JPH07111918B2 - マイクロ波放電光源装置 - Google Patents
マイクロ波放電光源装置Info
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- JPH07111918B2 JPH07111918B2 JP62188256A JP18825687A JPH07111918B2 JP H07111918 B2 JPH07111918 B2 JP H07111918B2 JP 62188256 A JP62188256 A JP 62188256A JP 18825687 A JP18825687 A JP 18825687A JP H07111918 B2 JPH07111918 B2 JP H07111918B2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
- H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
- H01J65/044—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by a separate microwave unit
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、無電極放電ランプをマイクロ波で点灯させ
るマイクロ波放電光源装置に関する。
るマイクロ波放電光源装置に関する。
第５図は、例えば、特開昭57−55091号公報に示された
マイクロ波放電光源装置である。第５図において、
（１）はマグネトロン、（12）はマグネトロンアンテ
ナ、（13）は導波管、（14）はマイクロ波空胴、（15）
はマイクロ波空胴と導波管（13）の接続部に設けられた
マイクロ波給電口、（16）は無電極放電ランプ、（17）
はマグネトロン（１）および無電極放電ランプ（16）を
冷却するためのファン、（８）は導波管の一部に設けら
れた通風口、（９）は空胴の前面を覆う金属メッシュ板
である。
マイクロ波放電光源装置である。第５図において、
（１）はマグネトロン、（12）はマグネトロンアンテ
ナ、（13）は導波管、（14）はマイクロ波空胴、（15）
はマイクロ波空胴と導波管（13）の接続部に設けられた
マイクロ波給電口、（16）は無電極放電ランプ、（17）
はマグネトロン（１）および無電極放電ランプ（16）を
冷却するためのファン、（８）は導波管の一部に設けら
れた通風口、（９）は空胴の前面を覆う金属メッシュ板
である。
一方、このように構成されたマイクロ波放電光源装置の
マグネトロン駆動用電源装置の軽量、小形化を目的とし
て高周波インバーター方式を採用したものが提案されて
いる。第６図は、その高周波インバーター方式の代表例
である特開昭62−113395号公報に示されたマグネトロン
駆動用電源装置の回路図である。図において、（１）は
マグネトロン、Ｔはマグネトロン（１）に高圧を印加す
るための高周波トランス、Ｄは高周波トランスＴの２次
側に接続されたダイオードで、高圧コンデンサＣととも
に整流回路（５）（ここでは倍電圧整流回路）を構成
し、その出力側ｄ（−出力）端子およびｆ（＋出力）端
子がそれぞれマグネトロン（１）のカソードＫおよび抵
抗Ｒを介してアノードＡに接続されている。（２）は商
用周波数電源を整流する整流回路で、（３）はその平滑
回路である。（４）はスイッチング回路でスイッチング
トランジスタQ1、Q2が用いられている。D10、D20は還流
ダイオードである。整流平滑後の直流の＋側は高周波ト
ランスＴの１次巻線P1、P2のセンタータップＯに接続さ
れ、一側はスイッチングトランジスタQ1およびQ2を介し
て、それぞれ高周波トランスＴの１次巻線P1の一端、２
次巻線P2の一端に接続されている。マグネトロン（１）
のカソードＫは商用周波数電源より絶縁トランスを介し
てｈ端よりフィラメント電流を流して加熱するようにな
っている（図示してない）。（６）はスイッチング回路
（４）のスイッチングトランジスタQ1およびQ2を交互に
ON、OFFさせるための制御回路で、設定したスイッチン
グ周波数を中心に、それよりも低い周波数で、周波数変
調した信号でスイッチング回路（４）を駆動するもの
で、さらに上記抵抗Ｒによってマグネトロン電流を検出
し、その検出量にもとづいて、マグネトロン電力が一定
となるようスイッチングトランジスタQ1、Q2のON幅を変
えるようにしたものである。このように構成された従来
装置の動作は、先ず商用周波数電源Ｅを整流平滑し、略
直流を得、この直流電源を用いて、高周波インバーター
を作動させ、高周波高電圧を得、これを倍電圧整流して
マグネトロン（１）に印加してマグネトロン（１）を駆
動させるもので、ごく平易であるが、無電極放電ランプ
（16）を高周波インバーターで作られたエネルギーリッ
プルを含むマイクロ波で点灯した際に、音響的共鳴に起
因する放電の揺れを防止するために、高周波インバータ
ーのスイッチング周波数をスイッチング周波数よりも低
い変調周波数で変調している。これはスイッチング周波
数を変調周波数の周期で変化させて高周波点灯における
音響的共鳴現象が起こらないように工夫したものであ
る。一方、マグネトロン（１）が有している定電圧特性
のため電源電圧の変動に対するマグネトロン電力を一定
にするようにマグネトロン電流を検知し、それにもとづ
いてスイッチングトランジスタQ1、Q2のＴON幅を変える
手段を採用している。
マグネトロン駆動用電源装置の軽量、小形化を目的とし
て高周波インバーター方式を採用したものが提案されて
いる。第６図は、その高周波インバーター方式の代表例
である特開昭62−113395号公報に示されたマグネトロン
駆動用電源装置の回路図である。図において、（１）は
マグネトロン、Ｔはマグネトロン（１）に高圧を印加す
るための高周波トランス、Ｄは高周波トランスＴの２次
側に接続されたダイオードで、高圧コンデンサＣととも
に整流回路（５）（ここでは倍電圧整流回路）を構成
し、その出力側ｄ（−出力）端子およびｆ（＋出力）端
子がそれぞれマグネトロン（１）のカソードＫおよび抵
抗Ｒを介してアノードＡに接続されている。（２）は商
用周波数電源を整流する整流回路で、（３）はその平滑
回路である。（４）はスイッチング回路でスイッチング
トランジスタQ1、Q2が用いられている。D10、D20は還流
ダイオードである。整流平滑後の直流の＋側は高周波ト
ランスＴの１次巻線P1、P2のセンタータップＯに接続さ
れ、一側はスイッチングトランジスタQ1およびQ2を介し
て、それぞれ高周波トランスＴの１次巻線P1の一端、２
次巻線P2の一端に接続されている。マグネトロン（１）
のカソードＫは商用周波数電源より絶縁トランスを介し
てｈ端よりフィラメント電流を流して加熱するようにな
っている（図示してない）。（６）はスイッチング回路
（４）のスイッチングトランジスタQ1およびQ2を交互に
ON、OFFさせるための制御回路で、設定したスイッチン
グ周波数を中心に、それよりも低い周波数で、周波数変
調した信号でスイッチング回路（４）を駆動するもの
で、さらに上記抵抗Ｒによってマグネトロン電流を検出
し、その検出量にもとづいて、マグネトロン電力が一定
となるようスイッチングトランジスタQ1、Q2のON幅を変
えるようにしたものである。このように構成された従来
装置の動作は、先ず商用周波数電源Ｅを整流平滑し、略
直流を得、この直流電源を用いて、高周波インバーター
を作動させ、高周波高電圧を得、これを倍電圧整流して
マグネトロン（１）に印加してマグネトロン（１）を駆
動させるもので、ごく平易であるが、無電極放電ランプ
（16）を高周波インバーターで作られたエネルギーリッ
プルを含むマイクロ波で点灯した際に、音響的共鳴に起
因する放電の揺れを防止するために、高周波インバータ
ーのスイッチング周波数をスイッチング周波数よりも低
い変調周波数で変調している。これはスイッチング周波
数を変調周波数の周期で変化させて高周波点灯における
音響的共鳴現象が起こらないように工夫したものであ
る。一方、マグネトロン（１）が有している定電圧特性
のため電源電圧の変動に対するマグネトロン電力を一定
にするようにマグネトロン電流を検知し、それにもとづ
いてスイッチングトランジスタQ1、Q2のＴON幅を変える
手段を採用している。
このように構成されたマイクロ波放電光源装置用のマグ
ネトロン駆動電源装置においては、電源装置の軽量小形
化と、高周波インバーター方式採用に起因する無電極放
電ランプアークの揺れの防止効果は認められている。し
かしながら、このアークの揺れについては、無電極ラン
プの発光管内封入される封入物の種類や封入量、および
無電極ランプへ注入するマイクロ波電力の大きさなどに
より、所望の効果が期待できない場合があった。このア
ークの揺れは、特に、無電極ランプの発光管内に封入さ
れる封入物で水銀、始動用希ガスのほかにヨウ化ナトリ
ウムなどの金属ハロゲン化物を封入した場合とか、マイ
クロ波電力を大きくしたような場合に顕著に現れた。ま
た、制御回路（６）がいわゆる周波変調および定電力に
なるようスイッチングのＴON幅を変化させているため、
回路構成が複雑になるなどの問題もある。
ネトロン駆動電源装置においては、電源装置の軽量小形
化と、高周波インバーター方式採用に起因する無電極放
電ランプアークの揺れの防止効果は認められている。し
かしながら、このアークの揺れについては、無電極ラン
プの発光管内封入される封入物の種類や封入量、および
無電極ランプへ注入するマイクロ波電力の大きさなどに
より、所望の効果が期待できない場合があった。このア
ークの揺れは、特に、無電極ランプの発光管内に封入さ
れる封入物で水銀、始動用希ガスのほかにヨウ化ナトリ
ウムなどの金属ハロゲン化物を封入した場合とか、マイ
クロ波電力を大きくしたような場合に顕著に現れた。ま
た、制御回路（６）がいわゆる周波変調および定電力に
なるようスイッチングのＴON幅を変化させているため、
回路構成が複雑になるなどの問題もある。
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、電
源装置の軽量小形化を維持しつつ、高周波インバーター
方式で駆動されたマグネトロンからのマイクロ波により
無電極放電ランプを点灯させた場合の宿命的な問題点で
ある「アークの揺れ」を防止したマイクロ波放電光源装
置を提供することを目的とする。
源装置の軽量小形化を維持しつつ、高周波インバーター
方式で駆動されたマグネトロンからのマイクロ波により
無電極放電ランプを点灯させた場合の宿命的な問題点で
ある「アークの揺れ」を防止したマイクロ波放電光源装
置を提供することを目的とする。
この発明によるマイクロ波放電光源装置は、高周波交流
を整流した出力側の両端に高周波成分低減手段を設けた
ものである。
を整流した出力側の両端に高周波成分低減手段を設けた
ものである。
この発明においては、高周波交流を整流した出力側の両
端に高周波成分低減手段を設けたので、マグネトロン電
流は平滑され、マグネトロン電流の高周波成分が減少し
直流成分が増大して、無電極ランプに注入されるマイク
ロ波電力の高周波成分の減少が図れる。したがって、無
電極アンプのアークの揺れは抑制される。
端に高周波成分低減手段を設けたので、マグネトロン電
流は平滑され、マグネトロン電流の高周波成分が減少し
直流成分が増大して、無電極ランプに注入されるマイク
ロ波電力の高周波成分の減少が図れる。したがって、無
電極アンプのアークの揺れは抑制される。
第１図はこの発明の一実施例を示すマイクロ波放電光源
装置のマグネトロン駆動電源装置を示す回路図である。
なお、光源装置の全体構成は、第５図に示すものと同等
のものであるため、省略した。
装置のマグネトロン駆動電源装置を示す回路図である。
なお、光源装置の全体構成は、第５図に示すものと同等
のものであるため、省略した。
第１図において、Ｅは商用周波数電源、（２）はダイオ
ードブリッジD0よりなる整流回路、（３）はこの整流回
路（２）の出力側よりチョークコイルL0を介して平滑コ
ンデンサC0に接続された平滑回路、（４）は高周波トラ
ンスＴの１次側巻線P1に接続されるスイッチングトラン
ジスタMOS FET Q1〜Q4よりなるスイッチング回路（５）
は高周波トランスＴの２次側巻線1sに接続されているコ
ンデンサＣとダイオードＤよりなる高周波整流回路、
（51）はこの高周波整流回路（５）の出力側に、マグネ
トロン（１）の動作電流が流れる方向を順方向とした逆
流阻止ダイオードDcと、このダイオードDcマグネトロン
（１）の間に、マグネトロン（１）と並列になるように
接続されたコンデンサCcとで構成される高周波成分低減
回路である。この高周波成分低減回路（51）において
は、コンデンサCcはマグネトロン（１）の両端（第６図
におけるＡ−Ｋ間と同義）に接続されており、マグネト
ロン（１）に流れるマグネトロン電流を平滑する。
（６）は制御回路で、高周波成分低減回路（51）とマグ
ネトロン（１）のアノードとの間に接続されたマグネト
ロン電流検知抵抗によりマグネトロン電流を検知して、
その検知量にもとづいて、マグネトロン電力が一定とな
るようスイッチング回路（４）のMOS FET Q1、Q3および
Q2、Q4のＴON幅を変えるいわゆるPWM（パルス幅変調）
制御するようになっている。（７）は商用周波数電源Ｅ
の電圧の零の位相を検知して、零位相近傍でスイッチン
グ回路（４）のスイッチングを停止し、マグネトロン
（１）への発振停止期間を設けるためのマグネトロン発
振停止回路、なおCfおよびLfはマグネトロン（１）のカ
ソードＫの加熱用ヒーター線に接続されたノイズフイル
ター用コンデンサおよびインダクタンスである。
ードブリッジD0よりなる整流回路、（３）はこの整流回
路（２）の出力側よりチョークコイルL0を介して平滑コ
ンデンサC0に接続された平滑回路、（４）は高周波トラ
ンスＴの１次側巻線P1に接続されるスイッチングトラン
ジスタMOS FET Q1〜Q4よりなるスイッチング回路（５）
は高周波トランスＴの２次側巻線1sに接続されているコ
ンデンサＣとダイオードＤよりなる高周波整流回路、
（51）はこの高周波整流回路（５）の出力側に、マグネ
トロン（１）の動作電流が流れる方向を順方向とした逆
流阻止ダイオードDcと、このダイオードDcマグネトロン
（１）の間に、マグネトロン（１）と並列になるように
接続されたコンデンサCcとで構成される高周波成分低減
回路である。この高周波成分低減回路（51）において
は、コンデンサCcはマグネトロン（１）の両端（第６図
におけるＡ−Ｋ間と同義）に接続されており、マグネト
ロン（１）に流れるマグネトロン電流を平滑する。
（６）は制御回路で、高周波成分低減回路（51）とマグ
ネトロン（１）のアノードとの間に接続されたマグネト
ロン電流検知抵抗によりマグネトロン電流を検知して、
その検知量にもとづいて、マグネトロン電力が一定とな
るようスイッチング回路（４）のMOS FET Q1、Q3および
Q2、Q4のＴON幅を変えるいわゆるPWM（パルス幅変調）
制御するようになっている。（７）は商用周波数電源Ｅ
の電圧の零の位相を検知して、零位相近傍でスイッチン
グ回路（４）のスイッチングを停止し、マグネトロン
（１）への発振停止期間を設けるためのマグネトロン発
振停止回路、なおCfおよびLfはマグネトロン（１）のカ
ソードＫの加熱用ヒーター線に接続されたノイズフイル
ター用コンデンサおよびインダクタンスである。
次に、このように構成された実施例の動作について説明
する。商用周波数電源Ｅが投されると、ダイオードD0よ
り整流され、平滑回路（３）の平滑用チョークコイルL0
および平滑用コンデンサC0によって平滑された脈流が、
スイッチング回路（４）のMOS FET Q1、Q3およびQ2、Q4
に印加され、一方制御回路（６）により所望のスイッチ
ング周波数およびマグネトロン電力となるＴON幅となる
ようにMOS FETのゲートg1、g3およびg2、g4に印加する
ゲート電圧が制御されてQ1およびQ2が交互にON、OFFさ
れて、高周波トランスＴの２次側巻線S1に矩形波の高周
波電圧が誘起される。高周波トランスＴの２次側巻線S1
はダイオードＤとコンデンサＣとで構成される半波倍電
圧回路よりなる高周波整流回路（５）に接続されている
ので、高周波整流回路（５）の出力端には構成トランス
Ｔの２次側巻線誘起電圧の約２倍の電圧がスイッチング
周期の半サイクルごとに発生する。この電圧でダイオー
ドDcを介して接続されたコンデンサCcが充電される。こ
の充電電圧がマグネトロン（１）の動作電圧に達する
と、マグネトロン（１）に平滑された駆動電流が流れ
て、マイクロ波を発生する。このマイクロ波により、無
電極ランプ（16）が放電発光する。
する。商用周波数電源Ｅが投されると、ダイオードD0よ
り整流され、平滑回路（３）の平滑用チョークコイルL0
および平滑用コンデンサC0によって平滑された脈流が、
スイッチング回路（４）のMOS FET Q1、Q3およびQ2、Q4
に印加され、一方制御回路（６）により所望のスイッチ
ング周波数およびマグネトロン電力となるＴON幅となる
ようにMOS FETのゲートg1、g3およびg2、g4に印加する
ゲート電圧が制御されてQ1およびQ2が交互にON、OFFさ
れて、高周波トランスＴの２次側巻線S1に矩形波の高周
波電圧が誘起される。高周波トランスＴの２次側巻線S1
はダイオードＤとコンデンサＣとで構成される半波倍電
圧回路よりなる高周波整流回路（５）に接続されている
ので、高周波整流回路（５）の出力端には構成トランス
Ｔの２次側巻線誘起電圧の約２倍の電圧がスイッチング
周期の半サイクルごとに発生する。この電圧でダイオー
ドDcを介して接続されたコンデンサCcが充電される。こ
の充電電圧がマグネトロン（１）の動作電圧に達する
と、マグネトロン（１）に平滑された駆動電流が流れ
て、マイクロ波を発生する。このマイクロ波により、無
電極ランプ（16）が放電発光する。
このように動作するこの実施例装置のマグネトロン電流
img、マグネトロン印加電圧vmgおよび高圧トランス２次
側電圧vt2の動作時波形を従来例と比較して図示すると
第２図のようになる。第２図において、（１）、（ロ）
はMOS FET Q1、Q3およびQ2、Q4に印加されるゲート電圧
vg1、vg3およびvg2、vg4であり、ゲート電圧が印加され
ている期間をＴON幅と呼び、この間MOS FETがONすなわ
ち導通状態になる。これにしたがいvg1、vg3および
vg2、vg4がそれぞれ交互に印加されるので、Q1、Q3およ
びQ2、Q4とが交互にON、OFFされる。T0はスイッチング
の周期で、スイッチング周波数ｆは1/T0である。（ハ）
は高周波トランスＴの２次側に流れる電流it2であり、
ＴONの期間に正弦波に近い波形で立上がり、MOS FETがO
FFすなわち非導通状態になったとき、OFFされる。
（ニ）は高周波トランスＴの２次巻線Siに誘起される電
圧で、（ホ）はマグネトロン（１）に印加される電圧v
mgである。（ヘ）はマグネトロン電流imgであり、Ｉは
平均値である。
img、マグネトロン印加電圧vmgおよび高圧トランス２次
側電圧vt2の動作時波形を従来例と比較して図示すると
第２図のようになる。第２図において、（１）、（ロ）
はMOS FET Q1、Q3およびQ2、Q4に印加されるゲート電圧
vg1、vg3およびvg2、vg4であり、ゲート電圧が印加され
ている期間をＴON幅と呼び、この間MOS FETがONすなわ
ち導通状態になる。これにしたがいvg1、vg3および
vg2、vg4がそれぞれ交互に印加されるので、Q1、Q3およ
びQ2、Q4とが交互にON、OFFされる。T0はスイッチング
の周期で、スイッチング周波数ｆは1/T0である。（ハ）
は高周波トランスＴの２次側に流れる電流it2であり、
ＴONの期間に正弦波に近い波形で立上がり、MOS FETがO
FFすなわち非導通状態になったとき、OFFされる。
（ニ）は高周波トランスＴの２次巻線Siに誘起される電
圧で、（ホ）はマグネトロン（１）に印加される電圧v
mgである。（ヘ）はマグネトロン電流imgであり、Ｉは
平均値である。
なお、第２図の（ホ）、（ヘ）中、実線は従来例として
第６図に示した装置のものであり、破線はこの発明によ
るダイオードDcおよびコンデンサCcを付加したものであ
る。この発明の実施例の場合、従来例に比べコンデンサ
Ccなどの作用で、vmgの尖頭値ＶMAXが下がり、またマグ
ネトロン電流imgの尖頭値ＩMAXが低下し、流れている期
間が長くなる。マグネトロン電流の平均値は両者同じ
であるから、この発明の実施例の方が直流成分が増し、
高周波成分が減少する。（ホ）ではＩMAX／＝2.8で無
電極放電ランプ（16）のアークの揺れは発生しない。一
方、従来例の場合はＩMAX／＝4.2で揺れが生じる。第
３図は電源電圧を変えたときのマグネトロン電流波形を
示す図で、マグネトロン電力即マグネトロン電流の平均
値が一定になるようＴON幅を調整したときのマグネト
ロン電流imgの波形を示す。図中、実線は従来例の場
合、破線はこの発明の実施例の場合を示す。図中、
（ト）、（チ）、（リ）はそれぞれ商用周波数電源電圧
が定格、定格の10％低い場合および定格の10％高い場合
であり、この発明の実施例における定格の10％高い場合
（リ）、定格（ト）、10％低い場合（チ）のＩMAX／
はそれぞれ3.4、2.86、2.0となり、無電極放電ランプの
アークの揺れは生じない。一方、従来例のＩMAX／は1
0％高い場合（リ）、定格（ト）、10％低い場合（チ）
それぞれ7.0、4.2および2.6となり定格電圧10％低い場
合は揺れを発生しないが、定格および定格の10％高い場
合はアークの揺れが生じ、10％高い場合は激しく発生す
る。
第６図に示した装置のものであり、破線はこの発明によ
るダイオードDcおよびコンデンサCcを付加したものであ
る。この発明の実施例の場合、従来例に比べコンデンサ
Ccなどの作用で、vmgの尖頭値ＶMAXが下がり、またマグ
ネトロン電流imgの尖頭値ＩMAXが低下し、流れている期
間が長くなる。マグネトロン電流の平均値は両者同じ
であるから、この発明の実施例の方が直流成分が増し、
高周波成分が減少する。（ホ）ではＩMAX／＝2.8で無
電極放電ランプ（16）のアークの揺れは発生しない。一
方、従来例の場合はＩMAX／＝4.2で揺れが生じる。第
３図は電源電圧を変えたときのマグネトロン電流波形を
示す図で、マグネトロン電力即マグネトロン電流の平均
値が一定になるようＴON幅を調整したときのマグネト
ロン電流imgの波形を示す。図中、実線は従来例の場
合、破線はこの発明の実施例の場合を示す。図中、
（ト）、（チ）、（リ）はそれぞれ商用周波数電源電圧
が定格、定格の10％低い場合および定格の10％高い場合
であり、この発明の実施例における定格の10％高い場合
（リ）、定格（ト）、10％低い場合（チ）のＩMAX／
はそれぞれ3.4、2.86、2.0となり、無電極放電ランプの
アークの揺れは生じない。一方、従来例のＩMAX／は1
0％高い場合（リ）、定格（ト）、10％低い場合（チ）
それぞれ7.0、4.2および2.6となり定格電圧10％低い場
合は揺れを発生しないが、定格および定格の10％高い場
合はアークの揺れが生じ、10％高い場合は激しく発生す
る。
またすなわち周波数ｆを変えた場合、コンデンサCcの容
量を変えて無電極放電ランプのアークの揺れを抑止でき
るコンデンサCcの容量を調べると第４図のようになる。
第４図は、マグネトロン出力680w、850w、940wに変化さ
せ、かつこの出力で内部に沃化Na、Hg、Arを封入した30
φ球形ランプを点灯させたときのコンデンサCcの容量と
アークの揺れの発生状態を示すもので、この条件ではCc
値を適当に選択すればアークの揺れを停止できることが
わかる。アークの揺れが停止したときのＩMAX／はほ
ぼ3.75であり、ＩMAX／が3.75を超えるとアークの揺
れが発生し、3.75以下であればアークの揺れは停止す
る。
量を変えて無電極放電ランプのアークの揺れを抑止でき
るコンデンサCcの容量を調べると第４図のようになる。
第４図は、マグネトロン出力680w、850w、940wに変化さ
せ、かつこの出力で内部に沃化Na、Hg、Arを封入した30
φ球形ランプを点灯させたときのコンデンサCcの容量と
アークの揺れの発生状態を示すもので、この条件ではCc
値を適当に選択すればアークの揺れを停止できることが
わかる。アークの揺れが停止したときのＩMAX／はほ
ぼ3.75であり、ＩMAX／が3.75を超えるとアークの揺
れが発生し、3.75以下であればアークの揺れは停止す
る。
また、この実施例においては、マグネトロン電流を検知
し、その検知量にもとづいてマグネトロン電力が一定に
なるように、PWM制御をしている。この理由は、電源電
圧の変動および整流平滑後のリップルなどによる高周波
への印加電圧の変化に対応して、ＴON幅およびマグネト
ロン電流が変化するがアークの揺れは停止される。
し、その検知量にもとづいてマグネトロン電力が一定に
なるように、PWM制御をしている。この理由は、電源電
圧の変動および整流平滑後のリップルなどによる高周波
への印加電圧の変化に対応して、ＴON幅およびマグネト
ロン電流が変化するがアークの揺れは停止される。
また、この実施例において、商用周波数電源の電圧の零
位相近傍で、マグネトロンの発振動作を停止させるため
の回路（７）が付加されており、この実施例では0.5m s
ec程度すなわち動作を停止させている。この停止期間を
設ける理由はマグネトロンが異常発振などの異常動作に
突入したとき、正常状態に自己回復しないのでマグネト
ロンの発振動作を完全に停止させるためのものである。
位相近傍で、マグネトロンの発振動作を停止させるため
の回路（７）が付加されており、この実施例では0.5m s
ec程度すなわち動作を停止させている。この停止期間を
設ける理由はマグネトロンが異常発振などの異常動作に
突入したとき、正常状態に自己回復しないのでマグネト
ロンの発振動作を完全に停止させるためのものである。
以上説明したように、この実施例においてはマグネトロ
ンの両端（Ａ−Ｋ間）にコンデンサCcを挿入して、マグ
ネトロン電流の平均値に対する尖頭値ＩMAXを小さく
したが、マグネトロン電流を閉塞するようにインダクタ
ンスを挿入したり、コンデンサCcとインダクタンスとを
併用してもよい。
ンの両端（Ａ−Ｋ間）にコンデンサCcを挿入して、マグ
ネトロン電流の平均値に対する尖頭値ＩMAXを小さく
したが、マグネトロン電流を閉塞するようにインダクタ
ンスを挿入したり、コンデンサCcとインダクタンスとを
併用してもよい。
また、この発明においては、マグネトロン電力はマグネ
トロン電流の検知量と設定値（比較するための基準値）
との比較によって設定値になるよう制御されるので、設
定値を変えることにより、マグネトロン電力を変えるこ
とができる。すなわち、容易に調光が可能である。
トロン電流の検知量と設定値（比較するための基準値）
との比較によって設定値になるよう制御されるので、設
定値を変えることにより、マグネトロン電力を変えるこ
とができる。すなわち、容易に調光が可能である。
以上説明したように、この発明によれば高周波交流を整
流した出力側に高周波成分低減手段を設けるという簡単
な構成で、マイクロ波出力すなわち無電極ランプに注入
されるマイクロ波電力の高周成分を軽減させることがで
きる。したがってマグネトロン駆動電源部の小形計量化
を維持しつつ、ランプ内へ封入される封入物の種類ある
いはランプ電力の大きさにかかわらず音響的共鳴現象に
もとづく無電極放電ランプの放電の揺れを抑止する効果
を有する。
流した出力側に高周波成分低減手段を設けるという簡単
な構成で、マイクロ波出力すなわち無電極ランプに注入
されるマイクロ波電力の高周成分を軽減させることがで
きる。したがってマグネトロン駆動電源部の小形計量化
を維持しつつ、ランプ内へ封入される封入物の種類ある
いはランプ電力の大きさにかかわらず音響的共鳴現象に
もとづく無電極放電ランプの放電の揺れを抑止する効果
を有する。
第１図はこの発明の一実施例を示すマイクロ波放電光源
装置のマグネトロン駆動用電源装置の回路図、第２図は
第１図における動作を説明するための各部の電気的波形
を示し、（イ）、（ロ）はスイッチングトランジスタMO
S FETのゲート電圧波形、（ハ）は高周波トランスの２
次側電流波形、（ニ）は高周波トランス２次側電圧波
形、 （ホ）はマグネトロン印加電圧波形、（ヘ）はマグネト
ロン電流波形をそれぞれ示す。第３図は商用周波数電源
Ｅを変動させたときのマグネトロン電流波形を示す。第
４図は高周波インバーターのスイッチング周波数に対
し、放電の揺れが抑止されるコンデンサ容量をマイクロ
波出力P0をパラメーターに示した曲線図、第５図はマイ
クロ波放電光源装置の光源部を示し、第６図は従来の高
周波インバーターを用いたマグネトロン駆動用電源装置
の回路図である。 図において、（１）はマグネトロン、（２）は整流回
路、（３）は平滑回路、（４）はスイッチング回路、
（５）は商用周波数電源、（13）は導波管、（14）はマ
イクロ波空胴、（16）は無電極放電ランプ、（51）は高
周波成分低減回路、Ｔは高周波トランス、Dcは交流阻止
ダイオード、Ccコンデンサ、である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
装置のマグネトロン駆動用電源装置の回路図、第２図は
第１図における動作を説明するための各部の電気的波形
を示し、（イ）、（ロ）はスイッチングトランジスタMO
S FETのゲート電圧波形、（ハ）は高周波トランスの２
次側電流波形、（ニ）は高周波トランス２次側電圧波
形、 （ホ）はマグネトロン印加電圧波形、（ヘ）はマグネト
ロン電流波形をそれぞれ示す。第３図は商用周波数電源
Ｅを変動させたときのマグネトロン電流波形を示す。第
４図は高周波インバーターのスイッチング周波数に対
し、放電の揺れが抑止されるコンデンサ容量をマイクロ
波出力P0をパラメーターに示した曲線図、第５図はマイ
クロ波放電光源装置の光源部を示し、第６図は従来の高
周波インバーターを用いたマグネトロン駆動用電源装置
の回路図である。 図において、（１）はマグネトロン、（２）は整流回
路、（３）は平滑回路、（４）はスイッチング回路、
（５）は商用周波数電源、（13）は導波管、（14）はマ
イクロ波空胴、（16）は無電極放電ランプ、（51）は高
周波成分低減回路、Ｔは高周波トランス、Dcは交流阻止
ダイオード、Ccコンデンサ、である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
フロントページの続き (72)発明者 吉沢 憲治 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社応用機器研究所内 (72)発明者 岩田 明彦 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社応用機器研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−73598（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−203399（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−114795（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】商用周波数電源を整流して得た脈流を電源
とした高周波インバーターにより発生せしめた高周波交
流を整流してマグネトロンに印加し、このマグネトロン
より発生するマイクロ波により無電極放電ランプを点灯
させるマイクロ波放電光源装置において、上記マグネト
ロン高周波交流を整流した出力側の両端に高周波成分低
減手段を設けたことを特徴とするマイクロ波放電光源装
置。 - 【請求項２】マグネトロン電流の高周波成分低減手段と
して、高周波交流の整流出力端に交流阻止ダイオードと
コンデンサの直列体を接続し、かつ上記コンデンサをマ
グネトロンのアノードとカソード間に接続してなる特許
請求の範囲第１項記載のマイクロ波放電光源装置。 - 【請求項３】高周波成分低減手段は、マグネトロン電流
の平均値および尖頭値をそれぞれおよびI MAXとした
とき の関係を満足するようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項のまたは第２項記載のマイクロ波放電光源
装置。
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62188256A JPH07111918B2 (ja) | 1987-07-28 | 1987-07-28 | マイクロ波放電光源装置 |
| KR1019890700491A KR920001875B1 (ko) | 1987-07-28 | 1988-07-27 | 마이크로파 방전광원장치 |
| EP91202577A EP0474315B1 (en) | 1987-07-28 | 1988-07-27 | Microwave discharge light source apparatus |
| EP91202578A EP0474316B1 (en) | 1987-07-28 | 1988-07-27 | Power supply for microwave discharge light source |
| US07/329,786 US4988922A (en) | 1987-07-28 | 1988-07-27 | Power supply for microwave discharge light source |
| DE3853835T DE3853835T2 (de) | 1987-07-28 | 1988-07-27 | Apparat mit Mikrowellen-Entladungs-Lichtquelle. |
| EP88906879A EP0326619B1 (en) | 1987-07-28 | 1988-07-27 | Power supply for microwave discharge light source |
| DE8888906879T DE3874721T2 (de) | 1987-07-28 | 1988-07-27 | Energieversorgung fuer mikrowellen-entladungslichtquelle. |
| PCT/JP1988/000753 WO1989001234A1 (en) | 1987-07-28 | 1988-07-27 | Power supply for microwave discharge light source |
| CA000573179A CA1304773C (en) | 1987-07-28 | 1988-07-27 | Power supply for microwave discharge light source |
| DE3853169T DE3853169T2 (de) | 1987-07-28 | 1988-07-27 | Leistungsversorgung für eine, durch Mikrowellen betriebene, Entladungslampe. |
| US07/616,244 US5115168A (en) | 1987-07-28 | 1990-11-20 | Power supply for microwave discharge light source |
| US07/616,257 US5053682A (en) | 1987-07-28 | 1990-11-20 | Power supply for microwave discharge light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62188256A JPH07111918B2 (ja) | 1987-07-28 | 1987-07-28 | マイクロ波放電光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6433896A JPS6433896A (en) | 1989-02-03 |
| JPH07111918B2 true JPH07111918B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=16220502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62188256A Expired - Lifetime JPH07111918B2 (ja) | 1987-07-28 | 1987-07-28 | マイクロ波放電光源装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US4988922A (ja) |
| EP (3) | EP0474316B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07111918B2 (ja) |
| KR (1) | KR920001875B1 (ja) |
| CA (1) | CA1304773C (ja) |
| DE (3) | DE3874721T2 (ja) |
| WO (1) | WO1989001234A1 (ja) |
Families Citing this family (51)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07111918B2 (ja) | 1987-07-28 | 1995-11-29 | 三菱電機株式会社 | マイクロ波放電光源装置 |
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