JPH06243985A - 放電灯点灯装置 - Google Patents

放電灯点灯装置

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JPH06243985A
JPH06243985A JP2502093A JP2502093A JPH06243985A JP H06243985 A JPH06243985 A JP H06243985A JP 2502093 A JP2502093 A JP 2502093A JP 2502093 A JP2502093 A JP 2502093A JP H06243985 A JPH06243985 A JP H06243985A
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JP
Japan
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switching element
discharge lamp
capacitor
temperature
class
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2502093A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Kumagai
祐二 熊谷
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温時には常温時よりも大きな電力を効率良
く無電極放電灯に供給し、光量の増加を図ること。 【構成】 回路定数は、スイッチング素子Sが短絡の
時、所望の出力が得られ、スイッチング素子Sが開放の
時、理想的なE級動作をする状態で、所望の電力よりも
高出力が得られるように設定する。低温時には、温度検
出素子6、制御回路7によって低温であることを検出、
判断し、スイッチング素子Sを開放しておく。すると、
コンデンサC2 と並列の合成容量は理想状態となり、ス
イッチング素子QSWにスパイク電流を流さない範囲で最
大の電力を出力する。この時、負荷5に供給される電力
は、所望の電力よりも大きく、無電極放電灯の光量を増
加させる。しばらくして温度が上昇し、設定の温度を越
えるとスイッチング素子Sが短絡され、所望の出力が得
られ、光量も安定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無電極放電灯に高周波
電磁界を印加して発光させる放電灯点灯装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、無電極放電灯に高周波電磁界を印
加して発光させるこの種の無電極放電灯点灯装置は、図
5に示すように、透明なガラスバルブ或いは内面に蛍光
体が塗布された球状のガラスバルブ内に不活性ガス、金
属蒸気などの放電ガス(例えば、水銀および希ガス)を
封入した無電極放電灯1と、この無電極放電灯1の球状
の外周に沿って近接配置された高周波電力供給用コイル
2と、この高周波電力供給用コイル2に接続され高周波
電力を供給する高周波電源3と、前記高周波電力供給用
コイル2と高周波電源3との両方のインピーダンスのマ
ッチングを取り、反射をなくして無電極放電灯1に効率
よく高周波電力を伝達するマッチング回路4とを備えて
構成されている。
【0003】そして、高周波電源3から高周波電力供給
用コイル2に数MHzから数100MHzの高周波電流
を流すことにより、高周波電力供給用コイル2に高周波
電磁界を発生させ、無電極放電灯1に高周波電力を供給
し、無電極放電灯1内に高周波プラズマ電流を発生させ
て紫外線もしくは可視光を発生するようになっている。
【0004】ここで、高周波電源3は、発振部31と、
E級増幅回路32からなっている。また、無電極放電灯
1、高周波電力供給用コイル2、マッチング回路4とで
負荷5を構成している。次に、E級増幅回路32の動作
について簡単に説明する。E級増幅回路32は、直流電
源VDDに直列接続されたスイッチング素子QSWと、直流
電源VDDから入力電流をほぼ一定にするためのRFチョ
ークコイルL1 と、スイッチング素子Q SWに並列接続さ
れたコンデンサC1 と、動作周波数付近に共振点をもつ
共振用コイルL2 と、共振用コンデンサC2 の直列回路
から成っている。
【0005】理想的なE級動作をした場合のスイッチン
グ素子QSWの両端電圧VDSと、スイッチング素子QSW
流れる電流ID の波形を図6(a)に示す。尚、この時
の回路定数を「理想値」とする。E級動作の特徴は、V
DSの電圧及び傾きが0になると同時に電流ID が流れ出
すため、スイッチング素子QSWがオフからオンに移行す
るときのスイッチングロスがほぼ0となる点である。こ
のため、E級回路を用いると、高効率増幅器が実現でき
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】無電極放電灯は、例え
ば、蛍光灯のような電極のある放電灯と同様に、低温時
には、常温時に比べ、光量が低下するという問題があっ
た。そこで、従来は、ヒータにより無電極放電灯の最冷
点の温度を上げ、光量の増加を図るものがあったが、ヒ
ータの熱が周囲に逃げ、効率が悪かった。
【0007】本発明は、上述の点に鑑みて提供したもの
であって、高効率であるというE級増幅回路の特徴に着
目し、低温時には常温時よりも大きな電力を効率良く無
電極放電灯に供給し、光量の増加を図ることを目的とし
た放電灯点灯装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、高周波電力を
発生する高周波電源を設け、上記高周波電源は、少なく
ともスイッチング動作するスイッチング素子、共振用の
コイル及び共振用のコンデンサからなるE級増幅回路を
備え、上記高周波電源からの出力を受け、周囲温度が低
温時に光量が不足するような特性をもった放電灯を含む
負荷回路を備えた放電灯点灯装置において、上記E級増
幅回路のスイッチング素子がオフからオンする際に、該
スイッチング素子の両端電圧とスイッチング素子に流れ
る電流が重なり合わない範囲で調整する手段を備えたも
のである。
【0009】また、請求項2においては、上記E級増幅
回路の共振用コイル、コンデンサのうち一要素を可変と
するようにしている。
【0010】
【作用】本発明によれば、E級増幅回路のスイッチング
素子がオフからオンする際に、該スイッチング素子の両
端電圧とスイッチング素子に流れる電流が重なり合わな
い範囲で調整することで、例えば、共振用のコンデンサ
あるいはコイルの定数を周囲温度が低温時に光量が増加
する方向に設定しておくことで、低温時には常温時より
も大きな電力を効率良く無電極放電灯に供給し、光量の
増加を図ることができる。
【0011】また、請求項2においては、上記E級増幅
回路の共振用コイル、コンデンサのうち一要素を可変と
するようにしていることで、低温時における無電極放電
灯の光量の低下を補正することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。ここで、E級増幅回路32において、理想的な動
作をした場合、スイッチング素子QSWの両端電圧VDS
スイッチング素子QSWを流れる電流ID は図6(a)の
ようになるが、定数をある程度の範囲で変化することに
より、図6(b)〜(e)のような波形が現れる(ただ
し、RFチョークコイルL1 の値が十分大きければ、影
響はほとんどないので、ここでは考慮に入れない。)。
【0013】具体的に述べると、共振用コイルL2 、コ
ンデンサC2 の値を増すと、図6(b)のようになり、
減らすと図6(c)のようになり、コンデンサC1 を増
すと図6(d)のようになり、減らすと図6(e)のよ
うになる。これらを見ると、図6(c)〜(e)の電流
D には、スイッチング素子QSWのオフからオン時にス
パイク電流が流れている。
【0014】つまり、これは、スイッチング素子QSW
ロスにつながり、回路効率は下がってしまう。ところ
が、図6(b)は、VDSと電流ID に重なりはなく、従
って、回路効率は良いのである。ここで、コイルL2
コンデンサC2 をある範囲で変化させた時の回路効率
η、回路出力POUT をグラフにすると、図7に示すよう
になる。尚、図7のa,b,c点は、それぞれ図6の
(a),(b)、(c)の状態に相当する。
【0015】図7から、コイルL2 、コンデンサC2
理想値から、ある程度増すことにより、出力は低いが、
効率の良い回路になることがわかる。つまり、理想値よ
りやや大きいコイルL2 、コンデンサC2 で定数設計し
ておくと、そこから理想値に定数を変化させることによ
り、効率をそれ程下げることなく、出力を増加させるこ
とができる。
【0016】この現象を利用して本発明の要旨である低
温時の光量増加を実現させるものである。以下、具体的
に実施例について説明する。 (実施例1)尚、従来例と同じ部分は、同一符号を付し
て重複する説明を省き、本発明の要旨の部分について詳
述する。
【0017】本実施例が従来例と異なる構成は、コンデ
ンサC2 に並列にコンデンサC3 とスイッチング素子S
の直列回路を接続し、負荷5の無電極放電灯あるいはそ
の他の発熱部品(器具でも可)近傍に温度検出素子6を
設け、制御回路7によってその温度を判断し、スイッチ
ング素子Sを開閉する点である。回路定数は、スイッチ
ング素子Sが短絡の時、図6(b)の状態で、所望の出
力が得られ、スイッチング素子Sが開放の時、図6
(a)の理想的なE級動作をする状態で、所望の電力よ
りも高出力が得られるように設定しておく。
【0018】次に、動作を説明する。低温時には、温度
検出素子6、制御回路7によって低温であることを検
出、判断し、スイッチング素子Sを開放しておく。する
と、コンデンサC2 と並列の合成容量は理想状態とな
り、スイッチング素子QSWにスパイク電流を流さない範
囲で最大の電力を出力する。この時、負荷5に供給され
る電力は、所望の電力よりも大きく、無電極放電灯の光
量を増加させる。
【0019】しばらくして温度が上昇し、設定の温度を
越えるとスイッチング素子Sが短絡され、図6(b)の
状態になり、所望の出力が得られ、光量も安定する。従
って、光量の不足する低温時には、無電極放電灯に供給
する電力を常温時よりも増加し、所定値の光量が得られ
るよう補正することができる。また、コンデンサC3
スイッチング素子Sを複数個設け、複数のステップ状に
出力を調整するようにしても良い。
【0020】なお、温度検出素子6の代わりに、光検出
素子等を用いても良い。 (実施例2)実施例2を図2に示す。本実施例では、先
の実施例1と異なる構成は、共振用コンデンサはC2
みであり、コイルL2 にタップを設け、スイッチング素
子SによりタップとコイルL2 の一端とを開閉する点で
ある。
【0021】回路定数は、スイッチング素子Sが開放の
時、図6(b)の状態で所望の出力が得られ、スイッチ
ング素子Sが短絡の時、図6(a)の理想的なE級動作
をする状態で、所望よりも高出力が得られるように設定
しておく。尚、回路動作、効果は実施例1と同様であ
る。 (実施例3)図3は実施例3を示すものである。
【0022】従来例と異なる構成は、コンデンサC2
両端にコンデンサC3 と負特性熱応動素子(NTC)8
との直列回路を接続した点である。ここで、上記負特性
熱応動素子8は、周囲温度が低下すると、素子の抵抗値
が増すものである。回路定数は、周囲温度が高く(常
温)、負特性熱応動素子8の抵抗値が小さい時、図6
(b)の状態で所望の出力が得られ、周囲温度が低く、
負特性熱応動素子8の抵抗が大きい時、図6(a)の状
態で所望よりも高出力が得られるように設定しておく。
【0023】コンデンサC2 と並列の合成容量は、上記
負特性熱応動素子8の抵抗値の変化に伴い、低温では小
さく(理想値)、常温では大きくなり、実施例1と同様
の効果を発揮する。さらに、本実施例では、先の実施例
1,2のような温度検出素子、制御回路は不必要であ
り、従来の回路にわずかな素子を追加するだけで、低温
時における無電極放電灯の光量の低下を補正することが
できる。
【0024】また、スイッチング素子ではなく、連続的
に抵抗値の変化する負特性熱応動素子8を用いているた
め、光量の補正も連続的に行えるという顕著な効果を発
揮するものである。 (実施例4)図4に実施例4を示す。従来例と異なる構
成は、共振用コンデンサC2 の代わりに、正の温度特性
(低温になる程、容量値が小さくなる)をもったコンデ
ンサC2 1 を用いている点である。
【0025】正の温度特性をもったコンデンサがなけれ
ば、ある温度までは正、それ以上の温度では負の温度特
性をもったコンデンサ(例えば、松下電器(株)製の高
誘電率セラミックコンデンサ ECKIH///KBシ
リーズ等)の正特性の部分を使用するようにしても良
い。回路定数は、常温の時、図6(b)の状態に、低温
の時、コンデンサC2 1 の容量が小さくなり、図6
(a)の状態になるように設定しておく。
【0026】本実施例では、先の実施例3と同様の回路
動作をし、やはり同様に顕著な効果を示す。さらに、実
施例3の場合よりも、素子の数が少なくてすむという利
点もある。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、高周波電力を発生する
高周波電源を設け、上記高周波電源は、少なくともスイ
ッチング動作するスイッチング素子、共振用のコイル及
び共振用のコンデンサからなるE級増幅回路を備え、上
記高周波電源からの出力を受け、周囲温度が低温時に光
量が不足するような特性をもった放電灯を含む負荷回路
を備えた放電灯点灯装置において、上記E級増幅回路の
スイッチング素子がオフからオンする際に、該スイッチ
ング素子の両端電圧とスイッチング素子に流れる電流が
重なり合わない範囲で調整する手段を備えたものである
から、E級増幅回路のスイッチング素子がオフからオン
する際に、該スイッチング素子の両端電圧とスイッチン
グ素子に流れる電流が重なり合わない範囲で調整するこ
とで、例えば、共振用のコンデンサあるいはコイルの定
数を周囲温度が低温時に光量が増加する方向に設定して
おくことで、低温時には常温時よりも大きな電力を効率
良く無電極放電灯に供給し、光量の増加を図ることがで
きる効果を奏するものである。
【0028】また、請求項2においては、上記E級増幅
回路の共振用コイル、コンデンサのうち一要素を可変と
するようにしていることで、低温時における無電極放電
灯の光量の低下を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の具体回路図である。
【図2】同上の実施例2の具体回路図である。
【図3】同上の実施例3の具体回路図である。
【図4】同上の実施例4の具体回路図である。
【図5】従来例の無電極放電灯点灯装置の具体回路図で
ある。
【図6】E級動作を示す動作説明図である。
【図7】共振用のコイルとコンデンサの変化に対する効
率、出力を示す特性図である。
【符号の説明】
1 無電極放電灯 2 高周波電力供給用コイル 3 高周波電源 4 マッチング回路 5 負荷 31 発振部 32 E級増幅回路 QSW スイッチング素子 L2 共振用コイル C2 共振用コンデンサ S スイッチング素子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波電力を発生する高周波電源を設
    け、上記高周波電源は、少なくともスイッチング動作す
    るスイッチング素子、共振用のコイル及び共振用のコン
    デンサからなるE級増幅回路を備え、上記高周波電源か
    らの出力を受け、周囲温度が低温時に光量が不足するよ
    うな特性をもった放電灯を含む負荷回路を備えた放電灯
    点灯装置において、上記E級増幅回路のスイッチング素
    子がオフからオンする際に、該スイッチング素子の両端
    電圧とスイッチング素子に流れる電流が重なり合わない
    範囲で調整する手段を備えていることを特徴とする放電
    灯点灯装置。
  2. 【請求項2】 上記E級増幅回路の共振用コイル、コン
    デンサのうち一要素を可変とすることを特徴とする請求
    項1記載の放電灯点灯装置。
  3. 【請求項3】 上記E級増幅回路の共振用コンデンサを
    可変とするようにしたことを特徴とする請求項1又は2
    記載の放電灯点灯装置。
  4. 【請求項4】 上記E級増幅回路の共振用コイルを可変
    とするようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載
    の放電灯点灯装置。
JP2502093A 1993-02-15 1993-02-15 放電灯点灯装置 Withdrawn JPH06243985A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3319232A1 (en) 2016-11-04 2018-05-09 Funai Electric Co., Ltd. Power source apparatus
WO2022096907A1 (ja) 2020-11-06 2022-05-12 日産自動車株式会社 共振型電力変換装置

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