JP2005071828A - Electrodeless discharge lamp lighting device and illumination device - Google Patents

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紳司 牧村
Hiroshi Kido
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrodeless discharge lamp lighting device and an illumination device wherein noise can be reduced to the smallest level to the utmost during a lighting period under time sharing light control. <P>SOLUTION: When the electrodeless discharge lamp starts lighting (reaches a state of arc discharge), and a coil voltage Vcoil drops from a voltage Vi, while a conventional converter circuit would raise an action frequency finv of an inverter circuit from a frequency f1 to the frequency f2 momentarily by raising an output voltage Vf from the voltage V1 to the voltage V2 momentarily, in this lighting device. But, the action frequency finv of the inverter circuit is maintained at the frequency f1 by permitting the converter circuit to maintain the output voltage Vf constant at the voltage V1. By this, the noise emitted from the electrodeless discharge lamp and a discharge lamp lighting circuit can be limited mainly to the noise having a component of the frequency f1 only, and the occurrence of the noise having the component of the frequency f2 can be prevented, and furthermore. Further, no switching from the frequency f1 to the frequency f2 is carried out, and hereby the occurrence of the noise due to the switching is also made to be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、バルブ内に封入された放電ガスに高周波電磁界が印加されることで光を出力す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 outputs light by applying a high frequency electromagnetic field to a discharge gas sealed in a bulb.

従来、バルブ内に封入された放電ガスと、高周波電圧が供給される誘導コイルとを備え、高周波電圧の供給によって前記誘導コイルに発生する電磁界により、前記放電ガスが電離及び励起し、この電離及び励起によって生じる光を光源として利用した無電極放電灯が知られている(例えば、下記特許文献1)。   Conventionally, a discharge gas sealed in a bulb and an induction coil to which a high-frequency voltage is supplied are provided, and the discharge gas is ionized and excited by an electromagnetic field generated in the induction coil by the supply of the high-frequency voltage. In addition, an electrodeless discharge lamp using light generated by excitation as a light source is known (for example, Patent Document 1 below).

この無電極放電灯の点灯動作を制御する放電灯点灯回路は、例えば、交流電源から出力される交流電圧を直流電圧に変換する直流電源回路と、直流電源回路の出力を高周波電圧に変換し、この高周波電圧を無電極放電灯の誘導コイルに供給するインバータ回路と、誘導コイルとインバータ回路との間に配設される共振回路とを備えて構成されている。   The discharge lamp lighting circuit for controlling the lighting operation of this electrodeless discharge lamp is, for example, a DC power supply circuit that converts an AC voltage output from an AC power supply into a DC voltage, and an output of the DC power supply circuit is converted into a high-frequency voltage, The inverter circuit is configured to supply this high-frequency voltage to the induction coil of the electrodeless discharge lamp, and a resonance circuit disposed between the induction coil and the inverter circuit.

このような構成を備えた放電灯点灯回路による無電極放電灯の調光(発光光量の調節)の方法の1つとして、図12に示すような方法がある。図12は、インバータ回路13の動作周波数finvとコイル電圧Vcoilの波形を示す図である。なお、図12のコイル電圧Vcoilの波形において、白黒の縞模様に描いた部分は、高周波電圧の波形を示し、この高周波電圧の波形のピークを結ぶ線は振幅の変化を示している。   As one method of dimming (adjusting the amount of emitted light) of the electrodeless discharge lamp by the discharge lamp lighting circuit having such a configuration, there is a method as shown in FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating waveforms of the operating frequency finv and the coil voltage Vcoil of the inverter circuit 13. In the waveform of the coil voltage Vcoil in FIG. 12, the portion drawn in the black and white stripe pattern indicates the waveform of the high frequency voltage, and the line connecting the peaks of the waveform of the high frequency voltage indicates the change in amplitude.

図12に示すように、誘導コイルに高周波電圧を印加する期間T1と高周波電圧を印加しない期間T2とを交互に設けて、誘導コイルに印加される高周波電圧(以下、コイル電圧という)を周期的に変化させることで、無電極放電灯は点灯動作(高いコイル電圧の印加時)と消灯動作(低いコイル電圧の印加時)とを繰り返す。これにより、無電極放電灯は、点灯期間と消灯期間との比率に応じた発光光量となる。   As shown in FIG. 12, the period T1 during which the high frequency voltage is applied to the induction coil and the period T2 during which the high frequency voltage is not applied are alternately provided, and the high frequency voltage (hereinafter referred to as coil voltage) applied to the induction coil is periodically Thus, the electrodeless discharge lamp repeats a lighting operation (when a high coil voltage is applied) and a light-off operation (when a low coil voltage is applied). Thus, the electrodeless discharge lamp has a light emission amount corresponding to the ratio between the lighting period and the extinguishing period.

また、インバータ回路の動作周波数finvに対するコイル電圧Vcoilの特性は、無電極放電灯の放電ガスが安定してアーク状放電状態となる点灯期間(時刻T=t2〜t3)と、誘導コイルに始動電圧Viを印加して前記アーク状放電状態に安定するまでの始動期間(時刻T=t1〜t2)とで異なるものとなり(図3参照)、この特性に基づき、無電極放電灯を点灯させる場合、始めに比較的高い電圧(始動電圧)Viが必要となる始動期間においては、インバータ回路の動作周波数finvを周波数f1に設定してコイル電圧Vcoilを電圧Vi(図3の点aに対応する電圧)とする。なお、一般的に、この始動電圧Viは無電極放電灯を点灯させるのに必要な最低限の電圧Vst(図3参照)より大きい値に設定される。そして、無電極放電灯が点灯すると、コイル電圧Vcoilは電圧Viから電圧Vs(図3の点bに対応する電圧)に低下する。このとき、無電極放電灯の点灯後においてもインバータ回路の動作周波数finvを周波数f1に維持すると、無電極放電灯の発光光量が所望の値とならない場合が生じることから、無電極放電灯が点灯すると、直ちにインバータ回路の動作周波数finvを周波数f1から周波数f2(f2>f1)に切り換えて、コイル電圧Vcoilを電圧Va(図3の点cに対応する電圧)に設定する。その後、無電極放電灯を消灯させるべきタイミング(時刻T=t4)に達するまで、インバータ回路の動作周波数finvを周波数f2に維持することにより、コイル電圧Vcoilを一定値Vaに維持する。   Further, the characteristics of the coil voltage Vcoil with respect to the operating frequency finv of the inverter circuit include the lighting period (time T = t2 to t3) in which the discharge gas of the electrodeless discharge lamp is stably in an arc-like discharge state, and the starting voltage applied to the induction coil. It becomes different in the starting period (time T = t1 to t2) from when Vi is applied until the arc discharge state is stabilized (see FIG. 3). In the starting period in which a relatively high voltage (starting voltage) Vi is required at the beginning, the operating frequency finv of the inverter circuit is set to the frequency f1, and the coil voltage Vcoil is set to the voltage Vi (voltage corresponding to the point a in FIG. 3). And In general, the starting voltage Vi is set to a value larger than the minimum voltage Vst (see FIG. 3) necessary for lighting the electrodeless discharge lamp. When the electrodeless discharge lamp is turned on, the coil voltage Vcoil decreases from the voltage Vi to the voltage Vs (voltage corresponding to the point b in FIG. 3). At this time, if the operating frequency finv of the inverter circuit is maintained at the frequency f1 even after the electrodeless discharge lamp is turned on, the light emission quantity of the electrodeless discharge lamp may not be a desired value. Then, the operating frequency finv of the inverter circuit is immediately switched from the frequency f1 to the frequency f2 (f2> f1), and the coil voltage Vcoil is set to the voltage Va (voltage corresponding to the point c in FIG. 3). Thereafter, the coil voltage Vcoil is maintained at a constant value Va by maintaining the operating frequency finv of the inverter circuit at the frequency f2 until the timing (time T = t4) at which the electrodeless discharge lamp is to be extinguished is reached.

この点灯期間と消灯期間の時間比率を変えることによって、無電極放電灯の調光を行う調光方式は、時分割調光制御方式と呼ばれており、直流電源回路の出力電圧を昇降圧することで無電極放電灯の調光を行う直流電圧調光制御方式や、インバータ回路のスイッチング素子の周波数を制御することで無電極放電灯の調光を行う周波数調光制御方式に比して優れた特性を有している。   The dimming method for dimming the electrodeless discharge lamp by changing the time ratio between the lighting period and the extinguishing period is called the time-division dimming control method, and it boosts and lowers the output voltage of the DC power supply circuit. Compared to the DC voltage dimming control method for dimming electrodeless discharge lamps and the frequency dimming control method for dimming electrodeless discharge lamps by controlling the frequency of the switching element of the inverter circuit It has characteristics.

すなわち、無電極放電灯の調光の範囲、特に、無電極放電灯の発光光量を小さくする場合において、調光の下限が低ければ低いほど無電極放電灯としての性能が高いとされ、調光の範囲を広げるために調光の下限をより低く設定できるようにすることが望まれている。このような要求に対し、直流電圧調光制御方式を採用する場合、無電極放電灯の調光を行うために直流電源回路の出力電圧を下げていくと、交流電源のピーク電圧付近から入力電流の歪みが大きくなってくるため、調光の下限を低く設定するのが困難で調光範囲が狭くなる場合がある。また、無電極放電灯の始動性を考慮して始動時にコイル電圧を高くする必要がある旨前述したが、その高いコイル電圧を生成するために、共振回路の共振の鋭さQを高く設定すると、周波数調光制御方式を採用した場合に、微小な周波数の変化に対しても、誘導コイルの両端の電圧が大きく変化することとなり、調光の下限を低く設定しようとする場合は、精度の高い周波数調整技術が必要となる。このように精度よく周波数を調整することは、無電極放電灯や放電灯点灯回路を構成する各種電子部品の特性のばらつきを考慮すると非常に困難である。   That is, in the range of dimming of the electrodeless discharge lamp, in particular, when reducing the amount of light emitted by the electrodeless discharge lamp, the lower the dimming lower limit, the higher the performance as the electrodeless discharge lamp is. In order to widen the range, it is desired that the lower limit of dimming can be set lower. When the DC voltage dimming control method is adopted in response to such demands, if the output voltage of the DC power supply circuit is lowered in order to perform dimming of the electrodeless discharge lamp, the input current starts from around the peak voltage of the AC power supply. Therefore, it is difficult to set the lower limit of dimming low, and the dimming range may be narrowed. In addition, as described above, it is necessary to increase the coil voltage at the start in consideration of the startability of the electrodeless discharge lamp, but in order to generate the high coil voltage, if the resonance sharpness Q of the resonance circuit is set high, When the frequency dimming control method is adopted, the voltage at both ends of the induction coil changes greatly even with minute changes in frequency, and high accuracy is required when setting the lower limit of dimming to a low level. Frequency adjustment technology is required. In this way, it is very difficult to accurately adjust the frequency in consideration of variations in characteristics of various electronic components constituting the electrodeless discharge lamp and the discharge lamp lighting circuit.

これに対し、前述の時分割調光制御方式を採用する場合には、無電極放電灯を交互に点灯・消灯させており、無電極放電灯からの平均の発光光量を低下させることで調光を行うものであるから、直流電圧調光制御方式や周波数調光制御方式の場合に生じる前記不具合が発生することがなく、調光の下限を低く設定することができる。
特開2002−324696号公報
On the other hand, when the above-described time-division dimming control method is adopted, the electrodeless discharge lamps are alternately turned on and off, and the dimming is achieved by reducing the average amount of light emitted from the electrodeless discharge lamp. Therefore, the above-mentioned problem that occurs in the case of the DC voltage dimming control method and the frequency dimming control method does not occur, and the lower limit of dimming can be set low.
JP 2002-324696 A

しかしながら、無電極放電灯の点灯後においてもインバータ回路の動作周波数を始動時の周波数f1に維持すると、無電極放電灯の発光光量を所望の値まで低下させることができない場合が生じることを考慮して、インバータ回路の動作周波数を瞬間的に周波数f1から周波数f2に上げることでコイル電圧Vcoilを低下させ、これにより無電極放電灯の発光光量を落とした場合、無電極放電灯等から放出されるノイズに、周波数f1の成分を有するノイズと周波数f2の成分を有するノイズとの2種類のノイズが含まれることとなる。また、周波数f1から周波数f2への切換え時にその切換えによるノイズも発生する。   However, taking into account that if the operating frequency of the inverter circuit is maintained at the starting frequency f1 even after the electrodeless discharge lamp is turned on, the amount of light emitted from the electrodeless discharge lamp may not be reduced to a desired value. Thus, when the operating frequency of the inverter circuit is instantaneously increased from the frequency f1 to the frequency f2, the coil voltage Vcoil is lowered, and when the amount of light emitted from the electrodeless discharge lamp is reduced, the light is emitted from the electrodeless discharge lamp or the like. The noise includes two types of noise, noise having a frequency f1 component and noise having a frequency f2 component. Further, when switching from the frequency f1 to the frequency f2, noise due to the switching is also generated.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、時分割調光制御中における点灯期間において、可及的にノイズを低減することのできる無電極放電灯点灯装置及び照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an electrodeless discharge lamp lighting device and a lighting device capable of reducing noise as much as possible during a lighting period during time-division dimming control. The purpose is to do.

上述の目的を達成するために、本発明の第1の手段に係る無電極放電灯点灯装置は、 無電極放電灯の誘導コイルに印加すべく高周波電圧を出力する無電極放電灯点灯装置であって、直流電源と、前記直流電源に接続され前記直流電源の直流電圧をスイッチング素子のオンオフ動作により高周波電圧に変換する電力変換回路と、前記電力変換回路に接続され、無電極放電灯の誘導コイルに印加される高周波電圧を発生する共振回路と、前記誘導コイルに印加される高周波電圧を周期的にオンオフすることによって、前記無電極放電灯に点灯及び消灯の動作を周期的に行わせる電力制御回路とを備える無電極放電灯点灯装置において、前記電力変換回路は、前記無電極放電灯の点灯期間、前記誘導コイルに印加される高周波電圧の周波数を、前記無電極放電灯の点灯を開始させるのに必要な電圧値の高周波電圧を生成する前記スイッチング素子によるオンオフ動作の周波数で一定とする。   In order to achieve the above object, an electrodeless discharge lamp lighting device according to the first means of the present invention is an electrodeless discharge lamp lighting device that outputs a high frequency voltage to be applied to an induction coil of an electrodeless discharge lamp. A DC power source, a power conversion circuit connected to the DC power source and converting a DC voltage of the DC power source into a high frequency voltage by an on / off operation of a switching element, and an induction coil of an electrodeless discharge lamp connected to the power conversion circuit A resonance circuit that generates a high-frequency voltage applied to the power supply and a power control that causes the electrodeless discharge lamp to periodically turn on and off by periodically turning on and off the high-frequency voltage applied to the induction coil In the electrodeless discharge lamp lighting device comprising a circuit, the power conversion circuit calculates a frequency of a high-frequency voltage applied to the induction coil during a lighting period of the electrodeless discharge lamp. The constant frequency of the on-off operation by the switching element that generates a high frequency voltage of the voltage value required to initiate the lighting of the electrodeless discharge lamp.

また、上述の無電極放電灯点灯装置において、前記直流電源は、前記無電極放電灯の点灯期間、前記直流電圧を小さくすることにより、前記誘導コイルに印加される高周波電圧を調整する。   In the above electrodeless discharge lamp lighting device, the DC power supply adjusts the high frequency voltage applied to the induction coil by reducing the DC voltage during the lighting period of the electrodeless discharge lamp.

また、上述の無電極放電灯点灯装置において、前記電力変換回路は、前記無電極放電灯の点灯期間、前記スイッチング素子によるオンオフ動作のデューティを小さくすることにより、前記誘導コイルに印加される高周波電圧を調整する。   Further, in the electrodeless discharge lamp lighting device described above, the power conversion circuit is configured such that the high-frequency voltage applied to the induction coil by reducing a duty period of the on / off operation by the switching element during the lighting period of the electrodeless discharge lamp. Adjust.

本発明の第1の手段に係る照明装置は、少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスと、前記放電ガスを封入するバルブと、高周波電圧を生成する高周波電源回路と、前記バルブに設けられた断面凹形状の空洞部内に配設され、前記高周波電源回路から供給される高周波電圧により前記放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、磁気性材料からなり、前記誘導コイルが巻回される円筒形状のコアと、熱伝導性材料からなり、前記コアの内側で該コアに接触する部材とを備える照明装置において、前記高周波電源回路は、請求項1ないし4のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置である。   An illumination device according to a first means of the present invention includes a discharge gas containing at least mercury and a rare gas, a bulb for sealing the discharge gas, a high-frequency power circuit for generating a high-frequency voltage, and a cross section provided in the bulb. An induction coil that is disposed in a concave cavity and supplies a high-frequency electromagnetic field to the discharge gas by a high-frequency voltage supplied from the high-frequency power circuit, and a cylinder made of a magnetic material and wound around the induction coil 5. A lighting device comprising a core having a shape and a member made of a thermally conductive material and in contact with the core inside the core, wherein the high-frequency power supply circuit includes an electrodeless discharge device according to claim 1. It is an electric lamp lighting device.

本発明によれば、電力変換回路は、無電極放電灯の点灯期間、誘導コイルに印加される高周波電圧の周波数を、無電極放電灯の点灯を開始させるのに必要な電圧値の高周波電圧を生成するスイッチング素子によるオンオフ動作の周波数で一定とするようにしたので、従来における周波数f2の成分を有するノイズの発生を防止することができるとともに、周波数の切換えを行わないから、その切換えによるノイズの発生も防止することができ、これにより、従来に比してノイズを低減することができる。   According to the present invention, the power conversion circuit converts the frequency of the high-frequency voltage applied to the induction coil during the lighting period of the electrodeless discharge lamp to the high-frequency voltage of a voltage value necessary to start lighting of the electrodeless discharge lamp. Since the frequency of the on / off operation by the switching element to be generated is made constant, it is possible to prevent the occurrence of noise having a component of the frequency f2 in the related art and the frequency is not switched. Generation | occurrence | production can also be prevented and, thereby, noise can be reduced compared with the past.

以下、本発明に係る照明装置の第1の実施形態を図面に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of a lighting device according to the invention will be described with reference to the drawings.

図1は、照明装置の構成を示す図である。図1に示すように、照明装置1は、無電極放電灯2と、この無電極放電灯2の点灯動作を制御する放電灯点灯回路3とを有する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a lighting device. As shown in FIG. 1, the lighting device 1 includes an electrodeless discharge lamp 2 and a discharge lamp lighting circuit 3 that controls the lighting operation of the electrodeless discharge lamp 2.

図2は、無電極放電灯2の断面図である。図2に示すように、無電極放電灯2は、バルブ4と、誘導コイル5と、コア6と、熱伝導体7と、基台8とを有する。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the electrodeless discharge lamp 2. As shown in FIG. 2, the electrodeless discharge lamp 2 includes a bulb 4, an induction coil 5, a core 6, a heat conductor 7, and a base 8.

バルブ4は、石英ガラス等の透光性を有する材料で略球形状の周面と内部に断面凹形状の空洞部9を形成してなる部材である。バルブ4の内部には、少なくとも金属蒸気(例えば水銀蒸気等)及び希ガスを含む放電ガスが封入されている。バルブ4の内壁には、蛍光体10及び保護膜11が塗布されている。   The bulb 4 is a member formed of a light-transmitting material such as quartz glass and having a substantially spherical peripheral surface and a hollow portion 9 having a concave cross section inside. Inside the bulb 4, a discharge gas containing at least a metal vapor (for example, mercury vapor) and a rare gas is enclosed. A fluorescent material 10 and a protective film 11 are applied to the inner wall of the bulb 4.

蛍光体10は、水銀から放射される紫外線を可視光に変換するものであり、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等の材料が用いられる。保護膜11は、水銀蒸気と石英ガラス(バルブ4の材質)との反応を抑制して、バルブ4の光束維持率を向上させるためのものであり、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11は、バルブ4の透過率を向上するため、蛍光体10に比して薄膜とされている。   The phosphor 10 converts ultraviolet rays emitted from mercury into visible light, and is composed of calcium halophosphate, red phosphor (Y, Gd) BO3: Eu, green phosphor CaPO4, and blue phosphor. Some material such as BaMgAll4O23: Eu is used. The protective film 11 is for suppressing the reaction between mercury vapor and quartz glass (the material of the bulb 4) to improve the luminous flux maintenance factor of the bulb 4, and is made of alumina (Al2O3), silica (SiO2), titania. Fine particles such as (TiO2), ceria (CeO2), yttria (Y2O3), and magnesia (MgO) are used. The protective film 11 is a thin film compared to the phosphor 10 in order to improve the transmittance of the bulb 4.

誘導コイル5は、銅又は銅合金からなる条材が所定回数巻回されて形成されたものである。誘導コイル5は、巻回された部位がコア6に外嵌される一方、端部は、放電灯点灯回路3(後述の共振回路14)の出力端子に接続されており、放電灯点灯回路3から供給される高周波電圧により所定の周波数(例えば13.56kHz)で高周波電磁界を 発振し、その高周波電磁界をバルブ4の内部に封入された放電ガスに付与する。なお、放電ガスに付与する高周波電磁界の周波数は、13.56MHzに限られず、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から15MHz程度であれば他の周波数でもよい。   The induction coil 5 is formed by winding a strip made of copper or a copper alloy a predetermined number of times. The induction coil 5 has a wound portion fitted on the core 6, and an end thereof is connected to an output terminal of the discharge lamp lighting circuit 3 (resonance circuit 14 described later). A high frequency electromagnetic field is oscillated at a predetermined frequency (for example, 13.56 kHz) by the high frequency voltage supplied from, and the high frequency electromagnetic field is applied to the discharge gas sealed inside the bulb 4. Note that the frequency of the high frequency electromagnetic field applied to the discharge gas is not limited to 13.56 MHz, and any other frequency may be used as long as the frequency is about 2.6 MHz to 15 MHz that can reduce the adverse effect of radiation noise on other electrical devices.

ここで、無電極放電灯2の発光の原理について説明する。放電灯点灯回路3からの高周波電圧の供給により誘導コイル5の周囲に高周波電磁界が発生すると、この高周波電磁界によりバルブ4内部の電子が加速して放電ガスの原子に衝突することにより、放電ガスが電離して新たな電子が発生する。発生した電子は、前記高周波電磁界によりエネルギーを受け取り、放電ガスの原子に衝突してエネルギーを付与する。エネルギーが付与された原子は電離したり励起したりする結果、プラズマが生じ、励起した原子が基底状態に戻るときに発光する。無電極放電灯2は、この光を光源として利用したものである。   Here, the principle of light emission of the electrodeless discharge lamp 2 will be described. When a high-frequency electromagnetic field is generated around the induction coil 5 by the supply of a high-frequency voltage from the discharge lamp lighting circuit 3, the electrons in the bulb 4 are accelerated by this high-frequency electromagnetic field and collide with the atoms of the discharge gas. The gas is ionized and new electrons are generated. The generated electrons receive energy by the high-frequency electromagnetic field and collide with the atoms of the discharge gas to give energy. As a result of ionization or excitation of energized atoms, plasma is generated and light is emitted when the excited atoms return to the ground state. The electrodeless discharge lamp 2 uses this light as a light source.

コア6は、円筒状に形成された部材であり、一端が空洞部9の内部に向かうように他端が基台8に固定立設されている。コア6は、透磁率が略150の軟磁性体であるニッケル亜鉛(NiZn)フィライト等の材料が用いられるが、マンガン亜鉛(Mn−Zn)フェライト等、軟磁性金属を含むものであればどのようなものでもよい。また、軟磁性金属単体をコア6の材料として用いてもよい。なお、軟磁性体とはバルク状態での保磁力Hcが100e程度以下のものである。   The core 6 is a member formed in a cylindrical shape, and the other end is fixedly erected on the base 8 so that one end faces the inside of the hollow portion 9. The core 6 is made of a material such as nickel zinc (NiZn) phyllite, which is a soft magnetic material having a magnetic permeability of about 150, but any material containing a soft magnetic metal such as manganese zinc (Mn—Zn) ferrite can be used. It may be anything. A soft magnetic metal alone may be used as the material of the core 6. The soft magnetic material has a coercive force Hc in the bulk state of about 100 e or less.

熱伝導体7は、径の異なる円筒部を有する断面略凸状の長尺部材である。熱伝導体7は、大径側の円筒部の下端において基台8に支持されている一方、小径側の円筒部の周面がコア6の内周面に接触する。   The heat conductor 7 is a long member having a substantially convex cross section having cylindrical portions having different diameters. The heat conductor 7 is supported by the base 8 at the lower end of the large-diameter cylindrical portion, while the peripheral surface of the small-diameter cylindrical portion contacts the inner peripheral surface of the core 6.

基台8は、アルミダイキャストにより形成され、上面に開口を有する有底の略円筒状部材である。   The base 8 is a bottomed substantially cylindrical member formed by aluminum die casting and having an opening on the upper surface.

図1に戻り、放電灯点灯回路3は、交流電源ACと、直流電源回路12と、インバータ回路13と、共振回路14と、駆動回路15と、変換回路16とを有してなる。   Returning to FIG. 1, the discharge lamp lighting circuit 3 includes an AC power supply AC, a DC power supply circuit 12, an inverter circuit 13, a resonance circuit 14, a drive circuit 15, and a conversion circuit 16.

交流電源ACは、商用の交流電源であり、その電圧は、例えば100V、200Vあるいは240Vである。   The AC power source AC is a commercial AC power source, and the voltage thereof is, for example, 100V, 200V, or 240V.

直流電源回路12は、整流回路17と昇圧チョッパ回路18とを備えて構成されており、交流電源ACから供給される交流電圧を所定の直流電圧VDCに変換するものである。 The DC power supply circuit 12 includes a rectifier circuit 17 and a boost chopper circuit 18, and converts an AC voltage supplied from an AC power supply AC into a predetermined DC voltage V DC .

整流回路17は、例えばダイオードブリッジ等からなり、交流電源ACから出力される交流電圧を脈状の直流電圧に整流して出力するものである。なお、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、例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と同等とみなすことができ、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て約半分となるので、放電灯点灯回路3の効率を上げることができる。   The rectifier circuit 17 is composed of, for example, a diode bridge or the like, and rectifies an AC voltage output from the AC power supply AC into a pulsed DC voltage and outputs it. 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 in the circuit connected after the voltage doubler rectifier circuit is compared with the case where the diode bridge is used. Therefore, the efficiency of the discharge lamp lighting circuit 3 can be increased.

昇圧チョッパ回路18は、インダクタL1と、スイッチング素子Q1と、制御回路19と、コンデンサC1と、ダイオードDとを備えて構成されている。インダクタL1は、整流回路17の出力端子とスイッチング素子Q1のドレイン端子に接続されており、スイッチング素子Q1がオンのときエネルギーを蓄え、スイッチング素子Q1がオフすると蓄えたエネルギーを放出する。スイッチング素子Q1は、例えばFET(Field-Effect-Transistor)からなる素子であり、ドレイン端子がインダクタL1に、ソース端子が整流回路17の出力端子に接続されている。制御回路19は、その出力がスイッチング素子Q1のゲート端子に接続されており、スイッチング素子のオンオフ動作を制御するものである。コンデンサC1は、ダイオードDのカソードと回路グランドとに接続されており、スイッチング素子Q1がオフのとき充電し、スイッチング素子Q1がオンのとき放電することにより、インダクタL1の出力電圧を直流電圧VDCに平滑化するものであり、例えば、電解コンデンサである。ダイオードDは、アノードがインダクタL1に、カソードがコンデンサC1に接続されており、コンデンサC1からの放電電流がインダクタL1側に流れる(逆流)のを防止するものである。 The step-up chopper circuit 18 includes an inductor L1, a switching element Q1, a control circuit 19, a capacitor C1, and a diode D. The inductor L1 is connected to the output terminal of the rectifier circuit 17 and the drain terminal of the switching element Q1, and stores energy when the switching element Q1 is on, and releases the stored energy when the switching element Q1 is off. The switching element Q1 is an element made of, for example, an FET (Field-Effect-Transistor), and has a drain terminal connected to the inductor L1 and a source terminal connected to the output terminal of the rectifier circuit 17. The output of the control circuit 19 is connected to the gate terminal of the switching element Q1, and controls the on / off operation of the switching element. The capacitor C1 is connected to the cathode of the diode D and the circuit ground. The capacitor C1 is charged when the switching element Q1 is off, and is discharged when the switching element Q1 is on, thereby converting the output voltage of the inductor L1 to the DC voltage V DC. For example, an electrolytic capacitor is used. The diode D has an anode connected to the inductor L1 and a cathode connected to the capacitor C1, and prevents discharge current from the capacitor C1 from flowing to the inductor L1 side (reverse flow).

このような構成を有する昇圧チョッパ回路18においては、コンデンサC1の両極に、整流回路17により出力される直流電圧が常時印加されている。また、スイッチング素子Q1がオンされている間、整流回路17から供給される電流がインダクタL1及びスイッチング素子Q1を流れ、インダクタL1にはその電流値に応じたエネルギーが蓄積される。そして、スイッチング素子Q1がオフされると、インダクタL1に蓄えられたエネルギーがコンデンサC1に与えられる。これにより、コンデンサC1の両極には、インダクタL1により与えられたエネルギーによる電圧が整流回路17の直流電圧に重畳して印加されることとなり、これにより、整流回路17により出力される脈状の直流電圧が昇圧された直流電圧VDCが生成される。 In the step-up chopper circuit 18 having such a configuration, the DC voltage output from the rectifier circuit 17 is constantly applied to both poles of the capacitor C1. Further, while the switching element Q1 is on, the current supplied from the rectifier circuit 17 flows through the inductor L1 and the switching element Q1, and energy corresponding to the current value is stored in the inductor L1. When the switching element Q1 is turned off, the energy stored in the inductor L1 is given to the capacitor C1. As a result, the voltage due to the energy given by the inductor L1 is applied to both poles of the capacitor C1 so as to be superimposed on the direct current voltage of the rectifier circuit 17, whereby the pulsed direct current output by the rectifier circuit 17 is applied. A DC voltage V DC whose voltage is boosted is generated.

なお、本実施形態では、昇圧チョッパ回路を採用したが、降圧チョッパ回路を用いてもよい。要は、ある直流電圧を別の直流電圧に変換して出力するものであれば、どのような回路構成でもよい。また、図示しないが、昇圧チョッパ回路18の後段に降圧チョッパ回路をさらに接続し、交流電源AC、整流回路17、昇圧チョッパ回路18及び降圧チョッパ回路によって直流電源回路を構成してもよい。昇圧チョッパ回路18の後段に降圧チョッパ回路を接続していると、例えば交流電源ACが100Vから242Vのマルチ電源で、かつ定格消費電力の異なる複数の無電極放電灯にも、1の放電灯点灯回路で対応できることとなる。すなわち、昇圧チョッパ回路18によってマルチ電源を直流電圧の一定とし、降圧チョッパ回路によって無電極放電灯に供給する電力を調整し、複数の交流電源及び種類の異なる無電極放電灯にも、1の放電灯点灯回路で対応することができる。   In this embodiment, the step-up chopper circuit is used, but a step-down chopper circuit may be used. In short, any circuit configuration may be used as long as a certain DC voltage is converted into another DC voltage and output. Although not shown, a step-down chopper circuit may be further connected to the subsequent stage of the step-up chopper circuit 18, and a direct-current power supply circuit may be configured by the AC power supply AC, the rectifier circuit 17, the step-up chopper circuit 18, and the step-down chopper circuit. When a step-down chopper circuit is connected to the subsequent stage of the step-up chopper circuit 18, for example, a plurality of electrodeless discharge lamps having AC power sources AC of 100V to 242V and different rated power consumptions are turned on by one discharge lamp. This can be handled by a circuit. In other words, the step-up chopper circuit 18 keeps the multi-power supply constant in DC voltage, and the step-down chopper circuit adjusts the power supplied to the electrodeless discharge lamp. An electric lamp lighting circuit can be used.

インバータ回路13は、例えば電界効果トランジスタで構成されるスイッチング素子Q2とスイッチング素子Q3との直列回路を備えて構成されており、スイッチング素子Q2は、ドレイン端子がコンデンサC1の一方の電極(陽極)に、ゲート端子が後述する駆動回路15のHout端子に、ソース端子が駆動回路15のH−GND端子に接続されている一方、スイッチング素子Q3は、ドレイン端子がH−GND端子に、ゲート端子が駆動回路15のLout端子に、ソース端子が駆動回路15のコンデンサC1の他方の電極(陰極)に接続されている。なお、電界効果トランジスタは、そのドレイン端子がその内蔵ダイオードのカソードと接続されるように、ソース端子とドレインとの間に並列にダイオードが内蔵されているので、別途ダイオードを外付けする必要がない。電界効果トランジスタに代えて、トランジスタとトランジスタに逆並列に接続されるダイオードとの組合せを用いてもよい。また、本実施形態では、所謂ハーフブリッジ型のインバータ回路を用いているが、フルブリッジ型、あるいはプッシュプル型であってもよい。   The inverter circuit 13 is configured to include a series circuit of a switching element Q2 and a switching element Q3 made of, for example, a field effect transistor, and the switching element Q2 has a drain terminal connected to one electrode (anode) of the capacitor C1. The gate terminal is connected to the Hout terminal of the drive circuit 15 to be described later and the source terminal is connected to the H-GND terminal of the drive circuit 15, while the switching element Q3 has the drain terminal driven to the H-GND terminal and the gate terminal driven. The source terminal is connected to the Lout terminal of the circuit 15 and the other electrode (cathode) of the capacitor C1 of the drive circuit 15. Since the field effect transistor has a diode built in parallel between the source terminal and the drain so that the drain terminal is connected to the cathode of the built-in diode, there is no need to separately attach a diode. . Instead of a field effect transistor, a combination of a transistor and a diode connected in antiparallel to the transistor may be used. In this embodiment, a so-called half-bridge type inverter circuit is used, but a full-bridge type or push-pull type may be used.

インバータ回路13は、スイッチング素子Q2、Q3を数十kHzから数百MHzの周波数で交互にオンオフすることで、昇圧チョッパ回路18の出力電圧VDCを数十kHzから数百MHzの高周波電圧に変換し、この高周波電圧を誘導コイル5に供給することで、誘導コイル5に高周波電磁界を発生させて、無電極放電灯2に高周波電圧を供給する。なお、インバータ回路13は、特許請求の範囲における電力変換回路を構成するものである。 The inverter circuit 13 converts the output voltage VDC of the boost chopper circuit 18 from a high frequency voltage of several tens of kHz to several hundreds of MHz by alternately turning on and off the switching elements Q2 and Q3 at a frequency of several tens of kHz to several hundreds of MHz. Then, by supplying this high frequency voltage to the induction coil 5, a high frequency electromagnetic field is generated in the induction coil 5 and the high frequency voltage is supplied to the electrodeless discharge lamp 2. The inverter circuit 13 constitutes a power conversion circuit in the claims.

共振回路14は、インダクタLsとコンデンサCpとが直列に接続されてなる直列共振回路を備えて構成されており、インバータ回路13から出力される高周波電圧からその共振特性を用いて数kV〜数十kVの高電圧を生成し、この高電圧を誘導コイル5に印加して無電極放電灯2を点灯させる。なお、共振回路14は、インダクタLsに対してコンデンサCpと並列接続されたコンデンサCsを備え、このコンデンサCsによりインバータ回路13と誘導コイル5との間のインピーダンスを整合し、インバータ回路13からの高周波電力を効率よく誘導コイル5に供給するインピーダンスマッチングの機能も果たす。   The resonance circuit 14 includes a series resonance circuit in which an inductor Ls and a capacitor Cp are connected in series. The high frequency voltage output from the inverter circuit 13 uses several kV to several tens using the resonance characteristics. A high voltage of kV is generated, and this high voltage is applied to the induction coil 5 to light the electrodeless discharge lamp 2. The resonance circuit 14 includes a capacitor Cs connected in parallel with the capacitor Cp with respect to the inductor Ls. The impedance between the inverter circuit 13 and the induction coil 5 is matched by the capacitor Cs, and a high frequency from the inverter circuit 13 is obtained. It also functions as an impedance matching that efficiently supplies power to the induction coil 5.

ここで、インバータ回路13から供給される高周波電圧の周波数(誘導コイル5に発生させる高周波電磁界の周波数、以下、動作周波数という)finvに対する誘導コイル5に印加する電圧Vcoil(以下、コイル電圧Vcoilという)の特性について、図3に示す共振曲線を参照して説明する。   Here, the voltage Vcoil applied to the induction coil 5 with respect to the frequency of the high-frequency voltage supplied from the inverter circuit 13 (frequency of the high-frequency electromagnetic field generated in the induction coil 5, hereinafter referred to as operating frequency) finv (hereinafter referred to as coil voltage Vcoil). ) Will be described with reference to the resonance curve shown in FIG.

図3に示すように、インバータ回路13の動作周波数finvに対するコイル電圧Vcoilの特性は、誘導コイル5への高周波電圧の印加を開始してからバルブ4内に一定量以上のプラズマが速やかに生じてアーク状放電状態となるまでの始動期間と、アーク状放電状態を維持する点灯期間とで異なる。   As shown in FIG. 3, the characteristic of the coil voltage Vcoil with respect to the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is that a certain amount or more of plasma is rapidly generated in the valve 4 after the application of the high frequency voltage to the induction coil 5 is started. The starting period until the arc-like discharge state is reached differs from the lighting period for maintaining the arc-like discharge state.

すなわち、始動期間における共振曲線L1は、動作周波数finvが共振回路14のインピーダンスが最小となる共振周波数fQと一致するときコイル電圧Vcoilは理論上無限大となり、周波数finvが周波数fpから離れるにしたがって低下していく。一方、点灯期間においては、始動期間に比して放電ガスのインピーダンスが小さくなるため、点灯期間における共振曲線L2は、始動期間の共振曲線L1に比してコイル電圧Vcoilが全体的に低いものとなり、コイル電圧Vcoilは前記共振周波数fQで最大となり、動作周波数finvが周波数fpから離れるにしたがって低下していく。 That is, the resonance curve L1 in the starting period, the coil voltage Vcoil when the switching frequency finv coincides with the resonance frequency f Q where the impedance of the resonant circuit 14 is minimized becomes theoretically infinite, as the frequency finv leaves the frequency fp It goes down. On the other hand, since the impedance of the discharge gas is smaller in the lighting period than in the starting period, the resonance curve L2 in the lighting period generally has a lower coil voltage Vcoil than the resonance curve L1 in the starting period. , coil voltage Vcoil is maximized at the resonance frequency f Q, switching frequency finv is gradually decreased with distance from the frequency fp.

本実施形態では、無電極放電灯2に点灯と消灯とを非常に短い時間で複数回交互に行わせ、その点灯時間と消灯時間との比率により無電極放電灯2の発光光量を決定する所謂時分割調光方式を採用している。すなわち、点灯時間の割合が大きくなるほど無電極放電灯2の発光光量が大きくなる。なお、後述するように、この点灯時間と消灯時間との比率は、後述の変換回路16に入力されるPWM信号(調光信号)のデューティにより決定する。   In this embodiment, the electrodeless discharge lamp 2 is turned on and off alternately for a plurality of times in a very short time, and the amount of light emitted from the electrodeless discharge lamp 2 is determined by the ratio between the lighting time and the turn-off time. Time division dimming method is adopted. That is, the amount of light emitted from the electrodeless discharge lamp 2 increases as the lighting time ratio increases. As will be described later, the ratio between the lighting time and the light-off time is determined by the duty of a PWM signal (dimming signal) input to the conversion circuit 16 described later.

そして、無電極放電灯2を点灯状態から消灯状態に移行させるためには、誘導コイル5に印加する電圧を所定の閾値Voff(以下、消灯電圧Voffという)以下の電圧に設定する必要がある。このようなコイル電圧Vcoilの制御を行うため、本実施形態では、図3に示すように、インバータ回路13の動作周波数finvを0に設定することで、コイル電圧Vcoilを0に設定する。   In order to shift the electrodeless discharge lamp 2 from the lighting state to the extinguishing state, it is necessary to set the voltage applied to the induction coil 5 to a voltage equal to or lower than a predetermined threshold Voff (hereinafter referred to as the extinguishing voltage Voff). In order to perform such control of the coil voltage Vcoil, in the present embodiment, the coil voltage Vcoil is set to 0 by setting the operating frequency finv of the inverter circuit 13 to 0 as shown in FIG.

また、消灯状態からバルブ4内部の放電ガスをアーク状放電状態にするためには、誘導コイル5への電圧の印加を開始する時のコイル電圧Vcoilを所定の閾値Vst以上に設定する必要がある。このようなコイル電圧Vcoilの制御を行うため、図3に示すように、誘導コイル5に電圧の印加を開始するときのインバータ回路13の動作周波数finvを例えば周波数f1に設定することで、コイル電圧Vcoilを前記閾値Vst以上の電圧Viに設定する(点a)。また、無電極放電灯2が点灯する(放電ガスがアーク状放電状態となる)と、コイル電圧Vcoilの特性は共振曲線L2に示す特性に移行し、コイル電圧Vcoilは点bに対応する電圧に低下する。   In order to change the discharge gas inside the bulb 4 from the extinguished state to the arc-like discharge state, it is necessary to set the coil voltage Vcoil when starting to apply the voltage to the induction coil 5 to a predetermined threshold value Vst or more. . In order to perform such control of the coil voltage Vcoil, as shown in FIG. 3, by setting the operating frequency finv of the inverter circuit 13 when starting application of voltage to the induction coil 5, for example, to the frequency f1, the coil voltage Vcoil is set to a voltage Vi equal to or higher than the threshold value Vst (point a). When the electrodeless discharge lamp 2 is turned on (the discharge gas is in an arc-like discharge state), the coil voltage Vcoil changes to the characteristic indicated by the resonance curve L2, and the coil voltage Vcoil becomes a voltage corresponding to the point b. descend.

なお、図3に示す共振特性において、共振周波数fQを通る直線Xの右側の領域A、すなわちコイル電圧Vcoilの位相に対して誘導コイル5に流れる電流の位相が遅れる遅相領域Aを利用して、コイル電圧Vcoilの制御を行うのは、共振周波数fQを通る直線Xの左側の進相領域Bを利用してコイル電圧Vcoilの制御を行った場合に、スイッチング素子Q2、Q3が同時にオンするタイミングが生じることで、非常に大きな電流が誘導コイル5に流れる虞があるためである。 Note that in the resonance characteristics shown in FIG. 3, by utilizing the resonance frequency f Q right region A of the straight line X passing through, namely the slow area A phase is delayed of the current flowing through the induction coil 5 from the phase of the coil voltage Vcoil Te, perform control of the coil voltage Vcoil, when performing the control of the coil voltage Vcoil by utilizing the leading phase region B in the left of the straight line X passing through the resonance frequency f Q, the switching element Q2, Q3 are simultaneously turned on This is because a very large current may flow through the induction coil 5 due to the occurrence of the timing.

以上の構成に加えて、時分割調光制御時において無電極放電灯2が点灯したときに、従来では、無電極放電灯の発光光量をインバータ回路13の動作周波数finvを瞬間的に周波数f1から周波数f2まで上昇させていたところ、本実施形態では、インバータ回路13の動作周波数finvを、周波数f1に維持するようにしている。なお、この点については後述する。   In addition to the above configuration, when the electrodeless discharge lamp 2 is lit during time-division dimming control, conventionally, the light emission quantity of the electrodeless discharge lamp is instantaneously changed from the operating frequency finv of the inverter circuit 13 to the frequency f1. In the present embodiment, the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is maintained at the frequency f1. This point will be described later.

変換回路16は、図略のPWM制御信号発生装置から出力されるPWM信号(調光信号)Vpwm及びコイル電圧Vcoilに基づき、インバータ回路13の動作周波数finvを制御するための制御信号(出力電圧)Vfを生成するものである。この出力電圧Vfについては後述する。変換回路16は、誘導コイル5の端子に接続されており、コイル電圧Vcoilを検出するようになっている。本実施形態では、コイル電圧Vcoilを検出することで、主に放電ガスがアーク状放電状態になったか否かを検出する。   The conversion circuit 16 is a control signal (output voltage) for controlling the operating frequency finv of the inverter circuit 13 based on the PWM signal (dimming signal) Vpwm and the coil voltage Vcoil output from the PWM control signal generator (not shown). Vf is generated. The output voltage Vf will be described later. The conversion circuit 16 is connected to the terminal of the induction coil 5 and detects the coil voltage Vcoil. In the present embodiment, by detecting the coil voltage Vcoil, it is mainly detected whether or not the discharge gas is in an arc-like discharge state.

なお、PWM信号の周波数は小さいほうが、1周期(点灯期間+消灯期間)における前記始動期間の割合が小さくなり、始動期間の大きなコイル電圧Vcoilによる無電極放電灯2の発光が目立つのが抑制されることにより、調光下限を低く設定することができるが、PWM信号の周波数が小さ過ぎて消灯期間が長くなると、人間の目にちらつき感を与えることから、それらのバランスを考えて120kHz程度に設定されている。   Note that the smaller the frequency of the PWM signal, the smaller the ratio of the starting period in one cycle (lighting period + extinguishing period), and the light emission of the electrodeless discharge lamp 2 due to the coil voltage Vcoil having a large starting period is suppressed. However, if the PWM signal frequency is too small and the extinguishing period becomes long, the human eyes will flicker, so that the balance is considered to be about 120 kHz. Is set.

駆動回路15は、変換回路16の出力電圧Vfに応じた周波数で、Hout端子とH‐GND端子との間、及びLout端子とL‐GND端子との間に、それぞれ位相差が略180°の矩形波状の駆動信号を出力するものである。これにより、スイッチング素子Q2,Q3が交互にオンオフする。なお、本実施形態では、Hout端子とH‐GND端子との間、及びLout端子とL‐GND端子との間に出力される各駆動信号のデューティは略同一とされている。   The drive circuit 15 has a phase difference of approximately 180 ° between the Hout terminal and the H-GND terminal and between the Lout terminal and the L-GND terminal at a frequency corresponding to the output voltage Vf of the conversion circuit 16. A rectangular-wave drive signal is output. Thereby, switching elements Q2 and Q3 are turned on and off alternately. In this embodiment, the duty of each drive signal output between the Hout terminal and the H-GND terminal and between the Lout terminal and the L-GND terminal is substantially the same.

図4(a)は、PWM信号Vpwmを示す図、図4(b)は、変換回路16の出力電圧Vfを示す図、図4(c)は、インバータ回路13の動作周波数finvを示す図、図4(d)は、コイル電圧Vcoilの波形を示す図である。   4A shows a PWM signal Vpwm, FIG. 4B shows an output voltage Vf of the conversion circuit 16, and FIG. 4C shows an operating frequency finv of the inverter circuit 13. FIG. 4D shows a waveform of the coil voltage Vcoil.

まず、時刻T=t1で、PWM信号VpwmがH(ハイ)からL(ロー)に切り換わると、変換回路16は、出力電圧Vfを瞬間的に0からV1に上げることで、インバータ回路13の動作周波数finvを瞬間的に0から周波数f1まで上げる。これにより、コイル電圧Vcoilは、前述の電圧Vst(図3参照)以上の始動電圧Viとなる。また、周波数f1は、図3に示す「f1」に相当するものである。   First, when the PWM signal Vpwm is switched from H (high) to L (low) at time T = t1, the conversion circuit 16 instantaneously increases the output voltage Vf from 0 to V1, thereby causing the inverter circuit 13 to The operating frequency finv is instantaneously increased from 0 to the frequency f1. As a result, the coil voltage Vcoil becomes a starting voltage Vi that is equal to or higher than the above-described voltage Vst (see FIG. 3). The frequency f1 corresponds to “f1” shown in FIG.

そして、無電極放電灯2が点灯開始し(アーク状放電状態となり)、コイル電圧Vcoilが電圧Viから低下すると、従来では、変換回路16は、出力電圧Vfを瞬間的に電圧V1から電圧V2に上げることで、インバータ回路13の動作周波数finvを瞬間的に周波数f1から周波数f2まで上げていたところ、本実施形態では、変換回路16が出力電圧Vfを電圧V1で一定とすることにより、インバータ回路13の動作周波数finvを、周波数f1に維持する。これにより、コイル電圧Vcoilは、電圧Vs(図3の点bに対応する電圧)となる。なお、時刻T=t1からT=t2までの期間が無電極放電灯2の点灯期間Tonとなる。   Then, when the electrodeless discharge lamp 2 starts to light (becomes an arc discharge state) and the coil voltage Vcoil decreases from the voltage Vi, conventionally, the conversion circuit 16 instantaneously changes the output voltage Vf from the voltage V1 to the voltage V2. By increasing the operating frequency finv of the inverter circuit 13 instantaneously from the frequency f1 to the frequency f2, in the present embodiment, the conversion circuit 16 makes the output voltage Vf constant at the voltage V1, whereby the inverter circuit The operating frequency finv of 13 is maintained at the frequency f1. Thereby, the coil voltage Vcoil becomes the voltage Vs (the voltage corresponding to the point b in FIG. 3). A period from time T = t1 to T = t2 is a lighting period Ton of the electrodeless discharge lamp 2.

その後、時刻T=t3でPWM信号VpwmがL(ロー)からH(ハイ)に切り換わると、変換回路16は、出力電圧Vfを瞬間的にV1から0に下げることで、インバータ回路13の動作周波数finvを、瞬間的に周波数f1から0に下げる。これにより、コイル電圧Vcoilは0となり、無電極放電灯2は消灯する。なお、時刻T=t2からT=t3までの期間が無電極放電灯2の消灯期間Toffとなる。   Thereafter, when the PWM signal Vpwm is switched from L (low) to H (high) at time T = t3, the conversion circuit 16 instantaneously lowers the output voltage Vf from V1 to 0, whereby the operation of the inverter circuit 13 is performed. The frequency finv is instantaneously lowered from the frequency f1 to zero. As a result, the coil voltage Vcoil becomes 0, and the electrodeless discharge lamp 2 is turned off. A period from time T = t2 to T = t3 is a turn-off period Toff of the electrodeless discharge lamp 2.

以降、時刻T=t1から時刻T=t3までの動作が繰り返し行われることで、無電極放電灯2は点灯と消灯を繰り返し、点灯期間Tonと消灯期間Toffとの比率に応じた発光光量で無電極放電灯2が発光する。   Thereafter, by repeating the operation from time T = t1 to time T = t3, the electrodeless discharge lamp 2 repeats lighting and extinguishing, and there is no emission light quantity according to the ratio between the lighting period Ton and the extinguishing period Toff. The electrode discharge lamp 2 emits light.

このように、無電極放電灯2の点灯期間Tonにおいて、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1で一定に維持するようにしたから、無電極放電灯2や放電灯点灯回路3から放出されるノイズが主に周波数f1の成分を有するノイズのみとなり、周波数f2の成分を有するノイズの発生を防止することができるとともに、周波数f1から周波数f2への切換えを行わないから、その切換えによるノイズの発生も防止することができ、これにより、従来に比してノイズを低減することができる。   As described above, since the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is kept constant at the frequency f1 during the lighting period Ton of the electrodeless discharge lamp 2, it is emitted from the electrodeless discharge lamp 2 and the discharge lamp lighting circuit 3. The noise is mainly noise having the component of frequency f1, and the generation of noise having the component of frequency f2 can be prevented and the switching from frequency f1 to frequency f2 is not performed. As a result, noise can be reduced as compared with the prior art.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

本実施形態においては、前述の第1の実施形態における放電灯点灯回路3に対し、さらに時分割調光制御中であるか無電極放電灯を連続して点灯させる全点灯制御中であるかを検出する検出回路を備えるとともに、変換回路16と制御回路19とを接続し、検出回路の検出結果に応じて変換回路16により制御回路19の動作を制御することで、直流電源回路12の出力電圧VDCが制御可能に構成されている点が異なり、それ以外の構成については第1〜第4の実施形態における照明装置と略同様であるから、相違点についてのみ説明する。 In the present embodiment, whether the discharge lamp lighting circuit 3 in the first embodiment is further in time-division dimming control or is in full lighting control for continuously lighting the electrodeless discharge lamp. In addition to the detection circuit for detecting, the conversion circuit 16 and the control circuit 19 are connected, and the operation of the control circuit 19 is controlled by the conversion circuit 16 according to the detection result of the detection circuit, whereby the output voltage of the DC power supply circuit 12 is The difference is that the VDC is configured to be controllable, and the rest of the configuration is substantially the same as that of the illumination device in the first to fourth embodiments, so only the differences will be described.

図5は、第2の実施形態に係る照明装置の構成を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an illumination device according to the second embodiment.

図5に示すように、本実施形態においては、前述したように、無電極放電灯2に点灯と消灯とを交互に行わせる時分割調光制御中であるか、無電極放電灯2を連続して点灯させる全点灯制御中であるかを検出する検出回路20が備えられており、この検出回路20は、変換回路16及び駆動回路15に接続されている。検出回路20は、コンデンサC2と電気抵抗R1との並列回路からなり、コンデンサC2の両端には、PWM信号Vpwmに応じた矩形波状の電圧が印加される。そして、時分割調光制御中における消灯期間(PWM信号VpwmがH(ハイ)の期間)でコンデンサC2が充電され、点灯期間(PWM信号VpwmがL(ロー)の期間)でその充電された電荷が電気抵抗R1を介して放電される。その場合に、PWM信号Vpwmが常時L(ロー)となる全点灯制御中は、常にコンデンサC2の電圧Vdは閾値Vthより小さくなる一方、時分割調光制御中は、コンデンサC2の電圧Vdは、前述のように放電しても閾値Vthより小さくならないように設定されており、電圧Vdと閾値Vthとの大小を比較することで、全点灯制御中であるか時分割調光制御中であるかを検出する。   As shown in FIG. 5, in the present embodiment, as described above, time-dimming dimming control in which the electrodeless discharge lamp 2 is alternately turned on and off is being performed, or the electrodeless discharge lamp 2 is continuously operated. A detection circuit 20 that detects whether or not all lighting control is in progress is provided, and this detection circuit 20 is connected to the conversion circuit 16 and the drive circuit 15. The detection circuit 20 includes a parallel circuit of a capacitor C2 and an electric resistance R1, and a rectangular wave voltage corresponding to the PWM signal Vpwm is applied to both ends of the capacitor C2. The capacitor C2 is charged during the extinguishing period (period in which the PWM signal Vpwm is H (high)) during the time-division dimming control, and the charged charge in the lighting period (period in which the PWM signal Vpwm is L (low)). Is discharged through the electric resistance R1. In this case, during the full lighting control in which the PWM signal Vpwm is always L (low), the voltage Vd of the capacitor C2 is always smaller than the threshold value Vth, while during the time division dimming control, the voltage Vd of the capacitor C2 is As described above, it is set so that it does not become smaller than the threshold value Vth even if it is discharged. By comparing the magnitude of the voltage Vd and the threshold value Vth, whether the full lighting control or the time-division dimming control is being performed. Is detected.

また、前述したように変換回路16と制御回路19とが接続されており、変換回路16は、前記電圧Vdと閾値Vthとの大小に応じた電圧Vtを制御回路19に出力し、制御回路19は、この電圧Vtに応じた周波数(又はデューティ)でスイッチング素子Q1にオンオフ動作を行わせることで、直流電源回路12の出力電圧VDCを制御可能に構成している。 Further, as described above, the conversion circuit 16 and the control circuit 19 are connected, and the conversion circuit 16 outputs a voltage Vt corresponding to the magnitude of the voltage Vd and the threshold value Vth to the control circuit 19. Is configured such that the output voltage V DC of the DC power supply circuit 12 can be controlled by causing the switching element Q1 to perform an on / off operation at a frequency (or duty) corresponding to the voltage Vt.

図6(a)は、PWM信号Vpwmを示す図、図6(b)は、変換回路16の出力電圧Vfを示す図、図6(c)は、インバータ回路13の動作周波数finvを示す図、図6(d)は、検出回路20の出力電圧Vdを示す図、図6(e)は、直流電源回路12の出力電圧VDCを示す図、図6(f)は、コイル電圧Vcoilの波形を示す図である。 6A is a diagram illustrating the PWM signal Vpwm, FIG. 6B is a diagram illustrating the output voltage Vf of the conversion circuit 16, and FIG. 6C is a diagram illustrating the operating frequency finv of the inverter circuit 13. 6 (d) is a diagram showing the output voltage Vd of the detection circuit 20, FIG. 6 (e) is a diagram showing the output voltage V DC of the DC power supply circuit 12, and FIG. 6 (f) is a waveform of the coil voltage Vcoil. FIG.

まず、PWM信号VpwmがL(ロー)からH(ハイ)に切り換わる時刻T=t1まで、無電極放電灯2に対して全点灯制御が行われている。すなわち、PWM信号VpwmがL(ロー)に維持され、変換回路16の出力電圧Vfは電圧V2に維持されることで、インバータ回路13の動作周波数が周波数f2に維持される。また、このとき、検出回路20のコンデンサC2の両極には電圧は生じず(電圧Vd=0)、変換回路16は、これを受けて制御回路19への出力電圧Vtを所定の出力電圧に設定する(図示せず)ことで直流電源回路12の出力電圧VDCは電圧VDC1に維持される。これにより、インバータ回路の動作周波数f2と直流電源回路12の出力電圧VDC1の大きさに応じたコイル電圧Vaが印加される。 First, full lighting control is performed on the electrodeless discharge lamp 2 until time T = t1 when the PWM signal Vpwm switches from L (low) to H (high). That is, the PWM signal Vpwm is maintained at L (low) and the output voltage Vf of the conversion circuit 16 is maintained at the voltage V2, so that the operating frequency of the inverter circuit 13 is maintained at the frequency f2. At this time, no voltage is generated at both electrodes of the capacitor C2 of the detection circuit 20 (voltage Vd = 0), and the conversion circuit 16 receives this and sets the output voltage Vt to the control circuit 19 to a predetermined output voltage. By doing this (not shown), the output voltage V DC of the DC power supply circuit 12 is maintained at the voltage V DC1 . As a result, the coil voltage Va corresponding to the operating frequency f2 of the inverter circuit and the magnitude of the output voltage V DC1 of the DC power supply circuit 12 is applied.

そして、無電極放電灯2に対する時分割調光制御を行うべく時刻T=t1でPWM信号VpwmがL(ロー)からH(ハイ)に切り換わると、変換回路16は、出力電圧Vfを電圧V2から0に下げることで、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f2から0に下げる。これにより、無電極放電灯2は消灯する。このとき、検出回路20のコンデンサC2の電圧Vdは、PWM信号Vpwm(H(ハイ)信号)により電圧Vd=Vd1となり、変換回路16は、この検出回路20の出力電圧Vd1を受けて制御回路19への出力電圧Vtを所定の出力電圧に設定することで直流電源回路12の出力電圧VDCを電圧VDC2に下げる。このように、直流電源回路12の出力電圧VDCは電圧VDC2に下げる理由については、後述する。 When the PWM signal Vpwm is switched from L (low) to H (high) at time T = t1 to perform time-division dimming control for the electrodeless discharge lamp 2, the conversion circuit 16 converts the output voltage Vf to the voltage V2. By lowering from 0 to 0, the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is lowered from the frequency f2 to 0. Thereby, the electrodeless discharge lamp 2 is turned off. At this time, the voltage Vd of the capacitor C2 of the detection circuit 20 becomes the voltage Vd = Vd1 by the PWM signal Vpwm (H (high) signal), and the conversion circuit 16 receives the output voltage Vd1 of the detection circuit 20 and receives the output voltage Vd1. By setting the output voltage Vt to the predetermined output voltage, the output voltage V DC of the DC power supply circuit 12 is lowered to the voltage V DC2 . The reason why the output voltage V DC of the DC power supply circuit 12 is lowered to the voltage V DC2 will be described later.

次に、時刻T=t2でPWM信号VpwmがH(ハイ)からL(ロー)に切り換わると、変換回路16は、出力電圧Vfを0から電圧V1に上げることで、インバータ回路13の動作周波数finvを0から周波数f1に上昇させる。この周波数f1は、図3に示す「f1」に相当するものであり、インバータ回路の動作周波数finvを周波数f1に切換えることで、コイル電圧Vcoilは前記電圧Vst以上の電圧Viとなって無電極放電灯2が放電を開始し、放電ガスがアーク状放電状態となると、コイル電圧Vcoilは低下する。また、このとき、検出回路20のコンデンサC2の電圧Vdは、時刻T=t1から時刻T=t2までの間に充電された電荷が放電されることにより電圧Vd1から指数関数的に低下するが、前述したように、時分割調光制御中は、コンデンサC2の電圧Vdは前述の閾値Vthより小さくならないため、変換回路16は、制御回路19に時刻T=t1から時刻T=t2までの電圧Vtと同じ電圧を制御回路19に出力し、これにより、直流電源回路12の出力電圧VDCは電圧VDC2に維持される。 Next, when the PWM signal Vpwm is switched from H (high) to L (low) at time T = t2, the conversion circuit 16 raises the output voltage Vf from 0 to the voltage V1, whereby the operating frequency of the inverter circuit 13 is increased. Finv is increased from 0 to the frequency f1. This frequency f1 corresponds to “f1” shown in FIG. 3. By switching the operating frequency finv of the inverter circuit to the frequency f1, the coil voltage Vcoil becomes a voltage Vi equal to or higher than the voltage Vst, and the electrodeless discharge is performed. When the electric lamp 2 starts discharging and the discharge gas enters an arc-like discharge state, the coil voltage Vcoil decreases. At this time, the voltage Vd of the capacitor C2 of the detection circuit 20 decreases exponentially from the voltage Vd1 due to the discharge of the charge charged from the time T = t1 to the time T = t2. As described above, during the time-division dimming control, the voltage Vd of the capacitor C2 does not become smaller than the threshold value Vth, so that the conversion circuit 16 causes the control circuit 19 to supply the voltage Vt from time T = t1 to time T = t2. Is output to the control circuit 19, whereby the output voltage V DC of the DC power supply circuit 12 is maintained at the voltage V DC2 .

そして、放電ガスがアーク状放電状態となると、従来では、変換回路16は出力電圧Vfを電圧V1から電圧V2に上げることで、インバータ回路の動作周波数finvを周波数f1から周波数f2に上げていたところ、本実施形態では、前記第1の実施形態と同様に、ノイズの種類を減らすため、変換回路16は、出力電圧Vfを電圧V1に維持することで、インバータ回路の動作周波数finvを周波数f1に維持する。   When the discharge gas is in an arc-like discharge state, the conversion circuit 16 conventionally increases the operating frequency finv of the inverter circuit from the frequency f1 to the frequency f2 by increasing the output voltage Vf from the voltage V1 to the voltage V2. In this embodiment, as in the first embodiment, in order to reduce the type of noise, the conversion circuit 16 maintains the output voltage Vf at the voltage V1, thereby changing the operating frequency finv of the inverter circuit to the frequency f1. maintain.

ただし、この場合、インバータ回路の動作周波数finvを周波数f1に維持すると無電極放電灯2の発光光量を低く設定することができない場合がある。そのため、スイッチング素子Q1によるスイッチング動作の周波数(またはデューティ)を変えて直流電源回路12の出力電圧VDCを下げることによっても、無電極放電灯2の発光光量を低下することができることから、従来では、放電ガスがアーク状放電状態となるとインバータ回路の動作周波数finvを周波数f1から周波数f2に切換えることで無電極放電灯2の発光光量を低下させていたところ、本実施形態では、これに変えて直流電源回路12の出力電圧VDCを電圧VDc1から電圧VDC2に低下することで無電極放電灯2の発光光量を低下させるようにしている。なお、本実施形態では、無電極放電灯2に対する時分割調光制御が開始される時刻T=t1から、直流電源回路12の出力電圧VDCを電圧VDC2に低下するようにしているが、時分割調光制御中においてL(ロー)のPWM信号Vpwmが出力されている期間だけ直流電源回路12の出力電圧VDCは電圧VDC2に低下するようにしてもよい。このようにして、時分割調光制御を行っている間は、時刻T=t1から時刻T=t3までの動作が繰り返し行われ、時刻T=t2から時刻T=t3までの点灯期間Tonと時刻T=t1から時刻T=t2までの消灯期間Toffとの比率に応じた発光光量で無電極放電灯2が発光する。 However, in this case, if the operating frequency finv of the inverter circuit is maintained at the frequency f1, the emitted light quantity of the electrodeless discharge lamp 2 may not be set low. For this reason, the amount of light emitted from the electrodeless discharge lamp 2 can also be reduced by changing the frequency (or duty) of the switching operation by the switching element Q1 to lower the output voltage V DC of the DC power supply circuit 12, so that conventionally When the discharge gas is in an arc-like discharge state, the amount of light emitted from the electrodeless discharge lamp 2 is reduced by switching the operating frequency finv of the inverter circuit from the frequency f1 to the frequency f2. In the present embodiment, instead of this, The amount of light emitted from the electrodeless discharge lamp 2 is reduced by reducing the output voltage V DC of the DC power supply circuit 12 from the voltage V Dc1 to the voltage V DC2 . In the present embodiment, the output voltage V DC of the DC power supply circuit 12 is decreased to the voltage V DC2 from the time T = t1 when the time division dimming control for the electrodeless discharge lamp 2 is started. During the time-division dimming control, the output voltage V DC of the DC power supply circuit 12 may be lowered to the voltage V DC2 only during a period in which the L (low) PWM signal Vpwm is output. Thus, during the time-division dimming control, the operation from time T = t1 to time T = t3 is repeatedly performed, and the lighting period Ton and time from time T = t2 to time T = t3. The electrodeless discharge lamp 2 emits light with a light emission amount corresponding to the ratio with the extinguishing period Toff from T = t1 to time T = t2.

その後、無電極放電灯2の全点灯制御を行うべく時刻T=t4でPWM信号VpwmがL(ロー)に維持されると、コンデンサC2の電圧Vdが閾値Vthと一致する時刻T=t5まで、変換回路16は、出力電圧Vfを電圧V1に維持することで、インバータ回路13の動作周波数finvが周波数f1に維持される。また、時刻T=t5で、コンデンサC2の電圧Vdが閾値Vthと一致すると、変換回路16は、出力電圧Vfを電圧V1から電圧V2に上げることで、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1から周波数f2に上げるとともに、変換回路16は、コンデンサC2の電圧Vdが閾値Vthと一致したことを受けて制御回路19への出力電圧Vtを所定の出力電圧に設定することで、直流電源回路12の出力電圧VDCを電圧VDC2から電圧VDC1に上げる。これにより、インバータ回路13の動作周波数f2と直流電源回路12の出力電圧VDC1の大きさに応じたコイル電圧Vaが印加される。 Thereafter, when the PWM signal Vpwm is maintained at L (low) at time T = t4 to perform full lighting control of the electrodeless discharge lamp 2, until time T = t5 when the voltage Vd of the capacitor C2 matches the threshold value Vth, The conversion circuit 16 maintains the output voltage Vf at the voltage V1, so that the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is maintained at the frequency f1. When the voltage Vd of the capacitor C2 coincides with the threshold value Vth at time T = t5, the conversion circuit 16 raises the output voltage Vf from the voltage V1 to the voltage V2, thereby changing the operating frequency finv of the inverter circuit 13 from the frequency f1. As the frequency f2 is increased, the conversion circuit 16 sets the output voltage Vt to the control circuit 19 to a predetermined output voltage in response to the fact that the voltage Vd of the capacitor C2 coincides with the threshold value Vth. Increase the output voltage V DC from voltage V DC2 to voltage V DC1 . As a result, the coil voltage Va corresponding to the operating frequency f2 of the inverter circuit 13 and the output voltage V DC1 of the DC power supply circuit 12 is applied.

このように、第1の実施形態と同様、無電極放電灯2の点灯期間Tonにおいて、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1で一定に維持するようにしたから、無電極放電灯2や放電灯点灯回路3から放出されるノイズが主に周波数f1の成分を有するノイズのみとなり、周波数f2の成分を有するノイズを解消することができるとともに、周波数f1から周波数f2への切換えを行わないから、その切換えによるノイズの発生も防止することができ、これにより、従来に比してノイズを低減することができる。また、無電極放電灯2の点灯期間Tonにおいて、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1で一定に維持することで、無電極放電灯2の発光光量を低く設定できなくなるのを、直流電源回路12の出力電圧VDCを下げることで補うようにしたから、無電極放電灯2の点灯期間Tonにおいて、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1で一定に維持しても、無電極放電灯2の発光光量を低く設定することができる。 As described above, since the operation frequency finv of the inverter circuit 13 is kept constant at the frequency f1 during the lighting period Ton of the electrodeless discharge lamp 2 as in the first embodiment, the electrodeless discharge lamp 2 and the discharge lamp Since the noise emitted from the lamp lighting circuit 3 is mainly only noise having a component of frequency f1, noise having a component of frequency f2 can be eliminated, and switching from frequency f1 to frequency f2 is not performed. Generation of noise due to the switching can also be prevented, and thus noise can be reduced as compared with the conventional case. Further, in the lighting period Ton of the electrodeless discharge lamp 2, the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is kept constant at the frequency f1, so that the light emission quantity of the electrodeless discharge lamp 2 cannot be set low. it is so arranged compensated by lowering the output voltage V DC of 12, the lighting period Ton of the electrodeless discharge lamp 2, even keeping the switching frequency finv of the inverter circuit 13 constant at the frequency f1, the electrodeless discharge lamp 2 The amount of emitted light can be set low.

なお、全点灯制御中であるか時分割調光制御中であるかを検出する検出回路20をコンデンサC2と電気抵抗R1との並列回路により構成したが、この検出回路20に代えて、図7に示すように、コンデンサC2と電気抵抗R1との直列回路で構成した検出回路20’を設け、そのコンデンサC2の両端の電圧Ve(コンデンサC2と電気抵抗R1との接続点Tにおける電圧)を変換回路16に出力するようにしてもよい(第3の実施形態)。この場合にも、コンデンサC2の両極には、PWM信号Vpwmに応じた矩形波状の電圧が印加されることとなり、時分割調光制御中における消灯期間(PWM信号VpwmがH(ハイ)の期間)でコンデンサC2が充電され、充電された電荷が点灯期間(PWM信号VpwmがL(ロー)の期間)で電気抵抗R1を介して放電される。そして、全点灯制御中は、コンデンサの電圧Veは常に閾値Vthより小さくなる一方、時分割調光制御中は、電圧Veが閾値Vthより小さくならないように設定されており、電圧Veと閾値Vthとの大小を比較することで、全点灯制御中であるか時分割調光制御中であるかを検出する。   Although the detection circuit 20 for detecting whether the full lighting control is being performed or the time-division dimming control is being configured by the parallel circuit of the capacitor C2 and the electric resistance R1, the detection circuit 20 is replaced with FIG. As shown in FIG. 2, a detection circuit 20 ′ configured by a series circuit of a capacitor C2 and an electric resistance R1 is provided, and a voltage Ve at both ends of the capacitor C2 (voltage at a connection point T between the capacitor C2 and the electric resistance R1) is converted. The output may be made to the circuit 16 (third embodiment). Also in this case, a rectangular wave voltage corresponding to the PWM signal Vpwm is applied to both poles of the capacitor C2, and the light extinction period during the time-division dimming control (period in which the PWM signal Vpwm is H (high)). Thus, the capacitor C2 is charged, and the charged electric charge is discharged through the electric resistance R1 in the lighting period (period in which the PWM signal Vpwm is L (low)). During the full lighting control, the capacitor voltage Ve is always smaller than the threshold value Vth, while during the time-division dimming control, the voltage Ve is set not to be smaller than the threshold value Vth. Is compared to detect whether full lighting control is being performed or time-division dimming control is being performed.

そして、コンデンサC2の電圧Veの時間変化は、図6で説明したコンデンサC2の電圧Vdと同様のものとなる。また、PWM信号Vpwm、変換回路16から駆動回路15への出力電圧Vf、インバータ回路13の動作周波数finv、直流電源回路12の出力電圧VDC及びコイル電圧Vcoilは図6と同様の時間変化となるとともに、これらの時間変化とコンデンサC2の電圧Veの時間変化との関係も図6と同様のものとなる。 The time change of the voltage Ve of the capacitor C2 is the same as the voltage Vd of the capacitor C2 described in FIG. Further, the PWM signal Vpwm, the output voltage Vf from the conversion circuit 16 to the drive circuit 15, the operating frequency finv of the inverter circuit 13, the output voltage V DC of the DC power supply circuit 12 and the coil voltage Vcoil change with time as in FIG. In addition, the relationship between these time changes and the time change of the voltage Ve of the capacitor C2 is the same as that in FIG.

次に、本発明の第4の実施形態について説明する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

本実施形態においては、前述の第2の実施形態における放電灯点灯回路3に対し、さらに変換回路16が前述の第1〜第4の実施形態における出力電圧Vfに加えて出力電圧Vpを生成し、これら2種類の出力電圧Vf,Vpを駆動回路15に出力するように構成している点が主に異なり、それ以外の構成については第1〜第4の実施形態における照明装置と略同様であるから、相違点についてのみ説明する。   In the present embodiment, the conversion circuit 16 further generates an output voltage Vp in addition to the output voltage Vf in the first to fourth embodiments described above with respect to the discharge lamp lighting circuit 3 in the second embodiment described above. The main difference is that these two types of output voltages Vf and Vp are output to the drive circuit 15, and the rest of the configuration is substantially the same as that of the illumination device in the first to fourth embodiments. Therefore, only the differences will be described.

図8は、第4の実施形態に係る照明装置の構成を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a lighting device according to the fourth embodiment.

図8に示すように、本実施形態においては、前述したように変換回路16から2種類の出力電圧Vf,Vpが駆動回路15に出力されるようになっており、この2種類の出力電圧Vf,Vpによりコイル電圧Vcoilを制御するようにしている。すなわち、出力電圧Vfは、スイッチング素子Q2,Q3によるスイッチング動作の周波数を制御するものであり、前述したように、この周波数を大きくすることで、コイル電圧Vcoilは低下し、無電極放電灯2の発光光量が低下する。一方、出力電圧Vpは、スイッチング素子Q2,Q3によるスイッチング動作のデューティを制御するものであり、このデューティを小さくすることで、コイル電圧Vcoilは低下し、無電極放電灯2の発光光量が低下する。なお、スイッチング素子Q3,Q4によるスイッチング動作のデューティは、その1周期に対する、スイッチング素子Q2,Q3のゲート・ソース間電圧がH(ハイ)レベルとなる時間の割合を変えることで制御される。   As shown in FIG. 8, in this embodiment, two types of output voltages Vf and Vp are output from the conversion circuit 16 to the drive circuit 15 as described above, and the two types of output voltages Vf. , Vp, the coil voltage Vcoil is controlled. That is, the output voltage Vf controls the frequency of the switching operation by the switching elements Q2 and Q3. As described above, by increasing this frequency, the coil voltage Vcoil decreases and the electrodeless discharge lamp 2 The amount of emitted light decreases. On the other hand, the output voltage Vp controls the duty of the switching operation by the switching elements Q2 and Q3. By reducing this duty, the coil voltage Vcoil is lowered and the light emission quantity of the electrodeless discharge lamp 2 is lowered. . The duty of the switching operation by the switching elements Q3 and Q4 is controlled by changing the ratio of the time during which the gate-source voltage of the switching elements Q2 and Q3 is at the H (high) level with respect to one cycle.

図9(a)は、PWM信号Vpwmを示す図、図9(b)は、変換回路16の出力電圧Vfを示す図、図9(c)は、インバータ回路13の動作周波数finvを示す図、図9(d)は、検出回路20の出力電圧Vdを示す図、図9(e)は、変換回路16の出力電圧Vpを示す図、図9(f)は、スイッチング素子Q2,Q3によるスイッチング動作のデューティDUTYを示す図、図9(g)は、コイル電圧Vcoilの波形を示す図である。   9A is a diagram illustrating the PWM signal Vpwm, FIG. 9B is a diagram illustrating the output voltage Vf of the conversion circuit 16, and FIG. 9C is a diagram illustrating the operating frequency finv of the inverter circuit 13. 9D is a diagram showing the output voltage Vd of the detection circuit 20, FIG. 9E is a diagram showing the output voltage Vp of the conversion circuit 16, and FIG. 9F is a diagram showing switching by the switching elements Q2 and Q3. FIG. 9G is a diagram showing the duty DUTY of the operation, and FIG. 9G is a diagram showing the waveform of the coil voltage Vcoil.

まず、PWM信号VpwmがL(ロー)からH(ハイ)に切り換わる時刻T=t1まで、無電極放電灯2に対し全点灯制御が行われている。すなわち、PWM信号VpwmがL(ロー)に維持されることにより、変換回路16の出力電圧Vfは電圧V2に維持され、インバータ回路13の動作周波数finvが周波数f2に維持される。また、このとき、検出回路20’のコンデンサC2の両極には電圧は生じず(電圧Vd=0)、変換回路16は、これを受けて所定の出力電圧Vpを電圧Vp1に設定することでスイッチング素子Q2、Q3によるスイッチング動作のデューティDUTYがDUTY1に維持される。これにより、インバータ回路13の動作周波数f2とスイッチング素子Q2、Q3によるスイッチング動作のデューティDUTY1に応じたコイル電圧Vaが印加される。   First, full lighting control is performed on the electrodeless discharge lamp 2 until time T = t1 when the PWM signal Vpwm switches from L (low) to H (high). That is, when the PWM signal Vpwm is maintained at L (low), the output voltage Vf of the conversion circuit 16 is maintained at the voltage V2, and the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is maintained at the frequency f2. At this time, no voltage is generated at both poles of the capacitor C2 of the detection circuit 20 ′ (voltage Vd = 0), and the conversion circuit 16 receives this and sets the predetermined output voltage Vp to the voltage Vp1 for switching. The duty DUTY of the switching operation by the elements Q2 and Q3 is maintained at DUTY1. As a result, the coil voltage Va corresponding to the operating frequency f2 of the inverter circuit 13 and the duty DUTY1 of the switching operation by the switching elements Q2, Q3 is applied.

そして、無電極放電灯2の時分割調光制御を行うべく時刻T=t1でPWM信号VpwmがL(ロー)からH(ハイ)に切り換わると、変換回路16は、出力電圧Vfを電圧V2から0に下げることで、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f2から0に下げる。これにより、無電極放電灯2は消灯する。なお、このとき、検出回路20’のコンデンサC2の電圧Vdは、PWM信号Vpwm(「H」レベル信号)によりVd1となり、変換回路16は、この検出回路20’の出力電圧Vd1を受けて出力電圧Vpを電圧Vp1から電圧Vp2に下げることで、スイッチング素子Q2、Q3によるスイッチング動作のデューティDUTYがDUTY1からDUTY2に低下する。このように、スイッチング素子Q2、Q3によるスイッチング動作のデューティDUTYをDUTY1からDUTY2に低下させる理由については、後述する。   When the PWM signal Vpwm is switched from L (low) to H (high) at time T = t1 to perform time-division dimming control of the electrodeless discharge lamp 2, the conversion circuit 16 converts the output voltage Vf to the voltage V2. By lowering from 0 to 0, the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is lowered from the frequency f2 to 0. Thereby, the electrodeless discharge lamp 2 is turned off. At this time, the voltage Vd of the capacitor C2 of the detection circuit 20 ′ becomes Vd1 by the PWM signal Vpwm (“H” level signal), and the conversion circuit 16 receives the output voltage Vd1 of the detection circuit 20 ′ and outputs an output voltage. By reducing Vp from voltage Vp1 to voltage Vp2, the duty DUTY of the switching operation by switching elements Q2 and Q3 is reduced from DUTY1 to DUTY2. The reason why the duty DUTY of the switching operation by the switching elements Q2 and Q3 is reduced from DUTY1 to DUTY2 will be described later.

次に、時刻T=t2でPWM信号VpwmがH(ハイ)からL(ロー)に切り換わると、変換回路16は、出力電圧Vfを0から電圧V1に上げることで、インバータ回路13の動作周波数finvを0から周波数f1に上げる。この周波数f1は、図3に示す「f1」に相当するものであり、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1に設定することで、コイル電圧Vcoilは前記電圧Vst以上の電圧Viとなって無電極放電灯2が放電を開始し、放電ガスがアーク状放電状態となると、コイル電圧Vcoilは低下する。また、このとき、検出回路20’のコンデンサC2の電圧Vdは、時刻T=t1から時刻T=t2までの間に充電された電荷が放電されることにより電圧Vd1から指数関数的に低下するが、前述したようにコンデンサC2の電圧Vdは前述の閾値Vthより小さくならないため、変換回路16は、時刻T=t1から時刻T=t2までの制御回路19への出力電圧Vp1と同じ電圧を出力し、これによりスイッチング素子Q2、Q3によるスイッチング動作のデューティDUTYはDUTY2に維持される。   Next, when the PWM signal Vpwm is switched from H (high) to L (low) at time T = t2, the conversion circuit 16 raises the output voltage Vf from 0 to the voltage V1, whereby the operating frequency of the inverter circuit 13 is increased. Finv is increased from 0 to the frequency f1. This frequency f1 corresponds to “f1” shown in FIG. 3. By setting the operating frequency finv of the inverter circuit 13 to the frequency f1, the coil voltage Vcoil becomes a voltage Vi equal to or higher than the voltage Vst. When the electrode discharge lamp 2 starts discharging and the discharge gas enters an arc-like discharge state, the coil voltage Vcoil decreases. At this time, the voltage Vd of the capacitor C2 of the detection circuit 20 ′ decreases exponentially from the voltage Vd1 due to the discharge of the charge charged from the time T = t1 to the time T = t2. As described above, since the voltage Vd of the capacitor C2 does not become smaller than the threshold value Vth, the conversion circuit 16 outputs the same voltage as the output voltage Vp1 to the control circuit 19 from time T = t1 to time T = t2. Thus, the duty DUTY of the switching operation by the switching elements Q2 and Q3 is maintained at DUTY2.

そして、放電ガスがアーク状放電状態となると、従来では、変換回路16は出力電圧Vfを電圧V1から電圧V2に上げることで、インバータ回路の動作周波数finvを周波数f1から周波数f2に上げていたところ、本実施形態では、前記第1の実施形態と同様に、ノイズの種類を減らすため、変換回路16は、出力電圧Vfを電圧V1に維持することで、インバータ回路の動作周波数finvを周波数f1に維持する。   When the discharge gas is in an arc-like discharge state, the conversion circuit 16 conventionally increases the operating frequency finv of the inverter circuit from the frequency f1 to the frequency f2 by increasing the output voltage Vf from the voltage V1 to the voltage V2. In this embodiment, as in the first embodiment, in order to reduce the type of noise, the conversion circuit 16 maintains the output voltage Vf at the voltage V1, thereby changing the operating frequency finv of the inverter circuit to the frequency f1. maintain.

ただし、この場合、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1に維持すると無電極放電灯2の発光光量を低く設定することができない場合がある。そのため、スイッチング素子Q2,Q3によるスイッチング素子のデューティを変えることによっても、無電極放電灯2の発光光量を低下することができることから、従来では、放電ガスがアーク状放電状態となるとインバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1から周波数f2に切換えることで無電極放電灯2の発光光量を低下させていたところ、本実施形態では、これに代えてスイッチング素子Q2、Q3によるスイッチング動作のデューティDUTYをDUTY1からDUTY2に低下することで、無電極放電灯の発光光量を低下させるようにしている。なお、本実施形態では、無電極放電灯2の時分割調光制御が開始される時刻T=t1から、スイッチング素子Q2、Q3によるスイッチング動作のデューティDUTYをDUTY1からDUTY2に低下するようにしているが、時分割調光制御中にL(ロー)のPWM信号Vpwmが出力されている期間だけスイッチング素子Q2、Q3によるスイッチング動作のデューティDUTYをDUTY1からDUTY2に低下するようにしてもよい。このようにして、時分割調光制御を行っている間は、時刻T=t1から時刻T=t3までの動作が繰り返し行われ、時刻T=t2から時刻T=t3までの点灯期間Tonと時刻T=t1から時刻T=t2までの消灯期間Toffとの比率に応じた発光光量で無電極放電灯2が発光する。   However, in this case, if the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is maintained at the frequency f1, the emitted light quantity of the electrodeless discharge lamp 2 may not be set low. Therefore, since the light emission quantity of the electrodeless discharge lamp 2 can also be reduced by changing the duty of the switching elements by the switching elements Q2 and Q3, conventionally, when the discharge gas is in an arc-like discharge state, When the operating frequency finv is switched from the frequency f1 to the frequency f2, the light emission amount of the electrodeless discharge lamp 2 is reduced. In this embodiment, instead of this, the duty DUTY of the switching operation by the switching elements Q2 and Q3 is set to DUTY1. By reducing from DUTY2 to DUTY2, the amount of light emitted from the electrodeless discharge lamp is reduced. In this embodiment, the duty DUTY of the switching operation by the switching elements Q2 and Q3 is decreased from DUTY1 to DUTY2 from time T = t1 when the time-division dimming control of the electrodeless discharge lamp 2 is started. However, the duty DUTY of the switching operation by the switching elements Q2, Q3 may be reduced from DUTY1 to DUTY2 only during the period when the L (low) PWM signal Vpwm is output during the time division dimming control. Thus, during the time-division dimming control, the operation from time T = t1 to time T = t3 is repeatedly performed, and the lighting period Ton and time from time T = t2 to time T = t3. The electrodeless discharge lamp 2 emits light with a light emission amount corresponding to the ratio with the extinguishing period Toff from T = t1 to time T = t2.

その後、無電極放電灯2の全点灯制御を行うべく時刻T=t4でPWM信号VpwmがL(ロー)に維持されると、コンデンサC2の電圧Vdが閾値Vthと一致する時刻T=t5まで、変換回路16は、出力電圧Vfを電圧V1に維持することで、インバータ回路13の動作周波数finvが周波数f1に維持され、時刻T=t5で、コンデンサC2の電圧Vdが閾値Vthと一致すると、変換回路16は、出力電圧Vfを電圧V1から電圧V2に上げることで、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1から周波数f2に上げる。また、変換回路16は、コンデンサC2の電圧Vdが閾値Vthと一致したことを受けて制御回路19への出力電圧Vp1を所定の出力電圧Vp1に設定することで、スイッチング素子Q2、Q3によるスイッチング動作のデューティDUTYをDUTY2からDUTY1に上昇させる。これにより、インバータ回路13の動作周波数f2とスイッチング素子Q2、Q3によるスイッチング動作のデューティDUTY2とに応じたコイル電圧Vaが印加される。   Thereafter, when the PWM signal Vpwm is maintained at L (low) at time T = t4 to perform full lighting control of the electrodeless discharge lamp 2, until time T = t5 when the voltage Vd of the capacitor C2 matches the threshold value Vth, The conversion circuit 16 maintains the output voltage Vf at the voltage V1 so that the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is maintained at the frequency f1. When the voltage Vd of the capacitor C2 matches the threshold value Vth at time T = t5, the conversion circuit 16 The circuit 16 raises the operating frequency finv of the inverter circuit 13 from the frequency f1 to the frequency f2 by raising the output voltage Vf from the voltage V1 to the voltage V2. Further, the conversion circuit 16 sets the output voltage Vp1 to the control circuit 19 to a predetermined output voltage Vp1 in response to the voltage Vd of the capacitor C2 being equal to the threshold value Vth, so that the switching operation by the switching elements Q2 and Q3 is performed. DUTY is increased from DUTY2 to DUTY1. Thereby, the coil voltage Va according to the operating frequency f2 of the inverter circuit 13 and the duty DUTY2 of the switching operation by the switching elements Q2, Q3 is applied.

このように、第1の実施形態と同様、無電極放電灯2の点灯期間Tonにおいて、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1で一定に維持するようにしたから、無電極放電灯2や放電灯点灯回路3から放出されるノイズが主に周波数f1の成分を有するノイズのみとなり、周波数f2の成分を有するノイズの発生を防止することができるとともに、周波数f1から周波数f2への切換えを行わないから、その切換えによるノイズの発生も防止することができ、これにより、従来に比してノイズを低減することができる。また、無電極放電灯2の点灯期間Tonにおいて、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1で一定に維持することで、無電極放電灯2の発光光量を低く設定できなくなるのを、直流電源回路12の出力電圧VDCを下げることで補うようにしたから、無電極放電灯2の点灯期間Tonにおいて、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1で一定に維持しても、無電極放電灯2の発光光量を低く設定することができる。 As described above, since the operation frequency finv of the inverter circuit 13 is kept constant at the frequency f1 during the lighting period Ton of the electrodeless discharge lamp 2 as in the first embodiment, the electrodeless discharge lamp 2 and the discharge lamp The noise emitted from the lamp lighting circuit 3 is mainly only noise having a component of frequency f1, and generation of noise having a component of frequency f2 can be prevented, and switching from frequency f1 to frequency f2 is not performed. Therefore, generation of noise due to the switching can also be prevented, and thus noise can be reduced as compared with the conventional case. Further, in the lighting period Ton of the electrodeless discharge lamp 2, the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is kept constant at the frequency f1, so that the light emission quantity of the electrodeless discharge lamp 2 cannot be set low. it is so arranged compensated by lowering the output voltage V DC of 12, the lighting period Ton of the electrodeless discharge lamp 2, even keeping the switching frequency finv of the inverter circuit 13 constant at the frequency f1, the electrodeless discharge lamp 2 The amount of emitted light can be set low.

次に、本発明の第5の実施形態について説明する。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

本実施形態においては、前述の第1の実施形態における放電灯点灯回路3に対し、前記第2の実施形態と同様の検出回路を備え、さらに前述した図略のPWM制御信号発生装置と変換回路16との間に後述するDUTY変換回路を備える点が異なり、それ以外の構成については第1〜第4の実施形態における照明装置と略同様であるから、相違点についてのみ説明する。   In the present embodiment, the discharge lamp lighting circuit 3 in the first embodiment is provided with a detection circuit similar to that in the second embodiment, and the PWM control signal generator and conversion circuit (not shown) are further described. 16 is different from that in FIG. 16 in that a DUTY conversion circuit described later is provided, and the other configuration is substantially the same as that of the illumination device in the first to fourth embodiments, and only the difference will be described.

図10は、第5の実施形態に係る照明装置の構成を示す図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a lighting device according to the fifth embodiment.

図10に示すように、本実施形態においては、前述したように全点灯制御中であるか時分割調光制御中であるかを検出する検出回路20を備える。この検出回路20の構成及び動作については前記第2の実施形態の検出回路20と略同様であるから説明は省略する。また、図略のPWM制御信号発生装置と変換回路16との間にDUTY変換回路21が接続されており、前記第1〜第4の実施形態において、無電極放電灯2の点灯期間Tonの間、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1で一定に維持することで、無電極放電灯2の発光光量を低く設定できなくなるのを補うため、PWM制御信号発生装置から出力されるPWM信号のデューティを変換する(小さくする)ようにしている。   As shown in FIG. 10, the present embodiment includes a detection circuit 20 that detects whether full lighting control or time-division dimming control is being performed as described above. Since the configuration and operation of the detection circuit 20 are substantially the same as those of the detection circuit 20 of the second embodiment, description thereof is omitted. Further, a DUTY conversion circuit 21 is connected between the PWM control signal generator (not shown) and the conversion circuit 16, and in the first to fourth embodiments, during the lighting period Ton of the electrodeless discharge lamp 2. The duty of the PWM signal output from the PWM control signal generator is compensated for by making it impossible to set the light emission quantity of the electrodeless discharge lamp 2 low by keeping the operating frequency finv of the inverter circuit 13 constant at the frequency f1. Is converted (smaller).

図11は、DUTY変換回路21によるDUTY変換関数を示したものである。図11の直線Lに示すように、DUTY変換回路21は、図略のPWM制御信号発生装置から出力されるPWM信号Vpwmのデューティに比して小さいデューティのPWM信号Vpwm’を出力する。   FIG. 11 shows a DUTY conversion function by the DUTY conversion circuit 21. As indicated by a straight line L in FIG. 11, the DUTY conversion circuit 21 outputs a PWM signal Vpwm ′ having a duty smaller than the duty of the PWM signal Vpwm output from the PWM control signal generator (not shown).

このように、例えば前記第2の実施形態(図6参照)において、無電極放電灯2の点灯時間Tonが短くなる。これにより、前記第1〜第4の実施形態において、無電極放電灯2の点灯期間Tonの間、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1で一定に維持することで、無電極放電灯の発光光量を低く設定できなくなるのを、前述のようなDUTY補正回路20によりPWM制御信号発生装置から出力されるPWM信号Vpwmのデューティを小さくし、その信号PWM信号Vpwm’により無電極放電灯2の点灯時間Tonを短くすることで補うようにしたから、無電極放電灯2の点灯期間Tonの間、インバータ回路13の動作周波数finvを周波数f1で一定に維持しても、無電極放電灯2の発光光量を低く設定することができる。   Thus, for example, in the second embodiment (see FIG. 6), the lighting time Ton of the electrodeless discharge lamp 2 is shortened. Thus, in the first to fourth embodiments, the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is kept constant at the frequency f1 during the lighting period Ton of the electrodeless discharge lamp 2, thereby allowing the electrodeless discharge lamp to emit light. The reason why the light amount cannot be set low is that the duty of the PWM signal Vpwm output from the PWM control signal generator is reduced by the DUTY correction circuit 20 as described above, and the electrodeless discharge lamp 2 is turned on by the signal PWM signal Vpwm ′. Since the time Ton is shortened, the light emission of the electrodeless discharge lamp 2 is maintained even if the operating frequency finv of the inverter circuit 13 is kept constant at the frequency f1 during the lighting period Ton of the electrodeless discharge lamp 2. The amount of light can be set low.

本発明の照明装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the illuminating device of this invention. 無電極放電灯の断面図である。It is sectional drawing of an electrodeless discharge lamp. インバータ回路の動作周波数finvに対するコイル電圧Vcoilの特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the coil voltage Vcoil with respect to the operating frequency finv of an inverter circuit. 第1の実施形態において、PWM信号Vpwmを示す図、(b)は、変換回路の出力電圧Vfを示す図、(c)は、インバータ回路の動作周波数finvを示す図、(d)は、コイル電圧Vcoilの波形を示す図である。In the first embodiment, a diagram showing the PWM signal Vpwm, (b) is a diagram showing the output voltage Vf of the conversion circuit, (c) is a diagram showing the operating frequency finv of the inverter circuit, and (d) is a coil It is a figure which shows the waveform of voltage Vcoil. 第2の実施形態に係る照明装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the illuminating device which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態において、(a)は、PWM信号Vpwmを示す図、(b)は、変換回路の出力電圧Vfを示す図、(c)は、インバータ回路の動作周波数finvを示す図、(d)は、検出回路の出力電圧Vdを示す図、(e)は、直流電源回路12の出力電圧VDCを示す図、(f)は、コイル電圧Vcoilの波形を示す図である。In the second embodiment, (a) is a diagram showing the PWM signal Vpwm, (b) is a diagram showing the output voltage Vf of the conversion circuit, (c) is a diagram showing the operating frequency finv of the inverter circuit, d) is a diagram showing the output voltage Vd of the detection circuit, (e) is a diagram showing the output voltage V DC of the DC power supply circuit 12, and (f) is a diagram showing the waveform of the coil voltage Vcoil. 第3の実施形態に係る照明装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the illuminating device which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る照明装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the illuminating device which concerns on 4th Embodiment. (a)は、PWM信号Vpwmを示す図、(b)は、変換回路の出力電圧Vfを示す図、(c)は、インバータ回路の動作周波数finvを示す図、(d)は、検出回路の出力電圧Vdを示す図、(e)は、変換回路の出力電圧Vpを示す図、(f)は、スイッチング素子Q2,Q3によるスイッチング動作のデューティDUTYを示す図、(g)は、コイル電圧Vcoilの波形を示す図である。(A) is a diagram showing the PWM signal Vpwm, (b) is a diagram showing the output voltage Vf of the conversion circuit, (c) is a diagram showing the operating frequency finv of the inverter circuit, and (d) is a diagram of the detection circuit. The figure which shows the output voltage Vd, (e) is a figure which shows the output voltage Vp of a conversion circuit, (f) is a figure which shows the duty DUTY of switching operation by switching element Q2, Q3, (g) is coil voltage Vcoil. It is a figure which shows these waveforms. 第5の実施形態に係る照明装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the illuminating device which concerns on 5th Embodiment. DUTY変換回路によるDUTY変換関数を示した図である。It is the figure which showed the DUTY conversion function by a DUTY conversion circuit. 従来の照明装置における調光制御の説明図である。It is explanatory drawing of the light control in the conventional illuminating device.

符号の説明Explanation of symbols

1 照明装置
2 無電極放電灯
3 放電灯点灯回路
4 バルブ
5 誘導コイル
6 コア
7 熱伝導体
12 直流電源回路
13 インバータ回路
14 共振回路
15 駆動回路
16 変換回路
17 整流回路
18 昇圧チョッパ回路
19 制御回路
20,20’ 検出回路
21 DUTY変換回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illuminating device 2 Electrodeless discharge lamp 3 Discharge lamp lighting circuit 4 Valve 5 Induction coil 6 Core 7 Thermal conductor 12 DC power supply circuit 13 Inverter circuit 14 Resonance circuit 15 Drive circuit 16 Conversion circuit 17 Rectification circuit 18 Boost chopper circuit 19 Control circuit 20, 20 'detection circuit 21 DUTY conversion circuit

Claims (5)

無電極放電灯の誘導コイルに印加すべく高周波電圧を出力する無電極放電灯点灯装置であって、直流電源と、前記直流電源に接続され前記直流電源の直流電圧をスイッチング素子のオンオフ動作により高周波電圧に変換する電力変換回路と、前記電力変換回路に接続され、無電極放電灯の誘導コイルに印加される高周波電圧を発生する共振回路と、前記誘導コイルに印加される高周波電圧を周期的にオンオフすることによって、前記無電極放電灯に点灯及び消灯の動作を周期的に行わせる電力制御回路とを備える無電極放電灯点灯装置において、
前記電力変換回路は、前記無電極放電灯の点灯期間、前記誘導コイルに印加される高周波電圧の周波数を、前記無電極放電灯の点灯を開始させるのに必要な電圧値の高周波電圧を生成する前記スイッチング素子によるオンオフ動作の周波数で一定とすることを特徴とする無電極放電灯点灯装置。
An electrodeless discharge lamp lighting device that outputs a high-frequency voltage to be applied to an induction coil of an electrodeless discharge lamp, wherein the DC power supply is connected to the DC power supply and the DC voltage of the DC power supply is turned on and off by a switching element. A power conversion circuit for converting to a voltage; a resonance circuit connected to the power conversion circuit for generating a high frequency voltage applied to an induction coil of an electrodeless discharge lamp; and a high frequency voltage applied to the induction coil periodically. In an electrodeless discharge lamp lighting device comprising a power control circuit that periodically turns on and off the electrodeless discharge lamp by turning it on and off,
The power conversion circuit generates a high-frequency voltage having a voltage value necessary to start lighting of the electrodeless discharge lamp with a frequency of a high-frequency voltage applied to the induction coil during a lighting period of the electrodeless discharge lamp. An electrodeless discharge lamp lighting device, wherein the frequency of on / off operation by the switching element is constant.
前記直流電源は、前記無電極放電灯の点灯期間、前記直流電圧を小さくすることにより、前記誘導コイルに印加される高周波電圧を調整する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。   2. The electrodeless discharge lamp according to claim 1, wherein the DC power supply adjusts a high-frequency voltage applied to the induction coil by reducing the DC voltage during a lighting period of the electrodeless discharge lamp. Lighting device. 前記電力変換回路は、前記無電極放電灯の点灯期間、前記スイッチング素子によるオンオフ動作のデューティを小さくすることにより、前記誘導コイルに印加される高周波電圧を調整する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。   The power conversion circuit adjusts a high-frequency voltage applied to the induction coil by reducing a duty of an on / off operation by the switching element during a lighting period of the electrodeless discharge lamp. The electrodeless discharge lamp lighting device described. 前記電力制御回路は、前記無電極放電灯の点灯期間を短くすることにより、前記誘導コイルに印加される高周波電圧を調整する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。   The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1, wherein the power control circuit adjusts a high-frequency voltage applied to the induction coil by shortening a lighting period of the electrodeless discharge lamp. 少なくとも水銀及び希ガスを含む放電ガスと、前記放電ガスを封入するバルブと、高周波電圧を生成する高周波電源回路と、前記バルブに設けられた断面凹形状の空洞部内に配設され、前記高周波電源回路から供給される高周波電圧により前記放電ガスに高周波電磁界を供給する誘導コイルと、磁気性材料からなり、前記誘導コイルが巻回される円筒形状のコアと、熱伝導性材料からなり、前記コアの内側で該コアに接触する部材とを備える照明装置において、
前記高周波電源回路は、請求項1ないし4のいずれかに記載の無電極放電灯点灯装置であることを特徴とする照明装置。

A discharge gas containing at least mercury and a rare gas; a bulb for sealing the discharge gas; a high-frequency power supply circuit for generating a high-frequency voltage; and a high-frequency power supply disposed in a hollow section having a concave cross section provided in the bulb. An induction coil that supplies a high-frequency electromagnetic field to the discharge gas by a high-frequency voltage supplied from a circuit, and a magnetic material, a cylindrical core around which the induction coil is wound, and a thermally conductive material, In a lighting device comprising a member that contacts the core inside the core,
5. The lighting device according to claim 1, wherein the high-frequency power supply circuit is the electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1.

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