JP2005135645A - Electrodeless discharge lamp lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無電極放電灯点灯装置に関するものである。 The present invention relates to an electrodeless discharge lamp lighting device.
一般に、図7に示すように、交流電源ACから電力供給され、無電極放電灯1を点灯させる無電極放電灯点灯装置が知られている。この無電極放電灯点灯装置は、交流電源ACから電力供給を受けて直流電圧を出力する直流電源回路と、直流電源回路を電源として動作し直流電圧を高周波出力Vcoilに変換する高周波電源回路2とを備える。
In general, as shown in FIG. 7, an electrodeless discharge lamp lighting device is known that is supplied with electric power from an AC power supply AC and lights an
直流電源回路は、交流電源ACを整流するダイオードブリッジのような整流器DBと、昇圧チョッパ回路3とで構成される。昇圧チョッパ回路3は、整流器DBの出力端間に、インダクタL1とFETからなるスイッチング要素Q1との直列回路がインダクタL1を整流器DBの正極の出力端に接続する形で接続され、スイッチング要素Q1の両端間に、平滑用コンデンサC1とダイオードD1との直列回路がダイオードD1のアノードをスイッチング要素Q1とインダクタL1との接続点に接続する形で接続された構成を有する。さらに、昇圧チョッパ回路3は、スイッチング要素Q1を高周波でオンオフさせる出力制御部4を備える。平滑用コンデンサC1の両端が直流電源回路の出力端であって、平滑用コンデンサC1は直流電源回路の出力電圧Vdcを平滑する平滑部として機能する。
The DC power supply circuit includes a rectifier DB such as a diode bridge that rectifies the AC power supply AC, and the
高周波電源回路2は、昇圧チョッパ回路3の出力端間に直列に接続されたFETからなる一対スイッチング素子Q2、Q3を備えたインバータ回路5と、インバータ回路5を駆動させるドライブ回路6とで構成される。
The high frequency
インバータ回路5は、一方のスイッチング素子Q3の両端間に接続されたインダクタL2とコンデンサC2との直列回路を備え、コンデンサC2の両端間にコンデンサC3を介して無電極放電灯1を構成する誘導コイル7が接続される。ドライブ回路6は、一方のスイッチング素子Q3に接続されるLout端子およびL−GND端子と、他方のスイッチング素子Q2に接続されるHout端子およびH−GND端子とを有し、各スイッチング素子Q2、Q3に対して略180°の位相差がある駆動信号を夫々出力することによってスイッチング素子Q2、Q3を高周波で交互にオンオフさせる。結果的に、高周波電源回路2は誘導コイル7に対して高周波出力Vcoilを与える。
The
一方、無電極放電灯1は、内面に蛍光体が塗布された球状のガラスバルブ8内に金属蒸気(たとえば水銀)などの放電ガスが不活性ガス(たとえば希ガス)とともに封入され、ガラスバルブ8に近接して上述した誘導コイル7が配設されて構成される。インバータ回路5が数十kHzから数百MHz(たとえば13.56MHz)の高周波電流を誘導コイル7に流すことによって、誘導コイル7はガラスバルブ8内の放電ガスに対して高周波電磁界を作用させて紫外線を発生させる。そして、蛍光体が紫外線を受けることによって可視光を発生し、無電極放電灯1が点灯する。また、紫外線を取り出す場合には蛍光体が塗布されていないガラスバルブを採用する。
On the other hand, in the
ところで、この無電極放電灯点灯装置は、無電極放電灯1の初始動時において、直流電源回路の出力電圧Vdcが高周波電源回路2の動作に必要な駆動電圧に達してから無電極放電灯1を始動するために、電圧検出回路9と起動タイマー回路10とを備える。
By the way, in this electrodeless discharge lamp lighting device, when the
電圧検出回路9は、整流器DBの出力端間に接続される抵抗R1と抵抗R2との直列回路と、抵抗R2に並列に接続されるコンデンサC4とで構成され、抵抗R1と抵抗R2との接続点が起動タイマー回路10のトリガ端子trに接続される。起動タイマー回路10は、一定の立上時間Ts(図8(b)参照)を時限し、立上時間Ts内において停止信号Vstを出力端子opから出力する。起動タイマー回路10の出力端子opがドライブ回路6に設けた停止用端子stに接続され、ドライブ回路6は停止信号Vstを受けて停止用端子stがHレベルである期間に駆動信号の出力を停止することによってインバータ回路5の動作を停止させる。
The
すなわち、起動タイマー回路10は、電源投入により電圧検出回路9における抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位が起動タイマー回路10をトリガ可能な電位(設定電位)を超えるように立ち上がると、その後、一定の立上時間Tsに亙って停止信号Vstを出力することによって高周波電源回路2を停止させ、立上時間Ts経過後から高周波電源回路2を動作させる。ここで、立上時間Tsは、直流電源回路への電力供給の開始から直流電源回路の出力電圧Vdcが高周波電源回路2の駆動電圧に達するまでに要する時間に設定される。
That is, when the
上述した無電極放電灯点灯装置の動作を、図8を参照して説明する。交流電源ACからの電力供給の開始時t1において、図8(a)に示すように、整流器DBの出力端間の電圧Vinが立ち上がると、図8(b)に示すように、起動タイマー回路10はトリガされ時刻t2までの立上時間Tsに亙って停止信号VstをHレベルにする。高周波電源回路2は、停止用端子stがHレベルである期間には動作を停止するから、図8(c)に示すように、立上時間Ts経過後の時刻t2から誘導コイル7に対して高周波出力Vcoilを与え始める。
The operation of the above electrodeless discharge lamp lighting device will be described with reference to FIG. When the voltage Vin between the output terminals of the rectifier DB rises as shown in FIG. 8 (a) at the start of power supply from the AC power supply AC, as shown in FIG. 8 (a), the
このように、起動タイマー回路10は、直流電源回路の出力電圧Vdcが高周波電源回路2の駆動電圧に達してから高周波電源回路2の動作を開始させ、結果的に、無電極放電灯1の始動時において発振周波数や振幅が安定しないなどの始動不良を防止し安定した始動を実現する。特に、無電極放電灯1は、点弧始動時においてインダクタ負荷であって、通常の蛍光ランプである有電極の放電灯と比較して始動時に大きな電力を必要とするので、起動タイマー回路10を設けることによる効果が大きい(たとえば特許文献1参照)。
ところで、交流電源ACは、図8に示すように、数百msにも満たないような短時間(時刻t3から時刻t4にかけて)停電する場合がある。このような瞬時停電時には、無電極放電灯1を早期に再始動できることが望まれる。しかし、上述した無電極放電灯点灯装置は、交流電源の復電時t4においても、初始動時t1と同様に起動タイマー回路10が動作するから無電極放電灯1の再始動が立上時間Tsだけ遅れてしまう。
By the way, as shown in FIG. 8, the AC power supply AC may be subjected to a power failure for a short time (from time t3 to time t4) that is less than several hundred ms. It is desirable that the
また、この無電極放電灯1を点滅式のイルミネーション等の照明に用いた場合には、無電極放電灯1の再始動の度に起動タイマー回路10が動作してしまうことによって点滅の応答性が低減する可能性がある。
Further, when the
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、瞬時停電等の交流電源からの電力供給が途切れる時間が短い場合には交流電源の復帰と同時に無電極放電灯を再始動させる無電極放電灯点灯装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above reasons, and in the case where the power supply from the AC power supply such as an instantaneous power failure is short, the electrodeless electrode that restarts the electrodeless discharge lamp simultaneously with the return of the AC power supply. An object is to provide a discharge lamp lighting device.
請求項1の発明は、交流電源から電力供給され直流電圧を出力するとともに出力電圧を平滑する平滑部を備えた直流電源回路と、直流電源回路の出力を高周波出力に変換し放電ガスを封入したバルブに誘導コイルを近接配置した無電極放電灯に対し前記高周波出力を誘導コイルに与えて無電極放電灯を点灯させる高周波電源回路と、直流電源回路に対する交流電源からの電力供給が開始されてから直流電源回路の出力電圧が高周波電源回路の動作に必要な駆動電圧に達するまでの立上時間において高周波電源回路の動作を停止させる起動タイマー回路とを備え、交流電源の停止から直流電源回路の出力電圧が前記駆動電圧以上である間に交流電源が復帰したときには起動タイマー回路を無効にし無電極放電灯を再始動させる瞬時停電対策手段を設けたことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, a DC power supply circuit provided with a smoothing section for supplying a DC voltage supplied from an AC power supply and smoothing the output voltage, and converting the output of the DC power supply circuit into a high frequency output and enclosing a discharge gas A high-frequency power supply circuit that turns on the electrodeless discharge lamp by supplying the high-frequency output to the induction coil with respect to the electrodeless discharge lamp in which the induction coil is arranged close to the bulb, and power supply from the AC power supply to the DC power supply circuit is started. A start timer circuit that stops the operation of the high-frequency power supply circuit during the rise time until the output voltage of the DC power supply circuit reaches the drive voltage necessary for the operation of the high-frequency power supply circuit. Instantaneous power failure countermeasure means for disabling the start timer circuit and restarting the electrodeless discharge lamp when the AC power is restored while the voltage is equal to or higher than the drive voltage Characterized by providing.
ところで、瞬時停電等の交流電源からの電力供給が途切れる時間が短い場合には、平滑部によって直流電源回路の出力電圧が駆動電圧以上に保たれるから、直流電源回路は交流電源の復帰と同時に高周波電源回路を動作させることが可能である。そこで、請求項1の構成を採用することにより、交流電源が停止しても直流電源回路の出力電圧が駆動電圧以上である間に交流電源が復帰したときには、交流電源の復帰と同時に高周波電源回路の動作を開始させることによって無電極放電灯を早期に再始動させることができる。たとえば、点滅式のイルミネーション等の照明に無電極放電灯を用いた場合には、点滅の応答性が従来構成よりも高くなる。
By the way, when the power supply from the AC power supply such as an instantaneous power failure is short, the output voltage of the DC power supply circuit is maintained at the driving voltage or higher by the smoothing unit. A high-frequency power supply circuit can be operated. Therefore, by adopting the configuration of
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記起動タイマー回路が前記立上時間に亙って停止信号を出力し、前記高周波電源回路が停止信号を受ける期間に高周波出力を停止させるドライブ回路を備え、前記瞬時停電対策手段が、停止信号を無効にする信号無効回路からなることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the start timer circuit outputs a stop signal over the rise time, and the high frequency power supply circuit stops the high frequency output during a period in which the stop signal is received. And the instantaneous power failure countermeasure means comprises a signal invalid circuit for invalidating a stop signal.
この構成によれば、信号無効回路が起動タイマー回路と高周波電源回路との間において停止信号を無効にするものであればよいから、信号無効回路を設けるにあたって従来構成に対する大きな変更は必要なく、従来構成に対する容易な変更で瞬時停電対策手段を実現することができる。 According to this configuration, since the signal invalidation circuit only needs to invalidate the stop signal between the start timer circuit and the high frequency power supply circuit, there is no need to make a major change to the conventional configuration when providing the signal invalidation circuit. Instantaneous power failure countermeasures can be realized with easy changes to the configuration.
また、請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記信号無効回路が、前記交流電源が復帰してから少なくとも前記立上時間は動作することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the signal invalid circuit operates at least during the rise time after the AC power supply is restored.
この構成によれば、信号無効回路は立上時間にのみ動作すればよいから、瞬時停電対策手段を設けることによる消費電力の増加を抑えることができる。 According to this configuration, since the signal invalid circuit only needs to operate during the rise time, an increase in power consumption due to provision of the instantaneous power failure countermeasure means can be suppressed.
また、請求項4の発明では、請求項1の発明において、前記交流電源の絶対値に比例する電圧を検出する電圧検出回路を備え、前記起動タイマー回路は、電圧検出回路の検出する電圧が印加されるトリガ端子を備え、トリガ端子の電位が所定の設定電位を超えるように立ち上がることにより高周波電源回路の動作を停止させ、前記瞬時停電対策手段は、トリガ端子の電位を前記設定電位より大きい値に維持する電位維持回路からなることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the invention, there is provided a voltage detection circuit for detecting a voltage proportional to an absolute value of the AC power supply according to the first aspect of the invention, and the start-up timer circuit applies a voltage detected by the voltage detection circuit. The high frequency power supply circuit is stopped by rising so that the potential of the trigger terminal exceeds a predetermined set potential, and the instantaneous power failure countermeasure means sets the potential of the trigger terminal to a value larger than the set potential. It is characterized by comprising a potential maintaining circuit that maintains the above.
この構成によれば、電位維持回路がトリガ端子に接続されて動作するものであればよいから、電位維持回路を設けるにあたって従来構成に対する大きな変更が必要なく、従来構成に対する容易な変更で瞬時停電対策手段を実現することができる。 According to this configuration, since the potential maintaining circuit only needs to operate by being connected to the trigger terminal, it is not necessary to make a major change to the conventional configuration when providing the potential maintaining circuit, and an instantaneous power failure countermeasure can be made by an easy change to the conventional configuration. Means can be realized.
請求項5の発明は、請求項4の発明において、前記電位維持回路が、前記交流電源の停止から少なくとも前記直流電源回路の出力電圧が前記駆動電圧以上である間は動作することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the invention, the potential maintaining circuit operates during at least the output voltage of the DC power supply circuit being equal to or higher than the driving voltage after the AC power supply is stopped. .
この構成によれば、電位維持回路は交流電源の停止から直流電源回路の出力電圧が駆動電圧以上である間に動作すればよいから、瞬時停電対策手段を設けることによる消費電力の増加を抑えることができる。 According to this configuration, since the potential maintaining circuit only needs to operate while the output voltage of the DC power supply circuit is equal to or higher than the drive voltage after the AC power supply is stopped, the increase in power consumption due to the provision of an instantaneous power failure countermeasure is suppressed. Can do.
請求項6の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかの発明において、前記交流電源の停止から少なくとも前記直流電源回路の出力電圧が前記駆動電圧以上である間は前記高周波電源回路の出力電圧を低減させることにより前記無電極放電灯の点灯を持続させる点灯維持手段を備えることを特徴とする。
The invention of
この構成によれば、瞬時停電等の交流電源からの電力供給が途切れる時間が短い場合に、無電極放電灯のちらつきを防止することができる。 According to this configuration, the flicker of the electrodeless discharge lamp can be prevented when the power supply from the AC power source such as an instantaneous power failure is short.
請求項7の発明は、交流電源から電力供給され直流電圧を出力するとともに出力電圧を平滑する平滑部を備えた直流電源回路と、直流電源回路の出力を高周波出力に変換し放電ガスを封入したバルブに誘導コイルを近接配置した無電極放電灯に対し前記高周波出力を誘導コイルに与えて無電極放電灯を点灯させる高周波電源回路と、交流電源の絶対値に比例する電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路の検出する電圧が印加されるトリガ端子を備えトリガ端子の電位が所定の設定電位を超えるように立ち上がることによりトリガされ直流電源回路の出力電圧が高周波電源回路の動作に必要な駆動電圧に達するまでの立上時間において停止信号を出力する起動タイマー回路とを備え、高周波電源回路が停止信号を受ける期間に高周波出力を停止させるドライブ回路を備え、起動タイマー回路とドライブ回路との間に介在し交流電源の停止から直流電源回路の出力電圧が前記駆動電圧以上である間に交流電源が復帰したときには停止信号を無効にする信号無効回路を設け、信号無効回路が、交流電源が復帰してから少なくとも立上時間は動作することを特徴とする。 According to the seventh aspect of the present invention, a DC power supply circuit provided with a smoothing section for supplying a DC voltage supplied from an AC power supply and smoothing the output voltage, and converting the output of the DC power supply circuit into a high frequency output and enclosing a discharge gas A high-frequency power supply circuit for lighting the electrodeless discharge lamp by supplying the high-frequency output to the induction coil with respect to the electrodeless discharge lamp in which the induction coil is arranged close to the bulb, and a voltage detection circuit for detecting a voltage proportional to the absolute value of the AC power supply And a trigger terminal to which the voltage detected by the voltage detection circuit is applied, and the trigger terminal is triggered by rising so that the potential of the trigger terminal exceeds a predetermined set potential. The output voltage of the DC power supply circuit is necessary for the operation of the high-frequency power supply circuit. A start timer circuit that outputs a stop signal during the rise time until the drive voltage is reached, and a high-frequency output during the period when the high-frequency power supply circuit receives the stop signal Provided with a drive circuit for stopping, and interposed between the start timer circuit and the drive circuit, the stop signal is invalidated when the AC power supply recovers while the output voltage of the DC power supply circuit is equal to or higher than the drive voltage after the AC power supply stops The signal invalid circuit is provided, and the signal invalid circuit operates at least for a rise time after the AC power supply is restored.
この構成によれば、交流電源が停止しても直流電源回路の出力電圧が駆動電圧以上である間に交流電源が復帰したときには、交流電源の復帰と同時に高周波電源回路の動作を開始させることによって無電極放電灯を早期に再始動させることができる。たとえば、点滅式のイルミネーション等の照明に無電極放電灯を用いた場合には、点滅の応答性が従来構成よりも高くなる。 According to this configuration, when the AC power supply is restored while the output voltage of the DC power supply circuit is equal to or higher than the drive voltage even when the AC power supply is stopped, the operation of the high-frequency power supply circuit is started simultaneously with the restoration of the AC power supply. The electrodeless discharge lamp can be restarted early. For example, when an electrodeless discharge lamp is used for illumination such as flashing illumination, the response of flashing is higher than that of the conventional configuration.
本発明は、交流電源が停止しても直流電源回路の出力電圧が駆動電圧以上である間に交流電源が復帰するような交流電源からの電力供給が途切れる時間が短い場合には、交流電源の復帰と同時に高周波電源回路の動作を開始させることによって無電極放電灯を早期に再始動させることができるという利点がある。たとえば、点滅式のイルミネーション等の照明に無電極放電灯を用いた場合には、点滅の応答性が従来構成よりも高くなる。 In the case where the power supply from the AC power supply is interrupted so that the AC power supply recovers while the output voltage of the DC power supply circuit is equal to or higher than the drive voltage even when the AC power supply is stopped, the AC power supply There is an advantage that the electrodeless discharge lamp can be restarted early by starting the operation of the high-frequency power supply circuit simultaneously with the return. For example, when an electrodeless discharge lamp is used for illumination such as flashing illumination, the response of flashing is higher than that of the conventional configuration.
以下の各実施形態において、従来構成と同様の機能および構成については従来構成と同じ符号を用いて説明を省略する。 In the following embodiments, the same functions and configurations as those of the conventional configuration are denoted by the same reference numerals as those of the conventional configuration, and description thereof is omitted.
(実施形態1)
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、図1に示すように、図7に示した従来構成に対して瞬時停電対策手段としての信号無効回路11を付加したものである。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the electrodeless discharge lamp lighting device of the present embodiment is obtained by adding a signal
本実施形態は、交流電源ACからの電力供給の開始時および再開時において、起動タイマー回路10が出力端子opからドライブ回路6の停止用端子stに対して停止信号Vstを出力し、停止用端子stをHレベルにすることによって高周波電源回路2の動作を停止させることを利用し、瞬時停電等の交流電源ACからの電力供給が途切れる時間が短い場合に、起動タイマー回路10の出力する停止信号Vstを停止用端子stに対して無効にすることによって、高周波電源回路2を起動タイマー回路10に関係なく動作させるものである。
In the present embodiment, the
本実施形態の信号無効回路11は、ドライブ回路6の停止用端子stを整流器DBの陰極の出力端と同じ電位にすることによって停止用端子stに対する停止信号Vstを無効にするために、停止用端子stと整流器DBの陰極の出力端との間に挿入されるスイッチング素子Q4を備える。スイッチング素子Q4はFETからなり、スイッチング素子Q4がオンである期間には、停止用端子stが整流器DBの陰極の出力端と同じ電位であるから停止用端子stに対する停止信号Vstが全て無効になる。
The
また、信号無効回路11は、平滑用コンデンサC1から電力供給され出力端に基準電位を生じる基準電源回路12と、基準電源回路12の出力端と整流器DBの陰極の出力端との間に挿入される抵抗R3とコンデンサC5との直列回路と、基準電源回路12の出力端と抵抗R3との間に挿入されるスイッチング要素Q5とを備え、スイッチング要素Q5がオンである期間に基準電源回路12によってコンデンサC5を充電する。スイッチング要素Q5は、pnp形のトランジスタからなり、ベースが電圧検出回路9における抵抗R1と抵抗R2との接続点に接続されることによって、抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位が基準電位より小さくなるとオンする。コンデンサC5と抵抗R3との接続点はスイッチング素子Q4のゲートに接続され、コンデンサC5の両端間の電圧Vcがスイッチング素子Q4のしきい値電圧以上になるとスイッチング素子Q4がオンする。
The signal
さらに、スイッチング要素Q5がオフすることによってコンデンサC5に充電された電荷を放電できるように、スイッチング要素Q5と抵抗R3との接続点と整流器DBの陰極の出力端との間に抵抗R4が挿入される。 Further, a resistor R4 is inserted between the connection point between the switching element Q5 and the resistor R3 and the cathode output terminal of the rectifier DB so that the charge charged in the capacitor C5 can be discharged by turning off the switching element Q5. The
本実施形態の動作を、交流電源ACの停止から交流電源ACの復帰までの時間が数百msにも満たないような短時間である瞬時停電の場合の動作を示した図2を参照して説明する。このような瞬時停電においては、直流電源回路の出力電圧Vdcは平滑用コンデンサC1によって高周波電源回路2の駆動電圧以上に維持される。
The operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. 2 showing the operation in the case of a momentary power failure in which the time from the stop of the AC power supply AC to the return of the AC power supply AC is less than several hundred ms. explain. In such an instantaneous power failure, the output voltage Vdc of the DC power supply circuit is maintained to be equal to or higher than the drive voltage of the high-frequency
時刻t2から交流電源ACの停止時t3までの無電極放電灯1の点灯期間に、電圧検出回路9における抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位が基準電位より大きくなるように基準電源回路12や電圧検出回路9の各部品の定数が設定されている。したがって、この期間内において、スイッチング要素Q5がオフであって、スイッチング素子Q4もオフであるから、起動タイマー回路10が出力する停止信号Vstは停止用端子stに対して有効である。一方、交流電源ACの停止時t3においては、図2(a)に示すように、整流器DBの出力端間の電圧Vinが立ち下がるから、電圧検出回路9における抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位が低減することによってスイッチング要素Q5がオンし、基準電源回路12はコンデンサC5の充電を開始する。図2(c)に示すように、コンデンサC5の両端間の電圧Vcがスイッチング素子Q4のしきい値電圧Vth1に達することによりスイッチング素子Q4がオンする。
In the lighting period of the
一方、交流電源ACの復帰時t4においては、電圧検出回路9における抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位が上昇することによってスイッチング要素Q5がオフになる。したがって、コンデンサC5に充電された電荷は抵抗R3および抵抗R4を通って充電時と比較して緩やかに放電を開始し、図2(c)に示すように、コンデンサC5の両端間の電圧Vcが下降を開始する。ここで、スイッチング素子Q4が一定のマスク時間Tmに亙ってオン状態を持続するように信号無効回路11の各部品の定数が設定されており、スイッチング素子Q4はオンになってからマスク時間Tm経過後の時刻t6においてオフになる。
On the other hand, at the time t4 when the AC power supply AC is restored, the switching element Q5 is turned off by increasing the potential at the connection point between the resistor R1 and the resistor R2 in the
マスク時間Tmは、交流電源ACの復帰時t4から少なくとも立上時間Tsに亙ってスイッチング素子Q4をオンするように、たとえば数百msの瞬時停電時間に対して少なくとも立上時間Tsを加算した時間に設定される。したがって、図2(b)に示すように、交流電源ACの復帰時t4から時刻t5までの立上時間Tsに亙って、起動タイマー回路10が停止信号Vstを出力するが、スイッチング素子Q4がオンしていることによって、図中に破線で示すようにドライブ回路6の停止用端子stに対する停止信号Vstは無効になる。
For the mask time Tm, at least the rise time Ts is added to the instantaneous power failure time of, for example, several hundred ms so that the switching element Q4 is turned on for at least the rise time Ts from the return time t4 of the AC power supply AC. Set to time. Therefore, as shown in FIG. 2B, the
すなわち、上述した無電極放電灯点灯装置は、瞬時停電等の交流電源ACからの電力供給が途切れる時間が短い場合には、起動タイマー回路10を無効にするから、図2(d)に示すように、高周波電源回路2が交流電源ACの復帰と同時に誘導コイル7に対して高周波出力Vcoilを与え始め無電極放電灯1を再始動させる。
That is, since the electrodeless discharge lamp lighting device described above disables the
また、交流電源ACからの電力供給が途切れる時間が長く、平滑用コンデンサC1に充電された電荷が低減し直流電源回路の出力電圧Vdcが高周波電源回路2の駆動電圧を下回るような場合には、平滑用コンデンサC1から電力供給されている基準電源回路12の出力端の電位が低下し、スイッチング要素Q5がオフになることによって、後にスイッチング素子Q4もオフになる。この場合の交流電源ACの復帰時には、スイッチング素子Q4がオフであるから、起動タイマー回路10の出力する停止信号Vstはドライブ回路6の停止用端子stに対して有効である。したがって、起動タイマー回路10は従来構成と同様に立上時間Ts経過後に無電極放電灯1を再始動させ、無電極放電灯1の始動時において発振周波数や振幅が安定しないなどの始動不良を防止し安定した始動を実現する。
In addition, when the power supply from the AC power supply AC is interrupted for a long time, the charge charged in the smoothing capacitor C1 is reduced, and the output voltage Vdc of the DC power supply circuit is lower than the drive voltage of the high frequency
ところで、無電極放電灯1は、長寿命および省メンテナンスであるという利点があって、メンテナンスが面倒なトンネル灯照明として無電極放電灯1を採用するメリットが大きい。無電極放電灯1をトンネル灯照明として採用する場合には、停電によるトンネル内の消灯を防止するために非常用バッテリを備え交流電源ACの停電時に電力供給源を交流電源ACから非常用バッテリに切替えて動作する非常灯機能対応の無電極放電灯点灯装置を採用することが好ましい。ここで、非常灯機能対応の無電極放電灯点灯装置に本実施形態の瞬時停電対策手段を付加すれば、電力供給源の切替えと同時に無電極放電灯1を再始動できるから、停電時におけるトンネル内の消灯時間が短くなり、結果的に、トンネル内の安全性の向上につながる。
By the way, the
また、無電極放電灯1は、高周波電源回路2の高周波出力Vcoilの絶対値が一定の点灯出力Vth2(図3(d)参照)以上であれば点灯可能である。交流電源ACの停止中に高周波電源回路2の電力供給源となるのは平滑用コンデンサC1であるから、平滑用コンデンサC1に充電された電荷の消費を抑えた状態で高周波電源回路2を動作させれば、瞬時停電等の交流電源ACからの電力供給が途切れる時間が短い場合には無電極放電灯1の点灯を持続させることができる。そこで、交流電源ACの停止中に、高周波電源回路2の高周波出力Vcoilの絶対値を点灯出力Vth2以上の範囲内で他の点灯期間より低減させることによって無電極放電灯1の点灯を持続させる点灯持続手段を設ける。
The
点灯持続手段として、高周波電源回路2のドライブ回路6が発生する駆動信号の周波数f(図3(c)参照)を増加させる構成と、直流電源回路の出力電圧Vdcを低減させる構成とが考えられる。
As the lighting sustaining means, a configuration in which the frequency f (see FIG. 3C) of the drive signal generated by the
前者の点灯持続手段は、交流電源ACの停止中に増加信号を出力する機能を起動タイマー回路10に設け、且つ、ドライブ回路6に前記増加信号を受ける期間に駆動信号の周波数を増加させる機能を設けることによって実現される。要するに、図3に示すように、交流電源ACの停止中t3〜t4に、高周波電源回路2は起動タイマー回路10から増加信号を受けることによって駆動信号の周波数fを増加させ高周波出力Vcoilの絶対値を低減させる。
The former lighting continuation means has a function of outputting an increase signal while the AC power supply AC is stopped in the
一方、後者の点灯持続手段は、交流電源ACの停止中に低減信号を出力する機能を起動タイマー回路10に設け、且つ、直流電源回路における出力制御部4に前記低減信号を受ける期間に昇圧チョッパ回路3の出力電圧Vdcを低減させる機能を設けることによって実現される。要するに、図4に示すように、交流電源ACの停止中t3〜t4に、直流電源回路は起動タイマー回路10から低減信号を受けることによって出力電圧Vdcを低減させ、結果的に、高周波電源回路2の高周波出力Vcoilの絶対値を低減させる。
On the other hand, the latter lighting continuation means is provided with a function for outputting a reduction signal while the AC power supply AC is stopped in the start-up
上述したような点灯持続手段を設けることによって、瞬時停電等の交流電源ACからの電力供給が途切れる時間が短い場合に、無電極放電灯1のちらつきを防止するという効果が期待できる。
By providing the lighting continuous means as described above, an effect of preventing the flicker of the
なお、瞬時停電等の交流電源ACからの電力供給が途切れる時間が短い場合には、直流電源回路の出力電圧Vdcは平滑用コンデンサC1によって高周波電源回路2の動作に必要な駆動電圧以上に保持されるから、本実施形態のように交流電源ACの復帰と同時に高周波電源回路2を動作させても、無電極放電灯1の再始動時において発振周波数や振幅が安定しないなどの始動不良は生じない。
When the power supply from the AC power supply AC is interrupted, such as an instantaneous power failure, the output voltage Vdc of the DC power supply circuit is held above the drive voltage necessary for the operation of the high frequency
(実施形態2)
本実施形態の無電極放電灯点灯装置は、図5に示すように、実施形態1における信号無効回路11に代えて電位維持回路13を瞬時停電対策手段として採用した点に特徴がある。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 5, the electrodeless discharge lamp lighting device of the present embodiment is characterized in that a potential maintaining
ところで、起動タイマー回路10は、トリガ端子trの電位Vtrがある設定電位Vth3(図6(c)参照)を超えるように立ち上がることによってトリガされ、立上時間Tsの時限を開始するとともにドライブ回路6の停止用端子stに対して停止信号Vstを出力することによって高周波電源回路2の動作を停止させる。トリガ端子trの電位Vtrは、電圧検出回路9における抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位に等しく、交流電源ACからの電力供給がある期間には設定電位Vth3より大きい状態に保たれているが、交流電源ACからの電力供給が遮断されるとすぐに設定電位Vth3より小さくなる。本実施形態では、起動タイマー回路10のトリガ端子trの電位Vtrが設定電位Vth3を超えるように立ち上がることがなければ起動タイマー回路10がトリガされないことを利用し、瞬時停電等の交流電源ACからの電力供給が途切れる時間が短い場合に、トリガ端子trの電位Vtrを設定電位Vth3より大きい値に維持することによって、交流電源ACの復帰後に起動タイマー回路10が動作しないようにする。
By the way, the
本実施形態の電位維持回路13は、平滑用コンデンサC1から電力供給され出力端の電位を基準電位に維持する基準電源回路12と、基準電源回路12の出力端と整流器DBの陰極の出力端との間に挿入される抵抗R5と抵抗R6との直列回路とを備え、抵抗R5と抵抗R6との接続点がオペアンプOP1からなるボルテージフォロワおよびダイオードD2を介して起動タイマー回路10のトリガ端子trに接続された構成を有する。さらに、電位維持回路13は基準電源回路12の出力端と抵抗R5との間に挿入されるスイッチング素子Q6を備える。スイッチング素子Q6は、pnp形のトランジスタからなり、ベースが電圧検出回路9における抵抗R1と抵抗R2との接続点に接続されることによって、抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位が基準電位より小さくなるとオンする。
The potential maintaining
上述した接続関係によって、電位維持回路13は、スイッチング素子Q6がオンである期間に、基準電源回路12の出力端の電位を両抵抗R5、R6によって分圧し、オペアンプOP1およびダイオードD2を介して起動タイマー回路10のトリガ端子trに印加する。ここで、基準電源回路12の出力端の電位が基準電位であるときにはトリガ端子trの電位Vtrが設定電位Vth3より大きくなるように、電位維持回路13の各部品の定数が設定される。
Due to the connection relationship described above, the potential maintaining
本実施形態の動作を、交流電源ACの停止から交流電源ACの復帰までの時間が数百msにも満たないような短時間である瞬時停電の場合の動作を示した図6を参照して説明する。このような瞬時停電においては、直流電源回路の出力電圧Vdcが平滑用コンデンサC1によって高周波電源回路2の駆動電圧以上に維持されるとともに、基準電源回路12の出力端の電位が平滑用コンデンサC1によって基準電位に維持される。
The operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. 6 showing the operation in the case of a momentary power failure in which the time from the stop of the AC power supply AC to the return of the AC power supply AC is less than several hundred ms. explain. In such an instantaneous power failure, the output voltage Vdc of the DC power supply circuit is maintained to be equal to or higher than the drive voltage of the high-frequency
時刻t2から交流電源の停止時t3までの無電極放電灯1の点灯期間に、電圧検出回路9における抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位が基準電位より大きくなるように基準電源回路12や電圧検出回路9の各部品の定数が設定されている。したがって、この期間内においては、スイッチング素子Q6がオフであるから、起動タイマー回路10のトリガ端子trの電位Vtrは電圧検出回路9における抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位に等しく、図6(c)に示すように設定電位Vth3より大きい値に維持される。
In the lighting period of the
交流電源ACの停止時t3においては、図6(a)に示すように、整流器DBの出力端間の電圧Vinが立ち下がるから、電圧検出回路9における抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位が低減することによってスイッチング素子Q6がオンする。スイッチング素子Q6がオンすることにより、上述したように、基準電源回路12の出力が両抵抗R5、R6によって分圧されオペアンプOP1およびダイオードD2を介して起動タイマー回路10のトリガ端子trにフィードバックされる。交流電源の停止中t3〜t4においては、基準電源回路12の出力端の電位が平滑用コンデンサC1によって基準電位に維持されるから、図6(c)に示すように、トリガ端子trの電位Vtrは設定電位Vth3より大きい値に維持される。
At the time t3 when the AC power supply AC is stopped, as shown in FIG. 6A, the voltage Vin between the output terminals of the rectifier DB falls, so the potential at the connection point between the resistor R1 and the resistor R2 in the
交流電源ACの復帰時t4においては、電圧検出回路9における抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位が上昇することによってスイッチング素子Q6がオフになる。したがって、起動タイマー回路10のトリガ端子trの電位Vtrは、抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位に等しく、図6(c)に示すように設定電位Vth3より大きい値に維持される。
At the time t4 when the AC power supply AC is restored, the switching element Q6 is turned off by increasing the potential at the connection point between the resistor R1 and the resistor R2 in the
すなわち、瞬時停電等の交流電源ACからの電力供給が途切れる時間が短い場合には、電位維持回路13は平滑用コンデンサC1からの電力供給を受けて起動タイマー回路10のトリガ端子trの電位Vtrを設定電位Vth3より大きい値に維持することによって、図6(b)に示すように、起動タイマー回路10を無効にする。その結果、図6(d)に示すように、高周波電源回路2は交流電源ACの復帰と同時に誘導コイル7に対して高周波出力Vcoilを与え始め、無電極放電灯1を再始動させる。
That is, when the time during which the power supply from the AC power supply AC is interrupted, such as an instantaneous power failure, is short, the potential maintaining
また、交流電源ACからの電力供給が途切れる時間が長く、平滑用コンデンサC1に充電された電荷が低減し直流電源回路の出力電圧Vdcが高周波電源回路2の駆動電圧を下回るような場合には、平滑用コンデンサC1から電力供給されている基準電源回路12の出力端の電位が低下し、スイッチング素子Q6がオフになる。したがって、トリガ端子trの電位Vtrは、交流電源ACの停止中に電圧検出回路9における抵抗R1と抵抗R2との接続点の電位に等しくなるから設定電位Vth3を下回る。この場合の交流電源ACの復帰時には、起動タイマー回路10のトリガ端子trの電位Vtrが設定電位Vth3を超えるように立ち上がるから、起動タイマー回路10がトリガされることによって従来構成と同様に立上時間Ts経過後に無電極放電灯1を再始動させ、結果的に、無電極放電灯1の始動時において発振周波数や振幅が安定しないなどの始動不良を防止し安定した始動を実現する。
In addition, when the power supply from the AC power supply AC is interrupted for a long time, the charge charged in the smoothing capacitor C1 is reduced, and the output voltage Vdc of the DC power supply circuit is lower than the drive voltage of the high frequency
また、直流電源回路における出力制御部4にたとえばモトローラ社のMC33262を用いて、力率改善制御を採用する構成も考えられる。その場合には、力率改善のために交流電源ACの波形を検出するマルチプライヤ入力(3番ピン)のために設けた電圧検出回路によって検出される電圧を流用することによって、本実施形態のような電圧検出回路9を別に設ける必要がなく部品点数の低減が可能であり、低コスト化が期待できる。他の構成および機能は実施形態1と同様である。
In addition, a configuration in which power factor correction control is employed by using, for example, a Motorola MC33262 for the
1 無電極放電灯
2 高周波電源回路
6 ドライブ回路
7 誘導コイル
8 バルブ
9 電圧検出回路
10 起動タイマー回路
11 信号無効回路
13 電位維持回路
AC 交流電源
C1 平滑用コンデンサ(平滑部)
tr トリガ端子
Ts 立上時間
Vcoil 高周波出力
Vst 停止信号
Vth3 設定電位
DESCRIPTION OF
tr Trigger terminal Ts Rise time Vcoil High frequency output Vst Stop signal Vth3 Setting potential
Claims (7)
An induction coil is placed in close proximity to a DC power supply circuit equipped with a smoothing unit that outputs DC voltage supplied from an AC power supply and smoothes the output voltage, and a valve that converts the output of the DC power supply circuit into a high-frequency output and encloses a discharge gas. A high frequency power supply circuit that turns on the electrodeless discharge lamp by supplying the high frequency output to the induction coil with respect to the electrodeless discharge lamp, a voltage detection circuit that detects a voltage proportional to the absolute value of the AC power supply, and a detection of the voltage detection circuit A trigger terminal to which a voltage to be applied is applied, and is triggered until the output voltage of the DC power supply circuit reaches the drive voltage required for the operation of the high-frequency power supply circuit, triggered by rising so that the potential of the trigger terminal exceeds a predetermined set potential. A start timer circuit that outputs a stop signal at an upper time, and the high frequency power supply circuit is a driver that stops the high frequency output during a period of receiving the stop signal. A circuit that is connected between the start timer circuit and the drive circuit and disables the stop signal when the AC power is restored while the output voltage of the DC power circuit is equal to or higher than the drive voltage from the stop of the AC power supply An electrodeless discharge lamp lighting device, characterized in that a circuit is provided and the signal invalid circuit operates at least for a rise time after the AC power supply is restored.
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