数切替手段CNfに電力が供給され動作を開始し、無電極放電灯1aの始動期間が開始する。すると、周波数切替手段CNfからの第1の基準クロック信号によって、スイッチング素子Q1及びQ2の動作周波数は、無電極放電灯1aが点灯しない程度の印過電圧V02を誘導コイル1bに印加する第1の動作周波数f1で動作を開始する。また、スイッチング素子Q1及びQ2が動作すると同時に、コンデンサC94及びコンデンサC95の分圧電圧を電源として、ダイオードD92、抵抗R92を介しコンデンサC92が充電される。コンデンサC93の電圧がツェナ−ダイオードZD91のオン電圧を超えるとトランジスタQ91がオンし、周波数切替手段CNfにロー信号が入力される。
ところで、無電極放電灯1aが点灯する前に先立って、無電極放電灯1aが点灯しない程度の電圧を誘導コイル1bに印加しておくと、誘導コイル1bからの高周波電磁界によって、バルブ41内の自由電子にエネルギーが与えられることとなる。このとき、沃化物などのハロゲン化物がバルブ41内に持ち込んだ水分などが原因となって生じる不純ガス(たとえば、HIなど)が自由電子を捕獲しようとしても、エネルギーを与えられ活性化した自由電子は不純ガスに捕獲されず、バルブ41内は自由電子が多い状態となっている。この状態で無電極放電灯1aに始動電圧を印加すると始動性が向上することとなる。また、誘導コイル1bからの高周波電磁界によって、水銀や希ガスの電離も多少起って、バルブ41内の自由電子の個数がさらに多くなる。さらに、誘導コイル1bからの高周波電磁界によって、HIなどの不純ガス分子が解離される場合もあると考えられる。そして、この解離された不純ガス分子はバルブ41の管壁に付着しやすくなり、したがって、放電空間中の不純ガスの量が少なくなる。以上のような原因により、無電極放電灯1aが点灯する前に先立って、無電極放電灯1aが点灯しない程度の電圧を誘導コイル1bに印加しておくと、無電極放電灯1aの始動性が向上させることができるのである。
つぎにt=t1において、周波数切替手段CNfにロー信号が入力されると、周波数切替手段CNfは、第1の基準クロック周波数から第1の基準クロック周波数よりも低い第2の基準クロック周波数に離散的に変化を開始する。この周波数切替手段CNfからの基準クロック信号の変化を受けて、周波数制御回路CNは、図4(a)に示すようにスイッチング素子Q1及びQ2の動作周波数を、第1の動作周波数f1から第1の動作周波数f1よりも低い第2の動作周波数f2へ離散的に変化させる。このとき動作周波数が低くなるので、図4(b)に示すように印加電圧V02は大きくなる。
ここで、第2の動作周波数f2の設定条件を考える。図5にインダクタL、コンデンサC、コンデンサC3及びC4から構成される回路の入力インピーダンスの周波数特性を示す。│Z│は入力インピーダンスの絶対値を示しており、θは入力インピーダンスの位相角を示している。図5からわかるように、θ=0となる共振周波数が3つ存在する。最も低い共振周波数を、2番目に高い共振周波数をF0、最も高い共振周波数をf0とする。本実施の形態のように、電力変換回路2として、ハーフブリッジ型のインバータ回路を用いた場合、電力変換回路2から無電極放電灯1aをみたインピーダンスが容量性になると、スイッチング素子Q1及びQ2が同時にオンしてしまい、交流電源ACから大きな電流が流れ、無電極放電灯点灯装置を構成する部品に過大なストレスを与えてしまう場合がある。
このような場合を回避するために、電力変換回路2から無電極放電灯1aをみたインピーダンスを誘導性(θ>0)又は抵抗性(θ=0)にする必要がある。図5に示す入力インピーダンスの場合、インピーダンスが容量性になる周波数fは、F0<f<f0である。すなわち、第2の動作周波数f2>共振周波数f0と設定しておくと、インピーダンスが容量性になることはない。
つぎにt=t2において、無電極放電灯1aが点灯すると、無電極放電灯点灯装置の動作点は図5に示す無負荷の共振カーブから点灯時の共振カーブに移行するので、無電極放電灯1aに印加される電圧V02は、期間(t2−t1)の印加電圧V02よりも小さくなる。
そして最後にt=t3において、無電極放電灯1aが定格点灯するように周波数制御回路CNによって動作周波数を調整する。図5においてはt=t2の動作周波数f2とt=t3の動作周波数f2とが等しくなっているが、両者は等しくなくてもよい。たとえば、図示はしないが、図1に誘導コイル1bに流れる電流と誘導コイル1bに印加される電圧と両者の位相差とをそれぞれ検出する回路を別途設けておき、図6(a)に示す期間(t4−t3)において、無電極放電灯1aの電力を計測する。そして、予め周波数制御回路CNのメモリに記憶している無電極放電灯1aの定格電力とを比較し、t=t4以降において両者が一致するように動作周波数を適宜制御してもよい。このように無電極放電灯1aが点灯した後に、再度無電極放電灯1aの電力を計測し無電極放電灯1aの電力を再調整すると、無電極放電灯点灯装置を構成する各電子部品がばらついた場合においても、常に無電極放電灯1aを定格電力で点灯させることができる。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
When the AC power supply AC is turned on at t = 0, power is supplied to the chopper control circuit CNc, the frequency control circuit CN, and the frequency switching means CNf to start the operation, and the starting period of the electrodeless discharge lamp 1a starts. Then, according to the first reference clock signal from the frequency switching means CNf, the operating frequency of the switching elements Q1 and Q2 is the first operation for applying the overvoltage V02 to the induction coil 1b to such an extent that the electrodeless discharge lamp 1a is not lit. The operation starts at the frequency f1. At the same time as the switching elements Q1 and Q2 operate, the capacitor C92 is charged via the diode D92 and the resistor R92, using the divided voltage of the capacitors C94 and C95 as a power source. When the voltage of the capacitor C93 exceeds the ON voltage of the Zener diode ZD91, the transistor Q91 is turned ON, and a low signal is input to the frequency switching means CNf.
By the way, before the electrodeless discharge lamp 1a is turned on, if a voltage that does not light the electrodeless discharge lamp 1a is applied to the induction coil 1b, the high frequency electromagnetic field from the induction coil 1b causes the inside of the bulb 41 to be turned on. Energy is given to the free electrons. At this time, even if an impurity gas (for example, HI) generated by a halide such as iodide brought into the bulb 41 attempts to capture the free electrons, the free electrons activated by being given energy. Is not captured by the impure gas, and the valve 41 is in a state where there are many free electrons. If a starting voltage is applied to the electrodeless discharge lamp 1a in this state, the startability is improved. Further, due to the high frequency electromagnetic field from the induction coil 1b, the ionization of mercury or a rare gas occurs to some extent, and the number of free electrons in the bulb 41 is further increased. Furthermore, it is considered that impure gas molecules such as HI may be dissociated by the high frequency electromagnetic field from the induction coil 1b. The dissociated impure gas molecules are likely to adhere to the tube wall of the bulb 41, and therefore the amount of impure gas in the discharge space is reduced. Due to the above reasons, if a voltage that does not light the electrodeless discharge lamp 1a is applied to the induction coil 1b before the electrodeless discharge lamp 1a is turned on, the startability of the electrodeless discharge lamp 1a is improved. Can be improved.
Next, when a low signal is input to the frequency switching means CNf at t = t1, the frequency switching means CNf is discrete from the first reference clock frequency to the second reference clock frequency lower than the first reference clock frequency. Start to change. In response to the change in the reference clock signal from the frequency switching means CNf, the frequency control circuit CN changes the operating frequency of the switching elements Q1 and Q2 from the first operating frequency f1 to the first as shown in FIG. To the second operating frequency f2 lower than the operating frequency f1. At this time, since the operating frequency is lowered, the applied voltage V02 is increased as shown in FIG.
Here, a setting condition of the second operating frequency f2 is considered. FIG. 5 shows the frequency characteristics of the input impedance of a circuit composed of the inductor L, the capacitor C, and the capacitors C3 and C4. | Z | represents the absolute value of the input impedance, and θ represents the phase angle of the input impedance. As can be seen from FIG. 5, there are three resonance frequencies at which θ = 0. Let the lowest resonance frequency be F0, the second highest resonance frequency, and f0 the highest resonance frequency. When a half-bridge type inverter circuit is used as the power conversion circuit 2 as in the present embodiment, when the impedance of the electrodeless discharge lamp 1a viewed from the power conversion circuit 2 becomes capacitive, the switching elements Q1 and Q2 At the same time, a large current flows from the AC power supply AC, and an excessive stress may be applied to the components constituting the electrodeless discharge lamp lighting device.
In order to avoid such a case, the impedance of the electrodeless discharge lamp 1a viewed from the power conversion circuit 2 must be inductive (θ> 0) or resistive (θ = 0). In the case of the input impedance shown in FIG. 5, the frequency f at which the impedance becomes capacitive is F0 <f <f0. That is, when the second operating frequency f2> resonance frequency f0 is set, the impedance does not become capacitive.
Next, when the electrodeless discharge lamp 1a is lit at t = t2, the operating point of the electrodeless discharge lamp lighting device shifts from the no-load resonance curve shown in FIG. 5 to the resonance curve at the time of lighting. The voltage V02 applied to 1a is smaller than the applied voltage V02 in the period (t2-t1).
Finally, at t = t3, the operating frequency is adjusted by the frequency control circuit CN so that the electrodeless discharge lamp 1a is rated-lit. In FIG. 5, the operating frequency f2 at t = t2 and the operating frequency f2 at t = t3 are equal, but they may not be equal. For example, although not shown, a circuit for detecting the current flowing through the induction coil 1b, the voltage applied to the induction coil 1b, and the phase difference between them is provided separately in FIG. 1, and the period shown in FIG. At (t4-t3), the electric power of the electrodeless discharge lamp 1a is measured. Then, the rated power of the electrodeless discharge lamp 1a preliminarily stored in the memory of the frequency control circuit CN may be compared, and the operating frequency may be appropriately controlled so that they match after t = t4. After the electrodeless discharge lamp 1a is lit in this way, when the power of the electrodeless discharge lamp 1a is measured again and the power of the electrodeless discharge lamp 1a is readjusted, each electronic component constituting the electrodeless discharge lamp lighting device varies. Even in this case, the electrodeless discharge lamp 1a can always be lit at the rated power.

ここで、インダクタLに2次巻線を設けるとともに、この2次巻線の巻数を適宜設定し、2次巻線に発生する電圧を周波数切替手段CNfに直接入力してもよい。このようにすると、誘導コイル1bの両端に発生する高電圧を検出する電圧検出回路9を設ける必要がない。さらに、周波数切替手段CNfに入力される信号の配線長を短くすることができ、配線による雑音を抑制することができる。   Here, a secondary winding may be provided in the inductor L, the number of turns of the secondary winding may be set as appropriate, and a voltage generated in the secondary winding may be directly input to the frequency switching means CNf. In this way, it is not necessary to provide the voltage detection circuit 9 that detects the high voltage generated at both ends of the induction coil 1b. Furthermore, the wiring length of the signal input to the frequency switching means CNf can be shortened, and noise due to the wiring can be suppressed.

また、別途タイマー回路を設けるか、あるいは、マイコン機能を有する周波数切替手段CNfにタイマー機能をプログラミングにより付加し、一定時間周波数変化を繰り返しても無電極放電灯1aが点灯しない場合は、無電極放電灯点灯装置が異常状態にあるとみなし、電力変換回路2又はチョッパ回路を停止させてもよい。さらに、タイマー回路を用いずに、周波数可変回数をカウントし、周波数変化の回数が、ある一定の回数に達すると電力変換回路2又はチョッパ回路を停止させてもよい。
さらにまた、本実施の形態では、周波数切替手段CNfのみをマイコン化したが、もちろん、チョッパ制御回路CNc、周波数制御回路CN及び電圧検出回路9をすべてマイコン化してもよい。このように制御回路をすべてマイコン化すると、無電極放電灯点灯装置をコンパクトにすることができる。
なお、動作周波数が数十kHz未満になると誘導コイル1bにおける損失が非常に多くなり、点灯維持が困難になるため実用的でない。また、動作周波数が数十MHz以上になると、電力変換回路2などの損失が多くなるだけでなく、表皮効果によって誘導コイル1bの巻線による銅損が非常に多くなって、発光効率が低くなる。したがって、動作周波数は数十kHz以上数十MHz以下が好ましい。また、無電極放電灯1aの種類によっては無電極放電灯1aの定格電力を出力するための動作周波数が第2の動作周波数f2の場合もあり得るが、第2の動作周波数f2を150kHz以下に設定しておくと、電気用品安全法における雑音対策が容易となる場合があり、雑音対策を考慮して無電極放電灯1aの点灯時の動作周波数を150kHz以下に設定しておくことが望ましい。
If a timer circuit is separately provided, or a timer function is added to the frequency switching means CNf having a microcomputer function by programming, and the electrodeless discharge lamp 1a does not light even if the frequency change is repeated for a certain period of time, the electrodeless discharge is not performed. The electric power lighting device may be regarded as being in an abnormal state and the power conversion circuit 2 or the chopper circuit may be stopped. Further, without using the timer circuit, the frequency variable frequency may be counted, and the power conversion circuit 2 or the chopper circuit may be stopped when the frequency change frequency reaches a certain frequency.
Furthermore, in the present embodiment, only the frequency switching means CNf is microcomputerized, but of course, the chopper control circuit CNc, frequency control circuit CN and voltage detection circuit 9 may all be microcomputerized. Thus, if all the control circuits are made into microcomputers, the electrodeless discharge lamp lighting device can be made compact.
Note that if the operating frequency is less than several tens of kHz, the loss in the induction coil 1b becomes very large and it becomes difficult to maintain lighting, which is not practical. Further, when the operating frequency is several tens of MHz or more, not only the loss of the power conversion circuit 2 and the like increases, but also the copper loss due to the winding of the induction coil 1b becomes very large due to the skin effect, and the luminous efficiency is lowered. . Therefore, the operating frequency is preferably several tens of kHz to several tens of MHz. Further, depending on the type of the electrodeless discharge lamp 1a, the operating frequency for outputting the rated power of the electrodeless discharge lamp 1a may be the second operating frequency f2, but the second operating frequency f2 is set to 150 kHz or less. If set, noise countermeasures in the Electrical Appliance and Material Safety Law may be facilitated, and it is desirable to set the operating frequency when the electrodeless discharge lamp 1a is turned on to 150 kHz or less in consideration of noise countermeasures.

以上、本実施の形態によれば、無電極放電灯1aが正常点灯する前に、第1の動作周波数f1において無電極放電灯1aを微弱放電させ無電極放電灯1aが点灯しやすい状態にした後に、無電極放電灯1aに始動電圧を印加しているので、比較的低い始動電圧で無電極放電灯1aを正常点灯させることができ、無電極放電灯点灯装置を構成する電子部品に過度のストレスがかかることを防ぐことができる。また、無電極放電灯1aの周囲温度が低いときや暗所始動のときの始動性を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, before the electrodeless discharge lamp 1a is normally lit, the electrodeless discharge lamp 1a is weakly discharged at the first operating frequency f1 so that the electrodeless discharge lamp 1a is easily lit. Later, since the starting voltage is applied to the electrodeless discharge lamp 1a, the electrodeless discharge lamp 1a can be normally lit with a relatively low starting voltage, and the electronic components constituting the electrodeless discharge lamp lighting device are excessively charged. It can prevent stress. Further, it is possible to improve startability when the ambient temperature of the electrodeless discharge lamp 1a is low or when starting in a dark place.

(第2の実施の形態)
以下、本発明の第2の実施の形態を図7を参照して説明する。図7は経過時間tと動作周波数f及び印加電圧V02との関係を示している。ここで、第1の実施の形態と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略する。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 7 shows the relationship between the elapsed time t, the operating frequency f, and the applied voltage V02. Here, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施の形態においては、図7に示すように、t=t1までは、第1の動作周波数f1で誘導コイル1bに電圧を印加し、t=t1において、動作周波数を第1の動作周波数f1よりも低く第2の動作周波数f2よりも高い第3の動作周波数f3に離散的に移行している。その後、期間(t2−t1)の間に、第3の動作周波数f3から第2の動作周波数f2に連続的に移行し、無電極放電灯1aを点灯させている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a voltage is applied to the induction coil 1b at the first operating frequency f1 until t = t1, and the operating frequency is set to the first operating frequency f1 at t = t1. The third operating frequency f3 is discretely shifted to a lower operating frequency f2 than the second operating frequency f2. Thereafter, during the period (t2-t1), the third operating frequency f3 is continuously shifted to the second operating frequency f2, and the electrodeless discharge lamp 1a is turned on.

このように無電極放電灯1aが正常点灯する前に、第1の動作周波数f1において無電極放電灯1aを微弱放電させ無電極放電灯1aが点灯しやすい状態にした後にさらに、期間(t2−t1)に動作周波数を低くしていく、すなわち、印加電圧V02が大きくなっていくことにより、第1の実施の形態よりも確実に無電極放電灯1aを正常点灯させることができ、無電極放電灯1aの周囲温度が低いときや暗所始動のときの始動性を向上させることができる。   As described above, before the electrodeless discharge lamp 1a is normally lit, the electrodeless discharge lamp 1a is weakly discharged at the first operating frequency f1 so that the electrodeless discharge lamp 1a is easily lit. By lowering the operating frequency at t1), that is, by increasing the applied voltage V02, the electrodeless discharge lamp 1a can be normally lit more reliably than in the first embodiment, and the electrodeless discharge can be performed. The startability when the ambient temperature of the electric lamp 1a is low or when starting in a dark place can be improved.

なお、本実施の形態で特に言及していない作用・効果等は第1の実施の形態と同様である。   Note that the operations and effects not particularly mentioned in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.

第1の実施の形態を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a first embodiment. FIG. 無電極放電灯の断面図である。It is sectional drawing of an electrodeless discharge lamp. 照明装置の断面図である。It is sectional drawing of an illuminating device. 経過時間tと動作周波数f及び印加電圧V02との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the elapsed time t, the operating frequency f, and the applied voltage V02. 入力インピーダンスの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of input impedance. 他の経過時間tと動作周波数f及び印加電圧V02との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between other elapsed time t, the operating frequency f, and the applied voltage V02. 第2の実施の形態において、経過時間tと動作周波数f及び印加電圧V02との関係を示す特性図である。In 2nd Embodiment, it is a characteristic view which shows the relationship between the elapsed time t, the operating frequency f, and the applied voltage V02. 第1の従来例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a 1st prior art example. 第2の従来例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a 2nd prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

E 直流電源
Q1 第1のスイッチング素子
Q2 第2のスイッチング素子
2 電力変換回路
3 整合回路
1b 誘導コイル
1a 無電極放電灯
CN 周波数制御回路
f1 第1の動作周波数
f2 第2の動作周波数
f3 第3の動作周波数
45 空洞部
41 バルブ
43 コア
42 部材
E DC power supply Q1 First switching element Q2 Second switching element 2 Power conversion circuit 3 Matching circuit 1b Inductive coil 1a Electrodeless discharge lamp CN Frequency control circuit f1 First operating frequency f2 Second operating frequency f3 Third Operating frequency 45 Cavity 41 Valve 43 Core 42 Member

Claims (6)

直流電源と、直流電源を高周波電力に変換するとともに交互にオンオフ動作をする第1及び第2のスイッチング素子を有する電力変換回路と、電力変換回路からの高周波電力を整合する整合回路と、整合回路からの高周波電力が印加される誘導コイルと、誘導コイルに近接配置され高周波電力により点灯する無電極放電灯と、第1及び第2のスイッチング素子の動作周波数を制御する周波数制御回路と、を備え、周波数制御回路によって、無電極放電灯の始動期間内に無電極放電灯が点灯しない第1の動作周波数で誘導コイルに電圧を印加した後に、第1の動作周波数よりも低い第2の動作周波数に移行し無電極放電灯を点灯させる制御を行うことを特徴とする無電極放電灯点灯装置。 DC power supply, power conversion circuit having first and second switching elements that convert DC power supply to high-frequency power and alternately turn on / off, matching circuit that matches high-frequency power from power conversion circuit, and matching circuit An induction coil to which high-frequency power from is applied, an electrodeless discharge lamp that is disposed in proximity to the induction coil and is lit by high-frequency power, and a frequency control circuit that controls the operating frequency of the first and second switching elements. The second operating frequency lower than the first operating frequency after applying a voltage to the induction coil at the first operating frequency at which the electrodeless discharge lamp does not light up during the starting period of the electrodeless discharge lamp by the frequency control circuit The electrodeless discharge lamp lighting device is characterized in that it controls to turn on the electrodeless discharge lamp. 第1の動作周波数で誘導コイルに電圧を印加した後に、第1の動作周波数よりも低く第2の動作周波数よりも高い第3の動作周波数に移行し、さらに第3の動作周波数から第2の動作周波数に連続的に移行し無電極放電灯を点灯させる制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の無電極放電灯点灯装置。 After a voltage is applied to the induction coil at the first operating frequency, a transition is made to a third operating frequency that is lower than the first operating frequency and higher than the second operating frequency, and from the third operating frequency to the second operating frequency. The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein control is performed to continuously shift to an operating frequency and turn on the electrodeless discharge lamp. 周波数制御回路によって、無電極放電灯の点灯後に無電極放電灯が定格点灯するように動作周波数を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の無電極放電灯点灯装置。 3. The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein an operating frequency is controlled by a frequency control circuit so that the electrodeless discharge lamp is rated-lit after the electrodeless discharge lamp is turned on. 第1の動作周波数は150kHzより大きく数十MHz以下であり、第2の動作周波数は数十kHzより大きく150kHz以下であることを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。 4. The electrodeless electrode according to claim 1, wherein the first operating frequency is greater than 150 kHz and several tens of MHz or less, and the second operating frequency is greater than several tens kHz and 150 kHz or less. 5. Discharge lamp lighting device. 無電極放電灯が、少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスが内部に封入されており断面凹形状の空洞部を有する略球形状のバルブと、空洞部内に配設され放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、誘導コイルが巻回される磁気性材料で円筒状のコアと、コアの内側であってコアと接触する熱伝導性材料の部材と、を備えたことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置。 An electrodeless discharge lamp includes a substantially spherical bulb having a hollow portion with a concave cross section in which a discharge gas containing at least mercury and a rare gas is enclosed, and a high-frequency electromagnetic field disposed in the hollow portion. An induction coil to be supplied; a cylindrical core made of a magnetic material around which the induction coil is wound; and a member made of a heat conductive material that is inside the core and contacts the core. The electrodeless discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 4. 請求項1から請求項5までのいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置を備えたことを特徴とする照明装置。 An illuminating device comprising the electrodeless discharge lamp lighting device according to any one of claims 1 to 5.
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