JP3684907B2

JP3684907B2 - Power supply

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Publication number: JP3684907B2
Application number: JP08499399A
Authority: JP
Inventors: 正平山本; 大志城戸
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: JP2000287454A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波電力を負荷に供給する電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電源装置では動作周波数が高くなるにつれて負荷回路の特性の変動などの影響を受けやすくなり、回路動作を安定させることが難しくなってくる。また、電源装置からのノイズの発生量が増加するから、回路動作に影響を与え、外部回路にも誤動作などの影響を与えるという問題が生じる。
【０００３】
この種の問題を解決する電源装置としては、特開平９−３０６６８２号公報に記載されたものがある。この電源装置は、図１７および図１８に示すように、高周波の発振を行う発振回路２１と、発振回路２１の発振出力を増幅する前段増幅回路２２および中段増幅回路２３と、フィルタ回路２４とを備える。
【０００４】
発振回路２１は、水晶振動子ＸとトランジスタＱ３とを用いて高周波の発振を行うものであり、コイルＬ６およびコンデンサＣ１５により低Ｑの同調回路を構成しており、無調整の発振器となっている。前段増幅回路２２は、発振回路２１の発振出力をトランジスタＱ４により増幅するものであり、コイルＬ５およびコンデンサＣ１７により発振回路２１の発振周波数に同調するように構成している。また、抵抗Ｒ８〜Ｒ１０は減衰器を構成している。
【０００５】
中段増幅回路２３は、電力用ＭＯＳＦＥＴ（以下では、トランジスタと呼ぶ）Ｑ５により前段増幅回路２２の出力をさらに増幅するものである。コイルＬ７はトランジスタＱ５の入力キャパシタンスを打ち消すために挿入してあり、抵抗Ｒ１２はトランジスタＱ５の入力インピーダンスを前段増幅回路２２の出力と整合させるために挿入してある。また、コイルＬ４とコンデンサＣ１８とにより発振回路２１の発振周波数に同調させている。フィルタ回路２４は、コイルＬ３とコンデンサＣ９とにより構成され、高周波が直流電源２６（図１８参照）に帰還することを防いでいる。図１８における直流電源２６はフィルタ回路２４を含むものとして示してある。
【０００６】
図１７に示す回路のうち前段増幅回路２２と中段増幅回路２３とを実装したプリント基板１０を図１８に示す。図中において中段増幅回路２３の出力端には中段増幅回路２３の出力をさらに増幅する終段増幅回路２５が接続されている。図１８に示すプリント基板１０においては、接地パターンＧが前段増幅回路２２と中段増幅回路２３とをそれぞれ全周にわたって囲む形で形成されている。したがって、接地パターンＧのシールド効果により、前段増幅回路２２と中段増幅回路２３とにそれぞれ流れる共振電流が他の回路に影響を及ぼすのを防止することができ、結果的に共振電流の回り込みによる発振などが生じることがなく、回路動作が安定することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来構成のように、不要な高周波の回り込みや輻射を防止するには、対象となる回路の周囲を導体で囲むとともに、その導体を接地する構成が一般的である。しかしながら、回路を接地された導体で全周にわたって囲むと、回路の構成部品の配置に制約が多くなり、部品配置の設計が難しくなるという問題が生じる。とくに、プリント基板に回路部品を実装する際には対象となる回路を接地パターンで囲む構成を採用すると、接地パターンを除く回路パターンの引き回しが複雑になるから、回路パターンの設計が難しくなる。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノイズを低減させるシールド効果を持たせながらも部品配置の設計が容易な電源装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、スイッチング素子を含む高周波電源回路から共振回路を介して負荷回路に高周波電力を供給する電源装置であって、上記共振回路はプリント基板に実装され、上記高周波電源回路の出力端から上記共振回路までの部位で接地線を除いた電路である第１の電路として用いられる回路パターンを接地線となる接地パターンに近い位置に配線し、上記共振回路と共振回路から負荷回路に向かう経路とを含む部位で接地線を除いた電路である第２の電路として用いられる回路パターンを接地パターンから遠い位置に配線し、接地パターンは、第２の電路に用いる回路パターンの両側において上記回路パターンの負荷回路が接続される一端側が開放される形に上記回路パターンに沿って延長されているものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記共振回路が両面プリント基板に実装され、両面プリント基板の一面に形成される回路パターンが上記第１の電路に用いられ、第１の電路として用いる回路パターンは両面プリント基板の他面に形成されている接地パターンと対向する部分を有するものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、上記共振回路が片面プリント基板に実装され、第１の電路に用いる回路パターンの両側に近接して接地パターンが形成されているものである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、上記共振回路が、空芯コイルよりなるインダクタを含むものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、上記負荷回路が無電極放電灯を含むものである。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、上記負荷回路が、上記無電極放電灯への電力供給経路に挿入された電力供給用コイルを含むものである。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６の発明において、上記負荷回路が、上記共振回路と負荷との間に挿入されたマッチング回路を含むものである。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、上記マッチング回路が、上記高周波電源回路とは別のプリント基板に実装されているものである。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項７または請求項８の発明において、上記マッチング回路が両面プリント基板に実装され、マッチング回路において接地線を除く回路パターンが形成されている部位における両面プリント基板の他面には接地パターンが形成されていないものである。
【００１８】
請求項１０の発明は、スイッチング素子を含む高周波電源回路と、高周波電源回路の出力端に接続された共振回路と、放電ガスが封入されたバルブおよびバルブの内部空間に高周波電磁界を形成する励起コイルよりなる無電極放電灯と、共振回路と励起コイルとの間に挿入されたマッチング回路とを備え、少なくとも高周波電源回路と共振回路とは両面プリント基板に実装され、両面プリント基板の一面に形成される回路パターンにより高周波電源回路と共振回路との間が接続され、この回路パターンは両面プリント基板の他面に形成された接地パターンと対向する部分を有し、接地パターンは、上記共振回路から励起コイルに向かう経路を含む部位で接地線を除いた電路に用いる回路パターンの両側において上記回路パターンの励起コイルが接続される一端側が開放される形に上記回路パターンに沿って延長されているものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
（実施形態１）
本実施形態は、図１および図２に示すように、高周波電源回路１から出力された高周波電力が共振回路２を介して負荷回路３に供給される電源装置において、共振回路２と負荷回路３の一部であるマッチング回路４とを両面プリント基板１０ａに実装したものである。
【００２１】
図１（ａ）に示すように、共振回路２はインダクタＬｒ１とコンデンサＣｒ１との直列回路からなり、高周波電源回路１の出力端と負荷回路４との間に挿入される。高周波電源回路１と負荷回路４との接地線ＧＲは共通であり、共振回路２は接地線ＧＲではないほうの電路（以下では電力線と呼ぶ）に挿入される。高周波電源回路１はスイッチング素子を用いて高周波電力を生成する回路であって、共振回路２を通すことにより高調波成分が低減される。
【００２２】
負荷回路３はマッチング回路４と負荷としての無電極放電灯とを含む。無電極放電灯は、放電ガスが封入されたバルブＬＰと、バルブＬＰに近接して配置されている誘起コイルＬｐ１とを備え、マッチング回路４を通して誘起コイルＬｐ１に高周波電流を流すことにより、誘起コイルＬｐ１の周囲に形成される高周波電磁界をバルブＬＰの内部空間に作用させる。したがって、放電ガスが高周波電磁界により励起・電離されて発光する。
【００２３】
マッチング回路４は、電力線に挿入されたコンデンサＣｍ２と、コンデンサＣｍ２の両端において電力線と接地線ＧＲとの間に接続された２個のコンデンサＣｍ１，Ｃｍ３とを備える。無電極放電灯はインピーダンスの変化が大きいから、マッチング回路４を用いることにより前段側とのインピーダンスを整合させるのである。
【００２４】
以下では、電力線について、高周波電源回路１の出力端から共振回路２までの部位を第１の電路ＰＲ１と呼び、共振回路２と負荷回路４とのうち無電極放電灯を除く部位を第２の電路ＰＲ２と呼ぶ。
【００２５】
本実施形態では、図１（ａ）の回路のうち共振回路２とマッチング回路４とを両面プリント基板１０ａに実装しているのであって、図２に示すように、両面プリント基板１０ａの一面に接地線ＧＲとなる接地パターンＧおよび第２の電路ＰＲ２として用いられる回路パターンＰ２が形成され、他面には第１の電路ＰＲ１として用いられる回路パターンＰ１が形成される。上記他面の回路パターンの一部は第２の電路ＰＲ２となる部位もあるが、回路パターンＰ１は第１の電路ＰＲ１となる部位のみを意味することとする。以下では第１の電路ＰＲ１が形成されている面（図２（ａ）に示す面）を表面、第２の電路ＰＲ２および接地パターンＧが形成されている面（図２（ｂ）に示す面）を裏面と呼ぶ。なお、図２では表面と裏面とは図中の辺Ａを軸として回転させた状態で示してある。
【００２６】
図２（ａ）のように両面プリント基板１０ａの表面にはインダクタＬｒ１が表面実装され、また図２（ｂ）のように両面プリント基板１０ａの裏面にはコンデンサＣｒ１，Ｃｍ１〜Ｃｍ３が表面実装される。共振回路２を構成するインダクタＬｒ１とコンデンサＣｒ１との間の回路パターンは両面プリント基板１０ａの表裏に形成されており、スルーホールＨを通して互いに接続される。つまり、インダクタＬｒ１とコンデンサＣｒ１とはスルーホールＨを介して接続される。
【００２７】
ところで、図１（ｂ）に示すように、両面プリント基板１０ａの表面に形成された回路パターンＰ１は、両面プリント基板１０ａの裏面に形成された接地パターンＧと対向する部分を有している。つまり、回路パターンＰ１は接地パターンＰに近い位置に形成されていることになる。一方、両面プリント基板１０ａの裏面に形成した回路パターンＰ２に対応する部位における両面プリント基板１０ａの表面には接地パターンＧは形成されていない。また、回路パターンＰ２は両面プリント基板１０ａの裏面における接地パターンＧから遠い位置に形成されていることになる。
【００２８】
上述したように、本実施形態では、高周波電源回路１から共振回路２までの高調波成分が比較的多い部位では、回路パターンＰ１を接地パターンＧに近接させることにより、高調波成分に対してシールド効果を得ることができる。つまり、高周波電源回路１からの高調波ノイズが負荷回路３に達するのを抑制して外部への輻射を低減することができる。一方、共振回路２と負荷回路３とを含む高調波成分の比較的少ない部位では回路パターンＰ２を接地パターンＧから遠い位置に設けることによって、無電極放電灯に供給する電力の損失を防止することができる。
【００２９】
さらに、本実施形態では、図２（ｂ）のように、接地パターンＧにおける負荷回路４寄りの部位（図２（ｂ）の右部）は開放されているから、プリント基板における回路パターンの引き回しが容易であり、部品配置の制約が少なくなる。つまり、部品配置の設計が容易になる。
【００３０】
（実施形態２）
本実施形態は、実施形態１と同様に両面プリント基板１０ａを用いたものであるが、図３および図４に示すように、接地パターンＧを両面プリント基板１０ａの両面に形成しているものである。部品の配置は実施形態１と同様であって、両面プリント基板１０ａの表面にも裏面と略同形状の接地パターンＧ１を形成した点が実施形態１とは相違する。
【００３１】
接地パターンＧ１は、図４（ａ）に示すように、回路パターンＰ１に対応する部位では分離され、回路パターンＰ１の両側に近接する形に形成される。また、両面プリント基板１０ａの表裏の接地パターンＧ，Ｇ１は複数箇所に形成したスルーホールＨを介して接続されている。このように両接地パターンＧ，Ｇ１を多箇所で接続していることにより、両接地パターンＧ，Ｇ１に電位差が生じるのを防止している。
【００３２】
接地パターンＧ１は接地パターンＧと略同形状であるから回路パターンＰ２とは対向せず、回路パターンＰ２と接地パターンＧとの結合による大きな損失が生じないようにしてある。また、回路パターンＰ１は接地パターンＧに近接だけではなく、接地パターンＧ１にも近接しているから、全体として接地パターンＧ，Ｇ１と結合度が大きくなり、ノイズに対するシールド効果が一層高くなる。他の構成および動作は実施形態１と同様である。
【００３３】
（実施形態３）
本実施形態は、図５および図６のように、片面プリント基板１０ｂを用い、共振回路２のインダクタＬｒ１として空芯コイルを用いたものである。片面プリント基板１０ｂを用いるから、回路パターンＰ１，Ｐ２は接地パターンＧと同じ面（この面を裏面とする）に形成される。また、片面プリント基板１０ｂの表面にはインダクタＬｒ１のみが配置される。インダクタＬｒ１は表面実装ではなく裏面側において回路パターンＰ１，Ｐ２に接続される。
【００３４】
接地パターンＧは回路パターンＰ１の近傍部位では回路パターンＰ１の両側に近接しており、シールド効果を高めてある。また、回路パターンＰ２は接地パターンＧから遠い位置に形成され、損失の発生を抑制してある。
【００３５】
本実施形態では、インダクタＬｒ１として空芯コイルを用いているが、インダクタＬｒ１のみを片面プリント基板１０ｂの表面に実装してあり、しかもインダクタＬｒ１の近傍にはパターンが形成されていないから、インダクタＬｒ１からの漏れ磁束による回路への影響がなく、インダクタＬｒ１に作成の容易な空芯コイルを用いることができる。
【００３６】
（実施形態４）
本実施形態は、図７に示すように、高周波電源回路１として直列接続された２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を出力段に備えるものを用い、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点を出力端としている。また、図８および図９に示すように、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と共振回路２とを両面プリント基板１０ａに実装してある。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は両面プリント基板１０ａの周部に配置されており、両面プリント基板１０ａに隣接して配置した放熱体５と熱的に結合される。本実施形態では、負荷回路３は両面プリント基板１０ａとは別に設けられる。ここに、プリント基板１０ａと負荷回路３とはコネクタＣＮ１，ＣＮ２を介して接続される。本実施形態では、両面プリント基板１０ａに負荷回路３を実装していないから、共振回路２および共振回路２からコネクタＣＮ１，ＣＮ２までの部位で接地パターンを除く部位を第２の電路ＰＲ２としている。
【００３７】
両面プリント基板１０ａの裏面には第２の電路ＰＲ２となる回路パターンＰ２が形成されるとともに、接地パターンＧが形成される。また、両面プリント基板１０ａの表面に形成された回路パターンＰ１は、接地パターンＧに対向する部分を有している。本実施形態では、両面プリント基板１０ａの表面にも裏面と略同形状の接地パターンＧ１が形成される。接地パターンＧ１は、回路パターンＰ１の両側に近接し、さらにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の間にも接地パターンＧ１が形成される。両面プリント基板１０ａの表裏の接地パターンＧ，Ｇ１は適宜箇所に形成されたスルーホールＨを介して接続される。また、実施形態１と同様にインダクタＬｒ１とコンデンサＣｒ１とにそれぞれ接続された回路パターンもスルーホールＨを介して接続される。
【００３８】
本実施形態の構成では両面プリント基板１０ａに負荷回路３を実装していないが、他の構成は基本的に実施形態２と同様であって、同様の効果が得られるものである。
【００３９】
（実施形態５）
本実施形態は、図１０に示すように、実施形態４の構成において、高周波電源回路１の接地端と負荷回路３の接地端との間にインピーダンス素子を挿入したものである。本実施形態では、インピーダンス素子としてコンデンサＣｇ１を用いており、高周波電源回路１の接地端からコンデンサＣｇ１までの接地線ＧＲと、コンデンサＣｇ１およびコンデンサＣｇ１からコネクタＣＮ２までの接地線ＧＲ’とに分けている。コンデンサＣｇ１は図１１および図１２に示すように、コネクタＣＮ２の近傍に配置され、接地パターンＧ１とコネクタＣＮ２との間に挿入される。
【００４０】
図１２（ｂ）に示すように、両面プリント基板１０ａの裏面には、接地線ＧＲ’になる接地パターンＧ’が形成されるとともにコンデンサＣｇ１が実装される。また、本実施形態では、接地線ＧＲにはコネクタＣＮ２が接続されないから、図１２（ａ）に示すように、両面プリント基板１０ａの表面では、スイッチング素子Ｑ２とコネクタＣＮ２とは接続されない。他の構成は実施形態４と同様である。
【００４１】
（実施形態６）
本実施形態は、図１３および図１４に示すように、図７に示した実施形態４の回路を片面プリント基板１０ｂに実装したものである。
【００４２】
図１３に示すように、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は片面プリント基板１０ｂの周部に配置され、片面プリント基板１０ｂに隣接するように配置した放熱体５と熱的に結合する。図１４（ａ）に示すように、片面プリント基板１０ｂの表面には、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２およびインダクタＬｒ１が配置される。また、図１４（ｂ）に示すように、片面プリント基板１０ｂの裏面には、回路パターンＰ１，Ｐ２と接地パターンＧとが形成され、コンデンサＣｒ１が表面実装される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２およびインダクタＬｒ１は片面プリント基板１０ｂの裏面に形成した回路パターンＰ１に接続される。
【００４３】
本実施形態における回路パターンＰ１の両側には接地パターンＧが近接するように形成され、回路パターンＰ２は接地パターンＧから遠い位置に形成される。ただし、本実施形態では回路パターンＰ２は接地パターンＧによってほぼ囲まれた形になっている。他の構成は実施形態４と同様である。
【００４４】
（実施形態７）
本実施形態は、図１５および図１６に示すように、図１（ａ）に示した回路のうちマッチング回路４を共振回路２とは別に設けた両面プリント基板１０ｃに実装し、両面プリント基板１０ｃの両面にそれぞれ接地パターンＧ２，Ｇ３を形成したものである。
【００４５】
すなわち、図１６（ａ）のように両面プリント基板１０ａの表面に接地パターンＧ２が形成され、図１６（ｂ）のように両面プリント基板１０ａの裏面に回路パターンＰ２’および接地パターンＧ３が形成されるとともに、マッチング回路４を構成するコンデンサＣｍ１〜Ｃｍ３が実装される。また、両面プリント基板１０ａにはスルーホールＨが形成され、接地パターンＧ２，Ｇ３はスルーホールＨを介して接続される。
【００４６】
本実施形態においても、両面プリント基板１０ｃの裏面に形成した回路パターンＰ２’に対応する部位において、両面プリント基板１０ｃの表面には接地パターンＧ２が形成されないから、回路パターンＰ２’を接地パターンＧ２から遠い位置に形成したことになり、回路パターンＰ２’と接地パターンＧ２，Ｇ３との近接による損失が生じない。
【００４７】
なお、上述した本発明の各実施形態では、コンデンサに面実装部品を使用することを想定しているが、コンデンサにアキシャル部品を使用してプリント基板に実装してもよい。また、無電極放電灯の電力供給経路に、安定器となる電力供給用コイルを挿入してもよい（例えば、電力供給用コイルを励起コイルＬｐ１と直列に接続する）。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、スイッチング素子を含む高周波電源回路から共振回路を介して負荷回路に高周波電力を供給する電源装置であって、上記共振回路はプリント基板に実装され、上記高周波電源回路の出力端から上記共振回路までの部位で接地線を除いた電路である第１の電路として用いられる回路パターンを接地線となる接地パターンに近い位置に配線し、上記共振回路と共振回路から負荷回路に向かう経路とを含む部位で接地線を除いた電路である第２の電路として用いられる回路パターンを接地パターンから遠い位置に配線し、接地パターンは、第２の電路に用いる回路パターンの両側において上記回路パターンの負荷回路が接続される一端側が開放される形に上記回路パターンに沿って延長されているものであり、高周波電源回路の出力のうち共振回路に入力されるまでの比較的高調波成分を多く含む電流が流れる第１の電路を接地線に近接させることにより、第１の電路と接地側との間でノイズのシールド効果を持たせて高周波電源回路から発生する高調波ノイズを低減させることができるという効果がある。また、第２の電路を接地線から遠い位置に設けているから、部品配置スペースを確保することができ、たとえば、プリント基板においては回路パターンの引き回しが容易になり、部品配置の設計が容易になるという利点がある。
【００４９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記共振回路が両面プリント基板に実装され、両面プリント基板の一面に形成される回路パターンが上記第１の電路に用いられ、第１の電路として用いる回路パターンは両面プリント基板の他面に形成されている接地パターンと対向する部分を有するものであり、第１の電路として用いる回路パターンを両面プリント基板の反対面側に形成した接地パターンに近接させているので、第１の電路として用いる回路パターンと接地パターンとの間でノイズのシールド効果を持たせて高周波電源回路から発生する高調波ノイズを低減させることができるという効果がある。
【００５０】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、上記共振回路が片面プリント基板に実装され、第１の電路に用いる回路パターンの両側に近接して接地パターンが形成されているものであり、第１の電力側パターンを接地パターンの近傍に形成することにより、第１の電路として用いる回路パターンを接地パターンに近接させることができるので、第１の電路として用いる回路パターンと接地パターンとの間でノイズのシールド効果を持たせて高周波電源回路から発生する高調波ノイズを低減させることができるという効果がある。
【００５１】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、上記共振回路が、空芯コイルよりなるインダクタを含むものであり、共振回路は接地線から遠い位置に設けられているから、インダクタも接地線から遠い位置に配置することができ、作成の容易な空芯コイルを用いながらもインダクタから外部に漏れる磁束による回路への影響を低減させることができるという効果がある。
【００５２】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、上記負荷回路が、上記無電極放電灯への電力供給経路に挿入された電力供給用コイルを含むものであり、電力供給用コイルにより、無電極放電灯のような特性の大きく変動する負荷に高周波電力を供給する場合においても、高周波電源回路の出力波形を安定させ、無電極放電灯を安定して点灯させることができるという利点がある。
【００５３】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６の発明において、上記負荷回路が、上記共振回路と負荷との間に挿入されたマッチング回路を含むものであり、インピーダンスを整合させることによって、インピーダンスの不整合による高調波ノイズを低減させることができるという効果がある。
【００５４】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、上記マッチング回路が、上記高周波電源回路とは別のプリント基板に実装されているものであり、マッチング回路を高周波電源回路と別のプリント基板に実装することにより、高周波電源回路からマッチング回路に高周波ノイズが流れ込むことを防止することができるという効果がある。
【００５５】
請求項９の発明は、請求項７または請求項８の発明において、上記マッチング回路が両面プリント基板に実装され、マッチング回路において接地線を除く回路パターンが形成されている部位における両面プリント基板の他面には接地パターンが形成されていないものであり、両面プリント基板の両面においてマッチング回路の電力側パターンを接地パターンと対向させないことにより、マッチング回路において高電位となる電力側パターンを接地パターンから離すことができるので、電力側パターンと接地パターンとが近接することによって生じる損失を低減させることができるという効果がある。
【００５６】
請求項１０の発明は、スイッチング素子を含む高周波電源回路と、高周波電源回路の出力端に接続された共振回路と、放電ガスが封入されたバルブおよびバルブの内部空間に高周波電磁界を形成する励起コイルよりなる無電極放電灯と、共振回路と励起コイルとの間に挿入されたマッチング回路とを備え、少なくとも高周波電源回路と共振回路とは両面プリント基板に実装され、両面プリント基板の一面に形成される回路パターンにより高周波電源回路と共振回路との間が接続され、この回路パターンは両面プリント基板の他面に形成された接地パターンと対向する部分を有し、接地パターンは、上記共振回路から励起コイルに向かう経路を含む部位で接地線を除いた電路に用いる回路パターンの両側において上記回路パターンの励起コイルが接続される一端側が開放される形に上記回路パターンに沿って延長されているものであり、両面プリント基板の両面において第１の電路となる回路パターンを接地パターンと対向させることにより、第１の電路となる回路パターンを接地パターンに近接させるので、第１の電路となる回路パターンと接地パターンとの間でシールド効果を持たせて高周波電源回路から発生する高調波ノイズを低減させることができるという効果がある。また、第２の電路となる回路パターンは接地パターンから遠い位置に形成されているから、両面プリント基板における回路パターンの引き回しが簡単になり、部品配置の設計が容易になるという利点がある。さらにまた、共振回路とマッチング回路とによっても高調波ノイズを低減させることができるので、無電極放電灯のような特性の大きく変動する負荷に高周波電力を供給する場合においても、高周波電源回路の出力波形を安定させ、無電極放電灯を安定して点灯させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態１の回路図であり、（ｂ）は同上のプリント基板を表面側から裏面部品まで示す平面図である。
【図２】（ａ）は同上のプリント基板の表面図、（ｂ）は同上の裏面図である。
【図３】本発明の実施形態２のプリント基板を表面側から裏面部品まで示す平面図である。
【図４】（ａ）は同上の表面図、（ｂ）は同上の裏面図である。
【図５】本発明の実施形態３のプリント基板を表面側から裏面部品まで示す平面図である。
【図６】（ａ）は同上の表面図、（ｂ）は同上の裏面図である。
【図７】本発明の実施形態４の回路図である。
【図８】同上のプリント基板を表面側から裏面部品まで示す平面図である。
【図９】（ａ）は同上の表面図、（ｂ）は同上の裏面図である。
【図１０】本発明の実施形態５の回路図である。
【図１１】同上のプリント基板を表面側から裏面部品まで示す平面図である。
【図１２】（ａ）は同上の表面図、（ｂ）は同上の裏面図である。
【図１３】本発明の実施形態６のプリント基板を表面側から裏面部品まで示す平面図である。
【図１４】（ａ）は同上の表面図、（ｂ）は同上の裏面図である。
【図１５】本発明の実施形態７のプリント基板を表面側から裏面部品まで示す平面図である。
【図１６】（ａ）は同上の表面図、（ｂ）は同上の裏面図である。
【図１７】従来例の回路図である。
【図１８】同上のプリント基板を示す平面図である。
【符号の説明】
１高周波電源回路
２共振回路
３負荷回路
４マッチング回路
１０ａ両面プリント基板
１０ｂ片面プリント基板
Ｃｒ１，Ｃｍ１〜Ｃｍ３コンデンサ
Ｇ，Ｇ１，Ｇ’ 接地パターン
ＧＲ，ＧＲ’ 接地線
ＬＰバルブ
Ｌｐ１励起コイル
Ｌｒ１インダクタ
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２’ 回路パターン
ＰＲ１，ＰＲ２電路
Ｑ１，Ｑ２スイッチング素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply device that supplies high-frequency power to a load.
[0002]
[Prior art]
In general, power supply devices are more susceptible to fluctuations in the characteristics of the load circuit as the operating frequency increases, making it difficult to stabilize circuit operation. Further, since the amount of noise generated from the power supply device increases, there is a problem that the circuit operation is affected and the external circuit is also affected by malfunction.
[0003]
As a power supply device that solves this type of problem, there is one described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-306682. As shown in FIGS. 17 and 18, this power supply device includes an oscillation circuit 21 that oscillates at a high frequency, a preamplifier circuit 22 that amplifies the oscillation output of the oscillation circuit 21, a middle amplifier circuit 23, and a filter circuit 24. Prepare.
[0004]
The oscillation circuit 21 oscillates at a high frequency using the crystal resonator X and the transistor Q3, and a low-Q tuning circuit is configured by the coil L6 and the capacitor C15, and is an unadjusted oscillator. . The preamplifier circuit 22 amplifies the oscillation output of the oscillation circuit 21 by the transistor Q4, and is configured to be tuned to the oscillation frequency of the oscillation circuit 21 by the coil L5 and the capacitor C17. The resistors R8 to R10 constitute an attenuator.
[0005]
The middle stage amplifier circuit 23 further amplifies the output of the previous stage amplifier circuit 22 by a power MOSFET (hereinafter referred to as a transistor) Q5. The coil L7 is inserted to cancel the input capacitance of the transistor Q5, and the resistor R12 is inserted to match the input impedance of the transistor Q5 with the output of the preamplifier circuit 22. Further, the oscillation frequency of the oscillation circuit 21 is tuned by the coil L4 and the capacitor C18. The filter circuit 24 includes a coil L3 and a capacitor C9, and prevents high frequency from returning to the DC power supply 26 (see FIG. 18). The DC power supply 26 in FIG. 18 is shown as including a filter circuit 24.
[0006]
FIG. 18 shows a printed circuit board 10 on which a pre-stage amplifier circuit 22 and a middle-stage amplifier circuit 23 are mounted among the circuits shown in FIG. In the figure, a final stage amplifier circuit 25 for further amplifying the output of the middle stage amplifier circuit 23 is connected to the output terminal of the middle stage amplifier circuit 23. In the printed circuit board 10 shown in FIG. 18, the ground pattern G is formed so as to surround the preceding amplifier circuit 22 and the intermediate amplifier circuit 23 over the entire circumference. Therefore, the shielding effect of the ground pattern G can prevent the resonance currents flowing through the previous stage amplification circuit 22 and the middle stage amplification circuit 23 from affecting other circuits, resulting in oscillation due to the sneak current of the resonance current. Thus, the circuit operation is stabilized.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In order to prevent unnecessary high-frequency wraparound and radiation as in the conventional configuration described above, it is common to surround the target circuit with a conductor and ground the conductor. However, if the circuit is surrounded by a grounded conductor over the entire circumference, there are many restrictions on the arrangement of the circuit components, which makes it difficult to design the component arrangement. In particular, when a circuit component is mounted on a printed circuit board, if a configuration in which a target circuit is surrounded by a ground pattern is employed, circuit circuit drawing excluding the ground pattern becomes complicated, and circuit pattern design becomes difficult.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object of the present invention is to provide a power supply device that can easily design a component arrangement while having a shielding effect for reducing noise.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The invention of claim 1 is a power supply device for supplying high frequency power from a high frequency power supply circuit including a switching element to a load circuit via a resonance circuit,The resonant circuit is mounted on a printed circuit board,A first electric circuit which is an electric circuit excluding the ground wire at a portion from the output end of the high-frequency power supply circuit to the resonance circuitCircuit pattern used asThe grounding wireGround pattern to beA second electric circuit that is an electric circuit in which the ground line is removed at a portion including the resonance circuit and the path from the resonance circuit to the load circuit.Circuit pattern used asThe groundpatternWiring far away fromThe ground pattern is extended along the circuit pattern so that one end side to which the load circuit of the circuit pattern is connected is opened on both sides of the circuit pattern used for the second electric circuit.Is.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the resonant circuit is mounted on a double-sided printed circuit board, and a circuit pattern formed on one surface of the double-sided printed circuit board is used for the first electric circuit. The circuit pattern used as has a portion facing the ground pattern formed on the other surface of the double-sided printed board.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the resonant circuit is mounted on a single-sided printed board, and a ground pattern is formed adjacent to both sides of the circuit pattern used for the first electric circuit.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, the resonance circuit includes an inductor made of an air-core coil.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects of the invention, the load circuit includes an electrodeless discharge lamp.
[0014]
The invention of claim 6 is the invention of claim 5, wherein the load circuit includes a power supply coil inserted in a power supply path to the electrodeless discharge lamp.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, in the first to sixth aspects of the invention, the load circuit includes a matching circuit inserted between the resonance circuit and the load.
[0016]
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the matching circuit is mounted on a printed circuit board different from the high frequency power supply circuit.
[0017]
The invention of claim 9 is the invention of claim 7 or claim 8, wherein the matching circuit is mounted on a double-sided printed board, and other than the double-sided printed board at a portion where a circuit pattern excluding the ground line is formed in the matching circuit. The ground pattern is not formed on the surface.
[0018]
  The invention according to claim 10 is a high frequency power supply circuit including a switching element, a resonance circuit connected to an output end of the high frequency power supply circuit, a valve enclosing a discharge gas, and an excitation for forming a high frequency electromagnetic field in an internal space of the valve. It has an electrodeless discharge lamp consisting of a coil and a matching circuit inserted between the resonance circuit and the excitation coil. At least the high-frequency power supply circuit and the resonance circuit are mounted on a double-sided printed board and formed on one side of the double-sided printed board. The circuit pattern is connected between the high-frequency power supply circuit and the resonance circuit, and this circuit pattern has a portion facing the ground pattern formed on the other surface of the double-sided printed circuit board.The ground pattern is formed in such a manner that one end side to which the excitation coil of the circuit pattern is connected is opened on both sides of the circuit pattern used for the electric circuit excluding the ground line in a part including the path from the resonance circuit to the excitation coil. Extended along the circuit patternIs.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, this embodiment is a power supply apparatus in which high-frequency power output from a high-frequency power supply circuit 1 is supplied to a load circuit 3 via a resonance circuit 2. And a matching circuit 4 which is a part of the double-sided printed circuit board 10a.
[0021]
As shown in FIG. 1A, the resonance circuit 2 is composed of a series circuit of an inductor Lr1 and a capacitor Cr1, and is inserted between the output terminal of the high frequency power supply circuit 1 and the load circuit 4. The high frequency power supply circuit 1 and the load circuit 4 have a common ground line GR, and the resonance circuit 2 is inserted into a circuit (hereinafter referred to as a power line) that is not the ground line GR. The high-frequency power supply circuit 1 is a circuit that generates high-frequency power using a switching element, and the harmonic component is reduced by passing the resonance circuit 2.
[0022]
The load circuit 3 includes a matching circuit 4 and an electrodeless discharge lamp as a load. The electrodeless discharge lamp includes a bulb LP in which discharge gas is sealed and an induction coil Lp1 disposed in the vicinity of the bulb LP. By passing a high-frequency current through the matching circuit 4 to the induction coil Lp1, the induction coil A high frequency electromagnetic field formed around Lp1 is applied to the internal space of the valve LP. Accordingly, the discharge gas is excited and ionized by the high frequency electromagnetic field to emit light.
[0023]
The matching circuit 4 includes a capacitor Cm2 inserted into the power line, and two capacitors Cm1 and Cm3 connected between the power line and the ground line GR at both ends of the capacitor Cm2. Since the impedance change of the electrodeless discharge lamp is large, the impedance with the front stage side is matched by using the matching circuit 4.
[0024]
Hereinafter, with respect to the power line, a portion from the output end of the high frequency power supply circuit 1 to the resonance circuit 2 is referred to as a first electric circuit PR1, and a portion of the resonance circuit 2 and the load circuit 4 excluding the electrodeless discharge lamp is referred to as a second electric circuit PR1. It is called electric circuit PR2.
[0025]
In the present embodiment, the resonant circuit 2 and the matching circuit 4 of the circuit of FIG. 1A are mounted on the double-sided printed circuit board 10a, and as shown in FIG. A ground pattern G to be the ground line GR and a circuit pattern P2 used as the second electric circuit PR2 are formed, and a circuit pattern P1 used as the first electric circuit PR1 is formed on the other surface. Although a part of the circuit pattern on the other surface has a part that becomes the second electric circuit PR2, the circuit pattern P1 means only a part that becomes the first electric circuit PR1. Hereinafter, the surface on which the first electric circuit PR1 is formed (the surface shown in FIG. 2A) is the surface, and the surface on which the second electric circuit PR2 and the ground pattern G are formed (the surface shown in FIG. 2B). ) Is called the back side. In FIG. 2, the front surface and the back surface are shown in a state of being rotated about the side A in the drawing.
[0026]
The inductor Lr1 is surface-mounted on the surface of the double-sided printed circuit board 10a as shown in FIG. 2A, and capacitors Cr1, Cm1 to Cm3 are surface-mounted on the back surface of the double-sided printed circuit board 10a as shown in FIG. The The circuit pattern between the inductor Lr1 and the capacitor Cr1 constituting the resonance circuit 2 is formed on the front and back of the double-sided printed circuit board 10a and is connected to each other through the through hole H. That is, the inductor Lr1 and the capacitor Cr1 are connected through the through hole H.
[0027]
By the way, as shown in FIG.1 (b), the circuit pattern P1 formed in the surface of the double-sided printed circuit board 10a has a part facing the ground pattern G formed in the back surface of the double-sided printed circuit board 10a. That is, the circuit pattern P1 is formed at a position close to the ground pattern P. On the other hand, the ground pattern G is not formed on the front surface of the double-sided printed circuit board 10a in the portion corresponding to the circuit pattern P2 formed on the back surface of the double-sided printed circuit board 10a. The circuit pattern P2 is formed at a position far from the ground pattern G on the back surface of the double-sided printed circuit board 10a.
[0028]
  As described above, in the present embodiment, the circuit pattern P1 is brought close to the ground pattern G in a portion where the harmonic components from the high frequency power supply circuit 1 to the resonance circuit 2 are relatively large, thereby shielding the harmonic components. An effect can be obtained. That is, it is possible to reduce the external radiation by suppressing the harmonic noise from the high frequency power supply circuit 1 from reaching the load circuit 3. On the other hand, the loss of the power supplied to the electrodeless discharge lamp is prevented by providing the circuit pattern P2 at a position far from the ground pattern G in a portion having a relatively small harmonic component including the resonance circuit 2 and the load circuit 3. CanThe
[0029]
Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2B, the portion near the load circuit 4 in the ground pattern G (the right part of FIG. 2B) is open, so that the circuit pattern is routed on the printed circuit board. Is easy, and there are fewer restrictions on component placement. That is, it becomes easy to design the component arrangement.
[0030]
(Embodiment 2)
This embodiment uses the double-sided printed board 10a as in the first embodiment, but as shown in FIGS. 3 and 4, the ground pattern G is formed on both sides of the double-sided printed board 10a. is there. The arrangement of the components is the same as in the first embodiment, and is different from the first embodiment in that a ground pattern G1 having substantially the same shape as the back surface is formed on the front surface of the double-sided printed circuit board 10a.
[0031]
As shown in FIG. 4A, the ground pattern G1 is separated at a portion corresponding to the circuit pattern P1, and is formed so as to be close to both sides of the circuit pattern P1. The ground patterns G, G1 on the front and back sides of the double-sided printed circuit board 10a are connected through through holes H formed at a plurality of locations. Thus, by connecting both grounding patterns G and G1 at multiple locations, it is possible to prevent a potential difference between the grounding patterns G and G1.
[0032]
Since the ground pattern G1 has substantially the same shape as the ground pattern G, the ground pattern G1 does not face the circuit pattern P2, and a large loss due to the coupling between the circuit pattern P2 and the ground pattern G is prevented. Further, since the circuit pattern P1 is not only close to the ground pattern G but also close to the ground pattern G1, as a whole, the degree of coupling with the ground patterns G and G1 is increased, and the noise shielding effect is further enhanced. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.
[0033]
(Embodiment 3)
In the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, a single-sided printed circuit board 10 b is used, and an air-core coil is used as the inductor Lr <b> 1 of the resonance circuit 2. Since the single-sided printed circuit board 10b is used, the circuit patterns P1 and P2 are formed on the same surface as the ground pattern G (this surface is the back surface). Further, only the inductor Lr1 is arranged on the surface of the single-sided printed circuit board 10b. The inductor Lr1 is connected to the circuit patterns P1 and P2 on the back side rather than the surface mounting.
[0034]
The ground pattern G is close to both sides of the circuit pattern P1 in the vicinity of the circuit pattern P1, and the shielding effect is enhanced. Further, the circuit pattern P2 is formed at a position far from the ground pattern G, and the occurrence of loss is suppressed.
[0035]
In this embodiment, an air-core coil is used as the inductor Lr1, but only the inductor Lr1 is mounted on the surface of the single-sided printed circuit board 10b, and no pattern is formed in the vicinity of the inductor Lr1, so the inductor Lr1 Therefore, an air core coil that is easy to create can be used for the inductor Lr1.
[0036]
(Embodiment 4)
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a high-frequency power supply circuit 1 having two switching elements Q1 and Q2 connected in series in an output stage is used, and a connection point between both switching elements Q1 and Q2 is an output terminal. It is said. Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the switching elements Q1, Q2 and the resonance circuit 2 are mounted on the double-sided printed circuit board 10a. The switching elements Q1, Q2 are disposed on the periphery of the double-sided printed circuit board 10a, and are thermally coupled to the radiator 5 disposed adjacent to the double-sided printed circuit board 10a. In the present embodiment, the load circuit 3 is provided separately from the double-sided printed board 10a. Here, the printed circuit board 10a and the load circuit 3 are connected via connectors CN1 and CN2. In the present embodiment, since the load circuit 3 is not mounted on the double-sided printed circuit board 10a, the part other than the ground pattern in the part from the resonant circuit 2 and the resonant circuit 2 to the connectors CN1 and CN2 is used as the second electric circuit PR2.
[0037]
On the back surface of the double-sided printed circuit board 10a, a circuit pattern P2 serving as the second electric circuit PR2 is formed and a ground pattern G is formed. The circuit pattern P1 formed on the surface of the double-sided printed circuit board 10a has a portion facing the ground pattern G. In the present embodiment, a ground pattern G1 having substantially the same shape as the back surface is also formed on the front surface of the double-sided printed circuit board 10a. The ground pattern G1 is adjacent to both sides of the circuit pattern P1, and the ground pattern G1 is also formed between the switching elements Q1 and Q2. The ground patterns G, G1 on the front and back sides of the double-sided printed circuit board 10a are connected through through holes H formed at appropriate places. Similarly to the first embodiment, circuit patterns respectively connected to the inductor Lr1 and the capacitor Cr1 are also connected through the through hole H.
[0038]
In the configuration of the present embodiment, the load circuit 3 is not mounted on the double-sided printed circuit board 10a, but other configurations are basically the same as those of the second embodiment, and the same effects can be obtained.
[0039]
(Embodiment 5)
As shown in FIG. 10, the present embodiment is such that an impedance element is inserted between the ground terminal of the high frequency power supply circuit 1 and the ground terminal of the load circuit 3 in the configuration of the fourth embodiment. In the present embodiment, the capacitor Cg1 is used as the impedance element, and is divided into a ground line GR from the ground end of the high frequency power supply circuit 1 to the capacitor Cg1, and a ground line GR ′ from the capacitor Cg1 and the capacitor Cg1 to the connector CN2. Yes. As shown in FIGS. 11 and 12, the capacitor Cg1 is disposed in the vicinity of the connector CN2, and is inserted between the ground pattern G1 and the connector CN2.
[0040]
As shown in FIG. 12B, a ground pattern G 'serving as a ground line GR' is formed on the back surface of the double-sided printed circuit board 10a, and a capacitor Cg1 is mounted. In the present embodiment, since the connector CN2 is not connected to the ground line GR, as shown in FIG. 12A, the switching element Q2 and the connector CN2 are not connected on the surface of the double-sided printed board 10a. Other configurations are the same as those of the fourth embodiment.
[0041]
(Embodiment 6)
In this embodiment, as shown in FIGS. 13 and 14, the circuit of the embodiment 4 shown in FIG. 7 is mounted on a single-sided printed board 10b.
[0042]
As shown in FIG. 13, the switching elements Q1 and Q2 are disposed on the periphery of the single-sided printed circuit board 10b, and are thermally coupled to the radiator 5 disposed so as to be adjacent to the single-sided printed circuit board 10b. As shown in FIG. 14A, switching elements Q1, Q2 and an inductor Lr1 are arranged on the surface of the single-sided printed board 10b. Further, as shown in FIG. 14B, circuit patterns P1, P2 and a ground pattern G are formed on the back surface of the single-sided printed board 10b, and a capacitor Cr1 is surface-mounted. Switching elements Q1, Q2 and inductor Lr1 are connected to circuit pattern P1 formed on the back surface of single-sided printed circuit board 10b.
[0043]
In the present embodiment, the ground pattern G is formed so as to be close to both sides of the circuit pattern P1, and the circuit pattern P2 is formed at a position far from the ground pattern G. However, in this embodiment, the circuit pattern P2 is substantially surrounded by the ground pattern G. Other configurations are the same as those of the fourth embodiment.
[0044]
(Embodiment 7)
In this embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, the matching circuit 4 is mounted on the double-sided printed board 10c provided separately from the resonance circuit 2 among the circuits shown in FIG. Are formed with grounding patterns G2 and G3, respectively.
[0045]
That is, the ground pattern G2 is formed on the surface of the double-sided printed circuit board 10a as shown in FIG. 16A, and the circuit pattern P2 ′ and the ground pattern G3 are formed on the back surface of the double-sided printed circuit board 10a as shown in FIG. In addition, capacitors Cm1 to Cm3 constituting the matching circuit 4 are mounted. Further, a through hole H is formed in the double-sided printed board 10a, and the ground patterns G2 and G3 are connected through the through hole H.
[0046]
Also in the present embodiment, since the ground pattern G2 is not formed on the front surface of the double-sided printed circuit board 10c in the portion corresponding to the circuit pattern P2 ′ formed on the back surface of the double-sided printed circuit board 10c, the circuit pattern P2 ′ is separated from the ground pattern G2. This means that the circuit pattern P2 ′ and the ground patterns G2 and G3 are not lost due to proximity.
[0047]
In each of the embodiments of the present invention described above, it is assumed that a surface mount component is used for the capacitor. However, an axial component may be used for the capacitor and mounted on the printed circuit board. Further, a power supply coil serving as a ballast may be inserted into the power supply path of the electrodeless discharge lamp (for example, the power supply coil is connected in series with the excitation coil Lp1).
[0048]
【The invention's effect】
  The invention of claim 1 is a power supply device for supplying high frequency power from a high frequency power supply circuit including a switching element to a load circuit via a resonance circuit,The resonant circuit is mounted on a printed circuit board,A first electric circuit which is an electric circuit excluding the ground wire at a portion from the output end of the high-frequency power supply circuit to the resonance circuitCircuit pattern used asThe grounding wireGround pattern to beA second electric circuit that is an electric circuit in which the ground line is removed at a portion including the resonance circuit and the path from the resonance circuit to the load circuit.Circuit pattern used asThe groundpatternWiring far away fromThe ground pattern is extended along the circuit pattern so that one end side to which the load circuit of the circuit pattern is connected is opened on both sides of the circuit pattern used for the second electric circuit.The first electric circuit is connected to the ground side by bringing the first electric circuit through which a current containing a relatively large amount of harmonic components from the output of the high-frequency power supply circuit into the resonant circuit flows close to the ground line. Therefore, it is possible to reduce the harmonic noise generated from the high-frequency power supply circuit by providing a noise shielding effect between them. Further, since the second electric circuit is provided at a position far from the ground line, a component arrangement space can be secured. For example, in a printed circuit board, circuit patterns can be easily routed, and the component arrangement can be easily designed. There is an advantage of becoming.
[0049]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the resonant circuit is mounted on a double-sided printed circuit board, and a circuit pattern formed on one surface of the double-sided printed circuit board is used for the first electric circuit. The circuit pattern used as has a portion facing the ground pattern formed on the other side of the double-sided printed board, and the circuit pattern used as the first electric circuit is formed on the ground pattern formed on the opposite side of the double-sided printed board. Since they are close to each other, there is an effect that harmonic noise generated from the high frequency power supply circuit can be reduced by providing a noise shielding effect between the circuit pattern used as the first electric circuit and the ground pattern.
[0050]
The invention of claim 3 is the invention of claim 1, wherein the resonant circuit is mounted on a single-sided printed circuit board, and a ground pattern is formed adjacent to both sides of the circuit pattern used for the first electric circuit, By forming the first power-side pattern in the vicinity of the ground pattern, the circuit pattern used as the first electric circuit can be brought close to the ground pattern, so that the circuit pattern used as the first electric circuit is connected to the ground pattern. Therefore, there is an effect that harmonic noise generated from the high frequency power supply circuit can be reduced by providing a noise shielding effect.
[0051]
  According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the invention, the resonance circuit includes an inductor made of an air-core coil, and the resonance circuit is provided at a position far from the ground line. Inductors can also be placed far from ground, ProductWhile using an easily formed air-core coil, it is possible to reduce the influence of the magnetic flux leaking from the inductor to the circuit on the circuit.
[0052]
The invention of claim 6 is the invention of claim 5, wherein the load circuit includes a power supply coil inserted in a power supply path to the electrodeless discharge lamp. Even when high-frequency power is supplied to a load that varies greatly, such as an electrode discharge lamp, there is an advantage that the output waveform of the high-frequency power supply circuit can be stabilized and the electrodeless discharge lamp can be lit stably.
[0053]
The invention of claim 7 is the invention of claim 1 to claim 6, wherein the load circuit includes a matching circuit inserted between the resonance circuit and the load, and by matching impedance, There is an effect that harmonic noise due to impedance mismatch can be reduced.
[0054]
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the matching circuit is mounted on a printed circuit board different from the high frequency power supply circuit, and the matching circuit is mounted on a printed circuit board different from the high frequency power supply circuit. By mounting, it is possible to prevent high frequency noise from flowing from the high frequency power supply circuit to the matching circuit.
[0055]
The invention of claim 9 is the invention of claim 7 or claim 8, wherein the matching circuit is mounted on a double-sided printed board, and other than the double-sided printed board at a portion where a circuit pattern excluding the ground line is formed in the matching circuit. The ground pattern is not formed on the surface, and the power side pattern of the matching circuit on the both sides of the double-sided printed circuit board is not made to oppose the ground pattern, thereby separating the power side pattern that has a high potential in the matching circuit from the ground pattern. Therefore, there is an effect that the loss caused by the proximity of the power side pattern and the ground pattern can be reduced.
[0056]
  The invention according to claim 10 is a high frequency power supply circuit including a switching element, a resonance circuit connected to an output end of the high frequency power supply circuit, a valve enclosing a discharge gas, and an excitation for forming a high frequency electromagnetic field in an internal space of the valve. It has an electrodeless discharge lamp consisting of a coil and a matching circuit inserted between the resonance circuit and the excitation coil. At least the high-frequency power supply circuit and the resonance circuit are mounted on a double-sided printed board and formed on one side of the double-sided printed board. The circuit pattern is connected between the high-frequency power supply circuit and the resonance circuit, and this circuit pattern has a portion facing the ground pattern formed on the other surface of the double-sided printed circuit board.The ground pattern is formed in such a manner that one end side to which the excitation coil of the circuit pattern is connected is opened on both sides of the circuit pattern used for the electric circuit excluding the ground line in a part including the path from the resonance circuit to the excitation coil. Extended along the circuit patternThe circuit pattern serving as the first electric circuit is brought close to the ground pattern by causing the circuit pattern serving as the first electric circuit to face the ground pattern on both sides of the double-sided printed circuit board. There is an effect that harmonic noise generated from the high frequency power supply circuit can be reduced by providing a shielding effect between the pattern and the ground pattern. Further, since the circuit pattern serving as the second electric circuit is formed at a position far from the ground pattern, there is an advantage that the circuit pattern can be easily routed on the double-sided printed circuit board and the design of the component arrangement is facilitated. Furthermore, since the harmonic noise can be reduced by the resonance circuit and the matching circuit, the output of the high-frequency power supply circuit can be used even when high-frequency power is supplied to a load whose characteristics vary greatly, such as an electrodeless discharge lamp. There is an advantage that the waveform can be stabilized and the electrodeless discharge lamp can be lit stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view showing the same printed board from the front surface side to the back surface component.
2A is a front view of the above-described printed circuit board, and FIG. 2B is a back view of the same.
FIG. 3 is a plan view showing a printed circuit board according to a second embodiment of the present invention from the front surface side to the back surface component.
4A is a front view of the same, and FIG. 4B is a rear view of the same.
FIG. 5 is a plan view showing a printed circuit board according to a third embodiment of the present invention from the front surface side to the back surface component.
6A is a front view of the same, and FIG. 6B is a rear view of the same.
FIG. 7 is a circuit diagram of Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing the same printed board from the front surface side to the back surface component.
9A is a front view of the same, and FIG. 9B is a rear view of the same.
FIG. 10 is a circuit diagram of Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 11 is a plan view showing the same printed board from the front surface side to the back surface component.
12A is a front view of the same, and FIG. 12B is a rear view of the same.
FIG. 13 is a plan view showing a printed circuit board according to a sixth embodiment of the present invention from the front side to the back part.
14A is a front view of the same, and FIG. 14B is a rear view of the same.
FIG. 15 is a plan view showing a printed circuit board according to a seventh embodiment of the present invention from the front surface side to the back surface component.
16A is a front view of the above, and FIG. 16B is a back view of the same.
FIG. 17 is a circuit diagram of a conventional example.
FIG. 18 is a plan view showing the same printed circuit board.
[Explanation of symbols]
1 High frequency power circuit
2 Resonant circuit
3 Load circuit
4 Matching circuit
10a Double-sided printed circuit board
10b Single-sided printed circuit board
Cr1, Cm1-Cm3 capacitors
G, G1, G 'Grounding pattern
GR, GR 'Grounding wire
LP valve
Lp1 excitation coil
Lr1 inductor
P1, P2, P2 'circuit pattern
PR1, PR2 electric circuit
Q1, Q2 switching element

Claims

A power supply device that supplies high frequency power from a high frequency power supply circuit including a switching element to a load circuit via a resonance circuit , wherein the resonance circuit is mounted on a printed circuit board and is connected to an output terminal of the high frequency power supply circuit to the resonance circuit. A circuit pattern used as the first electric circuit, which is an electric circuit excluding the ground wire at the part, is wired at a position close to the ground pattern as the ground line, and includes a part including the resonance circuit and a path from the resonance circuit to the load circuit. wire the circuit pattern to be used as the second path is a path excluding the ground line farther from the ground pattern, a ground pattern, the load circuit of the circuit pattern is connected on both sides of a circuit pattern used in the second path A power supply device that extends along the circuit pattern in such a manner that one end side thereof is opened .

The resonant circuit is mounted on a double-sided printed board, a circuit pattern formed on one side of the double-sided printed board is used for the first electric circuit, and a circuit pattern used as the first electric circuit is formed on the other side of the double-sided printed board. The power supply device according to claim 1, further comprising a portion facing the ground pattern.

2. The power supply device according to claim 1, wherein the resonance circuit is mounted on a single-sided printed board, and a ground pattern is formed adjacent to both sides of the circuit pattern used for the first electric circuit.

The power supply device according to claim 1, wherein the resonance circuit includes an inductor made of an air-core coil.

5. The power supply device according to claim 1, wherein the load circuit includes an electrodeless discharge lamp.

6. The power supply device according to claim 5, wherein the load circuit includes a power supply coil inserted in a power supply path to the electrodeless discharge lamp.

7. The power supply device according to claim 1, wherein the load circuit includes a matching circuit inserted between the resonance circuit and a load.

8. The power supply device according to claim 7, wherein the matching circuit is mounted on a printed board different from the high frequency power supply circuit.

8. The matching circuit is mounted on a double-sided printed circuit board, and a ground pattern is not formed on the other surface of the double-sided printed circuit board at a portion where a circuit pattern excluding the ground line is formed in the matching circuit. Or the power supply device of Claim 8.

An electrodeless discharge lamp comprising a high-frequency power supply circuit including a switching element, a resonance circuit connected to an output end of the high-frequency power supply circuit, a valve in which discharge gas is sealed, and an excitation coil that forms a high-frequency electromagnetic field in the internal space of the valve And a matching circuit inserted between the resonance circuit and the excitation coil, and at least the high-frequency power supply circuit and the resonance circuit are mounted on a double-sided printed circuit board, and a high-frequency power source is formed by a circuit pattern formed on one surface of the double-sided printed circuit board. is connected between the circuit and the resonant circuit, the circuit pattern have a portion facing the ground pattern formed on the other surface of the double-sided printed circuit board, the ground pattern includes a path toward the excitation coil from the resonant circuit One end side to which the excitation coil of the circuit pattern is connected on both sides of the circuit pattern used for the electric circuit excluding the ground wire at the part is Power supply, characterized in that the form is released is extended along the circuit pattern.