JPH0745381A - Electrodeless discharge lamp lighting unit - Google Patents

Electrodeless discharge lamp lighting unit

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JPH0745381A
JPH0745381A JP18526793A JP18526793A JPH0745381A JP H0745381 A JPH0745381 A JP H0745381A JP 18526793 A JP18526793 A JP 18526793A JP 18526793 A JP18526793 A JP 18526793A JP H0745381 A JPH0745381 A JP H0745381A
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frequency power
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high frequency
impedance
discharge lamp
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Koichi Ono
浩一 大野
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Matsushita Electric Works Ltd
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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an electrodeless discharge lamp lighting unit excellent in power efficiency. CONSTITUTION:A coil 2 for high-frequency power supply is arranged close to an electrodeless discharge lamp 1. An impedance coordination circuit 4 is connected to a high frequency power source 3, and high frequency power is supplied from the high-frequency power source 3 to the coil 2 for high frequency power supply so as to light the electrodeless discharge lamp 1. The high frequency power source 3 is composed of an oscillator 5 and an E-class power amplifying circuit 6. The E-class power amplifying circuit 6 amplifies the high frequency output signal of the oscillator 5 into E class, and it supplies it efficiently to the coil 2 for high frequency power supply. Moreover, high frequency power can be supplied more efficiently from the high frequency power supply 3 to the coil 2 for high frequency power supply by coordinating the impedance by means of the impedance circuit 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、無電極放電ランプに高
周波電磁界を印加して発光させる無電極放電灯点灯装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrodeless discharge lamp lighting device which emits light by applying a high frequency electromagnetic field to an electrodeless discharge lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は従来の無電極放電灯点灯装置の一
例を示すもので、使用する無電極放電ランプ1は、石英
やセラミクスなどの透光性材料で気密に形成されたバル
ブの内部に希ガスあるいは希ガスの放電によって励起発
光する物質又は金属蒸気などを封入し、内管面には必要
に応じて蛍光体が塗布されている。無電極放電ランプ1
の外周には、導電性の良い金属などで形成された高周波
電力供給用コイル2が近接して配設されている。この高
周波電力供給用コイル2に高周波電力を供給する高周波
電源3と、高周波電力供給用コイル2と高周波電源3と
のインピーダンスを整合させ、反射を無くして無電極放
電ランプ1に効率よく高周波電力を伝達するインピーダ
ンス整合回路4とを高周波電力供給用コイル2に接続し
て、無電極放電灯点灯装置が構成されている。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
電極放電ランプ1に高周波電力を供給し、無電極放電ラ
ンプ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。
2. Description of the Related Art FIG. 9 shows an example of a conventional electrodeless discharge lamp lighting device. The electrodeless discharge lamp 1 used is an interior of a bulb formed airtightly with a transparent material such as quartz or ceramics. A rare gas or a substance or metal vapor that excites and emits light when a rare gas is discharged is sealed therein, and a phosphor is applied to the inner tube surface as necessary. Electrodeless discharge lamp 1
A high-frequency power supply coil 2 formed of a metal having good conductivity is provided in the vicinity of the outer periphery of the coil. The high-frequency power supply 3 for supplying high-frequency power to the high-frequency power supply coil 2 and the impedance of the high-frequency power supply coil 2 and the high-frequency power supply 3 are matched, and reflection is eliminated to efficiently supply the high-frequency power to the electrodeless discharge lamp 1. The electrodeless discharge lamp lighting device is configured by connecting the impedance matching circuit 4 for transmission to the high frequency power supply coil 2. And
Several MHz from the high frequency power supply 3 to the high frequency power supply coil 2
To generate a high-frequency electromagnetic field in the high-frequency power supply coil 2, supply high-frequency power to the electrodeless discharge lamp 1, and generate a high-frequency plasma current in the electrodeless discharge lamp 1. It emits ultraviolet rays or visible light.

【0003】ここで高周波電源3は、高周波電圧を発生
する発振部5と、前記高周波電圧を大容量のMOS形の
電界効果トランジスタFETをC級動作させて電力増幅
を行なうC級電力増幅回路10とで構成されている。ま
た、インピーダンス整合回路4はコンデンサC8 〜C10
及び可変コンデンサCV から構成され、高周波電源3の
出力インピーダンスと、負荷となる無電極放電ランプ1
と高周波電力供給用コイル2の入力インピーダンスとを
整合させ、高周波電源3の高周波電力を効率よく高周波
電力供給用コイル2に供給している。また、高周波電力
供給用コイル2に並列に挿入されたインピーダンス整合
回路4の可変コンデンサCV は、無電極放電ランプの製
造上のばらつきに応じてインピーダンス整合回路4のイ
ンピーダンスを調整するためのものである。
Here, the high frequency power supply 3 includes an oscillating section 5 for generating a high frequency voltage, and a C class power amplifier circuit 10 for amplifying the high frequency voltage by operating a large capacity MOS field effect transistor FET in the C class. It consists of and. The impedance matching circuit 4 is the capacitor C 8 -C 10
And the variable capacitor C V, the output impedance of the high frequency power supply 3 and the electrodeless discharge lamp 1 serving as a load.
And the input impedance of the high frequency power supply coil 2 are matched, and the high frequency power of the high frequency power supply 3 is efficiently supplied to the high frequency power supply coil 2. The variable capacitor C V of the impedance matching circuit 4 inserted in parallel with the high frequency power supply coil 2 is for adjusting the impedance of the impedance matching circuit 4 according to the manufacturing variations of the electrodeless discharge lamp. is there.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成では、C
級電力増幅を行なっている高周波電源3の電力効率があ
まりよくないという問題がある。本発明は上記問題点の
解決を目的とするものであり、電力効率のよい高周波電
源を具備した無電極放電灯点灯装置を提供しようとする
ものである。
In the above conventional structure, C is used.
There is a problem that the power efficiency of the high frequency power supply 3 that performs class power amplification is not very good. The present invention is intended to solve the above problems, and an object thereof is to provide an electrodeless discharge lamp lighting device provided with a high-frequency power source having high power efficiency.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、希ガスや金属蒸気等の放電ガス
をガラスバルブ内に封入し、内部に電極を持たない無電
極放電ランプと、無電極放電ランプに近接して配設した
高周波電力供給用コイルと、少なくともスイッチング素
子と共振用コイルと共振用コンデンサとを備えたD級あ
るいはE級電力増幅回路を具備し高周波電力供給用コイ
ルに高周波電力を供給する高周波電源と、高周波電源と
高周波電力供給用コイルとのインピーダンス整合をとる
インピーダンス整合回路とから成ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is an electrodeless discharge in which a discharge gas such as a rare gas or a metal vapor is enclosed in a glass bulb and no electrode is provided inside. High frequency power supply including a lamp, a high frequency power supply coil disposed in the vicinity of the electrodeless discharge lamp, and a class D or class E power amplification circuit including at least a switching element, a resonance coil and a resonance capacitor It is characterized by comprising a high-frequency power source for supplying high-frequency power to the power coil and an impedance matching circuit for impedance matching between the high-frequency power source and the high-frequency power supply coil.

【0006】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、インピーダンス整合回路が、少なくとも2つのコン
デンサを高周波電力供給用コイルに直列及び並列に接続
しこの直列に接続したコンデンサに並列にインピーダン
ス調整用の可変コンデンサを接続して成ることを特徴と
する。請求項3の発明は、請求項1又は請求項2の発明
において、D級あるいはE級電力増幅回路を構成する共
振用コイル又は共振用コンデンサにインピーダンス調整
用の可変コンデンサを少なくとも一つ接続したことを特
徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the impedance matching circuit connects at least two capacitors to the high frequency power supply coil in series and in parallel, and the impedance is adjusted in parallel to the capacitors connected in series. It is characterized by being connected with a variable capacitor for. According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, at least one variable capacitor for impedance adjustment is connected to a resonance coil or a resonance capacitor that constitutes a class D or class E power amplifier circuit. Is characterized by.

【0007】請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3
記載の発明において、高周波電源とインピーダンス整合
回路とを同軸ケーブルで接続するとともに、高周波電源
の出力インピーダンスを同軸ケーブルの特性インピーダ
ンスに整合させ、高周波電力供給用コイルの入力インピ
ーダンスをインピーダンス整合回路により同軸ケーブル
の特性インピーダンスに整合させたことを特徴とする。
The invention of claim 4 relates to claim 1 to claim 3.
In the described invention, the high frequency power source and the impedance matching circuit are connected by a coaxial cable, the output impedance of the high frequency power source is matched to the characteristic impedance of the coaxial cable, and the input impedance of the high frequency power supply coil is adjusted by the impedance matching circuit. It is characterized in that it is matched with the characteristic impedance of.

【0008】[0008]

【作用】請求項1の発明の構成では、希ガスや金属蒸気
等の放電ガスをガラスバルブ内に封入し、内部に電極を
持たない無電極放電ランプと、無電極放電ランプに近接
して配設した高周波電力供給用コイルと、少なくともス
イッチング素子と共振用コイルと共振用コンデンサとを
備えたD級あるいはE級電力増幅回路を具備し高周波電
力供給用コイルに高周波電力を供給する高周波電源と、
高周波電源と高周波電力供給用コイルとのインピーダン
ス整合をとるインピーダンス整合回路とから無電極放電
灯点灯装置を構成したので、高周波電源がD級あるいは
E級電力増幅を行なうために電力効率がよくなり、さら
に高周波電源の出力インピーダンスと、高周波電力供給
用コイルの入力インピーダンスとを整合させて、高周波
電源からの高周波電力を効率よく高周波電力供給用コイ
ルに供給することができる。
In the structure of the first aspect of the present invention, a discharge gas such as a rare gas or a metal vapor is sealed in a glass bulb, and an electrodeless discharge lamp having no electrode inside and a discharge lamp disposed in the vicinity of the electrodeless discharge lamp are disposed. A high-frequency power supply coil provided; and a high-frequency power supply for supplying high-frequency power to the high-frequency power supply coil, comprising a class-D or class-E power amplification circuit including at least a switching element, a resonance coil, and a resonance capacitor.
Since the electrodeless discharge lamp lighting device is composed of the impedance matching circuit that performs impedance matching between the high frequency power supply and the high frequency power supply coil, the high frequency power supply performs class D or class E power amplification, thus improving power efficiency, Furthermore, by matching the output impedance of the high frequency power supply and the input impedance of the high frequency power supply coil, the high frequency power from the high frequency power supply can be efficiently supplied to the high frequency power supply coil.

【0009】請求項2の発明の構成では、インピーダン
ス整合回路が、少なくとも2つのコンデンサを高周波電
力供給用コイルに直列及び並列に接続しこの直列に接続
したコンデンサに並列にインピーダンス調整用の可変コ
ンデンサを接続して成るので、可変コンデンサの容量を
変えることによりインピーダンス整合回路のインピーダ
ンスを変化させて、高周波電力供給用コイルの入力イン
ピーダンスを調整することができる。
According to another aspect of the present invention, the impedance matching circuit connects at least two capacitors in series and in parallel to the high frequency power supply coil, and the variable capacitors for impedance adjustment are connected in parallel to the capacitors connected in series. Since they are connected, the impedance of the impedance matching circuit can be changed by changing the capacitance of the variable capacitor to adjust the input impedance of the high frequency power supply coil.

【0010】請求項3の発明の構成では、D級あるいは
E級電力増幅回路を構成する共振用コイル又は共振用コ
ンデンサにインピーダンス調整用の可変コンデンサを少
なくとも一つ接続したので、高周波電源側に接続した可
変コンデンサの容量を変えることにより高周波電源の出
力インピーダンスを調整することができる。請求項4の
発明の構成では、高周波電源とインピーダンス整合回路
とを同軸ケーブルで接続するとともに、高周波電源の出
力インピーダンスを同軸ケーブルの特性インピーダンス
に整合させ、高周波電力供給用コイルの入力インピーダ
ンスをインピーダンス整合回路により同軸ケーブルの特
性インピーダンスに整合させたので、同軸ケーブルを介
して高周波電源から高周波電源供給用コイルに効率よく
高周波電力を供給でき、また高周波電源と無電極放電ラ
ンプとを離間して設置できるため無電極放電ランプの発
する熱から高周波電源の回路素子を保護することができ
る。
According to the third aspect of the present invention, since at least one variable capacitor for impedance adjustment is connected to the resonance coil or the resonance capacitor forming the class D or class E power amplifier circuit, it is connected to the high frequency power source side. The output impedance of the high frequency power supply can be adjusted by changing the capacitance of the variable capacitor. According to the invention of claim 4, the high frequency power source and the impedance matching circuit are connected by a coaxial cable, the output impedance of the high frequency power source is matched with the characteristic impedance of the coaxial cable, and the input impedance of the high frequency power supply coil is impedance matched. Since the circuit matches the characteristic impedance of the coaxial cable, it is possible to efficiently supply high-frequency power from the high-frequency power supply to the high-frequency power supply coil via the coaxial cable, and to install the high-frequency power supply and the electrodeless discharge lamp separately. Therefore, the circuit element of the high frequency power supply can be protected from the heat generated by the electrodeless discharge lamp.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

(実施例1)本実施例の概略回路構成図を図1に示す。
図1に示すように、無電極放電ランプ1に近接して高周
波電力供給用コイル2を配設し、高周波電源3からイン
ピーダンス整合回路4を介して高周波電力を高周波電力
供給用コイル2に供給している構成は従来例と共通であ
り、共通する部分の説明は省略する。
(Embodiment 1) A schematic circuit configuration diagram of this embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a high-frequency power supply coil 2 is arranged close to the electrodeless discharge lamp 1, and high-frequency power is supplied from the high-frequency power supply 3 to the high-frequency power supply coil 2 via an impedance matching circuit 4. The configuration is common to the conventional example, and the description of the common part is omitted.

【0012】高周波電源3は、発振部5とE級電力増幅
回路6とで構成されており、発振部5の高周波出力信号
をE級電力増幅回路6でE級増幅して高周波電力供給用
コイル2に高周波電力を供給している。このE級電力増
幅回路6は、スイッチング素子である大容量のMOS形
の電界効果トランジスタFETのゲート及びソースを入
力側端子とし、ドレイン及びソースを出力側端子として
いる。入力側端子には発振部5を接続し、電界効果トラ
ンジスタFETのドレインに直流電源VdとRFチョー
クコイルL1 の直列回路を接続している。このRFチョ
ークコイルL1は、直流電源Vdから電界効果トランジ
スタFETに供給される電流を略一定にするためのもの
である。また、電界効果トランジスタFETのドレイン
・ソース間にコンデンサC1 を並列に接続し、ドレイン
に共振用コンデンサC2 と共振用コイルL2 との直列共
振回路を接続している。この直列共振回路の共振周波数
は、電界効果トランジスタFETが発振部5の高周波出
力信号により動作する動作周波数に近い値に設定されて
いる。
The high frequency power source 3 is composed of an oscillating unit 5 and a class E power amplifier circuit 6, and a high frequency output signal of the oscillating unit 5 is class E amplified by the class E power amplifier circuit 6 to supply a high frequency power supply coil. 2 is supplied with high frequency power. The class E power amplifier circuit 6 uses the gate and source of a large-capacity MOS field effect transistor FET, which is a switching element, as an input side terminal and the drain and source as an output side terminal. The oscillator 5 is connected to the input side terminal, and the series circuit of the DC power supply Vd and the RF choke coil L 1 is connected to the drain of the field effect transistor FET. The RF choke coil L 1 is for making the current supplied from the DC power supply Vd to the field effect transistor FET substantially constant. Further, a capacitor C 1 is connected in parallel between the drain and source of the field effect transistor FET, and a series resonance circuit of a resonance capacitor C 2 and a resonance coil L 2 is connected to the drain. The resonance frequency of the series resonance circuit is set to a value close to the operating frequency at which the field effect transistor FET operates by the high frequency output signal of the oscillator 5.

【0013】すなわち、発振部5の高周波出力信号によ
り電界効果トランジスタFETをオン/オフさせて直流
電源Vdからの入力信号を断続させており、断続する周
波数を上記共振回路の共振周波数に近い値に設定してい
るので、発振部5の高周波信号を高効率で電力増幅する
ことができる。一方、インピーダンス整合回路4は、コ
イルL3 ,コンデンサC3 及びコンデンサC4 をπ型に
接続して成るインピーダンス整合回路7と、コンデンサ
5 を高周波電力供給用コイル2に直列に、コンデンサ
6 及び可変コンデンサCV1を並列に接続して成るイン
ピーダンス整合回路8とを備えている。インピーダンス
整合回路7は、高周波電源3の出力インピーダンスをイ
ンピーダンス変換し、インピーダンス整合回路8におい
てインピーダンス変換された高周波電源供給用コイル2
の入力インピーダンスと上記出力インピーダンスとを整
合させている。したがって、インピーダンス回路4でイ
ンピーダンス整合することにより、高周波電源3から高
周波電力供給用コイル2に効率よく高周波電力を供給す
ることができる。
That is, the field effect transistor FET is turned on / off by the high frequency output signal of the oscillating unit 5 to interrupt the input signal from the DC power supply Vd, and the interrupted frequency is close to the resonance frequency of the resonance circuit. Since it is set, the high frequency signal of the oscillator 5 can be amplified with high efficiency. On the other hand, the impedance matching circuit 4 includes an impedance matching circuit 7 formed by connecting a coil L 3 , a capacitor C 3 and a capacitor C 4 in a π type, a capacitor C 5 in series with the high frequency power supply coil 2, and a capacitor C 6 And an impedance matching circuit 8 formed by connecting a variable capacitor C V1 in parallel. The impedance matching circuit 7 impedance-converts the output impedance of the high-frequency power supply 3, and the impedance matching circuit 8 impedance-converts the high-frequency power supply coil 2.
The input impedance and the output impedance are matched. Therefore, by performing impedance matching with the impedance circuit 4, high frequency power can be efficiently supplied from the high frequency power supply 3 to the high frequency power supply coil 2.

【0014】また、可変コンデンサCV1は無電極放電ラ
ンプ1の製造上のばらつきに応じてインピーダンス整合
回路8のインピーダンスを調整するためのものである。 (実施例2)本実施例の概略回路構成図を図2に示す。
ただし、基本的な構成は従来例及び実施例1と共通する
ので、共通する部分の説明は省略する。
The variable capacitor C V1 is for adjusting the impedance of the impedance matching circuit 8 according to the manufacturing variations of the electrodeless discharge lamp 1. (Embodiment 2) A schematic circuit configuration diagram of this embodiment is shown in FIG.
However, since the basic structure is common to the conventional example and the first embodiment, the description of the common parts will be omitted.

【0015】図2に示すように、本実施例においてはE
級電力増幅回路6の出力側端子にコンデンサC7 を並列
に接続している。したがって、E級電力増幅回路6の出
力インピーダンスZ1 は、図3(a)及び(b)に示す
点Xを起点として、同図(a)の点Xから右を見たイン
ピーダンスをコンデンサC2 ’とインピーダンスZ2
直列インピーダンスに変換することができ、同図(b)
に示す等価回路に置き換えることができる。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, E
A capacitor C 7 is connected in parallel to the output side terminal of the class power amplifier circuit 6. Therefore, the output impedance Z 1 of the class E power amplifier circuit 6, FIG. 3 (a) and starting point X shown in (b), FIG impedance capacitor C 2 viewed right from the point X of (a) 'And impedance Z 2 can be converted into a series impedance, and the same figure (b)
It can be replaced with the equivalent circuit shown in.

【0016】また、インピーダンス整合回路4は、高周
波電力供給用コイル2に直列に接続したコンデンサC5
と、高周波電力供給用コイル2に並列に接続したコンデ
ンサC6 及び上記コンデンサC5 に並列に接続した可変
コンデンサCV1とから構成されている。したがって、可
変コンデンサCV1の容量を変えることによりインピーダ
ンス整合回路4のインピーダンスが上記コンデンサ
2 ’とインピーダンスZ 2 の直列インピーダンスに整
合するように、あるいはまた無電極放電ランプ1の特性
のばらつきにより変動する入力インピーダンスに整合す
るように調整することができる。
Further, the impedance matching circuit 4 has a high frequency.
Capacitor C connected in series to the wave power supply coil 2Five
And a capacitor connected in parallel to the high frequency power supply coil 2.
Sensor C6And the above capacitor CFiveVariable connected in parallel to
Capacitor CV1It consists of and. Therefore, yes
Variable capacitor CV1By changing the capacity of
The impedance of the impedance matching circuit 4 is the above capacitor
C2’And impedance Z 2Adjusted to the series impedance of
Characteristics, or also the characteristics of the electrodeless discharge lamp 1
Match the input impedance that fluctuates due to variations in
Can be adjusted to

【0017】さらに、無電極放電ランプ1を点灯始動す
る際に可変コンデンサCV1の両端に印加される電圧は、
高周波電力供給用コイル2に印加される電圧よりも低く
抑えることができるので、可変コンデンサCV1としてあ
まり耐圧の高いコンデンサを用いる必要がなく、可変コ
ンデンサCV1自体を小型化することができる。 (実施例3)本実施例の概略回路構成図を図4に示す。
図4に示すように、本実施例は、実施例2においてE級
電力増幅回路6の出力側端子に可変コンデンサCV2を並
列に接続するとともにインピーダンス整合回路4の可変
コンデンサCV1を取り外した構成となっている。したが
って、上記以外の構成については実施例2と共通するの
で共通する部分の説明は省略する。
Further, the voltage applied across the variable capacitor C V1 when the electrodeless discharge lamp 1 is turned on is
Can be suppressed lower than the voltage applied to the high frequency power supplying coil 2, it is not necessary to use high capacitor with less breakdown voltage as a variable capacitor C V1, the variable capacitor C V1 itself can be miniaturized. (Embodiment 3) A schematic circuit configuration diagram of this embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the variable capacitor C V2 is connected in parallel to the output side terminal of the class E power amplifier circuit 6 in the second embodiment, and the variable capacitor C V1 of the impedance matching circuit 4 is removed. Has become. Therefore, the configurations other than the above are common to those of the second embodiment, and the description of the common parts will be omitted.

【0018】上記構成では、可変コンデンサCV2の容量
を変えることにより、無電極放電ランプ1の特性のばら
つきによる高周波電力供給用コイル2の入力インピーダ
ンスに応じて、高周波電源3の出力インピーダンスを調
整して高周波電力供給用コイル2の入力インピーダンス
に整合させることができる。また、無電極放電ランプ1
を点灯始動する際には、コンデンサC5 ,C6 及び高周
波電力供給用コイル2から成る共振回路の共振周波数に
近い周波数の高周波電力を供給することにより、コンデ
ンサC6 の両端に高電圧を生じさせて無電極放電ランプ
1を点灯始動させることができる。一方、可変コンデン
サCV2の両端には、上記コンデンサC6 の両端に生じる
高電圧よりも比較的低い電圧が印加されるため、可変コ
ンデンサCV2としてあまり耐圧の高いコンデンサを用い
る必要がなく、可変コンデンサCV2自体を小型化するこ
とができる。
In the above structure, by changing the capacitance of the variable capacitor C V2 , the output impedance of the high frequency power supply 3 is adjusted according to the input impedance of the high frequency power supply coil 2 due to the variation in the characteristics of the electrodeless discharge lamp 1. It is possible to match the input impedance of the coil 2 for high frequency power supply. In addition, the electrodeless discharge lamp 1
When starting lighting, the high frequency power is generated at both ends of the capacitor C 6 by supplying high frequency power having a frequency close to the resonance frequency of the resonance circuit composed of the capacitors C 5 , C 6 and the high frequency power supply coil 2. Then, the electrodeless discharge lamp 1 can be started to light. On the other hand, the both ends of the variable capacitor C V2, because the relatively low voltage than the high voltage developed across the capacitor C 6 is applied, it is not necessary to use high capacitor with less breakdown voltage as a variable capacitor C V2, variable The capacitor C V2 itself can be miniaturized.

【0019】なお、図5に示すように、上記構成に加え
て可変コンデンサCV3をコンデンサC1 と並列に接続
し、2つの可変コンデンサCV2、CV3で高周波電源3の
出力インピーダンスを調整するようにしてもよい。ま
た、可変コンデンサを高周波電源3に3つ以上接続して
出力インピーダンスを調整するようにしてもよい。 (実施例4)本実施例の概略回路構成図を図6に示す。
図6に示すように、本実施例は、実施例2乃至実施例3
を組み合わせたものであり、高周波電力供給用コイル2
に直列に接続したコンデンサC5 と、高周波電力供給用
コイル2に並列に接続したコンデンサC6 及び上記コン
デンサC5 に並列に接続した可変コンデンサCV1とから
インピーダンス整合回路4が構成され、E級電力増幅回
路6の出力側端子に可変コンデンサCV2が並列に接続さ
れている。なお、上記以外の共通する部分の説明は省略
する。
As shown in FIG. 5, in addition to the above configuration, a variable capacitor C V3 is connected in parallel with the capacitor C 1, and two variable capacitors C V2 and C V3 adjust the output impedance of the high frequency power source 3. You may do it. Further, three or more variable capacitors may be connected to the high frequency power source 3 to adjust the output impedance. (Embodiment 4) A schematic circuit configuration diagram of this embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, this embodiment is based on Embodiments 2 to 3.
And a coil 2 for supplying high frequency power.
The impedance matching circuit 4 is composed of a capacitor C 5 connected in series to the high frequency power supply coil, a capacitor C 6 connected in parallel to the high frequency power supply coil 2 and a variable capacitor C V1 connected in parallel to the above capacitor C 5 , and is of an E-class class. A variable capacitor C V2 is connected in parallel to the output side terminal of the power amplifier circuit 6. It should be noted that description of common parts other than the above is omitted.

【0020】上記構成では、無電極放電ランプ1を含め
た高周波電力供給用コイル2の入力インピーダンスを可
変コンデンサCV1で調整し、高周波電源3の出力インピ
ーダンスを可変コンデンサCV2で調整することにより、
それぞれのインピーダンスを整合させ、無電極放電ラン
プ1の特性のばらつきによる不整合を防止することがで
きる。
In the above structure, the input impedance of the high frequency power supply coil 2 including the electrodeless discharge lamp 1 is adjusted by the variable capacitor C V1 , and the output impedance of the high frequency power supply 3 is adjusted by the variable capacitor C V2 .
It is possible to match the respective impedances and prevent mismatches due to variations in the characteristics of the electrodeless discharge lamp 1.

【0021】(実施例5)本実施例の概略回路構成図を
図7に示す。図7に示すように、本実施例は、実施例2
における高周波電源3と、実施例3におけるインピーダ
ンス整合回路4とを同軸ケーブル9で接続して成るもの
である。なお、共通する部分については説明を省略す
る。
(Embodiment 5) FIG. 7 shows a schematic circuit configuration diagram of this embodiment. As shown in FIG. 7, this embodiment is similar to the second embodiment.
The high frequency power source 3 in 3 and the impedance matching circuit 4 in Example 3 are connected by a coaxial cable 9. The description of the common parts will be omitted.

【0022】上記構成では、高周波電源3の出力インピ
ーダンスを同軸ケーブル9の特性インピーダンスに整合
させ、さらに高周波電力供給用コイル2の入力インピー
ダンスをインピーダンス整合回路4により上記特性イン
ピーダンスに整合させている。したがって、同軸ケーブ
ル9を介して高周波電源3から高周波電力供給コイル2
に効率よく高周波電力が供給できる。また、同軸ケーブ
ル9で高周波電源3と無電極放電ランプ1とを離間して
設置することができるので、無電極放電ランプ1の発す
る熱から高周波電源3を構成する回路素子を保護するこ
とができる。
In the above structure, the output impedance of the high frequency power source 3 is matched with the characteristic impedance of the coaxial cable 9, and the input impedance of the high frequency power supply coil 2 is matched with the characteristic impedance by the impedance matching circuit 4. Therefore, the high frequency power supply coil 2 is fed from the high frequency power supply 3 via the coaxial cable 9.
High-frequency power can be supplied efficiently. Further, since the high frequency power supply 3 and the electrodeless discharge lamp 1 can be installed separately from each other by the coaxial cable 9, the circuit elements constituting the high frequency power supply 3 can be protected from the heat generated by the electrodeless discharge lamp 1. .

【0023】なお、インピーダンス整合回路4は、上記
実施例1乃至実施例5に示す構成に限定するものではな
く、図8(a)〜(d)に示す構成のいずれであっても
よい。すなわち、誘導性または容量性のインピーダンス
をZ1 〜Z4 で表すと、同図(a)は本実施例と同様に
2つのインピーダンスZ1 及びZ2 を入出力端子に直列
及び並列に接続したもので、同図(b)は3つのインピ
ーダンスZ1 〜Z3 をT字型に接続したものであり、ま
た同図(c)は3つのインピーダンスZ1 〜Z 3 をπ型
に接続したもの、さらに同図(d)は4つのインピーダ
ンスZ1 〜Z4をブリッジ状に接続したものである。
The impedance matching circuit 4 has the above-mentioned structure.
It is not limited to the configurations shown in the first to fifth embodiments.
In any of the configurations shown in FIGS.
Good. Ie inductive or capacitive impedance
Z1~ ZFourIn the same manner as this example, FIG.
Two impedance Z1And Z2In series with the input / output terminals
And the parallel connection.
Dance Z1~ Z3Are connected in a T-shape.
The same figure (c) shows three impedances Z1~ Z 3The π type
Connected to, and (d) in the figure shows four impeders.
Z1~ ZFourAre connected in a bridge shape.

【0024】また、上記実施例1乃至実施例5において
は高周波電源の電力増幅回路がE級電力増幅回路の場合
を説明したが、D級電力増幅回路であってもよいことは
言うまでもない。
Further, in the above-mentioned first to fifth embodiments, the case where the power amplifier circuit of the high frequency power source is the class E power amplifier circuit has been described, but it goes without saying that it may be a class D power amplifier circuit.

【0025】[0025]

【発明の効果】請求項1の発明は、希ガスや金属蒸気等
の放電ガスをガラスバルブ内に封入し、内部に電極を持
たない無電極放電ランプと、無電極放電ランプに近接し
て配設した高周波電力供給用コイルと、少なくともスイ
ッチング素子と共振用コイルと共振用コンデンサとを備
えたD級あるいはE級電力増幅回路を具備し高周波電力
供給用コイルに高周波電力を供給する高周波電源と、高
周波電源と高周波電力供給用コイルとのインピーダンス
整合をとるインピーダンス整合回路とから無電極放電灯
点灯装置を構成したので、高周波電源がD級あるいはE
級電力増幅を行なうために電力効率がよくなるという効
果がある。さらに高周波電源の出力インピーダンスと、
高周波電力供給用コイルの入力インピーダンスとを整合
させることができ、高周波電源からの高周波電力を効率
よく高周波電力供給用コイルに供給して電力効率をさら
によくすることができるという効果がある。
According to the first aspect of the present invention, a discharge gas such as a rare gas or a metal vapor is sealed in a glass bulb, and an electrodeless discharge lamp having no electrode inside and a discharge lamp disposed close to the electrodeless discharge lamp are provided. A high-frequency power supply coil provided; and a high-frequency power supply for supplying high-frequency power to the high-frequency power supply coil, comprising a class-D or class-E power amplification circuit including at least a switching element, a resonance coil, and a resonance capacitor. Since the electrodeless discharge lamp lighting device is configured by the impedance matching circuit for impedance matching between the high frequency power supply and the high frequency power supply coil, the high frequency power supply is of class D or E.
There is an effect that the power efficiency is improved because the class power amplification is performed. Furthermore, with the output impedance of the high frequency power supply,
It is possible to match the input impedance of the high frequency power supply coil and to efficiently supply the high frequency power from the high frequency power supply to the high frequency power supply coil to further improve the power efficiency.

【0026】請求項2の発明は、インピーダンス整合回
路が、少なくとも2つのコンデンサを高周波電力供給用
コイルに直列及び並列に接続しこの直列に接続したコン
デンサに並列にインピーダンス調整用の可変コンデンサ
を接続して成るので、可変コンデンサの容量を変えるこ
とによりインピーダンス整合回路のインピーダンスを変
換して、高周波電力供給用コイルの入力インピーダンス
を調整することができるという効果がある。また、無電
極放電ランプを始動する時にインピーダンス整合回路の
可変コンデンサに高電圧が印加されないため、可変コン
デンサとして耐圧のあまり高くないものが使用できるた
め可変コンデンサを小型化することができるという効果
がある。
According to a second aspect of the present invention, the impedance matching circuit has at least two capacitors connected in series and in parallel to the high frequency power supply coil, and the variable capacitors for impedance adjustment are connected in parallel to the capacitors connected in series. Therefore, there is an effect that the impedance of the impedance matching circuit can be converted by changing the capacitance of the variable capacitor to adjust the input impedance of the high frequency power supply coil. In addition, since a high voltage is not applied to the variable capacitor of the impedance matching circuit when starting the electrodeless discharge lamp, it is possible to use a variable capacitor whose breakdown voltage is not so high, and thus it is possible to downsize the variable capacitor. .

【0027】請求項3の発明は、D級あるいはE級電力
増幅回路を構成する共振用コイル又は共振用コンデンサ
にインピーダンス調整用の可変コンデンサを少なくとも
一つ接続したので、無電極放電ランプの特性のばらつき
に応じて、高周波電源側に接続した可変コンデンサの容
量を変えることにより、高周波電源の出力インピーダン
スを調整して高周波電力を効率よく高周波電力供給用コ
イルに供給することができるという効果がある。
According to the invention of claim 3, at least one variable capacitor for impedance adjustment is connected to the resonance coil or the resonance capacitor which constitutes the class D or class E power amplifier circuit. By changing the capacity of the variable capacitor connected to the high frequency power source side according to the variation, the output impedance of the high frequency power source can be adjusted to effectively supply the high frequency power to the high frequency power supply coil.

【0028】請求項4の発明は、高周波電源とインピー
ダンス整合回路とを同軸ケーブルで接続するとともに、
高周波電源の出力インピーダンスを同軸ケーブルの特性
インピーダンスに整合させ、高周波電力供給用コイルの
入力インピーダンスをインピーダンス整合回路により同
軸ケーブルの特性インピーダンスに整合させたので、同
軸ケーブルを介して高周波電源から高周波電源供給用コ
イルに効率よく高周波電力を供給でき、また高周波電源
と無電極放電ランプとを離間して設置できるため無電極
放電ランプの発する熱から高周波電源の回路素子を保護
して回路素子の信頼性の向上を図ることができるという
効果がある。
According to a fourth aspect of the present invention, the high frequency power source and the impedance matching circuit are connected by a coaxial cable, and
Since the output impedance of the high frequency power supply was matched to the characteristic impedance of the coaxial cable, and the input impedance of the coil for high frequency power supply was matched to the characteristic impedance of the coaxial cable by the impedance matching circuit, the high frequency power supply was supplied from the high frequency power source via the coaxial cable. Since high frequency power can be efficiently supplied to the coil for use and the high frequency power supply and the electrodeless discharge lamp can be installed separately from each other, the circuit element of the high frequency power supply is protected from the heat generated by the electrodeless discharge lamp to improve the reliability of the circuit element. The effect is that it can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1を示す概略回路構成図である。FIG. 1 is a schematic circuit configuration diagram showing a first embodiment.

【図2】実施例2を示す概略回路構成図である。FIG. 2 is a schematic circuit configuration diagram showing a second embodiment.

【図3】同上を示すものであり、(a)は高周波電源を
示す概略回路構成図、(b)は同図(a)の等価回路図
である。
3 shows the same as above, FIG. 3A is a schematic circuit configuration diagram showing a high frequency power source, and FIG. 3B is an equivalent circuit diagram of FIG. 3A.

【図4】実施例3を示す概略回路構成図である。FIG. 4 is a schematic circuit configuration diagram showing a third embodiment.

【図5】同上の別の構成を示す概略回路構成図である。FIG. 5 is a schematic circuit configuration diagram showing another configuration of the above.

【図6】実施例4を示す概略回路構成図である。FIG. 6 is a schematic circuit configuration diagram showing a fourth embodiment.

【図7】実施例5を示す概略回路構成図である。FIG. 7 is a schematic circuit configuration diagram showing a fifth embodiment.

【図8】実施例1乃至実施例5におけるインピーダンス
整合回路の別の構成を示す概略回路構成図である。
FIG. 8 is a schematic circuit configuration diagram showing another configuration of the impedance matching circuit according to the first to fifth embodiments.

【図9】従来例を示す概略回路構成図である。FIG. 9 is a schematic circuit configuration diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 無電極放電ランプ 2 高周波電力供給用コイル 3 高周波電源 4 インピーダンス整合回路 5 発振部 6 E級電力増幅回路 FET 電界効果トランジスタ C1 〜C6 コンデンサ CV1 可変コンデンサ1 electrodeless discharge lamp 2 frequency power supplying coil 3 high-frequency power source 4 impedance matching circuit 5 oscillation unit 6 E class power amplifier FET field effect transistor C 1 -C 6 capacitor C V1 variable capacitor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 希ガスや金属蒸気等の放電ガスをガラス
バルブ内に封入し、内部に電極を持たない無電極放電ラ
ンプと、無電極放電ランプに近接して配設した高周波電
力供給用コイルと、少なくともスイッチング素子と共振
用コイルと共振用コンデンサとを備えたD級あるいはE
級電力増幅回路を具備し高周波電力供給用コイルに高周
波電力を供給する高周波電源と、高周波電源と高周波電
力供給用コイルとのインピーダンス整合をとるインピー
ダンス整合回路とから成ることを特徴とする無電極放電
灯点灯装置。
1. A non-electrode discharge lamp having no electrodes inside, and a high-frequency power supply coil disposed in the vicinity of the no-electrode discharge lamp, in which a discharge gas such as rare gas or metal vapor is sealed in a glass bulb. And a class D or E having at least a switching element, a resonance coil, and a resonance capacitor
An electrodeless discharge, comprising: a high-frequency power supply, which has a class-class power amplification circuit and supplies high-frequency power to the high-frequency power supply coil, and an impedance matching circuit for impedance matching between the high-frequency power supply and the high-frequency power supply coil. Electric lighting device.
【請求項2】 インピーダンス整合回路は、少なくとも
2つのコンデンサを高周波電力供給用コイルに直列及び
並列に接続しこの直列に接続したコンデンサに並列にイ
ンピーダンス調整用の可変コンデンサを接続して成るこ
とを特徴とする請求項1記載の無電極放電灯点灯装置。
2. The impedance matching circuit comprises at least two capacitors connected in series and in parallel to a high-frequency power supply coil, and a variable capacitor for impedance adjustment connected in parallel to the capacitors connected in series. The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 1.
【請求項3】 D級あるいはE級電力増幅回路を構成す
る共振用コイル又は共振用コンデンサにインピーダンス
調整用の可変コンデンサを少なくとも一つ接続したこと
を特徴とする請求項1又は請求項2記載の無電極放電灯
点灯装置。
3. A resonance coil or a resonance capacitor that constitutes a class D or class E power amplifier circuit, and at least one variable capacitor for impedance adjustment is connected to the resonance coil or the resonance capacitor. Electrode discharge lamp lighting device.
【請求項4】 高周波電源とインピーダンス整合回路と
を同軸ケーブルで接続するとともに、高周波電源の出力
インピーダンスを同軸ケーブルの特性インピーダンスに
整合させ、高周波電力供給用コイルの入力インピーダン
スをインピーダンス整合回路により同軸ケーブルの特性
インピーダンスに整合させたことを特徴とする請求項1
乃至請求項3記載の無電極放電灯点灯装置。
4. The coaxial cable connecting the high frequency power supply and the impedance matching circuit with a coaxial cable, matching the output impedance of the high frequency power supply with the characteristic impedance of the coaxial cable, and matching the input impedance of the high frequency power supply coil with the impedance matching circuit. 2. The characteristic impedance of the device is matched.
The electrodeless discharge lamp lighting device according to claim 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014220889A (en) * 2013-05-07 2014-11-20 昭和電工株式会社 Wireless power-feeding method and wireless power-feeding system

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