JPH06111971A - 無電極放電ランプ点灯装置 - Google Patents

無電極放電ランプ点灯装置

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JPH06111971A
JPH06111971A JP4262494A JP26249492A JPH06111971A JP H06111971 A JPH06111971 A JP H06111971A JP 4262494 A JP4262494 A JP 4262494A JP 26249492 A JP26249492 A JP 26249492A JP H06111971 A JPH06111971 A JP H06111971A
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JP
Japan
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lamp
inverter
excitation coil
high frequency
capacitor
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Withdrawn
Application number
JP4262494A
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English (en)
Inventor
Fumio Hirano
文雄 平野
Kenji Araki
建次 荒木
Ichiro Yokozeki
一郎 横関
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波電源とランプ負荷とのマッチング調整
用に用いられる可変容量コンデンサを改良して、可動電
極のアクチュエートを安定に行なえるようにする。 【構成】 直流電源を高周波電源に変換するインバータ
と、ランプチューブ内に少なくとも放電性ガスまたは蒸
気が封入された無電極放電ランプと、ランプチューブの
近傍またはランプチューブ内に配される励起コイルと、
このインバータの出力端子間に接続される励起コイルに
対して直列に挿入され、高周波電源とランプ負荷とのマ
ッチングを行なう可変容量コンデンサ6とを備え、この
可変容量コンデンサ6の対向する2枚の電極板20,2
1は、互いに反対方向に変位する2つの圧電アクチュエ
ータ22,23により、電極板20,21間が平行を維
持しながら距離が変えられるよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無電極放電ランプの周
囲に巻かれた励起コイルからランプ内のプラズマリング
に磁気的に高周波電力を供給してランプを点灯させる無
電極放電ランプ点灯装置に関し、特に高周波電源とラン
プ負荷とのマッチングをとるための可変容量コンデンサ
を改良した無電極放電ランプ点灯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特に高周波駆動される無電極放電ランプ
は、高効率、高輝度、高演色、長寿命などの優れた特性
を合せ持つ放電ランプである。この無電極放電ランプを
点灯させるには、ランプの周囲に巻かれる励起コイルの
他に、高電圧発生用の始動回路を必要とする。図1のブ
ロック図に、この無電極放電ランプを点灯させるための
一般的な点灯装置を示す。この図で、商用交流電源1は
整流回路2で直流電源に変換されたあと、インバータ3
でたとえば13.56MHzの高周波電源に変換され
る。このインバータ3は、ドライブ回路4によって駆動
されるスイッチング素子5a,5bからなるハーフブリ
ッジ形に構成されている。このインバータ3の出力端子
間には、可変容量コンデンサ6を介して励起コイル7が
接続され、主回路を構成するこの励起コイル7にはコン
デンサ8が並列に接続される。この励起コイル7は、ラ
ンプの周囲に数ターン(たとえば2ターン)巻き付けら
れる。ここで、コンデンサ6,8は励起コイル7と共振
回路を構成するとともに、高周波電源とランプ負荷との
マッチングをとるためのインピダンス補正を行なってい
る。また、励起コイル7には、コンデンサ9、始動用コ
イル10とコンデンサ11との並列共振回路部および始
動用スイッチ12の直列回路によって構成される始動回
路13が並列に接続されている。コンデンサ9と並列共
振回路部との接続点である高電圧発生点は、ランプ14
のガスプローブ14bに接続されている。ここで、コン
デンサ9,11はチューニング用として用いられ、コン
デンサ9,11によって始動回路13の共振の度合を変
えることにより、主回路と始動回路13への電力の配分
を変えたり、始動回路動作中における主回路と始動回路
13との合成インピーダンスを高周波電源にマッチング
させる作用を持っている。無電極放電ランプ14は、ア
ークチューブとなるメインチューブ14a内に放電性ガ
スとなるたとえばクリプトン(Kr)が250トル(t
orr)封入されているとともに、NaI、CeIが封
入されている。このメインチューブ14aの頂部から
は、メインチューブ14aと隔壁で隔てられた始動用エ
ネルギ注入管部をなすガスプローブ14bが延びてい
る。このプローブ14b内には、クリプトンが10to
rr程度封入されている。
【0003】このように構成される無電極放電ランプ点
灯装置では、始動時にスイッチ12をオンしてインバー
タ3から主回路と始動回路13に高周波電力を供給する
と、始動回路13で発生した高電圧がガスプローブ14
bに印加される。これにより、ガスプローブ14b内の
ガスが放電破壊して、メインチューブ14a内のガスを
グロー放電状態に導き、主回路によってチューブ14a
内にプラズマリングが形成される。このプラズマリング
の形成が図示しない検出回路によって検出されると、こ
の検出信号を受けて始動用スイッチ12がオフされる。
以降、励起コイル7から磁気的に結合するプラズマリン
グに点灯用電力が供給され、ランプ14が高周波点灯さ
れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
点灯装置では、インバータ3から見た負荷はランプ始動
前には励起コイル7による強い誘導性の負荷となってお
り、ランプ14が点灯すると抵抗性の負荷に変わる。こ
れは、始動直後のウォーミングアップを経てランプ14
が点灯し出すと、ランプ14内に発生するリング状のア
ーク(プラズマリング)が励起コイル7の二次コイルの
役割を果たし、励起コイル7内の磁束の一部を打ち消す
ため、主回路のインダクタンス成分が減少するととも
に、ランプ14の温度上昇に伴いランプ14内の発光物
質の蒸気圧が増すことにより、ランプ14の抵抗成分が
増えることによる。これが励起コイル7との磁気的な結
合を通して、等価的な抵抗成分の増大として作用する。
したがって、ランプの始動前からランプ点灯とともに変
化する負荷インピダンスを補正して、高周波電源とラン
プ負荷とがマッチングのとれた状態とする必要があり、
従来は図4に示すように圧電アクチュエータ30を用い
てコンデンサ6の静電容量を変化させてマッチング調整
を行なっていた。
【0005】この可変容量コンデンサ6では、バイモル
フ型圧電素子からなる圧電アクチュエータ30を用いて
コンデンサ6の対向電極(可動電極)31を直接持ち上
げ、静電容量を変化させる方式が取られている。ここ
で、コンデンサ6の固定電極32は励起コイル7に接続
され、可動電極31は給電線33を介して基板34に接
続される。この基板34のパターンがインバータ3の出
力端子に接続される。圧電アクチュエータ30は、作動
時に騒音を発しないとともに、消費電力がほとんどない
というメリットを持っている。
【0006】しかし、図4に示したような構成の可変容
量コンデンサ6では、構造上、可動電極31側に給電線
33を接続する必要があるため、圧電アクチュエータ3
0を作動させるときに、この給電線33がじゃまにな
り、可動電極31のアクチュエートを妨害したり、繰り
返しアクチュエータ30が作動する間に給電線33や給
電線33の接続部が切断されるなどの問題が発生する。
また、圧電アクチュエータ30は変位力を十分に確保で
きるわけではなく、その変位量は荷重によって変わるた
め、振動や取り付けの向きなどによって変位量が変化し
てしまい、コンデンサ6の容量が変動して安定な動作を
維持できないという問題点もあった。また、コンデンサ
6の一方の電極31のみをアクチュエートする従来の方
式では電極31,32間が互いに平行にならず、電極3
1,32間が接近した箇所で絶縁破壊を起こしやすいと
いう問題点もある。
【0007】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、高周波電
源とランプ負荷とのマッチング調整用に用いられる可変
容量コンデンサを改良して、信頼性よく安定に行えるコ
ンデンサの容量を変える動作を信頼性よく安定に行える
ようにした無電極放電ランプ点灯装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明による無電極放電ランプ点灯装置は、直流電源
を高周波電源に変換するインバータと、ランプチューブ
内に少なくとも放電性ガスまたは蒸気が封入された無電
極放電ランプと、ランプチューブの近傍またはランプチ
ューブ内に配される励起コイルと、このインバータの出
力端子間に接続される励起コイルに対して直列に挿入さ
れ、高周波電源とランプ負荷とのマッチングを行なう可
変容量コンデンサとを備え、この可変容量コンデンサ
は、上記インバータの高圧側出力端子に接続される第1
の電極板と、上記励起コイルに接続される第2の電極板
と、これら第1および第2の電極板にともに重なり合
い、これら第1および第2の電極板との距離をアクチュ
エート手段によって変化させられる可動電極とにより構
成されている。
【0009】また、本発明による無電極放電ランプ点灯
装置は、上記可変容量コンデンサの対向する2枚の電極
板は、互いに反対方向に変位する2つの圧電アクチュエ
ータにより、電極板間が平行を維持しながら距離が変え
られるよう構成されている。
【0010】
【作用】上述した請求項1に対応する構成によれば、第
1および第2の電極板の上方に対向する可動電極を配
し、この可動電極をアクチュエート手段により動かすこ
とで、容量を変えられるようにしたので、構造上、可動
電極に給電線を接続する必要がない。
【0011】また、請求項2に対応する構成によれば、
可変容量コンデンサの電極板間が平行を維持して距離が
変えられるので、安定性よく容量を変えられる。
【0012】
【実施例】以下、本発明による無電極放電ランプ点灯装
置の具体的な実施例を図面に基づき詳細に説明する。な
お、従来例と同様部分については重複する説明を省略す
る。図2に、インバータ3の出力端子と励起コイル8の
間に直列に接続される可変容量コンデンサ6の構成を示
す。この可変容量コンデンサ6では、絶縁されたベース
板15に第1の電極板16と第2の電極板17とが近接
して配されており、これら電極板16,17の上方にこ
れら電極板16,17にオーバーラップする可動電極1
8が配されている。この可動電極18はアクチュエート
手段となる圧電アクチュエータ19によって電極板1
6,17との距離が変えられるように変位される。この
圧電アクチュエータ19はバイモルフ型圧電素子からな
る。ここで、第1の電極板16はインバータ3の出力端
子に接続され、第2の電極板17は励起コイル7に接続
される。このように電極板16,17との距離が変わる
ように可動電極18を動かすと、コンデンサ6の静電容
量は可動電極18と第1の電極板16の静電容量、およ
び可動電極18と第2の静電容量17との並列容量とし
て取り出される。このような可変容量コンデンサ6で
は、可動電極19側に給電線を接続する必要がなく、可
動電極19のアクチュエート動作が安定に行なわれる。
【0013】つぎに、図3に示す他の実施例の可変容量
コンデンサ6の構成を説明する。この可変容量コンデン
サ6では、対向する第1および第2の電極板20,21
が、互いに逆方向に変位されるバイモルフ型の圧電アク
チュエータ22,23によって変位されるようになって
おり、電極板20,21は常に平行に維持された状態で
距離が変化されるようになる。なお、第1の電極板20
はインバータ3の出力端子に接続され、第2の電極板2
1は励起コイル8に接続される。このような可変容量コ
ンデンサ6では、コンデンサ6の容量の調整を安定に行
なうことができ、回路の動作の信頼性を高められる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
1および第2の電極板をまたぐようにこれら電極板の上
方に対向電極(可動電極)を配し、この可動電極を電極
板に対して移動させることで容量を変えられるようにし
たので、可動電極側に主回路の給電線を接続する必要が
なく、アクチュエータ手段によってスムーズに可動電極
を動かすことができる。また、互いに反対方向に変位す
る2つの圧電アクチュエータを用いて可変容量コンデン
サの電極板間を変位させているので、一方の電極板のみ
をアクチュエートする方式と比較して、電極板間が常に
平行に維持され、距離の接近した箇所で絶縁破壊が生じ
るような不具合はまったく生ない。また、容量可変動作
が安定に行われるので、点灯装置の安定動作を確保でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的な無電極放電ランプ点灯装置の構成を示
すブロック図である。
【図2】本発明による可変容量コンデンサの構成を示す
正面図である。
【図3】他の実施例の可変容量コンデンサの構成を示す
正面図である。
【図4】従来の可変容量コンデンサを示す正面図であ
る。
【符号の説明】
1 商用交流電源 2 整流回路 3 インバータ 4 ドライブ回路 5a,5b スイッチング素子 6 可変容量コンデンサ 7 励起コイル 8 共振用のコンデンサ 13 始動回路 16,20 第1の電極板 17,21 第2の電極板 19,22,23 圧電アクチュエータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源を高周波電源に変換するインバ
    ータと、 ランプチューブ内に少なくとも放電性ガスまたは蒸気が
    封入された無電極放電ランプと、 ランプチューブの近傍またはランプチューブ内に配され
    る励起コイルと、 このインバータの出力端子間に接続される励起コイルに
    対して直列に挿入され、高周波電源とランプ負荷とのマ
    ッチングを行なう可変容量コンデンサとを備え、 この可変容量コンデンサは、上記インバータの高圧側出
    力端子に接続される第1の電極板と、上記励起コイルに
    接続される第2の電極板と、これら第1および第2の電
    極板にともに重なり合い、これら第1および第2の電極
    板との距離をアクチュエート手段によって変化させられ
    る可動電極とにより構成されていることを特徴とする無
    電極放電ランプ点灯装置。
  2. 【請求項2】 直流電源を高周波電源に変換するインバ
    ータと、 ランプチューブ内に少なくとも放電性ガスまたは蒸気が
    封入された無電極放電ランプと、 ランプチューブの近傍またはランプチューブ内に配され
    る励起コイルと、 このインバータの出力端子間に接続される励起コイルに
    対して直列に挿入され、高周波電源とランプ負荷とのマ
    ッチングを行なう可変容量コンデンサとを備え、 この可変容量コンデンサの対向する2枚の電極板は、互
    いに反対方向に変位する2つの圧電アクチュエータによ
    り、電極板間が平行を維持しながら距離が変えられるよ
    う構成されていることを特徴とする無電極放電ランプ点
    灯装置。
JP4262494A 1992-09-30 1992-09-30 無電極放電ランプ点灯装置 Withdrawn JPH06111971A (ja)

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Cited By (6)

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Effective date: 19991130