JP5909884B2 - Discharge lamp lighting device - Google Patents

Discharge lamp lighting device Download PDF

Info

Publication number
JP5909884B2
JP5909884B2 JP2011129849A JP2011129849A JP5909884B2 JP 5909884 B2 JP5909884 B2 JP 5909884B2 JP 2011129849 A JP2011129849 A JP 2011129849A JP 2011129849 A JP2011129849 A JP 2011129849A JP 5909884 B2 JP5909884 B2 JP 5909884B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transformer
discharge lamp
lighting device
discharge
ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011129849A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012256561A (en
Inventor
中村 雅規
雅規 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Original Assignee
Ushio Denki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ushio Denki KK filed Critical Ushio Denki KK
Priority to JP2011129849A priority Critical patent/JP5909884B2/en
Publication of JP2012256561A publication Critical patent/JP2012256561A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5909884B2 publication Critical patent/JP5909884B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、誘電体バリア放電を利用した放電ランプを点灯するために用いられる放電ランプ点灯装置に関する。   The present invention relates to a discharge lamp lighting device used for lighting a discharge lamp using dielectric barrier discharge.

例えば半導体素子、液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイ、太陽電池などの製造工程においては、一般に、シリコンウエハやガラス基板等の基板に対して密着性の高い薄膜を形成するために、基板の表面を洗浄処理することによって、当該基板の表面に存在する有機物等の汚染物を除去することが行われており、基板の表面を洗浄処理する方法としては、水や有機溶剤等を使用しない光洗浄方法が広く利用されている。かかる光洗浄方法においては、例えば波長200nm以下の真空紫外線を放射する光源が用いられており、真空紫外線を放射する光源としては、誘電体バリア放電を利用した放電ランプが知られている。   For example, in the process of manufacturing semiconductor elements, flat panel displays such as liquid crystal display devices, solar cells, etc., in general, in order to form a thin film with high adhesion to a substrate such as a silicon wafer or glass substrate, Contaminants such as organic substances existing on the surface of the substrate are removed by performing the cleaning process, and the method of cleaning the surface of the substrate is a photo-cleaning method that does not use water or an organic solvent. Is widely used. In such a light cleaning method, for example, a light source that emits vacuum ultraviolet rays having a wavelength of 200 nm or less is used, and as a light source that emits vacuum ultraviolet rays, a discharge lamp using dielectric barrier discharge is known.

このような放電ランプにおいては、放電容器内において誘電体バリア放電を発生させるために、当該放電ランプの電極間に高周波高電圧を印加することが必要であるため、放電ランプを点灯させるための点灯装置としては、一次巻線と二次巻線との間に高い電位差が生じる昇圧トランスを備えてなるものが用いられている(特許文献1および特許文献2参照。)。
そして、最近においては、放電ランプに要求される光強度は益々高くなり、これに伴って、点灯装置における昇圧トランスの昇圧比が例えば10倍以上という高いレベルが求められている。
In such a discharge lamp, it is necessary to apply a high frequency high voltage between the electrodes of the discharge lamp in order to generate a dielectric barrier discharge in the discharge vessel. As a device, a device including a step-up transformer that generates a high potential difference between a primary winding and a secondary winding is used (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
In recent years, the light intensity required for the discharge lamp has been increased, and accordingly, the boosting ratio of the boosting transformer in the lighting device is required to be a high level of, for example, 10 times or more.

特開2005−78928号公報JP 2005-78928 A 特開2005−39092号公報JP 2005-39092 A

しかしながら、誘電体バリア放電を利用した放電ランプにおいては、点灯装置における昇圧トランスの昇圧比が高くなるほど、ランプの発光効率が低下する、という特有の問題を有する。これは、昇圧トランスの昇圧比が高くなるほど、二次巻線に発生する電圧の立ち上がりが緩やかになり、急峻な電圧変化によって効率的にエキシマ分子を生成する性質に反してしまうからである。   However, a discharge lamp using dielectric barrier discharge has a specific problem that the luminous efficiency of the lamp decreases as the step-up ratio of the step-up transformer in the lighting device increases. This is because the higher the step-up ratio of the step-up transformer, the slower the rise of the voltage generated in the secondary winding, which is contrary to the property of efficiently generating excimer molecules due to a steep voltage change.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、誘電体バリア放電を利用した放電ランプを点灯するために用いられる放電ランプ点灯装置において、昇圧トランスの昇圧比が大きいものであっても、放電ランプを高い発光効率で点灯することができる放電ランプ点灯装置を提供することにある。   The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to increase the step-up ratio of a step-up transformer in a discharge lamp lighting device used for lighting a discharge lamp using dielectric barrier discharge. An object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device capable of lighting a discharge lamp with high luminous efficiency even when the discharge lamp is large.

本発明の放電ランプ点灯装置は、誘電体バリア放電を利用した放電ランプを点灯するために用いられる放電ランプ点灯装置において、
放電ランプの電極間に高周波高電圧を印加する昇圧トランスを備えてなり、
当該昇圧トランスは、それぞれ4〜11.65の昇圧比に設定された、一次巻線およびこれに対応する二次巻線よりなる複数の変圧部を有してなり、
前記変圧部の各々の一次巻線が互いに並列に接続されていると共に、当該変圧部の各々の二次巻線が互いに直列に接続されており、
前記変圧部の各々の一次巻線に矩形波状の高周波電圧が入力され
前記昇圧トランスにおける各変圧部の昇圧比の合計が10〜30であることを特徴とする。
The discharge lamp lighting device of the present invention is a discharge lamp lighting device used for lighting a discharge lamp using dielectric barrier discharge.
A step-up transformer for applying a high-frequency high voltage between the electrodes of the discharge lamp;
The step-up transformer includes a plurality of transformer units each including a primary winding and a secondary winding corresponding to the primary winding set to a step-up ratio of 4 to 11.65 ,
Each primary winding of the transformer unit is connected in parallel with each other, and each secondary winding of the transformer unit is connected in series with each other,
A rectangular wave high frequency voltage is input to each primary winding of the transformer ,
The total boost ratio of each transformer in the boost transformer is 10-30 .

本発明の放電ランプ点灯装置によれば、昇圧トランスが複数の変圧部を有し、変圧部の各々の一次巻線が互いに並列に接続されていると共に、当該変圧部の各々の二次巻線が互いに直列に接続されており、変圧部の各々の一次巻線に矩形波状の高周波電圧が入力されるため、各変圧部の昇圧比の合計が昇圧トランスの昇圧比となると共に、変圧部の各々の昇圧比を低く設定することにより、変圧部の各々において、立ち上がりが急峻な電圧変化が得られる。従って、変圧部の昇圧比の合計すなわち昇圧トランスの昇圧比が大きいものであっても、昇圧トランスにおいて立ち上がりが急峻な電圧変化が得られることにより、放電ランプにおいて効率的にエキシマ分子が形成され、その結果、放電ランプを高い発光効率で点灯することができる。 According to the discharge lamp lighting device of the present invention, the step-up transformer has a plurality of transformers, the primary windings of the transformers are connected in parallel to each other, and the secondary windings of the transformers Are connected in series with each other, and a rectangular high frequency voltage is input to each primary winding of the transformer, so that the total boost ratio of each transformer is the boost ratio of the boost transformer, By setting each step-up ratio low, a voltage change with a steep rise can be obtained in each of the transformer units. Therefore, even if the total boost ratio of the transformer section, that is, the boost ratio of the boost transformer is large, excimer molecules are efficiently formed in the discharge lamp by obtaining a voltage change with a steep rise in the boost transformer, As a result, the discharge lamp can be lit with high luminous efficiency.

本発明の放電ランプ点灯装置の一例における構成を放電ランプと共に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure in an example of the discharge lamp lighting device of this invention with a discharge lamp. 本発明の放電ランプ点灯装置によって点灯される放電ランプの構成を示す説明用断面図であり、(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。It is sectional drawing for description which shows the structure of the discharge lamp lighted by the discharge lamp lighting device of this invention, (a) is a longitudinal cross-sectional view, (b) is a cross-sectional view. 実施例1および比較例1に係る放電ランプ点灯装置による出力電力の電圧波形を示すグラフである。It is a graph which shows the voltage waveform of the output electric power by the discharge lamp lighting device which concerns on Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 実施例1および比較例1に係る放電ランプ点灯装置による出力電力の電流波形を示すグラフである。3 is a graph showing a current waveform of output power by the discharge lamp lighting device according to Example 1 and Comparative Example 1. 放電ランプ点灯装置のフルブリッジ回路に入力される電力と放電ランプに投入される電力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric power input into the full bridge circuit of a discharge lamp lighting device, and the electric power input into a discharge lamp. 放電ランプに投入される電力と放電ランプの照度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric power thrown into a discharge lamp, and the illumination intensity of a discharge lamp. 本発明の放電ランプ点灯装置によって、放電ランプを投入電力を420Wとなる条件で点灯させた場合、および放電ランプを投入電力が630Wとなる条件で点灯させた場合における、照度値と昇圧比との関係を示すグラフである。With the discharge lamp lighting device of the present invention, the illuminance value and the step-up ratio when the discharge lamp is turned on under the condition that the applied power is 420 W and when the discharge lamp is turned on under the condition that the applied power is 630 W. It is a graph which shows a relationship.

以下、本発明の放電ランプ点灯装置の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の放電ランプ点灯装置の一例における構成を放電ランプと共に示す説明図である。この放電ランプ点灯装置(以下、単に「点灯装置」ともいう。)10は、誘電体バリア放電を利用した放電ランプ30を点灯させるためのものであり、直流電圧VDCを高周波電圧に変換するフルブリッジ回路15と、フルブリッジ回路15から出力された高周波電圧を昇圧して放電ランプ30における一方の電極32および他方の電極33間に高周波高電圧を印加する昇圧トランス20とにより構成されている。
Hereinafter, embodiments of the discharge lamp lighting device of the present invention will be described.
FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of an example of a discharge lamp lighting device of the present invention together with a discharge lamp. This discharge lamp lighting device (hereinafter, also simply referred to as “lighting device”) 10 is for lighting a discharge lamp 30 using dielectric barrier discharge, and is a full-scale converter that converts a DC voltage VDC into a high-frequency voltage. The bridge circuit 15 and the step-up transformer 20 that steps up the high-frequency voltage output from the full-bridge circuit 15 and applies a high-frequency high voltage between one electrode 32 and the other electrode 33 in the discharge lamp 30 are configured.

フルブリッジ回路15は、ブリッジ状に接続された4つのスイッチング素子Q1〜Q4によって構成されている。これらのスイッチング素子Q1〜Q4の各々は、これらに対応する駆動回路G1〜G4が作動することによって駆動され、互いに対角に配置されたスイッチング素子Q1,Q4およびスイッチング素子Q2,Q3を交互にON状態にすることにより、スイッチング素子Q1,Q2の接続点とスイッチング素子Q3,Q4の接続点との間に矩形波状の高周波電圧が発生し、この高周波電圧はフルブリッジ回路15から出力される。   The full bridge circuit 15 includes four switching elements Q1 to Q4 connected in a bridge shape. Each of these switching elements Q1 to Q4 is driven by operating corresponding driving circuits G1 to G4, and switching elements Q1 and Q4 and switching elements Q2 and Q3 arranged diagonally to each other are alternately turned on. By setting the state, a rectangular high frequency voltage is generated between the connection point of the switching elements Q1 and Q2 and the connection point of the switching elements Q3 and Q4, and this high frequency voltage is output from the full bridge circuit 15.

昇圧トランス20においては、それぞれ所定の昇圧比に設定された、一次巻線22,26およびこれに対応する二次巻線23,27よりなる2つの変圧部21,25が設けられ、一方の変圧部21の一次巻線22および他方の変圧部25の一次巻線26が、フルブリッジ回路15に対して互いに並列に接続されていると共に、一方の変圧部21の二次巻線23および他方の変圧部25の二次巻線27が互いに直列に接続されており、一方の変圧部21の二次巻線23は、放電ランプ30の一方の電極32に電気的に接続され、他方の変圧部25の二次巻線27は、放電ランプ30の他方の電極33に電気的に接続されている。   The step-up transformer 20 is provided with two transformers 21 and 25 including primary windings 22 and 26 and secondary windings 23 and 27 corresponding to the primary windings 22 and 26 respectively set to a predetermined step-up ratio. The primary winding 22 of the section 21 and the primary winding 26 of the other transformer section 25 are connected to the full bridge circuit 15 in parallel with each other, and the secondary winding 23 of the one transformer section 21 and the other The secondary windings 27 of the transformer unit 25 are connected in series with each other, and the secondary winding 23 of one transformer unit 21 is electrically connected to one electrode 32 of the discharge lamp 30 and the other transformer unit. The 25 secondary windings 27 are electrically connected to the other electrode 33 of the discharge lamp 30.

昇圧トランス20の昇圧比、すなわち一方の変圧部21の昇圧比と他方の変圧部25の昇圧比との合計は、10〜30であることが好ましく、より好ましくは14〜20である。この昇圧比の合計が過小である場合には、十分に昇圧できないため、放電ランプ30が均一に点灯しない。一方、この昇圧比の合計が過大である場合には、例えば、一次巻線22,26側から見た二次巻線23,27側の浮遊容量が大きくなり、出力波形の立ち上がりの急峻が阻害され、発光効率が低下する。
また、一方の変圧部21の昇圧比および他方の変圧部25の昇圧比は、同一のものであっても異なるものであってもよい。
また、一方の変圧部21および他方の変圧の各々の昇圧比は、4〜10であることが好ましい。
The step-up ratio of the step-up transformer 20, that is, the sum of the step-up ratio of one transformer 21 and the step-up ratio of the other transformer 25 is preferably 10-30, more preferably 14-20. When the sum of the boost ratios is too small, the discharge lamp 30 does not light uniformly because the boost cannot be sufficiently performed. On the other hand, when the total boost ratio is excessive, for example, the stray capacitance on the secondary windings 23 and 27 side viewed from the primary windings 22 and 26 side becomes large, and the steep rise of the output waveform is hindered. As a result, the luminous efficiency decreases.
Further, the step-up ratio of one transformer 21 and the step-up ratio of the other transformer 25 may be the same or different.
Moreover, it is preferable that the step-up ratio of each of the one transformer 21 and the other transformer is 4 to 10.

図2は、本発明の点灯装置によって点灯される放電ランプの構成を示す説明用断面図であり、(a)は縦断面図、(b)は横断面図である。この放電ランプ30は、誘電体バリア放電を利用して発光するものであって、エキシマ用ガスが気密に封入された放電空間Sを形成する放電容器31を有する。この放電容器31は、互いに対向するそれぞれ矩形の上壁部31aおよび下壁部31bと、上壁部31aおよび下壁部31bの周縁を連接する4つの側壁部31c,31d,31e,31fよりなる扁平な箱型のものであって、全体が例えば波長200nm以下の紫外線の透過性に優れた材料により構成されている。
放電容器31における上壁部31aの外面(図2において上面)には、網状の一方の電極32が設けられ、当該放電容器31における下壁部31bの外面(図2において下面)には、網状の他方の電極33が設けられており、一方の電極32および他方の電極33は、図1に示す点灯装置10に電気的に接続されている。
また、放電容器31における上壁部31aおよび4つの側壁部31c、31d、31e、31fの各々の内面全面並びに下壁部31bの周辺部分の内面には、それらを覆うよう光反射膜35が形成されている。
2A and 2B are cross-sectional views for explaining the configuration of a discharge lamp that is turned on by the lighting device of the present invention, in which FIG. 2A is a vertical cross-sectional view and FIG. The discharge lamp 30 emits light using dielectric barrier discharge, and has a discharge vessel 31 that forms a discharge space S in which an excimer gas is hermetically sealed. The discharge vessel 31 includes a rectangular upper wall portion 31a and a lower wall portion 31b that face each other, and four side wall portions 31c, 31d, 31e, and 31f that connect the peripheral edges of the upper wall portion 31a and the lower wall portion 31b. It is a flat box-shaped thing, and the whole is made of a material excellent in ultraviolet ray transmission having a wavelength of, for example, 200 nm or less.
One electrode 32 having a mesh shape is provided on the outer surface (upper surface in FIG. 2) of the upper wall portion 31a in the discharge vessel 31, and the outer surface (lower surface in FIG. 2) of the lower wall portion 31b in the discharge vessel 31 is provided in a mesh shape. The other electrode 33 is provided, and one electrode 32 and the other electrode 33 are electrically connected to the lighting device 10 shown in FIG.
Further, a light reflecting film 35 is formed on the entire inner surface of each of the upper wall portion 31a and the four side wall portions 31c, 31d, 31e, 31f and the inner surface of the peripheral portion of the lower wall portion 31b in the discharge vessel 31 so as to cover them. Has been.

放電容器31を構成する材料としては、真空紫外線を良好に透過するもの、具体的には、合成石英ガラスなどのシリカガラス、サファイアガラスなどを用いることができる。
一方の電極32および他方の電極33を構成する材料としては、金、銀、銅、ニッケル、クロムなどの耐腐食性を有する金属材料を用いることができる。また、一方の電極32および他方の電極33は、上記の金属材料を含む導電性ペーストをスクリーン印刷することにより、或いは上記の金属材料を真空蒸着することにより、形成することができる。
一方の電極32および他方の電極33の各々の厚みは、例えば0.1μm〜数十μmである。
光反射膜35を構成する材料としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどよりなるものを用いることができ、例えばシリカ粒子とアルミナ粒子とからなるもの、特に、シリカ粒子の含有割合が30〜99質量%で、アルミナ粒子の含有割合が1〜70質量%であるものが好ましい。
As a material constituting the discharge vessel 31, a material that can transmit vacuum ultraviolet rays satisfactorily, specifically, silica glass such as synthetic quartz glass, sapphire glass, or the like can be used.
As a material constituting the one electrode 32 and the other electrode 33, a metal material having corrosion resistance such as gold, silver, copper, nickel, chromium, or the like can be used. The one electrode 32 and the other electrode 33 can be formed by screen-printing a conductive paste containing the above metal material or by vacuum vapor deposition of the above metal material.
The thickness of each of the one electrode 32 and the other electrode 33 is, for example, 0.1 μm to several tens of μm.
As a material constituting the light reflecting film 35, a material made of silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, or the like can be used. For example, a material made of silica particles and alumina particles, particularly, a content ratio of silica particles is 30 to 30%. 99% by mass and the content of alumina particles is preferably 1 to 70% by mass.

放電容器31内に封入されるエキシマ用ガスとしては、例えば真空紫外線を放射するエキシマを生成し得るもの、具体的には、キセノン、アルゴン、クリプトン等の希ガス、または、希ガスと、臭素、塩素、ヨウ素、フッ素等のハロゲンガスとを混合した混合ガスなどを用いることができる。エキシマ用ガスの具体的な例を、放射される紫外線の波長と共に示すと、キセノンガスでは172nm、アルゴンとヨウ素との混合ガスでは191nm、アルゴンとフッ素との混合ガスでは193nmである。
また、エキシマ用ガスの封入圧は、例えば10〜100kPaである。
また、放電容器31の内面には蛍光体層が形成されていてもよく、これにより、当該蛍光体層による蛍光を放射することができる。
As the excimer gas sealed in the discharge vessel 31, for example, an excimer that emits vacuum ultraviolet rays, specifically, a rare gas such as xenon, argon, or krypton, or a rare gas and bromine, A mixed gas in which a halogen gas such as chlorine, iodine, or fluorine is mixed can be used. When a specific example of the excimer gas is shown together with the wavelength of emitted ultraviolet light, it is 172 nm for xenon gas, 191 nm for a mixed gas of argon and iodine, and 193 nm for a mixed gas of argon and fluorine.
Moreover, the sealing pressure of the excimer gas is, for example, 10 to 100 kPa.
Moreover, the fluorescent substance layer may be formed in the inner surface of the discharge vessel 31, and this can radiate | emit the fluorescence by the said fluorescent substance layer.

上記の点灯装置においては、直流電源(図示省略)から直流電圧VDCが入力されると、フルブリッジ回路15によって高周波電圧に変換され、フルブリッジ回路15から出力された高周波電圧が昇圧トランス20によって昇圧されて高周波高電圧が発生する。
そして、放電ランプ30においては、一方の電極32と他方の電極33との間に、昇圧トランス20から出力された高周波高電圧が印加されることによって、放電容器31内の放電空間Sにおいて誘電体バリア放電が発生し、この誘電体バリア放電によってエキシマ用ガスに由来するエキシマ分子が形成され、これにより、例えば波長200nm以下の紫外線Lが発生し、この紫外線Lは、直接または光反射膜35に反射されて放電容器31の下壁部31bから下方に放射される。
In the above lighting device, when a DC voltage V DC is input from a DC power supply (not shown), the full bridge circuit 15 converts the DC voltage to a high frequency voltage, and the high frequency voltage output from the full bridge circuit 15 is converted by the step-up transformer 20. The voltage is boosted to generate a high frequency high voltage.
In the discharge lamp 30, the high frequency high voltage output from the step-up transformer 20 is applied between the one electrode 32 and the other electrode 33, so that a dielectric is formed in the discharge space S in the discharge vessel 31. Barrier discharge is generated, and excimer molecules derived from the excimer gas are formed by the dielectric barrier discharge, thereby generating, for example, ultraviolet light L having a wavelength of 200 nm or less. This ultraviolet light L is directly or directly applied to the light reflecting film 35. The light is reflected and emitted downward from the lower wall portion 31b of the discharge vessel 31.

而して、上記の点灯装置10によれば、昇圧トランス20が2つの変圧部21,25を有し、変圧部21,25の各々の一次巻線22,26が互いに並列に接続されていると共に、当該変圧部21,25の各々の二次巻線23,27が互いに直列に接続されているため、各変圧部21,25の昇圧比の合計が昇圧トランス20の昇圧比となると共に、変圧部21,25の各々の昇圧比を低く設定することにより、変圧部21,25の各々において、立ち上がりが急峻な電圧変化が得られる。従って、変圧部21,25の昇圧比の合計すなわち昇圧トランス20の昇圧比が大きいものであっても、昇圧トランス20において立ち上がりが急峻な電圧変化が得られることにより、放電ランプ30の放電容器31内において効率的にエキシマ分子が形成され、その結果、放電ランプ30を高い発光効率で点灯することができる   Thus, according to the lighting device 10 described above, the step-up transformer 20 includes the two transformers 21 and 25, and the primary windings 22 and 26 of the transformers 21 and 25 are connected in parallel to each other. At the same time, since the secondary windings 23 and 27 of the transformers 21 and 25 are connected in series with each other, the sum of the boost ratios of the transformers 21 and 25 becomes the boost ratio of the boost transformer 20. By setting the step-up ratio of each of the transformers 21 and 25 to be low, a voltage change with a steep rise is obtained in each of the transformers 21 and 25. Therefore, even if the sum of the step-up ratios of the transformers 21 and 25, that is, the step-up ratio of the step-up transformer 20 is large, a voltage change with a steep rise is obtained in the step-up transformer 20 and thereby the discharge vessel 31 of the discharge lamp 30 Excimer molecules are efficiently formed in the inside, and as a result, the discharge lamp 30 can be lit with high luminous efficiency.

本発明の点灯装置は、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば昇圧トランスは、それぞれの一次巻線が互いに並列に接続されていると共に、それぞれの二次巻線が互いに直列に接続されていれば、3つ以上の変圧部を有するものであってもよい。
また、フルブリッジ回路は必須のものではない。
また、フルブリッジ回路のほかに、ハーフブリッジ回路やフライバッグ回路などの種々の回路を有する構成であってもよい。
The lighting device of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, the step-up transformer may have three or more transformers as long as each primary winding is connected in parallel with each other and each secondary winding is connected in series with each other. .
Moreover, a full bridge circuit is not essential.
Moreover, the structure which has various circuits, such as a half bridge circuit and a flybag circuit, other than a full bridge circuit may be sufficient.

以下、本発明の点灯装置の具体的な実施例について説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, although the specific Example of the lighting device of this invention is described, this invention is not limited to the following Example.

〈実施例1〉
図1に示す構成に従い、下記の仕様の昇圧トランスaを有する放電ランプ点灯装置Aを作製した。
[昇圧トランスaの仕様]
一方の変圧部および他方の変圧部の仕様:
一次巻線:それぞれ径が0.06mmの素線504本を束ねてなる3本の束線が並列に配置されて固定された帯状体よりなる芯線を巻き回してなるもの。
一次巻線の巻数:9巻き
二次巻線:それぞれ0.08mmの素線7本を束ねてなる7本の束線によって構成された撚り線よりなる芯線を巻き回してなるもの。
一次巻線の巻数:76巻き
昇圧比:8.44(一方の変圧部および他方の変圧部の昇圧比の合計が16.88)
コア:JFEフェライト株式会社製「EER−90」
<Example 1>
According to the configuration shown in FIG. 1, a discharge lamp lighting device A having a step-up transformer a having the following specifications was produced.
[Specifications of step-up transformer a]
Specifications of one transformer and the other transformer:
Primary winding: A winding formed by winding a core wire made of a strip-like body in which three bundle wires each having a diameter of 0.06 mm are bundled and fixed in parallel.
Number of turns of primary winding: 9 turns Secondary winding: A winding made by winding a core wire composed of 7 strands each made of 7 strands of 0.08 mm.
Number of turns of primary winding: 76 turns Boost ratio: 8.44 (the sum of the boost ratios of one transformer section and the other transformer section is 16.88)
Core: “EER-90” manufactured by JFE Ferrite Co., Ltd.

〈実施例2〉
昇圧トランスaを、一方の変圧部および他方の変圧部の各々における二次巻線の巻数が65巻きで昇圧比が7.2(一方の変圧部および他方の変圧部の昇圧比の合計が14.4)であることを除いて昇圧トランスaと同様の仕様の昇圧トランスbに変更したこと以外は、実施例1と同様の構成の放電ランプ点灯装置Bを作製した。
<Example 2>
In the step-up transformer a, the number of turns of the secondary winding in each of the one transformer unit and the other transformer unit is 65 and the boost ratio is 7.2 (the total of the boost ratios of the one transformer unit and the other transformer unit is 14). A discharge lamp lighting device B having the same configuration as in Example 1 was manufactured except that the step-up transformer b has the same specifications as the step-up transformer a except for .4).

〈実施例3〉
昇圧トランスaを、一方の変圧部および他方の変圧部の各々における二次巻線の巻数が72巻きで昇圧比が8.0(一方の変圧部および他方の変圧部の昇圧比の合計が16.0)であることを除いて昇圧トランスaと同様の仕様の昇圧トランスcに変更したこと以外は、実施例1と同様の構成の放電ランプ点灯装置Cを作製した。
<Example 3>
In the step-up transformer a, the number of secondary windings in each of the one transformer unit and the other transformer unit is 72, and the boost ratio is 8.0 (the total of the boost ratios of the one transformer unit and the other transformer unit is 16). 0.0), a discharge lamp lighting device C having the same configuration as in Example 1 was manufactured except that the step-up transformer c was changed to the step-up transformer c having the same specifications as the step-up transformer a.

〈実施例4〉
昇圧トランスaを、一方の変圧部および他方の変圧部の各々における二次巻線の巻数が90巻きで昇圧比が10(一方の変圧部および他方の変圧部の昇圧比の合計が20)であることを除いて昇圧トランスaと同様の仕様の昇圧トランスdに変更したこと以外は、実施例1と同様の構成の放電ランプ点灯装置Dを作製した。
<Example 4>
In the step-up transformer a, the number of turns of the secondary winding in each of the one transformer unit and the other transformer unit is 90 and the boost ratio is 10 (the sum of the boost ratios of the one transformer unit and the other transformer unit is 20). A discharge lamp lighting device D having the same configuration as that of Example 1 was manufactured except that the step-up transformer d having the same specification as that of the step-up transformer a was changed except for some cases.

〈実施例5〉
昇圧トランスaを、一方の変圧部および他方の変圧部の各々における二次巻線の巻数が105巻きで昇圧比が11.65(一方の変圧部および他方の変圧部の昇圧比の合計が23.3)であることを除いて昇圧トランスaと同様の仕様の昇圧トランスeに変更したこと以外は、実施例1と同様の構成の放電ランプ点灯装置Eを作製した。
<Example 5>
In the step-up transformer a, the number of turns of the secondary winding in each of the one transformer unit and the other transformer unit is 105 and the step-up ratio is 11.65 (the sum of the step-up ratios of the one transformer unit and the other transformer unit is 23). A discharge lamp lighting device E having the same configuration as in Example 1 was produced except that the step-up transformer e was changed to a step-up transformer e having the same specifications as the step-up transformer a except for.

〈比較例1〉
昇圧トランスaを、単一の変圧部を有する下記の仕様の昇圧トランスfに変更したこと以外は、実施例1と同様の構成の放電ランプ点灯装置Fを作製した。
[昇圧トランスeの仕様]
一次巻線:それぞれ径が0.08mmの素線2310本を束ねた束線よりなる芯線を巻き回してなるもの。
一次巻線の巻数:9巻き
二次巻線:それぞれ0.08mmの素線7本を束ねてなる7本の束線によって構成された撚り線よりなる芯線を巻き回してなるもの。
一次巻線の巻数:130巻き
昇圧比:14.4
コア:JFEフェライト株式会社製「EER−120」
<Comparative example 1>
A discharge lamp lighting device F having the same configuration as in Example 1 was produced except that the step-up transformer a was changed to a step-up transformer f having the following specification having a single transformer.
[Specifications of step-up transformer e]
Primary winding: A winding formed by winding a core wire made of a bundle of 2310 strands each having a diameter of 0.08 mm.
Number of turns of primary winding: 9 turns Secondary winding: A winding made by winding a core wire composed of 7 strands each made of 7 strands of 0.08 mm.
Number of turns of primary winding: 130 turns Boost ratio: 14.4
Core: “EER-120” manufactured by JFE Ferrite Co., Ltd.

〈試験用放電ランプの作製〉
図2に示す構成に従い、下記の仕様の放電ランプ(1)、放電ランプ(2)および放電ランプ(3)を作製した。
[放電ランプ(1)]
放電容器の寸法:全長1200mm,幅25mm、高さ10mm
有効発光長:1100mm
封入物:キセノンガス
[放電ランプ(2)]
放電容器の寸法:全長2200mm,幅25mm、高さ10mm
有効発光長:2100mm
封入物:キセノンガス
[放電ランプ(3)]
放電容器の寸法:全長3200mm,幅25mm、高さ10mm
有効発光長:3100mm
封入物:キセノンガス
<Production of test discharge lamp>
According to the configuration shown in FIG. 2, a discharge lamp (1), a discharge lamp (2) and a discharge lamp (3) having the following specifications were produced.
[Discharge lamp (1)]
Dimensions of discharge vessel: total length 1200mm, width 25mm, height 10mm
Effective light emission length: 1100mm
Inclusion material: xenon gas [discharge lamp (2)]
Dimensions of discharge vessel: total length 2200mm, width 25mm, height 10mm
Effective light emission length: 2100mm
Inclusion material: xenon gas [discharge lamp (3)]
Dimensions of discharge vessel: total length 3200mm, width 25mm, height 10mm
Effective light emission length: 3100mm
Inclusion material: Xenon gas

〈点灯装置の特性評価試験〉
[試験1] 実施例1に係る放電ランプ点灯装置Aおよび比較例1に係る放電ランプ点灯装置Fの各々に760Wの直流電力を入力し、それぞれから出力される高周波電力の電圧波形および電流波形を測定した。結果を図3および図4に示す。
図に示す結果から明らかなように、実施例1に係る点灯装置Aによれば、立ち上がりが急峻な電圧変化が得られることが確認された。
<Characteristic evaluation test of lighting device>
[Test 1] 760 W DC power is input to each of the discharge lamp lighting device A according to the first embodiment and the discharge lamp lighting device F according to the first comparative example, and the voltage waveform and current waveform of the high-frequency power output from each are obtained. It was measured. The results are shown in FIG. 3 and FIG.
As is clear from the results shown in the figure, it was confirmed that the lighting device A according to Example 1 can obtain a voltage change with a steep rise.

[試験2]
実施例1に係る放電ランプ点灯装置Aおよび比較例1に係る放電ランプ点灯装置Fの各々を用い、当該放電ランプ点灯装置の各々に入力される電力(以下、「入力電力」ともいう。)を変化させて放電ランプ(1)を点灯させ、放電ランプ(1)に投入される電力(以下、「ランプ投入電力」ともいう。)および放電ランプ(1)の照度を測定した。ここで、放電ランプ(1)の照度は、窒素雰囲気下において放電容器の外表面から25mm離れた位置に照度計を配置して測定した。結果を図5および図6に示す。
図5は、図1に示す放電ランプ点灯装置のフルブリッジ回路15に入力される電力(チッパー電力)と放電ランプに投入される電力(ランプ投入電力)との関係を示すグラフであり、図6は、放電ランプに投入される電力(ランプ投入電力)と放電ランプの照度との関係を示すグラフである。
図5に示す結果から、実施例1に係る放電ランプ点灯装置Aによれば、入力電力が増加するに従ってランプ投入電力が増加するが、比較例1に係る放電ランプ点灯装置Fにおいては、入力電力が600W以上の場合に、入力電力が増加してもランプ投入電力がほとんど増加しないことが理解される。
また、図6に示す結果から、実施例1に係る放電ランプ点灯装置Aによれば、ランプ投入電力が700W程度までであれば、ランプ投入電力が増加するに従って放電ランプの照度が高くなるが、比較例1に係る放電ランプ点灯装置Fにおいては、ランプ投入電力が600W程度で、放電ランプの照度が低下することが理解される。
[Test 2]
Using each of the discharge lamp lighting device A according to Example 1 and the discharge lamp lighting device F according to Comparative Example 1, electric power (hereinafter also referred to as “input power”) input to each of the discharge lamp lighting devices. The discharge lamp (1) was turned on by changing the power, and the electric power (hereinafter also referred to as “lamp input power”) input to the discharge lamp (1) and the illuminance of the discharge lamp (1) were measured. Here, the illuminance of the discharge lamp (1) was measured by placing an illuminometer at a position 25 mm away from the outer surface of the discharge vessel in a nitrogen atmosphere. The results are shown in FIG. 5 and FIG.
5 is a graph showing the relationship between the power (chipper power) input to the full bridge circuit 15 of the discharge lamp lighting device shown in FIG. 1 and the power input to the discharge lamp (lamp input power). These are the graphs which show the relationship between the electric power input into the discharge lamp (lamp input electric power) and the illuminance of the discharge lamp.
From the results shown in FIG. 5, according to the discharge lamp lighting device A according to Example 1, the lamp input power increases as the input power increases. However, in the discharge lamp lighting device F according to Comparative Example 1, the input power It is understood that when the input power is 600 W or more, the lamp input power hardly increases even if the input power increases.
Further, from the results shown in FIG. 6, according to the discharge lamp lighting device A according to Example 1, if the lamp input power is up to about 700 W, the illuminance of the discharge lamp increases as the lamp input power increases. In the discharge lamp lighting device F according to Comparative Example 1, it is understood that the lamp input power is about 600 W, and the illuminance of the discharge lamp decreases.

[試験3]
実施例2〜5に係る放電ランプ点灯装置B〜放電ランプ点灯装置Eを用い、ランプ投入電力が420Wおよび630Wとなる条件で、放電ランプ(1)〜放電ランプ(3)を点灯させ、各放電ランプの照度値と放電ランプ点灯装置における昇圧トランスの昇圧比との関係を調べた。ここで、放電ランプの照度値は、ウシオ電機株式会社製の照度計「UIT−250」(172nm)により、窒素雰囲気下において、放電容器の外表面から10mm離れた位置で計測した。
図7は、放電ランプ(2)を投入電力を420Wとなる条件で点灯させた場合、および放電ランプ(2)を投入電力が630Wとなる条件で点灯させた場合における、照度値と昇圧比との関係を示すグラフである。この図7の結果から、昇圧比が14〜20であれば、高い発光効率が得られることが理解される。さらに、図示は省略するが、放電ランプ(1)および放電ランプ(3)についても同様の傾向が得られた。
このように、本発明の放電ランプ点灯装置によれば、昇圧比が10〜30において高い発光効率が得られ、特に昇圧比が14〜20においてより高い発光効率が得られることがわかる。
[Test 3]
Using the discharge lamp lighting device B to the discharge lamp lighting device E according to Examples 2 to 5, the discharge lamp (1) to the discharge lamp (3) are turned on under the conditions that the lamp input power is 420 W and 630 W. The relationship between the illuminance value of the lamp and the step-up ratio of the step-up transformer in the discharge lamp lighting device was investigated. Here, the illuminance value of the discharge lamp was measured at a position 10 mm away from the outer surface of the discharge vessel in a nitrogen atmosphere by an illuminance meter “UIT-250” (172 nm) manufactured by USHIO INC.
FIG. 7 shows the illuminance value and the step-up ratio when the discharge lamp (2) is lit under the condition that the input power is 420 W and when the discharge lamp (2) is lit under the condition that the input power is 630 W. It is a graph which shows the relationship. From the results of FIG. 7, it is understood that high luminous efficiency can be obtained if the step-up ratio is 14 to 20. Further, although not shown, the same tendency was obtained for the discharge lamp (1) and the discharge lamp (3).
Thus, according to the discharge lamp lighting device of the present invention, it can be seen that high luminous efficiency can be obtained when the boost ratio is 10 to 30, and higher luminous efficiency is obtained particularly when the boost ratio is 14 to 20.

10 放電ランプ点灯装置
15 フルブリッジ回路
20 昇圧トランス
21 変圧部
22 一次巻線
23 二次巻線
25 変圧部
26 一次巻線
27 二次巻線
30 放電ランプ
31 放電容器
31a 上壁部
31b 下壁部
31c,31d,31e,31f 側壁部
32 一方の電極
33 他方の電極
35 光反射膜
Q1〜Q4 スイッチング素子
G1〜G4 駆動回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Discharge lamp lighting device 15 Full bridge circuit 20 Step-up transformer 21 Transformer part 22 Primary winding 23 Secondary winding 25 Transformer part 26 Primary winding 27 Secondary winding 30 Discharge lamp 31 Discharge vessel 31a Upper wall part 31b Lower wall part 31c, 31d, 31e, 31f Side wall portion 32 One electrode 33 The other electrode 35 Light reflecting films Q1 to Q4 Switching elements G1 to G4 Drive circuit

Claims (1)

誘電体バリア放電を利用した放電ランプを点灯するために用いられる放電ランプ点灯装置において、
放電ランプの電極間に高周波高電圧を印加する昇圧トランスを備えてなり、
当該昇圧トランスは、それぞれ4〜11.65の昇圧比に設定された、一次巻線およびこれに対応する二次巻線よりなる複数の変圧部を有してなり、
前記変圧部の各々の一次巻線が互いに並列に接続されていると共に、当該変圧部の各々の二次巻線が互いに直列に接続されており、
前記変圧部の各々の一次巻線に矩形波状の高周波電圧が入力され
前記昇圧トランスにおける各変圧部の昇圧比の合計が10〜30であることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
In a discharge lamp lighting device used for lighting a discharge lamp using dielectric barrier discharge,
A step-up transformer for applying a high-frequency high voltage between the electrodes of the discharge lamp;
The step-up transformer includes a plurality of transformer units each including a primary winding and a secondary winding corresponding to the primary winding set to a step-up ratio of 4 to 11.65 ,
Each primary winding of the transformer unit is connected in parallel with each other, and each secondary winding of the transformer unit is connected in series with each other,
A rectangular wave high frequency voltage is input to each primary winding of the transformer ,
The discharge lamp lighting device characterized in that the total boost ratio of each transformer in the step-up transformer is 10-30 .
JP2011129849A 2011-06-10 2011-06-10 Discharge lamp lighting device Active JP5909884B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011129849A JP5909884B2 (en) 2011-06-10 2011-06-10 Discharge lamp lighting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011129849A JP5909884B2 (en) 2011-06-10 2011-06-10 Discharge lamp lighting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012256561A JP2012256561A (en) 2012-12-27
JP5909884B2 true JP5909884B2 (en) 2016-04-27

Family

ID=47527933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011129849A Active JP5909884B2 (en) 2011-06-10 2011-06-10 Discharge lamp lighting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5909884B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002043084A (en) * 2001-06-14 2002-02-08 Ushio Inc Lighting device for dielectric barrier discharge lamp
JP3870914B2 (en) * 2003-02-28 2007-01-24 ウシオ電機株式会社 Excimer lamp light emitting device
JP2005123008A (en) * 2003-10-16 2005-05-12 Harison Toshiba Lighting Corp Driving device for dielectric barrier type low-pressure discharge lamp
JP2007234267A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Harison Toshiba Lighting Corp Inverter circuit for multiple lamps

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012256561A (en) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5909884B2 (en) Discharge lamp lighting device
US6903518B2 (en) Discharge lamp device and backlight using the same
JP6103730B2 (en) Gas discharge light emitting device
JP2006202517A (en) Illumination device
US6806648B2 (en) Light source device and liquid crystal display device
JP6485780B2 (en) Gas discharge light emitting device
JP2009164112A (en) Piezoelectric serial resonant lighting circuit
JP2006244979A (en) External electrode fluorescent lamp
JP5096957B2 (en) High voltage lighting piezoelectric oscillator
JP2004207491A (en) Pulse transformer and discharge lamp lighting device
JP2003223868A (en) Light source device and liquid crystal display device
WO2004012481A1 (en) Discharge lamp device, discharge lamp lighting method and device
JP4041159B2 (en) Dielectric barrier discharge lamp, backlight device, and liquid crystal display device
JP2007073254A (en) External electrode discharge lamp
JP3539329B2 (en) Driving method of rare gas excimer lamp
JPWO2008126341A1 (en) Dielectric barrier discharge lamp lighting device
US20150022082A1 (en) Dielectric barrier discharge lamps and methods
JPWO2007141963A1 (en) Dielectric barrier discharge lamp, backlight device, and liquid crystal display device
JP2000106144A (en) Internal and external electrode type discharge lamp and lighting system
JP2010205640A (en) External electrode type rare gas fluorescent lamp, and rare gas fluorescent lamp unit for backlight
JP2004281367A (en) Light source device and liquid crystal display using it
JP4424496B2 (en) Light source device
JP2002279936A (en) Lighting method for xenon electric discharge fluorescent lamp
KR101196266B1 (en) An fluorescent lamp for liquid crystal display device
JP2000277056A (en) Rare gas discharge lamp, rare gas discharge lamp lighting device and lighting system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140317

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141125

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150414

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20150908

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151201

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20151209

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160314

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5909884

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250