JPH0765976A - 無電極放電ランプ点灯装置及び照明器具 - Google Patents

無電極放電ランプ点灯装置及び照明器具

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JPH0765976A
JPH0765976A JP21437093A JP21437093A JPH0765976A JP H0765976 A JPH0765976 A JP H0765976A JP 21437093 A JP21437093 A JP 21437093A JP 21437093 A JP21437093 A JP 21437093A JP H0765976 A JPH0765976 A JP H0765976A
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JP
Japan
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discharge lamp
electrodeless discharge
lighting device
load
power
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Withdrawn
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JP21437093A
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English (en)
Inventor
Kozo Kamimura
幸三 上村
Ichiro Yokozeki
一郎 横関
Keiichi Shimizu
恵一 清水
Akihiro Inoue
昭浩 井上
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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】 始動時の負荷状態の変化や温度変化、回路素
子の経時変化などにより負荷インピーダンスが変化して
も、出力低下や立ち切れなどの不具合が発生しないよう
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
部3と、少なくとも1種類以上の放電性ガスまたは蒸気
が封入された無電極放電ランプ13と、インバータ部の
出力端子に接続され、磁気的に結合する無電極放電ラン
プに高周波電力を供給する励起コイル12とを有する無
電極放電ランプ点灯装置において、励起コイルと電磁的
に結合し、ランプ負荷に流れる電流値を検出するピック
アップコイル16と、このピックアップコイルの検出出
力を受けて負荷電力が一定化するように制御する制御手
段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ランプ本体の周囲に巻
かれた励起コイルから、磁気的に結合するランプ本体内
のプラズマリング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およびこの点灯装置を
用いた照明器具に関し、特に一定の高周波電力をランプ
本体内に供給できるようにしたものに関する。
【0002】
【従来の技術】無電極放電ランプは、石英ガラスからな
るランプ本体のメインチューブが球状に形成され、この
メインチューブ内にたとえばクリプトンガスや励起時に
蒸気化する発光金属が封入されている。この無電極放電
ランプは、ランプ本体の周囲に励起コイルが数ターン程
度(1ターンから3ターン程度)巻かれており、この励
起コイルに数MHz以上の短波帯の高周波電流を通じる
ことにより、ランプ本体内の放電性ガスまたは蒸気が励
起し、コイルと磁気的に結合するプラズマリングが形成
される。これにより励起コイルから、磁気的に結合する
ランプ本体内のプラズマリングに高周波電力が供給さ
れ、無電極放電ランプが高周波点灯される。このような
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わせ持っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この無電極
放電ランプではランプが始動されてから点灯されるまで
の間に、インバータ部から見たランプ負荷(マッチング
回路、励起コイル、スタータ回路およびランプ本体を含
む)のインピーダンスが刻々変化する。これは、ランプ
始動前はランプ本体と結合しない励起コイルのみが負荷
となり、誘導性の負荷が強く現れているが、ランプが点
灯すると、励起コイルとランプ本体内のプラズマリング
が結合してインダクタンス分が少なくなり、抵抗性の負
荷が加わるとともに、ランプ本体内の放電性ガスや発光
蒸気の励起状態が刻々変化して、インピーダンスを変化
させることによる。また、始動状態から点灯状態に移行
するときのランプ本体や励起コイルなどの温度変化も負
荷回路素子の値を変化させ、インピーダンスを変化させ
る原因となる。また、ランプが点灯しているときの周囲
温度の変化やインバータ部のスイッチング素子の経時変
化によっても負荷インピーダンスが変化する。このよう
に、負荷インピーダンスが変動すると、始動不能に陥っ
たり、ランプの立ち消えや光出力の低下などを招くよう
になる。
【0004】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、始動時の
負荷状態の変化や温度変化、回路素子の経時変化などに
より負荷インピーダンスが変化しても、立ち消えや出力
低下などの不具合が発生しない無電極放電ランプ点灯装
置および照明器具を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、直流電源を高周波電源に変換するインバー
タ部と、少なくとも1種類以上の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、インバータ部の出力
端子に接続され、磁気的に結合する無電極放電ランプに
高周波電力を供給する励起コイルとを有する無電極放電
ランプ点灯装置において、励起コイルと電磁的に結合
し、ランプ負荷に流れる電流値を検出するピックアップ
コイルと、このピックアップコイルの検出出力を受けて
負荷電力が一定化するように制御する制御手段とを備え
ている。
【0006】また本発明は、直流電源を高周波電源に変
換するインバータ部と、インバータ部の出力端子に接続
され、磁気的に結合する無電極放電ランプに高周波電力
を供給する励起コイルとを有する無電極放電ランプ点灯
装置において、励起コイルと電磁的に結合し、ランプ負
荷に流れる電流値を検出するピックアップコイルと、こ
のピックアップコイルの検出出力を受けて負荷電力が一
定化するように制御する制御手段とを備えている。
【0007】また本発明は、上記制御手段がインバータ
部に入力される直流電源電圧を変化させて負荷電力を一
定化するように制御する構成となっている。
【0008】また本発明は、制御手段が負荷の電流と電
圧の位相を変化させて負荷電力を一定化するように制御
する構成となっている。
【0009】また本発明は、制御手段がインバータ部の
高周波電源の発振周波数を変化させて負荷電力を一定化
するように制御する構成となっている。
【0010】また本発明は、制御手段がインバータ部の
スイッチング素子のゲートバイアス電圧を変化させて負
荷電力を一定化するように制御する構成となっている。
【0011】また本発明による照明器具は、反射板を有
する器具本体に無電極放電ランプが保持具によって保持
され、この無電極放電ランプが上述した各構成の無電極
放電ランプ点灯装置によって高周波点灯される構成とな
っている。
【0012】
【作用】上述した構成によれば、ピックアップコイルに
より負荷電流が検出され、この検出出力を受けて制御手
段によりランプに供給される負荷電力が一定化できる。
【0013】
【実施例】以下、本発明による無電極放電ランプ点灯装
置および照明器具の実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。図1のブロック図に、この無電極放電ランプ点灯装
置の一実施例を示す。この図で、商用交流電源1が直流
電源部2で整流平滑されて直流電源に変換され、インバ
ータ部3に供給される。ここで、直流電源部2の出力電
圧は、制御部18からの制御入力を受けて変化される。
インバータ部3は、FETからなるスイッチング素子
4,5が直列接続されたハーフブリッジ型に構成されて
いる。このインバータ部3の駆動回路部は、制御部18
からの制御入力を受けて発振周波数が変化される発振部
6と、この発振部6の出力をスイッチング素子のゲート
に伝える駆動巻線7とからなる。また、スイッチング素
子4,5のゲートには、制御部18からの制御入力を受
けて直流バイアス電圧が変化される直流電源8,9がそ
れぞれ接続されている。このインバータ部3の出力端子
は、制御部18からの制御入力を受けて容量が変化され
るバリコンからなる直列共振コンデンサ10と励起コイ
ル12との直列回路が接続され、励起コイル12には、
並列共振コンデンサ11が接続されている。これらコン
デンサ10,11は、マッチング回路を構成している。
ランプ本体13のメインチューブ13aは石英ガラスに
より球状に形成され、このメインチューブ13a内に放
電性ガスや励起時に蒸気化する発光金属が封入されてい
る。励起コイル12は、このランプ本体13のメインチ
ューブ13aの周囲に2ターン程度巻かれている。この
メインチューブ13aの頂部には、始動用細管(グロー
細管)13bが突設されており、始動時にスタータ回路
14からこの始動用細管13bに始動用の高電圧が印加
されるようになっている。
【0014】また、励起コイル12との近傍にはこの励
起コイル12と電磁的に結合するピックアップコイル1
6が配設されており、このピックアップコイル16によ
り励起コイル12に流れる高周波電流が検出されるよう
になっている。このピックアップコイル16は、負荷電
流検出回路17に接続され、この検出回路17から負荷
電力に比例した検出信号が制御部18に出力される。
【0015】このように構成される点灯装置では、ラン
プ始動時にスイッチ15をオンしてスタータ回路14を
動作させると、この回路14で発生した放電開始用のキ
ック状の高電圧がランプ本体13の上部に延びる始動用
細管13bに静電的に印加される。このとき、始動用細
管13bと励起コイル12との間にランプ本体13内を
通ってグロー放電が形成され、同時に励起コイル12の
磁界によってランプ本体13内のガスが励起されること
によって、グロー放電がアーク放電に移行して、励起コ
イル12の磁界と結合するプラズマリングが形成され
る。ランプ本体13内にプラズマリングが形成されたこ
とが、図示しない検出手段によって検出されると同時
に、始動用のスイッチ15がオフされ、スタータ回路1
4の動作が停止される。プラズマリングの形成に伴い、
励起コイル12からはランプ本体13内に高周波電力が
定常的に入力され、ランプはウォーミングアップを経て
安定に点灯される。
【0016】この始動から点灯状態に移行する間、およ
びランプが継続的に点灯する間に、ランプに一定電力が
供給できるようにするためにつぎのような制御が行なわ
れる。負荷インピーダンスの変化による負荷電流の変動
がピックアップコイル16で検出されると、検出信号が
制御部18に送られる。制御部18では、この検出信号
を受けると、直流電源部2に制御信号を送り、直流電源
電圧を変化させて負荷電力が一定化されるように制御す
る。また、以下に述べるような制御が同時に行なわれる
か、選択的に組み合わせて行なわれる。まず、制御部1
8から制御信号が直列共振コンデンサ10の駆動部に送
られると、静電容量が変化され、負荷インピーダンスが
適正インピーダンスに戻されるように制御される。これ
により負荷の電流と電圧の位相が変化し、実効電力が一
定化される。また、制御部18からの制御信号がインバ
ータ部3の駆動回路を構成する発振部6に送られると、
インバータ部3の発振周波数が変化されて、負荷インピ
ーダンスが適正インピーダンスとなるように制御され
る。これにより、ランプに入力される電力が一定化され
る。また、制御部18からの制御信号がインバータ部3
のスイッチング素子4,5に接続される直流電源8,9
に送られると、ゲートバイアス電圧が変化される。これ
により、同じデッドタイムが保たれながら、ゲートドラ
イブの振幅が変化し、スイッチング素子のオン抵抗が変
化することで、負荷電流が適正化される。このようなフ
ィードバック制御によりランプに投入される電力が一定
化されることにより、ランプの始動を良好に行なえると
ともに、立ち消えの防止や光出力の安定化が図れる。
【0017】つぎに、このように構成される点灯装置を
用いた照明器具の構成を図2に基づき説明する。この図
で、この照明器具は吊り具21によって吊される器具本
体20内に点灯装置が収容されており、器具本体20の
下部側に取り付けられた反射板22の内側中央部にラン
プ本体13が配されている。ソケット23には、始動用
細管13bが機械的、電気的に結合され、保持具を構成
するこのソケット23にランプ本体13が着脱可能に装
着されるようになっている。図中12は、このランプ本
体13のメインチューブの周囲に巻かれた励起コイルで
ある。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、励
起コイルに電磁的に結合するピックアップコイルにより
負荷電流を検出して、ランプに投入される電力を一定化
するようなフィードバック制御回路を有しているので、
ランプを正常に始動できるとともに、立ち消えの防止や
光出力の一定化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による無電極放電ランプ点灯装置の一実
施例を示すブロック図である。
【図2】図1のランプ点灯装置を用いた照明器具の縦断
面図である。
【符号の説明】
1 商用交流電源 2 直流電源部 3 インバータ部 4,5 スイッチング素子 6 発振部 7 駆動巻線 8,9 直流電源 10 並列共振コンデンサ 11 直列共振コンデンサ 12 励起コイル 13 ランプ本体 13a メインチューブ 13b 始動用細管 14 スタータ回路 15 始動用スイッチ 16 ピックアップコイル 17 負荷電流検出コイル 18 制御部 19 無電極放電ランプ点灯装置 20 器具本体 22 反射板 23 ソケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 昭浩 東京都品川区東品川四丁目3番1号 東芝 ライテック株式会社内

Claims (7)

    【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
    ータ部と、少なくとも1種類以上の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、インバータ部の出
    力端子に接続され、磁気的に結合する無電極放電ランプ
    に高周波電力を供給する励起コイルとを有する無電極放
    電ランプ点灯装置において、 励起コイルと電磁的に結合し、ランプ負荷に流れる電流
    値を検出するピックアップコイルと、 このピックアップコイルの検出出力を受けて負荷電力が
    一定化するように制御する制御手段とを備えることを特
    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
    ータ部と、インバータ部の出力端子に接続され、磁気的
    に結合する無電極放電ランプに高周波電力を供給する励
    起コイルとを有する無電極放電ランプ点灯装置におい
    て、 励起コイルと電磁的に結合し、ランプ負荷に流れる電流
    値を検出するピックアップコイルと、 このピックアップコイルの検出出力を受けて負荷電力が
    一定化するように制御する制御手段とを備えることを特
    徴とする無電極放電ランプ点灯装置。
  3. 【請求項3】 上記制御手段は、インバータ部に入力さ
    れる直流電源電圧を変化させて負荷電力を一定化するよ
    うに制御するよう構成されていることを特徴とする請求
    項1または請求項2記載の無電極放電ランプ点灯装置。
  4. 【請求項4】 上記制御手段は、負荷の電流と電圧の位
    相を変化させて負荷電力を一定化するように制御するよ
    う構成されていることを特徴とする請求項1または請求
    項2記載の無電極放電ランプ点灯装置。
  5. 【請求項5】 上記制御手段は、インバータ部の高周波
    電源の発振周波数を変化させて負荷電力を一定化するよ
    うに制御するよう構成されていることを特徴とする請求
    項1または請求項2記載の無電極放電ランプ点灯装置。
  6. 【請求項6】 上記制御手段は、インバータ部のスイッ
    チング素子のゲートバイアス電圧を変化させて負荷電力
    を一定化するように制御するよう構成されていることを
    特徴とする請求項1または請求項2記載の無電極放電ラ
    ンプ点灯装置。
  7. 【請求項7】 反射板を有する器具本体に無電極放電ラ
    ンプが保持具によって保持され、この無電極放電ランプ
    が上記無電極放電ランプ点灯装置によって高周波点灯さ
    れることを特徴とする請求項1または請求項2または請
    求項3または請求項4または請求項5または請求項6記
    載の照明器具。
JP21437093A 1993-08-30 1993-08-30 無電極放電ランプ点灯装置及び照明器具 Withdrawn JPH0765976A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101009669B1 (ko) * 2004-03-31 2011-01-19 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치용 백라이트 유닛
JP2012204159A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Nihon Univ 定常プラズマ生成装置

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Effective date: 20001031